习题-流体传动理论及液压元件答案

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1、第2章习题1-1液压缸直径D=150mm，活塞直径d=100mm，负载F=53104N。若不计液压油自重及活塞及缸体质量，求如下图a,图b两种情况下的液压缸内压力。（a）：设液压缸压力为p根据流体静力学原理，活塞处于静力平衡状态，有：F=p·πd2/4p=4F/πd2=203104/3.1430.12p=6.373106pa（b）：设液压缸压力为p根据流体静力学原理，活塞处于静力平衡状态，有：F=p·πd2/4p=4F/πd2=203104/3.1430.12p=6.373106pa1-2如图所示的开式水箱（水箱液面与大气相通）。其侧壁开一小孔，水箱液面

2、与小孔中心距离为h。水箱足够大，h基本不变（即小孔流出水时，水箱液面下降速度近似等于0）。不计损失，求水从小孔流出的速度（动能修正系数设为1）。（提示，应用伯努利方程求解）解：取水箱液面为1-1过流断面，小孔的外部截面为2-2过流断面，设大气压为p1根据伯努力方程：1-3判定管内流态：(1)圆管直径d=160mm，管内液压油速度u=3m/s；液压油运动黏度n=114mm2/s；(2)圆管直径d=10cm，管内水的流速u=100cm/s。假定水温为208C（相应运动粘度为1.308mm2/s。解：管内流态根据雷诺数判断.雷诺数计算公式：(1)：管内液流状态

3、为：湍流状态（2）管内液流状态为：湍流状态1-4如图，液压泵从油箱吸油，吸油管直径d=10cm，泵的流量为Q=180L/min,油液的运动粘度υ=20x10-6m2/s，密度ρ=900kg/m3，当泵入口处的真空度p=0.9x105pa时，求泵最大允许吸油的高度h。（提示：运用伯努利方程与压力损失理论）解：取油箱液面为1-1过流断面，油泵进油口为2-2过流断面，设大气压为p0由伯努力方程得：判断油管的流动状态：油管的流态为层流：动能修正系数为：局部压力损失----沿程压力损失：层流状态：=21.99h带入伯努力方程得：将数据代入：h=10m1-5液压缸如

4、图所示，活塞与负载质量为120kg，活塞直径d=39.8mm，缸筒直径D=40mm，液压缸封油长度L=40mm，油液运动黏度v=20mm2／s，比重ds=0.88。试求活塞下降速度。该题是圆环缝隙流问题，设求活塞下降速度v，油缸油液流量为Q,；活塞速度方向与液流方向相反，取“—”号；;;其中：=0.0176；Pa代入数据：;=0.000114;0.0114m/s或m/s第三章习题1．某液压泵几何排量为10ml/r，工作压力为107Pa，转速为1500r／min，泄漏系数lb=2.5310-6m1/Pa.s机械效率为0.90，试求(1)输出流量；(2)容积

5、效率；(3)总效率；(4)理论输出和输入功率；(5)理论输入扭矩。答案：(1)理论流量为：Qt=q*n=10x1500x10-3=15L/min泄漏量Q1=lb*⊿p=2.5310-6x107=1.5L/min输出流量：Qe=Qt-Q1=13.5L/min(2)容积效率ηv=Qe/Qt=13.5/15=0.9(3)总效率ηv=ηv*ηj=0.81(4)理论输出功率和输入功率计算方法一理论输出功率NBt=p*QBt=107x15x10-3/60=2.5x103瓦输入功率NBi=NBt/ηBj=2.5x103/0.9=2.77x103瓦计算方法二泵的实际输出

6、功率NBe=p*QBe=107x13.5x10-3/60=2.25x103瓦输入功率NBi=NBe/ηB=2.25x103/0.81=2.77x103瓦(5)理论输入扭矩TBt=NBtx60/(2πn)=15.9Nm（注：实际输入扭矩TBe=NBix60/(2πn)=17.7Nm）2．某液压泵几何排量为12ml/r，工作压力为107Pa，理论流量为24l／min，容积效率为0.90，机械效率为0.80。试求(1)转速和角速度；(2)输出和输入功率；(3)液压泵输入轴上的扭矩。（1）QBt=q*n速度：n=QBt/q=24/(12x10-3)=2000r/

7、min角速度：ω=2πn=2πx2000/60=66.67π/秒(2)输出功率NBout=Qe*p=Qt*ηv*p=24x10-3x0.9x10-7/60=3.6KW输入功率NBi=NBout/(ηv*ηv)=3.6/(0.9x0.8)=5KW(3)液压泵输入轴上的扭矩根据NBi=n*T/9550（注：此公式中n的单位是r/min,Nein的单位是KW，T为Nm）或根据公式NBi=2nπ*T（该公式中n的单位r/秒，NBi为瓦，T为Nm）T=NBi*9550/n=23.875Nm3．恒功率变量泵调速特性曲线及调速原理如图，简述其工作原理。A1,A2,A3

8、表示变量泵三个不同的调定压力点,以A1点为例，即，此时变量泵的调定压力为A1，当