機械設(shè)計第二章講解

1、液壓與氣壓傳動液壓與氣壓傳動 19 18 17 16 14 15 13 9 11 2 1 4 3 6 5 7 8 10 12 16 15 9 11 液壓泵 第二章第二章 動力元件動力元件液壓泵液壓泵 液壓泵的概述液壓泵的概述2.1 柱塞泵柱塞泵2.2 葉片泵葉片泵2.3 齒輪泵齒輪泵2.4 2.1 2.1 液壓泵的概述液壓泵的概述 液壓泵是液壓系統(tǒng)的液壓泵是液壓系統(tǒng)的動力元件動力元件，將，將 原動機輸入的原動機輸入的機械能機械能轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為壓力能壓力能 輸出（壓力和流量），為執(zhí)行元件輸出（壓力和流量），為執(zhí)行元件 提供壓力油。是一種能量轉(zhuǎn)換裝置。提供壓力油。是一種能量轉(zhuǎn)換裝置。 v 液壓泵都是

2、依靠密封容積變化的原理來進行工作的，故一般液壓泵都是依靠密封容積變化的原理來進行工作的，故一般 稱為容積式液壓泵稱為容積式液壓泵 v 以以單柱塞泵單柱塞泵為例為例 2.1 2.1 液壓泵的概述液壓泵的概述 一、液壓泵基本工作原理一、液壓泵基本工作原理 v 偏心輪旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，柱塞左右往復運動一次，向右運動吸油，偏心輪旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，柱塞左右往復運動一次，向右運動吸油， 向左運動排油。向左運動排油。 v 泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)排出的油液體積稱為排量，排量只與泵的結(jié)泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)排出的油液體積稱為排量，排量只與泵的結(jié) 構(gòu)參數(shù)有關(guān)。構(gòu)參數(shù)有關(guān)。 v V=SdV=Sd2 2/4=ed/4=ed2 2/2/2 2.1 2.1 液

3、壓泵的概述液壓泵的概述 一、液壓泵基本工原理一、液壓泵基本工原理 液壓泵正常工作的三個必備條件液壓泵正常工作的三個必備條件 1 1）必須具有一個由運動件和非運動件所構(gòu)成的密閉容積；）必須具有一個由運動件和非運動件所構(gòu)成的密閉容積； 2 2）密閉容積的大小隨運動件的運動作周期性的變化，容積由）密閉容積的大小隨運動件的運動作周期性的變化，容積由 小變大小變大吸油，由大變小吸油，由大變小壓油；壓油； 3 3）密閉容積增大到極限時，先要與吸油腔隔開，然后才轉(zhuǎn)為）密閉容積增大到極限時，先要與吸油腔隔開，然后才轉(zhuǎn)為 排油；密閉容積減小到極限時，先要與排油腔隔開，然后才排油；密閉容積減小到極限時，先要與排油

4、腔隔開，然后才 轉(zhuǎn)為吸油。單柱塞泵是通過兩個單向閥來實現(xiàn)這一要求的。轉(zhuǎn)為吸油。單柱塞泵是通過兩個單向閥來實現(xiàn)這一要求的。 液壓泵的特點液壓泵的特點 (1)(1)具有若干個密封且又可以周期性變化空間。液壓泵輸出流具有若干個密封且又可以周期性變化空間。液壓泵輸出流 量與此空間的容積變化量和單位時間內(nèi)的變化次數(shù)成正比，量與此空間的容積變化量和單位時間內(nèi)的變化次數(shù)成正比， 與其他因素無關(guān)。這是容積式液壓泵的一個重要特性。與其他因素無關(guān)。這是容積式液壓泵的一個重要特性。 2.1 2.1 液壓泵的概述液壓泵的概述 一、液壓泵基本工原理一、液壓泵基本工原理 (3)(3)具有相應的配流機構(gòu)，將吸油腔和排液腔隔

5、開，保證液壓具有相應的配流機構(gòu)，將吸油腔和排液腔隔開，保證液壓 泵有規(guī)律地、連續(xù)地吸、排液體。液壓泵的結(jié)構(gòu)原理不同，泵有規(guī)律地、連續(xù)地吸、排液體。液壓泵的結(jié)構(gòu)原理不同， 其配油機構(gòu)也不相同。其配油機構(gòu)也不相同。 (2)(2)油箱內(nèi)液體的絕對壓力必須恒等于或大于大氣壓力。這是油箱內(nèi)液體的絕對壓力必須恒等于或大于大氣壓力。這是 容積式液壓泵能夠吸入油液的外部條件。因此，為保證液壓容積式液壓泵能夠吸入油液的外部條件。因此，為保證液壓 泵正常吸油，油箱必須與大氣相通，或采用密閉的充壓油箱。泵正常吸油，油箱必須與大氣相通，或采用密閉的充壓油箱。 容積式液壓泵排油的理論流量取決于液壓泵的有關(guān)幾何尺容積式液

6、壓泵排油的理論流量取決于液壓泵的有關(guān)幾何尺 寸和轉(zhuǎn)速，而與排油壓力無關(guān)。但排油壓力會影響泵的內(nèi)寸和轉(zhuǎn)速，而與排油壓力無關(guān)。但排油壓力會影響泵的內(nèi) 泄露和油液的壓縮量，從而影響泵的實際輸出流量，所以泄露和油液的壓縮量，從而影響泵的實際輸出流量，所以 液壓泵的實際輸出流量隨排油壓力的升高而降低。液壓泵的實際輸出流量隨排油壓力的升高而降低。 2.1 2.1 液壓泵的概述液壓泵的概述 一、液壓泵基本工原理一、液壓泵基本工原理 容積式液壓泵中的油腔處于吸油時稱為容積式液壓泵中的油腔處于吸油時稱為 吸油腔。吸油腔的壓力決定于吸油高度吸油腔。吸油腔的壓力決定于吸油高度 和吸油管路的阻力，吸油高度過高或吸和吸

