流体传动与控制课后作业答案
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3-3简述齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的优缺点及应用场合。
齿轮泵——优点：体积小、重量轻、结构简单，生产、维护成本低，自吸性能好，对油污染不敏感；缺点：流量脉动大，噪声大，排量不变，磨损不易修复，互换性差；场合：对稳定性要求不高、定量等场合。
叶片泵——优点：结构紧凑，工作压力较高，流量脉动小，工作平稳，噪声小，寿命较长；缺点：吸油特性不太好，对油液的污染也比较敏感，结构复杂，制造工艺要求比较高；场合：稳定性要求高，压力不太大等场合。
= T= = =26851.8
P = T=26852w
3-5解：
在图上标出D点（2MPa，20L/min），过D点作线段AB的平行线，交q轴于G点。在图上再标出E点（4.5MPa，2.5L/min），过E点作线段BC的平行线，交p轴于H点。GD,EH相交于F点。
A(0，27.5) B（45，25）D（20，20）所以G（0，21.1）
齿面啮合处（啮合点）的泄漏，在正常情况下，通常齿面泄漏很小，可不予考虑。
因此适当的控制轴向间隙的大小是提高齿轮泵容积效率的重要措施。
3-2叶片泵能否实现正反转？请说出理由并进行分析。
答：不能。因为定量叶片泵前倾13 ，是为了减小压力角，从而减轻磨损。而变量叶片泵后倾24 ，有利于叶片紧贴定子内表面，有利于它的伸出，有效分割吸压油腔。
（3）相对黏度：中国、德国、前苏联等用恩氏黏度ºE，美国采用赛氏黏度SSU，英国采用雷氏黏度R，单位均为秒。
2-11解：由题意 D =q =4q/ D =0.094m/s
又∵q= D ∴ =0.034m/s
q = (D -d ) =3.86x10 m /s=23.16L/min
q = (D -d ) =3.74 x10 m /s=22.44 L/min
B（45，25）C（63，0）E（45，2.5）所以H（48.5，0）
所以GF为y=-0.06x+21.1 HF为y=-1.39x+67.42
所以F点（34.8，19）
所以P = = = =1574.3w
3-6
解：理论流量
理论输出转矩
=40.13 N.m
可得
3-7某液压马达的进油压力p=10Mpa，理论排量q =200mL/r，总效率 =0.75，机械效率 =0.9。试计算：
柱塞泵——优点：柱塞泵的工艺性能好（主要零件均为圆柱形），配合精度高，密封性能好，工作压力较高，效率高；缺点：制造成本高；场合：高压、大流量、大功率的场合。
3-4解：
理论流量q =qn=100x1450=145000ml/min=145l/min
= 实际流量q= q =0.90x145=130.5l/min
2-13解：设吸油管入口处截面为1-1截面，泵入口处的截面为2-2截面
列1-1、2-2截面处的伯努利方程：
由 A = A ∵A >>A 所以 << ， 可忽略不计，且h 忽略不计
∴ , ；
该状态是层流状态，即
,
代入伯努利方程：
液压泵的吸油高度 为2.15m.
2-14解：当柱塞往下运动时，缸套中的油液可以看成是缝隙流动
（1）该马达所能输出的理论转矩M 。
（2）若马达的转速n=500r/min，则进入马达的实际流量应是多少？
（3）当外负载为200N.m（n=500r/min）时，该马达的输入功率和输出功率各为多少？
解：
（1）理论转矩M = p q = ×10×106×200×10-3×10-3=318.5 N.m
Q= － 由题意h= =1mm
以柱塞为研究对象有
F+P A=F +P A = P - P =
又 F = A = dl
= -
而Q=A = d
d = - = ( - )-
0.32m/s
t源自文库 =0.3125s
3-1要提高齿轮泵的压力须解决哪些关键问题？通常都采用哪些措施？
答：要解决：1、径向液压力不平衡2、轴向泄漏问题
1-1什么是流体传动？除传动介质外，它由哪几部分组成？各部分的主要作用是什么？
答：以流体为工作介质，在密闭容器中实现各种机械的能量转换、传递和自动控制的技术称为流体传动。
动力元件——将原动机的机械能转换为执行机构所需要的流体液压能。包括液压泵、空压机。
执行元件——将由动力元件输入的流体液压能转换为负载所需的新的机械能。包括液压气动缸和液压气动马达。
执行元件的运动速度取决于流量Q，与压力无关。
液压传动是通过液体静压力实现传动的。
1-3用职能符号表示液压系统，可以简单明了地表示液压系统结构组成及其功能，且便于绘制
