堆高车结构设计复习题.doc

堆高车结构设计复习题
1． 帕斯卡原理（静压传递原理）
（在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时传到液体各点。）
2． 系统压力 （系统中液压泵的排油压力。）
3． 运动粘度（动力粘度μ和该液体密度ρ之比值。）
4． 液动力（流动液体作用在使其流速发生变化的固体壁面上的力。）
5． 层流（粘性力起主导作用，液体质点受粘性的约束，不能随意运动，层次分明的流动状态。）
6． 紊流（惯性力起主导作用，高速流动时液体质点间的粘性不再约束质点，完全紊乱的流动状态。）
7． 沿程压力损失（液体在管中流动时因粘性摩擦而产生的损失。）
8． 局部压力损失（液体流经管道的弯头、接头、突然变化的截面以及阀口等处时，液体流速的大小和方向急剧发生变化，产生漩涡并出现强烈的紊动现象，由此造成的压力损失）
9． 液压卡紧现象（当液体流经圆锥环形间隙时，若阀芯在阀体孔内出现偏心，阀芯可能受到一个液压侧向力的作用。当液压侧向力足够大时，阀芯将紧贴在阀孔壁面上，产生卡紧现象。）
10．液压冲击（在液压系统中，因某些原因液体压力在一瞬间突然升高，产生很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。）
一、填空题
1．液压系统中的压力取决于（负载），执行元件的运动速度取决于（流量） 。
2．液压传动装置由（动力元件）、（执行元件）、（控制元件）和（辅助元件）四部分组成，其中（动力元件）和（执行元件）为能量转换装置。
3． 液体在管道中存在两种流动状态，（层流）时粘性力起主导作用，（紊流）时惯性力起主导作用，液体的流动状态可用(雷诺数）来判断。
4．在研究流动液体时，把假设既（无粘性 ）又（不可压缩）的液体称为理想流体。 5．由于流体具有（粘性），液流在管道中流动需要损耗一部分能量，它由（沿程压力） 损失和（局部压力） 损失两部分组成。
6．液流流经薄壁小孔的流量与（小孔通流面积） 的一次方成正比，与（压力差） 的1/2次方成正比。通过小孔的流量对（温度）不敏感，因此薄壁小孔常用作可调节流阀。 7．通过固定平行平板缝隙的流量与（压力差）一次方成正比，与（缝隙值）的三次方成正比，这说明液压元件内的（间隙）的大小对其泄漏量的影响非常大 。
8． 变量泵是指（排量）可以改变的液压泵，常见的变量泵有(单作用叶片泵)、(径向柱塞泵)、(轴向柱塞泵)其中 （单作用叶片泵）和（径向柱塞泵）是通过改变转子和定子的偏心距来实现变量，（轴向柱塞泵） 是通过改变斜盘倾角来实现变量。 9．液压泵的实际流量比理论流量（大）；而液压马达实际流量比理论流量（小） 。 10．斜盘式轴向柱塞泵构成吸、压油密闭工作腔的三对运动摩擦副为（柱塞与缸体）、（缸体与配油盘）、（滑履与斜盘）
11、滚子链的长度用 来表示，一般取
12、节距是指 ，节距大链的各部分尺寸也大，承载能力 ，但是链轮齿数不变时，分使链的直径增大，传动平稳性
13、链传动是以 作为中间挠性传动件，而传递动力的它属于 传动。
二、选择题
1．流量连续性方程是（ C ）在流体力学中的表达形式，而伯努力方程是（ A ）在流体力学中的表达形式。
2．液体流经薄壁小孔的流量与孔口面积的（ A ）和小孔前后压力差的（ B ）成正比。
3．流经固定平行平板缝隙的流量与缝隙值的（ D ）和缝隙前后压力差的（ A ）成正比。
4．双作用叶片泵具有（A、C ）的结构特点；而单作用叶片泵具有（ B、D ）的结构特点。
5．一水平放置的双伸出杆液压缸，采用三位四通电磁换向阀，要求阀处于中位时，液压泵卸荷，且液压缸浮动，其中位机能应选用（D ）；要求阀处于中位时，液压泵卸荷，且液压缸闭锁不动，其中位机能应选用（B ）。
6．有两个调整压力分别为5MPa和10MPa的溢流阀串联在液压泵的出口，泵的出口压力为（ C ）；并联在液压泵的出口，泵的出口压力又为（A ）。
