机械设计习题(最新版-修订)

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1、1 液压传动的基础知识液压传动的基础知识 题 1 图 1.的柱塞在力作的柱塞在力作 mmd20NF40 用下向下运动， 导向孔与柱塞的间隙如 图所示，导向孔长度 用下向下运动， 导向孔与柱塞的间隙如 图所示，导向孔长度 mmh1 . 0 ，试求当油液粘度，试求当油液粘度 mmL70 ，柱塞与导向孔，柱塞与导向孔 sPa 1 10784. 0 同心，柱塞下移所需的时间同心，柱塞下移所需的时间。 m1 . 0 0 t 2 2.若 通 过 一 薄 壁 小 控 的 流 量 时，孔前后压差为， min/10Lq MPa2 . 0 孔 的 流 量 系 数， 油 液 密 度 62. 0 d C 。 试求该小

2、孔的通流面积。 3 /900mkg 题 3 图 3.如 图 示 ， 容 器 A 内 充 满 着 33 /1099 . 0 mkg 的液体， 水银 U 形测 压计的 mh1 ， mZ A 5 . 0 ， 求容器A 中心的压力 （分别用绝对压力和相对压 力来表示） 。 3 题 5 图 4.如图示一抽吸设备水平放置，其出口 和大气相通，细管处断面积 2 1 2 . 3 cmA ， 出口处管道面积 12 4AA ， mh1 ， 求开 始能够抽吸时， 水平管中所必需通过的 流量 q。按理想液体计算。 5.某液压系统用 20 号液压油，管道直 4 径 mmd20 ，通过流量 q=100L/min， 试求：

3、（1）雷诺数，并判断流态； （2）求液流为层流时的最小 管径。 5 题 7 图 6.水平放置的光滑圆管由两段组成，如 图示， 直径分别为 mmd10 1 ， mmd6 0 ， 每段长度 ml3 ，液体密度 3 /900mkg ，运动粘度 sm /102 . 0 24 ，通过流量 q=18L/min，管道突然缩小处的局部阻 力系数=0.35，试求总的压力损失及 两端压差。 液压泵与液压马达液压泵与液压马达 3.1 简述液压泵与液压马达的作用和类 型。 3.2 液压泵的工作压力取决于什么？泵 的工作压力与额定压力有何区别？ 3.3 什么是液压泵的排量、 理论流量和实 际流量？它们的关系如何？ 3.

4、4 液压泵在工作工程中会产生哪两方 6 面的能量损失？产生损失的原因何在？ 3.5 齿轮泵压力的提高主要受哪些因素 的影响？可以采取措施来提高齿轮泵的压 力？ 3.6 试说明限压式变量叶片泵流量压力 特性曲线的物理意义。 泵的限定压力和最大 流量如何调节？调节时泵的流量压力特性 曲线将如何变化？ 3.7 双作用叶片泵和限压式变量叶片泵 在结构上有何区别? 3.8 为什么轴向柱塞泵适用于高压 3.9 外啮合齿轮泵、 叶片泵和轴向柱塞泵 使用时应注意哪些事项 3.10试比较各类液压泵性能上的异同点。 3.11某液压泵在转速时，理论流min/950rn 量。 在 同 样 的 转 速 和 压 min/

5、160Lqt 时，测得泵的实际流量为，MPap5 .29min/150Lq 总效率，求：87 . 0 (1)泵的容易效率； (2)泵在上述工况下所需的电动功率； (3)泵在上述工况下的机械效率； (4)驱动泵的转矩多大？ 7 3.12液压马达的排量，入口压力rmLV/100 ， 出口压力， 容积效率，MPap10 1 MPap5 . 0 2 95. 0 v 机械效率，若输入流量，求马85 . 0 m min/50Lq 达的转速 、转矩 、输入功率 和输出功率nT i P 。各为多少？P 3.13某液压泵当负载压力为时，输出MPa8 流量为， 而负力为时， 输出流量为min/96LMPa10 。

