液压与气动技术-第3章执行元件
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液压与气动技术(第三版)部分习题参考答案第2章 液压传动基础2-7 解: st t t E t 51121==︒2.351.45123040>==︒E E E ︒-︒=46.7ν )()(s mm s mm 2232389.33887.0276.3451.4451.46.7≈=-=-⨯= )(10390010389.33236s P m kg v a ⋅⨯=⨯⨯==--ρμ2-8 解:机械(杠杆)增力75025⋅=⋅'F F )(6)(600025750KN N F F ===' 液压增力 2244d F D Gππ'= )(04.41613342222KN F d D G =⨯='⋅=2-9 解:取等压面M-M21gh p gh p a s a ρρ+=+ )m kg 800( 10175603321=⨯⨯==h h s ρρ2-10 解:(1)取等压面M-M由于不计油液重量,不计大气压力(管内相对压力为1个标准大气压)则U 形管左边A M p p =左 , 右边gh p g M ρ=右即 gh p A ρ=)(760)(76.08.9106.1310101325.036mm m g p h g A g ==⨯⨯⨯==ρ (2)管内压力为1个工程大气压(a MP 0981.0))(1110)(1.118.9900100981.06cm m g p h y a y ==⨯⨯==ρ 2-11 解:(a ))(3.6)(103.61.0410546242MPa P d Fp a =⨯=⨯⨯==ππ (b))(3.642MPa d Fp ==π2-12 解: v d Av q V 24π== )(85.025*********1062526242s m A q v v =⨯⨯=⨯⨯⨯==-ππ w p v g h p v g h p ∆+++=++22222211112121ραρραρ 式中a p p =1, 01=h , 01=v ,2h =H ,代入上式,整理可得2222222v d l v gH p p a ρλραρ⋅++=- el e R vdR <=⨯⨯⨯==--5.10621020102585.063ν=2300, 层流,2=α 0705.075==eR λ 2p p a -285.090010254.00705.0285.029004.08.9900232⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=-=4545(Pa)第3章 液压动力元件3-6 已知:p =10MPa ,n =1450r/min ,V =200mL/r ,95.0=V η,9.0=η 求:?0=P , ?=i P解:(1)求液压泵的输出功率液压泵的实际流量)min (5.27595.01450102003LVn q q v v vt v =⨯⨯⨯===-ηη液压泵的输出功率 )(92.45)(1092.451065.27510103460kW W pq P v =⨯=⨯⨯⨯== (2)求电机的驱动功率)(519.092.450kW P P i ===η3-7 已知:m =3mm ,z =15, b =25mm , n=1450r/min , m in/25L q v = 求:?=V , ?=V η 解:)(48.22102531566.666.6322r mL b zm V =⨯⨯⨯⨯==- )min (59.3214501048.223L Vn q vt =⨯⨯==-7671.059.3225===vt v v q q η (可见齿轮泵容积效率较低)3-8 已知:转子外径d =83mm ,定子内径D =89mm ,叶片宽度b =30mm求:(1)当rmL V 16=时,?