第三章液壓傳動與氣壓傳動課件

第三章液壓傳動與氣壓傳動.第三章液壓傳動與氣壓傳動.第三章液壓傳動與氣壓傳動.第三章液壓傳動與氣壓傳動.第三章液壓傳動與氣壓傳動.第三章液1液壓泵液壓馬達液壓泵液壓馬達23.1 液壓泵及液壓馬達概述液壓泵及液壓馬達的基本工作原理與分類液壓泵及液壓馬達的性能參數(shù)3.1 液壓泵及液壓馬達概述液壓泵及液壓馬達的基本工作原理與33.1.1液壓泵及液壓馬達的基本工作原理與分類原理分類兩者關(guān)系職能符號3.1.1液壓泵及液壓馬達的基本工作原理與分類原理4一、液壓泵及液壓馬達的基本工作原理根據(jù)密閉工作腔的容積變化而進行吸油和排油是液壓泵的共同特點，因而液壓泵也稱為容積泵。容積式液壓泵的基本工作原理可由圖3-1所示的單柱塞泵來說明。吸油：密封容積增大， 產(chǎn)生真空

壓油：密封容積減小， 油液被迫壓出

一、液壓泵及液壓馬達的基本工作原理根據(jù)密閉工作腔的容積變化5液壓泵基本工作條件（必要條件）：(1) 形成密封容積(2) 密封容積變化(3) 吸壓油腔隔開（配流裝置）第三章液壓傳動與氣壓傳動課件6二、液壓泵及液壓馬達的分類(1)按其結(jié)構(gòu)形式：齒輪式、葉片式、柱塞式等。(2)按輸出(入)流量能否調(diào)節(jié)：定量，變量(3)按輸油方向能否改變：雙向，單向(4)按工作壓力：低壓中壓中高壓高壓(5)按液壓馬達的額定轉(zhuǎn)速分為高速和低速兩大類。額定轉(zhuǎn)速高于500r/min的屬高速液壓馬達，額定轉(zhuǎn)速低于500r/min的屬于低速液壓馬達。通常高速液壓馬達輸出轉(zhuǎn)矩不大（僅幾十N.m到幾百N.m），所以又稱為高速小扭矩液壓馬達。

低速液壓馬達輸出轉(zhuǎn)矩大(可達幾千N.m到幾萬N.m),所以又稱為低速大扭矩液壓馬達。二、液壓泵及液壓馬達的分類(1)按其結(jié)構(gòu)形式：齒輪式、葉7三、液壓馬達與液壓泵的關(guān)系功用上—

相反 液壓泵:

將電動機或其它原動機輸入的機械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能,向系統(tǒng)供油。 液壓馬達：將泵輸入的液壓能轉(zhuǎn)換為機械能而對負載做功。結(jié)構(gòu)上—

相似原理上—

互逆

三、液壓馬達與液壓泵的關(guān)系功用上—相反8四、液壓泵和液壓馬達一般圖形符號液壓泵和液壓馬達一般圖形符號如圖3-2所示。

四、液壓泵和液壓馬達一般圖形符號液壓泵和液壓馬達一般圖形符號93.1.2液壓泵及液壓馬達的性能參數(shù)

壓力轉(zhuǎn)速排量和流量功率和效率3.1.2液壓泵及液壓馬達的性能參數(shù)

壓力10一、壓力1.工作壓力p

：指泵（或馬達）實際工作時輸出（或輸入）油液的壓力，其值取決于外負載與壓力損失。2.額定壓力pn

（公稱壓力、銘牌壓力）：液壓泵和馬達在正常工作條件下，按試驗標準規(guī)定能連續(xù)正常運轉(zhuǎn)時的最高壓力。當p>pn即泵過載。

3.最高允許壓力pmax

泵（或馬達）在短時間內(nèi)允許超載使用的極限壓力。

p≤pn≤pmax

一、壓力1.工作壓力p：指泵（或馬達）實際工作時輸出（或11

二、額定轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速1、額定轉(zhuǎn)速ns（r/min）：液壓泵或馬達在額定壓力下，能長時間連續(xù)運轉(zhuǎn)時的最高轉(zhuǎn)速。

2、最高轉(zhuǎn)速nmax（r/min）：液壓泵或馬達在額定壓力下，超過額定轉(zhuǎn)速允許短時間運行時的最高轉(zhuǎn)速。二、額定轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速1、額定轉(zhuǎn)速ns（r/min）：液12三、排量和流量

