流体传动与控制课后作业答案.docx

1-1什么是流体传动？除传动介质外，它由哪几部份组成？各部份的主要作用是么？答：以流体为工作介质，在密闭容器中实现各种机械的能量转换、传递和自动控制的技术称为流体传动。动力元件一一将原动机的机械能转换为执行机构所需要的流体液压能。包括液压泵、空压机。执行元件一一将由动力元件输入的流体液压能转换为负载所需的新的机械能。包括液压气动缸和液压气动马达。控制元件一一对系统中流体的压力、流量或者流动方向进行控制或者调节。包括压力阀、流量阀和方向阀等。辅助元件一流体传动系统中的各种辅助装置。如油箱、过滤器、油雾器等。1-2液压系统中的压力取决于什么？执行元件的运动速度取决于什么？液压传动是通过液体静压力还是液体动压力实现传动的？答：液压系统中的压力取决于外负载的大小，与流量无关。执行元件的运动速度取决于流量Q,与压力无关。液压传动是通过液体静压力实现传动的。1-3用职能符号表示液压系统，可以简单明了地表示液压系统结构组成及其功能，且便于绘制1-4优点：体积小，质量轻，结构紧凑；工作较平稳；易于实现无极调速操作简单、安全、经济易实现过载保护设计、创造和使用较简便缺点：不能保证严格的传动比传动效率不高对温度较敏感创造精度要求高故障不易排查2-3液压油液的黏度有几种表示方法？它们各用什么符号表示？它们又各用什么单位?答：（1）动力黏度（绝对黏度）：用P表示，国际单位为：Pas（帕秒）；工程单位：P（泊）或者cP（厘泊）。（2）运动黏度：用V表示，法定单位为m2z,工程制的单位为St（池c%）,cSt（Sffe）o（3）相对黏度：中国、德国、前苏联等用恩氏黏度°E,美国采用赛氏黏度SSU,英国采用雷氏黏度R,单位均为秒。2-11解：由题意几D2v=q：v=4q几D2=0.094ms41111又Tq=L几D2vv=0.034ms4222q=L几(D2-d2)v=3.86x10m3s=23.16L7min14111q=LJL(D2-d2)v=3.74x10m3s=22.44L/min242222-13解：设吸油管入口处截面为1-1截面，泵入口处的截面为2-2截面列11、2-2截面处的伯努利方程：P+可叫pgh=P+月PyPgh+P12LI22Y2飞由UA = u A112VA »A 所以UVVU , 1212U可忽稍不计，且h忽稍不计1W, P=OU =0, h = 01，11；q 16O1O 人 4U=2 ET Jl(60W-3 )24=5659项mN = 0.943(ry/ )Re=%J)-9436O1(H166412想2300V0.34人104:该状态是层流状态，即=a2=2P=2人1O(P)u=0.943(rn/),h=H2a，/d/SP=飞上丫=0.5人90°人(°943)2=200.08(P)飞22a代入伯努利方程：.2人900人(0.943)2.0+0+0=21O4-_900A9.8AH+200.08/SH=2人104-2人90。人。943%_200吗215(m)S900A9.8:液压泵的吸油高度H为2.15m.s2-14解：当柱塞往下运动时，缸套中的油液可以看成是缝隙流动C几dh3J-Ldhwf日而q,Dd<:Q=I2“1却2O由题意h=2=Imm以柱塞为研究对象有FFF+PA=F+PA:ip=P-P=JOf1LlOA又F=A勺=几dl±fdyhMP=王刨VJLd2hd而Q=AV=几d2V4:几d2V=几jh3=及h3产血皿V412l2o12l儿d2hd204/3FV=-Jz(3J÷6+2)=0.32ms4×0.0013×403.14×78.4×10×0.07×0.022×(3×0.02+6×0.001+×0.0012)0.02：t=-1-=03125s0323-1要提高齿轮泵的压力须解决哪些关键问题？通常都采用哪些措施？答：要解决：1、径向液压力不平衡2、轴向泄漏问题为了减小径向不平衡力的影响，通常可采取：1）缩小压油腔尺寸的办法，压油腔的包角通常45。；2）将压油腔扩大到吸油腔侧，使在工作过程中惟独12个齿起到密封作用。利用对称区域的径向力平衡来减小径向力的大小；3）还可合理选择齿宽B和齿顶圆直径Deo高压泵可tB,tDe：中、低压泵B可大些,这样可以减小径向尺寸，使结构紧凑。4）液压平衡法：在过渡区开设两个平衡油槽，分别和高低压腔相同。这种结构可使作用在轴承上的力I,但容积效率（v）I齿轮泵的泄漏途径主要有三条：端面间隙泄漏（也称轴向泄漏，约占7580%）,指压油腔和过渡区段齿间的压力油由齿间根部经端面流入轴承腔内（其与吸油腔相通）O径向间隙泄漏（约占1520%）,指压油腔的压力油经径向间隙向吸油腔泄漏。齿面啮合处（啮合点）的泄漏，在正常情况下，通常齿面泄漏很小，可不予考虑。因此适当的控制轴向间隙的大小是提高齿轮泵容积效率的重要措施。3-2叶片泵能否实现正反转？请说出理由并进行分析。答：不能。因为定量叶片泵前倾130,是为了减小压力角，从而减轻磨损。而变量叶片泵后倾240,有利于叶片紧贴定子内表面，有利于它的伸出，有效分割吸压油腔。3-3简述齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的优缺点及应用场合。