机械工程测试基础习题答案.docx
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机械工程测试基础习题答案
1.根据牛顿内摩擦定律,求动力粘度•的量纲?
写出运动粘度:
与动力粘度J的关系式,并推导运动粘度:
的量纲?
2.20C时水的动力粘度1.008x10—3Pas,密度1000kg/m3,求在该温度下水的运动粘度:
,20C时机械油的运动粘度:
=20cst,密度—900kg/m3,求在该温度下机械油的运动粘度(1.008X10—6m2/s,18x10—3Pas)
3.图示液压缸直径D=12cm,活塞直径d=11.96cm,活塞长L=14cm,间
隙中充以J=0.065Pas的油液,若施于活塞上的力F=8.44N,是求活塞的移动
速度V=?
(0.494m/s)
题3题4
4.图示压力表校正器内充满油液,其体积压缩系数亠5X10—10m2/N,由拧入油缸内密封良好的活塞来造成所需的压力。
已知活塞直径d=10mm,丝杠螺距t=2mm,当压力为1X10*Pa时校正器内油液体积为200cm3,问要使校正器的校正压力达到200X105Pa时,手轮需转多少圈?
(12.7)
5.有一上端封闭、下端开口且插入油中的玻璃管,如图所示。
若抽去管中部分空气,使管中油面上升到高于管外油面h=1m处。
设油的密度'二900kg/m3,管外大气压力pa=101325Pa试求管中油面上B点的压力。
(92496Pa)
6.如图所示,已知容器A中的液体的密度=900kg/m3,容器B中液体的
、.、3
密度「b=1200kg/m,Za=200mm,Zb=180mm,h=60mm,U形计中测压介质
为水银,试求A、B之间的压差。
(8350Pa)
B
J
1
h
d
题5题6
7.图示各盛水圆筒,作用于活塞上的力F均为3000N。
若:
d=1m,h=1m,
3-
p=1000kg/m,试求圆筒底部所受的压力及总压力。
(13632Pa10701N;25097Pa,19701N;13632Pa10701N)
9.图示管道中液体流速高达一定值后,能否将槽中液体吸入管道?
若细管
处的断面面积A1=3.2cm2,出口处管道断面面积A2=12.8cm2,h=1m,不计液体
流动时的能量损失,试求开始能够抽吸液体时的管中流量?
(87.78l/min)
题10
10.图示变截面管道,已知细管中的流态为层流,试证明粗管中的流态也一定是层流。
12.液压油在内径为20mm的圆管中流动,设临界雷诺数为2000,油的运动粘度为3X10—5m2/s,试求当流量大于每分钟多少升时,油的流动成为紊流?
(56.5l/min)
13.粘度为40X10—5m2/s的油液通过水平管道,油液密度'=900kg/m3,若管道内径为10mm,管长为5m,进口压力为40X105Pa,问当流速为3m/s时出
5
口压力为多少?
(38X10Pa)
14.
如图所示,液压泵从油箱吸油,吸油管直径d=6cm,流量Q=150l/min,液压泵入口处的真空度为0.2X105Pa,油液的运动粘度=30X10—5m2/s,,=900kg/m3,弯头处的局部阻力系数弯=0.2,管道入口处的局部阻力系数入=0.5,沿程损失忽略不计,试求吸油高度。
(2.16m)
题14
15.某液压泵输出油压p=200x105Pa,液压泵转速n=1450r/min,排量q=100cm3/r,已知该泵容积效率v=0.95,总效率=0.9,试求:
1)该泵输出的液压功率(54.9kW)
2)驱动该泵的电机功率(51kW)
21.如图所示差动联接液压缸。
已知进油流量Q=30l/min,进油压力p=40x105Pa,要求活塞往复运动速度相等,且速度均为v=6m/min,试计算此液压缸筒内径D和活塞杆直径d,并求输出推力F。
(113mm,80mm,20x103n)
题21
22.有一单杆液压缸,已知缸筒内径D=125mm,活塞杆直径d=90mm,进油流量Q=401/min,进油压力P1=25x105Pa,回油压力p2=0,试求:
1)当压力油从无杆腔进入且有杆腔的油直接回油箱时,活塞的运动速度V1,输出推力
F1;2)当压力油从有杆腔进入且无杆腔的油直接回油箱时,活塞的运动速度V2,
输出推力F2;3)当差动连接时,活塞的运动速度V3和输出推力F3。
(3.26m/min,30664N;6.78m/min,14768N;6.29m/min,15896N)
23.如图示,两液压缸尺寸相同,已知缸筒直径D=100mm,活塞杆直径d=70mm,现两缸串联联接,设进油流量Q=25l/min,进油压力p=50X105Pa,两缸上负载F相同,试求两活塞运动速度vi、V2及负载F。
(3.19m/min,1.62m/min,
P\5
运动速度。
(于
QAi
pAi,
Ai
24.图示增压缸,已知活塞直径D=60mm,活塞杆直径d=20mm,输入压力pi=50x105Pa,求输出压力pi。
(450x105Pa)
题24图
25.如图示。
图a)中小液压缸(面积Ai)回油腔的油液进入大液压缸(面积(A3)。
而图b)中,两活塞用机械刚性联接,油路联接和图a)相似。
当供油量Q、供油压力p均相同时,试分别计算图a)和图b)中大活塞杆上的推力和
27.