1.排量V（m3/rad）：液壓泵（或馬達）每轉(zhuǎn)一弧度，由其幾何尺寸計算而得到的排出（或吸入）液體的體積，或在沒有泄漏的情況下，泵（或馬達）每轉(zhuǎn)一周所排出（或吸入）的液體的體積（m3/r）。2、理論流量qt（m3/s）：在不考慮泄漏的情況下，液壓泵（或馬達）在單位時間內(nèi)排出（或輸入）的液體體積。三、排量和流量

1.排量V（m3/rad）：液壓泵（或馬133.實際流量：液壓泵工作時實際排出的流量，稱為液壓泵的實際流量。它等于液壓泵的理論流量減去泄漏量。實際輸入給液壓馬達的流量稱為液壓馬達的實際流量。它等于液壓馬達的理論流量加上因泄漏等而損失的流量。4.額定流量qn（m3/s）：在額定壓力和額定轉(zhuǎn)速下，液壓泵（或液壓馬達）輸出（或輸入）的實際流量。

5.瞬時流量：泵在某一瞬時的幾何流量。3.實際流量：液壓泵工作時實際排出的流量，稱為液壓泵的實際14

四、功率

1.實際輸入功率 2.理論輸出功率

3.實際輸出功率四、功率

1.實際輸入功率 15五、效率1.機械效率

2.容積效率

3.總效率五、效率1.機械效率 16液壓泵及液壓馬達的能量轉(zhuǎn)換圖1.實際輸入功率 2.理論輸出功率

3.實際輸出功率4.機械效率 5.容積效率 6.總效率7.理論流量8.實際流量液壓泵及液壓馬達的能量轉(zhuǎn)換圖1.實際輸入功率 17液壓泵及液壓馬達的性能參數(shù)例題一液壓泵與液壓馬達組成的閉式回路，液壓泵的輸出油壓pp=10MPa,其機械效率和容積效率分別為其排量液壓馬達的機械效率和容積效率分別為馬達排量若不計液壓馬達的出口壓力和管路的一切壓力損失，且當液壓泵轉(zhuǎn)速為時，試求下列各項：(1)液壓泵的輸出功率；(2)電動機所需功率；(3)液壓馬達的輸出轉(zhuǎn)矩；(4)馬達的輸出功率；(5)馬達的輸出轉(zhuǎn)速。液壓泵及液壓馬達的性能參數(shù)例題一液壓泵與液壓馬達組成的閉式回183.2齒輪泵及齒輪馬達

齒輪泵的分類外嚙合齒輪泵內(nèi)嚙合齒輪泵齒輪馬達3.2齒輪泵及齒輪馬達

193.2.1齒輪泵的分類外嚙合內(nèi)嚙合3.2.1齒輪泵的分類外嚙合內(nèi)嚙合203.2.2外嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)組成工作原理排量和流量的計算結(jié)構(gòu)特點及改進措施外嚙合齒輪泵的優(yōu)缺點及應(yīng)用3.2.2外嚙合齒輪泵21一、結(jié)構(gòu)組成

結(jié)構(gòu)組成:前、后泵蓋，泵體，一對齒數(shù)、模數(shù)、齒形完全相同的漸開線外嚙合齒輪。一、結(jié)構(gòu)組成

結(jié)構(gòu)組成:前、后泵蓋，泵體，一對齒數(shù)、模數(shù)22二、工作原理

密封容積形成：齒輪、泵體內(nèi)表面、前后泵蓋圍成齒輪退出嚙合,容積↑吸油密封容積變化<

齒輪進入嚙合,容積↓壓油吸壓油口隔開：兩齒輪嚙合線、泵體及泵蓋

二、工作原理

密封容積形成：齒輪、泵體內(nèi)表面、前后泵蓋圍成23三、排量和流量的計算

在計算齒輪泵排量時，假設(shè)齒間的容積等于輪齒的體積，因此齒輪每轉(zhuǎn)一周，排出的液體的體積等于其中一個齒輪的所有齒間工作容積及其所有輪齒有效體積之和，即等于其中一個齒輪齒頂圓與齒底圓之間環(huán)形圓柱的體積（2πRfhoB=2πZm2B），所以齒輪泵的排量為：

