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1、液压气动习题库计算题答案液压气动习题库设计计算题（468-500）468某轴向柱塞泵直径d=22mm，分度圆直径D = 68mm，柱塞数z =7，当斜盘倾角为= 2230，转速n=960r/min，输出压力p=10MPa，容积效率v=0.95，机械效率M=0.9时，试求： 1） 泵的理论流量；（m3/s） 2） 泵的实际流量；（m3/s） 3） 所需电机功率。（kW）（0 .0012；0 .00114 ；11.3 ） 解：l=Dsin=68*tg=28.12 v=(pi/4)d2*l=0.785*22*22*28.12=10684mm3ql=zvn=7*10684*960/60=0.0012（

2、m3/s）qs= ql*v=0.00114（m3/s）N=p* qs/M*v=11.3（kW）469有一径向柱塞液压马达，其平均输出扭矩T=24.5Nm，工作压力p=5MPa，最小转速nmin=2 r/min，最大转速nmax=300 r/min，容积效率v=0.9，求所需的最小流量和最大流量为多少？（m3/s） （1.110-6；17010-6） 解： T=pv/2pi v=2piT/p=6.28*24.5/5=30.772 q=vn/v=30.772*2/(60*0.9)=1.1410-6（m3/s） q=vn/v=30.772*300/(60*0.9)=17110-6（m3/s）470有

3、一齿轮泵，铭牌上注明额定压力为10Mpa，额定流量为16l/min ，额定转速为1000r/ min，拆开实测齿数z=13，齿宽B=21mm，齿顶圆直径De45mm，求：1）泵在额定工况下的容积效率v(%)； 2）在上述情况下，当电机的输出功率为3.1kW时，求泵的机械效率m和总效率(%)。 (91.95；93.53、86)解：1）m=De/(z+2)=45/15=3 v=piD*2.25m*B=3.14*39*2.25*3*21=17358.7 (mm3) q=nv=1000*17358.7=17.4l/min v=16/17.4*100%=91.95%2) *100%=10000*16/6

4、0*3100*100%=86%3) m=86/91.95=93.53%471.用一定量泵驱动单活塞杆液压缸，已知活塞直径D=100mm，活塞杆直径d=70mm，被驱动的负载R=1.2105N。有杆腔回油背压为0.5Mpa，设缸的容积效率v=0.99，机械效率m=0.98，液压泵的总效率=0.9。求：1）当活塞运动速度为100mm/s时液压泵的流量（l/min）；2）电机的输出功率（kW）。(47.6；14.866)解：1) q=v*60*piD2/4=47.1（l/min） qs=47.1/0.99=47.6（l/min）2) p=R*4/piD2+0.5105*4/pi(D2-d2)=1.2

5、105*4/3.14*0.01+2105/3.14*0.051=152.87105+12.49105=165.36105 N/m2N=pq/0.98*0.9=165.36105*0.1*3.14*0.1*0.1/4*0.98*0.9*0.99 =14.866（kW）472有一液压泵，当负载压力为p80105Pa时，输出流量为96l/min，而负载压力为100105Pa时，输出流量为94l/min。用此泵带动一排量V=80cm3/r的液压马达，当负载扭矩为120.时，液压马达机械效率为0.94，其转速为1100r/min。求此时液压马达的容积效率。（%）（93）解：T=pv/2pi p=2piT

6、/V=6.28*12000/80=9420000Pa 则：qB=96-14.2* (96-94)/ (100-80)=94.58 l/minq=vn/v v= vn/ q=80*1100/94580=0.93=93%473增压缸大腔直径D=90mm，小腔直径d=40mm，进口压力为p163105Pa ，流量为q1=0.001 m3/s，不计摩擦和泄漏，求出口压力p2和流量q2各为多少？（MPa、m3/s）（31.9；0 .19810-3）解：p2=631059090/(4040)=318.9105 Pa q2=0.00116/81=0 .19810-3( m3/s)474在图示液压系统中，泵的

