液压传动与控制贾铭新课后习题答案Word文档格式.docx

1、P1g为层流h 2.3（m）泵的安装高度不高于 2.3m2-17如图所示，活塞上作用力 F=3000N油液从液压缸一端的薄壁孔流出。液压缸直径D=80mm薄壁孔径d=20mm不计活塞和缸筒间的摩擦以及流动损失， 求作用于液压缸底面上的作用力。设油液密度 900kg / m3Q 0.00703207 4 孔口液体流动速度 v0 2 22.395127m/sA 3.14 0.022取缸内液体作为研究对 象列水平方向上的动量 方程F R Q（ v0 - v）R F Q（v0-v） 3000 900 0.00703207 （22.395127 1.3996959） 2867.12279NR R 286

2、7.12279N0.95第三章3-10某泵输出油压为10MPa转速为1450r/min,排量为200mL/r,泵的容积效率为Vp总效率为p 0.9。求1:泵的输出液压功率P0;2:驱动该泵的电机所需功率 Pi （不计泵的入口油压）（1）110 6 200 10 6 1450 0.95 45.9 kw60n= 0.9，容积效率n MS 0.92，当输入流量为22L/min时，试求：（1）马达的输出转矩;（2）马达的输出转速。（1）求输出转矩输出转矩Mt Mm 370.4 0.978 362.3Nm（2）求输出转速Qt q nep 液压泵，当负裁压力为80xl0s?a时，输出流量为%L/min,而

3、负载压力为100叮0殂时，输出流 量为94L/mino用此泵带动一排量为KM=80mUr的液压马达.当负载转矩为lJONm时，液压马达的机械 效率为0.94,其转速为llOOr/rhio,求此液压马达的容积效率。解:：根拒题意，绘出液圧叵路示意图如图7所示，与负载转矩Tm=130N hi相对应的负载压力（液压马达入口压力为qt =（W 9-8） = 2.9x（-l）/min =-2.9/min此即为压力从SMP増加到109MPa时泵的输出流盘减少值，故此时R（=10KfpR时）泵输出流量 为qp=（96-2,9）1 ； min = 93. If / min该值亦为液压马达的入口流量昭环 因此液

4、压马达的客积效率为伽= soxio-3 xiioo =095第四章4-5 如图2所示，一单杆活塞缸，无杆腔的有效工作面积A“有杆腔的有效工作面积为禺，且Al=2A2. 求1）当供油量为g=30L7min时，回油= ? 2）若液压缸7rn?差动联接.其它条件不变，则进入液压缸无杆腔的流量为多 少？解；1）回油流量g液压缸运动速度为v= A2则7，= - = yx30Z/inin = 5LI min2）液压缸差动联接时进入无杆腔流量矿此时液压缸的速度为y q 二丄=14AJ2人一力2 AJ2 儿q = 2g = 2x3017 min = 60 厶 / min4-8 如图8所示，两个结构相同的液压缸

5、串联起来，无杆腔的有效工作面积局=100512,有杆腔的有效 工作面积缸1.输入的油压pi=9xl（PP2,流量6=12 LZnim若不考虑一切tS失，试求】）当两征的负莪相同（甩于口时，能承受的负载为多两丄运动的速度各対多少？2）缸1不承受负载（Fl1=0）时.缸2能承受多少负载？3记2的输入压力P2= （1/2） pl时，两缸各能帀:受多少负载？Ai Ai 1LHH图81）解答本题第一问时，往往最容易出错的是直按用压力乘以局求岀这实际上是忽陆了甩亦 即缸2的工作压力.现在屉軻 所以阳心 因而必须从缸2开始列方程从而求岀FL1=FLi=F的负载值.因为所以FL2 = P29AlFLX =Pl

