1、液壓與氣動技術第四版習題參考答案第2章液壓傳動根底 求：容器A、B之間的壓力差?2-7:求:D=150 mm, d=100 mm, F=5x 104 Na、b兩種情況下液壓缸內的壓力 p=?解:apFnd245104=6.3 x 10PaMPa0.1242-8:F_虧4h= 1 m, p =900 kg/m3bpMPa求：容器內的真空度？解：設容器內絕對壓力PA，大氣壓力paPA+ p gh = Papa pA= p gh =105 1000xx 仁9800 N/m2=9800 Pa2-9 ：d , m , F , p , h。求：液體在測壓管內的上升高度?解：取等壓面M MPm 左=pa p

2、 g h + XF GpM 右2 + Pad又/即Pm左=Pm右g(h x)F Gnd244(F G)g nd22-10 ：p a=900 kg/m3, p b=1200 kg/m3, zA=200mm, zb =180mm, h= 60mm, p kg/m3g=x 103解：設A點的絕對壓力為pa , B點的絕對壓 力pc，取等壓面M MPm 左 Pa a gzAPm 右 PbcgZcggh又.Pm左=Pm右PaAgzA PbcgzcgghPa PbBgZBgghAgzA=1200XX + X 103XX 900XX = 8350 Pa截面 0-0： p0=pa , Z0=H , Vo=0(

3、a =1)截面1-1：P1=pa , Z1=0 , V1=?(a =1)那么2Pa HgPaV1Hgp2v12.2Hg 14m/s q1 A|V10.02 140.28m3/s求：孔口的流量及點2處的表壓力？解：1選取截面0-0和截面1-1列伯努利萬程即，孔口的流量為3/s2選取截面1-1和截面2-2列伯努利方程截面 2 -2： p2 = p2 , Z2=0v2一 7m/sA2- 11 ：H=10m, Al =2, A2 =2, a = 1, P A=900 kg/m3，不計損失PaV 2 P2P22PaP2=173500Pa aP2 表=p2 pa=73500 Pa=735MPa2- 12：

4、H=10m, Ai = x 10-4m2, A2 =4 Ai, h= 1m,液體為理想液體，不計損失 求：開始抽吸時水平管中必須通過的流量 q=?截面1-1：P1Pagh ,乙 0% w截面2-2：P2PacA11，Z20 ， V2V1A24解：選取截面1-1和截面2-2列伯努利方程液體為理想液體，且不計損失，故Pagh V12Pa14 V2222V11/gh3232gh 16v：而Re=Vd1700ReLv,4.57m/sq AV13.2 104 4.57 0.00146(m3/s) 87.6(L/min)2-13：q=32 L/min，d=20 mm，H=0.5 m， u =20 mm2/

5、s， p =900 kg/m3求：液壓泵吸油口處的真空度?1.7 0.0220 10 6那么油液的流態為層流，故取a =2PaP2900 9.8 0.59002 1.7220.01 106液壓泵出口處的真空度為：244Pa P29.8 0.5 900 1.7900 1 101.7 10 Pa2-14:q=25 L/min , p =0.3 MPa, Cq=0.62,p =900 kg/m3求：節流口的通流面積At=?2.6 10 5(m2)26(mm2)第3章液壓動力元件0.93- 6 ：p =10MPa，n =1450r/min，V =200mL/r， V 0.95，求：1R ? 2P ?解

6、：1求液壓泵的輸出功率液壓泵的實際流量q qt v Vn v 200 10 3 1450 0.95 L/min液壓泵的輸出功率6R pq 型° 27西 45.92 103 w kW 6 1042求電機的驅動功率P P/ 45.9% 9=51kW3- 7 ：n =950 r/min，V =168 mL/r，p =10MPa， q=150L/min , 求：1qt=?2n = ?, n m= ? 3Pi = ?4Ti = ?解：1泵的理論流量qtqt=nV =950x 168X 10-3L/minx 10-3m3/s2n = ?, n m= ?q Vn v又qVVnPi=?FO4Ti =

7、 ?里0.94168 10950pqT2m竺7 0.930.9429.5 106150384770(W)85(kW)0.87Ti847702 3.14 950 852.53(N m)60第4章液壓執行元件4-3：D求：F =?, v = ?及缸的運動方向?ad2)p ,n，向右;bcn 2d p4n 2d p44qn24qn2,向左;, 向左。4- 4 ：p MPa, D =, d =, v =/s求：F = ?, q=?n 22解：F (D d ) 3.517858(N)17.86(kN)4q vA 0.0152 n(D2 d2) =7.76 X 10m3/s= L/min44- 5 ：Ai

