第二节__齿轮泵与齿轮马达
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第一章绪论1-1 液压系统中的压力取决于(),执行元件的运动速度取决于()。
1-2 液压传动装置由()、()、()和()四部分组成,其中()和()为能量转换装置。
1—3 设有一液压千斤顶,如图1—3所示。
小活塞3直径d=10mm,行程h=20mm,大活塞8直径D=40mm,重物w=50000N,杠杆l=25mm,L=500mm。
求:①顶起重物w时,在杠杆端所施加的力F;②此时密闭容积中的液体压力p;⑧杠杆上下动作一次,重物的上升量H;④如果小活塞上有摩擦力f l=200N,大活塞上有摩擦力f2=1000 N, 杠杆每上下动作一次,密闭容积中液体外泄0.2cm3至油箱,重新完成①、②、③。
图题1—3第二章液压油液2-1 什么是液体的粘性?2-2 粘度的表式方法有几种?动力粘度及运动粘度的法定计量单位是什么?2-3 压力和温度对粘度的影响如何?2—4 我国油液牌号与50℃时的平均粘度有关系,如油的密度ρ=900kg/m3,试回答以下几个问题:1) 30号机油的平均运动粘度为( )m2/s;2)30号机油的平均动力粘度为( )Pa .s;3) 在液体静止时,40号机油与30号机油所呈现的粘性哪个大?2—5 20℃时水的运动粘度为l ×10—6m2/s,密度ρ=1000kg/m3;20℃时空气的运动粘度为15×10—6m2/s,密度ρ=1.2kg/m3;试比较水和空气的粘度( )(A)水的粘性比空气大;(B)空气的粘性比水大。
2—6 粘度指数高的油,表示该油 ( )(A) 粘度较大; (B) 粘度因压力变化而改变较大;(C) 粘度因温度变化而改变较小; (D) 粘度因温度变化而改变较大。
2—7 图示液压缸直径D=12cm,活塞直径d=11.96cm,活塞宽度L=14cm,间隙中充以动力粘度η= 0.065Pa·s 的油液,活塞回程要求的稳定速度为v=0.5 m/s,试求不计油液压力时拉回活塞所需的力F等于多少?图题2-7第三章液压流体力学基础§ 3-1 静止流体力学3—1什么是液体的静压力?压力的表示方法有几种?压力的单位是什么?3—2在图示各盛水圆筒活塞上的作用力F=3000 N。
液压与⽓压传动习题与答案第⼀章绪论1-1 液压系统中的压⼒取决于(),执⾏元件的运动速度取决于()。
1-2 液压传动装置由()、()、()和()四部分组成,其中()和()为能量转换装置。
1—3 设有⼀液压千⽄顶,如图1—3所⽰。
⼩活塞3直径d=10mm,⾏程h=20mm,⼤活塞8直径D=40mm,重物w=50000N,杠杆l=25mm,L=500mm。
求:①顶起重物w时,在杠杆端所施加的⼒F;②此时密闭容积中的液体压⼒p;⑧杠杆上下动作⼀次,重物的上升量H;④如果⼩活塞上有摩擦⼒f l=200N,⼤活塞上有摩擦⼒f2=1000 N, 杠杆每上下动作⼀次,密闭容积中液体外泄0.2cm3⾄油箱,重新完成①、②、③。
图题 1—3第⼆章液压油液2-1 什么是液体的粘性?2-2 粘度的表式⽅法有⼏种?动⼒粘度及运动粘度的法定计量单位是什么?2-3 压⼒和温度对粘度的影响如何?2—4 我国油液牌号与50℃时的平均粘度有关系,如油的密度ρ=900kg/m3,试回答以下⼏个问题:1) 30号机油的平均运动粘度为( )m2/s;2)30号机油的平均动⼒粘度为( )Pa .s;3) 在液体静⽌时,40号机油与30号机油所呈现的粘性哪个⼤?2—5 20℃时⽔的运动粘度为l×10—6m2/s,密度ρ=1000kg/m3;20℃时空⽓的运动粘度为15×10—6m2/s,密度ρ=1.2kg/m3;试⽐较⽔和空⽓的粘度( )(A)⽔的粘性⽐空⽓⼤;(B)空⽓的粘性⽐⽔⼤。
