液壓與氣壓傳動第三版許福玲陳堯明課后習(xí)題答案.doc

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1、目錄目錄 第一章第一章 液壓與氣壓傳動概述液壓與氣壓傳動概述 .3 第二章第二章 液壓傳動的基礎(chǔ)知識液壓傳動的基礎(chǔ)知識 .4 第三章第三章 液壓泵與液壓馬達(dá)液壓泵與液壓馬達(dá) .17 第四章第四章 液壓缸液壓缸 .26 第五章第五章 液壓基本回路與控制閥液壓基本回路與控制閥 .34 第六章第六章 液壓輔助元件液壓輔助元件 .61 第七章第七章 液壓系統(tǒng)實例液壓系統(tǒng)實例 .63 第八章第八章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算 .66 第九章第九章 液壓伺服系統(tǒng)液壓伺服系統(tǒng) .75 第十章第十章 氣源裝置與氣動輔件氣源裝置與氣動輔件 .79 第十一章第十一章 氣缸氣缸79 第十二章第十二章 氣動

2、控制元件與基本回路氣動控制元件與基本回路81 一液壓與氣壓傳動概述一液壓與氣壓傳動概述 1.1 答：液壓與氣壓傳動都是借助于密封容積的變化，利用流體的壓力能與機械能之間的轉(zhuǎn)換來 傳遞能量的。 液壓傳動系統(tǒng)和氣壓傳動系統(tǒng)主要有以下四部分組成： （1）動力元件：液壓泵或氣源裝置，其功能是將原電動機輸入的機械能轉(zhuǎn)換成流體的壓力能， 為系統(tǒng)提供動力。 （2）執(zhí)行元件：液壓缸或氣缸、液壓馬達(dá)或氣壓馬達(dá)，它們的功能是將流體的壓力能轉(zhuǎn)換成機 械能，輸出力和速度（或轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速） ，以帶動負(fù)載進(jìn)行直線運動或旋轉(zhuǎn)運動。 （3）控制元件：壓力流量和方向控制閥，它們的作用是控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)中流體的壓力、流量和 流動方向

3、，以保證執(zhí)行元件達(dá)到所要求的輸出力（或力矩） 、運動速度和運動方向。 （4）輔助元件：保證系統(tǒng)正常工作所需要的輔助裝置，包括管道、管接頭、油箱或儲氣罐、過 濾器和壓力計等。 1.2 答：液壓傳動的主要優(yōu)點： 在輸出相同功率的條件下，液壓轉(zhuǎn)動裝置體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小、并且反應(yīng)快。 可在運行過程中實現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速、且調(diào)節(jié)方便。調(diào)速范圍一般可達(dá) 100：1，甚至高達(dá) 2000：1。 傳動無間隙，運動平穩(wěn)，能快速啟動、制動和頻繁換向。 操作簡單，易于實現(xiàn)自動化，特別是與電子技術(shù)結(jié)合更易于實現(xiàn)各種自動控制和遠(yuǎn)距離操縱。 不需要減速器就可實現(xiàn)較大推力、力矩的傳動。 易于實現(xiàn)過載保護(hù)，安全性

4、好；采用礦物油作工作介質(zhì)，滋潤滑性好，故使用壽命長。 液壓元件已是標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化產(chǎn)品、便于系統(tǒng)的設(shè)計、制造和推廣應(yīng)用。 液壓傳動的主要缺點： （1）油液的泄露、油液的可壓縮性、油管的彈性變形會影響運動的傳遞正確性，故不宜用于 精確傳動比的場合。 （2）由于油液的粘度隨溫度而變，從而影響運動的穩(wěn)定性，故不宜在溫度變化范圍較大的場 合工作。 （3）由于工作過程中有較多能量損失（如管路壓力損失、泄漏等） ，因此，液壓傳動的效率還 不高，不宜用于遠(yuǎn)距離傳動。 （4）為了減少泄漏，液壓元件配合的制造精度要求高，故制造成本較高。同時系統(tǒng)故障診斷 困難。 氣壓傳動的主要優(yōu)點： （1）以空氣為傳動介質(zhì)

5、，取之不盡，用之不竭；用過的空氣直接排到大氣中，處理方便，不 污染環(huán)境，符合“綠色制造”中清潔能源的要求。 （2）空氣的粘度很小，因而流動時阻力損失小，便于集中供氣、遠(yuǎn)距離傳輸和控制。 （3）工作環(huán)境適應(yīng)性好，特別是在易燃、易爆、多塵埃、強磁、輻射及振動等惡劣環(huán)境中工 作，比液壓、電子、電氣控制優(yōu)越。 （4）維護(hù)簡單，使用安全可靠，過載能自動保護(hù)。 氣壓傳動的主要缺點： （1）氣壓傳動裝置的信號傳遞速度限制在聲速（約 340m/s）范圍內(nèi)，所以它的工作頻率和響 應(yīng)速度遠(yuǎn)不如電子裝置，并且信號要產(chǎn)生較大的失真和 延滯，不宜用于對信號傳遞速度要求十分高的場合中，但這個缺點不影響其在工業(yè)生產(chǎn) 過程中