L±JL±J
b)
题25
26.图示系统,各溢流阀单独使用时的调整压
力分别为:
555
pyi=40x10Pa,py2=30x10Pa,py3=20x10Pa,
问当系统的外负载趋于无穷大时,油泵的出口压力
为多少?
(90x105Pa)
题26
图示系统,已知各溢流阀使用时的
调整压力分别为:
Py1=70x105Pa,Py2=50X
555
10Pa,py3=30X10Pa,py4=10x10Pa,问当
系统的外负载趋于无穷大时,在电磁铁1DT
通电或断电的情况下,油泵的出口压力各为多少?
(50x105Pa,120X105Pa)
题27
28.如图示,液压缸A和B并联,若液压缸A先动作,且速度可调。
当A缸活塞运动到终点后,B缸活塞才动作。
试问图示回路能否实现要求的顺序动作,为什么?
29.
o
题28题29
图示油压机回路中,滑块和活塞的总重G=2.5X104N,活塞直径
5
D=200mm,活塞杆直径d=50mm,顺序阀的调整压力po=30X10Pa,试问在图示位置时,滑块会不会因自重而下滑?
滑块空程向下运动时,压力表的读数为多少(不计摩擦损失)?
(20.2X105Pa)
30.如图示,两个减压阀串联,已知减压阀的调整值分别为:
Pji=35X
105Pa,Pj2=20X105Pa,溢流阀的调整值Py=45X105Pa,活塞运动时,负载力F=1200N,活塞面积A=15cm2,减压阀全开时的局部损失及管路损失不计。
试确定:
1)活塞在运动时和达到终端位置时,
(运动时:
Pa=Pb=Pc=-=8X105Pa,终点:
Pc=20X105Pa,Pb=45X105Pa,A
5
Pa=35X105Pa)
2)若负载力增加到F=4200N,所有阀的调整值仍为原来数值,这时A、B、
F55
C各点的压力为多少?
(PJ2V—=28X10Pa推不动活塞,Pc=20X10Pa,PbA
55
=45X105PaPa=35X105Pa)
31.图示液压系统,液压缸的
有效面积Ai=A=100cm,缸I负载F=35000N,缸U运动时负载为零。
不计摩擦阻力、惯性力和管路损失。
溢流阀、顺序阀和减压阀的
调整压力分别为40X105Pa、30
55
X10Pa和20X10Pa。
求在下列三种工况下A、B、C三点的压力。
1)液压泵启动后,两换向阀处于中位;(40X105Pa,40X
55
10Pa,20X10Pa)
2)1DT通电,液压缸I活塞运动时及活塞运动到终端后;
(缸运动时:
Pa=Pb=3MPa,
Pc=2MPa;终点时:
Pa=Pb=4MPa,
Pc=2MPa)
3)1DT通电,2DT通电,液压缸
I活塞运动时及活塞碰到固定挡块
时。
(运动时:
Pa=Pb=Pc=0碰挡
块时:
Pa=Pb=4MPa,Pc=2MPa)
题31
—►-
2w
题32
32.如图示,两个减压阀并联,已知减压阀的调整压力分别为:
555—
Pji=20X10Pa,Pj2=35X10Pa,溢流阀的调整压力Py=45X10Pa,活塞运动时,负载力F=1200N,活塞面积A=15cm2,减压阀全开时的局部损失及管路损失不计。
试确定:
1)活塞在运动时和达到终点端位置时,A、B、C各点的压力为多少?
(运
动时:
Pa=Pb=Pc=Pl=F=8X105Pa;终点时:
Pa=Pc=35X105Pa,Pb=45XA
5
10Pa)
2)若负载力增加到F=4200N,所有阀的调整值仍为原来数值,这时A、B、
一5
C各点的压力为多少?
(运动时:
Pa=Pb=Pc=28X10Pa;终点时:
Pa=Pc=35X105Pa,Pb=45X105Pa)
33.图示回路中,已知液压缸内径
D=100mm,活塞杆直径d=70mm,负载F=
25000N。
试求:
1)为使节流阀前、后压差为
3X105Pa,溢流阀的调整压力应为多少?
2)溢流阀调定后,若负载降为15000N时,节流阀前、后压差
为多少?
芯Y
—F
为50cm3/min时,该回路的最低
Y
稳定速度为多少?
J7
+
1
-
II
1
1
4)当负载F突然降为0时,
d二J
液压缸有杆腔压力为多少?
