知识点-参考书和答疑库

参考书目1传动，第4版，姜继海主编，哈尔滨，哈尔滨工业大学社，2007年8月；2传动，章宏甲，黄宜主编，，机械工业，1995年答疑库问题1：传动系统由哪几部分组答：传动系统由5部分组成：①动力元件②执行元件③控制调节元件④辅助元件⑤工作介质。问题2：常用的液体粘度有哪几种有动力粘度动粘度和相对粘度等3问题3：国家规定的油的是在多少温度下的，哪种粘度的平均值？20号油在40℃时的平均粘度是多少？解答：国家规定的油的是在多少温度下的，哪种粘度的平均值？20号油在40℃时的平均粘度是多少？问题4：温度高低对油粘度的大小怎样影解答：油的温度高时其粘度下降，温度低时其粘度增大。问题5：请写出三种采用传动的装置或设备的名称。解答：组合机床动力滑台，油压机，磨床工作台运动的系统等。问题6：液体内任一点处的压力由哪两部分组成，请写出液体静力学基本方程。解答：液体内任一点处的压力由表面压力和该点以上液体自重所形成的压力等两部分组成力学基本方程：问题7：简述静压传递原理（帕斯卡原理解答：处在密封容器内的液体，当外力变化引起施于表面的静压力发生变化时，若液体仍保持原来的状态，则液体内任一点处的压力发生同大小的变化值。问题8：写出理想液体伯努利方程并说出该方程的物理意义解答：理想液体的伯努利方程为 物理意义为：在密封管道内做定常流动的理性液体具有压力能、位能和动能三种形式的能量，这三种能量在流动过程中可以相互转换，但流经各通流截面上三种能量之和为恒定值。问题9：写出实际液体的伯努利方程，说明方程的物理意义解答：实际液体伯努利方程为其物理意义为实际液体在密封管道中做定常流动时有压力能、位能和动能三种形式的能量。在流动过程中，这三种能量可以相互转化。但流经上游通过截面三种能量总和等于流经下游通流截面三种能量总和加上从上游截面流到下游截面过程中的能量损失。问题10：在实际液体伯努利方程中为什么要引入动能修正系数？解答：在实际液体伯努利方程中的动能 中的速 是平均速，用平均流速计算的动能值。与用实际流速（同一截面上各点流速不等）计算的动能值不等。为使其相等，引进动能修正系数 ，来修正用平均流速计算带来的误差。问题11：理想液体的伯努利方程为：，实际液体的伯努利方程为，从物理意义上说明两个方程的相同处和不同解答：实际液体伯努利方程与理想液体伯努利方程在物理意义上的相同处是：①两者都说明液体在密封管道中做定常流动时具有三种形式的能量，即动能、位能和压力能。②在流动过程中这三种能量可以相互转化。不同点是：①在流动过程中，实际液体有能量损失，而理想液体没有能量损失。②方程中动能项中的,对理想液体来说是实际流速，在同一截面上各点速度均相等。对实际液体来说是平均流速，故又引进了动能修正系数。问题12：简述液体在管道中流动时的两种流动状态：层流和紊流时各自的物理特性。解答：层流层流时液体质点间互不干扰，其流动呈线性、层状，且平行于管道轴线，无横向流动的质点，粘性力起主导作用。紊流：紊流时，液体的流动杂乱无章，质点相互干扰，除平行于管道轴线流动外，还有横向流动的质点性力起主导作用。问题13：怎样判断液体在管道中流动的两种状态（用什么方法解答：用雷诺数来判断液体在管道中流动的两种状态。当流动的实际雷诺数小于临界雷诺数时为层流于或等于临界雷诺数时为紊流。问题14一圆截面管经不同直径处的流速是否相同，为什么？解答：液体流经不同直径处的流速是不同的。