液压传动-东南大学-习题解答1-7章
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第一章 思考题和习题解 注: 2-6 结果与答案不同,
6-1,2结果与答案不同 液压千斤顶如图1-7所示。小活塞直径15 mm,行程 10 mm,大活塞直径60 mm,重物产生的力F2= 48 000 N,手压杠杆比L:l = 750:25,试求:(1)此时密封容积中的液体压力p是多少?(2)杠杆端施加力F1为多少时,才能举起重物?(3)在不计泄漏的情况下,杠杆上下动作一次,重物的上升高度2S是多少?
解:(1)324800017(6010)4FpAMPa
(2)63211710(1510)4FpA N 125100750lFFFL N
(3)212121510()0.62560ASSAmm 答:密封容积中的液体压力p= 17MPa,杠杆端施加力F1 =100 N,重物的上升高度2S=0.625 mm。 如果小活塞摩擦力175N,大活塞摩擦力2000N,并且杠杆上下一次密封容积中液体外泄0.2cm3,重复上述计算。
解:(1)3248000200017.69(6010)4FpA MPa
(2)63211710(1510)4FpA N
题图 125(175)110750lFFFL N
(3)11220.21000.554SASA mm 1-2 如下图所示,两液压缸的结构和尺寸均相同,无杆腔和有杆腔的面积各为1A
和2A,122AA,两缸承受负载1F和2F,且122FF,液压泵流量为q,求并联和串联时,活塞移动速度和压力。 并联时:
两缸顺序动作,缸2先动。速度相同,qvA。压力由负载决定。 串联时:
速度由泵的流量决定:前缸1qvA,后缸112qvA
压力由负载决定:后缸221FpA,前缸211111122.5FAFAFpAA 1-3 液压传动系统有液压泵,液压阀、液压缸、油箱、管路等元件和辅件,还要有电动机,而电气驱动系统只要一台电动机就行了,为什么说液压传动系统的体积质量小呐? 解答: 在同等功率条件下,液压传动相对于机械传动,体积和质量小。特别在大功率情况下,液压传动的优点更突出。 1-4 液压传动系统中,要经过两次能量的转换,一次是电动机的机械能转化为液压泵输出的液体能,另一次是输入执行元件的液压能转换为执行元件输出的机械能,能量的转化是有损失的,为什么要使用液压传动系统呐? 解答: 传动系统的作用是传递和控制能量与信号,任何形式的传动系统都会有能量损失,问题如何将损失降低到最小,而不是因有损失而不使用。 第二章 思考题和习题解 2-1 有密闭于液压缸中的一段直径150dmmmm、长mm 400lmm的液压油,体积膨胀系数416.510K,密闭容积的一端的活塞可移动。如果活塞的外负载力不变,油温从20℃上到25C℃,求活塞位移。 答:)1(12TVV 2-2 同2-1,如果活塞不能动,液压缸是刚性的,试问由于温度变化,液压缸内的压力升高多少? 答:气体体积弹性模量:0VTV
PVVK0 一般取值MPa3107.0
2-3 某液压液在大气压下的体积是331050m,当压力升高后,其体积减少到33109.49m,取液压液的体积模最为MPaK0.700,.试求压力升高值。
答:根据体积压缩系数公式 kPVVK10 2-4 图2-4所示为标准压力表检验一般压力表的活塞式压力计。机内充满油液,其液体压缩率Nmk/1075.4210。机内的压力由手轮丝杠和活塞产生。活塞直径mmd10,丝杠螺距mmp2。当压力为MPa1.0时,机内油液体积mlV200,试求为在压力计内形成20MPa的压力。手轮要摇多少转? 解: 先求V,由液体压缩率0VPVk (毫升是立方厘米) 答案 12转 2-5 如图2-5所示一液压缸,其缸筒内径mmD120,活塞直径d=119.6mm,,活塞长度L = 140mm,若油的动力粘度sPa065.0。活塞回程要求的稳定速度为smv/5.0,试求不计油液压力时拉回活塞所需的力F。 答:内摩擦力dyduAF 2-6 一滑动轴承由外径d=98mm的轴和内径mmD100,长度mml120的轴套所组成,如图2-6所示。在均匀的缝隙中充满了动力粘度sPa051.0的润滑油(油膜厚度为0.2mm)。试求使轴以转速n=480r/min旋转所需的转矩。 解: 内摩擦力dyduAF A=260.0369264m1098120 答案 2-7 图2-7所示一直径为200mm的圆盘,与固定圆盘端面间的间隙为0. 