7、油管路的阻力，吸油高度過高或吸 油管路阻力太大，會使吸油腔真空度過油管路阻力太大，會使吸油腔真空度過 高而影響液壓泵的自吸能力。高而影響液壓泵的自吸能力。 壓油腔的壓力則取決于外負載和排油管路的壓力損失，從壓油腔的壓力則取決于外負載和排油管路的壓力損失，從 理論上講排油壓力與液壓泵的流量無關(guān)。理論上講排油壓力與液壓泵的流量無關(guān)。 1 1、 液壓泵的壓力液壓泵的壓力(pa, MPa(pa, MPa） （1 1）工作壓力工作壓力 ：泵工作時的出口壓力，大小取決于負載。：泵工作時的出口壓力，大小取決于負載。 （2 2）額定壓力額定壓力 ：正常工作條件下按實驗標準連續(xù)運轉(zhuǎn)的最：正常工作條件下按實驗標準

8、連續(xù)運轉(zhuǎn)的最 高壓力。高壓力。 （3 3）最高允許壓力最高允許壓力。在超過額定壓力的條件下。在超過額定壓力的條件下, ,根據(jù)試驗標準根據(jù)試驗標準 規(guī)定規(guī)定, ,允許液壓泵短暫運行的最高壓力值允許液壓泵短暫運行的最高壓力值, ,稱為液壓泵的最高允稱為液壓泵的最高允 許壓力。許壓力。 2.1 2.1 液壓泵的概述液壓泵的概述 二、液壓泵的主要性能參數(shù)二、液壓泵的主要性能參數(shù) p s p 2 2、排量、排量V V和流量和流量q q (1)(1)排量排量V V。液壓泵每轉(zhuǎn)一周。液壓泵每轉(zhuǎn)一周, ,由其密封容積幾何尺寸變化由其密封容積幾何尺寸變化 計算而得的排出液體的體積叫液壓泵的排量。排量可調(diào)節(jié)計算而

9、得的排出液體的體積叫液壓泵的排量。排量可調(diào)節(jié) 的液壓泵稱為變量泵的液壓泵稱為變量泵; ;排量為常數(shù)的液壓泵則稱為定量泵。排量為常數(shù)的液壓泵則稱為定量泵。 2.1 2.1 液壓泵的概述液壓泵的概述 二、液壓泵的主要性能參數(shù)二、液壓泵的主要性能參數(shù) t q t qnV t q (2)(2)理論流量理論流量 。理論流量是指在不考慮液壓泵的泄漏流。理論流量是指在不考慮液壓泵的泄漏流 量的情況下量的情況下, ,在單位時間內(nèi)所排出的液體體積的平均值。在單位時間內(nèi)所排出的液體體積的平均值。 顯然顯然, ,如果液壓泵的排量為如果液壓泵的排量為V,V,其主軸轉(zhuǎn)速為其主軸轉(zhuǎn)速為n,n,則該液壓泵則該液壓泵 的理論

10、流量的理論流量 為：為： 單位：單位：m m3 3/s, L/min/s, L/min 2.1 2.1 液壓泵的概述液壓泵的概述 二、液壓泵的主要性能參數(shù)二、液壓泵的主要性能參數(shù) (3)(3)實際流量實際流量 。液壓泵在某一具體工況下。液壓泵在某一具體工況下, ,單位時間單位時間 內(nèi)所排出的液體體積稱為實際流量內(nèi)所排出的液體體積稱為實際流量, ,它等于理論流量它等于理論流量 減去泄漏流量減去泄漏流量 , ,即：即： q q t qqq t q (4)(4)額定流量額定流量 。液壓泵在正常工作條件下。液壓泵在正常工作條件下, ,按試驗標按試驗標 準規(guī)定準規(guī)定( (如在額定壓力和額定轉(zhuǎn)速下如在額定

11、壓力和額定轉(zhuǎn)速下) )必須保證的流量。必須保證的流量。 s q 2.1 2.1 液壓泵的概述液壓泵的概述 二、液壓泵的主要性能參數(shù)二、液壓泵的主要性能參數(shù) 、 泵的功率和效率泵的功率和效率 （）輸入功率）輸入功率 ： 驅(qū)動泵軸的機械功率為泵的輸入功率，驅(qū)動泵軸的機械功率為泵的輸入功率， r P r PTw （）（）輸出功率輸出功率 ： 泵輸出液壓功率即平均流量與工作壓力的乘積，泵輸出液壓功率即平均流量與工作壓力的乘積， P Ppq （）（）總效率總效率 ： 另外功率損失分為：容積損失和機械損失兩部分。另外功率損失分為：容積損失和機械損失兩部分。 PVm r Ppq PTw P 4 4、泵的轉(zhuǎn)速

