液压与气动传动课后答案

液压与气动传动课后答案【篇一：液压与气压传动 课后题答案】1.1 液体传动有哪两种形式？它们的重要区别是什么？ 答：用液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式被称之为液体传动。按照其工作原理的不同，液体传动又可分为液压传动和液力传动，其中液压传动是运用在密封容器内液体的压力能来传递动力的；而液力传动则的运用液体的动能来传递动力的。 1.2 什么叫液压传动？液压传动所用的工作介质是什么？ 答：运用液体的压力能来传递动力的的传动方式被称之为液压传动。液压传动所用的工作介质是液体。 1.3 液压传动系统由哪几部分构成？各构成部分的作用是什么？ 答：（1）动力装置：动力装置是指能将原动机的机械能转换成为液压能的装置，它是液压系统的动力源。 （2）控制调节装置：其作用是用来控制和调节工作介质的流动方向、压力和流量，以保证执行元件和工作机构的工作规定。 （3）执行装置：是将液压能转换为机械能的装置，其作用是在工作介质的推动下输出力和速度（或转矩和转速），输出一定的功率以驱动工作机构做功。 （4）辅助装置：除以上装置外的其他元器件都被称为辅助装置，如油箱、过滤器、蓄能器、冷却器、管件、管接头以及多种信号转换器等。它们是某些对完毕主运动起辅助作用的元件，在系统中是必不可少的，对保证系统正常工作有着重要的作用。 （5）工作介质：工作介质指传动液体，在液压系统中一般使用液压油液作为工作介质。 1.4 液压传动的重要优缺陷是什么？ 答：长处：（1）与电动机相比，在同等体积下，液压装置能产生出更大的动力，也就是说，在同等功率下，液压装置的体积小、重量轻、构造紧凑，即：它具有大的功率密度或力密度，力密度在这里指工作压力。 （2）液压传动容易做到对速度的无级调节，并且调速范畴大，并且对速度的调节还可以在工作过程中进行。 （3）液压传动工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向。 （4）液压传动易于实现过载保护，能实现自润滑，使用寿命长。 （5）液压传动易于实现自动化，可以很以便地对液体的流动方向、压力和流量进行调节和控制，并能很容易地和电气、电子控制或气压传动控制结合起来，实现复杂的运动和操作。 （6）液压元件易于实现系列化、原则化和通用化，便于设计、制造和推广使用。 答：缺陷：（1）由于液压传动中的泄漏和液体的可压缩性使这种传动无法保证严格的传动比。 （2）液压传动中有较多的能量损失（泄漏损失、摩擦损失等），因此，传动效率相对低。 （3）液压传动对油温的变化比较敏感，不适宜在较高或较低的温度下工作。（4）液压传动在浮现故障时不易找出因素。 1.5 如题1.5图所示的液压千斤 顶，小柱塞直径d = 10 mm，行 程s1 = 25 mm，大柱塞直径d = 50 mm，重物产生的力f2= 50 000 n，手压杠杆比l：l = 500： 25，试求：（1）此时密封容积中 的液体压力p是多少？（2）杠杆 端施加力f1为多少时，才干举起 重物？（3）在不计泄漏的状况 下，杠杆上下动作一次，重物的 上升高度s2是多少？ 解：（1）p?f250000?25.46?106pa = 25.46 mpa a2?(50?10?3)2 4 （2）f?pa1?25.46?106? 4?(10?10?3)2? n f1?f （3）s2?s1l25?100 n l500a1d10?s1()2?25?()2?1 mm a2d50 答：密封容积中的液体压力p= 25.46 mpa，杠杆端施加力f1 =100 n，重物的上升高度s2=1 mm。1.6 液压油液的粘度有几种表达措施？它们各用什么符号表达？它们又各用什么单位？ ff答：（1）动力粘度? ：动力粘度又称为绝对粘度，由式：?拟定。液体动力duady 粘度的物理意义是：液体在单位速度梯度下流动或有流动趋势时，相接触的液层间单位面积上产生的内摩擦力。动力粘度的法定计量单位为pa?s （n?s/m2）。 （2）运动粘度? ：液体的动力粘度与其密度的比值被称为液体的运动粘度，即： ? ? 液体的运动粘度没有明确的物理意义，但它在工程实际中常常用到。由于它的单位只有长度和时间的量纲，类似于运动学的量，因此被称为运动粘度。它的法定计量单位为m2/s，常用的单位为mm2/s。 （3）相对粘度：相对粘度又称为条件粘度，它是采用特定的粘度计在规定的条件下测量出来的粘度。