因为液体流经不同截面处的流量是相等与通流截面面积成反径不同时流速不等。问题15：沿程压力损失的大小与哪些因素有关？用物理量 ）及几何量参数说明。解答：沿程压力损失与管道长度成正比管道直径成反比，与沿程阻力系数和液体密度成正比，与流速的平方成正比。问题16：写出局部压力损失计算公式，说明公式中符号的物理意义。解答局部压力损失计算式： 式中 ～局部压力损失；～局部阻力系数； ～液体密度；～液体平均流速。问题17：写出薄壁小孔的流量公式，说明公式中符号的物理意义及位解答：薄壁小孔流量公式：，式中~流经薄壁小孔流量（ ）； ～流量系数； ～小孔通流面面积（ ）；～液体密度 ）； ～孔口前后压力差值 ）问题18：写出同心圆环缝隙压差作用下的流量公式，说明公式中符号的物理意义及单位。解答： ，式中：～流经同心环形缝隙流量（ ）；圆柱体直径或圆环内径 ）；～缝隙值 ）；～动力粘度 ~缝隙长度 ）； ～缝隙两端压力差值 ）问题19：简述齿轮泵的工作原理QP特性曲线。解答：齿轮泵由相互啮合的齿轮、泵体及两侧端盖组成见图1)，齿轮啮合线将齿轮泵的吸油区和压油区分开。当齿轮转动时，轮齿脱离啮合的区域的密封腔容积增大，形成真空，经吸油口将油吸入泵内，充满齿间，随齿轮转动，被带到压油区。处在压油区的齿轮不断进入啮合，使压油区的密封腔容积不断减小，压力增大，经出油口将油压出。齿轮泵的QP曲线如2所示。图 图问题20：已知三对外啮合齿轮的转向描述吸压油口解答对外啮合齿轮泵给定齿轮转动方向的条件下，其吸压油口如图所示：问题21：简述齿轮泵的困油现象。解答：齿轮泵的困油现象是:由于齿轮泵齿轮啮合的重合度大于1，当前一对轮齿还没完全脱离啮合时，后一对轮齿已进入啮合。这样在两对轮齿与两个泵盖之间便形成一个密封的容腔，此容腔的容积随齿轮的转动又在由大到小，再由小到大的变化，即不与压油区相通，也不与吸油区相通，油被困在其中。此容积变小时压力增大，容积变大时，压力减小，形成真空，容易产生气穴和气蚀。称此现象为齿轮泵的困油现象。问题22：齿轮泵的泄漏通道有哪几处何处泄漏量最大解答：齿轮泵的泄漏通道有三处：①齿轮端面与端盖之间端面间隙②泵体内孔表面与齿轮齿顶的径向间隙③齿轮啮合线处的间隙。其中齿轮端面与端盖之间的端面间隙泄漏最大。问题23：简述双作用叶片泵的工作原理？已知出油口确定转向解答：双作用叶片泵的结构如图4所示，定子内表面由两个长半径圆弧和两个小半径圆弧以及连接他们的过渡曲线组成。在转子两侧的配油盘上，对应于过渡曲线处分别有吸、压油窗口。当转子转动时，装在转子上叶片槽内的叶片，在其叶片根腔压力油和离心力的作用下，顶靠在定子内表面上。这样在定子、转子、叶片和配油盘之间形成若干个密封空间。当叶片从小半径向大半径滑动时，这些空间的容积不断增大，经吸油窗口将油吸入。当叶片从大半径向小半径滑动时，这些空间的容积不断减小，经压油窗口将油压出。图4中，为转子顺时针转动时，右边为吸油口，左边为压油口4双作用叶片泵的工作原理图问题24述限压式变量叶片泵的变量原理出其特性曲线（QP）。式变量叶片泵的原理结构如图5的输出压p较低，经反馈缸活塞6作用在定子环3上的力小于限压弹簧5作用在定子上的力时，定子处于最左端位置，偏心距e最大，泵的排量最大，其流量最大。当泵输出压力p增大到，活塞6对定子的推力大于对面弹簧的初始力时，定子右移到新的受力平衡位置。则定、转子间的偏心距减小，泵的排量减小出流量减小。