12、、泵的轉(zhuǎn)速： 2.1 2.1 液壓泵的概述液壓泵的概述 二、液壓泵的主要性能參數(shù)二、液壓泵的主要性能參數(shù) 額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速 ：額定壓力下能連續(xù)長時間正常運轉(zhuǎn)的最高轉(zhuǎn)速。：額定壓力下能連續(xù)長時間正常運轉(zhuǎn)的最高轉(zhuǎn)速。 最高轉(zhuǎn)速最高轉(zhuǎn)速 ：額定壓力下允許短時間運行的最高轉(zhuǎn)速。：額定壓力下允許短時間運行的最高轉(zhuǎn)速。 最低轉(zhuǎn)速最低轉(zhuǎn)速 ：正常運轉(zhuǎn)允許的最低轉(zhuǎn)速。：正常運轉(zhuǎn)允許的最低轉(zhuǎn)速。 轉(zhuǎn)速范圍轉(zhuǎn)速范圍：最低轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)速。：最低轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)速。 min n n max n 2.1 2.1 液壓泵的概述液壓泵的概述 三、液壓泵的分類和選用三、液壓泵的分類和選用 . .泵的分類泵的分

13、類 1 1）按運動部件的形狀和運動方式分為）按運動部件的形狀和運動方式分為 齒輪泵，葉片泵，柱塞泵，螺桿泵齒輪泵，葉片泵，柱塞泵，螺桿泵 齒輪泵又分外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵齒輪泵又分外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵 葉片泵又分雙作用葉片泵，單作用葉片泵葉片泵又分雙作用葉片泵，單作用葉片泵 柱塞泵又分徑向柱塞泵和軸向柱塞泵柱塞泵又分徑向柱塞泵和軸向柱塞泵 2 2）按排量能否變量分定量泵和變量泵）按排量能否變量分定量泵和變量泵 2.1 2.1 液壓泵的概述液壓泵的概述 三、液壓泵的分類和選用三、液壓泵的分類和選用 2.2.泵的選用泵的選用 是否要求變量是否要求變量 要求變量選用變量泵。要求變量選用變量

14、泵。 工作壓力工作壓力 柱塞泵的額定壓力最高。柱塞泵的額定壓力最高。 工作環(huán)境工作環(huán)境 齒輪泵的抗污能力最好。齒輪泵的抗污能力最好。 噪聲指標噪聲指標 雙作用葉片泵和螺桿泵屬低噪聲泵。雙作用葉片泵和螺桿泵屬低噪聲泵。 效率效率 軸向柱塞泵的總效率最高。軸向柱塞泵的總效率最高。 2.1 2.1 液壓泵的概述液壓泵的概述 四、液壓泵的圖形符號四、液壓泵的圖形符號 2.2 2.2 柱塞泵柱塞泵 柱塞泵柱塞泵是靠柱塞在缸體中作往復運動造成密封容是靠柱塞在缸體中作往復運動造成密封容 積的變化來實現(xiàn)吸油與壓油的積的變化來實現(xiàn)吸油與壓油的液壓泵液壓泵。 構(gòu)成密封容積的零件為圓柱形的柱塞和缸孔，加構(gòu)成密封容積

15、的零件為圓柱形的柱塞和缸孔，加 工方便，可得到較高的配合精度，密封性能好，工方便，可得到較高的配合精度，密封性能好， 在高壓工作仍有較高的容積效率；在高壓工作仍有較高的容積效率； 只需改變柱塞的工作行程就能改變流量，易只需改變柱塞的工作行程就能改變流量，易 于實現(xiàn)變量；于實現(xiàn)變量； 柱塞泵中的主要零件均受壓應力作用，材料強柱塞泵中的主要零件均受壓應力作用，材料強 度性能可得到充分利用。度性能可得到充分利用。 2.2 2.2 柱塞泵柱塞泵 定義定義：柱塞沿徑向放置的泵稱為柱塞沿徑向放置的泵稱為徑向柱塞泵徑向柱塞泵，柱，柱 塞軸向布置的泵稱為塞軸向布置的泵稱為軸向柱塞泵軸向柱塞泵。為了連續(xù)吸油。為

16、了連續(xù)吸油 和壓油，和壓油，柱塞數(shù)柱塞數(shù)必須大于等于必須大于等于3 3。 軸向柱塞泵軸向柱塞泵 徑向柱塞泵徑向柱塞泵 2.2 2.2 柱塞泵柱塞泵 柱柱 塞塞 泵泵 徑向柱塞泵徑向柱塞泵 斜盤式軸向柱塞泵斜盤式軸向柱塞泵 軸向柱塞泵軸向柱塞泵 配油軸式徑向柱塞泵配油軸式徑向柱塞泵 斜軸式無鉸軸向柱塞泵斜軸式無鉸軸向柱塞泵 閥配流徑向柱塞泵閥配流徑向柱塞泵 定義定義：柱塞沿徑向放置的泵稱為柱塞沿徑向放置的泵稱為徑向柱塞泵徑向柱塞泵，柱，柱 塞軸向布置的泵稱為塞軸向布置的泵稱為軸向柱塞泵軸向柱塞泵。為了連續(xù)吸油。為了連續(xù)吸油 和壓油，和壓油，柱塞數(shù)柱塞數(shù)必須大于等于必須大于等于3 3。 2.2 2

