液压与气压传动左建明主编第四版课后答案.docx
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液压与气压传动左建明主编第四版课后答案
液压与气压传动课后答案（左健民）
第一章液压传动基础知识
1-1液压油的体积为18103m3，质量为16.1kg，求此液压油的密度。
解:
m=16.13=8.94102kg/m3
v1810
1-2某液压油在大气压下的体积是50103m3，当压力升高后，其体积减少到
49.9103m3，取油压的体积模量为K700.0Mpa，求压力升高值。
解:
''33343
VVV049.9105010m110m
由K〔V。
知:
P穿700丄叮31。
4pa1.4Mpa
50103
1-3图示为一粘度计，若D=100mmd=98mm,l=200mm外卜筒转速n=8r/s时，测得
转矩T=40Ncm,试求其油液的动力粘度。
r##f#
亠，』
r
-
~r
L
I）
两边积分得
（2D
U0
解：
设外筒壁液体速度为U0
nD83.140.1m/s2.512m/s
Ff
A
T
rg2rl
du
dy
dy
du
0.4
23.140.2
（孟
0.512
^■^Pags0.051Pags
1-4用恩式粘度计测的某液压油（
850kg/m3）200M1流过的时间为t,=153s.
20C时200MI的蒸馏水流过的时间为t2=51s，求该液压油的恩式粘度E，
运动粘度和动力粘度各为多少?
t1
解：
E旦空3
t251
631
（7.31E*）106m2/s「98105m2/s
2
g1.6810Pas
1-5如图所示，一具有一定真空度的容器用一根管子倒置一液面与大气相通的水
槽中，液体与大气相通的水槽中，液体在管中上升的高度h=1m设液体的密
度为1000kg/m3，试求容器真空度。
解：
设R为大气压，Pa为绝对压力，则真空度：
PPoPa
取水槽液面为基面，列出静力学基本方程:
则真空度为：
Papgh10009.819.810pa
1-6如图所示，有一直径为d，质量为m的活塞浸在液体中，并在力F的作用下
处于静止状态。
若液体的密度为，活塞浸入深度为h,试确定液体在测压
Pb=1200
1-7图示容器A中的液体的密度PA=900Kg/^,B中液体的密度为
试求A,B之
Kg/m!
，ZA=200mm,弘=180mm,h=60mm,形管中的测试介质是汞，
间的压力差。
解：
此为静压力问题，可列出静压力平衡方程:
a+pagZa=pbgZB+P水银gh+P△Pab=Pa-Pb=pbgZb+p水银gh-
=1200x9.8x0.18+13.6x103x0.06—900x
1-9如图所示，已知水深H=10m截面A0.02m2,A，0.04m2，求孔口的出流流
量以及点2处的表压力（取1，不计损失）
解：
对0-0和2-2截面列理想液体能量方程：
由123联立解得:
qwA.2^A.29.8100.020.28m3/s
29.810（业）2
1000pa0.0735Mpa
1-10如图示一抽吸设备水平放置，其出口和大气相通，细管处截面积
A3.2104m2，出口处管道截面积A24片，h=1m求开始抽吸时，水平
管中所必需通过的流量q（液体为理想液体，不计损失）
解：
对截面和建立液体的能量方程：
RM2P2V22
g2gg2g
连续方程
方程
（1）
（2）（3）联立，可得流量
1-11图示水平放置的固定导板，将直径d=0.1m,而速度为^=20m/s的射流转过
90度角，求导板作用于液体的合力大小和方向（1000kg/m3）
解：
射流流量
对射流列X轴方向的动量方程
与X轴正方向相反）
对射流列丫轴方向的动量方程
导板作用于液体的合力
F合、.F；F丫2,3141.62_3141.62N4442.2N，方向与X轴正方向成
135
1-12如图所示的安全阀，阀座直径d=25mm当系统压力为5.0Mpa时，阀的开度x=5mm为，通过的流量q=600L/min，若阀的开启压力为4.3Mpa,油液的密度为900kg/m3，弹簧的刚度k=20N/mm求油液的出流角。
解：
对安全阀阀心列平衡方程
其中,
而
v1
F弹簧
F弹簧
kxF液动
q（v2cosv1）
（VPAkx）
联立以上得，cos
qCd
qA代入数据得,
28.2o
1-14有一液压缸，其流量为q=32L/min，吸油管直径20mm液压泵吸油口距离
液面高500mm如只考虑吸油管中
500mnt勺沿程压力损失，油液的运动粘度
为20106m2/s，油液的密度为
900kg/m3，问泵的吸油腔处的真空度为
多少?
解：
如图，对1-1
截面和2-2截面建立液体能量方程:
其中,
得到真空度:
Pa
P2
gh
V2
q/A2
Re
vd
沿程压力损失
所以，真空度为
Pi
g
32
1
60-
4
2
¥P2
2gg
2
v_+h
w
2g
V0=V2,故V0
P1Pa
ghw
103
gh
m/s
32
（3210）
v2P（P表示沿程压力损失）
0.663m/s
0.6630.02
20106
75
P75gl
Red
663
V2d
2320,所以流态为层流
V687.6Pa
+1900
2
1-15运动粘度=40X10-6m/s的油液通过水平管道，油液密度
p=9009.8400103
0.8492+687.6pa=4539.9
Pa
p=900kg/m3，管
道径d=10mm,l=5m进口压力R=4.0MPa，问流速为3m/s
时，出口压力R
为多少?