6、應(yīng)用。 （2）由于空氣的可壓縮性大，因而氣壓傳動工作速度的穩(wěn)定性較液壓傳動差，但采用氣液聯(lián) 合可得到較滿意的效果。 （3）系統(tǒng)輸出力小，氣缸的輸出力一般不大于 50KN；且傳動效率低。 （4）排氣噪聲較大，在高速排氣時要加消聲器。 二液壓傳動的基礎(chǔ)知識二液壓傳動的基礎(chǔ)知識 2.1 答：由于絕大多數(shù)測量儀表中，大氣壓力并不能使儀表動作。它們測得的是高于大氣壓的那 部分壓力，而不是壓力的絕對值。所以壓力的測量有兩種不同的基準(zhǔn)。 （相對壓力和絕對壓力） 過去工程中常用的壓力單位是公斤力/厘米 2 （kgf/cm2）,和工程大氣壓(單位較大)。而在表示 很低的壓力或要精密測定壓力值時常采用液柱高度作為

7、壓力單位（單位較小） 。 2.2 答：壓力能可以轉(zhuǎn)換為其它形式的能量，但其總和對液體中的每一點都保持不變?yōu)楹阒?，?映了液體中的能量守恒關(guān)系。 2.3 答：是依據(jù)帕斯卡原理實現(xiàn)力的傳遞力。 2.4 答：因為流動狀態(tài)由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪骱陀晌闪鬓D(zhuǎn)變?yōu)閷恿鲿r雷諾數(shù)并不相同，后者值小。 雷諾數(shù)的物理意義是流動液體的慣性力與粘性力之比。雷諾數(shù)小，表示粘性力占主導(dǎo)地位， 由壓力與粘性力之間的平衡決定了流動的規(guī)律，流體質(zhì)點受粘性力制約只能按層沿軸線方向運動， 因此流動為層流。 2.5 答：在密封管道內(nèi)做穩(wěn)定流動的理想液體具有三種形式的能量，即動力能、動能、和位能， 它們之間可以互相轉(zhuǎn)換，并且在管道內(nèi)任意處和這

8、三種能量總和是一定，因此也稱為能量守 恒。 （1）在波努利方程中，、h 和都是長度的量綱，一般分別稱為壓力頭、位置頭和速度 g p g V 2 2 頭，三者之和為一常數(shù)，用 H 表示。在圖 1-7 中各點的 H 值連線為一水平線，表示管道內(nèi)任 一處的三種能量之和是相等的。 （2）若管道水平放置（h1=h2） ，表明液體的流速越高，它的壓力就 g V g P g V g P 22 2 22 2 11 越低，即截面細(xì)的管道，流速較高，壓力較低；截面粗的管道，則流速較低，壓力較高。 2.6 答：穩(wěn)態(tài)液動力是由于位置變化所產(chǎn)生的力。 2.7 答：這樣使 tc減少而 t 增加，從而將完全沖擊降為非完全沖

9、擊。 2.8 答：液壓傳動中的壓力損失，絕大部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽斐捎蜏厣?，泄露增多，使液壓傳?效率降低，因而影響液壓系統(tǒng)的工作性能。油液流動時，其流速對壓力損失影響很大。層流 時的沿程壓力損失與油液的流動速度 V 一次方成正比，紊流時的沿程損失與油液 沿 p 沿 p 流動速度成正比；流動油液的局部壓力損失與其流速成正比?？梢娊档土魉賹p 275 . 1 vv 2 v 少壓力孫失是十分重要的，因此應(yīng)限制液體在管道中的最高流速。但是液體的流速太低又會 使管路和閥類元件的結(jié)構(gòu)尺寸變大。 2.9 解：壓縮率 MPa V V Kp kp v V K 4 . 1 50 )50 9 . 49( 700 1

10、 )( 1 0 0 2.10 解： L/s 0.00064998 4 10)3050(14.3 07.2 4 /07.2 8008.0 137222 2 Pa 1372175.08.9800 622 2 d vvAq sm p v v p ghp 2.11 解： 2.12 解：smm l ppdh q a /1043 . 2 7010784 . 0 12 )0 4/20 40 (201 . 0 12 )( 33 1 2 3 3 s v s t smm A q v 45 . 6 1055 . 1 001 . 0 /1055 . 1 4/20 1043 . 2 4 4 2 3 2.13 解： p

11、p ACq d 2 2 6 3 07.765 900 102 . 02 62 . 0 1010 mmA A 2.14 解：s TkA V S 6 . 10279 27315 273 304 . 1 1085 217 . 5 273 217 . 5 3 s P P t S 6 . 12915 6 . 10279) 7 . 0 02 . 0 285. 1 ()285. 1 ( 1 4 . 12427344.397 44.397)15273( ) 1 15273 15273 4 . 1 ( 6 . 0 02 . 0 1 4 . 1 ) 1(1 2 12 1 2 T T T T k p p k T S

12、 S 2.15 解： 3 3 /894 1018 1.16 mkg V m 2.16 解：1830mm 2.17 解：在 0.1s 內(nèi)，液壓泵輸入液壓缸壓力腔的油液體積 LTQV01666.01.0 60 1 10 MPa V V X P89.13 2 )01666.0( 106 11 10 0 2.18 解： sPa smkgN mkgsmV sm E EV t t E t 2 2 326 2 0 0 2 1 0 1069 . 1 / /8501083.19 /83.19 3 31 . 6 331 . 7 31 . 6 31 . 7 3 51 153 2.19 解：軸外徑的最大切應(yīng)力為 v