17、.2 柱塞泵柱塞泵 一、配油軸式徑向柱塞泵一、配油軸式徑向柱塞泵 1 1、工作原理工作原理 缸體缸體 均布有五個均布有五個 柱塞孔，柱塞底部柱塞孔，柱塞底部 空間為密閉工作腔。空間為密閉工作腔。 柱塞柱塞 其頭部滑履其頭部滑履 與定子內(nèi)圓接觸。與定子內(nèi)圓接觸。 定子與缸體存在偏定子與缸體存在偏 心心e e。 配流軸配流軸 （不動（不動） 2.2 2.2 柱塞泵柱塞泵 一、配油軸式徑向柱塞泵一、配油軸式徑向柱塞泵 2 2、排量和流量計算、排量和流量計算 當轉(zhuǎn)子和定子之間的偏心距為當轉(zhuǎn)子和定子之間的偏心距為e e時，柱塞在缸體孔中的行程時，柱塞在缸體孔中的行程 為為2e2e，設(shè)柱塞個數(shù)為，設(shè)柱塞個

18、數(shù)為z z，直徑為，直徑為d d時，泵的排量為：時，泵的排量為： 設(shè)泵的轉(zhuǎn)數(shù)為設(shè)泵的轉(zhuǎn)數(shù)為n n，容積效率為，容積效率為 ，則泵的實際輸出流量為：，則泵的實際輸出流量為： ezdV2 4 2 V V ezndq 2 2 2.2 2.2 柱塞泵柱塞泵 一、配油軸式徑向柱塞泵一、配油軸式徑向柱塞泵 3 3、變量徑向柱塞泵、變量徑向柱塞泵 2.2 2.2 柱塞泵柱塞泵 二、軸向柱塞泵二、軸向柱塞泵 1 1、工作原理工作原理 壓油口7吸油口6缸體3柱塞2斜盤1配油盤4 缸體缸體 均布均布Z Z 個柱塞柱塞滑履組個柱塞柱塞滑履組 柱塞柱塞 直徑為直徑為d d （與傳動軸同一與傳動軸同一 方向）方向） 斜

19、盤斜盤 相對傳動軸傾角為相對傳動軸傾角為（固定）（固定） 配流盤配流盤 傳動軸傳動軸 原理原理2 2 2.2 2.2 柱塞泵柱塞泵 二、軸向柱塞泵二、軸向柱塞泵 2 2、排量和流量計算、排量和流量計算 2 .tan 4 d VzD 2 . . 4 tan VV d qVDnnz tanD D 2.2 2.2 柱塞泵柱塞泵 二、軸向柱塞泵二、軸向柱塞泵 3 3、定量、變量柱塞泵定量、變量柱塞泵 2.2 2.2 柱塞泵柱塞泵 二、軸向柱塞泵二、軸向柱塞泵 4 4、斜軸式、斜軸式( (無鉸無鉸) )軸向柱塞泵軸向柱塞泵 2.3 2.3 葉片泵葉片泵 一、葉片泵的特點與分類一、葉片泵的特點與分類 1

20、1、特點、特點 葉片泵在機床液壓泵中應用最廣泛。葉片泵在機床液壓泵中應用最廣泛。 優(yōu)點優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊，工作壓力較高，流量脈動小，工作結(jié)構(gòu)緊湊，工作壓力較高，流量脈動小，工作 平穩(wěn)，噪聲小，壽命較長平穩(wěn)，噪聲小，壽命較長 缺點缺點： 吸油特性不太好，對油液的污染也比較敏感，吸油特性不太好，對油液的污染也比較敏感， 結(jié)構(gòu)復雜，制造工藝要求比較高。結(jié)構(gòu)復雜，制造工藝要求比較高。 一般葉片泵工作壓力為一般葉片泵工作壓力為7.0MPa7.0MPa，高壓葉片泵可達，高壓葉片泵可達 14.0MPa14.0MPa、28MPa28MPa。 2.3 2.3 葉片泵葉片泵 二、葉片泵的分類二、葉片泵的分類 1 1、

21、按其、按其排量排量是否可變分為定量泵和變量泵。是否可變分為定量泵和變量泵。 2 2、按各密封工作容積在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周、按各密封工作容積在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周吸、排油吸、排油 液次數(shù)液次數(shù)的不同分為單作用泵和雙作用泵。的不同分為單作用泵和雙作用泵。 單作用葉片泵：轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周完成吸、排油各一次。單作用葉片泵：轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周完成吸、排油各一次。 雙作用葉片泵：轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周完成吸、排油各二次。雙作用葉片泵：轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周完成吸、排油各二次。 雙作用葉片泵與單作用葉片泵相比，其流量均勻性好，雙作用葉片泵與單作用葉片泵相比，其流量均勻性好， 轉(zhuǎn)子體所受徑向液壓力基本平衡。轉(zhuǎn)子體所受徑向液壓力基本平衡。 雙作用葉片泵一

22、般為定量泵雙作用葉片泵一般為定量泵; ; 單作用葉片泵一般為變量泵。單作用葉片泵一般為變量泵。 2.3 2.3 葉片泵葉片泵 三、單作用葉片泵三、單作用葉片泵 1 1、工作原理工作原理（圖片圖片） 壓油窗口 吸油窗口 壓油口 吸油口 定子 轉(zhuǎn)子 2.3 2.3 葉片泵葉片泵 三、單作用葉片泵三、單作用葉片泵 2 2、排量與流量計算、排量與流量計算 22 12 14 Re 2 VVVBReR eB z 4 ReVzVB 4 Re i qVnBn理論流量理論流量 實際流量實際流量 4 Re ivv qqBn 2.3 2.3 葉片泵葉片泵 三、單作用葉片泵三、單作用葉片泵 3 3、特點、特點 (1)