6、9Al-P292P1A 一兀=氏F = Pi 4 = ?咼 1点 X x1t =5oo口 耳1亠1001 I 4垒Vj = v, = - x 1 2m /mill = 6 9 /min 1 4 A. 1 IOC所U1两液压缸推力相同而迪度不等口2）丘】=0时囲二型斗珈NM=n居“（PnM鬥 A2 80扎2 = PiA =ii 25x10 100 xlON=iiw3） 当 p2 1p1 4.5 105Pa 时，2Fl1 Pi Ai P2A2 .9 105 100 10 4 4.5 105 80 10 4 5400 NFL2 p2A1 4.5 105 100 10 4 4500 N4-9 一单杆液

7、压缸快进时采用差动连接，快退时油液输入缸的有杆腔，设缸快进、快退时的速度均为0.1m/s，工进时杆受压，推力为 25000N。已知输入流量Q=25L/min,背压P2=2X 105Pa,求：（1）缸和活塞杆直径 D d; （2）缸筒材料为45号钢时缸筒的壁厚；（3）如活塞杆铰接，缸筒固定，安装长度为 1.5m，校核活塞杆的纵向稳定性。（1）当油缸差动连接时,2 2 2 由于缸的进退速度相等，所以Ai=2A，即丄2 4 口D -2d 2 0.07284 0.103 m取标准直径D=100mrn d=70mm（2）工作进给时液压缸无杆腔的压力5故取实验压力 py=1.5p1=49.3 x 10 P

8、a。许用应力 Pn）：当负载压力乩增加并首先达到 阀1的调定值Pji时，阀1导阀打开，其减压阀口关小，出口压力此瞬时由阀1调定为刃|。因阀2的阀口 仍全开，而泵的供油量又不断输入，故使负载油压继续增加，阀1、2的出口（点B、C）的油压也等值同时 增加，故阀1定压失效（定不住压）。此时因出口压力的增加，使阀1导阀开度加大，减压阀口进一步关小。 当负载压力增加到阀2的调定值2时（此时阀1的减压阀口是否关闭，取决于02值与使阀1减压阀口关闭的压力大小的关系：小沁时， 阀1阀口己关闭；2中&吋，阀1阀口尚未关闭），阀2动作，关小其 减压阀口，使出口油压定在较高的值上，不再升高。此吋阀1的入 口、出口油

9、压与阀2相同，其导阀开度和导阀调压弹簧压缩量都较原 调定值加大，减压阀口可能关闭或关小（关闭吋，阀1导阀的泄漏屋来 自阀2；关小时则来自阀1本身和阀2）。5-10 9 13所示回路最多能实现几级调压?各溢流阀的调定压力肿.少之间的大小关系如何？ 解，孑级，而且心盼养（其原理见下图）在两二位二通电磁阀都导通时，阀 冷丫2与阀Y的导阀呈并联形式（三阀几乎同时进油）， 即三者相当于共用一个主阀体一一丫的主阀体。因此，哪个阀的调压低，哪个阀先导通（其 余的不再导通），泵的出口压力便由哪个阀决定。图中当两电磁阀都关闭时，泵的出口压 力PP P丫1 ；当靠近泵的第一个电磁阀导通而远离泵的第二个电磁阀关闭时

10、，阀巧与阀瑶的导I阀并联，丫护灰周宜JE力较f氐故冬导通，泵的出口広力由鸟调鬥片=力曰-加弋旳；当两电磁阀都导通时,，珀和耳的导阀呈并联，洞调定压力最诋，故E导通，泵的出压力由百调定，- 巧工。由上述分析可见，此回路可调出三级压力，即 、卩丫2、卩丫3，且Py1 Py2 Py3UH 135-11图示两个回路中各溢流阀的调定压力分别为 Pyi 3MPa,PY2 2MPa,PY3 4MPa.问在外载无穷大时，泵的出口压力Pp各为多少？（a）图中，三个溢流阀并联。当负载趋于无穷大时， pyi必须工作，而pyi的溢流压力取决于远程调压阀py2，所以pp = pY2=2MPa .（b）图中，三个溢流阀串

