《液压与气动技术项目项目化教程》习题及参考答案.docx

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1、附录B习题参考答案习题图2-62-6如图所示，充满液体的倒置U形管，一端位于一液面与大气相通的容器中，另一端位于一密封容器中。容器与管中液体相同，密度为P。在静止状态下，左右容器液面高度差为h,右容器液面与水平连接管的高度差为h2,试求在A、B两处的真空度。解：本题为流体静力学问题。（1）以液面为基准在图上画出等压面0-0（这里以密闭容器液面为等压面）；（2）由于C点与B点均在等压面0-0上，WPb=Pc=Pa-Pg%,yh=Vc=Pgh（3）由于A点比0-0等压面高hz,所以，pA+pgh1=p；得匕+z2）2-7如图所示安全阀，按设计当压力为p时阀应开启，弹簧刚度为k,大活塞直径为D、小活

2、塞直径为D。，忽略大气压力。试确定该阀的弹簧预压缩量x。为多少?解：在阀芯两端流体作用力与弹簧力相平衡，可以列出力平衡方程：PaDp1-D/4得出该阀的弹簧预压缩量为=T（。2_片）4k习题图2-7忽略大气压力，即pa=0则加一喇P4一代用2-8变量液压泵出口与油箱之间安装一节流阀,节流阀节流口为细长孔，当泵流量为q1时,节流阀前的压力为（节流阀流量系数为Cd,节流孔直径为d,液体密度为P）。试求:（1）泵流量增加到q2时节流阀前的压力6。（2）若将节流阀节流口改为薄壁小孔，节流阀前的压力P2有何变化？解：泵流量等于流过节流阀的流量。zy2（1）节流阀节流口为细长孔时,F1,节流阀流量为q=K

3、半（P-0）,当泵流量为卬、q2q”兀d:.,d-zhq、时，/=K-Pr%=K-2，可倚44%，当泵流量（2）节流阀节流口为薄壁小孔时,m=0.5,节流阀流量为q=K为中、q2时，%=K与梓、%=K与,呼，可得P2=p2-9如图所示，一直径为D的露天储油罐，其近底部的出油管直径为d,出油管中心与储油罐液面相距Ho设油液密度为P,假设在出油过程中油罐液面高度不变，出油管处压力表读数为p1,试求装满容积为Q的油车需要多长时间to（忽略一切压力损失且动能修正系数均为1.0）解：本题为流体动力学问题。需要选定两个通流截面，为方便计算起见，选择油罐液面为1-1通流截面、出油管出口处中心所在水平面为2-

4、2通流截面。做题思路：欲求装车时间t,则须先求出储油罐的流量q,而流量q取决于出油管的流速v2o（1）在11与2-2通流截面之间建立能量守恒方程（伯努利方程）：7a21a,2aP+刖+：如=p2+z2+-yTV2+p已知：pi=p2=pa,V=,h=H,0二。2=1,hz=0,p=0,（2）将已知条件代入上述伯努利方程，整理可得:v2=H（3）通流截面2-2处的流量为%=与而百（4）因为油箱是露天的，所以，装满容积为Q的油车需要时间为:3-4某液压泵转速为n时，理论流量为夕口o在同样的转速和压力p时，测得泵的实际流量为贵，总效率为n,求：（1）泵的容积效率；（2）泵在上述工况下的机械效率nm；

5、（3）泵在上述工况下所需电动机的功率I；解：（1）根据油泵容积效率的定义，可知泵的容积效率为:v（2）因为油泵机械效率与容积效率之积等于总效率，所以机械效率为:（3）泵的输出功率为：P=pq，所以,泵在上述工况下所需电动机的功率为:pgPQv7第4章4-1某差动连接液压缸，已知液压泵流量为q,压力为p,要求活塞往复运动速度均为v,试计算此液压缸活塞杆直径d和缸筒内径D,并求输出推力Fo解:（1）液压缸差动时，其活塞运动速度为:（2）液压缸缩回时，其活塞运动速度为：（3）因活塞往复运动速度均为v,所以,=4q(D2-d2)4q_4q方一Md?片)整理以后，得：,D=2J=22P-V加（4）液压缸

