流體力學(xué)與液壓傳動(dòng)A卷及答案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上武漢理工大學(xué) 流體力學(xué)與液壓傳動(dòng)考試試題 (A卷)站點(diǎn)： 姓名： 專業(yè)： 層次：一、簡(jiǎn)明回答下列問(wèn)題（27分，每小題3分）何謂液壓傳動(dòng)？簡(jiǎn)述液壓油粘性的概念及其物理意義。液體的流動(dòng)狀態(tài)有層流和紊流，不同流動(dòng)狀態(tài)的物理本質(zhì)是什么？ 簡(jiǎn)述伯努利方程的物理意義。何謂背壓？有哪些閥能形成恒定的背壓？何謂三位換向閥的中位機(jī)能？試畫(huà)出H、Y機(jī)能。什么是溢流閥的啟閉特性？啟閉特性表征溢流閥的什么性能？液壓系統(tǒng)中存在哪些能量損失的形式？應(yīng)采取哪些措施來(lái)減小它們？何謂調(diào)速回路的速度負(fù)載特性？速度剛度？二、如圖1，已知液壓泵的流量q32L/min，吸油管內(nèi)徑d20mm，泵的安裝高度h50

2、0mm，油液密度0.9g/cm3，管中油液的流態(tài)為層流，不計(jì)壓力損失, 試求：管路中的流速？(2分)泵吸油口處的真空度？（5分）分析說(shuō)明影響泵的安裝高度的因素。（3分）三、如圖2容積調(diào)速系統(tǒng)，泵的最大排量Vp=160mL/r，轉(zhuǎn)速np=1000r/min，機(jī)械效率mp=0.9，總效率p=0.85；液壓馬達(dá)的理論排量Vm=140mL/r，機(jī)械效率mp=0.9，總效率p=0.8，系統(tǒng)壓力p=8.5MPa，不計(jì)壓力損失。求：液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速n（r/min）；（3分）液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩T（Nm）；（3分）液壓馬達(dá)的輸出功率P（KW）；（3分）四、圖3所示是減壓閥的工作原理圖。寫(xiě)出主閥芯的受力平衡方程

3、；(2分)說(shuō)明減壓閥工作原理；(5分)減壓閥用在夾緊油路上時(shí)，夾緊缸夾緊工件后，減壓閥出油口無(wú)油液流出，此時(shí)，減壓閥在工作嗎，為什么？（2分）五、已知某YBP限壓式變量葉片泵的流量壓力特性曲線如圖示。調(diào)整該流量壓力特性曲線，使其滿足p=2MPa、輸出流量q=20L/min的快速運(yùn)動(dòng)和p=4.5MPa、輸出流量q=5L/min的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的要求，(用線畫(huà)出)此時(shí)，如何確定油泵的驅(qū)動(dòng)功率？(8分)六、圖4所示，已知液壓缸A120cm2，A210cm2，負(fù)載為F5kN，溢流閥的調(diào)定壓力為5MPa，qp16L/min，qT0.5L/min，不計(jì)管路壓力損失，試問(wèn)：（9分）電磁鐵斷電時(shí)，p1=？p2=？v

4、=？電磁鐵通電時(shí)，p1=？p2=？v=？電磁鐵通電時(shí)，溢流閥的溢流量是多少？圖5七、在圖5中，兩缸結(jié)構(gòu)完全相同，缸、缸負(fù)載分別為F18kN、F23kN，其他參數(shù)如圖示，不考慮泄漏和摩擦等因素。試問(wèn)在下述工況, A、B、C三點(diǎn)壓力是多少？要求簡(jiǎn)要說(shuō)明理由！在圖示狀態(tài)；1DT、2DT通電，兩缸向前運(yùn)動(dòng)中；兩缸都運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)后。 (各4分，共12分)八、圖6所示是某專用機(jī)床的液壓系統(tǒng)原理圖。該系統(tǒng)有夾緊油缸和主工作油缸兩個(gè)液壓缸。它們的工作循環(huán)為：夾緊快進(jìn)一工進(jìn)二工進(jìn)快退松開(kāi)原位停止、泵卸荷。根據(jù)動(dòng)作循環(huán)，作出電磁閥YA的動(dòng)作循環(huán)表。用符號(hào)“”表示電磁閥通電，符號(hào)“”表示斷電。（7分，每工況1分）說(shuō)明