=e ; (2)?max =V 解:(1)beD V π2=)(954.0)(0954.010893014.321622mm cm bD V e ==⨯⨯⨯⨯==-π (2))(32mm d D e =-= )(30.501086330223max rmL beD V =⨯⨯⨯⨯==-ππ 3-9 已知:︒=18γ,d =15mm ,D =116mm , z =7, 95.0==m V ηη,n =980r/min ,p =32MPa 求:?max =V , ?=vt q , ?=V q , ?=i P解:z r D d V ⋅=tan 42max π)(60.46718tan 1161542r mL =⨯︒⨯⨯⨯=π )min (67.4598060.46L Vn q vt =⨯== )min .(38.4395.067.45Lq q v vt v =⨯=⋅=η m v v i pq P P ηηη==0)(6.25)(2563595.095.0)106/(1038.433246kW W ==⨯⨯⨯⨯=第4章 液压执行元件4-4 已知:p =3.5MPa , D =0.09m , d =0.04m , v =0.0152m/s求:F =?,?=V q解:)(86.17)(178585.3)(422kN N d D F ==⨯-=π )(40152.022d D vA q v -⨯==π =7.76×10-5m 3/s = 4.6L/min4-6 已知:min /30L q V =, MPa p 4=求:(1)若 v 2 =v 3 = 4m/min ,D =?,d =? (2) F =?解: D =1.414d 324v d q v ⋅=π34v q d v π= )(78)(108.760/614.3)106/(30424mm m d =⨯=⨯⨯⨯=- 查表4-4,取d =80mm)(14.1132mm d D ==查表4-5,取D =110mm)(38)(37994411044221kN N p D F ==⨯⨯==ππ)(18)(178984)80110(4)(422222kN N p d D F ==⨯-=-=ππ )(20)(20096423KN N p d F ===π4-7 已知:单杆缸, D =125mm ,d =90mm , min /40L q v =,a MP p 5.21= ,02=p求:(1)无杆腔进油,v 1,F 1=?(2)有杆腔进油,v 2,F 2=?(3)差动连接,v 3,F 3=?解:(1)无杆腔进油)(66.30)(30665.212544212111kN N p D A p F ==⨯⨯===ππ(2)有杆腔进油5.210)90125(4)(422122212⨯⨯-⨯=⋅-==ππp d D A p F =14768N=14.77(kN)min)/(77.6)/(1128.0)(42221m s m d D q A q v v v ==-==π (3)差动连接)(9.15)(15896259044212313KN N p d A p F ==⨯⨯===ππmin)/(29.6)/(105.01090106/4044624233m s m d q A q v v v ==⨯⨯⨯⨯===-ππ第5章 液压控制元件5-6 解:(a )a MP p 2=, (b)a MP p 11=5-7 解:(a) 取决于调定压力值低的阀;(b )取决于调定压力值高的阀。
《液压与气动技术》课程学习指导编者的话:《液压与气动技术》课程是机械类同学们一门重要的基础课程。
本学习指导根据教学大纲和专业培养目标要求,编写了(1)基本知识、基本理论、基本技能;(2)综合思考及应用;(3)分析与计算(类型举例)三部分,内容覆盖教学大纲规定的教学内容。
编写学习指导的目的是:使同学们全面、系统、深入地理解液(气)压传动知识,增强分析问题和解决问题的能力及动手、动脑能力。