13、dz du i 式中：v軸周圍速度，dnv 切向摩擦力為 bnd db dn dbFf 22 2 摩擦消耗功率為 wsmNP m Ns kg dn bnd VFP f ff 490/490 101.0 ) 60 500 (25.015.014.3900103 2 3 2335 22 2.20 解：ghPgZP AA汞 0 已知 33 33 /106.136.13 /10 mkg mkg 水汞 水 大氣壓 Aa gZghPP PaP 汞絕0 0 101325 Pa229755 5 . 08 . 91099 . 0 18 . 913600101325 3 128430Pa101325229755P

14、0 絕相aa PP 2.21 解：設(shè)為容器內(nèi)的絕對壓力絕P PaghPPP ghp 980018 . 91000 0 0 絕真 絕 真空度 2.22 解： 4900Pa5 . 08 . 91000ghP-P P PP CU O-OB 24500)25 . 0(8 . 91000)21(P )21( 1c0 01C CB 0 0 絕真真 絕 絕真 絕 點形管交于與點取等壓面過 CB aa a PP Pgh PahhgPP PhhgP 2.23 解： NAh D gF NA D gF 416 4 3 . 014 . 3 )6 . 0 2 3 . 0 (8 . 9800) 2 ()2( 83 4 3

15、 . 014 . 3 2 3 . 0 8 . 9800 2 ) 1 ( 2 2 2.24 解： h gd GF x GF d hxg hxg 2 2 )(4 4 )( )( 柱塞的力平衡方程式為 壓力為柱塞底面上的液體相對 2.25 解： mmS D d S Pa D G p N L l G D d L l FF G D d F D G d F F 25 . 1 20 40 10 S 4 D S 4 d )3( 10398 )04 . 0 (14 . 3 5000044 )2( 156 500 25 50000 40 10 44 ) 1 ( 2 2 2 2 22 5 22 2 2 2 2 2

16、2 22 小大 大小 設(shè)小活塞桿的推理為 2.26 解： mm m k dDp x kxdDp x s s 33 103 . 3 10104 )02 . 0 022 . 0 (14 . 3 105 4 )( )( 4 2 3 22622 0 0 22 0 設(shè)彈簧的預(yù)壓縮量為 2.27 解：對截面、列出連續(xù)性方程和伯努利方程 2211 VAVA 2 1 2 1 V A A V g V g V g P 2 p 2g 2 22 2 11 )( 2 1p 2 1 2 2 21 VV ggg P 2 2 2 1 2 21 V) A A (1 2 PP 1 A A 1 2 1 V ) A A (1 2 2

17、 2 2 1 2 故。 同理可論 21 pp 32 pp 2.28 解：（1）對截面、列伯努利方程，以油管水平中心線為基準(zhǔn)水平面 SM g P HgV g V g p / 5 . 17 8 . 9918 10045 . 0 208 . 922 2 P H 0Z, 0V0 6 2 2 2 22 211 ） （ ， （2） min311856 15.17*02 . 0 14 . 3 10*10000*4 4 AVQ 2 3 2 2 2 S Vd V t t V ）（ 2.29 解：對截面列伯努利方程，設(shè)通過中心線的水平面為基準(zhǔn) s /1463cm100*143 . 1 *2 . 3*4V4AVAQ

18、 s /143m . 1 15 1*8 . 9*1 15 2gh V 15 2gh V hV) 116( 2g 1 2g V 2g )4V( g gh 4 00, 3 2122 2 2 2 2 2 2 2 2 2 22 1 2 1 2211 2121 VV A A V VAVAQ ZZPghp 2.30解：閥門關(guān)閉時，壓力表處液體的能量為 g P E 1 1 閥門打開時，壓力表處液壓的能量為 g V g P E 2 2 2 2 理想液體流動時無能量損失，因此 SL smVdAVQ sm PP V g V g p g P EE /2 . 2 /10*2 . 249.19*)012 . 0 ( 4

19、 14 . 3 * 4 /49.19 1000 10*)06 . 0 25 . 0 (2)(2 2 332 6 21 2 21 21 2.31 解：（1）雷諾數(shù) v dv Re 紊流23205300 1020 12530 R /530 60214 . 3 101004 4 /10*20/20 2 e 2 3 2 222 scm d Q v scmsmmv （2） cm vR Q d dv Q v d d Q R ecr ecr 6 . 4 60*2320*10*20*14 . 3 10*100*44 4 4 2 3 2 臨界雷諾數(shù)： 2.32解： cm M Qv pd l lV Pd ul P

20、d Q 3 . 27 273 . 0 10*3 . 0*900*10*20*128 60*10*1*10*114 . 3 128 128128 36 6 4 34 44 2.33解： scm d Q v/382 60*1*14 . 3 10*18*44 2 3 2 1 1 scm d Q v/1062 60*6 . 0*14 . 3 10*18*44 2 3 2 0 2 ）（ 判斷流態(tài)： 層流23201910 2 . 0 1*382 1 1 v dv Re 紊流23203186 2 . 0 6 . 0*1062 0 0 v dv Re 阻力系數(shù)： 0393 . 0 1910 75 R 75 e

21、1 1 35 . 0 0421 . 0 3186 1 3164 . 0 3164 . 0 25 . 0 4 1 0 e R 壓力損失： Pa v d l p77420 2 )82 . 3 (900 01 . 0 3 0393 . 0 2 2 2 1 1 11 MPa v d l p06835 . 1 2 )62.10(900 006 . 0 3 0421 . 0 2 2 2 0 0 00 Pa v d l p2298 2 )82 . 3 (900 035 . 0 2 2 2 1 1 總壓力損失： ppp 01 總 p Mpa148 . 1 10*229806835 . 1 10*77420 6

