1-7章课后习题答案

1.学习指导与思考题1）学习要点1.掌握液压传动的工作原理及组成。2.掌握气压传动系统的工作原理及组成。3.掌握液压传动和气压传动的特点。4.掌握液压元件的职能符号及规定。5.了解液压传动和气压传动的发展概况、应用情况及优、缺点。6.了解液压传动和气压传动的不同点。2）填空题1.液压系统由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件四个主要组成部分。2.液压传动是以液压油为传动介质，依靠液体的压力能来传递动力。3.液压系统工作时外界负荷越大，所需油液的压力也越大，反之亦然，负载为零，系统压力为零。4.活塞或工作台的运动速度取决于单位时间通过节流阀进入液压缸中油液的体积，流量越大，系统的速度越大，反之亦然。流量为零，系统速度为零。5.液压元件的职能符号只表示元件的职能、控制方式及外部接口，不表示元件的结构、参数及连接口的实际位置和元件的安装位置。6.液压传动系统的传动比比机械传动的大，传动效率比机械传动的低。7.液压传动系统可以实现无级调速，过载保护。8.液压传动系统单位质量输出功率大，传动均匀平稳。9.气压传动系统介质费用低廉，不会造成环境污染。3）判断题1.液压传动不易获得很大的力和转矩。（×）2.液压传动装置工作平稳，易于实现无级调速，但不能快速起动、制动和频繁换向。(×)3..液压传动适宜在传动比要求严格的场合采用。(×)4.液压系统故障诊断方便、容易。（×）5.液压传动适宜于远距离传动。（×）6.气压传动能使气缸实现准确的速度控制和很高的定位精度。（×）7.液压与气压传动介质成本都很高。（×）8.液压传动可在高温下运行。（×）9.气压传动介质可以回收循环使用，故成本很低（×）4）选择题1.液压系统的执行元件是（C）。A．电动机B.液压泵C．液压缸或液压马达D.液压阀2.液压系统中，液压泵属于（A）。A.动力部分B.执行部分C．控制部分D.辅助部分3.液压传动的特点有（B）A.易于实现远距离操纵和自动控制；B.可在较大速度范围内实现无级变速；C.转向迅速、变速、传动准确；D.体积小重量轻，自润滑，且诊断、维护、保养和排放方便。4.气压系统对环境造成的危害是（C）。A．污染B.浪费C．噪声D.辐射5）问答题1.液压系统和气压系统各由哪几部分组成？答：动力部分、执行部分、控制部分、辅助部分。2.液压传动和气压传动有什么区别？答：液压传动以油为介质，气压传动以空气为介质。2.学习指导和思考练习题1）学习要点1.了解液压油基本性质、粘性、各种粘度定义及换算关系、粘温特性、分类和命名方法，液压油选用方法、污染及其控制方法。2.理解液体静压力的概念、特性。3.掌握压力表示方法、单位及其换算。4.掌握静压力传递原理，理解压力与负载关系、液体内压力处处相等的概念。5.掌握流量、流速、平均流速的概念。6.掌握流体连续性方程、伯努利方程的应用，理解动量方程的意义。7.掌握流动状态的判定方法，掌握沿程压力损失和局部压力损失的计算方法。8.掌握流体流经小孔、缝隙的流量特性及计算方法。9.了解液压冲击和空穴现象。2）填空题1.液体流动时，分子之间的内摩擦力阻碍分子的相对运动的性质称之为液体的粘性，大小用粘度表示，常用的粘度有动力粘度、运动粘度、相对粘度。2.我国采纳的相对粘度是恩氏粘度，它是用恩氏粘度计测量的。3.粘温特性的概念是油液粘度随温度变化的特性。4.液压油牌号是该油液在40℃时运动粘度的平均值。5.液体动力粘度的定义是速度梯度为1时液层间单位面积的内摩擦力，用符号τ表示。6.液体的粘性是由分子间的相互运动而产生的一种内摩擦力引起的，其大小可用粘度来度量。温度越高，液体的粘度越小；液体所受的压力越大，其粘度越大。7.液体粘度随温度变化的特性叫粘温特性。8.液压油的牌号是用该油液在40℃时运动粘度的平均值表示的。N32表示40℃时运动粘度的平均值为32mm2/s。