北理珠液壓與液力傳動復(fù)習重點

1、第一章:概述1、定義:液壓傳動是基于帕斯卡原理,以液體作為工作介質(zhì),利用液體壓力能來傳遞動力和進行控制的一種傳動方式(需密閉,液壓系統(tǒng)中的工作壓力取決于負載,執(zhí)行元件的速度取決于流量。2、液壓傳動系統(tǒng)主要有那幾部分組成?(1動力元件機械能轉(zhuǎn)化為壓力能(如液壓泵;(2執(zhí)行元件壓力能轉(zhuǎn)化為機械能(如液壓缸或液壓馬達;(3控制調(diào)節(jié)元件用來控制油液的壓力、流量和流動方向(如溢流閥,換向閥;(4輔助元件提供必要的條件使系統(tǒng)得以完成正常工作(如油箱,濾油器;(5傳動介質(zhì)液壓油。3、液壓傳動的優(yōu)缺點:(1優(yōu)點:調(diào)速范圍廣;易于總體布置;能緩沖吸振;體積小、重量輕;操作簡便省力;元件標準化、系列化、通用化。(

2、2缺點:泄漏大、能量損失大、發(fā)熱大、效率低;制造精度高,不易檢修;受溫度影響較大;有時噪音大。4、工作介質(zhì)問題:(1工作介質(zhì)的其他作用:潤滑、冷卻、防銹;(2分類:液壓油、液壓液、合成型液壓液(3密度:單位體積液體的質(zhì)量稱為液體的密度。/M V=(3粘度:液體在外力作用下流動時,分子內(nèi)聚力會阻礙分子間的相對運動而產(chǎn)生一種內(nèi)摩擦力,這一特性稱為粘性,表示粘性大小的物理量稱為粘度。粘度表示方法:動力粘度、運動粘度、相對粘度。溫度粘度;壓力粘度。(4可壓縮性:液體受壓力作用時體積減小,密度增大的特性。當液壓油混入空氣時,其抗壓縮能力,通常情況下可認為液壓油是不可壓縮的。第二章:液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)一、液

3、體靜力學(xué)1、作用在液體上的力有兩種,即質(zhì)量力和表面力;2、壓力表示法:絕對壓力、相對壓力(表壓力、真空度。絕對壓力是以絕對真空為基準所表示的壓力;相對壓力是以大氣壓力為基準所表示的壓力絕對壓力=相對壓力+大氣壓力 相對壓力=絕對壓力-大氣壓力真空度=大氣壓力-絕對壓力壓力單位為帕斯卡,簡稱帕,符號為,Pa 2611/,110Pa N m MPa Pa=3、靜壓傳遞原理或稱帕斯卡原理:在密閉容器內(nèi),施加于靜止液體上的壓力將以等值同時傳到各點。4、靜止液體中任一點的壓力均由兩部分組成,即液面上的表壓力和液體自重引起的對該0p 點的壓力gh 二、液體動力學(xué)1、把假設(shè)既無粘性又不可壓縮的液體稱為理想流

4、體。2、流量和平均流速(1單位時間內(nèi)通過某通流截面的液體的體積稱為流量,用q 表示,單位為L/min (2平均流速:認為通流截面上各點的流速均為平均流速,用表示v 3、液體在管道中流動時存在兩種不同狀態(tài)層流、湍流;液體流動時究竟為層流還是湍流,可用雷諾數(shù)(Re 來判別。當液流的雷諾數(shù)小于臨界雷諾數(shù)時為層流,反之為湍流。4、連續(xù)性方程(1不可壓縮流體作定常流動的連續(xù)性方程:1122v A v A q =常數(shù)(2伯努利方程能量守衡定律在流動液體中的表現(xiàn)形式理想液體的伯努利方程:2211221222p v p v z z g g g g+=+:單位質(zhì)量液體所具有的壓力能,稱為比壓能或者壓力水頭;pg

5、:單位質(zhì)量液體所具有的勢能,稱為比位能或位置水頭;z :單位質(zhì)量液體所具有的動能,稱為比動能或速度水頭。22v g實際液體流束的伯努利方程:221122112222wp v p v z z g g g gh +=+:單位質(zhì)量液體流動時的能量損失(實際液體流動時,由于粘性力而引起的阻力,其總w h 能量或總比能在不斷減少:因流速不均勻而引起的動能修正系數(shù)(對圓管:,湍流取1.1,層流取212,12=注意:伯努利方程的物理意義:在密封官盜內(nèi)作定常流動的理想液體在任意一個通流截面上具有三種形式的能量,即:壓力能、勢能、動能。三種能量的綜合是一個恒定的常量,而且三種能量之間可以互相轉(zhuǎn)換,即在不同的流通

