液压传动说课讲解
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驱动该泵的电机所需功率
P i Pp/40..5 9 92 5.1 0(2 kW )
3.8 已知某液压泵的转速为950r/min，排量为VP=168mL/r，在额定压力29.5MPa和同样转速下， 测得的实际流量为150L/min，额定工况下的总效率为0.87，求：（1）液压泵的理论流量；（2）
什么是液压传动？它的两个基本性质是什么？
液压传动（Hydraulics）是以液体为工作介质通过驱动 装置将原动机的机械能转换为液压的压力能然后通过管道、 液压控制及调节装置等，借助执行装置，将液体的压力能转 换为机械能，驱动负载实现直线或回转运动。
两个基本特性：负载决定压力，流量决定速度。 （或压力 取决于负载，速度取决于流量）
液压传动系统由那四部分组成？各部分的作用如何？ 四个部分：动力元件、执行元件、控制元件和辅助元件。 动力元件：将输入的机械能转换成液体的压力能。 执行元件：将液体的压力能转换成机械能输出。 控制元件：通过对液压系统中液流流动方向、液体压力和流
量的大小的控制，以满足机械对运动方向、输出力和力矩 的大小、运动速度的大小的要求。 辅助元件：保证系统持久、稳定、有效地工作。
解：在管道出口1-1面和距管道出口h位置2-2面，建立伯努利方程，如不 计损失，有
z1pg 121v g1 2z2pg 222g v2 2
1 2 1 p1p2 pa z1z2 h v1 0
v22g(h2 v1 g 2)29 .8 1 2 1 .826 .5m 1/s8
由连续性方程
v14d12 v2 4d22
2.3 如图2-25所示，一圆柱体d=0.1m，质量m=50kg，在外力F=520N的作用下压进容 器中，当h=0.5m时达到平衡状态。求测压管中水柱高度H=?
解：由静止液体中的压力分布知图中红色处压力（压 强）相等，即
p1 p2
对于圆柱体下方，有
Fmgp1A
对于测压管下方，有
p2g(Hh)
所以
d2
vv1 2d1
1.8 105.2c3m 6.518
2.6 如图2-28所示，一带有倾斜光滑平板的小车，逆着射流方向以速度u运动，若射流喷嘴固定 不动，射流断面为A，流速为v，不计小车对地面的摩擦，求推动小车所需要的功率。
y
v1
解：在小车上建立如图所示坐标系，建立动量方程，有
F x A 1(vu)2co s A 2(vu)2co s A (vu)2(1)
Cv2
0.9628
2.10 如图2-32所示的端面止推轴承，间隙高度为h0，圆盘直径为D，当油液粘度为μ，旋转角速 度为ω时，试求其摩擦力矩和所消耗的功率。
解：在圆面上wk.baidu.com一段微圆面圆环，其面积为
dA2rdr
牛顿内摩擦定律，有
F A du dy
该微圆面圆环所受扭矩为
dM dF r2rdrrr
h0
将上式从0到r进行积分，得到 Mr2rrrd r1r4
x F yA 2(vu)2sin A 1(vu)2sin
(2)
根据连续性方程，有 AA1A2
v2
无摩擦力，故 Fy=0，由（2）可得到 A1 A2
可得到 A1A20.5A
由（1）可得到
F x 1 2 A ( v u ) 2 c o 1 2 A ( v s u ) 2 c o A ( v s u ) 2 A ( v u ) 2
F 1g1 V g (4 d 2 H 1 2 1 6d 3 ) 1 .1 1 3 5 N 0
（2）下半球固定在支座上，上半球收到向上的作用力，压 力体为上半球外表面至H高度的体积，故
F 2g2 V g (4 d 2 H 1 2 1 6d 3 ) 7 .1 1 8 4 N 0
P39 2.5
P39 2.9 解：
qv CdA 2gH
C d4 d q v 2
1 2 g
H 4 2 .9 0 . 0 4 1 21 4 0 2 9 1 .8 1 20 .5
9
8
Cv 2xHy2
3 0.968 21.2
Cd CvCc
Cc