11、联。当负载趋于无穷大时，则三个溢流阀都必须工作，则Pp =Pyi + Py2 + Py3 =3+2+4=9MPa.flIiir5-12 一夹紧回路，如图15所示，若溢流阀的调定压力为户內WMPa,减压阀的调定压力为pFI5MP阳 试分析活塞快速运动时，A. B两点的压力各为多少?減压阀阀芯处于什么状态?工件夹紧后，A、B两点的 压力各为多少?减压阀的阀芯又处于什么狀态?此时减压阀阀口有无流量通过?为什么？当回路中的二位二通电礁搁处于图示状态时，在活塞运动期间，由于活塞为空载运动，并忽略活 塞运动时的摩擦力、惯性力和管路损失等，则B点压力为零，A点压力也为零（不考虑油液流过減压阀的 压力损失卜这

12、时减压阀中的先导阀关闭，主阀芯处于开口最大位置口当活塞停止运动后B点压力升高， 一直升到减压阀的调整压力2.5MPa,并保持此压力不变，这时减压阀中的先导阀打开，主阀芯开口很小。 而液压泵输出油液（由于活塞停止运动）全部从溢流阀溢回油箱，A点的压力为溢流阀的调定压力5MPa.第七章图3当鈕亦（W中的三位四理电碓阀处中位咏泵的出口压加即系貌圧力由溢流饲1#!定i当何i （b）图中的1YA电时泵的出口压力由阀孑谓定：1YA带曲时，泵的出口压力由阀2调定.故樋卜e）两 回踣都能调出三fit压力来.但是，在两回踣中 1册带电时.阎孑与树】呈井联；2YA带电时阀2与阀 1呈并联因此阀人网3的调定压力卿塾

13、须甘别都小于僻】的谓定压力円仙、冶初）时.才能实现上述三级调压两回路的区别.（町图所示回路中的溢流阀1、2. 3相互独立，每个爾的额定流堆都较大，都等于泵 的额定流童，且阀1是直动式还是先导式溢流阀均可,e）图所示之回路，m 1的流量较大，为泵的额定流 量，且必须是先导式溢流阀。而羁2、3的流量较小，为側1导稱的过流量，但其值必须大于3L / miiXitt 流阀的最小穩定流童）.即（b）图阀2、3的流量规格小于（町图8 如田8所示.液压缸有效工作面枳=50cm2r负载阻力=5000N,减压阀的调定压力p分别为5MRa. 2MPa.或25MP亠 溢流阀的调定压力分别为3MPn或1.5MPa,试

14、分析该活塞的运动情况。设液压缸无杆腔油压力（亦即节流阀出口压力）为皿即Fl 5000 N “ P、二二 , 、二 10x10 Pa门 4 50xl0f溢流陶调定压力“=3MPa时（J）pj=510JPBEpjj=20xl03Pi因PjPi 克服负載甩活塞运动,v0.且連度卩的大小与节流阀两瑞压差PLP10刘opfi 相对应。j=25xio5pa此时情况与基本相同，即活塞运动；連度v的大小与节流阀两瑞压差（25xl05Pa-10xl0sP& = 15xlO3Pa）相对应，所不同的是此时减压阀进出口压力差为Apj-SOxlO3Pa-25x103=5x1,故 减压阀出口压力不稳（减压阀稳定工作的条件

15、是进岀口压差应大于5x10以上），因而节流阀两瑞压墓也 随之不稳，致使活瘵运动的速度不平稳（2）溢流阀调定压力py= 1,5MPa时Pj=5x10仙因A V曲 推不动戾载，所以活塞速度V=O.j=20xl0sPfi因p0 减压阀不工作，阀常开，不起减压作用，此吋节流阀入压力为“ = 15x1“Pq其两端压羞为p-p产（15-10） xiaVa = 5xlO5Pa,活塞运动.v0.速度v的大小与压5105P&相对应.pj=25xlO5Pa此时的情况与一 j=20x103P&完全相同。7-9 如图9所示*溢流阀和两减压阀的调定压力分别为：pv4 5MPa, pji = 3.5MPfi, 2MPa；