解：
由于油在水平管道中流动，此管道为等径直管，所以产生沿程压力损失:
64Lv264LV
Vp
Red2vdd2
62
64401059003c
=pa0.192Mpa
30.010.012
P2=Pi-AP亠4-0.192MPa=3.81Mpa
1-16有一薄壁节流小孔，通过的流量为q=25L/min，压力损失为0.3Mpa,试求
节流孔的通流面积，设流量系数Cd=0.61，油液的密度900kg/m3
2-m
20.3106
1-17图示柱塞直径d=19.9mm缸套直径D=20mrr长l=70mm柱塞在力F=40N作用
下向下运动，并将油液从隙缝中挤出，若柱塞与缸套同心，油液的动力粘度
卩=0.784x10-3Pa.s，问柱塞下落0.1m所需的时间。
代入数据得，t20.8s
1-18如图所示的液压系统从蓄能器A到电磁阀B的距离l=4m,管径d=20mm壁
厚1mm，管压力2Mpa，钢的弹性模量E=2.2105Mpa，液体密度
900kg/m3，5m/s体积模量k1.33103Mpa，求，当阀瞬间关闭、
0.02和0.05关闭时，在管路中达到的最大压力各为多少？
解：
压力冲击波的传播速度
Cd
tc
21
（1）
户--1
V—-
1-i
1.33109
k
900m/s1148.04m/s
9
20101.3310
3
1102.2
11
10
s
1148.04
0.007s
阀瞬间关闭，属于直接冲击,
此时管道瞬间压力升高值
1.81Mpa
cv°9001148.0450^07pa
t0.02
管中最大压力
Pmaxp0p21.81Mpa3.81Mpa
（2）t=0.02>tc，属于间接冲击
此时管道瞬间压力升高值
tc0.007
pcv—9001148.045pa0.72Mpa
t0.05
管中最大压力
pmaxp0p20.72Mpa2.72Mpa
（3）t=0.05>tc,属于间接冲击
此时管道瞬间压力升高值
tc0.007
pcv-9001148.045pa0.72Mpa
t0.05
管中最大压力
pmax
P0p20.72Mpa2.72Mpa
第二章液压动力元件
2-1某液压泵的输出压力为5MPa排量为10mL/r，机械效率为0.95，容积效率为0.9，当转速为1200r/min时，泵的输出功率和驱动泵的电动机的功率各为多少？
2-2设液压泵转速为950r/min，排量二168L/r，在额定压力29.5MPa和同样转速
下，测得的实际流量为150L/min，额定工况下的总功率为0.87，试求:
（1）泵的理论流量;
（2）泵的容积效率;
（3）泵的机械效率;
（4）泵在额定工况下，所需电机驱动功率；
（5）驱动泵的转矩。
解：
①qt=V）n=168X950L/min=159.6L/min
2nv=q/qt=150/159.6=94%
3nm=/nv=0.87/0.9398=92.5%
4P=pq/=29.5X106X150X10-3/（60X0.87）w=84.77kw
5因为=pq/Tco
所以T=pq/o
=pq/（2jin）
=29.5X106X150X10-3/（2X0.87X3.14X950）Ngm
=852.1Ngm
2-3某变量叶片泵转子外径d=83mm定子径D=89mm叶片宽度B=30mm试求：
1）
叶片泵排量为16mL/r时的偏心量e。
2）叶片泵最大可能的排量Vmax解:
2-4试分析外反馈压力式变量叶片泵qp特性曲线，并叙述改变AB段上下位置,
BC段的斜率和拐点B的位置的调节方法。
1）曲线AB段。
在此段，泵的反馈作用力
小于泵的弹簧预紧力，泵的偏心距为初始
最大值不变，泵的流量也是最大值，并保
持不变，曲线AB段近似水平。
但由于压力增加，泄漏也增加，故曲线AB
段随压力的增加而略有下降。
2）拐点B。
在B点，泵的反馈作用力刚好等于泵的弹簧预紧力。
对应的工作压
力Pc二ksXo/Ax，其值由弹簧预压缩量X0确定。
3）曲线BC段。
在此段，泵的反馈作用力大于泵的弹簧预紧力，定子左移，偏心距减小，泵的流量也减小。
当泵的工作压力高到接近于C（实际上不能达到）
点压力时，泵的流量已很小，这时因压力较高，故泄漏也增多，当泵的流量只能全部用于弥补泄漏时，泵的实际对外输出流量为零，这时，偏心距已很小且不会再变小，泵的工作压力也不会再升高，这就是C点。
影响曲线形状的因素：
1）改变柱塞的初始位置，可以改变初始偏心距的大小，从而改变泵的最大
输出流量，即使曲线AB段上、下平移。
2）改变弹簧刚度，可以改变曲线BC段的斜率，弹簧刚度大，BC段斜率小,刚度小，BC段斜率大。
3）改变弹簧预紧力的大小，可改变压力pc的大小，从而使曲线拐点左、
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