V=RfhoB=Zm2B

實際上，齒間容積比輪齒體積稍大，而且齒數(shù)越少差值越大；另外，對修正齒輪而言，輪齒變薄，齒間容積也增大。為此，在上式中乘以系數(shù)1.06~

1.12（齒數(shù)多時取小值，齒數(shù)少時取大值）來加以修正。修正后的齒輪泵排量為：V=(1.06~1.12)Zm2B

三、排量和流量的計算 在計算齒輪泵排量時，假24

齒輪泵的實際流量為Q=V·ωηpv=(1.06~1.12)Zm2Bωηpv

上式計算的是外嚙合齒輪泵的平均流量。實際上，由于齒輪泵在工作過程中，嚙合點位置發(fā)生周期性的變化，其瞬時流量qsh是脈動的，流量qsh的脈動大小用流量不均勻系數(shù)δq表示：

式中，(qsh)max、(qsh)min——

齒輪泵最大和最小瞬時流量齒數(shù)越少，δq越大。當Z=6時，δq值高達34.7%。流量脈動會直接影響到系統(tǒng)工作的平穩(wěn)性，引起壓力脈動，使液壓系統(tǒng)產(chǎn)生振動和噪聲。齒輪泵的實際流量為25四、結(jié)構(gòu)特點及改進措施困油現(xiàn)象及其消除措施泄漏徑向作用力不平衡四、結(jié)構(gòu)特點及改進措施困油現(xiàn)象及其消除措施261、困油現(xiàn)象及消除辦法

（1）困油現(xiàn)象產(chǎn)生原因∵為保證齒輪連續(xù)平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，又能夠使吸壓油口隔開，齒輪嚙合時的重合度必須大于1∴會出現(xiàn)兩對輪齒同時嚙合的情況，在齒向嚙合線間形成一個封閉容積

a→b容積縮小

b→c容積增大1、困油現(xiàn)象及消除辦法

（1）困油現(xiàn)象產(chǎn)生原因a→b容27（2）困油引起的結(jié)果

a→b容積縮小p↑

高壓油從一切可能泄漏的縫隙強行擠出，使軸和軸承受很大沖擊載荷，泵劇烈振動，同時無功損耗增大，油液發(fā)熱。

b→c容積增大p↓

形成局部真空，產(chǎn)生氣穴，引起振動、噪聲、汽蝕等。

總之：由于困油現(xiàn)象，使泵工作性能不穩(wěn)定，產(chǎn)生振動、噪聲等，直接影響泵的工作壽命。（2）困油引起的結(jié)果28（3）消除困油的方法

原則：a→b密封容積減小，使之通壓油口

b→c密封容積增大，使之通吸油口在b點密封容積最小，隔開吸壓油方法：在泵蓋（或軸承座）上開卸荷槽以消除困油，CB-B形泵將卸荷槽整個向吸油腔側(cè)平移一段距離，效果更好（3）消除困油的方法292、泄漏與間隙補償措施（1）泄漏的途徑端面間隙泄漏：約占齒輪泵總泄漏量的75%～80%徑向間隙泄漏：約占齒輪泵總泄漏量的15%～20%齒面嚙合處泄漏：約占齒輪泵總泄漏量的5%總之：泵壓力愈高，泄漏愈大。2、泄漏與間隙補償措施（1）泄漏的途徑30（2）齒輪泵的間隙補償

齒輪泵的間隙補償包括端面間隙自動補償和徑向間隙自動補償兩種方式。 ①端面間隙補償

通常采用的端面間隙自動補償?shù)姆绞接懈虞S套式和彈性側(cè)板式兩種。其工作原理是通過引入壓力油使軸套或側(cè)板緊貼在齒輪端面上，來自動補償端面磨損和減小端面間隙。