16、负载 Fl = 1200N：活塞有效工作面积减压阀全开口时的局部损失及管路损先Eg去不计-（15试确定 活盘在运动中利到达缪点时触h和上点处的压力-（23当负载:加大到Pl=42OON.5g些压力有何变化？ 餌：C1） = 1200 时液压虹运动时灌压缸的工作压力为因pi pje=2Cltf Pa, ppji=35*lO3PaF故两减压IS均不工作.其陶口常开*相当于通道又因pi pv =45-10jPa,溢流阀关闭，亦最于非工作状态口故此时触b心三点压力相等.且都等于灌压缸工作压力， BP显=佛=馬=卫冃町圧卩氛SS压缸到终点后此时液压61眞戟相当于无5JXi进油腔油压力迅逑上升.当上升到第

17、二个減压阖 的调定压力时.第二个减压阀工作（其阀苦抬起.定压n使菇出口即c点压力定为耳调定值，即pm= 20K10aPa;因読压缸已不功，而液压泵还在不断枪出油液，故第二个减压闽入口，即第一个减压阀岀口油 压很快憋高，井在达到第一个减压阀的调定压力时.第一个减压阀工作.址而锲蘇出口、KU b A油压走为 第一个减压阖的调定值 =pjl=35xitfpa同理.泵的出口、即巳点油压也很怏!B高.并在达到溢流阀 的调定压力时.溢流阀幵启、溢痈、罡压.便且点压力为就流阀前调定值即冲=野=4弘10年韓（2）若尸l=42Q0N 时若使液压缸运动，其工作压力p为關要使掖压缸运动i其班油腔（无杆腔）的油压必细

18、达到28103Pa.但在液压泵疑两减压阀输入到液压 缸油液压力懸高到第二个减压阖的调定压力p“ = 2（Ul2p孔时*第二个减压阖工件.便基出th即c点的 压力定在戸严皿=2O&Pg上，不再升高，因內也就推不动负载.毅载相当于无麻大但園泵的流昼仍在 输出I而第二个减压阀出口辙出流虽乂为零只有远小于泵粒出流虽的导阀注漏:8h故第二牛减压阀入口,亦即第一个减压阀出口油压很快憋高，当憋高到第一个減压阀旳调定压力时，第一个减压闊工作，使菇出 口、即h点压力定在该阀的调定值上：=,=35x10.冋理，泵的岀口.即盘点压力也很快感高.井 在达到溢流阀的调定压力时，溢流阀开启”溢流、定压.使点压力为冋,=丹

19、=4张WP花7-11在图示回路中，已知液压缸径 D=100mm活塞杆直径d=70mm负载fl 25000N1为使节流阀前后压差厶Pt为3 105 Pa,溢流阀的调定压力应为多少？2若溢流阀的调定压力不 变，当负载降为Fl 15000N时，节流阀前后压差 Pt ?若节流阀开口面积为0.05cm2，允许活塞的最大前冲 速度为5cm/s,活塞能承受的最大负载 切削力是多少?若将节流阀改装在进油 路上，在液压缸有秆腔 接油箱时，活塞的最低 稳定速度是多少？与的最低稳定速度相比较说明什么问题？（1）如图所示，列出液压缸受力平衡方程式为:P1A1 P2 A2 F l又由题意可知:Pi Py Ppp2 Pt

20、A2 2 2D 0.785 10 mA22 2（D d ） 40.410 mFl25000N卩“为液压缸无杆腔工作压力。P2为液压缸有杆腔（节流 阀入口）压力。Py为溢流阀调定压力。Pt为节流阀压差。Pp为泵出口压力。几为液压缸无杆腔有效工 作面积。A2为液压缸有杆腔有效工作面积。FL为负载。故所求溢流阀调定压力为:（2）由液压缸受力平衡方程得:P1A1 p2 A2 FL2 2 4 3Qt vmaxA2 5 10 0.4 10 2 10 m /s由小孔流量公式Qt Cd At 2 Pt Cd At 2 P2V V得出节流阀入口，即液 压缸有杆腔压力为：式中流量系数Cd 0.62节流阀开口面积A

