液压与气压传动习题解

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1、液压与气压传动习题解第一章液压与气压传动概述4第二章液压传动的基础知识5第三章液压泵与液压马达28第四章 液压缸.41第五章液压基本回路与控制阀56第六章液压辅助元件103第七章液压系统实例106第八章液压系统的设计计算111第九章液压伺服系统124第十章气源装置与气动辅件130第!一章气缸.131第十二章气动控制元件与基本回路133一液压与气压传动概述1.1 答：液压与气压传动都是借助于密封容积的变化，利用流体的压力能与机械能之间的转换来传递能量的。液压传动系统和气压传动系统主要有以下四部分组成：(1)动力元件：液压泵或气源装置，其功能是将原电动机输入的机械能转换成流体的压力能，为系统提供动

2、力。执行元件：液压缸或气缸、液压马达或气压马达，它们的功能是将流体的压力能转换成机械能，输出力和速度(或转矩和转速)，以带动负载进行直线运动或旋转运动。控制元件：压力流量和方向控制阀，它们的作用是控制和调节系统中流体的压力、流量和流动方向，以保证执行元件达到所要求的输出力(或力矩)、运动速度和运动方向。(4)辅助元件：保证系统正常工作所需要的辅助装置，包括管道、管接头、油箱或储气罐、过滤器和压力计等。1.2 答：液压传动的主要优点：在输出相同功率的条件下，液压转动装置体积小、重量轻、结构紧凑、惯性小、并且反应快。可在运行过程中实现大范围的无级调速、且调节方便。调速范围一般可达1 0 0：1,甚

3、至高达2 0 0 0：1。传动无间隙，运动平稳，能快速启动、制动和频繁换向。操作简单，易于实现自动化，特别是与电子技术结合更易于实现各种自动控制和远距离操纵。不需要减速器就可实现较大推力、力矩的传动。易于实现过载保护，安全性好；采用矿物油作工作介质，滋润滑性好，故使用寿命长。液压元件己是标准化、系列化、通用化产品、便于系统的设计、制造和推广应用。液压传动的主要缺点：(1)油液的泄露、油液的可压缩性、油管的弹性变形会影响运动的传递正确性，故不宜用于精确传动比的场合。(2)由于油液的粘度随温度而变，从而影响运动的稳定性，故不宜在温度变化范围较大的场合工作。由于工作过程中有较多能量损失(如管路压力损

4、失、泄 漏 等)，因此，液压传动的效率还不高，不宜用于远距离传动。(4)为了减少泄漏，液压元件配合的制造精度要求高，故制造成本较高。同时系统故障诊断困难。气压传动的主要优点：以空气为传动介质，取之不尽，用之不竭；用过的空气直接排到大气中，处理方便，不污染环境，符 合“绿色制造”中清洁能源的要求。（2）空气的粘度很小，因而流动时阻力损失小，便于集中供气、远距离传输和控制。工作环境适应性好，特别是在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射及振动等恶劣环境中工作，比液压、电子、电气控制优越。（4）维护简单，使用安全可靠，过载能自动保护。气压传动的主要缺点：气压传动装置的信号传递速度限制在声速（约 3 4 0

5、m/s）范围内，所以它的工作频率和响应速度远不如电子装置，并且信号要产生较大的失真和延滞，不宜用于对信号传递速度要求十分高的场合中，但这个缺点不影响其在工业生产过程中应用。（2）由于空气的可压缩性大，因而气压传动工作速度的稳定性较液压传动差，但采用气液联合可得到较满意的效果。（3）系统输出力小，气缸的输出力一般不大于5 0 K N；且传动效率低。（4）排气噪声较大，在高速排气时要加消声器。二液压传动的基础知识答：由于绝大多数测量仪表中，大气压力并不能使仪表动作。它们测得的是高于大气压的那部分压力，而不是压力的绝对值。所以压力的测量有两种不同的基准。（相对压力和绝对压力）过去工程中常用的压力单位

6、是公斤力/厘米2（k g f/c m2），和工程大气压（单位较大）。而在表示很低的压力或要精密测定压力值时常采用液柱高度作为压力 单 位（单位较小）。答：压力能可以转换为其它形式的能量，但其总和对液体中的每一点都保持不变为恒值，反映了液体中的能量守恒关系。2.3 答：是依据帕斯卡原理实现力的传递力。2.4 答：因为流动状态由层流转变为紊流和由紊流转变为层流时雷诺数并不相同，后者值小。雷诺数的物理意义是流动液体的惯性力与粘性力之比。雷诺数小，表示粘性力占主导地位，由压力与粘性力之间的平衡决定了流动的规律，流体质点受粘性力制约只能按层沿轴线方向运动，因此流动为层流。答：在密封管道内做稳定流动的理想

7、液体具有三种形式的能量，即动力能、动能、和位能，它们之间可以互相转换，并且在管道内任意处和这三种能量总和是一定，因此也称为能量守恒。在波努利方程中，上n、h和工Vz都是长度的量纲，一般分别称为压力头、位置头和速度头，三者之和为一常数，用 H表示。在 图 1 一 7中各点的HPg 2 g值连线为一水平线，表示管道内任一处的三种能量之和是相等的。若管道水平放置（h l=h 2）,旦+工=%+匕 一,表 明 液 体 的 流 速 越 高，它的压力就越低，即截面细的管道，流速较高，压力较低；截面粗的pg 2g pg 2g管道，则流速较低，压力较高。2.6 答：稳态液动力是由于位置变化所产生的力。2.7

8、答：这样使k 减少而t 增加，从而将完全冲击降为非完全冲击。答：液压传动中的压力损失，绝大部分转变为热能，造成油温升高，泄露增多，使液压传动效率降低，因而影响液压系统的工作性能。油液流动时，其流速对压力损失影响很大。层流时的沿程压力损失A p 沿与油液的流动速度V 一次方成正比，紊流时的沿程损失A p 沿与油液流动速度d 7 5 成正比；流动油液的局部压力损失与其流速廿成正比。可见降低流速对减少压力孙失是十分重要的，因此应限制液体在管道中的最高流速。但是液体的流速太低又会使管路和阀类元件的结构尺寸变大。2.91加 1K=-()=解：压缩率Vn dp kA p=-K/V=-70n(nP(-4-9