齿轮泵一一优点：体积小、分量轻、结构简单，生产、维护成本低，自吸性能好，对油污染不敏感；缺点：流量脉动大，噪声大，排量不变，磨损不易修复，互换性差；场合：对稳定性要求不高、定量等场合。叶片泵一一优点：结构紧凑，工作压力较高，流量脉动小，工作平稳，噪声小，寿命较长；缺点：吸油特性不太好，对油液的污染也比较敏感，结构复杂，创造工艺要求比较高；场合：稳定性要求高，压力不太大等场合。柱塞泵一一优点：柱塞泵的工艺性能好（主要零件均为圆柱形），配合精度高，密封性能好，工作压力较高，效率高；缺点：创造成本高；场合：高压、大流量、大功率的场合。理论流量q=qn=100x1450=145000mlmin=145lmintV =工=> 实际流量q=v V qq =0.90x145=130.5lmin=Pq =(IJT=m T0.90 × 60pqIOXlo6×145×1Ost=26851.8P=coT=26852w3-5解:在图上标出D点(2MPa,20Lmin),过D点作线段AB的平行线，交q轴于G点。在图上再标出E点(4.5MPa,2.5Lmin),过E点作线段BC的平行线，交P轴于H点。GD,EH相交于F点。A(0,27.5)B(45,25)D(20,20)所以G(0,21.1)B(45,25)C(63,0)E(45,2.5)所以H(48.5,0)所以GF为y=-0.06x+21.1HF为y=-1.39x+67.42所以F点(34.8,19)P 所以Pl nPpq 34.8 x105 x19 x10-30.7×60=1574.3wp(x105Pa)nP3-6解：理论流量q=n.V=1450X4OmLzmin=58Lymin,tMn=里=92.06%vq63理论输出转矩T=p.V=×6.3MP×40mLminMt2几M2几a=40.13N.mn=2m=93.45%n=n.n=86.03%VM3-7某液压马达的进油压力p=10Mpa,理论排量q=200mLr,总效率n=0.75,机械效率0n=0.9o试计算：m(1)该马达所能输出的理论转矩M。o(2)若马达的转速n=500rmin,则进入马达的实际流量应是多少？(3)当外负载为200N.m(n=500rmin)时，该马达的输入功率和输出功率各为多少？解：理论转矩M=pq×IoXIobX200X103X103=318.5N.mo2几Mo2x3.14n500×200×10-3(2)实际流量qM=nqonv=nqor=120Lminm0.9(3)输入功率P=pq=10×10×120×10-360=20kwMiMM2x314X500输出功率P=2几nT=×200=10.5kwMoM60第四章4- 1套筒缸在外伸时是大直径柱塞先运动，小直径柱塞后运动；内缩时正好相反。因为前一级柱塞是后一级柱塞的缸套。4-2当液压缸速度较高且驱动质量较大的部件时，其惯性很大。活塞运动到液压缸终端住手时，会产生很大的冲击和噪声，严重的可能使活塞和端盖发生撞击，使液压元件受损。当活塞行程接近端盖时，利用对油液的节流作用，增大液压缸的回油阻力，使回油腔中产生足够大的缓冲压力，使活塞减速，从而防止活塞撞击缸盖。4-3液压系统在安装和停车后，会混入空气；油液中也往往溶入空气。这些空气会引起运动部件的不稳定性运动和振动，同时会加速油液的氧化和部件的腐蚀。4-44-8一单杆液压缸，快速伸出时采用差动连接，快速退回时高压油输入缸的有杆腔。假设此缸往复快动时的速度都是0.1ms,慢速挪移时，活塞杆受压，其推力为25000N：已知输入流量q=25×103c3min,背压也=0.2MPa。(1)试决定活塞和活塞杆的直径；(2)如缸筒材料采用45钢，试计算缸筒的壁厚；(3)如缸的活塞杆较接，缸筒固定，其安装长度1=1.5m,试校核活塞杆的纵向稳定性。解：<=V2=0.1ms则:4) 25) 103)1%3.14) 0.1(1)活塞杆的直径由V=q=4q7cd2=72.8mm查缸径及活塞杆标准系列取d=80mm,r4q活塞直径D='+d2=1082mm丫冗V12查缸径及活塞杆标准系列取D=150mm(2)缸筒材料为45钢时，= bn=6004=150MPa冗冗F1=-.D2P-4(D2-d2)Pom=0.95,P=0.2MPa+Zb(D2-d2)p亭P=P=IL-=1.49MPa±16MPa°CD24P=1.5P=1.49>3.12=4.65MPaynP4.65RTI-45=0.016<0.12网2)150rPD4.65)150:按薄壁圆筒计算壁厚6>o-l=2.33mm(取2.5mm)/1U2)lU(3)纵向稳定性校核查表得Q1=85;Q2=2;E=2.06)10Nm2;f=4.9)I8m2；a=lZzOUUU计算得J=茎2(8必二200.9610464641.5×1375I4x200.96x1043.14x(80Kv=85x2120>/kfA4.9×1O×-5?0.082临界负载F=TI_.4=：1.58×106Nk1÷±L)21+115000752r2取安全系数n=22"k则FR=25000<F/=1.58×10%=790000N所以满足稳定性要求第五章5-1稳态液动力是使阀芯关闭的力，其方向是使阀芯关闭的方向。瞬态液动力的方向：在油液流出阀口时，