5、標(biāo)記為a、b、c的三個(gè)閥在系統(tǒng)中所起的作用。（6分）閥A和閥B哪個(gè)通流面積調(diào)節(jié)得大些？依據(jù)是什么？（3分）武漢理工大學(xué)流體力學(xué)與液壓傳動(dòng)考試試題 (A卷)答案一 簡(jiǎn)明回答下列問(wèn)題1 以液壓油為傳動(dòng)介質(zhì)，利用密閉容積的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換與傳遞的傳動(dòng)方式。由于油液分子與固體壁面之間存在附著力、液體分子之間存在內(nèi)聚力，油液在外力作用下流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的性質(zhì)稱為粘性。（2分）粘性的物理意義是液體抵抗剪切變形的能力。（1分）在層流時(shí)，粘性力起主導(dǎo)作用；紊流時(shí)，慣性力起主導(dǎo)作用。（3分）理想液體在重力場(chǎng)中恒定流動(dòng)時(shí)，沿流線上各點(diǎn)的位能、壓力能和動(dòng)能可以互相轉(zhuǎn)化，其和不變。（3分）液壓系統(tǒng)回油路上的壓力或

6、壓力作用面反方向上所受到的壓力稱為背壓。能形成恒定背壓的液壓閥有：溢流閥、順序閥、單向閥。三位換向閥，滑閥在中位時(shí)各油口的連通方式稱為中位機(jī)能（滑閥機(jī)能）。（3分）啟閉特性是指溢流閥從剛開(kāi)啟到通過(guò)額定流量(全流量)、再由額定流量到閉合的整個(gè)過(guò)程中，通過(guò)閥的流量與其控制壓力之間的關(guān)系。（2分）啟閉特性表征了實(shí)際溢流閥的恒壓精度，是衡量制造質(zhì)量的主要指標(biāo)。（1分）液壓系統(tǒng)中的能量損失表現(xiàn)為壓力損失和流量損失。（1分）為了減少系統(tǒng)中的壓力損失，應(yīng)采用合適粘度的液壓油、盡量少用彎頭、減少管路上截面的突然變化、管壁盡量光滑、管內(nèi)流速應(yīng)適當(dāng)（1分）；盡量減小泄漏以減少流量損失（1分）。液壓系統(tǒng)中，執(zhí)行元件

7、的運(yùn)動(dòng)速度與所受負(fù)載之間的變化關(guān)系，稱為速度負(fù)載特性。（1分）速度負(fù)載特性的好壞用速度剛度來(lái)衡量，速度剛度定義為：負(fù)載變化量與速度變化量的比值。或者，速度負(fù)載特性曲線上某點(diǎn)處切線斜率的倒數(shù)。（2分）其物理意義是：回路抵抗負(fù)載變化的能力（引起單位速度變化量的負(fù)載力變化量的大?。６?、油液在管內(nèi)的流動(dòng)速度為（2分） 取油箱液面為11截面：p1=pa、油箱液面遠(yuǎn)大于吸油口通流截面，v1=0、z1=0；取泵吸油口處為22截面：設(shè)p2=？v2=1.7 m/s、z2=h=500mm=0.5 m（2分）采用絕對(duì)壓力表示方法，列伯努利方程,有 (1)式 （1分）真空度為 （2分） 由上述伯努利方程式(1),可