9、-.-9-5-0-)-=1,A.M.PDa匕 502.1 0 解:p=8 0 0 x 9.8 x 0.1 7 5=1372Pa 乙v=丝江=2.0 7 m ls0.8 x 8 0 0q=vA=v xQ=2.0 7X3.1 4X(5 0-3 0)2X1 0-:0,0 0 0 6 4 9 9 8 L/S2.1 1 解:2.1 2 解:,3,、0.13X-X20X(40o)hPa)_ _ _ _ _ _ _ _ _ _rx 2 02/412/12x0.784xl0-1 x70=2.43x 10-1 777IsAst=-V2.43x10-37x202/40.0011.55x10-41.5 5x 10

10、4 mm!s=6.45s442.1 3 解:10 xl03=0.62-A2x0.2x106900A=765.07/病2.1 4 M：(273 uc 85x1()3 r=5.217-=5.217x-J-=102796s273始V Ts1.4x30 V15+273po 02t=(1.2 8 5-寸)r=(1.2 8 5-访)x 1 0 2 7 9 6 =1 2 9 1 5 6 s1 c 1-Tsl +C A sx -1)Pi T1.41 +%.4 x：0.6 ：2 7 3+1 52 7 3+1 5x (2 7 3+1 5)=3 9 7.4 4-1)T2=3 9 7.4 4-2 7 3=1 2 4.

11、4 2.15 解：p=_ =894版 /m3V 18x10-3。2.16 解：1830mm2.17 解：在 0.1s内，液压泵输入液压缸压力腔的油液体积A V =2 2 9 7 5 5-1 0 1 3 2 5=1 2 8 4 3 0 P:2.2 1 W：设P绝为容器内的绝对压力p 绝 +pgh=Po真空度展=pg/z=1 0 0 0 x 9.8 x 1 =9 8 0 0 P a2.2 2 解：P部+pg(hl+h2)=Po?真=P 一 与绝=Pg(hl+/z 2)=1 0 0 0 x 9.8 x (0.5 +2)=2 4 5 0(P a过B点取等压面0-0与U形管交于C点PB=PC Pc 绝

12、+用%=A4真=不 真=P o-P洸=印 =1 0 0 0 x 9.8 x 0.5 =4 9()0 P a2.2 3 解：n0 3 3 1 4 x 0 32(l)F =y O!g-A =8 0 0 x 9.8 x x =8 3/V22 4 =g.(7+).A =8 0 0 x 9.8 x(券+0.6)X/Q=4 1 6 N2.2 4 解：柱塞底面上的液体相对压力为pg(.x+h)柱塞的力平衡方程式为pg(x+h)F +G4,4(F+G).x=-n血-pg2.25 解:设小活塞杆的推理9F G-d2-D-4 4L 屋 cF=-不 GD2 U I d2 r I IO2 25L D2 L 402 5

13、 00(2)p=4x5000。=3 9 8X1 05 P AnD2 3.14X(0.04)2(3电、”大？j 2 i ri2S 大=T-S小=-x 20=1.25m w大D2小402156N2.26 解:设 弹 簧 的 预 压 缩量为t op x D1-d2)xokspx7r(D2-d2)5X106 X3.14(0.0222-0.022)=-=-r-4匕 4xl0 xl03=3.3 x 1 0-2 机=33mm2.2 7 w：对截面I、n列出连续性方程和伯努利方程AM=4匕匕中4 4乂2 p2 v2-1-1-P g 2g p g 2g旦=区+4(匕2-片)P g P g 2g.=.+号”(2M

14、2乙 /I,区 1A,2 A,2故P i P a。同理可论P 2 P 32.2 8 解：（1）对截面I、I I 列伯努利方程，以油管水平中心线为基准水平面p,=0,V,0,Z2=0H_ 2 +厅P g 2g匕=、2g(H-&)=VP sVQ=AV2=-(0 0 4 5*1 062*9.8 2 0-I 9 1 8*9.8=n.5M/S(2)V4*1 0 0 0(H(y 3兀4 v 3.14(0.02)2*17.154 2=1856S=31min2.2 9 解：对截面I I I 列伯努利方程，设通过中心线的水平面为基准Pi=-pgh,P2=0,Z1=Z2=0Q=AiV=A2V2乂吟匕=4匕-四(4

15、 V?)2 *0g 2g 2g1 ,(16-l)V?=h2gQ=A2V2 =4AV2=4*3.2*1.143*100=1463cni/s2.30解：阀门关闭时，压力表处液体的能量为弱=二Pg阀门打开时，压力表处液压的能量为E,=三+巳Pg 2g理想液体流动时无能量损失，因此=E?工 互+Pg Pg 2gV=)2(0.25-0.06)*10-=9 4 9 m/s p V 1000Q=AV=工4*丫 =*(0.0 *19.49=2.2*10-3 4 4=2.2L/S2.31解：(1)雷 诺 数&=匕4v-20m nf Is=20*102cm2/s丫=旦71 d244*100*1()33.14*2?

16、*60二530t z/s530*1?.R=u i=5300232磕 流20*10-2临界雷诺数:(2),.d=J Q-GRcrR 一 丝ecrjv 7tav4*100*103“4 6。7 7 23.14*20*10-2*2320*6()-2.32 解:八 成4Ap 成4AP12&/Z-12M9/就 如 3.I*1。曰4*I*06*6O-1283Q 128*20*10-6*900*0.3*107=27.3cm2.33 解：0.27W匕=察=7K14*18*10,3.14*12*60-382c772/SV24Q _ 4*18*1丁-3.14*(0.6)2*60判断流态：_382*1el 二 =n

17、Ov 0.21910 2320紊流Rel 191075 =0.0393%=0.316%7=0.3164-=0.0421318枇2 54=0.35压力损失：0=4=0.0 39 3 3 9013.82)2=7 7 42(?。21 4 2 0.0 1 22 0=%，型-=0.0 4213 9“呼2匚=1.0 6 8 3触&痣 2 0.0 0 6 2=4 4=0-03590T=229总压力损失:“总=APH+AP/O+AP。=7 7 420 H OY+L 0 6 8 3R229 空 I O=1.148 M/，a对进出口端面列伯努利方程，取过中心线的水平面为基准面Z =z?=0,hw=A p 总 /p