Cd Cv
0.5980.618 0.968
1
Cv 1
1 1 1 10.0672
压力体：水力学中，以曲面为底直至自由表面间铅锤液柱的体积。压力体由如下诸面围成：① 所论曲面；②过曲面周界上一切点的铅垂线所构成的曲面；③与液面重合的水平面。若压力体 实际上充有液体，则该铅直分力的方向向下。
解：考虑到半球形为对称结构，因此无论何种状态，半球水 平方向合力为0。 （1）上半球固定在支座上，下半球收到向下的作用力，压 力体为下半球内表面至H高度的体积，故
Fmg 52 50 0 9.8
H A gh0.1 2 1
0.51.5 2 m 09 0 .80
4
2.4 如图2-26所示，由上下两个半球合成的圆球，直径d=2m，球中充满水。当测压管读数H=3m 时，不计球的自重，求下列两种情况下螺栓群A-A所受的拉力。（1）上半球固定在支座上； （2）下半球固定在支座上。
所需功率为
P F x(v u )A (v u )3
2.7 虹吸管道如图2-29所示，已知水管直径d=10cm，水管总长L=1000m，h0=3m，求 流量q。（局部阻力系数：入口ζ= 0.5，出口ζ = 1.0 ，弯头ζ = 0.3 ；沿程阻力系数λ=
0.06）
解：对上下水面建立伯努利方程，注意虹吸管是将液体
从低处吸到高处，有
z1p g 1 2 1v g 1 2z2 p g 22 2g v2 2hh
上、下液面均与大气相通，有 p1p2 p0
根据连续性方程，有 v1 v2 由图可知 z1z2 h0
取 12 1，根据
h
L d
v2 2g
和
h
v2 2g
，可得到 v10.3m 1/s
流量为
q v 1 A v 14 d 2 0 .3 1 4 0 .1 2 0 .00 m 3/2 s 4
0
h0
2
注意到D=2r, 得到 所消耗的功率为
M 1 R4
32
PM12R4
32
3.7 某泵输出油压为10MPa，转速为1450r/min，排量为200mL/r，泵的容积效率为 0.95，总效率为 =0.9。求泵的输出液压功率及驱动该泵的电机所需功率（不计泵的 入口油压）。 解：泵的输出功率为
P p p p q nv V 1 1 0 6 1 0 4 6 2 5 0 1 0 6 0 0 0 .9 4 5 .9 5 ( k 2 )W
P i Pp/40..5 9 92 5.1 0(2 kW )
3.8 已知某液压泵的转速为950r/min，排量为VP=168mL/r，在额定压力29.5MPa和同样转速下， 测得的实际流量为150L/min，额定工况下的总效率为0.87，求：（1）液压泵的理论流量；（2）
什么是液压传动？它的两个基本性质是什么？
液压传动（Hydraulics）是以液体为工作介质通过驱动 装置将原动机的机械能转换为液压的压力能然后通过管道、 液压控制及调节装置等，借助执行装置，将液体的压力能转 换为机械能，驱动负载实现直线或回转运动。
两个基本特性：负载决定压力，流量决定速度。 （或压力 取决于负载，速度取决于流量）
液压传动系统由那四部分组成？各部分的作用如何？ 四个部分：动力元件、执行元件、控制元件和辅助元件。 动力元件：将输入的机械能转换成液体的压力能。 执行元件：将液体的压力能转换成机械能输出。 控制元件：通过对液压系统中液流流动方向、液体压力和流
量的大小的控制，以满足机械对运动方向、输出力和力矩 的大小、运动速度的大小的要求。 辅助元件：保证系统持久、稳定、有效地工作。
解：在管道出口1-1面和距管道出口h位置2-2面，建立伯努利方程，如不 计损失，有
z1pg 121v g1 2z2pg 222g v2 2
1 2 1 p1p2 pa z1z2 h v1 0
v22g(h2 v1 g 2)29 .8 1 2 1 .826 .5m 1/s8
由连续性方程
v14d12 v2 4d22
2.3 如图2-25所示，一圆柱体d=0.1m，质量m=50kg，在外力F=520N的作用下压进容 器中，当h=0.5m时达到平衡状态。求测压管中水柱高度H=?
