液压传动与控制课后题及详解答案.docx

1、液压传动与控制课后题及详解答案.液压传动与控制习题集液压传动课程组工专部使用.前 言液压传动与控制教材由工业高等专科学校、工学院、新疆工学院、工学院四所院校编写，于 1994 年 6 月由大学出版。阅历十余年，液压传动的容发展很快，所以修订后再出版。为有利于教学，编了该教材的思考题与习题集，仅供参考。编者2005 年 月2 4 4 7 9 10 13 14 19 20 20 21 213绪论0-1何谓液压传动？其基本工作原理是怎样的?0-2结合图 0-2 所示的液压系统图，说明液压系统由哪几部分组成?各起什么作用 ?0-3液压元件在系统图中是怎样表示的?0-4液压传动与机械传动、电气传动和气压

2、传动相比较，有哪些优缺点?第一章 工作介质及液压流体力学基础1-1什么是液体的粘性?常用的粘度表示方法有哪几种，并分别叙述其粘度单位。1-2 压力的定义是什么?静压力有哪些特性?压力是如何传递的 ?1-3 什么是绝对压力、相对压力、表压力、真空度?它们之间的关系是什么?1-4为什么说液压系统的工作压力决定于外负载?液压缸有效面积一定时，其活塞运动速度由什么来决定?1-5 伯努利方程的物理意义是什么?该方程的理论式与实际式有何区别?1-6 什么是层流 ?什么是紊流 ?液压系统中液体的流动希望保持层流状态，为什么?1-7管路中的压力损失有哪几种?分别受哪些因素影响 ?1-83的液压油，在 50时流

3、过恩氏粘度计的时间t 1=153s；同体积的蒸馏水在有 200cm20时流过的时间t 2 51s 。该油的恩氏粘度oE50、运动粘度 v、动力粘度 各为多少 ?油液的新、旧牌号各为什么?解： E50 t11533t 251v8.0 E508.64/ E508.03 8.64 / 3 21.12 cstv21.1210 690010 319 cp旧牌号20 ；新牌号 N321-9 某液压油的运动粘度为20cSt ，其密度 = 900kg m3，求其动力粘度和恩氏粘度各为多少 ?解：v2010 690010318 cp由 v 8.0 Et 8.64/ Et导出 8.0 Et v Et 8.64 0

4、4Et20202488.6420262416Et 12.875Et 20.375（舍去）1-10 如图所示直径为d，重量为 G的柱塞浸没在液体中，并在 F 力作用下处于静止状态。若液体的密度为，柱塞浸入深度为 h，试确定液体在测压管上升的高度 x。解：设柱塞侵入深度 h 处为等压面，即有F Gg h x1 d 24导出4 FGhxd 2g题 1-10 图1-11 在题图 1-12 所示的阀上， 如果流过的流量为 1105cm3 min ，开口量为 2mm，阀芯直径为 30mm，液流流过开口时的角度 69，问阀芯受到的轴向液动力是多少 ?解：q 105 cm3 / min10510 6 / 60

5、 1.67 10 3 m3 / sA2 1033010 31.88510 4 m 2vq / A1.6710 3 / 1.88510 48.842m / sFq1 v1 cos 1取，F9001.671038.842 cos69 4.753 N111-12 圆柱形滑阀如图所示。已知阀芯直径d =20mm，进口油压 p1 =9.8MPa，出口油压 p2=9.5MPa，油液密度 3= 900kg m，阀口流量系数 C=0.62 。求通过阀口的流量。解：Ax20 103210 31.26 10 4 m 2qC2Axp0.621.2610 429.8 9.5 1062.012 m3 / s900120

6、72 L / min题 1-12 图 1351-13 如图所示，油管水平放置， 1-l 断面和 2-2 断面处的直径为 d1、d2，液体在管路作连续流动，若不考虑管路能量损失。(1)断面 1-1 、2-2 处哪一点压力高 ?为什么 ?(2)若管路通过的流量为 q，试求断面 1-1 和 2-2 两处的压力差 p。题 1-13 图解：（1）用 11 和 2 2 截面列伯努利方程h1 h2其连续性方程为： A1 v1 A2 v2A1A2v1V2代入伯努利方程得出p2p1 ，即 2 2 处的压力高（ 2） v1qq4q，v24qA12d12d22d14代入伯努利方程得出p1p2v12v22g2gpp2

7、g v12v228 g 211p12g2d14d 241-14 已知管子径 d =20mm，液体的流速 =5.3m s，液体运动粘度v =0.4cm2 s，求液流的雷诺数和流态。4vd5.30.022650Rec2320解： Re0.410 4V所以流态为紊流1-15 有一光滑的圆管，径 8mm，有 N32号机械油 (40 ) ，流过流量 q 30L min，问流动状态如何 ?若流量不变，管径为何值时流态可为层流 ?解： N32机械油 40时 V32cst 32 10 6 m2 / sq3010 39.95m/ sv600.004 2A（ 1） Re4vd9.950.082487.52650R

