液压与气压传动计算题

3－1某液压泵的输出油压p = 10 MPa，转速n = 1450 r／min，排量 V = 100 mL／r，容积效率?v = 0.95，总效率? = 0.9，求泵的输出功率和电动机的驱动功率。

3－2某变量叶片泵的转子外径d = 83 mm，定于内径D = 89 mm，叶片宽度b = 30 mm。求：

（1）当泵的排量V＝16mL／r时，定子与转子间的偏心量有多大？ （2）泵的最大排量是多少？

3－3 某轴向柱塞泵的斜盘倾角? = 22°30′，柱塞直径d = 22 mm，柱塞分布圆直径D = 68 mm，柱塞数z = 7。若容积效率?v＝0.98，机械效率?m = 0.9，转速n = 960 r／min，输出压力p = 10 MPa，试求泵的理论流量、实际流量和输入功率。

3－4 液压马达的排量V = 10 mL／r，入口压力p l = 10 MPa，出口压力p2 = 0.5 MPa，容积效率?v = 0.95，机械效率?m = 0．85，若输入流量qv = 50 L／min，求马达的转速n、转矩T、输入功率Pi和输出功率Po各为多少？

3－5 某液压泵的排量为V，泄漏量 ?qv＝kl p（kl 为泄漏系数，p为工作压力）。此泵可兼作马达使用，当泵和马达的转速相同时，其容积效率是否相同？

4－1已知单杆液压缸缸简内径D＝100 mm，活塞杆直径d ＝50 mm，工作压力p1 = 2 MPa，流量qv = 10 L／min，回油压力p2 = 0.5 MPa。试求活塞往返运动时的推力和运动速度。

4－2 如图所示，已知单杆液压缸的内径 D = 50 mm，活塞杆直径 d = 35 mm，泵的供油压力p = 2.5 MPa，供油流量 qv = 8 L／min。试求：

（1）液压缸差动连接时的运动速度和推力。

（2）若考虑管路损失，则实测 p1≈ p，而p2 = 2.6 MPa，求此时液压缸的推力。

4－3 一柱塞缸柱塞固定，缸筒运动，压力油从空心柱塞中通入，压力为p ，流量为qv ，缸筒内径为D，柱塞外径为d，柱塞内孔直径为d0，试求缸所产生的推力和运动速度。

4－4 图所示两个结构相同相互串联的液庄缸，无杆腔的面积Al ＝100×- 4

10 m2，有杆腔的面积A2 = 80×10- 4 m2，缸1的输入压力p1= 9 MPa，输入流量qv = 12 L／min，不计损失和泄漏，求：

（1）两缸承受相同负载（F1 ＝ F2）时，该负载的数值及两缸的运动速度。 （2）缸2的输入压力是缸1的一半（p2 = 0.5 p1）时，两缸各能承受多少负载？

（3）缸1不承受负载（F1 = 0）时，缸2能承受多少负载？

4－5 设计一单杆活塞式液压缸，要求快进时为差动连接，快进和快退（有杆腔进油）时速度均为0.1 m／s，工进时（无杆腔进油，非差动连接）可驱动的负载为25000 N，回油压力为0.2 MPa，采用额定压力为6.3 MPa、额定流量为25 L／min的液压泵，试确定：

（1）缸筒内径和活塞杆的直径；

（2）若缸筒材料选用无缝钢管，其许用应力 [?]＝5×107 N／m2，计算缸筒的壁厚。

7－1 液压泵输出流量 qvp＝10 L／min，缸的无杆腔面积 Al＝50cm2，有杆腔面积 Al＝25cm2，溢流阀的调定压力pY ＝2．4 MPa，负载F ＝10kN。节流阀口视为薄壁孔，流量系数Cq＝0．62。液密度? ＝900 kg／m3，节流阀口通流面积AT ＝0．01cm2 ,试求：

（1）液压泵的工作压力pP；

（2）活塞的运动速度v；

（3）溢流损失?PY。和回路效率?。

7－2 如题7－l所述的其它已知条件，若负载F ＝0，试求：。 （1）液压泵的工作压力pP； （2）液压缸两腔压力p1和p2。

7－3 如题7－1 所述的其它已知条件，若节流阀的最小稳定流量qvmin＝50 mL／min，试求：

（1）回路所对应的节流阀口面积 AT和缸速vmin多大？

（2）若将回路改为进油节流调速回路，则对应的AT和vmin多大？

（3）将上二结果作比较，能说明什么？

7－4 如图为用调速阀的进油节流加背压阀的调速回路。负载F ＝9000 N，缸的两腔面积 A1＝50 cm2 ，A2＝20 cm2。背压阀的调定压力pb ＝0．5 MPa。泵的供油流量qv＝30 L／min。不计管道和换向阀压力损失，试问：