解：由静止液体中的压力分布知图中红色处压力（压 强）相等，即
p1 p2
对于圆柱体下方，有
Fmgp1A
对于测压管下方，有
p2g(Hh)
所以
d2
vv1 2d1
1.8 105.2c3m 6.518
2.6 如图2-28所示，一带有倾斜光滑平板的小车，逆着射流方向以速度u运动，若射流喷嘴固定 不动，射流断面为A，流速为v，不计小车对地面的摩擦，求推动小车所需要的功率。
y
v1
解：在小车上建立如图所示坐标系，建立动量方程，有
F x A 1(vu)2co s A 2(vu)2co s A (vu)2(1)
Cv2
0.9628
2.10 如图2-32所示的端面止推轴承，间隙高度为h0，圆盘直径为D，当油液粘度为μ，旋转角速 度为ω时，试求其摩擦力矩和所消耗的功率。
解：在圆面上wk.baidu.com一段微圆面圆环，其面积为
dA2rdr
牛顿内摩擦定律，有
F A du dy
该微圆面圆环所受扭矩为
dM dF r2rdrrr
h0
将上式从0到r进行积分，得到 Mr2rrrd r1r4
x F yA 2(vu)2sin A 1(vu)2sin
(2)
根据连续性方程，有 AA1A2
v2
无摩擦力，故 Fy=0，由（2）可得到 A1 A2
可得到 A1A20.5A
由（1）可得到
F x 1 2 A ( v u ) 2 c o 1 2 A ( v s u ) 2 c o A ( v s u ) 2 A ( v u ) 2
F 1g1 V g (4 d 2 H 1 2 1 6d 3 ) 1 .1 1 3 5 N 0
（2）下半球固定在支座上，上半球收到向上的作用力，压 力体为上半球外表面至H高度的体积，故
F 2g2 V g (4 d 2 H 1 2 1 6d 3 ) 7 .1 1 8 4 N 0
P39 2.5
P39 2.9 解：
qv CdA 2gH
C d4 d q v 2
1 2 g
H 4 2 .9 0 . 0 4 1 21 4 0 2 9 1 .8 1 20 .5
9
8
Cv 2xHy2
3 0.968 21.2
Cd CvCc
Cc
Cd Cv
0.5980.618 0.968
1
Cv 1
1 1 1 10.0672
压力体：水力学中，以曲面为底直至自由表面间铅锤液柱的体积。压力体由如下诸面围成：① 所论曲面；②过曲面周界上一切点的铅垂线所构成的曲面；③与液面重合的水平面。若压力体 实际上充有液体，则该铅直分力的方向向下。
解：考虑到半球形为对称结构，因此无论何种状态，半球水 平方向合力为0。 （1）上半球固定在支座上，下半球收到向下的作用力，压 力体为下半球内表面至H高度的体积，故
Fmg 52 50 0 9.8
H A gh0.1 2 1
0.51.5 2 m 09 0 .80
4
2.4 如图2-26所示，由上下两个半球合成的圆球，直径d=2m，球中充满水。当测压管读数H=3m 时，不计球的自重，求下列两种情况下螺栓群A-A所受的拉力。（1）上半球固定在支座上； （2）下半球固定在支座上。
所需功率为
P F x(v u )A (v u )3
2.7 虹吸管道如图2-29所示，已知水管直径d=10cm，水管总长L=1000m，h0=3m，求 流量q。（局部阻力系数：入口ζ= 0.5，出口ζ = 1.0 ，弯头ζ = 0.3 ；沿程阻力系数λ=
0.06）
解：对上下水面建立伯努利方程，注意虹吸管是将液体
从低处吸到高处，有
z1p g 1 2 1v g 1 2z2 p g 22 2g v2 2hh
上、下液面均与大气相通，有 p1p2 p0
根据连续性方程，有 v1 v2 由图可知 z1z2 h0
取 12 1，根据
h
L d
v2 2g
和
h
v2 2g
，可得到 v10.3m 1/s
流量为
q v 1 A v 14 d 2 0 .3 1 4 0 .1 2 0 .00 m 3/2 s 4
0
h0
2
注意到D=2r, 得到 所消耗的功率为
M 1 R4
32
PM12R4
32
3.7 某泵输出油压为10MPa，转速为1450r/min，排量为200mL/r，泵的容积效率为 0.95，总效率为 =0.9。求泵的输出液压功率及驱动该泵的电机所需功率（不计泵的 入口油压）。 解：泵的输出功率为
P p p p q nv V 1 1 0 6 1 0 4 6 2 5 0 1 0 6 0 0 0 .9 4 5 .9 5 ( k 2 )W