6、 用此泵带动一排量为的液压马min/94Lrcm /80 3 达，当负载转矩为时液压马达的机械mN 120 效率为 0.94，其转速为，试求此时液min/1100r 压马达的容积效率为多少？ 3.14某变量叶片泵的转子径，定子mmd83 内径，叶片宽度。求：mmD89mmB30 （1）当泵的排量时，定子也转子间的偏心量有多大？rmLV/16 （2）泵的最大排量是多少？ 3.15某轴向柱塞泵的柱塞直径，柱mmd20 塞分布圆直径，柱塞数。当斜盘mmD707z 倾角， 转速， 输出压力 3022min/960rn MPap16 ，容积效率，机械效率时，试求95 . 0 V 9 . 0 泵的理论流量

7、、实际流量和所需电动机功 率。？ 3.16一泵的总泄漏量，式中 C泄漏 8 系数，p工作压力，当将此泵作液压马 达使用时，在相同转速和相同压力的条件 下，其容积效率与泵是否相同？试证明。 3.17一液压泵可兼作液压马达使用， 设二 者的机械损失扭矩相同， 在相同的工作压力 时，其机械效率是否相同？试证明。 3.18一液压泵额定压力，机械效率，由实 际测得： （1）当泵的转速，泵的出口压力为零时，其流量。当泵出口压力为时， 其流量。当泵出口压力为时，其流量，试求泵在额定压力时的容积效率。 （2）当泵的转速为，压力为额定压力时，泵的流量为多少？容积效率又 为多少？ （3）在以上两种情况时，泵的驱动

8、功率分别为多少？ 3.19一齿轮泵齿轮的模数，齿数，齿宽， 转速，在额定压力下输出流量，试求该泵在 额定压力时的容积效率。 9 题 3.20 图 题 3.21 图 3.20试求限压式变量叶片泵特性曲线变 量段（BC 段）的流量压力表达式（泄漏和 定于移动时的摩擦力忽略不计） ，哪些因素 影响 BC 段曲线的斜率？其它条件不变时， 改变弹簧预紧力时斜率会不会改变？ 3.21一限压式变量叶片泵特性曲线如图 示。设，试求该泵输出的最大功率和此时的 压力。 3.22一斜盘式定量轴向柱塞泵，柱塞直 径，柱塞数，柱塞分布园直径，斜盘倾角， 已知：在压力时，容积效率；在压力时，容 积效率，试求： （1）压力

9、，转速时，泵的实际流量； （2）压力，转速时，泵的实际流量。 3.23一液压马达每转排量，供油压力，输 入流量，液压马达的容积效率，机械效率， 液压马达回油腔有的背压，试求 （1）液压马达的输出扭矩； （2）液压马达的转速。 3.24一定量泵向一定量液压马达供油与 10 马达具有相同的参数：， ， ，若泵的转速，液 压马达的负载扭矩， 不计管路损失， 试计算 ： （1）液压马达的工作压力； （2）液压马达的转速； （3）液压马达的有效输出功率； （4）液压泵的驱动功率。 3.25一限压式变量叶片泵向定量液压马 达供油。已知：定量液压马达排量，容积效 率，机械效率，负载扭矩，变量叶片泵特性 曲线

10、如图示，设在压力管路中有的压力损 失，试求： (1) 液压泵的供油压力； （2）液压马达的转速； （3）液压马达的输出功率； （4）液压泵的驱动功率（设液压泵的总效率） 第一章液压缸第一章液压缸 4.1 活塞式液压缸有几种形式？有什么 特点？它们分别用在什么场合？ 4.2 简述 O 型和 Y 型密封圈的特点和使 用注意事项。 4.3 以单杆活塞式液压缸为例， 说明液压 11 缸的一般结构形式. 4.4 活塞式液压缸的常见故障有哪些？ 如何排除？ 4.5 如图 4. 5 所示， 已知单杆液压缸的内 径， 活塞杆直径， 泵的供油压力mmD50mmd35 ，供油流量。试求：MPap5 . 2min/

11、10Lq （1） 液压缸差动连接时的运动速度和推力； (2)若考虑管路损失，则实测，而，求此时液压缸的pp 1 MPap6 . 2 2 推力。 4.6 图 4. 24 为两个结构相同相互串联的 液压缸，无杆腔的面积有杆腔的 24 1 10100mA 面积，缸 1 的输入压力， 24 2 1080mA MPap9 . 0 1 输入流量， 不计摩擦损失和泄漏， 求 ：min/12Lq （1） 两缸承受相同负载（）时，该负载的数值及两缸的运动 21 FF 速度； （2） 缸 2 的输入压力是缸 1 的一半（）时，两缸各能承受多 21 pp 12 少负载？ （3） 缸 1 不承受负载（）时，缸 2 能