18、 g,p2=0V =3.8 2m/s,v2=v0=10.6 2m/s2 人Pi%V 2V2 A p.s-1-二-1-P%2g 2g p g层 流%=2,紊流。2=1:904*(10.62)2-2*(3.82吐保2,=37620*4()4+1.148=1.186Mpa2.34解：（1）设油液从鸟对截面I n列伯努利方程4=0,匕=吆a2 2片手十可+簧+P1-P2Pg4.5*1052.5*1()5900*9.8一 h=-15=7.676m因I为正值，故假设正确,（2）设液流为层流压力损失：p=pghw=900*9.8*7.676=0.677*105 paA y 1 pv2d 2,7 5 75 7

19、5v/L-Re(吗 vdA 75v 1 pv2Ap=-一 -vd d 275v)ov2d 22d2*AP 2*I2*10-4*0.677*10515V0-75*45*10-6*900*20=0.223m/sQ=AV加23.14*12*10-4*0.22344=0.175*10-4 m3/s=17.51cm/s何好卞太 p _ V”_ 6223*1()2*1 c a r*判断流态：Re=-=50*20*6032vlD2v=-2-0-*-6-0-*-d 4g 20*60*(0.2)4*980 n o/io 2/。彳。，/=-=0.848cm2 Is=84.8/%“Is32/。2/勺 32*4*52

20、*/h2 252.3 6 解：(1)对截面I II列伯努利方程，以油箱液面为基准面2 2旦 +型1+4=正+纨+z 2+/z.Pg 2g pg 2gPi=0,v,0,z(=0,p2=-0.4*1G1 pa,z2=HQ nq 4*1500*72.%=-=25 JC ml s2 A 万/3.14*32*60JI 2沿程损失”.=*.也d 2g曳=255*3=9 3 232 偃流v 40*10”a、=275 75 =0.0392Re 19136 7ss 2hw=0.0392-=2.6m0.03 2*9.8n2.H=Pg 2gw 04*l L 2.6 =L28cm900*9.8 2*9.8(2)当泵的

21、转速增加时，管内流速V2增加，速度水头与压力损失与v22成正比也增加，因此吸油高度H 将减小。反之，当泵的转速减少时，H 将增大。2.37解：对油箱液面与泵入口处到伯努利方程，以油箱液面为基准面2&。2丫Pg 2g+Z2+&Wv,=O,/ij=0V24*25*1033.14*2.52*60=8 5cm/5 三=1063232废流20*10-2QA0.07*0.5 八 Q 0.852-F 0.2-0.025 J 2*9.8=0.059m2 iz i=d+H+h wPg 2g(2真空度：Pv=P1-p?=pg W +H+hwI 2g7*0 Q 1=900*9.8+0.4+0.059(2*9.8 J

22、=4.7*1()3 pa2.38 解：对截面I H 列伯努利方程，以油箱液面为基准面2P 1 3 1Pg 2g+ZP2%pg 2g+Z2+九，Pi=0,V j 0,Z=0.7,z2=0v2Q _4QT-7 TA 7rd4*16*1033.14*1.82*60=104.8cm/Y=9 4 3 2 3 2 膝 流3340,250.0 416八爪=。416*里 2 2 2 d 20.0 2210 4416 p;p：=0.5*10,p ahw P0 44*l 0 5g(.勺=P?+/?g H +h9 0 0*9.82、以V12g )=4 0*105+9 0 0*9.8 10+17.5-3.34?2*9

23、.8=4.24Mp a2.40 解：对截面D、d列伯努利方程，以水平对称面为基准面7 2Pl.K P，,V,-1-=-1-Pg 2g pg 2gQ=A%=&v24F 八Pi 6=7lDd4 24尸,D4 V2 _ v22-;-1-=-Q pg 2g 2g2 兀D2 Pg SFD2二 小=即04-一 zF列动量方程，取x坐标向右Z F=PQ(V1VF-F、=p2(v2-v,)2d292 dFD4-d42d2 D2+d2(2*22)30001-,7I 82+22 J=2647N2.41解：取坐标x、y取管道入口和出口断面间的液体为控制体积弯管对控制体积在X和方向的作用力分别为工和乙列出X方向动量方

24、程人JEF=PQ(V2VPA-Fx-P2Acos0=pQ(3A pQ =1 2/13.1 4*5*0.0 0爱 *2.55*1()61 2*50*1 0-3*5.2=0.1 0 3c m/sV _ T ZD2*HQ=4 Q3.1 4*52*8.-=1 524s=25.4m i n*0.1 0 32.44解：冲击波传递速度:”.33*1 0 9 90 00.0 1 2*1.33*1 090.0 0 1*2.2*1 0=11 74n Y s21 2*4T =0.0 0 68sC 1 1 74电磁阀关闭时间=0.0 2s 0.0 0 68救为间接冲击压力升高绿=0?匕：=1 1 7 4*9 0 0*

25、5*|=1.8 M p a三液压泵与液压马达3.1 答:(1)液压泵作用是把原动机输入的机械能转换为液压能向系统提供一定压力和流量的液流。液压马达的作用是把输入油液的压力能转换为输出轴转动的机械能，用来推动负载作功。(2)液压泵的分类：A)按液压泵输出的流量能否调节分类液压泵可分为定量液压泵和变量液压泵。B)按液压泵的结构型式不同分类液 压 泵,JSSEI 旋转式液藐 兼,齿 礁 一 驻片翥1 一柱塞泵 螺杆泵外啮合式 内啮合式 单作用式 双作用式 轴向式 径向式3.2 答：(1)液压泵的工作压力决定于外界负载的大小(而与液压泵的流量无关)，外负载增大，泵的工作压力也随之增大。(2)泵的工作压