8、=100cm2, A2=80cm2, pi, qi=12L/min求：1兩缸承受相同負載Fi=F2時，該負載的數值及兩缸的運動速度? 2缸2的輸入壓力是缸1的一半P2=p2時，兩缸各能承受多少負載? 3缸1不承受負載F1=0時缸2能承受多少負載？P1A1p2 A2 F1解:1p2 A1F2F1F2那么 p2=0.5 MPa,得 F1 =F2 = 0.5 X6X100X 10= 5000 N9r-4 m/sA16 104 100 10 4V20.02 80 10m/s100 10P1A1P2A2F12P2A1P2P12得F1 =5400N , F2 = 4500N3P1 A1P2 A2p2 A1

9、 F 2得F2 =11250N4-6 ：q= 30L/min , p= 4MPa,求：1假設 v2 = V3 = 6m/min , D =?, d =?2F = ?解：D dnd2V34 30/(6 104)3.14 6/60=7.8 X 10 m=78mm查表 4-5,取 d =80mmD ,2d mm查表 4-4,取 D=110mmn 2n2Fi D2p 1102 4=37994N38：kN44n 22n 22F2 (D d )p (11080 ) 4=17898 : N18： kN44F3-d2p =20226 N20 kN44-7 ：單桿缸，D =125mm, d =90mm, q =

10、40L/min , p1=MPa , p2=0求：1無桿腔進油，w, F1=?2有桿腔進油，V2, F2=?3差動連接，V3, F3= ?解：1無桿腔進油F1 P1A nD253.14 1252 2.5 =30664NkN444v1 -4q 40 /10)6 = 0.054 m/s= 3.2 m/minA D 3.14 1252 106(2)有桿腔進油F2 P1A2 -(D2 d2) P1 314 (1252 902) 10 2.5= 14768N14.8：kN44qA24qMD2 d2)=0.01128 m/sm/min3差動連接F 3p1A3-d24P13 1423.14 902 2.5

11、=15896 N16： kN4q 4qAn24 40/6 1043.14 902106=0.105 m/s= 6.3 m/min4-8 ：單桿缸，qp= 25L/min , p1=4MPa, v 快退=6m/min , F1 =25000N,求：1D= ? , d=?;2缸筒選用無縫鋼管，=120MPa, S =?解：1確定油缸的內徑D和活塞桿直徑dD4 2500013.14 4 106m mm 查表4-4,取標準內徑 D=100mmv快退差動連接,dD x 100 = 71mm查表4-5,取標準直徑d=70mm校驗流量:q2A2V2冗，r 2n(D2d )V23.144(1006 120 1

12、0702)610 0.14.0074310 (m /s)24L / min v 25L/minq3A3V3n 2-d V33.147021060.13.8510 4(m3/s)23.1L/min v 25L/min442確定缸筒壁厚PyD2式中 pypx MPa，D=100mm,門=120MPa選用無縫鋼管65.2 10100=2.16mm4-10 ：Vm 250cm3/r，馬達入口 p1=10 MPa.,馬達出口 p2=0.5 MPa, n ,n v, q=22 L/min求: n=?T=?解：nqV22(L /min)V3250 10 3(L/r)0.92 80.96 r/min 81r

13、/minTTtmpV2n m ,V m ,m0.978V 0.92T(1060.5) 102502 3.1410 6100.978丨 370 N.m第5章液壓控制元件5- 6 ：Pa=5 MPa, Pb=4 MPa, pC=2 MPa求：在外負載趨于無限大時，圖a和圖b所示油路的供油壓力p=?解：ap =2MPa；bp =11MPa5- 7 ：兩個減壓閥的調定壓力不同求：a當兩閥串聯時，出油口壓力取決于哪個減壓閥 ？ b當兩閥并聯時，出油口壓 力取決于哪個減壓閥 ?解： a取決于調定壓力值低的閥；b取決于調定壓力值高的閥5-8 ： py =5 MPa， pJ= 2.5 MPa 求：活塞運動時和