02mm,其间充满润滑油,油的运动粘度smv/10325,密度为900㎏/m3,转盘以1500r/min转速旋转时,试求驱动转盘所需的转矩。 解: 内摩擦力 dyduAF, 在半径r处的力为 2-8动力钻度sPa2.0的油液充满在厚度为h的缝隙中,如图2-8所示。若忽略作用在截锥体上下表面的流体压力。试求将截锥体以恒速n旋转所需的功率。已知:45,mma45mmb60mmh2.0min/90rn。 解: 内摩擦力 dyduAF 在半径r处的力为,应45度的角度,等边直角三角形,不同的r处,速度不同, 3.22609027.23TPW 第四章 思考题和习题解 4-1 已知液压泵的额定压力和额定流量,.若不计管道内压力损失,试说明图4-27所示各种工况下液压泵出口处的工作压力值。 解: 0bapp, ppc,
AFpd,
VTpe2
。
4-2 液压泵的额定流量为100 L/min,液压泵的额定压力为 MPa,当转速为1 450 r/min时,机械效率为m=。由实验测得,当液压泵的出口压力为零时,流量为106 L/min;压力为 MPa时,流量为100.7 L/min,试求: (1)液压泵的容积效率V是多少? (2)如果液压泵的转速下降到500 r/min,在额定压力下工作时,计算液压泵的流量是多少? (3)计算在上述两种转速下液压泵的驱动功率是多少? 解:(1)实际除以理论:vtqq1007106095..
(2)95.01061450500111vtvqnnVnq 34.7L/min (3)在第一种情况下: 3360109.4609.010106105.2mtmti
pqPPW
在第二种情况下: 33611011069.195.0609.0107.34105.2mtvmti
pqPPW
答:液压泵的容积效率V为,在液压泵转速为500r/min时,估算其流量为34.7L/min,液压泵在第一种情况下的驱动功率为103W,在第二种情况下的驱动功率为103W。 4-3 设液压泵转速为950r/min,排量rmLVp/168,在额定压力29. 5 MPa和同样转速下,测得的实际流量为150L/min,额定工况下的总效率为,试求: 1)泵的几何流量。 2)泵的容积效率。 3)泵的机械效率。 4)泵在额定工况下,所需电动机驱动功率。 5)驱动泵的转矩。 解:理论流量 min/6.15960/950168LVnq =2660ml/s
容积效率 94.06.159150V 机械效率926.094.087.0Vm 泵在额定工况下的所需驱动功率: 驱动泵的转矩:95014.32608.842nPT 4-4试分析双作用叶片液压泵配油盘的压油窗口端开三角形槽,为什么能降低压力脉动和噪声? 解 在配油盘压油窗口开三角形减振槽后,使工作容积逐渐与压油腔连通,压力变化率变小,就可以降低流量、压力脉动和噪声。 4-5 双作用叶片液压泵两叶片之间夹角为z/2,配油盘上封油区夹角为,定子内表面曲线圆弧段的夹角为(图4-28),它们之间应满足怎样的关系?为什么? 解
z
2
保证吸压油腔不连通,减少困油 某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如图4-29所示。泵的总效率为,如机床在工作进给时泵的压力和流量分别为和min/5.2L在快速移动时.泵的压力和流量为和min/20L,试问泵的特性曲线应调成何种形状?泵所需的最大驱动功率为多少? 4-6
KWpqp27.0607.0105.4105.263工进
KWpqp95.0607.0100.2102063快进
KWpqp5.1607.0105.191025.363最大功率
最大: 坐标画图 4-7 某组合机床动力滑台采用双联叶片泵作油源,如图4-30所示,大、小泵的额定流量分别为40L/min和6L/min。快速进给时两泵同时供油,工作压力为1 MPa;工作进给时大流量泵卸荷(卸荷压力为(注:大流量泵输出的油通过左方的卸荷阀3回油箱),由小流量泵供油,压力为 MPa 若泵的总效率为0. 8 ,试求该双联泵所需的电动机功率为多少? 解: 快进时: 工进时 4-8 某液压马达的进油压力为10 MPa,排量rmL/200,总效率为,机械效率为,试计算: 1)该马达的几何转矩。 2)若马达的转速为500r/min,则输入马达的流量为多少? 3)若外负载为200N·m (n = 500r/min)时,该马达输人功率和输出功率各为多