1-4优点：体积小，质量轻，结构紧凑；
工作较平稳；
易于实现无极调速
操作简单、安全、经济
易实现过载保护
设计、制造和使用较简便
缺点：不能保证严格的传动比
传动效率不高
对温度较敏感
制造精度要求高
故障不易排查
2-3液压油液的黏度有几种表示方法？它们各用什么符号表示?它们又各用什么单位？
答：（1）动力黏度（绝对黏度）：用μ表示，国际单位为：Pa s（帕 秒）；工程单位：P（泊）或cP（厘泊）。
（2）运动黏度： 用ν表示，法定单位为 ，工程制的单位为St（沲, ），cSt（厘沲）。
4)液压平衡法：在过渡区开设两个平衡油槽，分别和高低压腔相同。这种结构可使作用在轴承上的力↓，但容积效率（ηv）↓
齿轮泵的泄漏途径主要有三条：
端面间隙泄漏（也称轴向泄漏，约占75~80%），指压油腔和过渡区段齿间的压力油由齿间根部经端面流入轴承腔内（其与吸油腔相通）。
径向间隙泄漏（约占15~20%），指压油腔的压力油经径向间隙向吸油腔泄漏。
为了减小径向不平衡力的影响，通常可采取：
1）缩小压油腔尺寸的办法，压油腔的包角通常< 45o；
2）将压油腔扩大到吸油腔侧，使在工作过程中只有1~2个齿起到密封作用。利用对称区域的径向力平衡来减小径向力的大小；
3）还可合理选择齿宽B和齿顶圆直径De。高压泵可↑B，↑De；中、低压泵B可大些，这样可以减小径向尺寸，使结构紧凑。
控制元件——对系统中流体的压力、流量或流动方向进行控制或调节。包括压力阀、流量阀和方向阀等。
辅助元件——流体传动系统中的各种辅助装置。如油箱、过滤器、油雾器等。
1-2液压系统中的压力取决于什么？执行元件的运动速度取决于什么？液压传动是通过液体静压力还是液体动压力实现传动的？
答：液压系统中的压力取决于外负载的大小，与流量无关。
齿轮泵——优点：体积小、重量轻、结构简单，生产、维护成本低，自吸性能好，对油污染不敏感；缺点：流量脉动大，噪声大，排量不变，磨损不易修复，互换性差；场合：对稳定性要求不高、定量等场合。
叶片泵——优点：结构紧凑，工作压力较高，流量脉动小，工作平稳，噪声小，寿命较长；缺点：吸油特性不太好，对油液的污染也比较敏感，结构复杂，制造工艺要求比较高；场合：稳定性要求高，压力不太大等场合。
= T= = =26851.8
P = T=26852w
3-5解：
在图上标出D点（2MPa，20L/min），过D点作线段AB的平行线，交q轴于G点。在图上再标出E点（4.5MPa，2.5L/min），过E点作线段BC的平行线，交p轴于H点。GD,EH相交于F点。
A(0，27.5) B（45，25）D（20，20）所以G（0，21.1）
齿面啮合处（啮合点）的泄漏，在正常情况下，通常齿面泄漏很小，可不予考虑。
因此适当的控制轴向间隙的大小是提高齿轮泵容积效率的重要措施。
3-2叶片泵能否实现正反转？请说出理由并进行分析。
答：不能。因为定量叶片泵前倾13 ，是为了减小压力角，从而减轻磨损。而变量叶片泵后倾24 ，有利于叶片紧贴定子内表面，有利于它的伸出，有效分割吸压油腔。
（3）相对黏度：中国、德国、前苏联等用恩氏黏度ºE，美国采用赛氏黏度SSU，英国采用雷氏黏度R，单位均为秒。
2-11解：由题意 D =q =4q/ D =0.094m/s
又∵q= D ∴ =0.034m/s
q = (D -d ) =3.86x10 m /s=23.16L/min
q = (D -d ) =3.74 x10 m /s=22.44 L/min
B（45，25）C（63，0）E（45，2.5）所以H（48.5，0）
所以GF为y=-0.06x+21.1 HF为y=-1.39x+67.42
所以F点（34.8，19）
所以P = = = =1574.3w
3-6
解：理论流量
理论输出转矩
=40.13 N.m
可得
3-7某液压马达的进油压力p=10Mpa，理论排量q =200mL/r，总效率 =0.75，机械效率 =0.9。试计算：
柱塞泵——优点：柱塞泵的工艺性能好（主要零件均为圆柱形），配合精度高，密封性能好，工作压力较高，效率高；缺点：制造成本高；场合：高压、大流量、大功率的场合。
3-4解：
理论流量q =qn=100x1450=145000ml/min=145l/min
= 实际流量q= q =0.90x145=130.5l/min
2-13解：设吸油管入口处截面为1-1截面，泵入口处的截面为2-2截面
列1-1、2-2截面处的伯努利方程：
由 A = A ∵A >>A 所以 << ， 可忽略不计，且h 忽略不计
∴ , ；
该状态是层流状态，即
,
代入伯努利方程：
液压泵的吸油高度 为2.15m.