6、截面上,同一種能量的值會有不同,但各截面上的總能量值都是相同的。5、壓力損失在液壓傳動中,能量損失主要表現(xiàn)為壓力損失,分為兩種:(1沿程壓力損失:油液沿等直徑直管流動時的內(nèi)、外摩擦力引起。(2局部壓力損失:油液流經(jīng)局部障礙(彎頭、接頭等時,由于液體流動方向和速度的突然變化,在局部形成漩渦引起油液質(zhì)點間及質(zhì)點與固體壁面相互碰撞和劇烈摩擦而產(chǎn)生的壓力損失。壓力損失過大,功率損耗增加,油液發(fā)熱加劇,泄漏量增加,效率下降,液壓系統(tǒng)性能變壞。6、液體流經(jīng)薄壁(小孔的流量/0.5l d 推導(dǎo)出流經(jīng)小孔的流量:2d q C Ap =:孔口節(jié)流面積;:孔口流量系數(shù);小孔前后壓差A(yù) d C p 薄壁小孔的流量與

7、小孔前后壓差的開方成正比,其薄壁小孔的沿程阻力損失非常小,流量受粘度影響小,對油溫變化不敏感,且不易堵塞,故常用作液壓系統(tǒng)的節(jié)流器。7、在流動的液體中,因某點處的壓力低于空氣分離壓而產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象,稱為空穴現(xiàn)象。措施:泵吸油口大管徑;密封要好;節(jié)流口前后壓力比小于3.5(在一定的溫度下,壓力降低到某一值時,過飽和的空氣將從油液中分離出來形成氣泡,這一壓力值稱為該溫度下的空氣分離壓。8、在液壓系統(tǒng)中,當液流狀態(tài)突然變化或者關(guān)閉液壓回路時,液體壓力在一瞬間會突然升高或降低,這種現(xiàn)象稱為液壓沖擊。改善措施:緩慢關(guān)閉;設(shè)儲能器;限制流速;設(shè)安全閥。第三章、動力元件液壓泵1、液壓泵正常工作的三個條件:(

8、1能夠形成可以周期性變化的密閉容積;(2具有相應(yīng)的配油機構(gòu);(3油箱內(nèi)的液體要保證有一定的壓力2、主要性能參數(shù):(1壓力:工作壓力;額定壓力(連續(xù)運轉(zhuǎn)的最高壓力;最高允許壓力(短暫運行所允許的最高壓力。注意:液壓泵在正常工作時,其工作壓力應(yīng)小于或等于泵的額定壓力。(2排量和流量:排量(可調(diào)節(jié)的為變量泵,不可調(diào)節(jié)的為定量泵;理論流量(不考慮泄漏;實際流量;額定流量(必須保證的流量3、液壓泵的功率損失(1容積損失:指液壓泵流量上的損失,用容積效率來表示:pt pv pt ptq qq q q =所以:實際流量:(因為:pt pv p p pvq q V n =pt p p q V n =:實際流量

9、;:理論流量;:泄漏量;q pt q q :液壓泵的排量,單位為;:液壓泵的轉(zhuǎn)速,單位為p V 3/m r p n /r s注意:容積效率隨液壓泵的工作壓力增大而減小,且恒小于1。(2機械損失:液壓泵轉(zhuǎn)矩上的損失,用機械效率表示:11t Pm itM M M M =+:理論轉(zhuǎn)矩;:實際轉(zhuǎn)矩;轉(zhuǎn)矩損失t M i M M 4、液壓泵的功率(1輸入功率:指作用在液壓泵主軸上的機械功率;i i P M =(2輸出功率:工作過程中,實際在吸、壓油口間的壓差和輸出流量的乘積;o P p q=注意:壓差往往用液壓泵的出口壓力代替。0p (3液壓泵的總效率:o pv pm i i P p q P M =5、液

10、壓泵的分類:(1按結(jié)構(gòu):齒輪泵、葉片泵、柱塞泵(2按吸、排油方向能否改變:單向泵、雙向泵(3按排量是否可調(diào):定量泵、變量泵 (a單向定量泵(b單向變量泵(c雙向定量泵(d雙向變量泵6、齒輪泵:一般為定量泵,分為外嚙合齒輪泵(應(yīng)用最廣、內(nèi)嚙合齒輪泵。7、葉片泵:分為單作用葉片泵和雙作用葉片泵,單作用葉片泵可作為定量泵跟變量泵,而雙作用葉片泵只能作為定量泵。8、柱塞泵:分為軸向柱塞泵和徑向柱塞泵,軸向柱塞泵改變斜盤的傾角可改變泵的排量。例1、某泵輸出油壓為10MPa ,轉(zhuǎn)速為1470r/min ,排量為200mL/r ,泵的容積效率為,總效率為。求泵的輸出液壓功率及驅(qū)動該泵的電機所需功率(不計泵0

11、.95pv =0.9=的入口油壓。解:由題意得:3010, 200/0.2/, 0.95, 0.9p pv p MPa V ml r m r =,所以,泵的輸出功率為:14701470/min 24.560/p r n r s r s =000100.224.50.9546.55o pt pv p p pv P p q p q p q p V n KW=電機所需功率即為輸入功率:46.55520.9o i P P KW =例2、已知某液壓泵的輸出壓力為5MPa ,排量為10mL/r ,機械效率為0.95,容積效率為0.9,轉(zhuǎn)速為1200r/min ,求:(1液壓泵的總效率;(2液壓泵輸出功率;