22、6 對進(jìn)出口端面列伯努利方程，取過中心線的水平面為基準(zhǔn)面 g p 2g 2vv gp 12 g p 2g v 2g v g p s /62m.10vv, s /82m . 3 v 0p, g/, 0 2 1 2 2 1 21 22 2 111 021 221 總 總 總 ，紊流層流 phzz w 186Mpa . 1 148 . 1 10*37620 148 . 1 2 82 . 3 262.10*1900 6- 22 2.34 解：（1）設(shè)油液從對截面列伯努利方程 2 Phzvvz 221, 211 , 0 為正值，故假設(shè)正確，因 w 55 21 w 2 2 222 1 2 111 h 67

23、6m . 7 15 8 . 9900 10*5 . 210*5 . 4 h g pp h 22 w hz g v g p z g v g p （2）設(shè)液流為層流 壓力損失： s /51cm.17s /m10175 . 0 4 223 . 0 10114 . 3 v 4 d AVQ s /223m . 0 20900104575 10677 . 0 1012 l75V P2d V 2d v75vl 2 v d l vd 75v p vd 75v ) v vd ( 75 R 75 2 v d l p pa10*677 . 0 676 . 7 8 . 9900ghp 334- 422 6 5422

24、2 2 e 2 5 w 判斷流態(tài)：層232050 1045 110223 . 0 2 2 v vd Re 因此阻力系數(shù)的計算正確 2.35 解：通過細(xì)長管流量p l d Q 128 4 式中g(shù)hp smmscm l h h llD gd v vlD gd hlhl dt vlD gd h dh dt vlD gd dt D g l d h dh dt dhD gh l d dt dhD dt dh AQ th h / 8 . 84/848 . 0 25 50 5432 980)2 . 0(6020 32 6020 6020 32 32 32 4 1284128 4 22 2 4 2 12 4

25、2 4 21 2 4 0 2 1 2 4 2 424 2 2.36 解：（1）對截面列伯努利方程，以油箱液面為基準(zhǔn)面 scm d nq A Q v Hzpapzvp hz g v g p z g v g p w /255 60314 . 3 7215004 4 ,104 . 0, 0, 0, 0 22 2 2 2 2 5 2111 2 2 122 1 2 111 沿程損失 g v d l hw 2 2 2 28cm . 1 6 . 2 8 . 9*2 55 . 2 *2 9.8*900 10*4 . 0 h 2g v g P H 6m . 2 8 . 9*2 55 . 2 03 . 0 6 0

26、392 . 0 h 0392 . 0 1913 75 R 75 2 23201913 1040 3255 25 W 2 222 2 w e 2 2 層流 v vd Re （2）當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速增加時，管內(nèi)流速增加，速度水頭與壓力損失與成正比也增加，因此 2 v 2 2 v 吸油高度 H 將減小。 反之，當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速減少時，H 將增大。 2.37 解：對油箱液面與泵入口處到伯努利方程，以油箱液面為基準(zhǔn)面 scm A Q v hv hz g v g p z g v g p w /85 605 . 214 . 3 10254 0, 0 22 2 3 2 11 2 2 122 1 2 111 g v d l

27、g v g v d l v vd Re 222 h 07 . 0 1063 75 R 75 2 23201063 1020 5 . 285 2 2 2 2 2 2 w e 2 2 層流 059m . 0 8 . 9*2 85 . 0 2 . 0 025 . 0 5 . 0 *07 . 0 2 w 2 2221 hH 2g v g pp 真空度： w 2 22 21v hH 2g v gppp pa10*7 . 4 059 . 0 4 . 0 8 . 9*2 85 . 0 *2 8 . 9*900 3 2 2.38 解：對截面列伯努利方程，以油箱液面為基準(zhǔn)面 scm d Q A Q v zzvp

28、 hz g v g p z g v g p w / 8 . 104 608 . 114 . 3 101644 0, 7 . 0, 0, 0 22 2 3 2 2 2111 2 2 122 1 2 111 0795 . 0 439 R 75 2 2320943 1020 8 . 18 .104 e 2 2 層流 v vd Re Pah g v ZGP m g v d l h w w 820495 . 0 8 . 9*2 048 . 1 *2 7 . 08 . 9*900 2 495 . 0 8 . 9*2 048 . 1 018 . 0 2 0795 . 0 2 2 2 22 12 2 2 2

29、2.39 解：對截面列伯努利方程，以截面為基準(zhǔn)面 scm d Q A Q v vHzz hz g v g p z g v g p w /334 60214 . 3 106344 0, 0 22 2 3 2 2 221 2 2 122 1 2 111 pa10*5 . 0p 104416pa 2 34. 3*900 02. 0 10 *0416 . 0 2 v d l p 0416 . 0 3340 0.3164 1 23203340 2 . 0 2334 5 2 2 1 0.25 1 1 紊流 v dv Re 24Mpa . 4 8 . 9*2 34 . 3 5 . 17108 . 9*900

30、10*40 2g v hHgP 5 . 17 8 . 9*900 10*5 . 0104416 g pp 2 5 2 11 w21 5 P mhw 2.40 解：對截面 D、d 列伯努利方程，以水平對稱面為基準(zhǔn)面 44 2 4 4 2 2 2 2 2 2 2 4 4 2 2 2 1 2 2 2 2 1 2 1 221 2 12 2 11 8 1 4 *2 22 4 0, 4 , 22 dD FD D d gD F g v g v g v D d gD F P D F p v D d v A A v vAvAQ g v g p g v g p 列動量方程，取 X 坐標(biāo)向右 2 2 12 12 4