23、(1)改變定子和轉(zhuǎn)子之間的偏心便可改變流量改變定子和轉(zhuǎn)子之間的偏心便可改變流量 (2)(2)壓油腔一側(cè)的葉片底部要通過特殊的溝槽和壓油腔壓油腔一側(cè)的葉片底部要通過特殊的溝槽和壓油腔 相通。吸油腔一側(cè)的葉片底部要和吸油腔相通相通。吸油腔一側(cè)的葉片底部要和吸油腔相通 。 (3)(3)由于轉(zhuǎn)子受到不平衡的徑向液壓作用力由于轉(zhuǎn)子受到不平衡的徑向液壓作用力, ,所以這種泵所以這種泵 一般不宜用于高壓。工作壓力最大為一般不宜用于高壓。工作壓力最大為7.0Mpa7.0Mpa。 (4)(4)為了更有利于葉片在慣性力作用下向外伸出，而使為了更有利于葉片在慣性力作用下向外伸出，而使 葉片有一個與旋轉(zhuǎn)方向相反的傾斜

24、角，稱后傾角，一般葉片有一個與旋轉(zhuǎn)方向相反的傾斜角，稱后傾角，一般 為為2424。 2.3 2.3 葉片泵葉片泵 四、雙作用葉片泵四、雙作用葉片泵 1 1、工作原理工作原理 雙作用葉片泵工作原理雙作用葉片泵工作原理 1定子；定子；2 壓油口；壓油口；3 轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)子；4 葉片；葉片；5 吸油口吸油口 由定子、轉(zhuǎn)子、葉片、由定子、轉(zhuǎn)子、葉片、 配油盤組成；配油盤組成； 定子內(nèi)表面由兩大半定子內(nèi)表面由兩大半 徑圓弧、兩小半徑圓弧徑圓弧、兩小半徑圓弧 和四段過渡曲線組成；和四段過渡曲線組成； 定子、轉(zhuǎn)子同心；定子、轉(zhuǎn)子同心； 在配油盤上開有四個在配油盤上開有四個 配油窗口，兩個與吸油配油窗口，兩個與吸

25、油 口相通，兩個與壓油口口相通，兩個與壓油口 相通。相通。 2.3 2.3 葉片泵葉片泵 四、雙作用葉片泵四、雙作用葉片泵 2 2、排量和流量計算、排量和流量計算 sz rR rRb zVVV cos 2 )(2 22 21 排量排量 流量流量 V V nsz rR rRb znVVq cos 2 )(2 22 21 2.3 2.3 葉片泵葉片泵 四、雙作用葉片泵四、雙作用葉片泵 3 3、特點、特點 ( (1)1)配油盤。結(jié)構(gòu)特殊配油盤。結(jié)構(gòu)特殊 ( (2)2)定子曲線。定子曲線是由四段圓弧和定子曲線。定子曲線是由四段圓弧和 四段過渡曲線四段過渡曲線 組成的。保證葉片在轉(zhuǎn)子槽中徑向運動時速度和

26、加速度組成的。保證葉片在轉(zhuǎn)子槽中徑向運動時速度和加速度 的變化均勻的變化均勻, ,使葉片對定子的內(nèi)表面的沖擊盡可能小。使葉片對定子的內(nèi)表面的沖擊盡可能小。 (3)(3)葉片的傾角葉片的傾角 一般一般1014。 (4)(4)工作壓力一般在工作壓力一般在25 25 32MPa32MPa 2.3 2.3 葉片泵葉片泵 五、雙級葉片泵和雙聯(lián)葉片泵五、雙級葉片泵和雙聯(lián)葉片泵 雙級葉片泵為了要得到較高的工作壓力雙級葉片泵為了要得到較高的工作壓力, ,也可以不也可以不 用高壓葉片泵用高壓葉片泵, ,而用雙級葉片泵而用雙級葉片泵, ,雙級葉片泵是由雙級葉片泵是由 兩個普通壓力的單級葉片泵裝在一個泵體內(nèi)在油兩個

27、普通壓力的單級葉片泵裝在一個泵體內(nèi)在油 路上路上串接串接而成的而成的, ,如果單級泵的壓力可達如果單級泵的壓力可達7.0MPa,7.0MPa, 雙級泵的工作壓力就可達雙級泵的工作壓力就可達14.0MPa14.0MPa。 2.3 2.3 葉片泵葉片泵 五、雙級葉片泵和雙聯(lián)葉片泵五、雙級葉片泵和雙聯(lián)葉片泵 雙聯(lián)葉片泵是由兩個單級葉片泵裝在雙聯(lián)葉片泵是由兩個單級葉片泵裝在 一個泵體內(nèi)在油路上一個泵體內(nèi)在油路上并聯(lián)并聯(lián)組成。兩個組成。兩個 葉片泵的轉(zhuǎn)子由同一傳動軸帶動旋轉(zhuǎn)葉片泵的轉(zhuǎn)子由同一傳動軸帶動旋轉(zhuǎn), , 有各自獨立的出油口有各自獨立的出油口, ,兩個泵可以是兩個泵可以是 相等流量的相等流量的,

