液壓與氣動(dòng)技術(shù)第6版趙波課后參考答案

第一章1、答：液壓傳動(dòng)是以液體作為工作介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞和控制的一種方式。液壓系統(tǒng)由以下四部分組成：（1）動(dòng)力元件液壓泵，它們?yōu)橐簤合到y(tǒng)提供一定流量的壓力液體的裝置，將原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能。執(zhí)行元件如液壓缸或馬達(dá)，將流體壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能?？刂圃鐗毫Α⒘髁?、方向控制閥等，對(duì)液壓系統(tǒng)中流體的壓力、流量和方向進(jìn)行控制的裝置。輔助元件包括管件、油箱。過(guò)濾器、蓄能器、儀表和密封裝置等等。2、答：（1）優(yōu)點(diǎn)：1）單位體積輸出功率大。2）工作比較平穩(wěn)，易于實(shí)現(xiàn)快速起動(dòng)、制動(dòng)、頻繁換向。3）可以在較大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。4）易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。5）易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。6）標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化。（2）缺點(diǎn)：1）油液泄漏，易造成污染。2）不宜于溫度變化范圍較大或溫度較高的場(chǎng)合。3）傳動(dòng)效率不高，不宜于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。4）由于精度高，故制造成本高。3、答：（1）以空氣為工作介質(zhì)，來(lái)源方便。（2）流動(dòng)損失小，便于集中供氣和實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸和控制。(3)動(dòng)作迅速、反應(yīng)快，維護(hù)簡(jiǎn)單，管路不易堵塞。(4)工作環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。(5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輕便，壓力低，安全可靠。(6)穩(wěn)定性較差，動(dòng)作速度易受負(fù)載變化的影響。(7)排氣噪聲大。(8)需加油霧器進(jìn)行潤(rùn)滑。第二章1、答：壓力有三種表示方法：（1）以絕對(duì)真空為基準(zhǔn)來(lái)度量的壓力，叫絕對(duì)壓力；（2）以大氣壓力為基準(zhǔn)來(lái)度量的壓力，叫相對(duì)壓力；（3）若絕對(duì)壓力小于大氣壓力，二者差值叫真空度。壓力決定于外負(fù)載，即液體內(nèi)部壓力是由外負(fù)載作用而形成。表壓力是指相對(duì)壓力。2、答：理想液體：假設(shè)的即無(wú)粘性又不可壓縮的液體。恒定流動(dòng)：若液體中任一點(diǎn)的壓力、速度、密度都不隨時(shí)間而變化，這種流動(dòng)稱為恒定流動(dòng)。層流：若液體的流動(dòng)層次分明不互相混雜，這種流動(dòng)稱為層流。紊流：若液流完全混亂，層與層之間混雜在一起分不清，這種流動(dòng)稱為紊流。雷諾數(shù)：液體在圓管中的流動(dòng)狀態(tài)不僅與管內(nèi)的平均流速v有關(guān)，還與管道的內(nèi)徑d、液體的運(yùn)動(dòng)粘度ν有關(guān)。