26、力是指液压泵在实际工作时输出油液的压力，即油液克服阻力而建立起来的压力。泵的额定压力是指液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转正常工作的最高工作压力。液压泵在工作中应有一定的压力储备，并有一定的使用寿命和容积效率，通常它的工作压力应低于额定压力。3.3 答：（1）排量V：液压泵轴转一周，由其密封容腔几何尺寸变化计算而得的排出液体体积称为液压泵的排量。理论流量q,：是指在单位时间内理论上可排出的液体体积。它等于排量和转速的乘积。实际流量q：是指考虑液压泵泄漏损失时，液压泵实际工作时的输出流量。所以液压泵的实际流量小于理论流量。3.4 答：（1）容积损失和机械损失。（2）容积损失是因内泄漏

27、而造成的流量上的损失。机械损失是指因摩擦而造成的转矩上的损失。3.5 答：（1）受泄漏大和存在径向不平衡力的影响。采取措施：A）减小径向不平衡力B）提高轴与轴承的刚度C）对泄漏量最大的端面间隙采用自动补偿装置等。3.6 答：表示泵工作时流量随压力变化的关系。A点为始点表示空载时泵的输出流量（q,）B为转折点，Pb就是限定压力，表示泵在保持最大输出流量不变时，可达到的最高压力。C点所对应的压力是pc为极限压力（又称截止压力）表示外载进一步加大时泵的工作压力不再升高，这时定子和转子间的偏心量为零，泵的实际输出流量为零。调整螺钉1改变原始偏心量e）,就调节泵的最大输出流量。当泵的工作压力超过pt,以

28、后，定子和转子间的偏心量减小，输出流量随压力增加迅速减小。调整螺钉4改变弹簧预压缩量，就调节泵的限定压力。调节泵的最大输出流量，即改变A点位置，使A B线段上下平移。调节泵的限定压力，即改变B点位置，使BC段左右平移。3.7 答：区别：（3）定子和转子偏心安置，泵的出口压力可改变偏心距，从而调节泵的输出流量。在限压式变量叶片泵中，压油腔一侧的叶片底部油槽和压油腔相通，吸油腔一侧的叶片底部油槽和吸油腔相通，这样，叶片的底部和顶部所受的液压力是平衡的。这就避免了双作用叶片泵在吸油区的定子内表面出现磨损严重的问题。(5)与双作用叶片泵相反，限压式变量叶片泵中叶片后倾。限压式变量叶片泵结构复杂，泄漏大

29、，径向力不平衡，噪音大，容积效率和机械效率都没有双作用式叶片泵高，最高调定压力一般在7MPa左右。但它能按负载大小自动调节流量，功率利用合理。答：轴向柱塞泵结构紧凑，径向尺寸较小，惯性力小，容积效率高，目前最高压力可达40M Pa,甚至更高，一般用于工程机械、压力机等高压系统。3.9 答：外啮合齿轮泵注意事项：泵的传动轴与原动机输出轴之间的连接采用弹性联轴节时，其不同轴度不得大于0.1m m,采用轴套式联轴节的不同轴度不得大于0.05mm。受泄漏大和存在径向不平衡力的影响。泵的吸油高度不得大于0.5mm。吸油口常用网式过滤器，滤网可采用150目。工作油液应严格按规定选用，一般常用运动粘度为25

30、54mm%,工作油温范围为580。泵的旋转方向应按标记所指方向，不得搞错。拧紧泵的进出油口管接头连接螺钉，以免吸空和漏油。应避免带载起动或停车。应严格按厂方使用说明书的要求进行泵的拆卸和装配。叶片泵注意事项：(1)泵轴与原动机输出轴之间应采用弹性联轴节，其不同轴度不得不大于0.1mm。(2)泵的吸油口距油面高度不得大于0.5 m,吸油管道不得漏气。(3)油箱应保持清洁，油液的污染度不得大于国标等级19/16级。工作油液的牌号应严格按厂方规定选用。一般常用运动粘度为2554mm2/s,工作油温范围为580。(5)泵的旋转方向应按标记所指方向，不得搞错。(6)应严格按厂方使用说明书的要求进行泵的拆

31、卸和装配。轴向柱塞泵注意事项：泵的传动轴与原动机输出轴之间的连接采用弹性联轴节，其不同轴度不得大于0.1m m,不允许在泵的传动轴端直接安装皮带轮或齿轮。吸油管、压油管和回油管的直径不应小于规定值.对允许安装在油箱上的自吸泵，油泵的中心至油面的高度不得大于0.5 m,自吸泵的吸油管道上不允许安装过滤器。吸油管道不得漏气。新泵在使用一周后，需将全部油液滤清一次，并清洗油箱和滤油器。正常使用后，一般每半年更换一次液压油。油液的污染度不得大于国标19/16 级。工作油液的牌号应严格按厂方规定选用。一般常用运动粘度为1647mm2/s,工作油温范围为580。(5)油泵的旋转方向应按标记所指方向，不得搞

32、错。(6)应严格按厂方使用说明书的要求进行泵的拆卸和装配。答：齿轮泵：结构简单，价格便宜，工作可靠，自吸性好，维护方便，耐冲击，转动惯量大。但流量不可调节，脉动大，噪声大，易磨损，压力低，效率低。高压齿轮泵具有径向或轴向间隙自动补偿结构，所以压力较高。内啮合摆线齿轮泵因结构紧凑，转速高，正日益获得发展。单作用叶片泵：轴承上承受单向力，易磨损，泄漏大，压力不高。改变偏心距可改变流量。与变量柱塞泵相比，具有结构简单、价格便宜的优点。双作用叶片泵：轴承径向受力平衡，寿命较高，流量均匀，运转平稳，噪声小，结构紧凑。不能做成变量泵，转速必须大于500r/min才能保证可靠吸油。定子曲面易磨损，叶片易咬死

33、或折断。螺杆泵：结构简单，重量轻，流量和压力脉动小，无紊流扰动，噪声小，转速高，工作可靠，寿命长，对油中的杂质颗粒度不敏感，但齿形加工困难，压力不能过高，否则轴向尺寸将很大。径向柱塞泵：密封性好，效率高，工作压力高，流量调节方便，耐冲击振动能力强，工作可靠，但结构复杂，价格较贵，与轴向柱塞泵比较，径向尺寸大，转动惯量大，转速不能过高，对油的清洁度要求高。轴向柱塞泵：由于径向尺寸小，转动惯量小，所以转速高，流量大，压力高，变量方便，效率也较高；但结构复杂，价格较贵，油液需清洁，耐冲击振动性比径向柱塞泵稍差。c E/,、q 1 5 0 x1 0-3/6 03.1 1 f t?：(1)%=-=0.9