31、 )( vdQ vvQFF vvQF x 2 2 2 22 2 4 v D d vvdFFx 2 2 2 2 2 1 4 v D d dF N dD d F dD FdDd F dD FD D d dF 2647 28 2*2 13000 2 1 2 8 1 4 22 2 22 2 44 222 44 2 2 2 2 2.41 解：取坐標(biāo) x、y 取管道入口和出口斷面間的液體為控制體積彎管對控制體積在 x 和方向的作用力分別為 列出 x 方向動量方程 y FFx和 cos1cosP-APF )cos(cos 21x 21 12 QvA vvQAPFAP vvQF x 2 y 2 x 2y 2

32、12 FFF sinsinQF )0s(sin 合力 Apv invQAPF vvQF y y 液體對彎管的作用力大小與 F 相等，方向與 F 相反 2.42 解：（1）通過閥口的流量： PxCQ q 2 閥口通流面積周長 d pdC Q x q 2 mmcm37 . 1 137 . 0 10*4*2 10*900 60*2*14 . 3 *65 . 0 10*100 5 43 （2）軸向穩(wěn)態(tài)液動力： N PXCCF vq 7 . 15 10*69cos*10*4*137 . 0 *2*14 . 3 *98 . 0 *65 . 0 *2 cos2 405 油液通過二個閥口： NFF 4 . 3

33、1 7 . 15*22 方向向左有使閥口關(guān)閉之勢。 2.43 解： 4min.251524s 103 . 0 *4 8*5*14 . 3 4Q H*D Q v t s /103cm . 0 2 . 5*10*50*12 10*55 . 2 *002 . 0 *5*14 . 3 l12 pd Q )3( min/09 . 5 5*14 . 3 10*10*44 )2( 55 . 2 05 . 0 *14 . 3 5000*44 ) 1 ( 22 3 63 3 2 3 2 22 通過間隙的流量 m D Q A Q v Mpa D GW p 2.44 解：沖擊波傳遞速度： E dk 1 k C s

34、/1174m 10*2 . 2*001 . 0 10*1.33*0.012 1 900 10*1.33 11 9 9 8Mpa . 1 02 . 0 0068 . 0 *5*900*1174 t T Cp 0068s . 0 0.02st 0068s . 0 1174 4*2 C 2l T 0 V 故為間接沖擊壓力升高電磁閥關(guān)閉時間 三液壓泵與液壓馬達(dá)三液壓泵與液壓馬達(dá) 3.1 答： （1）液壓泵作用是把原動機輸入的機械能轉(zhuǎn)換為液壓能向系統(tǒng)提供一定壓力和流量的液流。 液壓馬達(dá)的作用是把輸入油液的壓力能轉(zhuǎn)換為輸出軸轉(zhuǎn)動的機械能，用來推動負(fù)載作功。 （2）液壓泵的分類： A）按液壓泵輸出的流量能否

35、調(diào)節(jié)分類 液壓泵可分為定量液壓泵和變量液壓泵。 B）按液壓泵的結(jié)構(gòu)型式不同分類 3.2 答： （1）液壓泵的工作壓力決定于外界負(fù)載的大?。ǘc液壓泵的流量無關(guān)） ，外負(fù)載增大，泵的 工作壓力也隨之增大。 （2）泵的工作壓力是指液壓泵在實際工作時輸出油液的壓力，即油液克服阻力而建立起來的 壓力。 泵的額定壓力是指液壓泵在正常工作條件下，按試驗標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定連續(xù)運轉(zhuǎn)正常工作的最高 工作壓力。 液壓泵在工作中應(yīng)有一定的壓力儲備，并有一定的使用壽命和容積效率，通常它的工作 壓力應(yīng)低于額定壓力。 3.3 答: （1）排量 V：液壓泵軸轉(zhuǎn)一周，由其密封容腔幾何尺寸變化計算而得的排出液體體積稱為液 壓泵的排量。

36、理論流量 q t :是指在單位時間內(nèi)理論上可排出的液體體積。它等于排量和轉(zhuǎn)速的乘積。 實際流量 q：是指考慮液壓泵泄漏損失時，液壓泵實際工作時的輸出流量。所以液壓泵的實際流量 小于理論流量。 3.4 答： （1）容積損失和機械損失。 （2）容積損失是因內(nèi)泄漏而造成的流量上的損失。 機械損失是指因摩擦而造成的轉(zhuǎn)矩上的損失。 3.5 答： （1）受泄漏大和存在徑向不平衡力的影響。 采取措施：A）減小徑向不平衡力 B) 提高軸與軸承的剛度 C）對泄漏量最大的端面間隙采用自動補償裝置等。 3.6 答： （1）表示泵工作時流量隨壓力變化的關(guān)系。A 點為始點表示空載時泵的輸出流量（qt） 。B 為 轉(zhuǎn)折點