7、额定压力为ps25105Pa，流量q=10l/min，溢流阀调定压力 py18105Pa，两油缸活塞面积相等，A1=A2=30 cm2，负载R1=3000N，R2=4200N其他忽略不计。试分析：1）液压泵启动后两个缸速度分别是多少（m/s）；2）各缸的输出功率和泵的最大输出功率可达多少（W）。( .056、.056 ；167、233、300 ) 解：1) p1=R1/A1=3000/30=100N/ cm2=10105Pa P2=R2/A2=4200/30=140N/ cm2=14105Pa v1=q/A1=1010-3/3010-460=1/18=0.056=v2（m/s） 2) N1=

8、p1* q=10105*1010-3/60=166.7（W） N2= p2* q=14105*1010-3/60=233.3（W） NB= py* q=18105*1010-3/60=300 （W）475如图所示，如果液压缸两腔的面积A1 =100 cm2， A2=40 cm2，泵的供油量q=40l/min，供油压力p20105Pa，所有损失均忽略不记，试求：1）液压缸在该工况下可能产生的最大推力（N）；2）差动快进管内允许流速为4m/s，管径d应选多大（mm）？ （12000 ；18） 解：1) F=p*(A1-A2)= 201056010-4=12000 （N） 2) d=4q/piv=4

9、*40*106/3.14*4000*60=212.3=14.6 （mm） 应选管径d=18476如图所示的夹紧回路中，如溢流阀的调整压力py50105Pa，减压阀调整压力pj25105Pa。试分析下列各种情况，并说明减压阀阀芯处于什么状态。 1） 当泵压力为50105Pa时，夹紧液压缸使工件夹紧后，A点、C点压力为多少（105Pa）？ 2）当泵压力由于其它工作缸的快进，压力降至pb15105Pa时（工件原先处于夹紧状态）：这时，A点、C点压力各为多少（105Pa）？ 3）夹紧缸在未夹紧工件前做空载运动时，A、B、C三点压力为多少（105Pa）？ （25、25 ；15、 25；0、0、0 ） 解

10、：1) 夹紧液压缸使工件夹紧后，A点、C点压力为减压阀调整压力pj25105Pa。 2) 当泵压力为15105Pa时，A点压力为15105Pa , C点压力为减压阀调整压力pj25105Pa。 3) 夹紧缸在未夹紧工件前做空载运动时，没有负载，A、B、C三点压力为0. 477如图所示的回路采用进油路与回油路同时节流调速。采用的节流阀为薄壁小孔型，两节流阀的开口面积相等，f1=f2=0.1 cm2，流量系数Cd=0.67，液压缸两腔有效面积A1=100 cm2， A2=50 cm2，负载R=5000N，方向始终向左。溢流阀调定压力py20105Pa，泵流量q=25l/min。试求活塞往返运动速度

11、各为多少（cm/s），两者有可能相等否？（0.003；0.003；有可能） 解：q1=q2=Cd* f1*p1/2 (ml/s) 不论是左腔进油还是右腔进油，流量均取决于回油路上的节流阀：p1=R/A1=5000/0.01=5105Pa p=py- p1=15105Pa q1=0.1*0.67*(5)1/2*=0.1*0.67*2.235=0.1497(ml/s)=8.98 l/min v1= q1/ A2=0.1497/50=0.003cm/s =v2 478在图示的回路中，液压缸两腔面积A1=100 cm2， A2=50 cm2，当缸的负载F从0变化到30000N时，缸向右运动速度保持不变

12、，调速阀最小压差p5105Pa，试求： 1） 溢流阀最小调定压力py为多少（调压偏差不考虑）（105Pa） 2） 负载F=0时泵工作压力是多少？（105Pa） 3） 缸可能达到的最高工作压力是多少？（105Pa） （32.5 ；32.5 ；65 ） 解：1) p2=(pFA1-F)/A25105Pa pF=F/A1+p2A2/A1=30000/10010-4+2.5105=32.5105 Pa py=pF=32.5105 Pa 2) 负载F=0时：泵工作压力是溢流阀最小调定压力py为32.5105 Pa 3) 缸可能达到的最高工作压力是：当负载F=0时，p2=2py=65105 Pa 479图