28、,也可以是不等流量的。也可以是不等流量的。 雙聯(lián)葉片泵雙聯(lián)葉片泵 2.3 2.3 葉片泵葉片泵 五、雙級葉片泵和雙聯(lián)葉片泵五、雙級葉片泵和雙聯(lián)葉片泵 三聯(lián)葉片泵三聯(lián)葉片泵 2.3 2.3 葉片泵葉片泵 五、雙級葉片泵和雙聯(lián)葉片泵五、雙級葉片泵和雙聯(lián)葉片泵 多聯(lián)變量葉片泵多聯(lián)變量葉片泵 2.3 2.3 葉片泵葉片泵 五、雙級葉片泵和雙聯(lián)葉片泵五、雙級葉片泵和雙聯(lián)葉片泵 2.3 2.3 葉片泵葉片泵 六、限壓式變量葉片泵六、限壓式變量葉片泵 1 1、工作原理、工作原理 2.3 2.3 葉片泵葉片泵 六、限壓式變量葉片泵六、限壓式變量葉片泵 1 1、工作原理、工作原理 2.3 2.3 葉片泵葉片泵

29、六、限壓式變量葉片泵六、限壓式變量葉片泵 1 1、工作原理、工作原理 2.3 2.3 葉片泵葉片泵 六、限壓式變量葉片泵六、限壓式變量葉片泵 1 1、工作原理、工作原理 2.3 2.3 葉片泵葉片泵 六、限壓式變量葉片泵六、限壓式變量葉片泵 2 2、特性曲線、特性曲線 ABAB段段ppp p x x ； ； B B點點 p=pp=px x，為拐點。，為拐點。 BCBC段段ppp p x x； 2.3 2.3 葉片泵葉片泵 六、限壓式變量葉片泵六、限壓式變量葉片泵 2 2、特性曲線特性曲線 ？ 如如 何何 實實 現(xiàn)現(xiàn) 變變 量量 泵泵 的的 調(diào)調(diào) 節(jié)節(jié) 調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)螺釘，可以改變調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)螺釘

30、，可以改變emax 和和qmax，從而使，從而使ABAB線上下平移；線上下平移； 調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)螺調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)螺 釘，改變限壓彈釘，改變限壓彈 簧的預壓縮量，簧的預壓縮量， 可改變拐點可改變拐點B B處的處的 壓力壓力p px x，從而使，從而使BCBC 線左右平移。線左右平移。 更換不同剛度的彈簧（即改變更換不同剛度的彈簧（即改變k ks s），可得到不同斜率的），可得到不同斜率的 BCBC線，且線，且k ks s越小，越小，BCBC線越陡，線越陡，p pmax max值越??；反之，越大。 值越?。环粗?，越大。 限壓式變量葉片泵對既要實現(xiàn)快速行程限壓式變量葉片泵對既要實現(xiàn)快速行程, , 又要實

31、現(xiàn)工作進給又要實現(xiàn)工作進給( (慢速移動慢速移動) )的執(zhí)行元件的執(zhí)行元件 來說是一種合適的油源：快速行程需要大來說是一種合適的油源：快速行程需要大 的流量的流量, ,負載壓力較低負載壓力較低, ,正好使用特性曲線正好使用特性曲線 的的ABAB段段, ,工作進給時負載壓力升高工作進給時負載壓力升高, ,需要流需要流 量減少量減少, ,正好使用其特性曲線的正好使用其特性曲線的BCBC段段, ,目前目前 這種泵被廣泛用于要求執(zhí)行元件有快速、這種泵被廣泛用于要求執(zhí)行元件有快速、 慢速和保壓階段的中低壓系統(tǒng)中慢速和保壓階段的中低壓系統(tǒng)中, ,有利于有利于 節(jié)能和簡化回路。節(jié)能和簡化回路。 2.3 2.

32、3 葉片泵葉片泵 六、限壓式變量葉片泵六、限壓式變量葉片泵 3 3、應用、應用 2.4 2.4 齒輪泵齒輪泵 齒輪泵是液壓系統(tǒng)中廣泛采用的一種液壓泵齒輪泵是液壓系統(tǒng)中廣泛采用的一種液壓泵, ,它一般它一般 做成定量泵做成定量泵, ,按結(jié)構(gòu)（齒輪嚙合方式）不同按結(jié)構(gòu)（齒輪嚙合方式）不同, ,齒輪泵齒輪泵 分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵, ,而以外嚙合齒輪而以外嚙合齒輪 泵應用最廣泵應用最廣 。一般應用于低壓系統(tǒng)。一般應用于低壓系統(tǒng)。 （低壓（低壓2.5MPa, 2.5MPa, 中壓中壓8 816MPa,16MPa,高壓高壓 202031.31.5MPa5MPa） 因

33、螺桿的螺旋面可視為齒輪曲線作螺旋運動所形成因螺桿的螺旋面可視為齒輪曲線作螺旋運動所形成 的表面，螺桿的嚙合相當于無數(shù)個無限薄的齒輪曲的表面，螺桿的嚙合相當于無數(shù)個無限薄的齒輪曲 線的嚙合。線的嚙合。 2.4 2.4 齒輪泵齒輪泵 齒輪泵是液壓系統(tǒng)中廣泛采用的一種液壓泵齒輪泵是液壓系統(tǒng)中廣泛采用的一種液壓泵, ,它一般它一般 做成定量泵做成定量泵, ,按結(jié)構(gòu)（齒輪嚙合方式）不同按結(jié)構(gòu)（齒輪嚙合方式）不同, ,齒輪泵齒輪泵 分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵, ,而以外嚙合齒輪而以外嚙合齒輪 泵應用最廣泵應用最廣 。一般應用于低壓系統(tǒng)。一般應用于低壓系統(tǒng)。 （低壓（低壓2