37、，Pb就是限定壓力，表示泵在保持最大輸出流量不變時，可達(dá)到的最高壓力。C 點所 對應(yīng)的壓力是 pc為極限壓力（又稱截止壓力）表示外載進(jìn)一步加大時泵的工作壓力不再升高， 這時定子和轉(zhuǎn)子間的偏心量為零，泵的實際輸出流量為零。 （2）調(diào)整螺釘 1 改變原始偏心量 e0，就調(diào)節(jié)泵的最大輸出流量。當(dāng)泵的工作壓力超過 pb以后， 定子和轉(zhuǎn)子間的偏心量減小，輸出流量隨壓力增加迅速減小。 調(diào)整螺釘 4 改變彈簧預(yù)壓縮量 ，就調(diào)節(jié)泵的限定壓力。 調(diào)節(jié)泵的最大輸出流量，即改變 A 點位置，使 AB 線段上下平移。 調(diào)節(jié)泵的限定壓力，即改變 B 點位置，使 BC 段左右平移。 3.7 答：區(qū)別： （3）定子和轉(zhuǎn)子偏

38、心安置，泵的出口壓力可改變偏心距，從而調(diào)節(jié)泵的輸出流量。 （4）在限壓式變量葉片泵中，壓油腔一側(cè)的葉片底部油槽和壓油腔相通，吸油腔一側(cè)的葉片 底部油槽和吸油腔相通，這樣，葉片的底部和頂部所受的液壓力是平衡的。這就避免了雙作 用葉片泵在吸油區(qū)的定子內(nèi)表面出現(xiàn)磨損嚴(yán)重的問題。 （5）與雙作用葉片泵相反，限壓式變量葉片泵中葉片后傾。 （6）限壓式變量葉片泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，泄漏大，徑向力不平衡，噪音大，容積效率和機械效率都 沒有雙作用式葉片泵高，最高調(diào)定壓力一般在 7MPa 左右。但它能按負(fù)載大小自動調(diào)節(jié)流量， 功率利用合理。 3.8 答：軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)緊湊，徑向尺寸較小，慣性力小，容積效率高，目前最高壓力

39、可達(dá) 40MPa，甚至更高，一般用于工程機械、壓力機等高壓系統(tǒng)。 3.9 答：外嚙合齒輪泵注意事項： （1）泵的傳動軸與原動機輸出軸之間的連接采用彈性聯(lián)軸節(jié)時，其不同軸度不得大于 0.1mm，采用軸套式聯(lián)軸節(jié)的不同軸度不得大于 0.05mm。受泄漏大和存在徑向不平衡力的影 響。 泵的吸油高度不得大于 0.5mm。 吸油口常用網(wǎng)式過濾器，濾網(wǎng)可采用 150 目。 工作油液應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定選用，一般常用運動粘度為 2554mm2/s，工作油溫范圍為 580。 泵的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)按標(biāo)記所指方向，不得搞錯。 擰緊泵的進(jìn)出油口管接頭連接螺釘，以免吸空和漏油。 應(yīng)避免帶載起動或停車。 應(yīng)嚴(yán)格按廠方使用說明書的要求

40、進(jìn)行泵的拆卸和裝配。 葉片泵注意事項： （1）泵軸與原動機輸出軸之間應(yīng)采用彈性聯(lián)軸節(jié)，其不同軸度不得不大于 0.1mm。 （2）泵的吸油口距油面高度不得大于 0.5m，吸油管道不得漏氣。 （3）油箱應(yīng)保持清潔，油液的污染度不得大于國標(biāo)等級 19/16 級。 （4）工作油液的牌號應(yīng)嚴(yán)格按廠方規(guī)定選用。一般常用運動粘度為 2554mm2/s,工作油溫范圍 為 580。 （5）泵的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)按標(biāo)記所指方向，不得搞錯。 （6）應(yīng)嚴(yán)格按廠方使用說明書的要求進(jìn)行泵的拆卸和裝配。 軸向柱塞泵注意事項： （1）泵的傳動軸與原動機輸出軸之間的連接采用彈性聯(lián)軸節(jié)，其不同軸度不得大于 0.1mm，不 允許在泵的傳動

41、軸端直接安裝皮帶輪或齒輪。 （2）吸油管、壓油管和回油管的直徑不應(yīng)小于規(guī)定值。對允許安裝在油箱上的自吸泵，油泵的 中心至油面的高度不得大于 0.5m，自吸泵的吸油管道上不允許安裝過濾器。吸油管道不得 漏氣。 （3）新泵在使用一周后，需將全部油液濾清一次，并清洗油箱和濾油器。正常使用后，一般每 半年更換一次液壓油。油液的污染度不得大于國標(biāo) 19/16 級。 （4）工作油液的牌號應(yīng)嚴(yán)格按廠方規(guī)定選用。一般常用運動粘度為 1647mm2/s,工作油溫范圍 為 580。 （5）油泵的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)按標(biāo)記所指方向，不得搞錯。 （6）應(yīng)嚴(yán)格按廠方使用說明書的要求進(jìn)行泵的拆卸和裝配。 3.10 答：齒輪泵：結(jié)構(gòu)

42、簡單，價格便宜，工作可靠，自吸性好，維護(hù)方便，耐沖擊，轉(zhuǎn)動慣量大。 但流量不可調(diào)節(jié)，脈動大，噪聲大，易磨損，壓力低，效率低。高壓齒輪泵具有徑向或軸向 間隙自動補償結(jié)構(gòu)，所以壓力較高。內(nèi)嚙合擺線齒輪泵因結(jié)構(gòu)緊湊，轉(zhuǎn)速高，正日益獲得發(fā) 展。 單作用葉片泵：軸承上承受單向力，易磨損，泄漏大，壓力不高。改變偏心距可改變流量。 與變量柱塞泵相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜的優(yōu)點。 雙作用葉片泵：軸承徑向受力平衡，壽命較高，流量均勻，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲小，結(jié)構(gòu)緊湊。 不能做成變量泵，轉(zhuǎn)速必須大于 500r/min 才能保證可靠吸油。定子曲面易磨損，葉片易咬死或折 斷。 螺桿泵：結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，流量和壓力脈動小，