（1）欲使缸速恒定，不计调压偏差，溢流阀最小调定压力pY多大？ （2）卸荷时能量损失多大？

（3）背压若增加了pb，溢流阀调定压力的增量否?pY应有多大？

7－5 双泵供油，差动快进一工进速度换接回路有关数据如下：泵的输出流量 qv1 ＝ 16 L／min，qv2 ＝ 4 L／min，所输油液的密度? ＝ 900 kg／m3，运动粘度? ＝ 20X 10－3 m2／s ；缸的大小腔面积 A1 ＝100 cm2、A2 ＝60 cm2；快进时的负载 F ＝1 kN；油液流过方向阀时的压力损失?pv ＝ 0.25 MPa，连接缸两腔的油管 ABCD的内径 d ＝ 1.8 cm，其中ABC段因较长（L＝3m），计算时需计及其沿程损失，其它损失及由速度、高度变化形成的影响皆可忽略。试求：

（1）快进时缸速v和压力计读数？

（2）工进时若压力计读数为8 MPa，此时回路承载能力多大（因流量小，不计损失）？

（3）液控顺序阀的调定压力宜选多大？

7－6 图示调速回路中，泵的排量Vp＝105 mL／r，转速 np＝1000 r／min，容积效率?vp＝0.95。溢流阀调定压力pY ＝ 7 MPa。液压马达排量VM＝160 mL

／r，容积效率?VM ＝0.95，机械效率?mM ＝ 0.8，负载转矩T ＝16 N·m。节流阀最大开度ATmax＝0.2 cm2（可视为薄壁小孔），其流量系数Cq ＝ 0.67，油液密度? ＝900 kg／m3。不计其它损失。试求：

（1）通过节流阀的流量qVT；

（2）液压马达的最大转速nMmax、输出功率P和回路效率?。并请解释为何效率很低？

（3）若将pY提高到8.5MPa，则nMmax将为多大？

7－7 图示液压回路，限压式变量叶片泵调定后的流量压力特性曲线如图示，调速阀调定的流量为2.5 L／min，液压缸两腔的有效面积A1＝2A2＝50 cm2，不计管路损失，求

（1）缸的大腔压力p1；

（2）当负载F＝0和F＝9000 N时的小腔压力p2；

（3）设泵的总效率为0.75，求系统在前述两种负载下的总效率。

9－1 设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床，要求液压系统完成： （1）工件的定位与夹紧，所需夹紧力不得超过6000N；

（2）机床进给系统的工作循环为快进一工进一快退一停止。机床快进、快退速度为6 m／min，工进速度为30～120 mm／min，快进行程为200 mm，工进行程为50 mm，最大切削力为 25000N；运动部件总重量为15000 N，加速（减速）时间为0．1s，采用平导轨，静摩擦系数为0．2，动摩擦系数为0．l。

9－2 一台专用铣床，铣头驱动电动机功率为7.5 kw，铣刀直径为120 mm，转速为350 r／min，如工作台、工件和夹具的总重量为5500 N，工作台行程为400 mm，快进、快退速度为4.5 m／min，工进速度为60～1000 mm／min，加速

（减速）时间为0.05 s，工作台采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1，试设计该机床的液压系统。

9－3 设计一台小型液压机的液压系统，要求实现快速空程下行－慢速加压－保压－快速回程－停止的工作循环。快速往返速度为3 m／min，加压速度为40～250 mm／min，压制力为200 kN，运动部件总重量为20 kN。

10－1 设湿空气的压力为0.1013 MPa，温度为20 ℃，相对湿度为50％，求： （1）绝对湿度；（2）含湿量；（3）气温降到多少摄氏度时开始结露水（露点）？

10－2 在常温 t＝20 ℃ 时，将空气从0.1 MPa（绝对压力）压缩到0.7 MPa（绝对压力），求温升 ?t 为多少？

10－3 从室温（20 ℃）时把压力为 1 MPa的压缩空气通过有效截面积为 25 mm2的阀口，充入容积为 90 L的气罐中，压力从0.25 MPa上升到 0.68 MPa时，充气时间及气罐的温度t2为多少？当温度降至室温后，罐内压力为多少？

10－4 容积为 100 L的气罐，通过总有效截面积为 50 mm2的回路放气，压力从p1＝0.5 MPa（表压）放气成大气压p2，试求放气时间。气罐内原始温度为 20 ℃，并计算气罐中压力为p1时的瞬时流量。

10－5 空气压缩机向容积为 40 L的气罐充气直至 p1＝0.8 MPa时停止，此时气罐内温度 t1＝40 ℃，又经过若干小时，缸内温度降至室温 t＝10 ℃，问：

（1）此时，罐内表压力为多少？ （2）此时，罐内压缩了多少室温为 10 ℃的自由空气（设大气压力近似为 0.1 MPa）？

12－1 单杆双作用气缸内径D＝125mm，活塞杆直径径＝36mm，工作压力p＝0.5 MPa，气缸机械效率为0.9，求该气缸的前进和后退时的输出力各为多少?

12－2 单杆双作用气动缸内径为50mm，行程为300mm，活塞杆直径20mm，每分钟往复运动10次，求该缸的自由空气耗气量，设工作压力为0.6 MPa。