7．在下 面几种调速回路中，（B、C、D）中的溢流阀是安全阀，（ A ）中的溢流阀是稳压阀。
8．为平衡重力负载，使运动部件不会因自重而自行下落，在恒重力负载情况下，采用（B ）顺序阀作平衡阀，而在变重力负载情况下，采用（D ）顺序阀作限速锁。
9．顺序阀在系统中作卸荷阀用时，应选用（ C ）型，作背压阀时，应选用（ A ）型。
10．双伸出杠液压缸，采用活塞杠固定安装，工作台的移动范围为缸筒有效行程的（ B ）；采用缸筒固定安置，工作台的移动范围为活塞有效行程的（ C ）。
11．对于速度大、换向频率高、定位精度要求不高的平面磨床，采用（A、C ）液压操纵箱；对于速度低、换向次数不多、而定位精度高的外圆磨床，则采用（ B ）液压操纵箱。
12．要求多路换向阀控制的多个执行元件实现两个以上执行机构的复合动作，多路换向阀的连接方式为（ A ），多个执行元件实现顺序动作，多路换向阀的连接方式为（ C ）。
13．在下列调速回路中，（ A、B、D ）为流量适应回路，（ B ）为功率适应回路。
14．容积调速回路中，（ B ）的调速方式为恒转矩调节；（ C ）的调节为恒功率调节。
15．已知单活塞杠液压缸的活塞直径D为活塞直径d的两倍，差动连接的快进速度等于非差动连接前进速度的（D）；差动连接的快进速度等于快退速度的（ C ）。
三、判断题
1． 液压缸活塞运动速度只取决于输入流量的大小，与压力无关。 （○）
2．液体流动时，其流量连续性方程是能量守恒定律在流体力学中的一种表达形式。 （×）
3．理想流体伯努力方程的物理意义是：在管内作稳定流动的理想流体，在任一截面上的压力能、势能和动能可以互相转换，但其总和不变。 （○）
4．雷诺数是判断层流和紊流的判据。 （×）
5．薄壁小孔因其通流量与油液的粘度无关，即对油温的变化不敏感，因此，常用作调节流量的节流器。 （○）
6．流经缝隙的流量随缝隙值的增加而成倍增加。 （×）
7．流量可改变的液压泵称为变量泵。 （×）
8．定量泵是指输出流量不随泵的输出压力改变的泵。 （×）
9．当液压泵的进、出口压力差为零时，泵输出的流量即为理论流量。 （○）
10．配流轴式径向柱塞泵的排量q与定子相对转子的偏心成正比，改变偏心即可改变排量。 （○）
11．双作用叶片泵因两个吸油窗口、两个压油窗口是对称布置，因此作用在转子和定子上的液压径向力平衡，轴承承受径向力小、寿命长。 （○）
12．双作用叶片泵的转子叶片槽根部全部通压力油是为了保证叶片紧贴定子内环。 （×）
13．液压泵产生困油现象的充分且必要的条件是：存在闭死容积且容积大小发生变化。 （○）
14．齿轮泵多采用变位齿轮是为了减小齿轮重合度，消除困油现象。 （×）
15．液压马达与液压泵从能量转换观点上看是互逆的，因此所有的液压泵均可以用来做马达使用。 （×）
五、计算
1．如图所示定量泵输出流量为恒定值qp ，
解：图示系统为定量泵，表示输出流量qP不变。根据连续性方程，当阀的开口开小一些，通过阀口的流速增加，但通过节流阀的流量并不发生改变，qA= qp ，因此该系统不能调节活塞运动速度v，如果要实现调速就须在节流阀的进口并联一溢流阀，实现泵的流量分流。
连续性方程只适合于同一管道，活塞将液压缸分成两腔，因此求qB不能直接使用连续性方程。根据连续性方程，活塞运动速度v = qA/A1，qB = qA/A1=（A2 / A1）qP

2．如图所示节流阀调速系统中，节流阀为薄壁小孔，流量系数C=0.67，
解：节流阀开口面积有一临界值ATo。当AT>ATo时，虽然节流开口调小，但活塞运动速度保持不变，溢流阀阀口关闭起安全阀作用；当AT<ATo时，活塞运动速度随开口变小而下降，溢流阀阀口打开起定压阀作用。
液压缸工作压力
液压泵工作压力
式中 △p为节流阀前后压力差，其大小与通过的流量有关。