（2）齒輪泵的間隙補償

齒輪泵的間隙補償包括端面間隙自動補償31 ②徑向間隙補償如圖3-9所示，在齒輪泵的排油腔安裝了徑向間隙補償塊1，在泵體2上，將吸油腔沿齒頂擴大到補償環(huán)的外側(cè)。徑向間隙補償環(huán)被排油壓力適當壓緊在齒頂上，將吸、排油腔隔開。 ②徑向間隙補償323、徑向力及減小徑向力的措施（1）齒輪泵的徑向力A.沿齒輪圓周液體產(chǎn)生的徑向力F1B.由齒輪嚙合產(chǎn)生的徑向力F2C.徑向力的合成 由此可見，從動齒輪軸承比主動齒輪軸承所受徑向力的合力要大。因此，在實際運行中，被動齒輪軸承比主動齒輪軸承會較早磨損。3、徑向力及減小徑向力的措施（1）齒輪泵的徑向力33（2）減小徑向力的措施 ①縮小壓油口，使排油腔作用在齒輪上的面積減小到只作用在1~2個齒的范圍內(nèi)，以減小徑向力。 ②將排油腔擴大到吸油腔側(cè)，在工作過程中只有1~2個齒起密封作用，使對稱區(qū)域的徑向力得到平衡，從而減小作用在軸承上的徑向力。③將吸油腔擴大到接近排油腔側(cè)，只留1~2個齒起密封作用，并在排油區(qū)設(shè)置徑向間隙補償塊，如圖3-9所示。這種結(jié)構(gòu)既減小了徑向力，又使容積效率提高。 ④開液壓平衡槽（2）減小徑向力的措施34第三章液壓傳動與氣壓傳動課件35五、外嚙合齒輪泵的優(yōu)缺點及應(yīng)用優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝性好，價格便宜，自吸能力較 好，抗污染能力強，維護方便，工作可靠。缺點：徑向不平衡力大，泄漏大，流量脈動大，噪聲大，效 率低，零件的互換性差，磨損后不易修復(fù)，不能作變量泵使用。應(yīng)用：用于環(huán)境差、對壓力、流量特性要求不高的場合， 通常p<10MPa（中低壓），如工程機械、建筑機械、 農(nóng)用機械等。五、外嚙合齒輪泵的優(yōu)缺點及應(yīng)用優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝性好，363.2.3內(nèi)嚙合齒輪泵

內(nèi)嚙合齒輪泵有漸開線內(nèi)嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合擺線齒輪泵（又稱轉(zhuǎn)子泵）兩種。

3.2.3內(nèi)嚙合齒輪泵 內(nèi)嚙合齒輪泵有漸開線內(nèi)嚙合齒輪泵和37內(nèi)嚙合齒輪泵特點內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，流量、壓力脈動小，噪聲較小，使用壽命長。內(nèi)嚙合擺線齒輪泵結(jié)構(gòu)更簡單，嚙合重疊系數(shù)大，傳動平穩(wěn)，吸油條件更為良好。其缺點是齒形復(fù)雜，加工精度要求高，因此價格較高。內(nèi)嚙合齒輪泵特點內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，流量、壓力脈動383.2.4齒輪馬達

齒輪馬達的工作原理齒輪馬達與齒輪泵的區(qū)別應(yīng)用特點3.2.4齒輪馬達39一、齒輪馬達的工作原理

齒輪馬達的結(jié)構(gòu)與齒輪泵基本相同，其工作原理如圖3-14所示。一、齒輪馬達的工作原理 齒輪馬達的結(jié)構(gòu)與齒輪泵基本相同，其工40二、齒輪馬達與齒輪泵的區(qū)別雖然齒輪馬達和齒輪泵的結(jié)構(gòu)基本相同，但由于功用不同，在結(jié)構(gòu)上和齒輪泵還是有差別的。其主要區(qū)別有：

1.齒輪馬達有正反轉(zhuǎn)的要求，因而其結(jié)構(gòu)對稱。

2．齒輪馬達殼體上設(shè)有單獨的外泄漏油口。因為馬達回油有背壓，若采用內(nèi)部泄油，在馬達正反轉(zhuǎn)時容易將軸端密封沖壞。３．齒輪馬達的齒數(shù)一般比齒輪泵的齒數(shù)多。齒數(shù)多，有好的起動性能，運動平穩(wěn)。齒輪泵提供壓力和流量，強調(diào)的是容積效率；而齒輪馬達產(chǎn)生輸出扭矩，強調(diào)的是機械效率，并力圖因此，一般齒輪馬達的齒數(shù)≥14，且多采用滾針軸承。二、齒輪馬達與齒輪泵的區(qū)別雖然齒輪馬達和齒輪泵的結(jié)構(gòu)基本相同41三、齒輪馬達的應(yīng)用特點

