1、 液压与气压传动课后答案（左健民）第一章液压传动基础知识1-1 液压油的体积为 ，质量为 16.1kg，求此液压油的密度。3180m解： 23-36.=8.9410kg/v1-2 某液压油在大气压下的体积是 ，当压力升高后，其体积减少到5，取油压的体积模量为 ，求压力升高值。349.10m7.KMpa解： 3343049.1010Vm由 知： 0PK630 1.45kVppaM1- 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：设外筒内壁液体速度为 0u083.14/2.51/2funDm
2、ssFTArl:由 dydu两边积分得 020.42()()31.980.1.0515aaTldDpssu:1-4 用恩式粘度计测的某液压油（ ）200Ml 流过的时间为3/kgm=153s， 时 200Ml 的蒸馏水流过的时间为 =51s，求该液压油的恩式1t2C 2t粘度 ，运动粘度 和动力粘度 各为多少？E解： 1253t6252.31(7.)0/1.980/Ess2.680Pas:21-5 如图所示，一具有一定真空度的容器用一根管子倒置一液面与大气相通的水槽中，液体与大气相通的水槽中，液体在管中上升的高度 h=1m,设液体的密度为 ，试求容器内真空度。310/kgm解：设 为大气压，
3、为绝对压力，则真空度： Pa0a取水槽液面为基面，列出静力学基本方程： 0aphg则真空度为： pa319.8.10a1-6 如图所示，有一直径为 d，质量为 m 的活塞浸在液体中，并在力 F 的作用下处于静止状态。若液体的密度为 ，活塞浸入深度为 h，试确定液体在测压管内的上升高度 x。 解：由题意知：2()4FGgxhAd1-7 图示容器 A 中的液体的密度 A900Kg/m 3,B 中液体的密度为 B1200 Kg/m3， ZA=200mm, ZB =180mm,h=60mm,U 形管中的测试介质是汞，试求 A,B之间的压力差。解：此为静压力问题，可列出静压力平衡方程：PA+ A g Z
4、A B g ZB + 水银 g h + PB得 P ABP A -PB B g ZB + 水银 g h - A g Z12009.80.1813.610 30.069009.80.2Pa=8350 Pa31-9 如图所示，已知水深 H=10m,截面 ，求孔口的出流流2210.,.04Am量以及点处的表压力（取 ，不计损失）解：对 0-0 和 2-2 截面列理想液体能量方程：220pVHgg1对 22 和 1-1 截面列理想液体能量方程：221pgg2显然， 12a020,v:故且有连续方程： 12VAq3由 联立解得：12331129.80.8/qvAgHms则处的表压力即 22 122 ()
5、a qgHvApp20.89.()410.735paMpa1-10 如图示一抽吸设备水平放置，其出口和大气相通，细管处截面积，出口处管道截面积 ，h=1m，求开始抽吸时，水平4213.0Am214A管中所必需通过的流量 q（液体为理想液体，不计损失） 。解：对截面和建立液体的能量方程：（1）221PVgg连续方程 4（2）12VA又 （3）Pgh方程（1） （2） （3）联立，可得流量432129.84.210/.62/55qVAmsLs1-11 图示水平放置的固定导板，将直径 d=0.1m,而速度为20m/s 的射流转过 90 度角，求导板作用于液体的合力大小和方向（ ）3/kg解：射流流量
6、22333.140/0.157/dqAvmss对射流列 X 轴方向的动量方程（“”表示力的方(0)10.57(2)34.6FvN向与 X 轴正方向相反）对射流列 Y 轴方向的动量方程 (0)1.5720314.6qv导板作用于液体的合力，方向与 X 轴正方向22234.6.XYFN合成 1351-12 如图所示的安全阀，阀座直径 d=25mm，当系统压力为 5.0Mpa 时，阀的开度 x=5mm 为，通过的流量 q=600L/min，若阀的开启压力为 4.3Mpa，油液的密度为 900kg/m3，弹簧的刚度 k=20N/mm，求油液的出流角。解：对安全阀阀心列平衡方程F液 弹 簧 液 动其中，