用來(lái)判別液體流動(dòng)狀態(tài)的是由這三個(gè)參數(shù)組成的一個(gè)無(wú)量綱數(shù)----雷諾數(shù)Re，即Re=vd/ν3、答：理想液體伯努力方程的物理意義：在密閉管道內(nèi)作恒定流動(dòng)的理想液體具有三種形式的能量，即壓力能、位能和動(dòng)能。在液體流動(dòng)過(guò)程中，三種形式的能量可以互相轉(zhuǎn)化，但在各個(gè)過(guò)流斷面上三種能量之和恒為定值。4、解：對(duì)a)圖，p=F/A=4F/Лd2=4*5000/(3.14*0.12)=6.688*105pa對(duì)b)圖，p=F/A=4F/Л（D-(D-d））2=6.688*105pa5、解：假設(shè)由1流向2，因等徑，由流量連續(xù)方程知，v1=v2則伯努力方程化為：p1=p2+ρgh+Δpw，即Δpw=p1-p2-ρgh(1)Δpw=p1-p2-ρgh=0.45-0.4-900*10*15*10-6=-0.085Mpa,因數(shù)值為負(fù)，說(shuō)明1點(diǎn)的能量小于2點(diǎn)的能量，故流向與假設(shè)相反。（2）同理得，Δpw=0.065Mpa，因數(shù)值為正，說(shuō)明1點(diǎn)的能量大于2點(diǎn)的能量，故流向與假設(shè)相同。6、解：由理想液體伯努力方程得，p1=p2+0.5ρv2,0.25*106=0.06*106+0.5*900*v2故，v2=420，v=20.5m/s,流量qv=Av=0.25Лd2v=0.25*3.14*0.0122*20.5=0.00231m3/s7、解：取截面Ⅰ-Ⅰ和Ⅱ-Ⅱ，列伯努力方程：P1=p2+ρgh+(1/2)ρаv2+Δpλ+Δpζ+Δp式中p1為大氣壓力pa,Δpλ為沿程壓力損失，Δpζ為彎頭處局部壓力損失，流速v=qv/A=4qv/Лd2=4*0.15/60*3.14*0.062=0.88m/s雷諾數(shù)Re=vd/ν=0.88*0.06/30*10-6=1760＜2320,為層流，a=2,Δpλ=λ(l/d)(ρv2/2)=(75/Re)(h/0.06)(900*0.88*0.88/2)=247.5h,Δpζ=ζρv2/2=0.2*900*0.88*0.44=69.696代人伯努力方程：pa=p2+900*10h+(1/2)*900*2*0.88*0.88+Δpλ+Δpζ+Δp則真空度pa-p2=9000h+696.96+247.5h+69.696+20000≤400009247.5h≤40000-20000-696.96-69.696=19233.344h≤2.08m第三章1、解：實(shí)際流量q=(1450/60)*(46.2/1000000)*0.95=1.06*10-3m3/s輸出功率Po=pq=10*106*1.06*10-3=10.6kw輸入功率即電機(jī)功率Pi=Po/η=10.06/0.9=11.78kw2、答：一，必須有密閉而可以變化的容積以完成吸油和排油；二，必須有配流裝置，以將吸油和排油分開(kāi)。在泵體內(nèi)有一對(duì)外嚙合齒輪，齒輪兩端靠蓋板密封。當(dāng)齒輪按圖3-3方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，吸油腔(右側(cè))內(nèi)的輪齒不斷脫開(kāi)嚙合，使密封容積不斷增大而形成一定真空，從油箱吸油；與此同時(shí)，齒槽內(nèi)的油液被帶到壓油腔(左側(cè))，壓油腔內(nèi)的輪齒不斷進(jìn)入嚙合，密封容積減小，油液被壓出。3、答：排量是泵每旋轉(zhuǎn)一周，由密封腔幾何尺寸變化計(jì)算而得的排出液體的體積。理論流量是泵在單位時(shí)間內(nèi)由密封腔幾何尺寸變化計(jì)算而得的排出液體的體積。實(shí)際流量是泵在工作時(shí)實(shí)際輸出的流量。容積損失是由于泵泄漏等原因而造成的流量損失。容積效率是指泵的實(shí)際流量與理論流量之比。4、答：由于泄漏較大，故齒輪泵壓力不能太高。三種泄漏途徑：一是齒輪嚙合處的間隙，稱為嚙合泄漏；二是徑向間隙，稱為齒頂泄漏；三是端面間隙，稱為端面泄漏。