與齒輪泵相似容積效率低只能用于中低壓場合適合于高轉(zhuǎn)速、低轉(zhuǎn)矩系統(tǒng)三、齒輪馬達的應(yīng)用特點

與齒輪泵相似423.3葉片泵及葉片馬達雙作用葉片泵單作用葉片泵葉片式液壓馬達3.3葉片泵及葉片馬達雙作用葉片泵433.3.1雙作用葉片泵結(jié)構(gòu)組成工作原理排量和流量的計算結(jié)構(gòu)特點3.3.1雙作用葉片泵結(jié)構(gòu)組成44一、結(jié)構(gòu)組成

雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)如圖所示:定子、轉(zhuǎn)子、葉片、左右配油盤、傳動軸、殼體等組成.

雙作用葉片泵的轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，葉片在槽內(nèi)往復(fù)運動兩次，完成兩次吸油、排油過程，故稱為雙作用葉片泵。雙作用葉片泵由于具有兩個吸油腔和兩個排油腔，并且各自的中心夾角是對稱的，其密閉工作容積數(shù)（等于葉片數(shù)）為偶數(shù)，所以作用在轉(zhuǎn)子上的油液壓力相互平衡，因此這種泵又稱為卸荷式葉片泵。

一、結(jié)構(gòu)組成

雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)如圖所示:定子、轉(zhuǎn)子、葉片45二、工作原理V密形成：定子、轉(zhuǎn)子和相鄰兩葉片、配流盤圍成左上、右下腔，葉片伸出，V密↑吸油V密變化：轉(zhuǎn)子順轉(zhuǎn)<

右上、左下腔，葉片縮回，V密↓壓油吸壓油口隔開：配油盤上封油區(qū)及葉片二、工作原理V密形成：定子、轉(zhuǎn)子和相鄰兩葉片、配流盤圍成46三、排量和流量的計算

如圖3-16所示，V1為吸油后封油區(qū)內(nèi)的油液體積，V2為排油后封油區(qū)內(nèi)的油液體積，考慮到葉片厚度δ及葉片傾角θ對吸油和排油時油液體積的影響，泵的排量為:

三、排量和流量的計算47

泵的實際輸出流量為:

雙作用葉片泵也存在著流量脈動，但比其它型式的泵要小得多，且在葉片數(shù)為4的倍數(shù)時最小，葉片數(shù)一般取12或16。 并且，雙作用葉片泵是定量泵。 泵的實際輸出流量為:48四、結(jié)構(gòu)特點

1．定子曲線

定子曲線是由兩段長半徑圓弧、兩段短半徑圓弧和四段過渡曲線組成，如圖3-17（a）所示。長、短半徑之差R－r越大，泵的排量也越大。但差值過大，葉片從轉(zhuǎn)子葉片槽中滑出的長度越大，受液壓力所產(chǎn)生的彎矩越大，會引起葉片折斷、卡死等現(xiàn)象；另外，差值越大，過渡曲線的斜率也越大，使葉片的離心力不足以將葉片緊貼在定子的過渡曲線上，即產(chǎn)生脫空現(xiàn)象。一般R－r值不超過7.3mm。過渡曲線應(yīng)保證葉片貼緊在定子內(nèi)表面上，保證葉片在轉(zhuǎn)子葉片槽中徑向運動時速度和加速度的變化均勻，葉片對定子內(nèi)表面的沖擊要盡可能小。定子曲線所用的過渡曲線有阿基米德螺線、正弦加速曲線、等加速等減速曲線和高次曲線等。其中等加速等減速曲線用得較為廣泛。四、結(jié)構(gòu)特點492．配流盤

如圖3-18所示，雙作用葉片泵的配流盤上有兩個吸油窗口2、4和兩個排油窗口1、3，窗口之間為封油區(qū)。2．配流盤503．葉片的傾角

葉片泵在工作過程中，葉片受離心力和底部液壓力的作用，使葉片頂緊在定子內(nèi)表面上。為減小側(cè)向力，將葉片順著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向向前傾一個θ角，這樣可使壓力角減小為β′（β′=β－θ）。雙作用葉片泵葉片傾角θ一般取10°~14°。3．葉片的傾角51

