液压传动总复习及答案

16、 如图2-24所示，当阀门关闭时压力表的读数为2.5×10Pa，阀门打开时压力表的读数

5

为0.6×10 Pa，如果d =12 mm，不计损失，求阀门打开时管中的流量q 。

解：根据伯努利方程，选截面1-1为阀门关闭时的截面，选2-2截面为阀门打开时的截面，则:

5

pa?2p?2?h1?1v1?2?h2?2v2?hw ?g2g?g2g不考虑损失，取α2= 1，代入已知条件，有：

2.5?1050.6?105v??2

?g?g2gv2?20.8m

s因此，流量为：q?v?A?v?2?d24?20.8?3

??0.012243?0.0024ms

5

17、如图2-25所示，管道输送ρ=900 kg／m的液体，已知h =15 m，1处的压力为4．5×10

5

Pa，2处的压力为4×10Pa，判断管中油流的方向。

P1?1v2解:1处的能量： Q1? ?h1??g2g4.5?105?1v2?1v2? Q1?=50+

10?9002g2gP2?2v2 2处的能量：Q2? ?h2??g2g?1v24?105?1v2?59+?15+ Q2?

10?9002g2g因为，液体在管内流动速度相等、流量系数相等，比较两点能量可知，液体流动方向

从2处流向1处。

-33

18、如图2-26所示，液压泵的流量可变，当q1=420×10m/s时，测的阻尼孔前的压力为p1=10×105Pa。当q2=840×10-3m3/s时，求阻尼孔前的压力为p2等于多少？设阻尼孔分别以细长孔和薄壁孔进行计算。

解：出口处压力近似为零，有：

?d4细长孔：q???P

128?l

q1p?1 p2?20?105Pa q2p2 薄壁孔：q?CdAT2???P

q122q2?p1 P2?40?105Pa p2-2

19、有一环状缝隙，直径d=1cm，缝隙δ=1×10mm,缝隙长度l=2cm，缝隙压差△p=21MPa,

-523

油的运动粘度为4×10m/s，油的密度为ρ=900 kg／m，求其泄漏量。

（1）同心环状缝隙时。

（2）偏心环状缝隙，相对偏心率ε=0.5时。

?d?3解：（1）q???P

12?l q???10?10?3?(1?10?2?10?3)312?4?10?2?10?900?5?2?21?106?0.076?10?6m3s

?d?3 （2）q???P(1?1.5?2)

12?lq?0.076?10?6?(1?1.5?0.25) q?0.105?10?6m3s

第3章 液压泵与液压马达

1、举例说明液压泵的工作原理。如果油箱完全封闭不与大气相通，液压泵是否还能工作？

答：以柱塞泵为例，其工作原理为：随着偏心轮转动，柱塞与泵体所形成的密封工作容积发生变化，当工作容积由小变大时，形成真空，油箱油液在大气压作用下通过吸油单向阀进入到工作容积。当工作容积由大变小时，油液受挤压，压力增大，油液通过排油单向阀进入到液压系统。偏心轮连续转动，泵不断的吸油和排油。

如果开式油箱完全封闭不与大气相通，就失去利用大气压力将油箱的油液强行压入泵内的条件，从而无法完成吸油过程，液压泵便不能工作了。 2、为什么说液压泵的工作压力取决于负载？

答：液压泵的工作压力是指液压泵在工作时建立起来的压力。

以千斤顶为例，输出的油液进入液压系统，输入到工作油缸，油缸顶起重物时克服阻力：重物负载所造成的阻力，管道摩擦阻力，两种阻力都属于负载，使系统的液压油压力逐渐升高并建立起压力，直至升高到能克服阻力，于是重物被顶起。所以液压泵工作压力取决于负载。

3、为什么液压泵的压力升高会使流量减少？

答：液压泵的输出流量与泵的结构参数、转速、容积效率有关。由于泵的工作容积的相邻零件之间存在着间隙，不可避免的产生泄漏，负载越大，压力越高，泄漏越大，流量减少。 4、什么是液压泵的实际工作压力，排量的大小取决于什么?

答：液压泵的实际工作压力是指液压泵在实际工作时建立起来的压力。液压泵排量取决于密封可变容积的几何变化量。不同的泵，因结构参数不同，所以排量不一样。

5、齿轮泵的困油现象、径向力不平衡是怎样引起的？对其工作有何影响？如何解决？

答：困油现象：为保证齿轮连续传动，必须要求前一对轮齿尚未脱开前，后一对轮齿就要进入啮合，即重叠系数大于1，因此有一部分液体被困在两对轮齿、啮合线及前后端盖之间形成的密封可变容积内。

对工作的影响：当密封容积由大变小时，被困在容积内的液体受到挤压，压力急剧升高。从缝隙强行挤出，这时齿轮和轴承受到很大的径向力，功率损失增加，磨损加剧。当密封容积由小变大时，剩余的被困液体压力下降，形成局部真空，使溶解在液体中气体析出或液体本身汽化形成汽蚀，使泵产生振动和噪声。