用相对粘度计测量出它的相对粘度后，再根据相应的关系式换算出运动粘度或动力粘度，以便于使用。国内采用恩氏度?e。相对粘度无量纲。 1.7 国家新原则规定的液压油液牌号是在多少温度下的哪种粘度的平均值？ 答：国内液压油的牌号是用它在温度为40时的运动粘度平均值来表达的。例如32号液压油，就是指这种油在40时的运动粘度平均值为32 mm2/s。 解：根据体积压缩系数公式： ?3/mpa，压力在1 mpa时的容积为2 l。求在压力升高到10 mpa时液压油的容积为多少？ ? 可得： 1?v ?pv0 ?v?v?p?1.5?10?9?2?9?106?0.027l 则：压缩后油的容积为vt = 2 ? 0.027 = 1.973 l 答：压缩后油的容积为1.973 l 1.9 某液压油的运动粘度为68mm2/s，密度为900kg/m3，求其动力粘度和恩氏粘度各是多少？ 解：动力粘度：?68?900?10?6?6.12?10?2 pa?s 恩氏粘度：由恩氏粘度与运动粘度间的换算关系式： 6.31?68?7.31?e? ?e? 得：恩氏粘度：?e=9.4 答：动力粘度?6.12?10 pa?s，恩氏粘度?e=9.4。 1.10 20时200 ml蒸馏水从恩氏粘度计中流尽的时间为51 s，如果200 ml的某液压油?2在40时从恩氏粘度计中流尽的时间为232 s，已知该液压油的密度为900 kg/m3，求该液压油在40时的恩氏粘度、运动粘度和动力粘度各是多少？ 解：恩氏粘度：?e ? 运动粘度： ?6?6?62?7.31?e?10?7.31?4.55?10?31.87?10m/s ?e?4.55? 动力粘度：?31.87?10?6?900?2.87?10?2 pa?s ?6答：恩氏粘度?e=4.55，运动粘度：?31.87?10 m2/s，动力粘度?2.87?10?2 t2232?4.55 t151?6.31?6.31? pa?s。 1.11 液压油的选用应考虑几种方面？ 答：对液压油液的选用，一方面应根据液压传动系统的工作环境和工作条件来选择合适的液压油液类型，然后再选择液压油液的粘度。 1.12 液压传动的介质污染因素重要来自哪几种方面？应当如何控制介质的污染？ 答：液压油液被污染的因素是很复杂的，但大体上有如下几种方面： （1）残留物的污染：这重要指液压元件以及管道、油箱在制造、储存、运送、安装、维修过程中，带入的砂粒、铁屑、磨料、焊渣、锈片、棉纱和灰尘等，虽然通过清洗，但未清洗干净而残留下来的残留物所导致的液压油液污染。 （2）侵入物的污染：液压传动装置工作环境中的污染物，例如空气、尘埃、水滴等通过一切也许的侵入点，如外露的活塞杆、油箱的通气孔和注油孔等侵入系统所导致的液压油液污染。 （3）生成物的污染：这重要指液压传动系统在工作过程中所产生的金属微粒、密封材料磨损颗粒、涂料剥离片、水分、气泡及油液变质后的胶状物等所导致的液压油液污染。 控制污染的措施重要有： （1）减少外来的污染：液压传动系统在装配前后必须严格清洗。构成液压系统的管件，用机械的措施除去残渣和表面氧化物，然后进行酸洗。液压传动系统在组装后要进行全面清洗，最佳用系统工作时使用的油液清洗，特别是液压伺服系统最佳要通过几次清洗来保证清洁。油箱要加空气滤清器，给油箱加油要用滤油机，对外露件应装防尘密封，并常常检查，定期更换。液压传动系统的维修，液压元件的更换、拆卸应在无尘区进行。 （2）滤除系统产生的杂质：应在系统的相应部位安装合适精度的过滤器，并且要定期检查、清洗或更换滤芯。 （3）控制液压油液的工作温度：液压油液的工作温度过高会加速其氧化变质，产生多种生成物，缩短它的有效期限。因此要限制油液的最高使用温度。 （4）定期检查更换液压油液：应根据液压设备使用阐明书的规定和维护保养规程的有关规定，定期检查更换液压油液。更换液压油液时要清洗油箱，冲洗系统管道及液压元件。第2章思考题和习题解 2.1 什么叫压力？压力有哪几种表达措施？液压系统的压力与外界负载有什么关系？ 答：液体在单位面积上所受的内法线方向的法向应力称为压力。压力有绝对压力和相对压力，绝对压力是以绝对真空为基准来度量的，而相对压力是以大气压为基准来进行度量的。 由公式p?f可知液压系统中的压力是由外界负载决定的。 a 若不计液压油自重及活塞或缸体重量，试求图示两种状况下液压缸内的液体压力是多少？ 题2.2图 解：两种状况下柱塞有效作用面积相等，即：a?d2 4 4?5?1044f?