7、 62(54.3)10pAd:液 Fkx弹 簧 12(cos)qv液 动而 1qv2ddpC:联立以上得， ()cos2dqAkxpc代入数据得， 28.o51-14 有一液压缸，其流量为 q=32L/min，吸油管直径 20mm，液压泵吸油口距离液面高 500mm。如只考虑吸油管中 500mm 的沿程压力损失，油液的运动粘度为 20 ，油液的密度为 900 ，问泵的吸油腔处的真空度6102/ms3/kgm为多少？解：如图，对 1-1 截面和 2-2 截面建立液体能量方程：221pvvhggw+ 其中， 020,:故1ap得 到 真 空 度 ：（ 表示沿程压力损失）22apghvgw21hvP
8、322 210/ /0.63/6()4vqAmss，所以流态为层流60.Re31d沿程压力损失 22275175687.eVllPVPadd:所以，真空度为p= + +687.6 =4539.9390.8410290.4apa1-15 运动粘度 =40106 m2/s 的油液通过水平管道，油液密度 =900kg/m 3，管道内径 d=10mm,l=5m,进口压力 P14.0MPa, 问流速为 3 m/s 时，出口压力 P2为多少？解：由于油在水平管道中流动，此管道为等径直管，所以产生沿程压力损失： 2264eLvvpRdd:6=624015903.193.paMP2P 1P 40.192 MP
9、a3.81Mpa1-16 有一薄壁节流小孔，通过的流量为 q=25L/min，压力损失为 0.3Mpa，试求节流孔的通流面积，设流量系数 Cd=0.61，油液的密度 900kg/m3解：由 ，得2dpqCA:=d325262510.10.6.9m1-17 图示柱塞直径 d=19.9mm,缸套直径 D=20mm,长 l=70mm,柱塞在力 F40N 作用下向下运动，并将油液从隙缝中挤出，若柱塞与缸套同心，油液的动力粘度 =0.78410 3 Pa.s，问柱塞下落 0.1 m 所需的时间。解： 此问题为缝隙流动问题，且为环形缝隙 30012dhqpul:其中， ， ， D20.14dqAt24Fp
10、d:代入数据得， 20.8ts1-18 如图所示的液压系统从蓄能器 A 到电磁阀 B 的距离 l=4m,管径 d=20mm,壁厚 ，管内压力 ，钢的弹性模量 ，液体密度1m2Mpa5E=2.10Mpa， 体积模量 ，求，当阀瞬间关闭、390/kg5/s31.k0.02 和 0.05 关闭时，在管路中达到的最大压力各为多少？ 解：压力冲击波的传播速度79311.0/48.0/2.1240.78.dckCmssElts（1） 阀瞬间关闭，属于直接冲击，此时管道内瞬间压力升高值 0.790148.51.82ctpvpaM管中最大压力 max02.3.M（2） t=0.02 ，属于间接冲击ct此时管道
11、内瞬间压力升高值0.790148.5.2ctpvpaM管中最大压力 max02.72.M（3） t=0.05 ,属于间接冲击ct此时管道内瞬间压力升高值 0.790148.5.2ctpvpaM管中最大压力 max02.72.M第二章液压动力元件2-1 某液压泵的输出压力为 5MPa，排量为 10mL/r，机械效率为 0.95，容积效率为 0.9，当转速为 1200r/min 时，泵的输出功率和驱动泵的电动机的功率各为多少？解：泵的输出功率：-3pvn51020.9=606qP KW8驱动泵的电动机的功率： pt0.9=5PKW2-2 设液压泵转速为 950r/min，排量168L/r，在额定压
