液压与气压传动课后答案左键民第四版(3)

ηv＝100.7 /106=0.95=95%

②qt=106×500/1450 L/min =36.55 L/min,因压力仍然是额定压力，故此时泵流量为36.55×0.95 L/min=34.72 L/min。

③当n=1450r/min时,

6-3

P=pq/(ηv ηm)=2.5×10×100.7×10/（60×0.95×0.9）w=4.91kw 当n=500r/min时,

6-3

P=pq/(ηv ηm )=2.5×10×34.7×10/（60×0.95×0.9）w=1.69kw

2-5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)驱动泵的转矩。

解：① qt＝Vpn=168×950 L/min =159.6 L/min ② ηv =q/qt=150/159.6=94%

③ ηm =?/ηv =0.87/0.9398=92.5%

6-3

④ P=p q/? =29.5×10×150×10/（60×0.87）w=84.77kw ⑤ 因为?=p q/T ω

所以T=p q/?ω = p q/（2?лn） =29.5×10×150×10/（2×0.87×3.14×950）Nm =852.1Nm

2-6 分析双作用叶片泵配油盘的压油窗口端开三角须槽，为什么能降低压力脉动和噪声？

答：在配油盘压油窗口开三角眉槽后，处于两片间的封油区容积逐渐与压油腔相通，压力变化率小，就可降低流量，降低压力脉动和噪声。

2-7双作用叶片泵两叶片之间夹角为,配油盘上封油区夹角为ε，定子区表面曲线圆弧段的夹角为β，它们之间应满足怎样的关系？为什么？

答：为了保证配油盘的吸、压油窗口在工作中能隔开，必须ε?2л/Z ； 为了防止产生困油、气穴现象，必须β?ε。

2-8 试分析外反馈压力式变量叶片泵q?p特性曲线，并叙述改变AB段上下位置，

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

6

-3

pc=ksx0/Ax，其值由弹簧预压缩量x0确定。 3） 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，

11

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pc的大小，从而使曲线拐点左、右平移。 3-1 图示三种结构的液压缸，活塞和活塞杆直径分别为D，d，如进入液压缸的流量为q，压力为p，试分析各缸产生的推力，速度大小以及运动方向。 解：对于图a F?p?4(D2?d2) V?qq4g ??22?A(D2?d2)??D?d?4杆受拉，液压缸左移 对于图b F?P?由式：

???2??D??D2?d2???Pd2

44?4???4D2V?q??D42?d2?V

V?4q ?d22 杆受压，液压缸右移 对于图c F?pd?4 V?qq4g ??2?Ad2?d4杆受压，液压缸右移

2

3-2图示两个结构和尺寸均相同相互串联的液压缸，无杆腔面积A1＝100cm，有杆腔

2

面积A2＝80cm，缸1输入压力P1＝0.9MPa，输入流量q1＝12 L/min。不计损失和泄漏，试求：

①两缸承受相同负载时（F1= F2），负载和速度各为多少？ ②缸1不受负载时（F1＝0），缸2能承受多少负载？ ③缸2不受负载时（F2＝0），缸1能承受多少负载？

解：① 对缸1和2的活塞分别列平衡方程 F1＝P1 A1－P2 A2 F2＝P2 A1 其中，F1＝F2 联立以上方程得，

6-4-4-4

P2=0.9×10×100×10/（80×10+100×10）

6

Pa =0.5×10Pa

负载：

6-4

F1＝F2= P2 A1=0.5×10×100×10=5000N 缸的速度：

－3-4

V1＝q1/ A1=12×10/（100×10）m/min =1.2m/min

12

又由 V1 A2= V2 A1

得 V2＝V1 A2/ A1=0.96m/min ② 由 F1＝P1 A1－P2 A2=0 得 P2＝P1 A1/ A2=1.125 MPa

6-4

F2= P2 A1=1.125×10×100×10=11250 N ③ 由 F2= P2 A1=0 得 P2＝0

6-4

F1＝P1 A1＝0.9×10×100×10N =9000 N

3-3图示液压缸，输入压力为p1，活塞直径为D，柱塞直径为d，求输出压力p2，为多少？

解：由受力可知：

p1A1?p2A211即p1?D2?p2?d2 44D?p2?p1()2d3-4差动连接液压缸，无杆腔面积A1＝100cm2，有杆腔面积A2＝40 cm2，输入油压力p＝2 MPa，输入流量q＝40 L/min，所有损失忽略不计，试求： ①液压缸能产生最大推力；

