液压与气压传动习题解答

所需电动机功率为：Pi?P0??10606.80.9?11785.3W=11.8KW

11、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 =32.59 容积效率 ?vLmin

?qqth?2532.59?76.7%

12、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?qqth?100106?94.3%

排量 （2）V?qthn1?1061450?0.07

理论流量 qth?Vn2?0.07?500?36.55Lmin

?3 额定流量 q2?qth?v?36.55?0.94?34.36L 驱动功率（3）P2?pq26min?v?m?2.5?10?34.36?100.9?0.94?60?1.7KW

13、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?6=4?3.14?89?10?3?e?30?10?3

偏心距 e?0.48mm 理论流量 q?V?n?23.2Lmin

（2）叶片泵最大可能的偏心距为e?3mm,

因此： V?4?Reb=4?3.14?0.089?0.003?0.03=100mL/r

q?4?Rebn?100?10?3?1450?145L0

/

min

14、已知轴向柱塞泵斜盘倾角为2230，柱塞直径为22mm，柱塞分布圆直径为68mm，柱

塞数为7，输出压力为10MPa时，其容积效率为0.98，机械效率为0.9，转速为960 r/min。

求：(1)泵的实际输出流量。(2)泵的输出功率。(3)泵的输入转矩。

解：（1）输出流量 q??42dDZtan??n??v

2 =

?4?(0.022)?0.068?7?tan2230??960?0.98

o =0.0705m3/min=70.5L/min （2）P0?pq?10?106?70.5?10?3?popo160?11.75KW

（3）Pi?T??p0????m?v

11750 T??m?v??132.52Nm 600.98?0.9?2??960第四章 液压缸

1、液压缸的主要组成部分有哪些？缸固定和杆固定液压缸其工作台的最大活动范围有何差别？

答：液压缸的主要组成包括缸筒组件、活塞组件、密封装置、缓冲装置和排气装置等五大部分。

双杆活塞缸缸固定其工作台的最大活动范围约为活塞有效行程的三倍，杆固定其工作台最大活动范围约为活塞有效行程的二倍。单杆活塞缸无论是缸固定还是杆固定其工作台最大活动范围约为活塞有效行程的两倍。

2、某液压系统执行元件为双杆活塞缸(见图4-1)，液压缸的工作压力p=4MPa，活塞直径为D=80mm，活塞杆直径d=50mm，工作时进给速度v=0.02m/s。请问液压缸能克服多大的负载？进入液压缸的流量为多少？

解：最大时P2?0

F?(P1?P2)?A?4?10?6?42?(80?10??3)?(50?102?3)2??12246

N

q?v?A?0.02?3.14?(0.08?0.05)42?0.61?10?4m3s3、试根据进、回油状态判断下列图4-15所示液压缸或活塞杆的运动方向。

图a→、图b←、图c→、图d←、图e←、图f←。

4、图4-3a所示液压缸,已知缸体内径D=125mm，活塞杆直径d=80mm，活塞向右运动速度为

v=0.1m/s，试求左右腔的有效工作面积，以及进入和排出液压缸的流量q1、q2各为多少?

解：有效工作面积和流量：

A1?A2??4D2?2?4?12522?(10?3)?0.012m?3222?4

(D?d)??4?(125?1033)?(80?10minmin?3)2??0.007m2

q1?v?A1?0.1?0.012?10?60?73.6Lq2?v?A2?0.1?0.007?10?60?43.5L5、何谓液压缸的差动连接？差动液压缸的快进、快退速度相等时，它在结构上应满足什么条件？试推导差动液压缸的推力和速度公式。

答：当单杆活塞杆左右两腔相互接通并同时输入液压油，称为“差动连接”。

液压缸的快进、快退速度相等时，结构上应满足d?0.707D 差动连接液压缸左右两腔相互接通，压力相等为p1，所以，推力为：

F?p1(A1?A2)

液压缸进油腔流量为q1，泵流量为q，液压缸回油腔流量q2，根据差动连接特点有：

q1?q?q2 (1)

q1?vA1 (2) q2?vA2 (3)

联立（1）（2）（3），有： vA1?q?vA2 v?qA1?A2

6、图4-5a所示单叶片摆动液压缸，其供油压力p=2MPa, 供油流量q =25L/min，缸的内径D=240mm，叶片轴直径d=80mm，若输出轴的回转角速度ω=0.7 r/s，试求叶片的宽度b和输出轴的转矩T。

解：（1）??2qb(R2?R1)22?2?25?10b(120?10?3?3??3)?(40?102)2??60?0.7

b?93mm

（2）T?b2(R2?R1)(p1?p2)?220.0932?(120?10?3)?(40?102?3)2??2?106

=1190.4Nm

2

7、如图4-16所示，两个结构相同的液压缸串联起来，无杆腔的有效工作面积A1=100cm，有杆腔的有效工作面积A2=80cm2，缸1输入的油压p1=5 MPa，流量q1=12 L/min，若不考虑一切损失，试求：⑴当两缸的负载相同(F1=F2)时，能承受的负载为多少，两缸运动的速度各多少？⑵缸2的输入油压是缸1的一半时，两缸各能承受多少负载？⑶缸1不承受负载(F1=0)时，缸2能承受多少负载？

解：（1） F1?F2 (1) F1?P1A1?P2A2 (2) F2?P2?A1 (3) v1?q1A1q2A2q1A1?q2A2 （4）

v1? （5）

，代入已知条件，得到

联立（4）（5），有

q2?9.6Lmin

v1=0.02m/s，v2=0.016 m/s F1= F2=28KN

（2）已知：

P2?12P1

F1?P1A1?P2A2 =30KN F2?P2?A1=25KN

（3）已知F1=0,则：

P1A1?P2A2 F2?P2?A1=62.5KN