12、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)驱动泵的转矩。解： q tV pn=168950 L/min =159.6 L/min v =q/qt=150/159.6=94% m = / v =0.87/0.9398=92.5% P=p q/ =29.510615010-3/（600.87）w=84.77kw 因为 =p q/T 所以 T=p q/ = p q/（2 n）=29.510615010-3/（20.873.1495
13、0） Nm:=852.1Nm:2-3 某变量叶片泵转子外径 d=83mm，定子内径 D=89mm，叶片宽度 B=30mm，试求：1）叶片泵排量为 16mL/r 时的偏心量 e。2）叶片泵最大可能的排量 Vmax。解：2-4 试分析外反馈压力式变量叶片泵 特性曲线，并叙述改变 AB 段上下位qp置，BC 段的斜率和拐点 B 的位置的调节方法。答：曲线形状分析：1） 曲线 AB 段。在此段，泵的反馈作用力小于泵的弹簧预紧力，泵的偏心距为初始最大值不变，泵的流量也是最大值，并保9持不变，曲线 AB 段近似水平。但由于压力增加，泄漏也增加，故曲线 AB段随压力的增加而略有下降。2） 拐点 B。在 B
14、点，泵的反馈作用力刚好等于泵的弹簧预紧力。对应的工作压力 ，其值由弹簧预压缩量 确定。cs0xp=k/A0x3） 曲线 BC 段。在此段，泵的反馈作用力大于泵的弹簧预紧力，定子左移，偏心距减小，泵的流量也减小。当泵的工作压力高到接近于 C（实际上不能达到）点压力时，泵的流量已很小，这时因压力较高，故泄漏也增多，当泵的流量只能全部用于弥补泄漏时，泵的实际对外输出流量为零，这时，偏心距已很小且不会再变小，泵的工作压力也不会再升高，这就是 C 点。影响曲线形状的因素：1）改变柱塞的初始位置，可以改变初始偏心距的大小，从而改变泵的最大输出流量，即使曲线 AB 段上、下平移。2）改变弹簧刚度，可以改变曲
15、线 BC 段的斜率，弹簧刚度大，BC 段斜率小，刚度小，BC 段斜率大。 3）改变弹簧预紧力的大小，可改变压力 的大小，从而使曲线拐点左、cp右平移。第三章液压执行元件3-1 已知某液压马达的排量 V=250mL/r，液压马达入口压力为 p1=10.5Mpa，出口压力为 p2=1.0Mpa，其总效率 ，容积效率 ，当输入流量m=0.9v=0.92q=22L/min 时，试求液压马达的实际转速 n 和液压马达的输出转矩 T。解：液压马达的实际转速：3vq21.n8.6r/min50V液压马达的输出转矩：vtmm.9p2T=p=-=N2314（ .） 50369.3-3 图示两个结构和尺寸均相同相
16、互串联的液压缸，无杆腔面积 A1100cm 2，有杆腔面积 A280cm 2，缸 1 输入压力 P10.9MPa，输入流量 q112 L/min。不计损失和泄漏，试求：两缸承受相同负载时（F 1= F2） ，负载和速度各为多少？10缸 1 不受负载时（F 10） ，缸 2 能承受多少负载？缸 2 不受负载时（F 20） ，缸 1 能承受多少负载？解： 对缸 1 和 2 的活塞分别列平衡方程F1P 1 A1P 2 A2F2P 2 A1其中，F 1F 2联立以上方程得，P2=0.910610010-4/（8010 -4+10010-4）Pa =0.510 6Pa负载：F1F 2= P2 A1=0.510610010-4=5000N缸的速度：V1q 1/ A1=12103 /（10010 -4）m/min =1.2m/min又由 V 1 A2= V2 A1 得 V 2V 1 A2/ A1=0.96m/min 由 F 1P 1 A1P 2 A2=0 得 P 2P 1 A1/ A2=1.125 MPaF2= P2 A1=1.12510610010-4=11250 N 由 F 2= P2 A1=0 得 P 20F1P 1 A10.910 610010-4N =9000 N第四章液压控制元件