则其压力：p?d2?100?10?32=6.37 mpa 答：在这两种状况下液体压力均等于6.37 mpa。 2.3 如题2.3图所示的连通器内装两种液体，其中已知水的密度?1= 1000 kg/m，h1= 60 cm，h2= 75 cm，试求另一种液体的密度 ?2是多少？ 3【篇二：液压与气压传动(第二版)课后习题答案】压油在大气压下的体积是50?10?3m3，当压力升高后，其体积减少到 49.9?10?3m3，取油压的体积模量为k?700.0mpa，求压力升高值。 解： ?v?v?v0?49.9?10?3?50?10?3?1?10?4m3 k?v700?106?1?10?4 ?p?1.4mpa ?3 v050?10 1- 3图示为一粘度计，若d=100mm，d=98mm,l=200mm,外筒转速n=8r/s时，测得转矩t=40n?cm,试求其油液的动力粘度。 解：外筒内壁液体粘度： u p ?n?d?8?3.14?0.1?2.512m/s f f? 2t2t2?40?10?2 ?2?2?4?104n/m2adad?l0.1?3.14?0.2d? ?dy?d? dy ? d/2 d/2 dy?d? ?0 ?d/2?d/2?4?104?0.05?0.049?0.051pa?s ?02.512 1-4图示一液压缸，其缸筒内径d12厘米，活塞直径d11.96厘米，活塞长 度l14厘米，若油的粘度?0.065pa.s，活塞回程规定的稳定速度为v=0.5m/s，试求不计油液压力时拉回活塞所需的力f等于多少？ 解： f力受到液体粘性的影响，根据液体的粘性有 又du /dy=v/h=v/(d-d)/2 因此 1-5 如图所示，一具有一定真空不度的容器用一根管子倒置一液面与大气相通的水槽中，液体与大气相通的水槽中，液体在管中上升的高度h=1m,设液体的密度 为?1000kg/m3，试求容器内真空度。 解：取水槽液面为基面。列出静力学基本方程： pp ?h?a ?g?g 则真空度为： pa?p?gh?1000?9.8?1?9.8?103pa 1-7液压缸直径d=150mm，柱塞直径d=100mm，液压缸中布满油液。如果柱塞上作用着f=50000n的 力，不计油液的重量，求图示的两种状况下液压缸中压力分别等于多少？ 解 : p缸?p0?gh?p0图a中p缸?paa?图b中p缸?pbb? f4f?6.3mpa 2aa?d f4f?6.3mpab?d2 解：此为静压力问题，可列出静压力平衡方程解决： 水银 g h + pb 水银 由于76厘米高水银柱为p0 1-9 如图所示，已知水深h=10m,截面a1?0.02m2,a2?0.04m2，求孔子的出流流 量以及点处的表压力（取?1，不计损失） 解：取面为基面，据图示两截面列出的能量方程： p1v12p2v22 ? ?g2g?g2g 由于截面与大气接触，则p1?pa p2?pa? hg 且有持续方程：v1a1?v2a2? q ?q? ? 0.326m3/s 则处的表压力即 p?p2?pa?gh?1?103?10?10?0.1mpa 1-11有一液压缸，流量为25l/min，吸油管直径25mm，泵的吸油口比油箱液面 高出400mm。如只考虑吸油管中的沿程压力损失，油液的运动粘度为 30?10?6m2/s，油液的密度为900kg/m3，问泵的吸油腔处的真空度为多少？ 解：如图，对1-1截面和2-2截面建立实际能量方程：p1v12p2v22 ?h?其中（p1?pa,p2?pa?gh)?g2g?g2g又v1a1?v2a2?q故 v1?q/a1,v2?q/a2?q? ? ?0.326m3/s ?p2?gh?103?10?10?105?0.1mpa1-12泵从一种大的油池中抽吸油液，流量为q150l/min,油液的运动粘度?=34 解：以油池液面为基准，定为11截面，泵吸油处为22截面泵吸油口液体流速： 1-13 图示水平放置的固定导板，将直径d=0.1m,而速度为20m/s的射流转过 90度角，求导板作用于液体的合力大小和方向（?1000kg/m3） 解：设导板对射流的作用力为f，由动量方程得： f?g(v2?v1) 其中，v1,v2大小均为v，方向相差90度，由图示 v?1 方向与v1成135度. 2d f?1?v2?()2?1000?20?3.14?0.052?4440n2其方向与水平方向v1成135度 1-15有 一管径不等的串联管道，大管内径为20mm，小管内径为10mm,流过粘度 为30?10?3pa?s的液体，流量为q=20l/min，液体的密度?