采用端面間隙自動(dòng)襝的方法來(lái)提高壓力。三種裝置：浮動(dòng)軸套式、浮動(dòng)側(cè)板式、撓性側(cè)板式等。5、答：a)圖計(jì)數(shù)為0；b)圖計(jì)數(shù)為F/A；c)圖為pN；d)圖為0。6、答：改變斜盤(pán)傾角γ的方向，就能改變吸油和壓油的方向，從而使其成為雙向變量泵。7、答：使葉片頂部與定子內(nèi)表面緊密接觸。。葉片根部與壓油腔相通。8、答：葉片相對(duì)與轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)榍皟A，主要考慮葉片在工作時(shí)受定子內(nèi)表面摩擦力和頂部壓力的合力是否與葉片回縮方向相同，如果反轉(zhuǎn)，將極大地增加葉片回縮時(shí)的摩擦力，使之卡死或損壞。第四章1、答：活塞式液壓缸通常有雙桿式和單桿式。雙桿活塞式液壓缸的特點(diǎn)是：當(dāng)活塞有效行程為L(zhǎng)時(shí)，整個(gè)工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)范圍是3L，雙向運(yùn)動(dòng)速度相同，適于往復(fù)運(yùn)動(dòng)要求相同的設(shè)備，如機(jī)床工作臺(tái)等。單桿活塞式液壓缸的特點(diǎn)是：當(dāng)活塞有效行程為L(zhǎng)時(shí)，整個(gè)工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)范圍都是2L。雙向運(yùn)動(dòng)不同，雙向輸出力不同，適于單向工作的裝置，如壓力機(jī)，工程機(jī)械工作裝置等。2、答：?jiǎn)螚U活塞式液壓缸主要由缸底、缸筒、缸蓋、活塞、活塞桿、導(dǎo)向套等組成。重型液壓缸還有緩沖裝置和排氣裝置。3、答：缸筒和端蓋、活塞與活塞桿、活塞與缸筒、活塞桿與前端蓋間均有密封裝置。一般采用密封膠圈進(jìn)行密封。一般的密封圈有許多種類，各有各的優(yōu)點(diǎn)。有的比較簡(jiǎn)單如：O型膠圈，Y型密封圈。有的比較適合高壓高速：如V型密封圈，組合密封圈。4、答：對(duì)要求不高的液壓缸，將油口布置在缸筒的最高處，通過(guò)多次空載往復(fù)運(yùn)動(dòng)排氣。對(duì)要求高的液壓缸，在缸的最高處設(shè)置專門(mén)的排氣裝置，如排氣塞、排氣閥等。5、答：在液壓缸中設(shè)置緩沖裝置。常用的緩沖裝置有圓柱型環(huán)隙式緩沖裝置，圓錐形環(huán)隙式緩沖裝置，可變節(jié)流槽式緩沖裝置，可調(diào)節(jié)流孔式緩沖裝置。6、解：(1)v=4q/Лd2=4*(1.33*10-4)/(3.14*(35*10-3)2)=0.138m/s(2)F=pЛd2/4,p=4*1000/(3.14*(35*10-3)2)=1.04Mpa7、解：(1)p1A1=p2A2+F①p2A1=F②把②代入得，p1A1=p2A2+p2A1p2=p1A1/(A2+A1)=9*100/(100+80)=5MpaF=p2A1=50000Nv1A1=q1,v1=q1/A1=0.2*10-3/(100*10-4)=0.02m/sv1A2=q2=v2A1,v2=v1A2/A1=0.02*0.8=0.016m/s(2)p1A1=p2A2+F1①p2A1=F2②由②得，F(xiàn)2=4.5*106*100*10-4=45000N由①得,F1=p1A1-p2A2=(9*100-4.5*80)*102=54000N(3)p1A1=p2A2①p2A1=F2②所以，F(xiàn)2=p2A1=(p1A1/A2)A1=(9*100*100/80)*102=11250N8、解：p1ЛD2/4=p2Лd2/4p2=p1D2/d2=50*105*60*60/(20*20)=45Mpa9、解：a)圖速度為v=4q/Л(D-d)2,缸筒左移，桿受力向右。