2—6 粘度指数⾼的油,表⽰该油 ( )(A) 粘度较⼤; (B) 粘度因压⼒变化⽽改变较⼤;(C) 粘度因温度变化⽽改变较⼩; (D) 粘度因温度变化⽽改变较⼤。
2—7 图⽰液压缸直径D=12cm,活塞直径d=11.96cm,活塞宽度L=14cm,间隙中充以动⼒粘度η=0.065Pa·s 的油液,活塞回程要求的稳定速度为v=0.5 m/s,试求不计油液压⼒时拉回活塞所需的⼒F等于多少?图题2-7第三章液压流体⼒学基础§ 3-1 静⽌流体⼒学3—1 什么是液体的静压⼒?压⼒的表⽰⽅法有⼏种?压⼒的单位是什么?3—2 在图⽰各盛⽔圆筒活塞上的作⽤⼒F=3000 N。
第三章液压动力元件教学内容:本章首先介绍液压泵和马达的工作原理,接着介绍了齿轮泵及齿轮马达、叶片泵及叶片马达、柱塞泵及柱塞马达的基本结构与工作原理,最后简介几种泵和马达的工作特点。
教学重点:1.对容积式泵和马达工作原理进行阐述,对容积式泵和马达的效率进行计算;2.介绍几种泵和马达:齿轮泵及齿轮马达、叶片泵及叶片马达、柱塞泵及柱塞马达的基本结构、工作原理与效率;3.简介几种泵和马达的工作特点、优缺点与应用领域。
教学难点:1.泵马达的基本原理及效率计算;2.柱塞泵及柱塞马达基本结构与工作原理;3.分析马达产生输出扭矩的方法。
液压动力元件起着向系统提供动力源的作用,是系统不可缺少的核心元件。
液压系统是以液压泵作为系统提供一定的流量和压力的动力元件,液压泵将原动机(电动机或内燃机)输出的机械能转换为工作液体的压力能,是一种能量转换装置。
§3-1液压泵的概述一、液压泵的工作原理及特点1.液压泵的工作原理图3—1 液压泵工作原理图液压泵都是依靠密封容积变化的原理来进行工作的,故一般称为容积式液压泵,图3-1所示的是一单柱塞液压泵的工作原理图,图中柱塞2装在缸体3中形成一个密封容积a,柱塞在弹簧4的作用下始终压紧在偏心轮1上。
原动机驱动偏心轮1旋转使柱塞2作往复运动,使密封容积a的大小发生周期性的交替变化。
当a有小变大时就形成部分真空,使油箱中油液在大气压作用下,经吸油管顶开单向阀6进入油箱a而实现吸油;反之,当a由大变小时,a腔中吸满的油液将顶开单向阀5流入系统而实现压油。
这样液压泵就将原动机输入的机械能转换成液体的压力能,原动机驱动偏心轮不断旋转,液压泵就不断地吸油和压油。
2.液压泵的特点单柱塞液压泵具有一切容积式液压泵的基本特点:(1)具有若干个密封且又可以周期性变化空间。
液压泵输出流量与此空间的容积变化量和单位时间内的变化次数成正比,与其他因素无关。
这是容积式液压泵的一个重要特性。
(2)油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。
第三章液压泵和液压马达第一节液压泵第二节齿轮泵第三节叶片泵第四节柱塞泵第五节液压马达第六节液压泵和液压马达的选用重点:液压泵和液压马达的工作原理、效率功率计算难点:结构教学目的:理解原理,熟悉结构在液压系统中,液压泵和液压马达都是能量转换装置。
液压泵:把驱动电动机的机械能转换成液压系统中油液的压力能,供系统使用;液压马达:把输来的油液的压力能转换成机械能,使工作部件克服负载而对外做功。
工作原理上,大部分液压泵和液压马达是可逆的。
一、液压泵的工作原理二、液压泵的性能参数三、液压泵的分类一、液压泵的工作原理容积式液压泵:靠密封工作腔的容积变化进行工作,其输出流量的大小由密封工作容积变化的大小来决定。
i P T ω=o V P pq =η=ηV按结构形式分为:齿轮式、叶片式、柱塞式三大类。
按输出(输入)流量分为:定量液压泵和变量液压泵。
第一节液压泵三、液压泵的分类a)单向定量液压泵b)双向定量液压泵c)单向变量液压泵d) 双向变量液压泵液压泵的图形符号作业:3-2齿轮泵优点:结构简单紧凑、体积小、质量轻、工艺性好、价格便宜、自吸能力强、对油液污染不灵敏、维修方便及工作可靠,因此在汽车上得到了广泛的应用。