8、求得h的表達(dá)式為 （2）式 （1分）可見(jiàn)，影響油泵安裝高度的主要因素有：泵入口允許的真空度（1分），液體流速、流態(tài)(雷諾數(shù))等(沿程損失和局部損失)。（1分）三、概念正確，但計(jì)算錯(cuò)誤扣1分：由容積調(diào)速公式，液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速為 （3分）（泵的輸出流量151 L/min，液壓馬達(dá)容積效率0.89） （3分） （2分） 或四、減壓閥閥芯受力平衡方程為： （1）式 （2分）油液流經(jīng)減壓口時(shí)，將產(chǎn)生壓力損失，故減壓閥出口壓力p2低于進(jìn)口壓力p1，而且越小，壓力損失越大，p2越低。這是減壓閥的減壓原理。（3分）當(dāng)減壓閥出口壓力p2上升到先導(dǎo)閥的調(diào)定值時(shí)，先導(dǎo)閥開(kāi)啟，由于節(jié)流孔b的作用，減壓閥主閥芯上腔壓力低于

9、下腔壓力，主閥芯在壓差作用下上移，減小，該處壓力損失增大，p2隨之下降，直到主閥芯所受到的液壓作用力與彈簧力達(dá)到平衡為止。先導(dǎo)閥調(diào)定的壓力是恒定的，而主閥彈簧剛度較小，因此減壓閥出口壓力p2基本為常數(shù)。這是減壓閥的穩(wěn)壓原理。（3分）當(dāng)減壓閥的出油口處無(wú)輸出油液時(shí)，它的出口壓力基本上仍能保持恒定，此時(shí)有少量油液通過(guò)減壓口經(jīng)先導(dǎo)閥排出，保持該閥處于恒壓工作狀態(tài)。（2分）五、（圖略）正確畫(huà)出調(diào)整曲線，4分；以調(diào)整曲線交點(diǎn)的壓力、流量為功率參數(shù)，正確寫(xiě)出驅(qū)動(dòng)功率計(jì)算公式，4分。六、本題考察出口節(jié)流原理回油路通油箱，因此p2=0； 溢流閥關(guān)閉狀態(tài)，p1由負(fù)載決定，p1=2.5MPa 泵流量全部進(jìn)入油缸，

10、v=8m/min（13.33cm/s）構(gòu)成出口節(jié)流回路，因此p1=pY=5MPa 由速度由節(jié)流閥調(diào)定：溢流閥開(kāi)啟溢流，（3分）七、只有正確結(jié)果，沒(méi)有分析，只給1分。（對(duì)每小題）因泵的流量全部要通過(guò)溢流閥，溢流閥溢流，故pA=5MPa順序閥進(jìn)口壓力大于調(diào)定壓力，開(kāi)啟后進(jìn)出口壓力相同,故pB=5MPa（4分）減壓閥后負(fù)載無(wú)窮大，進(jìn)口壓力大于調(diào)定壓力，減壓、減壓后恒壓,故pC=1.5MPa缸右移所需壓力： MPa溢流閥調(diào)定壓力大于順序閥調(diào)定壓力，順序閥開(kāi)啟時(shí)進(jìn)出口兩側(cè)壓力相等，其值由負(fù)載決定，故A、B兩點(diǎn)的壓力均為4.0MPa； 缸右移所需壓力： MPa 因pCpJ，減壓閥始終處于減壓的工作狀態(tài)，閥口開(kāi)度較小而液阻較大。無(wú)論缸運(yùn)動(dòng)與否，C點(diǎn)的壓力均為1.5MPa；（4分）A、B兩點(diǎn)的壓力均為5.0MPa，C點(diǎn)的壓力仍為1.5MPa；因?yàn)閮筛走\(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)后，兩缸進(jìn)油壓力上升，缸可上升到溢流閥調(diào)定壓力；而減壓閥是出油口控制，當(dāng)缸壓力上升到其調(diào)定壓力，減壓閥工作，就恒定其出口壓力。（4分）八、電磁鐵（壓力繼電器）動(dòng)作順序表如下：（每工況1分）工 況 1DT2DT3DT4DT5DT夾 緊主缸快進(jìn)（差動(dòng)） 主缸一工進(jìn)主缸二工進(jìn)主缸快退松開(kāi)原位停止、油泵卸荷元件a：壓力繼電器，夾緊缸夾緊，發(fā)信號(hào)控制主缸動(dòng)作；（