34、.5MPa, 2.5MPa, 中壓中壓8 816MPa,16MPa,高壓高壓 202031.31.5MPa5MPa） 2.4 2.4 齒輪泵齒輪泵 一、外嚙合一、外嚙合齒輪泵齒輪泵 1 1、工作原理工作原理 一對齒數(shù)相同的嚙合齒輪，將泵的殼體一對齒數(shù)相同的嚙合齒輪，將泵的殼體 內(nèi)腔分隔成左右兩個密封油腔。齒輪嚙合線內(nèi)腔分隔成左右兩個密封油腔。齒輪嚙合線 將吸油區(qū)和壓油區(qū)隔開，起配流作用。將吸油區(qū)和壓油區(qū)隔開，起配流作用。 密封工作腔：泵體、端蓋和齒輪的各個齒密封工作腔：泵體、端蓋和齒輪的各個齒 間槽組成了若干個密封工作容積。間槽組成了若干個密封工作容積。 當齒輪泵的主動齒輪有電機帶動不斷轉(zhuǎn)動時

35、，齒輪脫開嚙合一側(cè)，由于當齒輪泵的主動齒輪有電機帶動不斷轉(zhuǎn)動時，齒輪脫開嚙合一側(cè)，由于 密封容積變大，則不斷從油箱中吸油，輪齒進入嚙合的一側(cè)，由于密封容密封容積變大，則不斷從油箱中吸油，輪齒進入嚙合的一側(cè)，由于密封容 積減小則不斷地排油，形成一個不斷循環(huán)的過程。積減小則不斷地排油，形成一個不斷循環(huán)的過程。 吸油過程：輪齒脫開嚙合吸油過程：輪齒脫開嚙合VpVp吸油吸油 排油過程：輪齒進入嚙合排油過程：輪齒進入嚙合VpVp排油排油 2.4 2.4 齒輪泵齒輪泵 一、外嚙合齒輪泵一、外嚙合齒輪泵 1 1、工作原理、工作原理 2.4 2.4 齒輪泵齒輪泵 一、外嚙合齒輪泵一、外嚙合齒輪泵 2.4 2.

36、4 齒輪泵齒輪泵 一、外嚙合齒輪泵一、外嚙合齒輪泵 2 2、齒輪泵的排量和流量計算、齒輪泵的排量和流量計算 齒輪泵的齒輪泵的排量排量V V相當于一對齒輪所有齒谷容積之和即：相當于一對齒輪所有齒谷容積之和即： 2 2VDhBzm B 實際上齒谷的容積要比輪齒的體積稍大實際上齒谷的容積要比輪齒的體積稍大, ,故上式中的故上式中的 常以常以3.333.33代替代替, ,則式可寫成：則式可寫成： 2 6.66Vzm B 齒輪泵的理論排量：齒輪泵的理論排量： BmZKq 2 2 K K=1.06=1.061.1151.115，Z Z少時取大值，少時取大值，Z Z多時取小值當多時取小值當 Z Z=6=61

37、313時，取時，取2 2K K=7=7；Z Z=13=132020時，取時，取2 2K K=6.66=6.66 齒輪泵的實際平均流量齒輪泵的實際平均流量： nBmZQ 2 766. 6 ! ! 注意：注意： 提高轉(zhuǎn)速可增大流提高轉(zhuǎn)速可增大流 量，但若轉(zhuǎn)速過高，油液在量，但若轉(zhuǎn)速過高，油液在 離心力的作用下不易填滿齒離心力的作用下不易填滿齒 間，形成間，形成“空穴現(xiàn)象空穴現(xiàn)象”，并，并 會使容積效率降低。會使容積效率降低。 增大流量的途徑：增大流量的途徑： 提高轉(zhuǎn)速提高轉(zhuǎn)速 增大模數(shù)增大模數(shù) 增加齒數(shù)增加齒數(shù) 增大齒寬增大齒寬 2.4 2.4 齒輪泵齒輪泵 一、外嚙合齒輪泵一、外嚙合齒輪泵 2.

38、4 2.4 齒輪泵齒輪泵 一、外嚙合齒輪泵一、外嚙合齒輪泵 3 3、齒輪泵存在的問題、齒輪泵存在的問題 困油問題困油問題 嚙合重迭系數(shù)嚙合重迭系數(shù)1 1 時，處于兩對嚙合輪齒之間腔體時，處于兩對嚙合輪齒之間腔體 中的油液被封堵，造成油液壓力瞬間升高或產(chǎn)生氣穴的中的油液被封堵，造成油液壓力瞬間升高或產(chǎn)生氣穴的 現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 定定 義義 在液壓泵運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生既不與吸油區(qū)相通，也在液壓泵運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生既不與吸油區(qū)相通，也 不與排油區(qū)相通的閉死容積，且閉死容積的大小不斷不與排油區(qū)相通的閉死容積，且閉死容積的大小不斷 變化的現(xiàn)象。變化的現(xiàn)象。 原原 因因 2.4 2.4 齒輪泵齒輪泵 一、外嚙合齒輪泵

39、一、外嚙合齒輪泵 3 3、齒輪泵存在的問題、齒輪泵存在的問題 困油困油問題問題 （a a）（b b）: : 容積縮小，壓力升高，軸承受容積縮小，壓力升高，軸承受 附加負荷，泄漏增加，油溫升高。附加負荷，泄漏增加，油溫升高。 （b b）（c c）: : 容積增大，由于不能補油，產(chǎn)容積增大，由于不能補油，產(chǎn) 生局部真空，油液汽化，析出氣體，生局部真空，油液汽化，析出氣體， 引起振動、噪音、氣蝕。引起振動、噪音、氣蝕。 這種困油現(xiàn)象極為嚴重地影響著泵的工作平穩(wěn)性和使用壽命。 危危 害害 2.4 2.4 齒輪泵齒輪泵 一、外嚙合齒輪泵一、外嚙合齒輪泵 3 3、齒輪泵存在的問題、齒輪泵存在的問題 困油問