43、無紊流擾動，噪聲小，轉(zhuǎn)速高，工作可靠， 壽命長，對油中的雜質(zhì)顆粒度不敏感，但齒形加工困難，壓力不能過高，否則軸向尺寸將很大。 徑向柱塞泵：密封性好，效率高，工作壓力高，流量調(diào)節(jié)方便，耐沖擊振動能力強，工作可 靠，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較貴，與軸向柱塞泵比較，徑向尺寸大，轉(zhuǎn)動慣量大，轉(zhuǎn)速不能過高，對 油的清潔度要求高。 軸向柱塞泵：由于徑向尺寸小，轉(zhuǎn)動慣量小，所以轉(zhuǎn)速高，流量大，壓力高，變量方便，效 率也較高；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較貴，油液需清潔，耐沖擊振動性比徑向柱塞泵稍差。 3.11 解：（1）94 . 0 60/10160 60/10150 3 3 t v q q （2） )(77.8453.852

44、60/95014 . 3 22 )(53.852 87 . 0 60/95014 . 3 2 60/1015010 5 . 29 2 2 )/(1068 . 1 60/950 60/10160 36 34 3 KWnTp mN n pq T nT pq rm n q V nVq ii i i t t （3） 93 . 0 94 . 0 87 . 0 . v m mV （4）)(53.852mNTi 3.12 解： WPP WqpP mN qp T MPappp s r v q n ivm i m v 4 . 63951092 . 7 95 . 0 85 . 0 1092 . 7 60 1050

45、105 . 9 12985 . 0 14 . 3 2 10100105 . 9 2 5 . 95 . 010 92 . 7 95 . 0 10100 60 1050 3 0 3 36 66 2 6 3 1 3.13 解： 94 . 0 1056 . 1 1047 . 1 1056 . 1 1056 . 1 60 1094 1003 . 0 67.104 1067.104 67.104 60 1094 60 1096 10 102 a 1047 . 1 60 11001080 10 94 . 0 1080 12014 . 3 22 3 3 3 3 3 3 3 6 6 3 3 6 6 3 3 6

46、6 m tm vm m ntm mm m q q s m Eq s m EF EFEF CD OF OD MPaOD OD OD CD AB OD OB s m Vq MPa v T p 知：由圖 圖 a 3.14 解：（1）求偏心量 以單作用式葉片泵的理論排量公式計算（忽略葉片厚度） mm DB q eDeBq95 . 0 30892 1016 2 ,2 3 則 （2）根據(jù)已知條件確定最大可能的偏心量 emax ，再求出最大可能的理論排量 定子與轉(zhuǎn)子之間的最小間隙選為 0.5mm rmmBDeq mm dD e /10194 . 4 305 . 28922 5 . 25 . 0 22 33

47、maxmax max 3.15 解： （1）泵的理論流量 qt min/61960730227 . 0 4 2 . 0 4 22 ltgznDtg d qt （2）實際流量 q min/95.5795 . 0 61lqq vt （3）電動機功率 P （4）KWW pq PP mv i 074.1818074 9 . 095 . 0 60/1095.571016 36 3.16 解：不相同，因為： Q Q 1 Q QQ Q Q Q Q 1 Q QQ Q Q T mv TT T T pv 液壓馬達(dá)： 液壓泵： 兩者雖相同，但液壓馬達(dá)的實際流量 Q 大于理論流量 QT 故Q pvmv 3.17 解：

48、不相同，因為： TTT mv T pv M M 1 M MM M M M M 1 M MM M M T 液壓馬達(dá)： 液壓泵： 兩者雖相同，但液壓馬達(dá)的實際輸入扭矩大于理論扭矩 MT 故M mmpm 3.18 解： QQQ Q Q T T pv )2( 95 . 0 106 7 . 100 ) 1 ( 855 . 0 55.36 25.31 min/3 . 5 7 . 100106 min/55.36500 1450 106 T PV T Q Q LQ LQ 第一種情況)3( 9kw . 4 4906w 6095 . 0 9 . 0 101007105 . 2pQ P 36 pmpv in 第二

49、種情況： kw69 . 1 w6921 60855 . 0 9 . 0 1025 . 1 3105 . 2pQ P 36 pmpv in 3.19 解：77. 0 145025153 . 066 . 6 1025 66 . 6 2 3 2 ZBnm Q Q Q T pv 3.20 解：設(shè)定子半徑 R，轉(zhuǎn)子偏心量為 e 當(dāng)二葉片處于最上位置時其密封容積最小，而 到達(dá)最下位置時容積最大若不考慮葉片厚度，則每轉(zhuǎn)一圈，二葉片間的密封容積 的吸油量近似為： Z eReRB 22 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈，共有 Z 個密封容積，故排量： 22 eReRBq DBeeRB24 平均流量：（1） e CDBnengQ2 式

