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液气压传动课后作业答案详解

液气压传动课后作业答案详解
液气压传动课后作业答案详解

1-1什么是流体传动?除传动介质外,它由哪几部分组成?各部分的主要作用是什么?

答:以流体为工作介质,在密闭容器中实现各种机械的能量转换、传递和自动控制的技术称为流体传动。

动力元件——将原动机的机械能转换为执行机构所需要的流体液压能。包括液压泵、空压机。

执行元件——将由动力元件输入的流体液压能转换为负载所需的新的机械能。包括液压气动缸和液压气动马达。

控制元件——对系统中流体的压力、流量或流动方向进行控制或调节。包括压力阀、流量阀和方向阀等。

辅助元件——流体传动系统中的各种辅助装置。如油箱、过滤器、油雾器等。

1-2液压系统中的压力取决于什么?执行元件的运动速度取决于什么?液压传动是通过液体静压力还是液体动压力实现传动的?

答:液压系统中的压力取决于外负载的大小,与流量无关。

执行元件的运动速度取决于流量Q,与压力无关。

液压传动是通过液体静压力实现传动的。

第二章

2-3 液压油液的黏度有几种表示方法?它们各用什么符号表示?它们又各用什么

答:(1)动力黏度(绝对黏度):用μ表示,国际单位为:Pa ?s (帕?秒);工程单位:P (泊)或cP (厘泊)。

(2)运动黏度: 用ν表示,法定单位为s

m 2

,工程制的单位为St (沲,s

cm

2

),

cSt (厘沲)。

(3)相对黏度:中国、德国、前苏联等用恩氏黏度oE ,美国采用赛氏黏度SSU ,英国采用雷氏黏度R ,单位均为秒。

2-11如题2-11图所示为串联液压缸,大、小活塞直径分别为D 2=125mm,D 1=75mm;大、小活塞杆直径分别为d 2=40mm,d 1=20mm ,若流量q=25L/min 。求v 1、v 2、q 1、q 2各为多少? 解: 由题意 4

1

πD 211ν =q ∴ 1ν=4q/π D 21=0.094m/s

又 ∵q=4

1πD 222ν ∴2ν=0.034m/s

q 1=

41

π(D 21-d 21)1ν=3.86x104-m 3/s=23.16L/min q 2=41π(D 22-d 2

2)2ν=3.74 x104-m 3/s=22.44 L/min

2-13求题2-13图所示液压泵的吸油高度H 。已知吸油管内径d=60mm ,泵的流量q=160L/min ,泵入口处的真空度为2×104Pa ,油液的运动黏度υ=0.34×10-4m 2/s,密度ρ=900kg/m 3,弯头处的局部阻力系数ξ=0.5,沿程压力损失忽略不计。

解:设吸油管入口处截面为1-1截面,泵入口处的截面为2-2截面 列1-1、2-2截面处的伯努利方程:

ξρραρραP gh u P gh u P +++

=++

22

2

2212

1

112

2

由1u A 1=2u A 2 ∵A 1>>A 2 所以1u <<2u ,1u 可忽略不计,且h w 忽略不计 ∴

01=P ,0,011==h u ;

)(

943.0)min (59.56)1060(4101604

2

332

2s m m d

q u ==???==--ππ230012.166410

34.01060943.0Re 4

3

<=???==--v ud

∴该状态是层流状态,即221==αα

)(10242a p P ?-=, s H h s m u ==22),(943.0

)(08.2002

)943.0(9005.02

2

2

2a p u P =??=?

=ρξξ

代入伯努利方程:

08

.2008.99002

)

943.0(90021020002

4+??+??+?-=++s H )

(15.28

.990008

.2002

)943.0(90021022

4m H s =?-??-

?=

∴液压泵的吸油高度s

H

为2.15m.