3．已知一个节流阀的最小稳定流量为qmin，液压缸两腔面积不等，即Ａ1>Ａ2，缸的负载为F。如果分别组成进油节流调速和回油节流调速回路，试分析： 1） 进油、回油节流调速哪个回路能使液压缸获得更低的最低运动速度。2）在判断哪个回路能获得最低的运动速度时，应将下述哪些参数保持相同，方能进行比较。
解：1）进油节流调速系统活塞运动速度v1= qmin/A1；
出口节流调速系统活塞运动速度 v2= qmin/A2
因Ａ1>Ａ2，故进油节流调速可获得最低的最低速度。
2）节流阀的最小稳定流量是指某一定压差下（2～3×105Pa），节流阀在最小允许开度 ATmin时能正常工作的最小流量qmin。因此在比较哪个回路能使液压缸有较低的运动速度时，就应保持节流阀最小开口量ATmin 和两端压差△p相同的条件。
设进油节流调速回路的泵压力为pp1,节流阀压差为△p1则：

设出口调速回路液压缸大腔压力（泵压力）为pp2 ，节流阀压差为△p2 ，则：

由最小稳定流量qmin相等的定义可知：△p1=△p2 即： 为使两个回路分别获得缸最低运动速度，两个泵的调定压力 pp1、 pp2 是不相等的。

机械设计基础
一 、填空题：
1、一台机器通常由 动力部分 、 工作部分 和 传动装置
2、低副可分为 转动副 、 移动副 和 螺旋副
3、平带的接头方式常用的有 胶合 、 缝合 、 铰链带扣
4、普通r带分（Y、Z、A、B、C、D、E）七种型号
5、摩托轮传动是利用两轮直接（摩擦力）
6、齿轮齿条的失效形式（齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合）
7、现代业中主要应用（机械传动、液压传动、气动传动和电气传动）等四种
8、按两构件的接触形式的不同分为（高副、低副）
9、螺纹按照其途不同（联接螺纹和传动螺纹）
10、滚动轴承主要由（内圈、外圈、滚动体和保持架）
11、机械式联轴器分为（刚性联轴器、挠性联轴器、安全联轴器）
12、液压泵是靠（密封容积）（吸油）（压油）
13、齿轮轮齿的加工方法常用的分为（仿型法）（展成法）
二、判断
1、直接接触的摩擦。 （√）
2、铰链四杆机构中 （√）
3、平带传动中使用张紧轮 （×）
4、机器就是用来传递 （×）
5、高副是由面接触的运动副 （×）
6、平带传动的传动比i≤5 (× )
7、带传动 有了弹性，能受冲 （× ）
8、M24表示公称直径 （√ ）
9、一切摩擦传动比都不准确 （√）
10、滚珠螺纹传动的传动效率高 （√ ）
11、构件是加工制造的单位 （×）
12、链传动能保证准确的平均传动比 （√ ）
13、凸轮机构广泛用于机械 （√）
14、模数m反映齿轮轮齿 （√ ）
15、r带传动装置必须安装 （√ ）
16、发动机就是将能转换成 （ × ）
三、选择题
1、普通螺纺的公称 ( A ) 大径
2、用于连接的螺纹多为 （ A ）三角螺纹
3、内螺纹牙顶相切的 （ B ）小径
4、链传动i≤ （ A ） （ 6 ）
5、链传动的常用类型有( A B C )
6、为了指高平带的承载能为 （ A ）2≥150
7、下列属于机构的是（ C ） 开片顶
8、普通车床中的带传动 （ C ） 传动装置
9、欲在两轴相距较远 （ B ） 链传动
10、齿轮传动的特点 （ B ） 使用寿命长
11、以下关于机构急回运动（ B ） 急回运动特性
12、凸轮机构通常 （ C ） 从动件
13、中等中心距的普通r （ C ） 15
14、下列名标记中表示细牙普通螺纹 （ B ）M36×2
15、传动要求速度不变，承载能力（ B ）滚子式
16、可以承受太大的单向的轴向力（ B ） 楔链连接
17、既与承回转零件又传 （ C ） 转轴
四、简答题：
1、斜齿圆柱齿轮用于平行轴传动的正确啮合余件
答：（1）两齿轮法向模数相等，既mn1=mn2
（2）两齿轮法向齿型角相等，即2n1=2n2