希望同学们能注意对学习内容前后的联系,重在理解,多动脑思考,切忌孤立地死记硬背。
第一部分第一章液压传动基础一.基本知识、基本概念、基本技能1.液压传动是依靠液体在密封容积变化中的压力能实现运动和动力传递的。
2.液压传动装置本质上是一种能量转换装置,它先将机械能转换为便于输送的压力能,后又将压力能转换为机械能做功。
3.单位体积液体的质量称为该液体的密度。
4.表示液体黏性大小的物理量称为黏度。
常用的黏度有三种,即动力黏度、运动黏度和相对黏度。
5.油液的黏度对温度极为敏感,温度升高,油的黏度下降。
6.液体单位面积上所受的法向作用力称为压力。
7.在密闭容器内,由外力作用所产生的压力将等值地传递到液体各点。
8.液体的压力沿着内法线方向作用于承压面。
9.静止液体内任一点的压力在各个方向上都相等。
10.液体内的压力是由外界负载作用所形成的,即液压系统中的工作压力决定于负载。
11.液压系统中的压力,绝大多数采用压力计测量。
在实际的压力测量中,有两种基准,一是以绝对真空为基准,另一是以大气压力为基准。
12.当固体壁面为一平面时,液体压力在该平面上的总作用力F等于液体压力P与该平面面积的乘积,其作用方向与平面垂直。
13.当固体壁面为一曲面时,液体压力在该曲面某X方向上的总作用力F X等于液体压力P与曲面在该方向投影面积A X的乘积。
14.我国生产的液压油采用40℃时的运动黏度值(mm2/s)为其黏度等级标号,即油的牌号。
15.液体流动时,若液体中任一点处的压力、速度和密度都不随时间而变化,则这种流动称为恒定流动。
《液压与气动技术》随堂练习题绪论一、单项选择题1. 液压与气压传动是以流体的( B )的来传递动力的。
A.动能 B. 压力能 C. 势能 D. 热能2. 液压与气压传动中的工作压力取决于( C )。
A. 流量B. 体积C. 负载D. 其他二、判断题(在括弧内,正确打“○”,错误打“×”)1. 液压与气压传动中执行元件的运动速度只取决于输入流量的大小,与压力无关。
(○)2. 液压与气压传动中的功率P等于压力p与排量V的乘积。
(×)第一章液压传动基础知识一、单项选择题1. 液压与气压传动的工作原理是基于( D )。
A. 能量守恒定律B. 动量定理C. 质量守恒定律D. 帕斯卡原理2. 流体的粘度随温度变化,对于液体,温度升高,粘度( A )。
A. 下降B. 增大C. 不变D. 其他3. 流体的粘度随温度变化,对于气体,温度升高,粘度( B )。
A. 下降B. 增大C. 不变D. 其他4. 流量连续性方程是( C )在流体力学中的表达形式。
A. 能量守恒定律B. 动量定理C. 质量守恒定律D. 帕斯卡原理5. 伯努利方程是( A )在流体力学中的表达形式。
A. 能量守恒定律B. 动量定理C. 质量守恒定律D. 帕斯卡原理6. 液体流经薄壁小孔的流量与孔口面积的( A )和小孔前后压力差的( B )成正比。
A. 一次方B. 1/2次方C. 二次方D. 三次方7. 牌号L-HL-46的国产液压油,数字46表示在( C )下该牌号液压油的运动粘度为46 Cst。
A. 20℃B. 50℃C. 40℃D. 0℃8. 液压阀,阀的额定流量为q n,额定工作压力为p n,流经阀的额定流量时的压力损失为∆p。
当流经阀的流量为q n/3,其压力损失为( D )。
A. ∆p/3B. ∆p/2C. ∆pD. ∆p/9二、判断题(在括弧内,正确打“○”,错误打“×”)1. 理想流体伯努力方程的物理意义是:在管内作稳定流动的理想流体,在任一截面上的压力能、势能和动能可以互相转换,但其总和不变。
目录第一章液压传动基础知识绪论第二章液压动力元件第三章液压执行元件第四章液压控制元件第五章液压辅助元件第六章液压基本回路第七章典型液压传动系统第八章液压伺服和电液比例控制技术第九章液压系统的安装和使用第十章液压系统的故障诊断与排除第十一章气源装置及气动辅助元件第十二章气动执行元件第十三章气动控制元件第十四章气动基本回路第十五章气压传动系统实例一、液压与气压传动的研究对象液压与气压传动是以有压流体(压力油或压缩空气)为工作介质,来实现各种机械的传动和自动控制的传动形式。