5)若把节流阀装在进油路上,
i
3)当节流阀的最小稳定流量
LU
题33
(33.3X105Pa,27.8X105Pa,1.25cm/min,65.3
液压缸为有杆腔接油箱,当节流阀的最小稳定流量仍为50cm3/min时,回路的最低稳定速度为多少?
X105Pa,0.64cm/min)
34.图示旁路节流调速回路,
已知液压缸无杆腔面积A1=100cm2,有杆腔面
Q、,C
积A=50cm,溢流阀调整压力py=30x10Pa,泵输出流量Qp=10l/min,通过节流阀流量Q二Ca,2p,其中C=0.67,=0.01cm2,=900kg/m3,不计管路损失,试求:
1)负载F=2500N时,液压缸活塞运动速度、泵的工作压力及回路效率各
为多少?
2)负载F=9000N时,液压缸活塞运动速度、泵的工作压力及回路效率各
为多少?
5
(90.5cm/min,2.5X105Pa,0.9;82.1cm/min,9x10Pa,0.82)
.,2
35.图示进油路节流调速回路,已知液压缸有效面积A1=2A2=50cm,泵的输出流量Qp=10l/min,溢流阀调整压力py=24x105Pa,通过节流阀流量
Q=Ca.2p,其中C=0.62,=0.02cm2,'=900kg/m3,不计管路损失,
试分别计算F=10000N,5500N,0,三种负载情况时,液压缸的运动速度和速度刚度。
(0.74cm/s,5405N■s/cm;1.33cm/s,9744N■s/cm;1.81cm/s,13260N■s/cm)
36.
图示液压系统,液压泵流量Qp=25
l/min,负载F=40000N,溢流阀调整压力py
5
=54X10Pa,液压缸两腔有效面积分别为Ai=80cm2,A2=40cm2,液压缸工进速度v=18cm/min,不计管路损失和液压缸摩擦损失,试求:
1)工进时液压系统效率;
2)负载F=0时,活塞运动速度和回
油腔压力。
(0.053;66cm/min,108X105P)
题36
37.由定量泵和变量液压马达组成的容积调速回路,已知泵的排量为50cm3/r,泵的转速为1000r/min,液压马达排
o
o
题38
8.33kW)
量的变化范围为1.25〜50cm3/r,安全阀的调定压力py=100X105Pa。
设泵和马达的容积效率和机械效率都是100%。
试求:
1)马达的最高、最低转速;
2)在最高和最低转速下,马达能输出的最大扭矩;
3)马达在最高和最低转速下能输出的最大功率。
(4000r/min,1000r/min,19.9Nm,79.6Nm,
38.图示变量泵定量马达系统,已知液压马达的排量qm=120cm3/r,油
泵排量为qp=10〜50cm3/r,转速n=1200r/min,安全阀的调定压力py=100X105Pa。
设泵和马达的容积效率和机械效率均为100%,试求:
马达的最大输出转
矩Mmax和最大输出功率Nmax及调速范围。
(191Nm,10kW,100〜500r/mi
39.图示油压机系统,其工作循环为快速下降一压制一快速退回一原位停止。
已知:
1液压缸无杆腔面积Ai=100cm2,有杆腔有效工作面积A2=50cm2,移动部件自重G=5000N;2)快速下降时的外负载F=10000N,速度vi=6m/min;3)压制时的外负载F=50000N,速度V2=0.2m/min;4)快速回程时的外负载F=10000N,速度V3=12m/min。
管路压力损失、泄漏损失、液压缸的密封摩擦力以及惯性力等均忽略不计。
试求:
1)液压泵1和2的最大工作压力及流量。
2)阀3、4、6各起什么作用?
它们的调整压力各为多少?
(50x105Pa,30x105Pa,2l/min,58l/min;50x105Pa,30x105Pa,10X
5
10Pa)
丄
题39题40
40.图示液压系统中,液压缸直径D=70mm,活塞杆件直径d=45mm,工作负载P=16000N,液压缸的效率m=0.95,不计惯性力和导轨摩擦力。
快速运动时速度V1=7m/min,工作进给速度V2=53mm/min,系统总的压力损失折合到进油路上为二巾=5X104p&试求:
1)该系统实现快进一工进一快退一原位停止的工作循环时电磁铁、行程阀、
压力继电器的动作顺序表
2)计算并选择系统所需元件,并在图上标明各元件型号。
41.某厂拟自制一台单缸传动的液压机,要求液压系统满足下列要求:
1)必须完成的工作循环是:
低压下行T高压下行一保压一高压回程一低压回程一上限停止。
2)主要参数
最大压制力5X105N
最大回程力12X103N
低压下行速度25mm/s
高压下行速度1mm/s
低压回程速度25mm/s
高压回程速度2.5mm/s
3)自动化程度为行程半自动。
试确定:
1)液压缸内径D及活塞杆直径d;
2)该液压机的液压系统图
3)液压泵的电机规格型号。
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