8、ec2320V3210 6所以流态为紊流6（ 2） d2R2Rev 2RevA4V44qd2Revd 244q163010 3 d22320 32106d2600.466d 20.008d0d 0.466d0.0080d10.0172m17.2mmd20 舍去管径为 17.2mm 时流态可为层流。1-16 如图所示，当阀门关闭时压力表读数为0.25 MPa ，阀门打开时压力表读数为0.06 MPa ，如果 d =12mm， = 900kg m3，不计液体流动时的能量损失，求阀门打开时的液体流量。q解：用和截面列伯努利方程h1 h2 v1 0p1p 2v 2题 1-16 图 14gg2 gv20

9、.250.061069.819009.8120.55m / sqvA20.55 10.012242.3210 3 m3 / s139.4L / min1-17 什么是气穴和气蚀?它们有什么危害 ?7第二章 液压泵及液压马达2-l什么是容积式液压泵 ?它是怎样进行工作的 ?这种泵的实际工作压力和输油量的大小各取决于什么 ?2-2什么是液压泵和液压马达的额定压力?其大小由什么来决定 ?2-3外啮合齿轮泵的困油现象、径向力不平衡是怎样引起的?对其工作有何影响 ?如何解决 ?提高其压力的措施是什么？2-4为什么外啮合齿轮泵的齿数少而模数大？2-5双作用叶片泵定子表面的过渡曲线为何要做成等加速等减速曲线

10、?其最易磨损的地方在吸油区还是在压油区？2-6 外反馈限压式变量叶片泵有何特点 ?适用于什么场合 ?用什么方法来调节它的流量压力特性 ?2-7为什么双作用叶片泵的流量脉动很小？叶片数为4 的倍数时为什么其流量脉动为最小 ?2-8斜盘式轴向柱塞液压马达，己知其排量 VM，输入和输出的油液压力分别为pM1和 pM2，试求其理理论平均转矩TMt。解： TMt = 1 ( p M1pM 2 )Vm22-9试分析图 225 所示轴向柱塞泵及图 2 32 所示轴向柱塞马达的工作原理及结构。2-10如题图所示，己知液压泵的排量V =10mL/r ，P转速 n =1000r/min ；容积效率pv随压力按线性

11、规律变p化，当压力为溢流阀调定压力4MPa时，pv=0.6 ；液压缸 A、B 的有效面积皆为 100 2；A、B 液压缸需举升的重物分别为 WA=4500N、WB=10000N（略去液压缸的机械容积效率）试求：（1） A、B 液压缸举物上升速度；（2）上升和上升停止时和系统压力；（3）上升和上升停止时液压泵的输出功率。解：（ 1） A、B 液压缸举物上升速度由题可知，容积效率pv随压力按线性规律变化，当压力为调定压力 4MPa时， pv =0.6即pv =1 0.1 4=0.6题 2-10图A 缸：WA4500MPapA0.45A1008VA10.10.450.955q AVnVA10cm3

12、10000.955 9550cm3min9.55 L minAq A955095.5cm0.955mA100minminB缸：pBWB100001MPaA100VB10.1 1 0.9qBVnVB10cm3 1000 0.9 9000cm39 LqPBminminB900090cm0.9 mA100minmin（ 2）上升和上升停止时的系统压力A缸上升时，A缸停止时，B缸上升时，p A 0.45MPap B 1MPap B 1MPaB 缸停止时， p 4MPa（ 3）上升和上升停止时液压泵的输出功率A缸上升时，A缸停止时，B缸上升时，p OA0.459.550.07kw60p190.15kwP

13、OB60pPOB190.15kw60B 缸停止时，qPT10cm31000 0.6 6000cm3min6 Lminp POT460.4kw602-11 己知轴向柱塞泵斜盘倾角=2230 ；柱塞直径 d=22mm；柱塞分布圆直径D=68mm；柱塞数 z=7；输出压力 p =10MPa时，其容积效率为=0.98 ，机械效率=0.9 ，n =960r/min 。pPVPmp试计算：（1）泵的实际输出流量（ L/min ）；（2）泵的输出功率（ kw）；（3）泵的输出转矩（ N m ）。解：(1) 泵的实际输出流量q pd2DnPZ tanpV44(2.2)2 6.8 9607 tan22 33 0

14、.9870.48L min(2)泵的输出功率1070.48PO11.75 kw609（ 3）泵的输入转矩VPqP70.480.0749 L74.9mLnP PV9600.98rrTP1VP11074.9132.5NmpP22Pm0.92-12已知液压马达的排量VM=250mL/r ；入口压力为9.8MPa；出口压力为0.49 MPa；此时的总效率=0.9 ；容积效率=0.92 。当输入流量 q 为 22L/min时，试求：MMVM(1)液压马达的输出转矩（ N m ）；(2)液压马达的输出功率（ kw）；(3)液压马达的转速（ r/min ）。解：(1)液压马达的输出转矩TM1pM VM Mm

15、1 (9.8 0.49) 2500.9220.92=362.4N m(2)液压马达的输出功率PMOpM qMM(9.8 0.49) 22 0.9 3.07 kw6060(3)液压马达的转速nq22 10380.96 rMMV0.92MVM250min10第三章 液压缸3-1 活塞缸、柱塞缸和摆动缸在结构上各有什么特点？各应用于什么场合较为合理？3-2 密封装置有哪些结构形式、如何选用？3-3 如何实现液压缸的排气和缓冲？3-4 活塞与缸体、活塞杆与端盖之间的密封方式有几种？各用于什么场合？3-5 有一差动液压缸， 无杆腔面积12223A =50cm ，有杆腔面积A =25cm，负载 F=12.