12、(3電動機驅(qū)動功率。解:由題意得:305, 10/0.01/, 0.9, 0.95p pv pm p MPa V ml r m r =,所以:(11200/min 20/p n r r s =0.90.950.855pv pm =(2050.01200.90.9o p p pv P p V n KW =(3/0.9/0.855 1.05i o P P KW=第四章執(zhí)行元件液壓馬達和液壓缸一、液壓馬達1、液壓馬達的分類(1按結(jié)構(gòu):齒輪式、葉片式、柱塞式;(2按工作轉(zhuǎn)速范圍:高速馬達(500r/min 、低速馬達(0的滑塊從距離彈簧上端為s 0處靜止釋放,滑塊在運動過程中電量保持不變,設(shè)滑塊與彈簧

13、接觸過程沒有機械能損失,彈簧始終處在彈性限度內(nèi),重力加速度大小為g 。 (1求滑塊從靜止釋放到與彈簧上端接觸瞬間所經(jīng)歷的時間t 1(2若滑塊在沿斜面向下運動的整個過程中最大速度大小為v m ,求滑塊從靜止釋放到速度大小為v m 過程中彈簧的彈力所做的功W ;(3從滑塊靜止釋放瞬間開始計時,請在乙圖中畫出滑塊在沿斜面向下運動的整個過程中速度與時間關(guān)系v-t 圖象。圖中橫坐標軸上的t 1、t 2及t 3分別表示滑塊第一次與彈簧上端接觸、第一次速度達到最大值及第一次速度減為零的時刻,縱坐標軸上的v 1為滑塊在t 1時刻的速度大小,v m 是題中所指的物理量。(本小題不要求寫出計算過程.答案:(1si

14、n 201mg qE ms t +=; (2sin (sin (2102kqE mg s qE mg mv W m +-=; (3解析:本題考查的是電場中斜面上的彈簧類問題。涉及到勻變速直線運動、運用動能定理處理變力功問題、最大速度問題和運動過程分析。(1滑塊從靜止釋放到與彈簧剛接觸的過程中作初速度為零的勻加速直線運動,設(shè)加速度大小為a ,則有qE +mg sin =ma 21021at s = 聯(lián)立可得 sin 201mg qE ms t += (2滑塊速度最大時受力平衡,設(shè)此時彈簧壓縮量為0x ,則有0sin kx qE mg =+ 從靜止釋放到速度達到最大的過程中,由動能定理得 021(

15、sin (20-=+m m mv W x x qE mg 聯(lián)立可得 sin (sin (2102kqE mg s qE mg mv W m +-=s (3如圖 12.(09江蘇13(15分航模興趣小組設(shè)計出一架遙控飛行器,其質(zhì)量m =2,動力系統(tǒng)提供的恒定升力F =28 N 。試飛時,飛行器從地面由靜止開始豎直上升。設(shè)飛行器飛行時所受的阻力大小不變,g 取10m/s 2。(1第一次試飛,飛行器飛行t 1 = 8 s 時到達高度H = 64 m 。求飛行器所阻力f 的大小; (2第二次試飛,飛行器飛行t 2 = 6 s 時遙控器出現(xiàn)故障,飛行器立即失去升力。求飛行器能達到的最大高度h ;(3為了

16、使飛行器不致墜落到地面,求飛行器從開始下落到恢復(fù)升力的最長時間t 3 。 解析:(1第一次飛行中,設(shè)加速度為1a 勻加速運動21121t a H = 由牛頓第二定律1ma f mg F =-解得(4N f =(2第二次飛行中,設(shè)失去升力時的速度為1v ,上升的高度為1s 勻加速運動221121t a s = 設(shè)失去升力后的速度為2a ,上升的高度為2s液壓復(fù) （2）工作原理： 502 宿舍出版，如有雷同純屬盜版 11 閥芯跟閥體之間形成節(jié)流口， 通過調(diào)節(jié)手把可以 調(diào)節(jié)節(jié)流口的大小， 從而控制通過閥的流量大小 注意：液體流經(jīng)薄壁（ l / d 0.5 ）小孔的 流量（ l 為孔長， d 為孔徑） 推導(dǎo)出流經(jīng)小孔的流量： q = Cd A 2 p A ：孔口節(jié)流面積； Cd ：孔口流量系數(shù)； p 小孔前后壓差 薄壁小孔的流量與小孔前后壓差的開方成正比，其薄壁小孔的沿程阻力損失非常小，流量受 粘度影響小，對油溫變化不敏感，且不易堵塞，故常用作液壓系統(tǒng)的節(jié)流器。 2、調(diào)速閥： 調(diào)速閥是在節(jié)流閥前面串接一個定差減壓閥組合而成； 節(jié)流閥的流量隨