3.3.2單作用葉片泵

一、工作原理

如圖3-24所示。單作用葉片泵是由轉(zhuǎn)子1、定子2、葉片3、泵體4以及配流盤5等零件組成。泵的轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周，葉片在槽中往復(fù)滑動一次，密閉工作腔的容積增大和縮小各一次，完成一次吸油和排油，故稱單作用葉片泵。

3.3.2單作用葉片泵

一、工作原理52二、排量和流量的計算單作用葉片泵排量的計算如圖3-25所示。兩個相鄰葉片形成的工作容積在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周后所排出的油液體積ΔV為:

單作用葉片泵的排量等于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周后各密封工作容積所排出的油液體積之和除以2π，即

二、排量和流量的計算53

當單作用葉片泵轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角速度為ω時，其實際流量為:

qp=Vωηpv=2RBeωηpv

單作用葉片泵的流量也是有脈動的。分析表明，葉片數(shù)越多，流量脈動率越小，且奇數(shù)個葉片比偶數(shù)個葉片的泵的流量脈動率要小，因此，單作用葉片泵的葉片數(shù)均為奇數(shù)，一般為13或15片。由上式可見，改變轉(zhuǎn)子和定子的偏心距e的大小和方向，能夠改變單作用葉片泵的排量，因此，這種泵常用作變量泵。 當單作用葉片泵轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角速度為ω時，其實際流量為: q54

三、限壓式變量葉片泵

限壓式變量葉片泵有內(nèi)反饋式和外反饋式兩種變量形式。在此僅介紹內(nèi)反饋式變量葉片泵。

1．結(jié)構(gòu)組成與工作原理

組成：是由定子、轉(zhuǎn)子、葉片、泵體、流量調(diào)節(jié)螺釘、壓力調(diào)節(jié)螺釘以及配流盤等零件組成。內(nèi)反饋限壓式變量葉片泵的變量原理如圖3-26所示。

三、限壓式變量葉片泵55 2．限壓式變量葉片泵的壓力流量特性 內(nèi)反饋限壓式變量葉片泵的壓力流量特性如圖3-27所示。

調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)螺釘，可改變qmax，使AB段上下平移

調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)螺釘，可改變pB，使BC段左右平移

改變彈簧剛度，使BC段斜率

k大，曲線平緩 變化< k小，曲線較陡 2．限壓式變量葉片泵的壓力流量特性56四、單作用葉片泵結(jié)構(gòu)要點（與雙作用相比）定子形狀：圓環(huán)徑向力：存在葉片數(shù)目：13或15，以減少流量脈動轉(zhuǎn)子與定子位置關(guān)系：存在偏心距，變量泵四、單作用葉片泵結(jié)構(gòu)要點（與雙作用相比）定子形狀：圓環(huán)57

五、葉片泵的優(yōu)缺點及其應(yīng)用

優(yōu)點：運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，流量、壓力脈動小，噪聲小。缺點：與齒輪泵相比結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對油液要求高，如油液中有雜質(zhì)，則葉片容易卡死； 通常只能單方向旋轉(zhuǎn)，如果旋轉(zhuǎn)方向錯誤，會造成葉片折斷。應(yīng)用：它廣泛的應(yīng)用于機械制造中的專用機床、自動線等 中低壓、要求較高的液壓系統(tǒng)中。五、葉片泵的優(yōu)缺點及其應(yīng)用

優(yōu)點：運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，流量、壓力脈動583.3.3葉片式液壓馬達葉片式液壓馬達一般為雙作用式，其工作原理如圖3-28所示。3.3.3葉片式液壓馬達葉片式液壓馬達一般為雙作用式，其工59

圖3-29所示為雙作用葉片式馬達的典型結(jié)構(gòu)。它與雙作用葉片泵相比，具有如下特點：

1．葉片底部裝有燕式彈簧，其作用是保證馬達在起動時，葉片能緊貼定子內(nèi)表面，形成密閉容積。

2．馬達的殼體內(nèi)裝有兩個單向閥，不論馬達正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，它都能保證葉片底部始終通入高壓油，從而使葉片與定子緊密接觸，保證密封。

3．由于液壓馬達要作雙向旋轉(zhuǎn)，葉片槽呈徑向布置。

圖3-29所示為雙作用葉片式馬達的典型結(jié)構(gòu)。它與雙作用葉片60第三章液壓傳動與氣壓傳動課件61提問： 根據(jù)工作原理圖判斷：作泵使用或作馬達使用時的進出油口位置提問：623.4軸向柱塞泵及軸向柱塞馬達