6、输出力为:d2p%4-2一台定量液压泵给一台定量液压马达供压，泵输出压力pp排量Vp转速心,、机械效率叩、容积效率vp,马达排量Vh,机械效率容积效率泵出口和马达进口间管道压力损失Ap,其他损失不计,试求：（1）泵的输出功率Pop;（2）泵的驱动功率PiP；（3）马达输出转速小、转矩Tmp习题4-2图和功率Pom。解：（1）泵输出的功率为压力能，其值等于出口压力与实际流量之积。即,=Pp0p/p=PpVpp/p;（2）泵输入的功率为机械能，其值等于输出功率与总效率之比。即，E=C=%p（3）马达的转速等于马达实际流量与马达排量之比，即，=4L=WL,（4）马达输出功率等于输入功率与总效率之积，

7、即，Em=8=（Pp-5）Vpnpp,%（5）马达转矩等于输出功率与角速度之比，即,Em=(Pp-5)Vm/m2兀M4-3如图所示，三种结构形式的液压缸.活塞和活塞杆直行分别为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。习题图4-3解：(1)图(a)活塞杆固定，缸体向左运动：F=p-(d2-d2),v=4v7r(D2-d2)(2)图(b)活塞杆固定，缸体向右差动：F=p-d29口=其；4d2(3)图(c)柱塞杆固定，缸体向右运动：F=p-d2,u=%。4d1第5章5-7如图所示油路中各溢流阀的调定压力分别是pA=5MPa,pF4MPa,pc=2MPa0

8、在外负荷趋于无限大时，图(a)、图(b)油路的供油压力各为多大？习题图5-7解:(a)对于先导式溢流阀，其进口处的压力值为先导阀开启压力与遥控压力二者中较小者，即p=min(p先,“J,由于A、B、C三个先导式溢流阀后者接在前一个的遥控管路上，所以，P=min(pzl,paJ=min(/74,min(pfi,p5C)=min(pa,min(Pb,min(Pc,8)=min(p.,pB,pc)=2MPa(b)直动式溢流阀进口处的压力等于弹簧调定压力与出口处压力之和，即，进=弹+p出由于A、B、C三个直动式溢流阀串联，所以，P=Pa+a。=+b+Pb。=Pa+Pb+Pc+Pc。由于C阀出口通油箱，

9、所以，Pco=0最后可得：P=Pa+Pb+Pc=HMPa5-8三个溢流阀的调整压力如图所示。试问泵的供油压力有几级?数值各为多少?解：本题调压原理：电磁阀断电时（-）时，电磁阀将油路接通，所对应的溢流阀不工作;电磁阀通电时（+）时，电磁阀将油路断开，所对应的溢流阀起调压作用。A、B、C溢流阀对应的三个电磁阀通电（+）、断电时（-）时，泵对应的出口压力值如下表所示:A+B+C+一+P1268206410所以,油泵的压力有七级,数值各为OMpa、2Mpa4Mpa6Mpa8Mpa10Mpa12Mpao第7章7-1如图所示的回油节流调速回路，溢流阀调定压力为2.5MPa,系统工作时该阀有油溢；活塞有效

10、工作面积A=001m2,不计压力损失。（1）当背压P2分别等于0.5、2.5、3MPa时，负载F分别为多少？（2）若节流阀开口不变，则以上三种情况下，活塞的运动速度怎样变化。解：（1）系统工作时溢流阀溢流，说明油泵出口压力为溢流阀开启压力，即pB=2.5Mpa；负载力表达式为尸=（P2）A=（L2）A当P2=05MPa时，F=20000N,活塞左移，V=p；当P2=2.5MPa时，F=ON,活塞停止运动，V=0；当P2=3MPa时，F=-5000N,活塞右移，u二二jpf；（2）由活塞运动速度表达式可知，若节流阀开度不变，则以上三种情况下，活塞的运动速度随负载的增大而增大，负载方向变化时，活塞运动速度方向随之改变。