当输出压力增大到使定子右移到其偏心距接近于0时，泵的输出流量为0。调节螺钉1以调节泵的最大输出流量。调节螺钉4，可以调节限定压力。其特性曲线见图6，图 为限定压5限压式变量叶片泵的原理结构6限压式变量叶片泵特性曲线问题25：简述轴向柱塞泵的工作原理，写出其排量及输出流量公式，并说明式中各符号物理意义。柱塞泵的结构如7体带着柱塞按图示方向转动时，各柱塞在弹簧或低压油作用下始终顶靠在斜盘1AA图中位于中线左侧的所有柱塞不断伸出，其柱塞底腔的容积不断增大配油窗口a将油吸入。而位于中线右侧的那些柱塞在斜盘1的推压下，不断缩入缸体孔内底腔（在塞右端）容积不断缩小，将油经压油窗口b压出。7轴向柱塞泵工作原理结构图1─2─柱塞3─缸体4─配流5─传动轴；a─吸油口；b─压油口轴向柱塞泵的排量和输出流量公式：，式中泵的排量；～泵的输出流量；~柱塞直径 ～柱塞分布圆直径~柱塞数量；～泵的转速泵的容积效率。问题26：简述径向柱塞泵工作原理解答：径向柱塞泵的结构如图8所示。定子环与转子之间存在偏心e。当转子转动时，转子上柱塞孔中的柱塞在离心力（或低压油）的作用下，始终顶在定子内表面上。这样，转子按图示的顺时针方向转动时，位于定、转子中心连线上部的柱塞不断向外伸出，其底腔容积增大，经配油轴3上部缸口（配油孔）将油吸入。而位于定、转子中心连线下部的柱塞在定子环内表面作用下不断缩入，其底腔容积不断减小，将油经配油轴下部缸口（配油孔）压出8径向柱塞泵工作原理结构图1─定子；2─转子3─配流轴；4─衬套；5─柱塞a─吸油腔；b─压油腔问题27：当流进单杆活塞式缸的流量相同时，其正反向速度是否相同？为什么？对双杆活塞式缸呢？解答：当流进单杆活塞 缸的流量相同时，其正反方向速度不同。为正反方向时，缸进油腔的面积不等。而双杆活塞缸，通常两腔面积相等流量相同时，正反方向速度相等。问题28直动式溢流阀和先导式溢流阀的工作原理明如何调压以及溢流阀的用途？解答1直动式溢流阀的原理结构如图9所示，当进油口压p较低时，作用在阀芯底面积上的推力小于弹簧7作用在阀芯上的力，阀芯处于最下端位置。进油口p与溢流口o之间被阀芯截止无溢流。当压力升高到作用在阀芯底面积上的推力大于上面弹簧预压缩力时，阀芯抬起，在p口与o口之间开启一个溢流通道生溢流，阀芯处在新的受力平衡位置。溢流时的压力由弹簧的弹力决定，溢流量变化时起压力的少许变化，但基本恒定过调节螺钉5调节弹簧7的压缩量可以调节溢流阀溢流时的压力。9直动式溢流阀的原理结构图1─阻尼孔；2─阀体3─阀芯4─阀盖5─调压螺钉6─弹簧座；7─弹簧10直动式溢流阀的原理结构1─主阀芯；2─主阀弹簧3─先导阀4─调压弹簧5─阻尼孔先导式溢流阀的原理结构图如图10所示，它由先导阀3和主阀1两部分组成。从P口引入的系统压力作用在主阀芯1和先导阀3上，当系统压力较低先导阀未开启时，阀内液体不流动，作用在主阀芯左右两端的压力相等（面积相等）1被主阀弹簧2压在右端位置。P口与O口间被阀芯1截止，关闭无溢流。当系统压力增大到使先导阀3打开时。液流经阻尼孔5和先导阀3流回油（单独流回油箱或与O口合并流回油箱）。由于阻尼5的阻尼作用，使主阀芯右端的推力大于左端的推力和主阀芯弹簧力之和，主阀芯在压差的作用下左移，打开阀口，使P口与O口之间形成有阻尼的溢流通道现溢流。调节先导阀弹簧4可以调节溢流时的压力溢流量变化时流口会有很小的变化，但因主阀芯移动的变化量很小主阀弹簧2较软，故引起的压力变化不大。