液压与气压传动(第二版)课后习题答案
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第一章
1- 3图示为一粘度计,若D=100mm ,d=98mm,l=200mm,外筒转速n=8r/s 时,测得转矩T=40N ⋅cm,试求其油液的动力粘度。
解:外筒壁液体粘度:
()()0
2
4222/2
/2
408 3.140.1 2.512/2224010410/0.1 3.140.2/2/24100.050.0490.0512.512
p
f
D d a n D m s
T T N m A DA D l d dy d dy
dy d D d P S
u
F μπτπμτμτμμτμμ
τμμ-==⨯⨯=⨯⨯=
====⨯⨯⨯=⇒===-⨯-∴===⋅⎰
⎰
1-4图示一液压缸,其缸筒径D =12厘米,活塞直径d =11.96厘米,活塞长度L
=14厘米,若油的粘度μ=0.065Pa.s ,活塞回程要求的稳定速度为v=0.5m/s ,试求不计油液压力时拉回活塞所需的力F 等于多少?
解: F 力受到液体粘性的影响,根据液体的粘性有
F=F f =μA(du /dy)
其中, A 为活塞表面积,A =л d L
又du /dy=v/h=v/{(D-d)/2}
所以
F =μA(du /dy)= μ×лdL × v/{(D-d)/2}=0.065×3.14×11.96×0.01×14×0.01×2 ×0.5/((12-11.96)×0.01)=8.54N
1-17 试求如图所示两并联管的流量各为多少?已知总流量
q=25L/min,121250,100,30,50d mm d mm l mm l mm ====,假设沿程压力损失
系数120.04,0.03,λλ==则并联管路中的总压力损失等于多少?
解:设两并联管中的流量是1q ,2q ,,则有
12q q q =+,
由于两管并联,即有两管管端的压力差相等,即
两管的压力损失相等 则:12p p λλ∆=∆
22
112212
12
22l v l v d d ρρλλ⇒= 22
1230500.040.03
2502100
v v ⨯=⨯⨯22122415v v ⇒= 2111
112222221150.2424
q Av d v q A v d v ∴===⨯= 1212 4.2/min,20.8/min q q q q L q L =+⇒==
31123
1 4.260/1000
0.128/150104
q v m s A π-⨯∴=
==⨯⨯ 2
113
300.0419.650210
v p pa λρ-∆=⨯=⨯⨯ 12p p p λλ∆=∆=∆=19.6pa
1-19圆柱形滑阀如图所示:已知阀芯直径d=2cm ,进口液压1p =9.8pa,出口液
压20.9p Mpa =油液的密度3900/,kg m ρ=通过阀口时的流量系数
0.65,d C =阀口开度x=0.2cm,求流过阀口的流量。
解:当阀的开口较小时,可看作薄壁小孔,阀口的流量截面积: 0A dx π= 流过阀口的流量:
12
22
3
2()
2
2(9.80.9)
0.652100.210
900
0.0115/
d d
p p
p
q C A C dx
m s
π
ρρ
π--
-
∆
==
⨯-
=⨯⨯⨯⨯⨯
=
第二章
2-1 已知液压泵的额定压力和额定留量,不计管道压力损失,说明图示各种工况下液压泵出口处的工作压力值。
解:a)0
p= b)0
p= c)p p
=∆
d)
F
p
A
= e)
2
m
m
T
p
V
π
=
2-2如图所示,A为通流截面可变的节流阀,B为溢流阀。溢流阀的调整压力是
P
y
,如不计管道压力损失,试说明,在节流阀通流截面不断增大时,液压泵的出口压力怎样变化?
答:当阀A流通截面小于某一值时,P维持P
y
,B 打开。
阀A流通截面继续增大,增大到最大值时,P=0,B不打
开。
2-4泵的额定流量为100L/min,额定压力为2.5MPa,当转速为1450r/min时,
机械效率为η
m
=0.9。由实验测得,当泵出口压力为零时,流量为106 L/min,压力为2.5 MPa时,流量为100.7 L/min,试求:
①泵的容积效率;
②如泵的转速下降到500r/min,在额定压力下工作时,计算泵的流量为多少?
③上述两种转速下泵的驱动功率。
解:①通常将零压力下泵的流量作为理想流量,则q
t
=106 L/min 由实验测得的压力为2.5 MPa时的流量100.7 L/min为实际流量,则
η
v
=100.7 /106=0.95=95%
②泄漏流量Δq只于压力有关,由于压力没变所以则有
q
t /
=qn
/
/n=100.7×500/1450=34.7 L/min
③当n=1450r/min时,
P=pq/(η
v η
m
)=25×105×100.7×10-3/(60×0.95×0.9)=4.91kw
当n=500r/min时,
P=pq/(η
v η
m
)=25×105×34.7×10-3/(60×0.95×0.9)=1.69kw
2-4设液压泵转速为950r/min,排量=168L/r,在额定压力29.5MPa和同样转速下,测得的实际流量为150L/min,额定工况下的总功率为0.87,试求:
(1)泵的理论流量;
(2)泵的容积效率;
(3)泵的机械效率;
(4)泵在额定工况下,所需电机驱动功率;
(5)驱动泵的转速。
解:① q
t =V
p
n=168×950=159.6 L/min
②η
v =q/q
t
=150/159.6=93.98%
③η
m
=η/ηv =0.87/0.9398=92.57%
④ P=p q/η =29.5×106×150×10-3/(60×0.87)=84.77kw
⑤因为η=p q/T ω
所以T=p q/ηω
= p q/(2ηлn)
=29.5×106×150×10-3/(2×0.87×3.14×950)