16、6 10 N ，机械效率 m =0.92 ，容积效率 V=0.95 ，试求：(1)供油压力大小；(2)当活塞以 0.9m/min 的速度运动时所需供油量；(3)液压缸的输入功率。解： (1) 供油压力 ppF12.61035.48 MPaA1A2 m50 2510 40.92(2)所需供油量qA1 A25025 1020.9 102.37 L/min0.95V(3) 液压缸的输入功率Fpq5.48 2.37kWP600.22m V3-6 已知单活塞杆液压缸，前进时油路为差动连接，活塞直径D=100mm，活塞杆直径d=60mm，忽略液压缸的泄漏和摩擦，现以 q=110L/min 液压泵驱动之。试

17、求活塞往返运动的速度比。如液压泵的工作压力 p=6MPa，试求此时活塞杆往返的负载能力。解： 12qd 2D2d2 D 2d 2 1D22411001.78qd 21d 2160D 2d 24F1d 2 p60 10326.0 10616964.6 N44F2D 2d 2 p100 103260 10326.0 10630159 .2 N4411第四章 控制阀4-1 何谓换向阀的“通”和“位”? 并举例说明。4-2试说明三位四通阀 O型、 M型、 H 型中位机能的特点和它们的应用场合。4-3电液换向阀适用于什么场合? 它的先导阀中位机能为O型行吗 ? 为什么 ?4-4 Y型溢流阀的主阀芯阻尼小

18、孔有什么作用? 是否可以将阻尼孔加大或堵塞? 若将阀的远程控制口当成外泄口接油箱，又会出现什么现象?4-5溢流阀能否当顺序阀用 ? 为什么 ? 顺序阀能否当溢流阀用 ? 为什么 ?4-6如图所示，溢流阀 pY的调定压力为 5MPa，减压阀 pJ 的调定压力为 1.5MPa，试分析活塞在运动期间和工件夹紧后管路中A、 B 点的压力值。减压阀的阀芯处于什么状态? 阀口有无流量通过 ?为什么 ?题 4-6图解：（1）活塞运动期间pB pA 0减压阀处于常态，开口最大，不减压，阀口有流量通过（ 2）工件夹紧后，负载趋近于无穷大pB pJ 1.5MPap A pY 5MPa减压阀开口减小，减压，阀口无流

19、量通过4-7 如图所示，随着负载压力的增加，当两个不同调定压力的减压阀串联后的出口压力决定于那个阀？为什么？另一个阀处于什么状态？又当两个不同调定压力的减压阀并联后的出口压力决定于那个阀？为什么？另一个阀处于什么状态？12题4-7图解：串联时取决于调定压力较低的阀，另一个阀阀口全开并联时取决于调定压力较高的阀，另一个阀阀口关闭4-8 如图所示的液压系统，两液压缸有效面积为122LA =A =100cm，缸 I 的负载 F =35000N，缸运动时负载为零，不计摩擦阻力、惯性力和管路损失。溢流阀、顺序阀和减压阀的调整压力分别为 4MPa，3MPa和 2MPa。求下列三种情况下 A、B 和 C 点

20、的压力。l)液压泵启动后，两换向阀处于中位时；2)1YA 通电，液压缸 I 活塞移动时及活塞运动到终点时；3)1YA 断电， 2YA通电，液压缸 II 活塞运动时及活塞杆碰到固定挡铁时。题4-8图解：（ 1） p Ap B 4MPa ， pc2MPa（ 2）运动期间： pBFl3.5MPaA1pA3.5MPapC2MPa到终点： p ApB4MPa ， pc 2MPa（ 3）运动期间： pApBpc0到终点：p Ap B4MPa ， pc2MPa4-9 如图所示，各溢流阀的调定压力分别为p =3MPa， pY2=2MPa， p=4MPa，判断系统Y1Y3中的最大调定压力值。13题4-9图解：（a） p 2MPa（b） p9MPa（ c） p 7MPa4-10影响节流阀流量稳定性的原因是什么? 为何通常将节流口做成薄壁小孔并且在小流量时尽量使水力半径大 ?4-11使用调速阀时，进出油口能不能反接? 为什么？4-12有一个执行元件需要低速运动，而节流阀( 或调速阀 ) 的最小稳定流量太大，能否用两个节流阀 ( 或调速阀 ) 组成一个调速回路，以满足低速运动的要求?4-13试分析二通插装阀