2-14解：当柱塞往下运动时，缸套中的油液可以看成是缝隙流动
（1）该马达所能输出的理论转矩M 。
（2）若马达的转速n=500r/min，则进入马达的实际流量应是多少？
（3）当外负载为200N.m（n=500r/min）时，该马达的输入功率和输出功率各为多少？
解：
（1）理论转矩M = p q = ×10×106×200×10-3×10-3=318.5 N.m
Q= － 由题意h= =1mm
以柱塞为研究对象有
F+P A=F +P A = P - P =
又 F = A = dl
= -
而Q=A = d
d = - = ( - )-
0.32m/s
t源自文库 =0.3125s
3-1要提高齿轮泵的压力须解决哪些关键问题？通常都采用哪些措施？
答：要解决：1、径向液压力不平衡2、轴向泄漏问题
1-1什么是流体传动？除传动介质外，它由哪几部分组成？各部分的主要作用是什么？
答：以流体为工作介质，在密闭容器中实现各种机械的能量转换、传递和自动控制的技术称为流体传动。
动力元件——将原动机的机械能转换为执行机构所需要的流体液压能。包括液压泵、空压机。
执行元件——将由动力元件输入的流体液压能转换为负载所需的新的机械能。包括液压气动缸和液压气动马达。
执行元件的运动速度取决于流量Q，与压力无关。
液压传动是通过液体静压力实现传动的。
1-3用职能符号表示液压系统，可以简单明了地表示液压系统结构组成及其功能，且便于绘制
1-4优点：体积小，质量轻，结构紧凑；
工作较平稳；
易于实现无极调速
操作简单、安全、经济
易实现过载保护
设计、制造和使用较简便
缺点：不能保证严格的传动比
传动效率不高
对温度较敏感
制造精度要求高
故障不易排查
2-3液压油液的黏度有几种表示方法？它们各用什么符号表示?它们又各用什么单位？
答：（1）动力黏度（绝对黏度）：用μ表示，国际单位为：Pa s（帕 秒）；工程单位：P（泊）或cP（厘泊）。
（2）运动黏度： 用ν表示，法定单位为 ，工程制的单位为St（沲, ），cSt（厘沲）。
4)液压平衡法：在过渡区开设两个平衡油槽，分别和高低压腔相同。这种结构可使作用在轴承上的力↓，但容积效率（ηv）↓
齿轮泵的泄漏途径主要有三条：
端面间隙泄漏（也称轴向泄漏，约占75~80%），指压油腔和过渡区段齿间的压力油由齿间根部经端面流入轴承腔内（其与吸油腔相通）。
径向间隙泄漏（约占15~20%），指压油腔的压力油经径向间隙向吸油腔泄漏。
为了减小径向不平衡力的影响，通常可采取：
1）缩小压油腔尺寸的办法，压油腔的包角通常< 45o；
2）将压油腔扩大到吸油腔侧，使在工作过程中只有1~2个齿起到密封作用。利用对称区域的径向力平衡来减小径向力的大小；
3）还可合理选择齿宽B和齿顶圆直径De。高压泵可↑B，↑De；中、低压泵B可大些，这样可以减小径向尺寸，使结构紧凑。
控制元件——对系统中流体的压力、流量或流动方向进行控制或调节。包括压力阀、流量阀和方向阀等。
辅助元件——流体传动系统中的各种辅助装置。如油箱、过滤器、油雾器等。
1-2液压系统中的压力取决于什么？执行元件的运动速度取决于什么？液压传动是通过液体静压力还是液体动压力实现传动的？
答：液压系统中的压力取决于外负载的大小，与流量无关。