b)圖速度為v=4q/Лd2,缸筒右移，桿受力向左。c)圖速度為v=4q/Лd2,缸筒右移，桿受力向左。第五章1、答：O型中位狀況和特點(diǎn)是：回油口全封，執(zhí)行元件閉鎖，泵不卸荷。H型中位狀況和特點(diǎn)是：回油口全通，執(zhí)行元件浮動(dòng)，泵卸荷。P型中位狀況和特點(diǎn)是：T口封閉，P、A、B口相通，單桿缸差動(dòng)，泵不卸荷。M型中位狀況和特點(diǎn)是：P、T口相通，A、B口封閉，執(zhí)行元件閉鎖，泵卸荷。2、答：溢流閥旁接在泵的出口，保證系統(tǒng)壓力恒定或限制其最高壓力；有時(shí)也旁接在執(zhí)行元件的進(jìn)口，對(duì)執(zhí)行元件起安全保護(hù)作用。順序閥是利用液壓系統(tǒng)中的壓力變化來(lái)控制油路的通斷，從而實(shí)現(xiàn)多個(gè)液壓元件按一定的順序動(dòng)作。減壓閥是一種利用液流流過(guò)縫隙液阻產(chǎn)生的壓力損失使出口低于進(jìn)口壓力的壓力控制閥。溢流閥與順序閥、減壓閥的異同點(diǎn)：1)減壓閥為出口壓力控制，而溢流閥和順序閥為進(jìn)口壓力控制。2)減壓閥閥口常開(kāi)，溢流閥、順序閥閥口常閉。3)減壓閥、順序閥出口液壓油用于工作，溢流閥出口直接引回油箱。4)減壓閥、順序閥常采用外泄方式，而溢流閥采用內(nèi)泄方式。3、答：a)圖泵的出口壓力為3Mpa,b)圖泵的出口壓力為7Mpa。4、答：在回路中產(chǎn)生一定的壓力。單向閥，溢流閥，節(jié)流閥，均可用作背壓閥。5、解：快速運(yùn)動(dòng)時(shí)，A點(diǎn)壓力是0Mpa，B點(diǎn)壓力是0Mpa。工件夾緊后，A點(diǎn)壓力是5Mpa，B點(diǎn)壓力是2.5Mpa。6、答：插裝閥由控制蓋板、插裝單元(閥套、彈簧、閥芯及密封件)、插裝塊體和先導(dǎo)控制閥組成。優(yōu)點(diǎn)是通流能力大、密封性能好、動(dòng)作靈敏、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。第六章1、答：(1)作輔助篕動(dòng)力源可降低泵的規(guī)格，增大執(zhí)行元件的速度，提高效率，減少發(fā)熱。(2)系統(tǒng)保壓、彌補(bǔ)泄漏(3)吸收壓力沖擊(4)吸收壓力脈動(dòng)安裝使用時(shí)應(yīng)注意：1)使用惰性氣體或氮?dú)狻?)搬運(yùn)和拆裝時(shí)應(yīng)將充氣閥打開(kāi)。3)油口應(yīng)向下豎直安裝。4)泵與蓄能器間設(shè)置單向閥；蓄能器與液壓系統(tǒng)連接處設(shè)置截止閥。5)充氣壓力為液壓系統(tǒng)最低工作壓力的90％到25％。2、答：基本要求：(1)滿足液壓系統(tǒng)對(duì)過(guò)濾精度的要求(2)滿足液壓系統(tǒng)對(duì)過(guò)濾能力的要求(3)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度不同類型的過(guò)濾器不能替用。3、答：吸油管與回油管之間的距離盡可能大，油管口插入油面以下，但不要太靠近底部。吸油管端部裝過(guò)濾器，其通油能力大于泵流量的3倍。最高油面只允許達(dá)到箱內(nèi)高度的80﹪。吸、回油管間設(shè)置隔板。設(shè)置空氣濾清器與液位計(jì)。設(shè)置放油口與清洗窗。4、答：O型密封圈的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝尺寸小、使用方便、價(jià)格低，適于低速密封或靜密封。Y型密封圈的特點(diǎn)是摩擦力小、壽命長(zhǎng)、密封可靠、磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償，適于高轉(zhuǎn)速。V型密封圈的特點(diǎn)是耐高壓、密封處阻力大，適于低速。失效原因有磨損、疲勞破壞和斷裂。5、答：1)