齿轮泵缺点:泄漏较大,流量脉动大,噪声较高,径向不平衡力大,所能达到的额定压力不够高,目前其最高工作压力30MPa 。
第二节齿轮泵齿轮泵按结构形式分为:①外啮合齿轮泵②内啮合齿轮泵泵的泵体内装有一对相同的外啮合齿轮,齿轮两侧靠端盖密封。
泵体、端盖和齿轮的各个齿间一、外啮合齿轮泵1. 外啮合齿轮泵工作原理第二节齿轮泵槽组成了许多密封的工作腔。
b zm Dhb V 22ππ==排量:b zm V 266.6=排量修正:排量近似计算:假设齿间的工作容积与轮齿的有效体积相等,则齿轮每转排量等于主动齿轮的所有齿间容积及其所有轮齿的有效体积之和(1)困油现象:齿轮泵要平稳而连续地工作,齿轮啮合的重合度系数必须大于1,因此总有两对轮齿同时啮合,并有一部分油液被围困在两对轮齿所形成的封闭容积之间,困油容积由大变小,再由小变大,使油压变化,产生振动和噪声。
《液压与气压传动》教学大纲一、课程性质与任务1.课程性质:本课程是车辆工程专业的专业选修课。
2.课程任务:通过本课程的学习使学生了解和掌握液压传动技术的基本知识,典型液压元件的结构特点和工作原理;掌握液压基本回路的组成,典型液压传动系统的工作原理;液压传动系统的设计计算及其在工程实际中的应用等;通过实验课使学生对液压元件结构及液压传动系统有更深刻的认识,并掌握必要的实验技能和一定的分析和解决问题的实际能力。
二、课程教学基本要求通过对液压概念、液压元件和液压系统组成的介绍,让学生理解液压系统以及各组成元件的工作方式、工作原理、结构细节对性能的影响,最终达到自己设计液压系统的目的。
通过必要的理论学习和实验操作,使学生掌握基本的实验方法及实验技能,学习科学研究的方法,帮助学生学习和运用理论处理实际问题,验证消化和巩固基础理论;通过液压传动实验使学生初步具备液压元件、液压回路的调整和测试的综合能力;培养学生正确处理实验数据和分析实验结果的能力,运用所学的理论解决实际问题的能力,提高学生的综合素质。
使学生同时具备将抽象的液压原理用简洁的机构表达出来的能力。
教学中要坚持以学生为主体,教师为主导,充分调动学生学习的主动性和积极性,让学生主动参与教学全过程;课堂教学中要多采用模型、实物和现代教育技术,加强直观性教学,注意理论联系实际,重视培养学生的实际操作能力。
成绩考核形式:平时30%(作业、考勤、练习、实验),期末70%(考试)。
成绩评定采用百分制,60分为及格。
三、课程教学内容第一章绪论1.教学基本要求了解液压传动发展概述;理解压力、流量、速度的基本概念;掌握液压系统的工作原理、组成。
2.要求学生掌握的基本概念、理论通过本章教学使学生初步具有识别简单液压系统的技能,激起学生的学习热情和学习兴趣。
3.教学重点和难点教学重点是液压传动的工作原理,关于压力和流量的两个重要概念。
教学难点是液压系统的组成。
4.教学内容第一节液压与气压传动系统的工作原理1.液压与气压传动的工作原理2.液压与气压传动系统的组成3.液压与气压传动系统的职能符号第二节液压与气压传动的优缺点1.液压与气压传动的优点2.液压与气压传动的缺点第三节液压与气压传动的应用与发展1.液压与气压传动的应用2.液压与气压传动的发展第二章液压油与液压流体力学基础1.教学基本要求了解流体力学三个基本方程式:连续性方程、伯努利方程和动量方程的意义和计算;理解动力学基本概念:理想液体、恒定流动、迹线和流线等;掌握液体静力学基本方程及意义、压力、流量两个重要参数。
第一章绪论1-1 液压系统中的压力取决于(),执行元件的运动速度取决于()。
1-2 液压传动装置由()、()、()和()四部分组成,其中()和()为能量转换装置。
1—3 设有一液压千斤顶,如图1—3所示。
小活塞3直径d=10mm,行程h=20mm,大活塞8直径D=40mm,重物w=50000N,杠杆l=25mm,L=500mm。