溢流阀的用途（包括先导式溢流阀）流定压②过载保护③实现调压④形成背压⑤泵卸荷。问题29：在同一直角坐标系中，给出调定压力相同的直动式溢流阀与先导式溢流阀的静态特性曲线分别标出各自的调压偏差。解答：直动式溢流阀与先导式溢流阀的静态特性曲线图如图11所示11直动式溢流阀与先导式溢流阀的静态特性曲图中 ─直动式溢流阀的调压偏差 ─先导式溢流阀的调压偏差问题30：简述直动式减压阀的工作原理。解答：直动式减压阀的原理结构如12所示。当出口压力较低，作用在阀芯底面上的推力小于阀芯上端弹簧力时，阀芯处于下端位置，油口与出油口连通减压作用，压力≈。当由负载阻力引起的压力作用在阀芯上的推力大于弹簧初始力抬起，关小和口之间的通道，产生减压作用，则出口压力 ，阀芯处在新的受力平衡位置。 压力由弹簧弹力决定，调节弹簧预压缩量可以调节 压力。12直动式减压阀的原理结构问题31：简述调速阀的工作原理。解答：调速阀的原理结构如图13所示，它由差压式减压阀与节流阀串联而成。压 经减压 减压后流到节流阀前压力 ，经节流后压力为 ，则节流阀两端压差 压力作用于减压阀芯的下端， 的压力作用于减压阀芯的上端，由其阀芯受力平衡可知，式中 为压差式减压阀的弹簧力。当压差式减压阀阀芯在上下端压力差作用下移动来调节减压阀口开 时，由于移动量很小， 的变化很小，故 可看成是恒定的。这样，当节流阀口截面积一定时而其压力差不变得情况下，通过阀口的流量不变。差压式减压阀的作是，当阀的压力 与出口压力 之差发生变化时，减压阀芯因受力失去平衡而移动，自动调节减压阀口 的开度，使节流阀压力之差 ）不变。13调速阀的原理结构问题32：绘制与识别元件的职能符解答1常闭式二位二通机动换向阀：常开式二位二通机动换向阀：二位三通电磁换向阀：三位四通电磁换向阀：三位四通电液换向阀：定 泵：变 泵：定 马达：变 马达：单杆活塞 缸：双杆活塞 缸：溢流阀：顺序阀 液控顺序阀单向阀 液控单向阀减压阀：节流阀 调速阀三位五通电液换向阀：问题33：绘制特性曲线：解答1)定量泵流量压力特性限压式变量泵流量压力特性：节流阀流量—压差特性：调速阀流量—压差特性直动式溢流阀流量—压力特性：先导式溢流阀流量—压力特性：节流阀式进口节流调速回路速度—负载特性：二、计算下列各千斤顶，小柱塞直径 ,大柱塞直 ,重物产生的,手压杠杆比： ，求：杠杆端施加力 为多少时，才能举起重物（不考虑管路及单向阀的压力损失）题31图解：重物作用在封闭容积产生的液体压力：在千斤顶端施加的力在杠杆端施加的或根据帕斯卡原理 ，密闭容器内油的体积压缩系数为 ，压力在 的容积为 。求在压力升高到 时油的容积为多少？解答：压力升高到10MPa时油的容积为1.97320200ml蒸馏水从恩氏粘度计中流尽的时间为51s，如200ml的某油在40℃时从恩氏粘度计中流尽的时间为232s已知该油的密度为900 ，求该油的恩氏粘度、运动粘度和动力粘度各是多少？解答：恩氏粘度4549，运动粘度3187厘斯力粘度是压力表校正装置原理，已知活塞直 ，丝杆导，装置内油液的体积弹性模量 。当压力为1个大气压 ）时，装置内油液的体积 。若要在装置内形压力求手3转要转多少转34解转，泵的流量 ，吸油管直径 ，泵吸油腔比油箱液面高出 。如果只考虑吸油管中的沿程压力损失，当用32号油，并且油温为40℃时，油密度 试求油泵油口处的真空度是多少？