13、示为某专用液压铣床的油路图。泵输出流量qp=30l/min，溢流阀调定压力 py24105Pa，液压缸两腔有效面积A1=50 cm2， A2=25 cm2，切削负载Ft=9000N，摩擦负载Ff=1000N，切削时通过调速阀的流量为qT=1.2l/min，若元件的泄漏和损失忽略不计。试求： 1） 活塞快速接近工件时，活塞的运动速度v1（cm/s）及回路的效率1；（%） 2） 当切削进给时，活塞的运动速度v2（cm/s）及回路的效率2。（%） （10 、100 ；0.8 、6.7 ） 解：1）v1=qp/ A1=30103/5060=10（cm/s） 1= v1 A1/ qp=100% 2）q1

14、=2qT=2.4 l/min p2=(pFA1-F)/A2(241055010-4-10000)/2510-4=8105 Pa v2=qT/ A2=1.2103/2560=0.8（cm/s）2= (p1q1- p2q2)/py qp=(2.424105-1.28105)/3024105=(57.6-9.6)/ 3024=0.067=6.7%480在图示的回路中，变量泵的转速np=1200r/min，排量Vp=08cm3/r；安全阀调定压力 py40105Pa，变量马达排量VM=412cm3/r。试求：马达在不同转速nM=200、400、1000、1600r/min时，该调速装置可能输出的最大转

15、矩T（.）和最大功率P是多少？（） (7.64、160 ；7.64 、320；6.11、639.5 ；3.82 、639.7 )解： 低速段：变量泵加定量马达；高速段：定量泵加变量马达； 1) nM=200 r/min时：VM=12cm3/rT=pv/2pi=401051210-6/6.28=7.64（.）N=2pinT=6.28*(200/60)*7.64=160（） 2) nM=400 r/min时：VM=12cm3/rT=pv/2pi=401051210-6/6.28=7.64（.）N=2pinT=6.28*(400/60)*7.64=320（） 3) nM=1000 r/min时：Vp

16、=8cm3/rVM = Vp *np/ nM =8*1.2=9.6T=pv/2pi=401059.610-6/6.28=6.11（.）N=2pinT=6.28*(1000/60)*6.11=639.5（） 4) nM=1600 r/min时：Vp=8cm3/rVM = Vp *np/ nM =8*0.75=6T=pv/2pi=40105610-6/6.28=3.82（.）N=2pinT=6.28*(1600/60)*3.82=639.7（） 481图（a）为限压式变量泵及调速阀组成的联合调速回路，图（b）为限压式变量泵的特性曲线。调速阀正常工作时所需压差为5105Pa，背压阀调定值为4105P

17、a，活塞两腔有效面积A1=50 cm2， A2=25 cm2，在调速阀通过流量为5l/min时，试求： 1） 缸能克服多大负载阻力；（N） 2） 如需推动14000N的负载，其他条件不变，应将泵特性曲线调成何种形状系统效率最高（画出特性曲线图）。 （9000；图示黑线所示，调整压力调节螺钉即可） 解：1）直接按曲线作图：弹簧的斜率为10*105 Pa 在调速阀通过流量为5l/min时，泵的工作压力为25*105 Pa 则：F=p1A1-p2A2=20*105*50*10-4-4*105*25*10-4=9000（N） 2) p1= (F +p2A2) A1=(14000+1000)/50*10

18、-4=30*105 Pa 考虑调速阀正常工作时所需压差为5105Pa，则：将曲线调至35*105 Pa 画图。482将二个减压阀串联成图示系统。取py45105Pa，pj135105Pa， pj220105Pa，活塞运动时，负载=1200，活塞面积A=15 cm2，减压阀全开时的局部损失及管路损失不计。试确定： 1） 活塞在运动时和到达终端位置，A，B，C各点处的压力等于多少？（105Pa） 2） 若负载阻力增加到=4200，所有阀的调整值仍为原来数值，这时A，B，C各点的压力为多少？（105Pa） （运动时8、8、8，终端35、45、20；35、45、20 ） 解：1）pF=F/A=1200

19、/15*10-4=8*105 Pa 则：A、B、C各点处的压力等于8*105 Pa 2）pF=F/A=4200/15*10-4=28*105 Pa 减压阀起作用。则：C点压力为20*105 Pa；B点压力为45*105 Pa ；A点压力为35*105 Pa。活塞在运动时和到达终端位置压力不发生变化。483在图示系统中。A1=80 cm2， A2=40 cm2，立式缸活塞与运动部件自重FG=6000N，活塞在运动时的摩擦阻力Ff=2000N，向下工作进给时工件负载=24000N，系统停止工作时保证活塞不因自重而下滑。试求： 1） 顺序阀的最小调定压力为多少？（105Pa） 2） 溢流阀的最小调定