9.液体的流态分为层流和湍流，判别流态的准则是临界雷诺数。10.绝对压力等于大气压力加上相对压力，真空度等于大气压力减去绝对压力。11.液压传动的工作原理是帕斯卡定律。即密封容积中的液体可以传递力，又可以传递运动。12.在液压流动中，因某处的压力低于空气分离压而产生大量气泡的现象，称为气穴。13.液压系统的压力取决于负载的大小。14.液压传动是以液压油为工作介质，依靠液体的压力能来实现运动和动力传递的传动方式。15.液体流动时分子间的内聚力要阻止分子相对运动而产生的一种内摩擦力，这种现象叫液体的粘性。16.液压系统的压力大小取决于负载的大小，执行元件的运动速度取决于流量的大小。17.液压管路中的压力损失可分为两种，一种是沿程损失，一种是局部损失。18.液压系统由于某些原因使液体压力急剧上升，形成很高的压力峰值现象称为液压冲击。19.根据连续性原理，管子细的地方流速大，管子粗的地方流速小。20.造成液体在间隙中流动的原因有两个，一种是压差，一种是相对运动。21.理想液体伯努利方程的物理意义：管内稳定流动的液体具有压力能、势能和动能三种形式的能量，在任意截面上这三种能量都可以相互转换，但总和为一定值。3）判断题1.标号为N56的液压油是指这种油在温度为40℃时，运动粘度的平均值为56mm2/s。（√）2.液压传动适宜于在传动比要求严格的场合采纳。（×）3.由间隙两端的压力差引起的流动称为剪切流动。（√）4.理想液体在同一管道中作稳定流动时，内部动能、位能、压力能之和随位置变化。（×）5.活塞推力越大，速度越快。（×）6.寒冷地区选择液压油粘度应大一些。（×）7.热带地区选择液压油粘度应大一些。（√）8.同心环形间隙泄漏量为最大偏心时的2.5倍。（×）9.液压系统的压力指的是绝对压力。（×）10.压力表指示的是绝对压力。（×）11.液压系统中高位置处压力的计算为低位置压力加上ρgh。（×）12.泵的吸油管口应低于泵至少1米以上。（×）4）选择题1.当温度升高时，油液的粘度（A）。A、下降B、增加C、没有变化2.当温度下降时，油液的粘度（B）。A、下降B、增加C、没有变化3.国际标准ISO对油液的粘度等级（VG）进行划分，是按这种油液40℃时什么粘度的平均值进行划分的：（B）A、动力粘度B、运动粘度C、赛式粘度D、恩式粘度4.在液体流动中，因某点处的压力低于空气分离压而产生大量气泡的现象，称为（C）。A、层流B、液压冲击C、空穴现象D、紊流5.流经固定平行平板缝隙的流量与缝隙值的（D）成正比。A、一次方B、1/2次方C、二次方D、三次方6.当绝对压力小于大气压时，大气压力减绝对压力是（B）。A、相对压力B、真空度C、表压力D、绝对压力7.液压传动中的工作压力取决于（A）。A、外负载B、流量C、速度D、泵的功率8.下面哪一种状态是层流？（A）A、Re=0.5Re临界B、Re=Re临界C、Re=1.5Re临界D、Re=2.0Re临界9.某一系统的压力大于大气压力，则其绝对压力为（A）A、大气压力加相对压力B、大气压力加真空度C、大气压力减真空度D、表压10.判断层流和湍流的标准是（C）A、雷诺数B、管道材质C、临界雷诺数D、管道内径5）问答题1.对液压油的要求是什么？答：（1）粘度合适，粘温特性好（2）有良好的润滑性，减少摩擦副的磨损。（3）质地要纯净，腐蚀性和堵塞性杂质少。（4）有良好的化学稳定性，包括热安定性、氧化安定性。即不易变质，使用期长。（5）抗泡沫性好，不易引起气穴。抗乳化性好，保持润滑性。（6）材料相容性好，对液压控制元件、密封件、管件和油箱等腐蚀溶解小。（7）无毒无害,泄漏后对人员和环境的危害小。（8）闪点和燃点高，凝点低，使用安全。（9）体积膨胀系数小，比热容大，容易带走系统中摩擦产生的热量。（10）价格便宜。2.液压油的选择要素是什么？答：工作环境，工作压力，运动速度，液压泵的类型。