液压传动-东南大学-习题解答1-7章Word文档下载推荐.doc
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(1)MPa
(3)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和,,两缸承受负载和,且,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,。
压力由负载决定。
串联时:
速度由泵的流量决定:
前缸,后缸
压力由负载决定:
后缸,前缸
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?
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mm、长mm的液压油,体积膨胀系数,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℃上到℃,求活塞位移。
答:
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?
气体体积弹性模量:
一般取值
2-3某液压液在大气压下的体积是,当压力升高后,其体积减少到,取液压液的体积模最为,.试求压力升高值。
根据体积压缩系数公式
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。
机内的压力由手轮丝杠和活塞产生。
活塞直径,丝杠螺距。
当压力为时,机内油液体积,试求为在压力计内形成20MPa的压力。
手轮要摇多少转?
先求,由液体压缩率
(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,活塞直径d=119.6mm,,活塞长度L=140mm,若油的动力粘度。
活塞回程要求的稳定速度为,试求不计油液压力时拉回活塞所需的力F。
内摩擦力
2-6一滑动轴承由外径d=98mm的轴和内径,长度的轴套所组成,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。
A=
答案0.4NM
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,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。
内摩擦力,
在半径r处的力为
2-8动力钻度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:
,。
内摩擦力
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,
W
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。
,
。
4-2液压泵的额定流量为100L/min,液压泵的额定压力为2.5MPa,当转速为1450r/min时,机械效率为=0.9。
由实验测得,当液压泵的出口压力为零时,流量为106L/min;
压力为2.5MPa时,流量为100.7L/min,试求:
(1)液压泵的容积效率是多少?
(2)如果液压泵的转速下降到500r/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?
(1)实际除以理论:
(2)34.7L/min
(3)在第一种情况下:
在第二种情况下:
液压泵的容积效率为0.95,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4.9´
103W,在第二种情况下的驱动功率为1.69´
103W。
4-3设液压泵转速为950r/min,排量,在额定压力29.5MPa和同样转速下,测得的实际流量为150L/min,额定工况下的总效率为0.87,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。
理论流量
=2660ml/s
容积效率
机械效率
泵在额定工况下的所需驱动功率:
驱动泵的转矩:
0.85KN
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,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?
保证吸压油腔不连通,减少困油
4.6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0.7,如机床在工作进给时泵的压力和流量分别为4.5MPa和在快速移动时.泵的压力和流量为2.0MPa和,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
工进
快进
最大功率
最大:
1.5KkW
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1MPa;
工作进给时大流量泵卸荷(卸荷压力为0.3MPa)(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4.5MPa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?
快进时:
工进时
4-8某液压马达的进油压力为10MPa,排量,总效率为0.75,机械效率为0.9,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少?
几何转矩:
马达输入流量
输出功率:
输入功率
4-9一液压马达,要求输出转矩为52.5N·
m,转速为30r/min,马达排量为105mL/r,马达的机械效率和容积效率均为0.9,出口压力p2=0.2MPa;
,试求马达所需的流量和压力各为多少?
输入流量
输入压力
所以输入3.69MPa。
4-10单叶片摆动液压马达,叶片底端和顶端的半径分别为R1=50mm和R2=120mm,叶片宽度为b=40mm,回油压力P2=0.2MPa,摆动马达的机械效率0.9,若负载转矩为1000Nm,试求摆动马达的输入油液压力p1是多少?
解
4.67+0.2=4.87MPa
4-11双叶片摆动液压马达的输人压力P1=4MPa,q=25L/min,回油压力p2=0.2MPa,叶片的底端半径R1=60mm,顶端半径R2=110mm,摆动马达的容积效率和机械效率均为0.9,若马达输出轴转速n=13.55r/min,试求摆动马达叶片宽度b和输出转矩T。
双叶片:
第五章思考题和习题解
5-1如图5-23所示三种结构形式的液压缸,活塞和活塞杆直径分别为D,d,如进人液压缸的流量为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。
(提示:
注意运动件及其运动方向)
a)力缸体向左
b)差动连接:
力缸体向右
c)力缸体向右
5-2如图5-24所示一与工作台相连的柱塞液压缸,工作台质量为980kg,缸筒与柱塞间摩擦阻力F=1960N,D=100mm,d=70mm,do=30mm,试求:
工作台在0.2s时间内从静止加速到最大稳定速度v=7m/min时,液压泵的供油压力和流量各为多少?
加速度
P=3.15
压力3193684.21052632
不考虑加速度,在稳定时:
为3.05732484076433MPa
流量
5-3如图5-25所示两个单柱塞缸,缸内径为D,柱塞直径为d0,其中一个柱塞缸的缸固定,柱塞克服负载而移动;
另一个柱塞固定,缸筒克服负载而运动。
如果在这两个柱塞缸中输入同样流量和压力的油液,试问它们产生的速度和推力是否相等?
为什么?
1;
柱塞移动:
力
2;
缸体移动:
力
作用力与反作用力相对运动
5-4如图5-26所示两个结构和尺寸均相同相互串联的液压缸,无杆腔面积,有杆腔面积,输入油压力P1=0.9MPa,输人流量q1=12L/min。
不计损失和泄漏,试求:
1)两缸承受相同负载时(),负载和速度各为多少?
2)缸I不受负戟时(),缸2能承受多少负载?
3)缸2不受负载时(),缸1能承受多少负载?
1)
2)p2=1.125
3)
答速度相同
5-5液压缸如图5-27所示,输入压力为P1,活塞直径为D,柱塞直径为d,试求输出压力P2为多大?
5-6一单杆活塞缸快进时采用差动连接,快退时油液输人缸的有杆腔,设缸快进、快退的速度均为0.1m/s,工进时杆受压,推力为25000N。
已知输入流量q=25L/min,背压p2=0.2MPa,试求:
I)缸和活塞杆直径D,d
2)缸简壁厚,缸筒材料为45钢。
3)如活塞杆铰接,缸筒固定,安装长度为1.5m,校核活塞杆的纵向稳定性。
1,快进差动连接:
得d=73mm
快退进入有杆腔:
得D=105103mm
工进时:
P1=2.89+0.2MPa
2)缸筒的壁厚:
假设,
验证,实际满足
3)杆校核:
查表得,,
5-7液压缸如图5-28所示,缸径D=63mm,活塞杆径d=28mm,采用节流口可调式缓冲装置,环形缓冲腔小径dc=35min,试求缓冲行程1c=25mm,运动部件质量m=2000㎏,运动速度
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