35解式中 (大气压)， =0， ， 为层真空度若取沿程阻力系 时泵的额定流量为 ，额定压力 ，当转速时，机械效率为 。由实验测得，当泵的出口压力为零时，流量 ；压力 时，流量 泵的容积效率 是多少？（2）如果泵的转速下降 在额定压力下工作时，估计泵的流量是多少？（3）计算在两种转速下泵的驱动功率是多少？解：(1 (2)(3 的系统中叶片泵的铭牌参数 活塞直径为 ，活塞杆直径 ，在不计压力损失且时，试求在各图示情况下压力表的指示压力是多少 ）？37解a)b)c)p=0已知单杆缸缸筒直 ，活塞杆直 ，工作压，流量为 ，回油背压力为 ，试求活塞往复运动时的推力和运动速度。1)正向运动时：2反向运动时：，泵输出流量 ，缸无杆腔面缸有杆腔面积 溢流阀的调定压力 负载 。节流阀口视为薄壁孔，流量系数 ，油液密度。试求：节流阀口通流截面 时的缸速度、泵压力 、溢流损失 和回路效率。391(2(3=274.4(W)=0.2744(KW)为采用调速阀的进口节流加背压阀的调速回路。负载 缸两腔面 。背压阀的调定压 泵的供油流 。不计管道和换向阀的压力失。试问：（1）预使缸速度恒定，不计调压偏差，溢流阀最小调定压力 多大？（2）卸荷时的能量损失有多大？若背压阀增加了 ，溢流阀调定压力的增 应有多大3101)取调速阀最小压差为(2(3回路。已知泵流 ，缸无杆腔面，有杆腔面积 ，溢流阀调整压力 ，负 ，节流阀通流截面积 ，通过节流阀的流量，设 。试计算回路中活塞的运动速度和 泵的工作压力。3111)(2变量泵-定量马达系统，已知马达的排量 泵排量为 ，转速 ，安全阀的调定压力，设泵和马达的容积效率和机械效率均为100%，试求：马达的最大输出转 和最大输出功 及调速范围312图1)(2(3三、典型系统图示系统的缸可实现快进1工进2工进停留快退原位停止的自动工作循环，请写出工作循环各阶段，主油路的油液流经路线（进、出油路）1)快进阶段：进油路1YA通电换向5左位接入系统进油路线为2→单向阀3→换向阀5左位→油路25→行程阀16右位→油路26→缸20左腔。回油路：缸20右腔→油路24→换向阀5左位→油路27→单向阀17→油路25→行程阀16右位→油路26→缸20左腔。缸差动连接。I工进阶段：进油路：油箱→滤油器1→2→单向3→换向5左位（1YA仍通电→油路25→调速阀11→电磁阀13右位→油路26→缸20左腔回油路：缸20右腔→油路24→换向阀5左位→油路27→顺序阀18→背压19→油箱进油路：油箱→滤油器1→2→单向3→换向5左位→油路25→调速阀11→调速阀12→油路26→缸20左腔回油路：缸20右腔→油路24→换向阀5左位→油路27→顺序阀18→背压19→油箱停进油→滤油器1→2→单向3→换向5左位→油路25→调速阀11→调速阀12→油路26→缸20左腔。回油路：缸20右腔→油路24→换向阀5左位→油路27→顺序阀18→背压19→油箱快进油路：油箱→滤油器1→2→单向3→换向5右位→油路24→20右腔。回油路：缸20左腔→油路26→单向阀15→油路25→换向阀5右位油箱原位停止2→单向3→换向5中位→油箱题三1的组合机床动力滑台上使用的一种系统请写出该动作循环各阶段油路的流经路线。