12、承受多少负载？0 1 F 4.7 如图 4. 5 所示， 缸筒固定， 柱塞运动， 柱塞直径为。若输入液压油的压力为cm12 ， 输入流量为， 试求缸中柱塞MPap5min/10Lq 伸出的速度及所驱动的负载大小 （不计摩擦 损失和泄漏） 。 4.8 设计一单杆活塞式液压缸， 已知外载 ，活塞和活塞处密封圈摩擦阻力为NF 4 102 ，液压缸的工作压力为，试计NF 2 1 1012MPa5 算液压缸内径 D。若活塞最大移动速度为 ，液压缸的容积效率为 0.9，应选用多sm/44 . 0 大流量的液压泵？若泵的总效率为 0.85， 电 动机的驱动功率应为多少？ 13 题 4.9 图 4.9 如 下

13、 图 所 示 ， 缸 筒 内 径 D=90 mm ，活塞杆直径 d=60 mm ，进入液压缸 的流量 Q=25L/min ，进油压力，背压力， 试计算图示各种情况下运动件运动速度的 大小、方向以及最大推力 题 4.10 图 4.10如图示的柱塞式液压缸， 图 a 为缸体 固定，柱塞运动；图 b 为柱塞固定，缸体运 14 动。柱塞直径，缸筒内径，若输入流量，供 油压力，试求： （1）运动件的运动速度； （2）运动件所产生的推力。 题 4.11 图 题 4.12 图 4.11一柱塞固定的液压缸与工作台联结 在一起， 共重， 结构尺寸， 如图示。 启动时， 克服负载向上升。设工作台在内，均匀地从 静

14、止达到最大稳定速度，不计漏损。试决定 启动时的供油压力和流量 4.12一双叶片摆动液压缸， 如图示。 缸径， 轴径，叶片宽度。当输入流量，时，不计损 失， 回油口接油箱。 试求输出转矩和角速度。 15 4.13三个液压缸串联连接，缸筒内径均 为， 活塞杆直径均为， 供油压力， 供油流量， 如果三液压缸所承受的负载 F 相同，试求： 1）负载 F； 2）三活塞的运动速度； 3）如果方向阀切换至右位，活塞反向运动时，各活塞的运动速度。 4.14一单杆液压缸快速向前运动时采用 差动联接，快速退回时，压力油输入液压缸 有杆腔。假如缸筒直径为，活塞杆直径为， 慢速运动时活塞杆受压，其负载为，已知输 入流

15、量，背压力。 1）试求往复快速运动速度； 2）如缸筒材料的许用应力，计算缸筒壁厚； 3）如液压缸活塞杆铰接，缸筒固定，其安装长度，试校核活塞杆的纵向 压杆稳定性。 16 4.15图示液压缸内径，活塞杆直径，外负 载，液压泵流量 Q 为，额定工作压力为， 驱动电动机功率，启动液压泵后，调节溢流 阀，使溢流阀的调定压力，此时发现活塞不 运动，为什么？而后将溢流阀调定压力调 至，此时活塞运动，为什么？运动速度为多 少？当活塞运动到底如不及时退回， 发现电 机发热并跳闸，这又是为什么？ 4.16一限压式变量泵向单杆活塞缸供油， 油路连接和变量泵特性曲线如图示。 已知液 压缸负载，油管 AB 段、BC 段、BD 段压 力损失均为，试求 ： 1）液压缸无杆腔 压力；2）液压缸有杆腔压力；3）压力泵的 出口压力；4）液压缸的运动速度；5）液压 17 泵的输出功率；6）回路效率。 4.17液压缸内径，缓冲柱塞直径，缓冲行 程，液压缸水平安装，外负载，负载的滑动 摩擦系数，液压泵供油压力为，流量为。试 求，缓冲腔内最大冲击压力，并校核缸筒强 度是否足够。