液压气动习题库计算题答案

液压气动习题库设计计算题（468-500）468．某轴向柱塞泵直径d=22mm，分度圆直径D=68mm，柱塞数z=7，当斜盘倾角为α=22°30′，转速n=960r/min，输出压力p=10MPa，容积效率ηv=0.95，机械效率ηM=0.9时，试求：1）泵的理论流量；（m3/s）2）泵的实际流量；（m3/s）3）所需电机功率。（kW）（0.0012；0.00114；11.3）解：l=Dsinα=68*tgα=28.12v=(pi/4)d2*l=0.785*22*22*28.12=10684mm3ql=zvn=7*10684*960/60=0.0012（m3/s）qs=ql*ηv=0.00114（m3/s）N=p*qs/ηM*ηv=11.3（kW）469．有一径向柱塞液压马达，其平均输出扭矩T=24.5Nm，工作压力p=5MPa，最小转速nmin=2r/min，最大转速nmax=300r/min，容积效率ηv=0.9，求所需的最小流量和最大流量为多少？（m3/s）（1.1×10-6；170×10-6）解：T=pv/2piv=2piT/p=6.28*24.5/5=30.772q=vn/ηv=30.772*2/(60*0.9)=1.14×10-6（m3/s）q=vn/ηv=30.772*300/(60*0.9)=171×10-6（m3/s）470．有一齿轮泵，铭牌上注明额定压力为10Mpa，额定流量为16l/min，额定转速为1000r/min，拆开实测齿数z=13，齿宽B=21mm，齿顶圆直径De＝45mm，求：1）泵在额定工况下的容积效率ηv(%)；2）在上述情况下，当电机的输出功率为3.1kW时，求泵的机械效率ηm和总效率η(%)。(91.95；93.53、86)解：1）m=De/(z+2)=45/15=3v=piD*2.25m*B=3.14*39*2.25*3*21=17358.7(mm3)q=nv=1000*17358.7=17.4l/minηv=16/17.4*100%=91.95%2)η*100%=10000*16/60*3100*100%=86%3)ηm=86/91.95=93.53%471.用一定量泵驱动单活塞杆液压缸，已知活塞直径D=100mm，活塞杆直径d=70mm，被驱动的负载∑R=1.2×105N。有杆腔回油背压为0.5Mpa，设缸的容积效率ηv=0.99，机械效率ηm=0.98，液压泵的总效率η=0.9。求：1）当活塞运动速度为100mm/s时液压泵的流量（l/min）；2）电机的输出功率（kW）。(47.6；14.866)解：1)q=v*60*piD2/4=47.1（l/min）qs=47.1/0.99=47.6（l/min）2)p=∑R*4/piD2+0.5×105*4/pi(D2-d2)=1.2×105*4/3.14*0.01+2×105/3.14*0.051=152.87×105+12.49×105=165.36×105N/m2N=pq/0.98*0.9=165.36×105*0.1*3.14*0.1*0.1/4*0.98*0.9*0.99=14.866（kW）472．有一液压泵，当负载压力为p＝80×105Pa时，输出流量为96l/min，而负载压力为100×105Pa时，输出流量为94l/min。用此泵带动一排量V=80cm3/r的液压马达，当负载扭矩为120Ｎ.ｍ时，液压马达机械效率为0.94，其转速为1100r/min。求此时液压马达的容积效率。（%）（93）解：T=pv/2pip=2piT/V=6.28*12000/80=9420000Pa则：qB=96-14.2*(96-94)/(100-80)=94.58l/minq=vn/ηvηv=vn/q=80*1100/94580=0.93=93%473．增压缸大腔直径D=90mm，小腔直径d=40mm，进口压力为p1＝63×105Pa，流量为q1=0.001m3/s，不计摩擦和泄漏，求出口压力p2和流量q2各为多少？（MPa、m3/s）（31.9；0.198×10-3）解：p2=63×105×90×90/(40×40)=318.9×105Paq2=0.001×16/81=0.198×10-3(m3/s)474．在图示液压系统中，泵的额定压力为ps＝25×105Pa，流量q=10l/min，溢流阀调定压力py＝18×105Pa，两油缸活塞面积相等，A1=A2=30cm2，负载R1=3000N，R2=4200N其他忽略不计。试分析：1）液压泵启动后两个缸速度分别是多少（m/s）；2）各缸的输出功率和泵的最大输出功率可达多少（W）。(.056、.056；167、233、300)解：1)p1=R1/A1=3000/30=100N/cm2=10×105PaP2=R2/A2=4200/30=140N/cm2=14×105Pav1=q/A1=10×10-3/30×10-4×60=1/18=0.056=v2（m/s）2)N1=p1*q=10×105*10×10-3/60=166.7（W）N2=p2*q=14×105*10×10-3/60=233.3（W）NB=py*q=18×105*10×10-3/60=300（W）475．如图所示，如果液压缸两腔的面积A1=100cm2，A2=40cm2，泵的供油量q=40l/min，供油压力p＝20×105Pa，所有损失均忽略不记，试求：1）液压缸在该工况下可能产生的最大推力（N）；2）差动快进管内允许流速为4m/s，管径d应选多大（mm）？（12000；18）解：1)F=p*(A1-A2)=20×105×60×10-4=12000（N）2)d=√4q/piv=√4*40*106/3.14*4000*60=√212.3=14.6（mm）应选管径d=18476．如图所示的夹紧回路中，如溢流阀的调整压力py＝50×105Pa，减压阀调整压力pj＝25×105Pa。试分析下列各种情况，并说明减压阀阀芯处于什么状态。