14、碰到死擋鐵后 A、B 處的壓力值？ 解：運動時缸負載為零 ， pA=0， pB =0； 碰到止擋鐵時， pA， pB =5MPa。5-9 ：三個溢流閥的調整壓力如圖示。 求：泵的供油壓力有幾級？數值各為多少？ 解： 8 級。A、B、C 均不通電0MPa；A 通電2MPa；B 通電4MPa；A、B 同時通電6MPa；C 通電8MPa；A 、C 通電10MPa；B、C 通電12MPa；A、B、C 均通電14MPa。5-10 ：Ai = A3=100 cm2，A2= A4=50 cm2， Fi=14 kN， F2=4.25 kN, p=0.15 MPa，A p=0.2MPa求： 1不計管路損失， A

15、、B、C 各點的壓力是多少 ? 2閥 1、2、3 至少應選用多大的額定壓力 ?3快速進給運動速度 vi=200 cm/min，v2= 240 cm/min，各閥應選用多大的流量 解： 1 不計管路損失， A、B、C 各點的壓力缸 1 無桿腔受負載 F1 作用時的壓力 p114 103Pl100 10 4=14X 10Pa MPa缸2無桿腔受負載F2作用時的壓力P2P2F2 PA44.25 103 0.15 10650 10 4=5X 10PaMPa100 10缸2先動，缸1不動，這時，A、B、C各點壓力均為；C點壓缸2到達終點，缸1開始運動，B點為減壓閥3的調整壓力p3=p2>, 力為負

16、載壓力Pc=P1， A點壓力Pa=Pc+ p。2閥1、2、3至少應選用多大的額定壓力由于節流閥2和減壓閥3的進口壓力都等于溢流閥1的調整壓力，溢流閥的壓力就是系 統的壓力，所以各閥應按系統的最高壓力作為各閥的額定壓力，即閥1、2、3的額定壓力應為 Pa=1.6 MPa。3求各閥的流量缸1活塞快速運動時所需流量? = ?=200X 100cm3/mi n=20 X 103 cm3/min =20 L/min缸2活塞快速運動時所需流量? = ?=240X 100cm3/mi n=24X 103 cm3/min =24 L/min系統所需總流量 q = q1 + q2 = 20 + 24 = 44

17、(L/min)選各閥的額定流量為：節流閥2的額定流量：？?T > ? = 20 (L/min)， 查樣本為25 L/min ;減壓閥3的額定流量：？?j > ? = 24 (L/min)，查樣本為25 L/min ; 溢流閥1的額定流量：？?丫 > ?= 44 (L/min)， 查樣本為63 L/min為統一回路中的油管尺寸，各閥的額定流量應都選用63 L/min5-11：px=3 MPa ， py =5 MPa求：以下情況下A、B點的壓力等于多少?Pl =4MPa ;1缸運動時，負載壓力2如果 pL=1MPa ;3活塞運動到右端。解：1pa =4MPa ，pb =4MPa2

18、pa =1 MPa ，Pb=3 MPa ;3pa =5 MPa , pb=5 MPa。5-12：如下列圖，順序閥和溢流閥串聯，調整壓力分別為px和py,系統的外負載趨于無限大。求：1泵出口處的壓力是多少？2假設把兩閥的位置互換，泵出口處的壓力是多少解：11假設Px> Py，泵的出口壓力為px，假設pxV Py，泵的出口壓力為Py ；2把兩閥的位置互換一下，相當于兩個溢流閥串聯，泵的出口壓力py + px第7章液壓根本回路7-11：圖示各缸完全相同，負載 R F2，不考慮泄漏和摩擦等因素。求：哪一個缸先動？哪一個缸速度快？解：a和b回路均是B缸先動，B缸運動到終點后，A缸開始運動；總和b

19、回路均是B缸速度快。圖a所示的進油路節流調速回路缸的工作壓力取決于負載B缸的工作壓力：PbA缸的工作壓力：PaFbAFaFb，PaPb。因此，B液壓缸先動，待它到達終點停止運動后， A液壓缸才能運動 流過節流閥至兩缸的流量分別為：qTA KAT pAKAT py pA?B = ?J0? = ?W?- ?由 PaPb，得 qTA qTB，-Vb Va圖b所示的回油路節流調速回路根據力平衡方程式A 缸：Py"FaPa A2B 缸：Py Al FbP B A2可知，回油路節流調速回路，進油腔壓力即無桿壓力始終保持為溢流閥的調整壓力 值Py，故平衡狀態時，當Fl F2，那么PbPa，負載小的