34、 41 q,1 6 0 x1 O-3/6 0(2)qt=V-nV%Jnpq2mz160 x1 O-3/60950/60=1.68x10-4(/)pq2勿2 29.5X106 X150X10-3/60-=y 3 2 3 3(T V 2x3.14x950/60 x0.87p,.=27；=2x3.14x950/60 x85253=84.77(A3V)7,=2 =Z=o.93%0.94(4)7；=85253(7V-m)3.1 2 解:100 x10-6xO.95=7.92(/)p -p p2-0-0.5=9.5(MPa)Tbp，q,9.5xiaxl00 xl(r 2x3.14O.85=129(/V-/

35、77)=Ap q=9 5 x 1()6 x 50 x 1。一左二 7.92x 1 (w)P。HF=0.85x 0.95x7.92xl03=63954(W)3.1 3 解：卫=为=1 0(MPa)8 0 x1 0-6 x0.9 4qlm=匕=8 0 x 1 O x 1 1%=i 4 7*o-卜 力由图a知:竺、竺=(2+如 卜 丫 =9 6*1。)O D C D OOxl(f 6 9 4 x1 O V/6 0O O =1 0 4.6 7(MPa)Q4 x i(r3/O D C D 1 0 4.6 7 xl O-6 6 0-=-=-O F E F(1 0 4.6 7-0.0 3)xl 06 E F

36、“=1.5 6 x l()+7)q,“=E=1.5 6 x l()+7)g*1 4 7 x1 0-3qm-1.5 6 x1 0-3图 a3.14解:(l)求偏心量以单作用式叶片泵的理论排量公式计算(忽略叶片厚度)q=氏则 e =q2T TDB1 6 xl O32 7 rx8 9 x3 0=0.95mm(2)根据已知条件确定最大可能的偏心量e m ax，再求出最大可能的理论排量定子与转子之间的最小间隙选为0.5 m mD d,_ _ _emm aaYx =-0.5 =2.5 m m22?如 m次ax=2 D emmax.,B =2 7 rx 8 9 x2.5 x 3 0 =4.1 9 4 x1

37、/尸3.1 5 解：(1)泵的理论流量q,q-D t z n-71 x0 7 x rg2 2 3 0 x7 x9 6 0=6 l/m i n44q=q.r/=6 1 x0.9 5 =5 7.9 5/m i n(2)实际流量q(3)电动机功率P(4)P =B=16x106x57.95x10 6 0=18074v =1&0 7 4/3 V7%,0.9 5 x0.93.1 6解：不相同，因为：液压泵:Q QT-A Q AQQT-QT-QT液压马达：垢、.=*=9萨=1-詈两者A Q虽相同，但液压马达的实际流量Q大于理论流量QT故/*,3.17解：不相同，因为：液压泵：答M-A M ,AM-=1-M

38、M液压马达：7 m vM _ Mr-AMMT MTAMM 7两者A M虽相同，但液压马达的实际输入扭矩大于理论扭矩MT故“3.18 解：四2=幽=。.9 5QT 1 0 6(2)。=。八。Q,=-x5 0 0=3 6.5 5 L/m i n 1 4 5 00 =1 0 6 1 0 Q7 =5.3 L/m i nQ 3 1.2 5 u7pv=-=0.8 5 5QT 3 6.5 5第一种情况P i L 3 pv pm2.5 x1()6 x1 0 0 7 x1 0-30.9 x0.9 5 x6 0=4 9 0 6 w=4.9 k w第二种情况:Pi np Q 2.5 xl 06 x3 1.2 5 x

39、l Q-3=-0.9 x0.8 5 5 x6 0=1 6 9 2 w=1.6 9 k w3/9 解：外,=5DrQ 2 5 x1 0 3 _6.6 6 m?Z斯-6.6 6 x0.3 2 x 1 5 x2 5 x1 4 5 0 0.7 7解：设 定 子 半 径 R,转 子 偏 心 量 为 e当 二 叶 片 处 于 最 上 位 置 时 其 密 封 容 积 最 小，而到达最下位置时容积最大若不考虑叶片厚度,则 每 转 一 圈，二 叶 片 间 的 密 封 容 积 的 吸 油 量 近 似 为：B R +e f-(/?e)2Z转子转一圈，共有z个密封容积，故排量:q=6 万(7?+e)2-(/?-e)2

40、=B兀-4e R=2 7i D B e平 均 流 量：Q =ng =2或B n e=Ce.(1)式中:C常 数，C =2/rD B n设：ph-限定压力x0一 一 调压弹簧的初压力缩量K 一一调压弹簧的刚度A 反馈活塞的面积已知超过以后，偏心量e减小，设/为定子最大偏心量则偏心量为:0 z?_ Z?_e-e。K 一/K=ev A n0+X0-P.A以（2）代 入（1）得Q-P线（2）AQ=ce0+cx0-c-P =CAKp02r-A=Q z-普巴（P-R）.A.式中：2 a x-最大流量，Qmax=CC0=2就Bne0由 式（3）可知:当P=Pb 时，Q=Qmax当P=Pc时，3 =。，,、=

41、岑巴（耳-?）A斜率 t g a=Q m ax=2 BnAR K在 D、B、n、A 一定的情况下，斜率与弹簧刚度K 成反比，K 越大，直线越平坦。改变弹簧预紧力即改变X。斜率不变。3.21 解：在BC线上任一点压力P对应的流量为:O P -p上max _ max bQ 嗫x-尸p -pmax r b功率P =PxQ =PQ,Pm L Pmax p _ pm ax*b对于最大功率”dP=0d pd P_ QmaxdP max 一 Ph(Pm ax-2P)=0-P=2P-P=1P.naxQmaxp-1 pmaxx 2 maxP-Pmax b=Q m ax*Pm；4(Pmax-Pb)3.22 解：(