21、 0.05cm2液体密度 900kg/m3由此求得压力P2为2 10 4900 518.73 10 Pa此力作用于有杆腔有效 工作面积A2上，故所能承受最大负 切削力为Fl P2A2 18.73 105 0.4 10 2P2（0）27492 N（4）节流阀最小稳定流量QTmin50cm3 / min时，回路的最低稳定速度为:VminQT min50 10 62 m/ s0.4 10 2 602.083 10 4m/s 125 10 4m/min（5）将节流阀改装在进油路上，在液压缸有杆腔接油箱时，活塞的最低稳定速度为:Qt min62 1.062 10 4m/s 63.7 10 4m/min0

22、.785 10 2 60与前最低稳定速度Vmin相比，说明对于相同的节流阀开口量，进口节流调速能比出口节流调速得到更低的稳定速度，这是因为进口调速的液压缸有效工作面积较大。7T3如图12所示一液压回路，已知液压缸无杆腔有效工作面积JlOQcm2,液压泵流量yp=63L/minf 溢流阀调定压力=50x10-试分别就负载丘电.=54000N时（不计任何损失）求：1） 液压缸工作压力；2） 活塞运动速度和溢流稱溢流盘.图12（1）肚=0时液压缸工作压力0为活塞速度V和溢流稱溢流量刖此时Pi=0y=50xio4Ra,溢流阀关闭，为=0：泵的全部流:ft进入痕压缸无杆腔，故活塞速度为 v = = bx

23、 /筲时$ = 0,105m/$ = 6,3m/minAt lOOxlO（1）凡=54000N 时液压缸工作压力A为克服Fl=$4W0N的负载所须建立的压力为因p； = 54 X 2 Pa ： p = 50 x 10丹，故在”达到（上升到）5X0%时，溢流倒便开启、溢流、定压，使”不再升髙（达不到眇&曲，因此液压缸工作压力为1=50x108速度丫及流匮舸因此时pKOxlMPaVhldRa（克服肚=54000N所需的压力）.所以液压缸不动，其活塞速度为零， 即v=0瓶压泵的全部流量经溢流阀流会油箱即4Y=63L/jnui7-14由变量泵和定量马达组成的调速回路，变量泵排量可在050cm3/r的范

24、围内改变。泵和马达积效率都是100%求此调速回路中:（1）液压马达最低和最高转速;（2）液压马达的最大输出转矩; （3）液压马达的最高输出功率。液压马达最低转速为:同理有液压马达最高转速为: （2）液压马达的最大输出转矩为: （3）液压马达最高输出功率为:7-15在题7-14中，在压力为100 105pa时，泵和液压马达的机械效率都是 0.85.泵和马达的泄漏量随工作压力的提高而线性增加，在压力为 100 105Pa时，泄流量均为1L/min。当工作压力为100 105 Pa时，重新完成7-14中各项要求，并计算回路在最高和最低转速下 的总效率。（1）液压马达最低转速为:nM max 1000 （0.98） r/min 960.4r/min（2）液压马达的最大输出转矩为:T Pm maxqM ?T Mmax 2 mM（3）液压马达最高输出功率为:310 1000 50 10 .98 0.98 0.85 6.8kw（4）总效率为回路所有效率之积，故最高总效率为M m in7-18图7所示系统*液压缸的有效面积A=A2=0（km2,缸I负载FL=35000N,缸II运动时负载为零， 不计摩擦阻力、惯性力利管路损失。溢流阀各阀、顺序阀和减压阀的调定压力分别为4MPa, 3MPa和2MP恥 求下列三种工况下A. E和C处的压力。1）液压泵启动后，两换向阀处于中位：