1)快进进油路1右泵2→单向阀3↗→换向阀左位→油路6→缸左腔回油路：缸右腔→电磁阀5左位→换向阀左位→单向阀4→油路6→液压缸左腔2)工进进油路：左泵1→换向阀左位→油路6→缸左腔回油路缸右腔→单向阀d→调速阀→单向阀a→换向阀左位→油路7→顺序9→油箱3)工退进油路左泵1→换向阀右位→单向阀b→调速阀→单向阀c→缸右腔。回油路：缸左腔→油路6→换向阀右位→油箱。右泵2→油路7→顺序9→油箱4)快退进油路1右泵2→单向阀3↗→换向阀右位→电磁阀5左位→缸右腔腔。回油路：缸左腔→油路6→换向阀右题三2在图示系统中，缸可实现快进 工进 停留 快退 原位停止的自动工作循环，请写出各动作阶段油液的流经路线（含进、回油路）。解：1)快进进油路：泵1→单向阀2→换向阀4左位→油路8→缸左腔回油路缸右腔→油路9→液控单向阀6→油路10→换向阀左位→换向阀4左位→油路8→缸左腔。2)工进进油路：泵1→单向阀2→换向阀4左位→油路8→缸左腔。回油路：缸右腔→油路9→滤油器→节流阀7→油箱。3)停留进油路：泵1→单向阀2→换向阀4左位→油路8→缸左腔。回油路：缸右腔→油路9→滤油器→节流阀7→油箱。快进油路1→单向2→换向4右位→油路10→液控单向阀6→油缸右回油路：缸左腔→油路8→换向阀4右位→单向阀3→油箱原位停止1→单向2→换向4中位→单向3→油箱题三3图四、选择题在括号中选择正确答案其标号（ABCD）在题中的横线上，每横线上只写一种答案，多选者按错误答案处理。液体的体积弹性模量大，表明这种液体的可压缩性B。（A大，B小油中混进气体后，它的体积弹性模量变B。（A小）液体粘性大，表明流动时其内摩擦切应力A。（A小液体层流时，相邻液层间的内摩擦力与__C___成正比。（A速度平方，B速度立方，C速度梯度我国采用的相对粘度是A。（A恩氏粘度，B赛氏粘度，C雷氏粘度，D动力粘度，E运动粘恩氏粘度A换算成动力粘度（A可以B不可以动力粘度、运动粘度、恩氏粘度三者之间A相互换算。（A可以，不可以我国油的牌号，是用它在40℃时B平均值来表示的。（A动力粘B运动粘度，C恩氏粘度，D雷氏粘度，E赛氏粘度）油的牌号数大，表示他的粘度A。（A小，C不受温度影响）由液体内摩擦力计算公式可知，液体流动时相邻液层间内摩擦力与其A、D、E成正比。（A接触面积，B接触长度，C流速D速度梯E动力粘度，F运动粘度，G恩氏粘度）将油封闭在单出杆缸内，就成了弹簧，其弹簧刚度B__E__成正比，与被封闭的D成反比。（A活塞作用面积，B活塞作用面积的平方，C活塞杆直径，D油液体积，E油液体积弹性模量，F液体压缩系数）油的粘度随温度A而减小，随压力C而增大，其粘度受温度变化影响D的油，其粘温特性好。（A升高，B降低，C大，D小）液体某一深度处的压力A。（A在各个方向上相等，B向下大，向上C向上大下小D在同一水平面内周围径向相等，而其他方向不等)两个装有同一种油的油箱，一个在四楼，一个在一楼，其油表面压力相同，油液深度相同，则作用在油箱底面上的压力C。（A在四楼的在一楼的大，C同样大）液体的压缩系数与液体的B有关。（A体积B种类C质量D重量）液体流过薄壁小孔的流量与C、D成正比。（A孔口前后压力差，B孔口前后压力差的平方，C孔口前后压力差的平方根，D孔口的通流截面积E孔口通流截面积的平房根，F孔口的周长）液体流过细长小孔的流量与A、G成正比，与E、H成反比（A孔口前后压力差，B孔口前后压力差的平方，C孔口前后压力差的平方根D小孔直径，E小孔长度F小孔内径的平方G小孔内径的四次H液体的动力粘度I液体的恩氏粘度）液体流过平行平板缝