42、1)泵排量：q=x Dx tg/x Z,tgl&=0.3249243.1 4 X 2.4?4x 7.6 x0.3 2 4 9 2 x7=7 8.2 c m3/rQ,=n /T pvj =1 4 5 0 x7 8.2 x1()-3 *0.9 2=1 0 4 3 2 L/m i nQ,=n,qz/pv,=9 6 0 x7 8.2 xl 0-3 x 0.9 4 =7 0.5 7 L/m i n3.2 3 解:,、X p q(1 0-0.2)xl 06 4-6 9.4 xI O-6(1)M =x-2-x 0.9 4 =1 0 1.7 5 N2 4，m，2 x3.1 4-MQ 1 0 0 “c .n=x

43、 n-x0.9 2=I 3 2 6 r/m i nq 6 9.4 x I O-33.2 4 解:/八M -Inq.k1 6 x2 x3.1 41 0 x1 0-6 x0.8 2.51 M p c in-c i n a nnm=%r)p v =1 O O O x 0.9 x 0.9 =8 1 O r/m i n(3)P =M-2 m=1 6 x2 x3.1 4 x8 1 0 x xl O-3=1.3 6 A：W 60(4)2 =np-q-rp v=1 0 0 0 x I Q xl O_ 3 xO.9 =9 L/m i n12.57x10 x9x10-3x10-30.9x0.8x603.25 解:

44、.n pm3.2 4.2 max题3.25图M-2兀q 6,p 二二 2j 1 0 x2 x3.1 4 =3 4 9m q-nm 2 0 x1 0-x 0.9Pp =pm+p =3.4 9 +0.3 1 =3.SMp a(2)设Q p为泵的流量，由 特 性 喊2 0 4.2-3.2 1Q7-4.2-3.8 -41 3(3)P,oU t=M-2 nm=1 0 x2 x3.1 4 x3 6 0 x x I O-3=0.3 7 7 KW=5L2=3.8x106x8x1()3 x 0-3=o.596KW为 p0.8 5 x 6 0四液压缸4.1答：活塞式液压缸可分为双杆式和单杆式两种结构。双杆活塞式液

45、压缸：当两活塞直径相同、缸两腔的供油压力和流量都相等时，活 塞（或缸体）两个方向的推力和运动速度也都相等，适用于要求往复运动速度和输出力相同的工况，如磨床液压系统。缸体固定式结构，其工作台的运动范围约等于活塞有效行程的3倍，一般用于中小型设备；活塞杆固定式结构，其工作台的运动范围约等于缸体有效行程的两倍，常用于大中型设备中。单杆活塞式液压缸：由于4 4 2,故64 A =5 x l 064x =5 x l O6x；rX12（）2=5.6 5 2 x l O oP a4 44.8 W：.L 厂 7lD2 l lpA=F +F（=p 4=F+F=D=4（耳 +尸）_|4（1 2 x l（）2 +2

46、 x i（）4）71p0.0 4 xV 3.1 4 x 5 x 1 0 63.1 4 x 0.0 7 3 20 0 7 3（次）=7.3 m）q=一%P=*n40.9 5X1 06 X0.1 8 6X1 0-3O 1 8 6（L/s）0.8 5=1 O 9 4 W）=1.O 9 4（KW）4.9解:图a黑4 x 2 5 x 1 0-33.1 4 x 0.0 9 2 x 6 0=0.0 6 6%运动方向向左F=P,D2-P2（D2-d2）=5X1 06XX92X1 0 4-0.3X1 06X（92-62）X1 0 44 4 v=3 0 7 4 8 Vf f l b）v =4 Q4 x 2 5 x

47、 1 0 71（。2二屋厂 3 1 4 0 0 9 2 _ 0 O 6 2）X6 O0.1 1F=P,（D2-J2）-P2D2=5X1 06X x（92-62）X1 0-4-0.3X1 06 x x 92 x l O-44 v 7 41 5 7 6 3 V图 c)V =4。4 x 2 5 x 1 0-3二)3 0 0 9 2 0 0 6 2)x 6 0 一0.1 18%运动方向向左F=P,x2 x(p2-d2)-P2(D2-J2)-=5X1 06X2X(92-62)X1 0-4-0.3X1 06XX(92-62)x l 0-4-0.3X1 06X?X92X1 0-4=3 2 3 7 4 V图d

48、)v=407id黯黑小。”jr 3 14F=P,-d2=5 x l 06xx62x l 0-4=1 4 1 3 7 A 4 44.10解：u=3_4 x 2 5 x 1 0-33.1 4X0.12X600.0 5 3%F =P-d2=5 x l 06xx0.r4=3 9 2 5 0 N4 44.11解:一匕n a x%_ 匕naxC l p A=尸 +G+ma一 v4 F+G=m-1max7id4|2000(25000+2 5 0 0 x6 9.81 0.05x603.14x82 xlO-49.97 Mp aQ=A-3-.-1-4-x8o-2 xliO f-4 64605.0 2 x 1 0-

49、=3 0.1 4.12解：输出转矩:“彳 Z P b(D2-J2)M-82X10X106X0.03(0.22-0.082)825.20N 优Q=?(D2-d2)bn转速:4。_,4xl00 xy3 7 0 5/240.22-0.082)x 0.03x60 八角速度：C0 _ zb(D82。-d2)_ 28x100 x10-3 d/X0.0X0.22-0.082)X60-,人jr 7 144.13 解：无杆腔活塞面积 4 =一。2 =O f=785x10-5机21 4 4jr Q 14有杆腔活塞面积 A,=-(Z)2-6/2)=(0.12-0.()652)=453xl()-5/n2-4 4(1)

50、设三液压缸有杆腔压力分别为Pl、P2、P 3,第一缸无杆腔压力为p,P3=0J PAI户2 A2=产P2=F解 得F=+A?+AtA2102 X7853785?+45 寸+785x4534109W设三个活塞速度分别为匕、岭、匕0 =4/4 K=4 匕&匕=A匕由此得4QA2 5x 1 0-3785x 1 0-5 x 600.0 55m/s&吊 453x 1 0-5 x 55x 1 0-3785x 1 0-=0.03 2%/sA M 453x 1 0-5x 32 x 1 0匕=-c-3 4 785x 1 0-5=0.01 8，？/s设三活塞反向速度为力、岭、匕Q=yV/A,=V2A2匕%=匕尢由