液压传动传递动力大,运动平稳,但由于液体粘性大,在流动过程中阻力损失大,因而不宜作远距离传动和控制;而气压传动由于空气的可压缩性大,且工作压力低(通常在1.0MPa以下),所以传递动力不大,运动也不如液压传动平稳,但空气粘性小,传递过程中阻力小、速度快、反应灵敏,因而气压传动能用于远距离的传动和控制。
二、液压与气压传动的工作原理图0-1 液压千斤顶a)液压千斤顶原理图b)液压千斤顶简化模型1-杠杆手柄2-小缸体3-小活塞4、7-单向阀5-吸油管6、10-管道8-大活塞9-大缸体11-截止阀12-通大气式油箱1.力比例关系或(0-1)式中A1、A2分别为小活塞和大活塞的作用面积;F1为杠杆手柄作用在小活塞上的力。
在液压和气压传动中工作压力取决于负载,而与流入的流体多少无关。
2.运动关系或(0-2)式中h1、h2分别为小活塞和大活塞的位移。
●从式(O-2)可知,两活塞的位移和两活塞的面积成反比。
将A1h1=A2h2两端同除以活塞移动的时间t得:即(0-3)式中v1、v2分别为小活塞和大活塞的运动速度。
●从式(0-3)可以看出,活塞的运动速度和活塞的作用面积成反比。
(0-4)如果已知进入缸体的流量q ,则活塞的运动速度为:(0-5)●从式(O-5)可得到另一个重要的基本概念,即活塞的运动速度取决于进入液压(气压)缸(马达)的流量,而与流体压力大小无关。
液压技术(液压与气动技术)知识点复习适应班级:180131/132/133/134/151/152第1章液压传动的认知1.液压传动的定义液压传动是以液体为工作介质,利用液体的压力能来实现运动和动力的传递、转换与控制的一种传动方式。
2.液压传动的特性(1)以液体为传动介质来传递运动和动力;(2)液压传动必须在密闭的系统内进行;(3)依靠密封容积的变化传递运动;(4)依靠液体的静压力传递动力。
3.液压传动系统的组成:(1)动力元件:把原动机输入的机械能转换成液体的压力能,向液压系统提供液压油的元件。
(2)执行元件:将液体的压力能转换成机械能,以驱动工作机构的元件。
(3)控制元件:控制或调节系统中油液的压力、流量或方向,以保证执行机构完成预期工作的元件。
(4)辅助元件:将上述三部分连接在一起,起储油、过滤、测量和密封等作用的元件。
(5)工作介质:传递能量的介质。
第2章液压流体力学基础1.液压油的粘性、粘度(1)粘性:是指液体产生内摩擦力的性质。
流体只有流动时才有粘性,静止流体是不呈现粘性的。
(2)粘度:是指用来衡量流体粘性大小的指标。
粘度愈大,粘性越大,液体的内摩擦力就越大,流动性就越差。
粘度分为:①绝对粘度;②运动粘度;③相对粘度2.液压油的选用环境温度较高,工作压力高或运动速度较低时,为减少泄露,应选用粘度较高的液压油。
否则相反。
3.液体静压力p是指静止液体单位面积上所受的法向力。
p=FA液体静压力的特征:液体静压力垂直于作用面,其方向与该面的法线方向一致。
静止液体中,任一点所受到的各方向的静压力都相等。
4.液体静压力基本方程p=p0+ρgℎ5.帕斯卡原理处于密闭容器中的静止液体,其外加压力发生变化时,只要液体仍保持其原来的静止状态不变,则液体中任一点的压力均将发生同样大小的变化。
注意:液压传动是依据帕斯卡原理实现力的传递、放大和方向变换;液压系统的压力完全取决于外负载。
6.压力的表示方法绝对压力=大气压力+相对压力真空度=大气压力-绝对压力7.理想液体与稳定流动理想液体:既无粘性又无压缩性的假想液体。
液压与气动技术教案第1章液压传动基础知识教学目标:了解液压传动发展历程、用途、特点。
了解液压传动原理及液压传动系统的组成。
教学重点:液压传动的原理。
教学难点:液压传动系统中压力与流量、功率的计算。
教学方法:做实验生活实例。