50、中： C常數(shù)，DBnC2 設(shè)：限定壓力 b p 調(diào)壓彈簧的初壓力縮量 0 x 調(diào)壓彈簧的剛度K 反饋活塞的面積A 已知超過后，偏心量 e 減小，設(shè)為定子最大偏心量則偏心量為： b p 0 e K X A K PA e K PPA ee b )( )( 0 00 （2）P K A Xe 00 以（2）代入（1）得 Q-P 線 A KX P K CA ceP K A ccxceQ 2 000 （3）)( 2 maxb PP K DBnA Q 式中：最大流量， max Q 00max DBne2ceQ 由式（3）可知： maxb QQPP時，當(dāng) )( 2 , 0QPP maxCBC PP K DBn

51、A Q 時，當(dāng) 斜率 K DBnA2 PP Q tg bc max 在 D、B、n、A 一定的情況下，斜率與彈簧剛度 K 成反比，K 越大，直線越平坦。改變 彈簧預(yù)緊力即改變 X。斜率不變。 3.21 解：在 BC 線上任一點壓力 P 對應(yīng)的流量為： 0 dp dP PP PP PQQPP bmax max max max max max max maxmax 對于最大功率 功率 b b PP PP QQ PP PP Q Q bmax maxmaxx maxmax max max bmax max PP P 2 1 P QP 2 1 P P 2 1 P 0)2PP( PP Q dp dP )P

52、P(4 PQ bmax 2 maxmax 3.22 解： （1）泵排量： 32492 . 0 tg18,ZtgD 4 d q 2 r /2cm.78 732492 . 0 6 . 7 4 4 . 214 . 3 3 2 min/32L.10492 . 0 10 2 . 781450pvqnQ 3 111 min/57L.7094 . 0 10 2 . 78960pvqnQ 3 222 3.23 解： （1） MN pq M mm 75.10194 . 0 14 . 3 2 10 4 . 69102 . 010 2 66 min/132692 . 0 10 4 . 69 100 3 r q Q

53、n mV 3.24 解： pvp m pvp mm mv mm n n qn qn Q qn Mpa q M p )2( 57.12 8 . 01010 14 . 3 2162 ) 1 ( 6 min/8109 . 09 . 01000rnn mvpvpm min/99 . 010101000)4( 36 . 1 10 60 1 81014 . 3 2162)3( 3 3 LqnQ KWnMP pvp m KW PQ P pmPV 62 . 2 608 . 09 . 0 101091057.12 336 3.25 解： 題 3.25 圖 596KW . 0 10 600.85 108108 .

54、 3 QPP P4 377KW . 0 10 60 1 36014 . 3 210n2MP)3( min r 3609 . 0 20 108 q Q n min L 8Q 4 1 8 . 32 . 4 2 . 32 . 4 Q 20 Q)2( 8 . 331 . 0 49 . 3 49 . 3 9 . 01020 14 . 3 2102 2 ) 1 ( 3 3-6 p p p pout Pin 3 mmout 3 mv p m p p P 6 線為泵的流量，由特性曲設(shè) Mpappp Mpa q M P q M mp mm m mm mm 四液壓缸四液壓缸 4.1 答：活塞式液壓缸可分為雙桿式和

55、單桿式兩種結(jié)構(gòu)。 雙桿活塞式液壓缸：當(dāng)兩活塞直徑相同、缸兩腔的供油壓力和流量都相等時，活塞 （或缸體）兩個方向的推力和運動速度也都相等，適用于要求往復(fù)運動速度和輸出力相同的工況， 如磨床液壓系統(tǒng)。缸體固定式結(jié)構(gòu)，其工作臺的運動范圍約等于活塞有效行程的 3 倍，一般用于 中小型設(shè)備；活塞桿固定式結(jié)構(gòu)，其工作臺的運動范圍約等于缸體有效行程的兩倍，常用于大中 型設(shè)備中。 單桿活塞式液壓缸：由于，故，。即活塞桿伸出時，推力較 21 AA 21 FF 21 vv 大，速度較?。换钊麠U縮回時，推力較小，速度較大。因而它適用于伸出時承受工作載荷， 縮 回是為空載或輕載的場合。如，各種金屬切削機床、壓力機等的

56、液壓系統(tǒng)。 4.2 答：O 形密封圈： 特點： （1）密封性好，壽命較長； 用一個密封圈即可起到雙向密封的作用； 動摩擦阻力較小； 對油液的種類、溫度和壓力適應(yīng)性強； 體積小、重量輕、成本低； 結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便； 既可作動密封用，又可作靜密封用； 可在較大的溫度范圍內(nèi)工作。 CC12040 但它與唇形密封圈相比，其壽命較短，密封裝置機械部分的精度要求高。 注意事項： （1）O 形圈在安裝時必須保證適當(dāng)?shù)念A(yù)壓縮量，壓縮量的大小直接影響 O 形圈的使用性能和 壽命，過小不能密封，國大則摩擦力增大，且易損壞。為了保存證密封圈有一定的預(yù)壓縮量， 安裝槽的寬度大于 O 形圈直徑，而深度則比 O 形圈直徑小，其尺寸和表面精度按有關(guān)手冊給 出的數(shù)據(jù)嚴(yán)格保證。 （2）在靜密封中，當(dāng)壓力大于時，或在動密封中，當(dāng)壓力大于時，O 形圈就 MPa32MPa10 會被擠入間隙中而損壞，以致密封效果降低或失去密封作用。為此需在 O 形圈低壓側(cè)安放 厚的聚四氟乙烯或尼龍制成的擋圈。雙向受高壓時，兩側(cè)都要加擋圈。 mm