3.防止液压油污染的方法有哪些？答：（1）定期进行液压泵、液压缸和液压马达清洗。（2）检查密封有效性并及时更换，防止灰尘、水、杂物等污染物从外界侵入。（3）合理设置合适等级和数量的过滤器，并定期检查、清洗或更换。（4）合理选择系统元件，控制液压油的温度。（5）定期彻底清洗油箱，检查更换塑料制成的管件，防止老化破损。（6）避免混用不同牌号、不同品种的液压油，防止反应物生成。（7）定期检查和更换液压油。4.静压力传递原理是什么？答：在液面上施加的压力都完全传递到液体内任意一点。5.应用伯努利方程时，怎样选择参考面？答：通常选取某些参数已知的特殊位置截面作基准面，以方便计算。比如接触大气的截面其压力为零。较大截面容器的液面高度变化的速度较慢，取其流速为零。6.缝隙流动公式中，正负号如何选取？减小缝隙流量最有效的方式是什么？答：在平板移动方向与压差引起流动方向一致时取“+”，如果不一致，则取“-”号。6）计算题1.如题1图所示，一具有真空度的容器倒置于一液槽中，液面与大气相通的，液体在管中上升的高度h=0.8m，设液体的密度为ρ=1050kg/m3,试求容器中的真空度。解：列0-0等压面方程22g98000g9800098000=g=10509.80.8/8232/phhpphNmNm即真空度得真空度题1图2.如题2图所示,容器A中液体的密度ρA=950kg/m3,B中液体的密度ρB=1100kg/m3,ZA=100mm,ZB=200mm,h=50mm,U形管中的测压介质为水银,求A、Ｂ之间的压力差。解:列1-1等压面方程题2图3.如题3图所示,某管道中密度ρ＝1100kg/m3的油液以流量q＝0.5m3/s流动。在直径d1＝600mm的管道点(1)处,压力p1＝0.4MPa。(2)点管道直径d2＝300mm，位置比(1)低h＝1.5m，点(1)至点(2)的管长L＝20m。不计损失,求（2）点处的压力p2题3图12211112222112112222440.51.77/π3.140.60.61.777.08/0.3qqvmsAdvAvAAdvvvmsAd解：先求流速再由连续性方程得2ρρρ,Δρρρ11009.80.2136009.80.059509.80.17889/AAABBBHgABBBHgAApgZpgZghpppgZghgZNm整理得221112221212221221212220-0,1-1,2-2zz,1,,22211001.777.081.511009.84000002pvpvggvvpzzgpp再以为基准面列两断面伯努利方程，整理且取整理得代入各巳知参数1617025846.4400000390323.60.39PaMPa4.如题4图所示尺寸，油箱安装在液压泵上方，泵流量q=20L/min,油液的运动粘度ν=20×10-6m2/s,密度ρ=850kg/m3。大气压取Pa=0.098MPa,仅考虑吸油管沿程损失，求泵入口处绝对压力。题4图5.题5图为一种抽吸设备。水平管出口通大气，当水平管内液体流量达到某一临界数值时，处于面积为A1处的垂直管子将从下方露天液箱内抽吸液体。水平管内液体（抽吸用）和被抽吸介质相同。有关尺寸如下：面积A1=2.5cm2，A2=4A1，h=0.8m，不计液体流动时的能量损失，问水平管内流量达多少时才能开始抽吸？题5图解：对截面和建立液体的能量方程：232-3-364420103.141810601.31/1.311810Re201011792000646Reqvdmsvd解：　先判别流态为层流状态，则有　　　＝40.0541179222111222212222112222121120-01-1,2-2zz222,z220.7,0,1.31/,98000,pvpvvlggdgvvvlpzgpdzmzvvvmspPa１２１　以为基准，列两断面伯努利方程整理得代入且取12221,28