51、此得V3=乂 A92X103X785X1Q-5453x 1 0-5=0.1 5 9ms匕AA21 59x 1 0-3 x 785x 1 0-5453x 1 0-5=0.2 76”/s4.14 解：设快进速度为v l,快退速度为v2,l)vl4。血?4x25x1073.14X().07*2X601+-x85.72/7,=Fk =-1-0-7-x-l0-4 仆。r=42.8F 2.5x10一般/取24即可，可见稳定性足够=O.lOM/sV2=T=)(。2一)4x25x10-33.14(0.12-0.072)X60=0.104/7/5.vi=v22)D2p l-(D2-r/2)p 2F+-(D2-d

52、2)-p2 250001-4(*O.l2-0.072)x0.2 xltfpl=-=-4-=3.29M4死 z 3.14 n pD x o.r4 4缸筒壁厚一 6 2 KP _D2(cr)当额定压力p”-=4.9mm2x503）活塞杆最大轴向负载F V 反二.，V”即可F对实心活塞杆4等=0.017;-=85.7rk 0.0175机取85（钢材），=2（查表）访=8572=12Q2 m4n理=上1+(式中/=4.9xlO_8P6r ci=-5000厂 4.9x1(yx38x1074=-,0.072=0.003n24 44.15(1)解:50000 x0.0924=7 9 MPa无杆腔工作压力P

53、i达 到 7.9MPa时，活塞才能运动。当溢流阀调定压力p=6MPa 7.5W60电动机过载4.1 6 解：(1)设液压缸无杆腔压力为P 解：4 =(片 +2AP)4+F2AP&+F4 42xQ.2xl06x25xlQ-4+100002.5x10-44.4Mpa(2)有杆月空压力 P?=R+2Ap=4.4+2 x 0.2=4.8Mpa(3)液压泵出口压力压力 PB=R+2AP=4.8Mpa(4)由图可得 PB=4.8MP曲，Q=4.8L/minV=4.8x10-325xl()T x 60=0.032m/s、c 八 4.8X106X4.8X103(5)PB=PBQ=-=384W(6)4.17FV

54、 10003 0.032 r1 =-=0.83PB 384解：4 3 14A=-D2=0.082=0.005/n24 4A C -(D2 I?)=1 H(O.O 82-O.O 42)=0.0038?24 4P、=IM paF 20000m=一=-=203g 9.8125x10-3V=-=0.08 372/s0.005x 60Ff=20000 x0.12=240(W=P,A,l+-m r-Ffl1 2 f=7X106X5X10-3 X25X10-3+-X2039X832X10-6-2400X25X10-32=8227PcE2 _ 822Q-38x10-4 x25x10-3=8.65Mpacm a

55、xm v22Acl=8.65xl06+2039x83?xIO2X38X10-4 X25X10-3=8.72Mpa如液压缸按月=7Mpa设计则 8.72 1.5 x 7=1 Q5MpqgpPCmax 1.5Pa，液压缸强度足够。五液压基本回路与控制阀5.1 答：不行，使液控阀两边在先导阀断电时无压力处于中位状态，改用其它中位机能不行，不能达到上述要求。油液能回油。5.2 答：能，二位四通改二位三通将一个油口封闭，改二位二通将B、T封闭。5.3 答：换向阀的常态位：阀芯在未受到外力作用时的位置。如电磁阀失电状态等。5.4 解：A由 图 可 知，液 控 单 向 阀 反 向 流 动 时 背 压 为 零

56、，控 制 活 塞 顶 开 单 向 阀 阀 芯 最 小 控 制 压 力=PA 这样可以保证主阀芯在中位时,-A,由缸的受力平衡方程3PkplAi=PkA2+F 可得F _ 300003 4-4 (3x30-12)x10-4=3.S5MPaPi=3 p k=1 L55MP。F 30000p =-=1 OMPc i当液控单向阀无控制压力，p*=o时，为平衡负载F,在液压缸中产生的压力为 A 3 0 x 1 0计算表明：在打开液控单向阀时，液压缸中的压力将增大5.5解：如图5.6 答：用进油压力打开回油路液控单向阀；负载和压力推动方向一致，出现负压；锁紧回路是使液压缸能在任意位置上停留，且停留后不会在

57、外力作用下移动位置的回路。5.7 答：第一种情况油液压力与主阀弹簧力平衡，主阀弹簧很软，稍有压力即会打开。第二种情况倘若阻尼孔被堵塞，先导阀锥阀关闭，不能产生压力降，进、出油口不能接通，则溢流阀不能溢流，无论系统压力增加多少，溢流阀也不能溢流，阀一直打不开。5.8 答：产生卸荷现象，系统压力近乎零。5.9 答：两个不同调整压力的减压阀串联后的出口压力决定于较小一个减压阀的调整压力。前大后小决定于第二个；前小后大，后一个不起作用。如两个不同调整压力的减压阀并联时，出口压力又决定于较大一个减压阀。两个阀分别调整，油路分拢后决定于高的5.10 答：顺序阀可代替溢流阀，反之不行。5.1 1 答：相同点

58、：都是利用控制压力与弹簧力相平衡的原理，改变滑阀移动的开口量，通过开口量的大小来控制系统的压力。结构大体相同，只是泻油路不同。不同点：溢流阀是通过调定弹簧的压力，控制进油路的压力，保证进口压力恒定。出油口与油箱相连。泄漏形式是内泄式，常闭，进出油口相通，进油口压力为调整压力，在系统中的联结方式是并联。起限压、保压、稳压的作用。减压阀是通过调定弹簧的压力，控制出油路的压力，保证出口压力恒定。出油口与减压回路相连。泄漏形式为外泄式。常开，出口压力低于进口压力，出口压力稳定在调定值上。在系统中的联结方式为串联，起减压、稳压作用。顺序阀是通过调定弹簧的压力控制进油路的压力，而液控式顺序阀由单独油路控制