=900kg/m3,问液流在两流通截面上的平均流速及雷诺数。 解： 1?10?2 20?q大管径： 平均流速：v1?1.06m/s a1 ?(20?10?3)24 v1d11.06?20?10?3 雷诺数： re1?636 ?30?10?3/900 ?2 1?1020?q小管径： 平均流速：v2?4.24m/s a2 ?(10?10?3)24 v2d24.24?10?10?3 雷诺数：re2?1272 ?30?10?3/900 道内径d=10mm,l=5m,进口压力p14.0mpa, 问流速为3 m/s时，出口压力p2为多少？ 解：由于油在水平管道中流动，此管道为等径直管，因此产生沿程压力损失： =0.2025 mpa 1-17 试求如图所示两并联管的流量各为多少？已知总流量 q=25l/min,d1?50mm,d2?100mm,l1?30mm,l2?50mm,假设沿程压力损失系数?1?0.04,?2?0.03,则并联管路中的总压力损失等于多少？ 解：设两并联管中的流量是q1，q2，则有 q?q1?q2，【篇三：液压与气动课后作业】压油在大气压下的体积是50?10?3m3，当压力升高后，其体积减少到 49.9?10?3m3，取油压的体积模量为k?700.0mpa，求压力升高值。 解： ?v?v?v0?49.9?10?3?50?10?3?1?10?4m3 k?v700?106?1?10?4 ?1.4mpa?p?3 v050?10 3图示为一粘度计，若d=100mm，d=98mm,l=200mm,外筒转速n=8r/s时，测得转矩t=40n?cm,试求其油液的动力粘度。 解：外筒内壁液体粘度： u p ?n?d?8?3.14?0.1?2.512m/s f 2t2t2?40?10?2 ?2?4?104n/m2 2 adad?l0.1?3.14?0.2d? ? ?dy?d? dy ? ? d/2 d/2 dy?d? ?0 ?d/2?d/2?4?104?0.05?0.049?0.051pa?s ?02.5121-4图示一液压缸，其缸筒内径d12厘米，活塞直径d11.96厘米，活塞长度l14厘米，若油的粘度?0.065pa.s，活塞回程规定的稳定速度为v=0.5m/s，试求不计油液压力时拉回活塞所需的力f等于多少？ 解： f力受到液体粘性的影响，根据液体的粘性有 f=ff?a(du /dy)0.01)=8.54n1-5 如图所示，一具有一定真空不度的容器用一根管子倒置一液面与大气相通的水槽中，液体与大气相通的水槽中，液体在管中上升的高度h=1m,设液体的密度 为?1000kg/m3，试求容器内真空度。 解：取水槽液面为基面。列出静力学基本方程： pp ?h?a ?g?g 则真空度为： pa?p?gh?1000?9.8?1?9.8?103pa 1-7液压缸直径d=150mm，柱塞直径d=100mm，液压缸中布满油液。如果柱塞上作用着f=50000n的 力，不计油液的重量，求图示的两种状况下液压缸中压力分别等于多少？ 解 : p缸?p0?gh?p0图a中p缸?paa?图b中p缸?pbb? f4f ?6.3mpa aa?d2 f4f?6.3mpab?d2 解：此为静压力问题，可列出静压力平衡方程解决： 1-9 如图所示，已知水深h=10m,截面a1?0.02m2,a2?0.04m2，求孔子的出流流量以及点处的表压力（取?1，不计损失） 解：取面为基面，据图示两截面列出的能量方程： p1v12p2v22 ? ?g2g?g2g 5 由于截面与大气接触，则p1?pa p2?pa? ?gh且有持续方程：v1a1?v2a2? q ? ?0.326m3/s ?q? 则处的表压力即 p?p2?pa?gh?1?103?10?10?0.1mpa 1-11有一液压缸，流量为25l/min，吸油管直径25mm，泵的吸油口比油箱液面高出400mm。如只考虑吸油管中的沿程压力损失，油液的运动粘度为 30?10?6m2/s，油液的密度为900kg/m3，问泵的吸油腔处的真空度为多少？ 解：如图，对1-1截面和2-2截面建立实际能量方程：p1v12p2v22 ?h?其中（p1?pa,p2?pa?gh)?g2g?g2g又?v1a1?v2a2?q故v1?q/a1,v2?q/a2?q? ? 0.326m3/s ?p2?gh?103?10?10?105?0.1mpa