解决措施：为消除困油现象，可以采取一些卸荷措施，使密封容积及时与吸油或压油腔连通。即在轴套或者是在前后端盖上开两个卸荷槽。

径向力不平衡：齿轮轴上主要受到齿轮啮合时产生的力和油液压力产生的径向液压力。后者要比前者大得多，对轴承受力起主要作用。从低压的吸油腔到高压的压油腔，压力沿齿轮旋转方向逐齿递增，因此齿轮和轴受到径向不平衡力的作用。

对工作的影响：径向力不平衡加速了轴承磨损，降低了轴承的寿命，甚至使轴变形，造成齿顶与泵体内壁的摩擦等。

解决措施：为了解决径向力不平衡问题，可在齿轮泵的泵体上开均压槽和减小压油口尺寸。

6、为什么齿轮泵的齿数少而模数大？

答：从公式：V?6.66mzb中看出排量与模数平方成正比，与齿数一次方成正比，因此，在齿轮节圆直径D?mz一定时，增大模数、减小齿数可增大泵的排量，因此齿数少而模数大。

7、限压式变量叶片泵有何特点？适用于什么场合？用什么方法来调节它的流量一压力特性？

答：特点：1）限压式变量叶片泵根据负载大小，自动调节输出流量，因此功率损耗较小，可以减少油液发热。2）液压系统中采用变量泵，可节省液压元件的数量，从而简化了油路系统。3）泵本身的结构复杂，泄漏量大，流量脉动较严重，致使执行元件的运动不够平稳。4）存在径向力不平衡问题，影响轴承的寿命，噪音也大。

在泵的供油压力小于限定压力时，流量按AB段变化，泵只是有泄漏损失，当泵的供油压力大于限定压力时，泵的定子相对于转子的偏心距e减小，流量随压力的增加而急剧下降，按BC曲线变化。

由于限压式变量泵有上述压力流量特性，所以多应用于组合机床的进给系统，以实现快进→工进→快退等运动；限压式变量叶片泵也适用于定位、夹紧系统。当快进和快退，需要较大的流量和较低的压力时，泵在AB段工作；当工作进给，需要较小的流量和较高的压力时，则泵在BC段工作。在定位﹑夹紧系统中，当定位、夹紧部件的移动需要低压、大流量时，泵在AB段工作；夹紧结束后，仅需要维持较高的压力和较小的流量（补充泄漏量），则利用C点的特性。总之，限压式变量叶片泵的输出流量可根据系统的压力变化（即外负载的大小），自动地调节流量，也就是压力高时，输出流量小；压力低时，输出流量大。

更换不同的弹簧刚度，调节BC段流量压力特性，调整弹簧的调节螺钉则改变限定点的压力（改变B点的位置），调整非弹簧侧的调节螺钉则改变最大流量（使AB段上下平移）。 8、为什么柱塞泵的柱塞数为单数？

答：输出流量脉动小，油泵运转平稳。

9、已知液压泵的额定输出压力为p，额定流量为q，如果忽略管路的沿程损失，试确定在图3-19所示各个工况下，泵的工作压力p(压力表读数)各为多少？图a为泵的出口用油管直接到油箱、图b为泵的出口连接到面积为A负载为F的液压缸上、图c为泵的出口经开口面积

2为f的薄壁型节流孔后再接回油箱、图d为泵的出口分别接油箱和面积为A，负载为F的液压缸。

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解：图a P=0; 图b P=F/A; 图c P=(q/KA);图d P=0。

10、某液压泵输出油压为1OMPa，转速为1450 r/min，泵的排量为46.2 mL/r，容积效率为0.95，总效率为O.9，求驱动该泵所需电动机的功率和泵的输出功率。

解：泵的输出功率为：

P0?pq?pVn?0.95?10?106?46.2?10?3?1450?10?3?1?0.95?10606.8W 60所需电动机功率为：Pi?P0??10606.8?11785.3W=11.8KW 0.911、已知齿轮泵的齿轮模数为3mm，齿数为15，齿宽为25 mm，转速为1450 r/min，在额定压力下输出流量为25 L/min，求泵的理论流量和容积效率？

解：理论流量 qth?6.66m2zbn?6.66?9?15?25?1450?10?6 =32.59L 容积效率 ?vmin

?q25??76.7% qth32.5912、额定压力2.5MPa，当转速为1450r/min时，机械效率为0. 9。由实验测出：当泵出口

压力为零时，流量为106L/min，压力为额定压力时，流量为100L/min。

求：(1)泵的容积效率。

(2)当泵的转速降至500r/min，在额定压力下工作时的流量和驱动功率。

解: 容积效率（1）?v?q100??94.3% qth106 排量 （2）V?qth106??0.07 n11450min

理论流量 qth?Vn2?0.07?500?36.55L 额定流量 q2?qth?v?36.55?0.94?34.36Lmin2.5?106?34.36?10?3 驱动功率（3）P2???1.7KW

?v?m0.9?0.94?60pq213、变量叶片泵转子外径为83mm，定子内径为89mm，叶片宽度为30mm，额定转速为1450r/min。

求：(1)叶片泵排量为16mL/r时的偏心距及理论流量。(2)叶片泵最大可能的排量及流量。

解：（1）排量V?4?Reb

16?10=4?3.14?89?10?e?30?10 偏心距 e?0.48mm 理论流量 q?V?n?23.2L?6?3?3min