求:①顶起重物w时,在杠杆端所施加的力F;②此时密闭容积中的液体压力p;⑧杠杆上下动作一次,重物的上升量H;④如果小活塞上有摩擦力f l=200N,大活塞上有摩擦力f2=1000 N, 杠杆每上下动作一次,密闭容积中液体外泄0.2cm3至油箱,重新完成①、②、③。
图题1—3第二章液压油液2-1 什么是液体的粘性?2-2 粘度的表式方法有几种?动力粘度及运动粘度的法定计量单位是什么?2-3 压力和温度对粘度的影响如何?2—4 我国油液牌号与50℃时的平均粘度有关系,如油的密度ρ=900kg/m3,试回答以下几个问题:1) 30号机油的平均运动粘度为( )m2/s;2)30号机油的平均动力粘度为( )Pa .s;3) 在液体静止时,40号机油与30号机油所呈现的粘性哪个大?2—5 20℃时水的运动粘度为l ×10—6m2/s,密度ρ=1000kg/m3;20℃时空气的运动粘度为15×10—6m2/s,密度ρ=1.2kg/m3;试比较水和空气的粘度( )(A)水的粘性比空气大;(B)空气的粘性比水大。
2—6 粘度指数高的油,表示该油 ( )(A) 粘度较大; (B) 粘度因压力变化而改变较大;(C) 粘度因温度变化而改变较小; (D) 粘度因温度变化而改变较大。
2—7 图示液压缸直径D=12cm,活塞直径d=11.96cm,活塞宽度L=14cm,间隙中充以动力粘度η= 0.065Pa·s 的油液,活塞回程要求的稳定速度为v=0.5 m/s,试求不计油液压力时拉回活塞所需的力F等于多少?图题2-7第三章液压流体力学基础§ 3-1 静止流体力学3—1什么是液体的静压力?压力的表示方法有几种?压力的单位是什么?3—2在图示各盛水圆筒活塞上的作用力F=3000 N。
第二节齿轮泵和齿轮马达齿轮式的液压泵和液压马达分为外啮合和内啮合两种形式,其中外啮合式齿轮泵和齿轮马达允许转速较高,一般可达3000r/min左右,在个别情况下(如飞机用齿轮泵)最高转速可达8000r/min;外啮合齿轮泵的结构比较简单,价格便宜,外形尺寸小,重量轻,这些优点使得外啮合齿轮泵成为目前应用最为广泛的液压泵和液压马达。
内啮合齿轮马达是低速大扭矩液压马达的一种形式,与其他大扭矩液压马达比较它具有体积小重量轻的优点。
齿轮泵的自吸能力好,抗污染能力较强。
齿轮泵的缺点是流量脉动和困油现象比较突出,噪声高,排量不可变。
通常齿轮泵根据压力的不同分为三类,额定压力为2.5MPa的称为低压齿轮泵、额定压力为16~20MPa的称为中高压齿轮泵,还有工作压力可达32MPa的高压齿轮泵。
一外齿轮泵的工作原理图3-2-1所示为额定压力为2.5MPa的CB型低压齿轮泵的结构图。
从外观上看这种泵由前泵盖、泵体和后泵盖三片组成,前泵盖上裸露着输入轴,后泵盖上开设着泵的进、出油口,这种结构又称为三片分离式结构。
从内部看,一对相互啮合的齿轮支承在主、从动轴上,其中主动轴外伸,将原动机的动力输入,主、从动轴分别支承在四个带有保持架的滚针轴承上,(滚针轴承与其他形式的滚动轴承比较,在内径相同时具有最小的外径,适合于齿轮泵结构紧凑的特点。
)四个滚针轴承又分别安装在前后泵盖中。
为了保证开设在前、后泵盖上轴承孔同轴度要求,用两个销钉对前、后端盖和泵体进行定位。
图3-2-1齿轮泵的前、后端盖与泵体形成的密封工作腔(仅通过进油口与油箱中的油液相通,通过排油口与系统相通),被一对相互啮合的齿轮的啮合点以及齿顶与泵体内表面的配合所形成的密封,分割成吸油腔、排油腔以及吸、排油腔之间的过渡区间(两部分)。
图3-2-2所示图3-2-2当主动齿轮按照图示方向旋转时,轮齿将在两齿轮中心连线的上侧进入啮合,主动齿轮和从动齿轮的轮齿逐渐进入各自对方的齿谷,同时把各自对方齿谷的液体排入高压腔,由于高压腔原本充满液体,无法再接纳排入高压腔的液体,于是必定有一部分液体被强迫通过齿轮泵的排油口排出。