20、压力为多少？（105Pa） （75；150） 解：1）p2=28000/40*10-4=70*105 Pa，顺序阀的最小调定压力为（70+（3-5）*105 Pa =75*105 Pa 2）p1=2p2=150*105 Pa 484图示的系统中，缸I为进给缸，活塞面积A1=100 cm2，缸II为辅助装置缸，活塞面积A2=50 cm2。溢流阀调整压力py40105Pa，顺序阀调整压力px30105Pa，减压阀调整压力pj15105Pa，管道损失不计，要求： 1）辅助缸II工作时可能产生的最大推力为多少？（N） 2）进给缸I要获得稳定的运动速度且不受辅助缸负载的影响，缸I允许的最大推力1应为多少

21、？（N） （7500；25000） 解：1）F2=pj* A2=15105*50*10-4=7500（N） 2）考虑顺序阀的压力损失5105，则：F1=(px-5)* A1=25105*100*10-4=25000（N）485泵和马达组成系统，已知泵输出油压pp100105Pa，排量Vp=10cm3/r，机械效率mp=0.95，容积效率vp=0.9；马达排量VM=10cm3/r，机械效率mM=0.95，容积效率vM=0.9，泵出口处到马达入口处管路的压力损失为5105Pa，泄漏量不计，马达回油管和泵吸油管的压力损失不计，试求： 1） 泵转速为1500r/min时，所需的驱动功率Prp；（W）

22、2） 泵输出的液压功率Pop；（W） 3） 马达输出转速nM；（r/min） 4） 马达输出功率PM；（W） 5） 马达输出转矩TM。（.） (2924；2500 ；1215；2137.5；15.13 ) 解：1) Nip=pp*Vp*np/mp*vp=100105*1010-6*1500/60*0.95*0.9=2924（W） 2) Nop=pp*Vp*np=100105*1010-6*1500/60=2500（W） 3) nM = Vp *np*vM*vp/ VM =1500*0.9*0.9=1215（r/min） 4) NM= Nop*mM*vp=2500*0.95*0.9=2137.5

23、（W） 5) T=pMvM/2pi=951051010-6/6.28=15.13（.）486在图示的液压系统中，液压缸活塞直径D=100mm，活塞杆直径d=70mm，活塞及负载的总重量FG=15000N，提升时要求在0.15s内均匀地达到稳定上升速度v=6m/min，停止时活塞不能下落，若不计损失，试确定溢流阀及顺序阀的调整压力。（105Pa） （40；37.5） 解： 1）顺序阀的调整压力：px=FG*4/pi(D2-d2)=15000*4/3.14(0.12-0.072)= 15000*4/0.016=37.5*105Pa 2) 溢流阀的调整压力：py= px+ FG*6/60*0.15*

24、10=(37.5+0.1) *105=37.6*105Pa 将溢流阀的压力调整到40*105Pa 487如图示液压回路，已知溢流阀的调定压力为py50105Pa，顺序阀的调定压力为px30105Pa，液压缸1的有效面积A=50 cm2，负载F=10000N。当两换向阀处于图示位置时，试求活塞1运动时和活塞1运动到终端后，A、B两处的压力各为多少？（105Pa）又当负载F=20000N时，A、B两处的压力各为多少？（105Pa）（管路压力损失不计）（30、20，50、50 ；40 、40） 解：1) 活塞1运动时压力：pB=F/A1=10000/50*10-4=20105Pa pA=px3010

25、5Pa 2) 活塞1运动到终端后的压力：pB= pA=py50105Pa 3) 当负载F=20000N时：pB=F/A1=20000/50*10-4=40105Pa pA= pB=40105Pa 488图示液压系统，液压缸的有效面积A1= A2=100 cm2，缸I负载F=35000N，缸II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定压力分别为py40105Pa、px30105Pa、pj20105Pa，求在下列三种工况下A、B、C处的压力。（105Pa） 1） 液压泵启动后，两换向阀处于中位； 2）1DT得电，液压缸I活塞运动时及活塞运动到终点停止运动时； 3