40、題困油問題 在齒輪泵的側(cè)板在齒輪泵的側(cè)板 上或浮動軸套上上或浮動軸套上 開開 “卸荷槽卸荷槽” 措措 施施 卸荷槽的位置應該使困油腔由大變小卸荷槽的位置應該使困油腔由大變小 時時, ,能通過卸荷槽與壓油腔相通能通過卸荷槽與壓油腔相通, ,而當而當 困油腔由小變大時困油腔由小變大時, ,能通過另一卸荷槽能通過另一卸荷槽 與吸油腔相通。兩卸荷槽之間的距離與吸油腔相通。兩卸荷槽之間的距離 為為a,a,必須保證在任何時候都不能使壓必須保證在任何時候都不能使壓 油腔和吸油腔互通。油腔和吸油腔互通。 2.4 2.4 齒輪泵齒輪泵 一、外嚙合齒輪泵一、外嚙合齒輪泵 3 3、齒輪泵存在的問題、齒輪泵存在的問題

41、徑向不平衡力問題徑向不平衡力問題 齒輪泵工作時齒輪泵工作時, ,在齒輪和在齒輪和 軸承上承受徑向液壓力的作用。軸承上承受徑向液壓力的作用。 如圖所示如圖所示, ,泵的下側(cè)為吸油腔泵的下側(cè)為吸油腔, , 上側(cè)為壓油腔。在壓油腔內(nèi)有上側(cè)為壓油腔。在壓油腔內(nèi)有 液壓力作用于齒輪上液壓力作用于齒輪上, ,沿著齒沿著齒 頂?shù)男孤┯晚數(shù)男孤┯? ,具有大小不等的具有大小不等的 壓力壓力, ,導致齒輪和軸承受到的導致齒輪和軸承受到的 徑向不平衡力。徑向不平衡力。 原原 因因 2.4 2.4 齒輪泵齒輪泵 一、外嚙合齒輪泵一、外嚙合齒輪泵 3 3、齒輪泵存在的問題、齒輪泵存在的問題徑向不平衡力問題徑向不平衡力

42、問題 作用在齒輪軸上的液壓徑向力直接影響齒輪軸軸承的作用在齒輪軸上的液壓徑向力直接影響齒輪軸軸承的 壽命，并且使齒輪軸變形，導致齒頂刮削泵體內(nèi)圓。壽命，并且使齒輪軸變形，導致齒頂刮削泵體內(nèi)圓。 危危 害害 一、將壓油腔擴大到吸油腔一、將壓油腔擴大到吸油腔 側(cè)，使在工作過程中只有側(cè)，使在工作過程中只有1 12 2 個齒起到密封作用。利用對個齒起到密封作用。利用對 稱區(qū)域的徑向力平衡來減小稱區(qū)域的徑向力平衡來減小 徑向力的大??；徑向力的大小； 二、二、開設(shè)平衡槽。開設(shè)平衡槽。 措措 施施 2.4 2.4 齒輪泵齒輪泵 一、外嚙合齒輪泵一、外嚙合齒輪泵 3 3、齒輪泵存在的問題、齒輪泵存在的問題泄露

43、問題泄露問題 l齒頂圓與殼體內(nèi)孔之間的齒頂圓與殼體內(nèi)孔之間的徑向間隙徑向間隙1015% % l齒輪齒輪端面端面與側(cè)蓋之間的軸向（端面）與側(cè)蓋之間的軸向（端面）間隙間隙808085%85% l齒輪嚙合處的齒輪嚙合處的嚙合間隙嚙合間隙。 泄露是影響齒輪泵壓力提高的首要問題。泄露是影響齒輪泵壓力提高的首要問題。 泄漏途徑泄漏途徑 2.4 2.4 齒輪泵齒輪泵 一、外嚙合齒輪泵一、外嚙合齒輪泵 外嚙合齒輪泵主要采用浮動軸套或浮動側(cè)板來自動補償軸向間外嚙合齒輪泵主要采用浮動軸套或浮動側(cè)板來自動補償軸向間 隙。且一般來說，外嚙合齒輪泵只能補償軸向間隙，補償徑向隙。且一般來說，外嚙合齒輪泵只能補償軸向間隙，補償徑向 間隙較困難。間隙較困難。 補償軸向間隙的措施補償軸向間隙的措施 u浮動軸套浮動軸套 3 3、齒輪泵存在的問題、齒輪泵存在的問題泄露問題泄露問題 原理：原理： 將壓力油引入軸套背面將壓力油引入軸套背面 ，使之緊貼齒，使之緊貼齒 輪端面，補償磨損輪端面，補償磨損, ,減小間隙減小間隙 。 u浮動（彈性）側(cè)板浮動（彈性）側(cè)板 原理：原理： 將泵出口壓力油引至側(cè)板背面，靠側(cè)將泵出口壓力油引至側(cè)板背面，靠側(cè) 板自身的變形來補償端面間隙。板自身的變形來補償端面間隙。 2.4 2.4 齒輪泵齒輪泵 一、外嚙合齒輪泵一