1）当泵压力为50×105Pa时，夹紧液压缸使工件夹紧后，A点、C点压力为多少（105Pa）？2）当泵压力由于其它工作缸的快进，压力降至pb＝15×105Pa时（工件原先处于夹紧状态）：这时，A点、C点压力各为多少（105Pa）？3）夹紧缸在未夹紧工件前做空载运动时，A、B、C三点压力为多少（105Pa）？（25、25；15、25；0、0、0）解：1)夹紧液压缸使工件夹紧后，A点、C点压力为减压阀调整压力pj＝25×105Pa。2)当泵压力为15×105Pa时，A点压力为15×105Pa,C点压力为减压阀调整压力pj＝25×105Pa。3)夹紧缸在未夹紧工件前做空载运动时，没有负载，A、B、C三点压力为0.477．如图所示的回路采用进油路与回油路同时节流调速。采用的节流阀为薄壁小孔型，两节流阀的开口面积相等，f1=f2=0.1cm2，流量系数Cd=0.67，液压缸两腔有效面积A1=100cm2，A2=50cm2，负载R=5000N，方向始终向左。溢流阀调定压力py＝20×105Pa，泵流量q=25l/min。试求活塞往返运动速度各为多少（cm/s），两者有可能相等否？（0.003；0.003；有可能）解：q1=q2=Cd*f1*Δp1/2(ml/s)不论是左腔进油还是右腔进油，流量均取决于回油路上的节流阀：p1=R/A1=5000/0.01=5×105PaΔp=py-p1=15×105Paq1=0.1*0.67*(5)1/2*=0.1*0.67*2.235=0.1497(ml/s)=8.98l/minv1=q1/A2=0.1497/50=0.003cm/s=v2478．在图示的回路中，液压缸两腔面积A1=100cm2，A2=50cm2，当缸的负载F从0变化到30000N时，缸向右运动速度保持不变，调速阀最小压差△p＝5×105Pa，试求：1）溢流阀最小调定压力py为多少（调压偏差不考虑）（105Pa）2）负载F=0时泵工作压力是多少？（105Pa）3）缸可能达到的最高工作压力是多少？（105Pa）（32.5；32.5；65）解：1)p2=(pFA1-F)/A2＝5×105PapF=F/A1+p2A2/A1=30000/100×10-4+2.5×105=32.5×105Papy=pF=32.5×105Pa2)负载F=0时：泵工作压力是溢流阀最小调定压力py为32.5×105Pa3)缸可能达到的最高工作压力是：当负载F=0时，p2=2py=65×105Pa479．图示为某专用液压铣床的油路图。泵输出流量qp=30l/min，溢流阀调定压力py＝24×105Pa，液压缸两腔有效面积A1=50cm2，A2=25cm2，切削负载Ft=9000N，摩擦负载Ff=1000N，切削时通过调速阀的流量为qT=1.2l/min，若元件的泄漏和损失忽略不计。试求：1）活塞快速接近工件时，活塞的运动速度v1（cm/s）及回路的效率η1；（%）2）当切削进给时，活塞的运动速度v2（cm/s）及回路的效率η2。（%）（10、100；0.8、6.7）解：1）v1=qp/A1=30×103/50×60=10（cm/s）η1=v1A1/qp=100%2）q1=2qT=2.4l/minp2=(pFA1-F)/A2＝(24×105×50×10-4-10000)/25×10-4=8×105Pav2=qT/A2=1.2×103/25×60=0.8（cm/s）η2=(p1q1-p2q2)/pyqp=(2.4×24×105-1.2×8×105)/30×24×105=(57.6-9.6)/30×24=0.067=6.7%480．在图示的回路中，变量泵的转速np=1200r/min，排量Vp=0～8cm3/r；安全阀调定压力py＝40×105Pa，变量马达排量VM=4～12cm3/r。试求：马达在不同转速nM=200、400、1000、1600r/min时，该调速装置可能输出的最大转矩T（Ｎ.ｍ）和最大功率P是多少？（Ｗ）(7.64、160；7.64、320；6.11、639.5；3.82、639.7)解：低速段：变量泵加定量马达；高速段：定量泵加变量马达；1)nM=200r/min时：VM=12cm3/rT=pv/2pi=40×105×12×10-6/6.28=7.64（Ｎ.ｍ）N=2pinT=6.28*(200/60)*7.64=160（Ｗ）2)nM=400r/min时：VM=12cm3/rT=pv/2pi=40×105×12×10-6/6.28=7.64（Ｎ.ｍ）N=2pinT=6.28*(400/60)*7.64=320（Ｗ）3)nM=1000r/min时：Vp=8cm3/rVM=Vp*np/nM=8*1.2=9.6T=pv/2pi=40×105×9.6×10-6/6.28=6.11（Ｎ.ｍ）N=2pinT=6.28*(1000/60)*6.11=639.5（Ｗ）4)nM=1600r/min时：Vp=8cm3/rVM=Vp*np/nM=8*0.75=6T=pv/2pi=40×105×6×10-6/6.28=3.82（Ｎ.ｍ）N=2pinT=6.28*(1600/60)*3.82=639.7（Ｗ）481．图（a）为限压式变量泵及调速阀组成的联合调速回路，图（b）为限压式变量泵的特性曲线。调速阀正常工作时所需压差为5×105Pa，背压阀调定值为4×105Pa，活塞两腔有效面积A1=50cm2，A2=25cm2，在调速阀通过流量为5l/min时，试求：1）缸能克服多大负载阻力；（N）2）如需推动14000N的负载，其他条件不变，应将泵特性曲线调成何种形状系统效率最高（画出特性曲线图）。（9000；图示黑线所示，调整压力调节螺钉即可）解：1）直接按曲线作图：弹簧的斜率为10*105Pa在调速阀通过流量为5l/min时，泵的工作压力为25*105Pa则：F=p1A1-p2A2=20*105*50*10-4-4*105*25*10-4=9000（N）