(3)两齿轮螺旋角相等， 方向相反，既β1=β2
2、滚珠螺旋传动的工作原理
答：工作原理在螺杆和螺母的螺纹滋道中，装有一定数量的滚珠（钢球），当螺标与螺母作相对螺旋运动时，滚珠在螺纹滚道内滚动，并通过滚珠循环装置的通道成封闭循环，从而实现螺杆与螺母间的滚动摩擦。
3、平带传动形式
答：平带传动形式
1、开口传动 2、交叉传动 3、半交叉传动
4、铰链四杆机构的死点位置
答：死点位是在铰链四杆机构中，当连杆与从动杆处于共线 时，如不配合运动副中的摩擦和各杆件的质量 主动件通过连杆传给从动件的驱动力必须通过从动件铰链的中心，也就是说驱动力双 动件的回转力矩等于零，此时无论施加多大的驱动力，均不能使用从动件转动，且转向也不确定，我们把机构中的这种位置点称为死点位置。
5、铰链四杆机构中，曲柄存在的条件
答：1、连困杆与机架中必有一个是最短的杆。
2、最短杆与最长杆之和从小于或等于其余两杆长度和。
6、急回特性
答：柄摇杆机构中，曲柄虽作等速转动，而摇杆摆动时空回行程的平均速度却大于工作行程的平均速度，这种性质称为机构的急回特性。
五、计算题
1、已知一标准齿圆柱齿轮的齿数Z=36
解 曲式da=m(2+2)得
M=da÷(2+2)=304÷(36+2)=8mm
将m代扩有关各式，得
D=m2=8×36=288m
Df=m(2-2.5)=8(36-2.5)=268m
P=πm=3.14×8=258.12
H=2.25m=2.25×8=18mm

金属材料与热处理
一、填空题：
1、钢的强化机制主要有 固溶强化 、 位错强化 、 细晶强化 、 沉淀强化 。 其中 细晶强化 对钢性能的贡献是既提高强度又改善塑、韧性。
2、滚动轴承钢GCr15的Cr质量分数含量为 1.5%左右 。滚动轴承钢中碳化物不均匀性主要是指 碳化物液析 、 碳化物带状 、 碳化物网状 。
3、选择零件材料的一般原则是 满足力学性能要求 、 良好的工艺性能 、
4、凡是扩大γ区的元素均使Fe-C相图中S、E点向 左下 方移动，例
Mn、Ni 等元素；凡封闭γ区的元素使S、E点向 左上 方移动，例 Cr、Mo 等元素。S点左移意味着 共析碳含量降低 。
5、QT600-3是 球墨铸铁 ，“600”表示 抗拉强度不小于600MPa ，“3”表示 延伸率不小于3% 。
6、钢的合金化基本原则是 多元适量 、 复合加入 。细化晶粒对钢性能的贡献是 既提高强度又提高塑韧性 。
7、在钢中，常见碳化物形成元素有 Ti、Nb、V、W、Mo、Cr 按强弱顺序排列，钢中二元碳化物分……有 MC 和 M2C 型，其性能特点是 硬度高 、 熔点高 、 稳定性好 ；
rc/rM > 0.59为 复杂点阵结构，有 M3C 、 M7C3 和 M23C7 型。
8、选择零件材料的一般原则是 力学性能 、 工艺性能 、 经济性 和……。
9、奥氏体不锈钢1Cr18Ni9晶界腐蚀倾向比较大，产生晶界腐蚀的主要原因是 在晶界上析出了Cr23C6 ，为防止或减轻晶界腐蚀，在合金化方面主要措施有 加入Ti、Nb 等强碳化物形成元素 、 降低钢中的含C量 。
10、影响铸铁石墨化的主要因素有 化学成分 、 冷却速度 。球墨铸铁在浇注时要经过
孕育 处理和 球化 处理。QT600-3是 球墨铸铁 。
11、对耐热钢最基本的性能要求是 热强性 、 抗氧化性 。
12、提高钢淬透性的主要作用是 获得均匀的组织 ，满足力学性能要求 、能采取比较缓慢的冷却方式以减少变形 、 开裂倾向 。
13、、H68是 黄铜 ，LY12是 硬铝 ，QSn4-3是 锡青铜 。
14、铝合金热处理……和 时效硬化 两过程，和钢的热处理……是 没有同素异构转变 。
二、解释题：
1、高速钢有很好的红硬性，但不宜制造热锤锻模。
答：高速钢虽有高的耐磨性、红硬性，但韧性比较差、在较大冲击力下抗热疲劳性能比较差，高速钢没有能满足热锤锻模服役条件所需要高韧性和良好热疲劳性能的要求。