1.1 液压传动概述1.2 液压传动原理目的:了解液压传动优缺点。
掌握液压传动的原理。
重点:液压传动原理及传动系统组成。
难点:液压传动系统的组成。
方法:讲授内容:一,液压传动的主要优点1,操纵控制方便,可实现大范围的无极调速。
2,液压传动的各种元件可根据余姚方便、灵活地布置。
3,采用电液联合控制,可实现更高程度的自动控制过程。
二,液压传动的缺点1,液体流动的阻力损失和泄漏较大。
2,液压原籍的制造精度高,价格较贵。
3,液体的泄漏及可压缩性,较难得到严格的传动比。
三,液压传动原理液压传动是一个不同能量的转换过程,是以液体作为工作介质,通过密封容积的变化来传递运动,通过液体内部的压力来传递动力。
四,液压传动系统的组成1,动力部分:将原动机的机械能转换为油液的压力能。
(液压泵、齿轮泵、柱塞泵)2,执行部分:将压力能转换成为带动工作机构运动的机械能。
(液压缸、液压马达、)3,控制部分:用来控制和调节油液的压力、流量和流动方向。
(压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀)4,辅助部分:保证系统正常的工作的辅助元件。
(管路、接头、油箱、过滤器)五,液压传动系统图的图形符号1,图形符号只表示元件的只能。
2,图形符号内的油液流动方向用箭头表示。
3,图形符号均与原件的静止位置或中间零位置表示。
1.3液压传功系统中的压力与流量1.4液压传动的功率计算目的:了解液压传动系统的压力、流量的概念了解液压泵的工作效率重点:静压传递原理难点:液体阻力和压力损失方法:讲授内容:一,压力的概念油液的压力是由油液的自重和油液收到的外力(一般表现为助力)作用所产生的P=F/AP——油液的压力,单位为paF——作用在油液表面上的外力,单位为NA——油液表面的承压面积,单位为㎡额定压力:连续运转(工作)的最高工作压力二,静压传递原理1,静止油液中任意一点所受到的哥哥方向的压力都相等。
《液压与气动技术》课程学习指导绪论在学习本章时,主要应理解液压与气压传动的工作原理以及液压与气压传动系统的组成,应着重注意以下几点:一、液压与气压传动的工作原理液压与气压传动是采用流体(液压油或压缩空气)作为传动介质来传递力和运动的,在传递力时,运用了流体力学中的帕斯卡原理;而在传递运动时,则运用了在密闭容积中输出与输人流体容积相等的原理(质量守恒定律)。
二、液压与气压传动的两个重要概念液压与气压传动中最基本、最重要的参数:压力和流量(掌握其定义及常用单位)。
液压传动的两个工作特性(贯穿全书,正确理解,熟练掌握):(1) 在不考虑泄漏的条件下,液压与气压传动中的工作压力取决于外负载。
(2) 执行机构的运动速度取决于输入其流量的大小,而与外负载无关(在忽略泄漏、液体的压缩性及容器、管路变形的条件下)。
三、液压与气压系统的主要组成通常一个完整的液压系统由以下五个部分组成:(1) 动力元件:如液压泵、空气压缩机等。
将原动机的机械能(Fυ或Tω)转换成液压能(pq)。
(2) 执行元件:如液压缸、气缸等。
将液压能转换成机械能。
(3) 控制元件:如各种控制阀。
利用这些元件对系统中的液体的压力、流量及方向进行控制或调节,以满足工作装置对传动的要求。
(4) 辅助元件:起辅助作用,如油箱、滤油器、管路、管接头及各种控制、检测仪表等。
在有些系统中,为了进一步改善系统性能还采用蓄能器、加热器及散热器等。
(5) 工作介质:液压油或压缩空气,是动力传递的载体。
液压与气压传动系统作为能量转换和传递的装置把机械能(原动机)Tω转化为液压能和气压能(液压泵和空气压缩机的输出) pq,再转化为机械能(执行机构输出) )Tω或Fυ,系统本身并不能产生能量,而在每个转换和调节环节上都要消耗一定的能量,所以一般的液压与气压传动系统的效率不会很高。
在工程实际中,采用“气动与液压”图形符号(GB/T786.1-1993(2001*)) 绘制液压系统原理图。