②差动快进时管内允许流速为4m/s，进油管径应选多大？ 解：① 液压缸的推力 F= P1（A1－A2）ηm

故 Fmax＝P1×（A1－A2）×1

6-4-4

＝2×10×（100－40）×10×1N＝1.2×10N=12kN ② 活塞运动速度

-3-4

V =q/（A1－A2）=40×10/(60×60×10）m/s＝1/9 m/s 又 V A1= V管A管

-42

故 A管＝(1/9)×100×10/4＝лd/4 d=18.8mm应取20mm

3-5图示一个与工作台相连的柱塞缸，工作台质量980Kg，缸筒柱塞间摩擦阻力Ff

＝1960N，D=100mm,d＝70mm，d0＝30mm，试求：工作台在0.2时间内从静止加速到最大稳定速度v＝7m/min时，泵的供油压力和流量各为多少？

解： 根据动量定理，Ft=mv2-mv1

所以F总=m(v2-v1)/t=980×7/(0.2×60)=571.67N 工作台开始上升时 F-G-Ff=F总

则F=F总+G+ Ff=571.67+980×9.8+1960=12135.67N

又根据柱塞缸推力公式 可得F?p?4d2?m,?m?1

p?又根据柱塞缸速度公式v?4F4?12135.67?pa?3.15Mpa 2?32?d3.14?(70?10)q?V4q?V?,?V?1，可得 2A?d13

q??d2v43.14?(70?10?3)2?7?1033?m/min?26.9L/min

43-6一单杆油压快进时采用差动连接，快退时油压输入缸的有杆腔，设缸的快进快退速度均为0.1m/s,工作时杆受压，推力为25000N。已知输入流量q=25L/min,背压

p2?0.2Mpa，

试求：（1）缸和活塞直径D，d;

(2)缸筒壁厚，缸桶材料为45号钢 解：（1）由于快进时为差动连接V快进?4q?其中?v?1 2v?d4?25?10?3/60?mm?73mm 由式得，d'?V快进?0.1?3.144q取d=75mm

因为快进快退得速度相同，所以D=2d?103mm,取D=105mm 按上式的D和d取值，对V快进与V快退的实际值进行验算

'4q4?25?10?3V??m/s 快进?d23.14?0.0752?60

?0.094m/s?0.1m/s

V快退4g4?25?10?3??m/s2222 ??D?d?60?3.14??0.105?0.075??0.098m/s?0.1m/s可见，D和d的取值能够满足快进和快退的速度均为0.1m/s的要求。 （2）缸壁的壁厚?可由式??PrD求得 2??? 其中，对45号钢，????100MPa 设缸的工作压力为P1，对缸列平衡方程：

?4D2P1??D?42?d2?P2?F

????222P?D?dP?F?D??12???4?4?3.14?226?0.105?0.075?0.2?10?25000????4??pa

?1?3.14?0.10524?3Mpa 14

此处视液压缸额定压力Pn?P1?3MPa 当Pn?16MPa时，取Pr?1.5Pn

PrD1.5?3?106?0.105???mm 得， 2???2?100?106?2.4mm 取??2.5mm。

3-7 图为定量泵和定量马达系统。泵输出压力Pp＝10 Mpa，排量Vp＝10 mL/r，转速np

＝1450r/min，机械效率ηmp＝0.9，容积效率ηvp＝0.9，马达排量Vm＝10 mL/r，机械效率ηmm＝0.9，容积效率ηvm＝0.9，泵出口和马达进口间管道压力损失0.2MPa，其它损失不计，

试求：

①泵的驱动功率； ②泵的输出功率；

③马达输出转速、转矩和功率。

解：①泵所需的驱动功率为：

P驱?PPVPnP?VP?MP?VP10?106?10?10?6?1450?0.9?w 0.9?0.9?606

-6

?2.69Kw②P出=pPvPnPηvp=10×10×10×10×1450×0.9/60w

=2.18Kw

③泵的输出等于马达的输入量 Vm nm/ηvm=vPnPηvp

得 nm= vPnPηvpηvm/ Vm

-6-6

=10×10×1450×0.9×0.9/(10×10)=1174.5r/min 输入马达的压力：

6PM?PP??P??10?0.2??10Pa?9.8MPa

马达的输出功率

PM?pMVMnM9.8?106?10?10?6??VM?VM?MM?0.91174.560?0.9?0.9

?1.73KW马达的转矩

T=p/2πn=1730/(2×3.14×(1174.5/60))=14.03N.m

3-8 图示系统，泵和马达的参数如下：泵的最大排量Vpmax?115mL/r，转速

np?1000r/min，机械效率?mp?0.9，总效率?p?0.84；马达排量Vpmax?148mL/r，机械效率?mm?0.9，总效率?p?0.84，回路最大允许压力

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