2、9SiCr钢和T9钢相比，退火后硬度偏高，在淬火加热时脱碳倾向较大。
答：Si是非K形成元素，能有效地强化铁素体，所以使钢在退火后硬度偏高；Si提高碳活度，使渗碳体稳定性变差，促进了钢在加热时脱碳倾向较大。
3、40Mn2钢淬火加热时，过热敏感性比较大。
答：Mn促进了晶粒长大倾向，因为Mn降低A1温度，又强化了C促进晶粒长大的作用。所以，40Mn2钢过热敏感性比较大。
4、40CrNiMo钢正火后，切削性能比较差。
答：40CrNiMo钢由于含有提高淬透性的元素Cr、Ni、Mo，而且又是多元复合作用更大，所以钢的淬透性很好，在正火条件下也会有大量的马氏体产生。因此其切削性能比较差。
5、球墨铸铁的强度和塑韧性都要比灰口铸铁好。
答：灰铁：G形态为片状，易应力集中，产生裂纹，且G割裂基体严重，使材料有效承载面积大为减小。而球铁：G形态为球状，基体是连续的，，相对而言，割裂基体的作用小，基体可利用率可达70~90%；且球状G应力集中倾向也大为减小。因此钢的热处理强化手段在球铁中基本都能采用，所以其强度和塑韧性都要比灰口铸铁好。
4、简述高速钢中W、V、Cr合金元素的主要作用。高速钢在淬火加热时，如产生欠热、过热和过烧现象，在金相组织上各有什么特征？
答：W：提高红硬性、耐磨性的主要元素；V：提高红硬性、耐磨性的重要元素，一般高速钢都含V，V能有效细化晶粒，且VC也细小；Cr：提高淬透性和抗氧化性，改善切削性，一般都含4%左右。
欠热：晶粒很细小，K很多；过热：晶粒较大，K较少；过烧：晶界有熔化组织，即鱼骨状或黑色组织。
5、从合金化角度考虑，提高钢的韧度主要有哪些途径?（8分）
答：1）加入Ti、V、W、Mo等强碳化物形成元素，细化晶粒；
2）提高回火稳定性，加入Ti、V等强碳化物形成元素和Si元素；
3）改善基体韧性，主要是加入Ni元素；
4）细化碳化物，如加入Cr、V等元素使K小、匀、圆；
5）降低或消除钢的回火脆性，主要是Mo 、W元素比较有效；
6、试定性比较40Cr、40CrNi、40CrNiMo钢的淬透性、回火脆性、韧度和回火稳定性，并简要说明原因。
答：淬透性：40Cr ＜ 40CrNi ＜ 40CrNiMo；Cr-Ni-Mo复合作用更大。
回脆性：40CrNiMo ＜40Cr ＜ 40CrNi；Cr、Ni↑脆性，Mo有效↓。
韧 度：40Cr ＜ 40CrNi ＜ 40CrNiMo；Ni↑韧性，Mo细化晶粒。
回稳性：40Cr 、 40CrNi ＜ 40CrNiMo；Mo↑回稳性。Ni影响不大。
7、从合金化角度考虑，提高钢的韧度主要有哪些途径?
答：1）加入Ti、V、W、Mo等强碳化物形成元素，细化晶粒；
2）提高回火稳定性，加入Ti、V等强碳化物形成元素和Si元素；
3）改善基体韧性，主要是加入Ni元素；
4）细化碳化物，如加入Cr、V等元素使K小、匀、圆；
5）降低或消除钢的回火脆性，主要是Mo 、W元素比较有效；
8、试从合金化原理角度分析9Mn2V钢的主要特点。
答：1）Mn↑淬透性，D油 = ~30mm；
2）Mn↓↓ MS，淬火后AR较多，约20~22%，使工件变形较小；
3）V能克服Mn的缺点，↓过热敏感性，且能细化晶粒；
4）含0.9%C左右，K细小均匀，但钢的硬度稍低，回火稳定性较差，宜在200℃以下回火；
5）钢中的VC使钢的磨削性能变差。
9Mn2V广泛用于各类轻载、中小型冷作模具。
9、试总结si元素在合金中的作用，并简要说明原因。
答：1）↑σ，↓可切削性 → 固溶强化效果显著；
2）↑低温回火稳定性 → 抑制ε-K形核长大及转变；
3）↑抗氧化性 → 形成致密的氧化物； （2分）
4）↑淬透性 → 阻止K形核长大，使“C”线右移，高C时作用较大；
5）↑淬火温度 → F形成元素，↑A1 ；
6）↑脱C、石墨化倾向 → Si↑碳活度，含Si钢脱C倾向大。（2分）