59、压力。出油口与工作油路相接。泄漏形式为外泄式。常闭，进出油口相通，进油口压力允许继续升高。实现顺序动作时串联，作卸荷阀用时并联。不控制系统的压力，只利用系统的压力变化控制油路的通断5.1 2 答：(1)4；(2)2；(3)05.1 3 解：工件夹紧时，夹紧缸压力即为减压阀调整压力，PA=P c=25 M pa。减压阀开口很小这时仍有一部分油通过减压阀阀芯的小开口(或三角槽)，将先导阀打开而流出，减压阀阀口始终处在工作状态。泵 的 压 力 突 然 降 到 1.5 M P A 时，减 压 阀 的 进 口 压 力 小 于 调 整 压 力，减 压 阀 阀 口 全 开 而 先 导 阀 处 于 关 闭 状

60、 态，阀 口 不 起 减 压 作 用，pA=pB=.5 M p a.单向阀后的C点压力，由于原来夹紧缸处于2.5 M p a,单向阀在短时间内有保压作用，故 P c=2.5 M p a,以免夹紧的工件松动。夹紧缸作空载快速运动时，“o =0。A 点的压力如不考虑油液流过单向阀造成的压力损失，,=0。因减压阀阀口全开，若压力损失不计，则PB=0。由此可见，夹紧缸空载快速运动时将影响到泵的工作压力。5.1 4 解:(1)PA=PB=M PApc=2MPaI 移动:PAF 35000%100 x10-=3.5MPaPc-2MPa终端：PA=PB=4MPapc-2MPaI 移动：PA=PB=PC=OM

61、Pa固定时：PA=PB=4MPapc=2MPa5.15 解:液压缸的速度u：-=0.6 2 x=0.0 39 0 0丫 =区=4KAT(P,AF)KAT、A-F Y0.0 3 x 0.0 5 x 1 Q-4 x (2.4 x 1 Q6 x 5 Q x 1 Q-4-1 O O O Q0 5(2 5 x 1 0-4 严0.0 5 4找/s液 压 泵 压 力/pp=py=2 A(MPa)溢流功率损失即 p、=pP-卜1 =P p )=匕-4%)i O x I O _3=2.4 x1 ()6 x(-5 0 x I O-4 x 0.0 5 4)AT2：.gnw(=c g x O.O 2 x l O-4

62、x(2 xlO6)0-5=0.6 2 x J x 0.0 2 x 1 0-4x(2 xl 06 产V90 05 8.2 8/7 7 7/mi n5.19 解:（1 原理论流量7,=u =5 0 x 1 0一3 x ooo=5 0 L/mi n泵 实 际 流 勤=%l =5 0 l =4 9L/mi n马达最高转遹 max=一=4 9 =96 0 r/mi nv 5 0 x1 0-3 马达进口压力O M P a,出口压力0,=n.minO r/mi nTT =p-v n10X106 X50X10-6 NE.QCm=-x0.8 5 =6 7.6 7 5 N mc i ni cL 71 L71（3）

63、稣=2 勿2 T =2万 x 96 0 x 6 7.6 7 5 =4 0 7 99 邮=4 0 7.999K W泵且=瞪=。98q,5 0T 7、_L q _ 1 5 0 _ 1 ccc马 达%=1 =0.98q 5 07 7 =Ml”.-n,m，-r/,m,=0.98 x0.8 5 x0.98 x0.8 5 =0.6 85.20 答:5.2 1答：双向变量泵使油缸推出时，进油全部回油泵，A阀起截止作用，反向油缸退回时，油量有多不能全部回油泵，打 开B阀，多余油回油箱。题5.21图5.22解：向右时，电磁铁的电V右AA=Q+V右AB，AA AB向左时，电磁铁失电V左AB+V左A c=q+V左A

64、A，丫 左=二+；=AB C5.23解：向左缺条件向右:(1)v=A-A22 5 x1 0-3/6。(1 0 0 6 0)xl(F*=0.1 0 4 3 7 1/5,/P p A =F+PrA2PpFA 1一 A?1.5 xlQ3(1 0 0-6 0)x I O-4=3 7 5 0 0 0 4PP=PY=3 M p a,减去三位四通，单项阀管路p =3 0.2 5-0.1 5其它阀看如何装4 c处有0 2 M p a压力5.2 4 解：快进和工进时液压缸犬空的工作压力为 和p；A A A由于P i ,=P i，且 PX P、快 进 和 工 进 时 输 入 液 匾 工 大 腔 的 流 量 为4凸

65、和4%，故 得/+%=夕2 4匕，/0.25MPa(2)慢 进 时p=150000.0078X0.004-1.27（MPa）A+4溢流阀调定压力p、.N L 2 7 M P a（3）速度植出 Q 2.5x10-3.快进 v.=-=6.251 min,4 0.004 慢进v2QPA+A-y2.5x10-30.007854-0.0042.1 l（m/min）尸=1000N)5.55解:（1）F1000050 x10-42（M P a）节流阀进出口压差 的=p -px=2.4-2 =0.4(MP)通过节流阀流量=0.62x0.02xl()T x0.4xl06V9000.37xl0-4(m3/5)=3

66、7(cm3/s)液压缸运动速度v=-=A 500.74c，/5)T1 =-A-P-P-速度刚度/1 2(2.4x1()6x50 x10-4-io。0.74=5401MS/cm)尸=550N)=瞪耨Ki即=Pp-P=2.4 1.1=1,3(MPci)Qi=Cq-a A/?=0.62x0.02x10-4xl.3xl06900=0.666x 10 4/s)=66.6(c r*/5)Q-6 6.6V-4 501.33(cm/5)APP-F)v2(2.4 xl X xl(T J 5 5()0 二 977小0总F =0P i=(),=Pp =2 A(MPc i)a =C,a J-An =0.6 2 x0.0 2 x1 0 P-x 2.4 X1 06q P V 90 0=0.90 5 5 x1 0 I /S)=90.6(c/s)二%黑8上 心）J(pp-A,-F)V2(2.4 xl 0-x5 0 xl 0-)=13265/cf f l)P l A 一。242=/5.56解:(1)PlF+p 2 A 2丁1 0 0 0 0 0.3 xl 06 x2 5 xl Q-45 0 xl()Y=2.1 5(M