机械设计习题

题1 图

1.d20mm的柱塞在力F40N作用下向下运动，导向孔与柱塞的间隙如图所示，h0.1mm，导向孔长度

L70mm，试求当油液粘度

0.78410Pa•s，柱塞与导向孔

同心，柱塞下移0.1m所需的时间t0。

12.若通过一薄壁小控的流量q10L/min时，孔前后压差为0.2MPa，孔的流量系数Cd0.62，油

3900kg/m液密度。试求该小孔的通

流面积。

题3 图

3.如图示，容器A内充满着

0.99103kg/m3的液体，水银U形测

Z0.5mh1mA压计的，，求容器A

中心的压力（分别用绝对压力和相对压力来表示）。

题5图

4.如图示一抽吸设备水平放置，其出口

2A3.2cm和大气相通，细管处断面积1，

出口处管道面积A24A1，h1m，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，管道直径d20mm，通过流量q=100L/min，试求：（1）雷诺数，并判断流态；

管径。

（2）求液流为层流时的最小

题7 图

6.水平放置的光滑圆管由两段组成，如

d06mmd10mm1图示，直径分别为，，

每段长度l3m，液体密度

900kg/m3，运动粘度0.2104m2/s，

通过流量q=18L/min，管道突然缩小处

的局部阻力系数ξ=，试求总的压力损失及两端压差。

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 液压泵在工作工程中会产生哪两方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n950r/min时，理论流量q160L/min。在同样的转速和压 p29.5MPa时，测得泵的实际流量为q150L/min，总效率0.87，求：

t(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

3.12 液压马达的排量V100mL/r，入口压力p10MPa，出口压力p0.5MPa，容积效率0.95，机械效率0.85，若输入流量q50L/min，求马达的转速n、转矩T、输入功率P和输出功率P。各为多少

3.13 某液压泵当负载压力为8MPa时，输出流量为96L/min，而负力为10MPa时，输出流量为94L/min。用此泵带动一排量为80cm/r的液压马达，当负载转矩为120N•m时液压马达的机械效率为，其转速为1100r/min，试求此时液压马达的容积效率为多少

3.14 某变量叶片泵的转子径d83mm，定子

12vmi3内径Dmm，叶片宽度B30mm。求：

（1） 当泵的排量V16mL/r时，定子也转子间的偏心量有多大 （2） 泵的最大排量是多少

3.15 某轴向柱塞泵的柱塞直径d20mm，柱塞分布圆直径D70mm，柱塞数z7。当斜盘倾角2230，转速n960r/min，输出压力p16MPa，容积效率0.95，机械效率0.9时，试求泵的理论流量、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：

'V （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。

题 图 题 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，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

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D50mm，活塞杆直径d35mm，泵的供油压

力p2.5MPa，供油流量q10L/min。试求：

（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p1p，而p22.6MPa，求此时液压缸的

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A10010m有杆腔的面积A8010m，缸1的输入压力p0.9MPa，输入流量q12L/min，不计摩擦损失和泄漏，求：

4214221 （1） 两缸承受相同负载（F1F2）时，该负载的数值及两缸的运动

速度；

（2） 缸2的输入压力是缸1的一半（p1p2）时，两缸各能承受多

少负载

（3） 缸1不承受负载（F10）时，缸2能承受多少负载

4.7 如图4. 5所示，缸筒固定，柱塞运动，柱塞直径为12cm。若输入液压油的压力为p5MPa，输入流量为q10L/min，试求缸中柱塞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F210N，活塞和活塞处密封圈摩擦阻力为F1210N，液压缸的工作压力为5MPa，试计算液压缸内径D。若活塞最大移动速度为0.44m/s，液压缸的容积效率为，应选用多大流量的液压泵若泵的总效率为，电动机的驱动功率应为多少

421

题 图

4.9 如下图所示，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 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

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 图 题 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。

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。

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，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。