2-14 题2-14图所示的柱塞直径d=20mm ,缸套的直径D=22mm ;长l=70mm ,柱塞在力F=40N 的作用下往下运动。若柱塞与缸套同心,油液的动

力粘度μ=0.784×10-6Pa.s ,求柱塞下落0.1m 所需的时间。 解:当柱塞往下运动时,缸套中的油液可以看成是缝隙流动

∴ Q=l

dh μπ123

p ?-

2dh π0ν 由题意 h=2d D -=1mm 以柱塞为研究对象有

F+P 0A=F f +P 1A ∴p ?= P 1- P 0=A

F F f

-

又Θ F f =μA

dy du =μπdl h

v

∴p ?=

2

4d F π-hd l μ4ν 而Q=A ν=4

1

πd 2ν

∴41πd 2

ν=l dh μπ123p ?-2dh π0ν =l dh μπ123(24d

F π-hd l μ4ν)-2dh π0ν )463(42

23h d

h d ld F

h v +

+=

πμ=?+?+????????=

-)

001.002

.04

001.0602.03(02.007.0104.7814.340

001.042233 0.32m/s

∴t=

32

.01

.0=0.3125s

第三章

3-1要提高齿轮泵的压力须解决哪些关键问题?通常都采用哪些措施? 答:要解决:1、径向液压力不平衡 2、轴向泄漏问题 为了减小径向不平衡力的影响,通常可采取:

1)缩小压油腔尺寸的办法,压油腔的包角通常< 45o ;

2)将压油腔扩大到吸油腔侧,使在工作过程中只有1~2个齿起到密封作用。利用对称区域的径向力平衡来减小径向力的大小;

3)还可合理选择齿宽B 和齿顶圆直径De 。高压泵可↑B ,↑ De ;中、低压泵B 可大些,这样可以减小径向尺寸,使结构紧凑。

4)液压平衡法:在过渡区开设两个平衡油槽,分别和高低压腔相同。这种结构可使作用在轴承上的力↓,但容积效率(ηv )↓ 齿轮泵的泄漏途径主要有三条:

端面间隙泄漏(也称轴向泄漏,约占75~80%),指压油腔和过渡区段齿间的压力油由齿间根部经端面流入轴承腔内(其与吸油腔相通)。

径向间隙泄漏(约占15~20%),指压油腔的压力油经径向间隙向吸油腔泄漏。 齿面啮合处(啮合点)的泄漏,在正常情况下,通常齿面泄漏很小,可不予考虑 。 因此适当的控制轴向间隙的大小是提高齿轮泵容积效率的重要措施。

3-2叶片泵能否实现正反转?请说出理由并进行分析。

答:不能。因为定量叶片泵前倾130

,是为了减小压力角,从而减轻磨损。而变量叶片泵后倾240

,有利于叶片紧贴定子内表面,有利于它的伸出,有效分割吸压油腔。

3-4已知液压泵的输出压力p 为10MPa ,泵的排量q 为100ml/r ,转速n 为1450r/min ,泵的容积率v η=0.90,机械效率m η=0.90,计算: 1)该泵的实际流量; 2)驱动该泵的电机功率。

解:

理论流量q t =qn=100x1450=145000ml/min=145l/min v η=

t

q q

?实际流量q=v η q t =0.90x145=130.5l/min m η=T

q p t

ω.?ωT=

m t q p η.=6090.010*********????-=26851.8w P i =ωT=26852w

3-5 某机床液压系统采用一限压式变量泵,泵的流量-压力特性曲线ABC 如题3-5图所示。液压泵总效率为0.7。如机床在工作进给时,泵的压力p=4.5MPa ,输出流量q=2.5L/min ,在快速移动时,泵的压力p=2MPa ,输出流量q=20L/min ,问限压式变量泵的流量压力特性曲线应调成何种图形?泵所需的最大驱动功率为多少?

解:在图上标出D 点(2MPa ,20L/min ),过D 点作线段AB 的平行线,交q 轴于G 点。在图上再标出E 点(4.5 MPa ,2.5 L/min ),过E 点作线段BC 的平行线,交p 轴于H 点。GD,EH 相交于F 点。

A(0,27.5) B (45,25)D (20,20)所以G (0,21.1) B (45,25)C (63,0)E (45,2.5)所以H (48.5,0) 所以GF 为y=-0.06x+21.1 HF 为y=-1.39x+67.42 所以F 点(34.8,19)

所以P i =p o

P η=p

pq

η=607.01019108.343

5????-=1574.3w

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