20、活塞運動產生的背壓力高；這個背壓力即Pb又加在A缸的有桿腔，就使A缸的力平衡方程變為 內A FaPbA2由Pb PaIPy Py這說明，A缸無桿腔需要的進油壓力py大于溢流閥的調定值py，使A液壓缸不能運動， 直至B液壓缸運動到終點后，背壓力減小到 Pa值，A液壓缸才能開始運動。因此，Fa Fb 時，B缸先動，到達終點后，A缸才開始運動。通過節流閥的流量方程qT KAt p0.5薄壁節流口，可知：B缸速度：VbqTBA2KAt pB.5AA缸速度：qTAKAt pA.5VAA2A2K， At ， A2 均疋，由PbPa，vbva。7-12 ：qp=6L/min， pp， Ai=20 cm2，

21、F=4000N， At=0.01 cm2，Cq， p =900kg/m3。 求：1活塞桿的運動速度v;2溢流閥的溢流量qy和回路的效率n ;3當節流閥開口面積增大到 At1=0.03 cm2和At2=0.05 cm2時，分別計算液壓缸的運動 速度v和溢流閥的溢流量。解：1q1 KAt pmAt=0.01 cm2=1 x 10-6 m2,F16pPpp,Pp 幾 3.0 101(1 106)2 =x 10-5 m3/s4000 4 = 1 MPa20 102.9 1020 102qy= qp qiqp=6L/min , qi= x 10-5 m3/s=/minqy= qp qi = 6 1.74

22、= 4.26 L/minPpqp2 1.743 60.193q1KAT1pm 0.62 2(3 10 6) (1 106)2 = x 10-5 (m3/s)V900v qA8.8 10 54 =0.044(m/s)20 10 43當節流閥開口面積增大到 At1=0.03 cm2時,qy= qp - q1q1= x 10-5 m3/s = 5.22 L/minqy = qp q1 = 6 5.22= 0.78 L/min當節流閥開口增大到 At2=0.05 cm2時,q1kAt2 pm0.62 2900(5 106) (11106)2= x 10-4 (m3/s)q；= x 10-4m3/s =

23、/minv q1 > qp , - qy =06v"亞6 10： =0.05(m/s)A120 107-13 ：qp=25L/min, F=40000N, pp,A1 =80 cm2, A2=40 cm2, v 工二/min求：1工進時n = ?2當F=0時，活塞的運動速度v= ?回油腔的壓力p2=?卄 一 、？?工40000 x°018解：1 ?=祎=54x10x耗=°.°53 = 5.3%2piAi=F+ P2A2P2P1A1 F 5.4 106 80 10 44000040 10 4A2MPa0 18q2= A2V 工=40 x 10-4 x

24、60x 10-5 m3/s由q2KAt得kat10 50.8一1061.2x 10-8/ piAi=F+ P2A2 ,又T F=0A那么 p2= - p1 =10.8 MPa, p = p2=10.8 MPa A2q2 KAt pm x 10-8 x , 10.8 10 6 x 10-5 m3/s7-14 ：F=9000 N， A1= 50 cm2，A2=20 cm2,pb=0.5 MPa, q= 30 L/min，不計管路損失和換向閥壓力損失。求：1溢流閥最小調定壓力Pymin=?2卸荷時能量損失P =?3pb 增加 pb , py 的增量 py=?解：1溢流閥最小調定壓力PyminPymi

25、n p1 PminP1A1 = F+ p2A2 = F+ pbA2P1F pAA19000 0.5 106 20 10 424250 10 4106 Pa)=2MPaPymin p1Pmin =2+0.5 =2.5 MPa2卸荷時能量損失 PP = pbq=x 106x 30x 30- =250W 6 103Pb增加 Pb, Py的增量 Py士 嚇 pb 2 pby A 50 10457-15：qT = /min , Ai=2A2= 50 cm2,不計管路損失。求：1缸的無桿腔壓力pi=?2當 F=0和 F=9000 N 時，p2二？；3當n p,求系統在前述兩種負載下的總效率?解: 1q2=中=/min ,Ai =2A2 , vAi=2vA2 , qi=2q2 =5L/min ; 查圖b得：qi =5L/min 時，pi。2piAi=F+ P2A