26、）1 DT失电，2DT得电，液压缸II活塞运动时及碰到挡块停止运动时。 （40 、40、20；35 、35、20：40、40、20；0、不定、0：40、40、20 ） 解：1) 液压泵启动后，两换向阀处于中位：pA= pB=py40105Pa pC= pj20105Pa 2) 1DT得电，液压缸I活塞运动时：pB=F/A1=35000/100*10-4=35105Pa pA= py40105Pa pC= pj20105Pa 1DT得电，活塞运动到终点停止运动时：pA= pB=py40105Pa pC= pj20105Pa 3) 1 DT失电，2DT得电，液压缸II活塞运动时：pA= pC=0

27、pB的压力不确定。液压缸II碰到挡块停止运动时：pA= pB=py40105Pa pC= pj20105Pa 489如图所示，两个相同的液压缸串联起来，两缸的无杆腔和有杆腔的有效工作面积分别为A1=100 cm2， A2=80 cm2，输入的压力p118105Pa，输入的流量q=16l/min，所有损失均不考虑，试求： 1）当两缸的负载相等时，可能承担的最大负载L为多少；(N) 2）当两缸的负载不相等时，计算L1 m a x和L2 m a x的数值；(N) 3）两缸的活塞运动速度各是多少?（m/min） (10000；18000、22500 ；1.6 、1.28 ) 解：1）p1 A1=F+p

28、/A2 p/=F/A1 F(1+A2/A1)= p1 A1 F= p1 A12/( A1+ A2)= 18105*100*100*10-4/180=10000 (N)2) F2=0时：F1= p1 A1=18105*100*10-4=18000 (N)F1=0时：F2= p1/ A1 p1/ A2= p1 A1 F2= p1 A12/ A2=18105*100*100*10-4/80=22500(N)3) v1=q/ A1=16*103/100*10-4=1.6（m/min） v2= v1* A2/ A1=1.6*0.8=1.28（m/min）490图示系统中，缸的两腔面积为A12A2100c

29、m2，泵和阀的额定流量均为qs10l/min，溢流阀的调定压力 py35105Pa，在额定流量下通过各换向阀的压力损失相同pn2105Pa，节流阀流量系数Cd0.65，油液密度900kg/m3。若不计管道损失，并认为缸的效率为100。计算：1）差动快进时，流过换向阀1的流量( l/min )；2）差动快进时，泵的工作压力（105Pa）；3）负载R30000N、节流阀开口面积 f0.1cm2时活塞运动速度(m/s)（此时不计换向阀的压力损失）。( 15；5；1.4510-3 )解：1) q1=q+q*A2/A1=10(1+0.5)=15( l/min ) 2) pB=(2+2+1) 105=51

30、05Pa 3) pF=F/A1=30000/100*10-4=30105Pa q=Cd* f*51/20.65*0.1*2.235=0.145(ml/s)=8.7(ml/min) v1=q/ A1=0.145/100=1.4510-3(m/s) 491图示液压系统中，已知泵1的流量qp1=16l/min，泵2的流量qp2=4l/min，液压缸两腔的工作面积A12A2100cm2，溢流阀调定压力py2.4Mpa，卸载阀调定压力px1Mpa，工作负载F=20000N，不计泵和缸的容积损失，不计换向阀、单向阀及管路的压力损失，求：1）负载为零时活塞的快进速度v（m/min）；2）工进时泵的出口压力p

31、p( MPa )。( 2； 2.4；)解：1) v=(q1+q2)/A1=20*10-3/100*10-4=2（m/min） 2) pp=py2.4Mpa 492计算基准状态下空气的密度(kg/m3)。（气体常数R=287J/ kg.K，压力为1.01325105Pa）( 1.29) 解：=p/RT=1.01325105/287*273=1.293(kg/m3)493p0=6105Pa，T0=20,阀的最小截面积A=510-5m2，问容积为V=0.01m3的容器，从初始压力pH=1105Pa（绝对压力）充到p0所需的时间(s)。(0.81) 解：=5.217V/kA(273/273+T0)=5.217*0.01*103*0.9649/1.4*50=0.72s t=(1.285-1/6)