根據(jù)柱塞相對缸體的分布情況有兩種結(jié)構(gòu)形式：一種是軸向柱塞泵，另一種是徑向柱塞泵。

柱塞沿徑向放置的泵稱為徑向柱塞泵，柱塞沿軸向布置的泵稱為軸向柱塞泵。3.4軸向柱塞泵及軸向柱塞馬達 根據(jù)柱塞相對缸體的分633.4.1斜盤式軸向柱塞泵一、工作原理

斜盤式軸向柱塞泵的工作原理如圖3-30所示。缸體每旋轉(zhuǎn)一周，每個柱塞往復(fù)運動一次，完成一次吸、排油過程。3.4.1斜盤式軸向柱塞泵一、工作原理64

二、排量和流量的計算

當柱塞從φ=π轉(zhuǎn)到2π時，柱塞的行程為:L=2Rtgγ

缸體每旋轉(zhuǎn)一周，每個柱塞吸油和排油各一次，則泵的排量V和流量q分別為：

實際上，泵的瞬時流量qsh是脈動的，其流量不均勻系數(shù)δ與柱塞數(shù)及其奇偶性有關(guān)。柱塞數(shù)越多，流量不均勻系數(shù)δ越小；奇數(shù)柱塞比偶數(shù)柱塞的流量不均勻系數(shù)δ要小。因此，柱塞泵中的柱塞多采用Z=7或9。從上式中可以看出，改變斜盤傾角γ的大小和方向就可以改變其輸出流量的大小和方向，因此，某些軸向柱塞泵可用作雙向變量泵。

二、排量和流量的計算65三、斜盤式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)及特點

1、結(jié)構(gòu)

圖3-31所示為國產(chǎn)SCY14-1B型斜盤式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)。該泵是由主體結(jié)構(gòu)和變量機構(gòu)兩部分組成。三、斜盤式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)及特點66第三章液壓傳動與氣壓傳動課件672、特點

1）變量機構(gòu)軸向柱塞泵變量機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式很多，有手動變量機構(gòu)、伺服變量機構(gòu)等。圖3-31所示為手動變量機構(gòu)，圖3-34所示為伺服變量機構(gòu)。

2、特點68(2)摩擦副在斜盤式軸向柱塞泵中，柱塞與柱塞孔、缸體與配流盤、滑靴與斜盤構(gòu)成三對運動摩擦副，這三對運動摩擦副的工作狀態(tài)直接影響泵的密封性能、效率和使用壽命等。①滑靴與斜盤如圖3-32所示，作用在柱塞底部的液壓力F1為:

(2)摩擦副69

F1在柱塞頭部分解成的法向力FN為油膜在滑靴底部產(chǎn)生的反推力Ff為當FN=Ff，即柱塞頭部作用在滑靴上的法向力FN和油膜作用在滑靴上的反力Ff完全相等，稱為全平衡狀態(tài)。此時滑靴與斜盤脫離接觸，不存在金屬摩擦，只有油液的粘性摩擦。這種狀態(tài)機械效率較高，但泄漏較大，容積效率較低。當FN＜Ff

，稱為過平衡狀態(tài)。此時油膜剛度大，泄漏量也大，此種方案很少采用。當FN＞Ff

，稱為部分平衡狀態(tài)。即滑靴始終壓在斜盤上，兩者的剩余壓緊力ΔF=FN－Ff不大，通常取壓緊系數(shù)

這樣，既可以保證泄漏小，又不至于滑靴與斜盤之間壓得太緊而加速磨損。

F1在柱塞頭部分解成的法向力FN為70②缸體與配流盤如圖3-33所示，缸體1內(nèi)有七個均布的柱塞孔，柱塞孔底部開有腰圓形的進出油口，腰形孔的通流面積比柱塞孔小，因此當柱塞排油時，油液壓力對缸體產(chǎn)生一個軸向推力，加上彈簧的預(yù)壓緊力，構(gòu)成了缸體對配流盤2的總壓緊力。為了減少缸體與配流盤之間的摩擦、磨損，在它們之間也采用了剩余壓緊力的方法。如圖3-33（a）、（b）所示。如圖3-33（c）所示，為了防止吸油腔與排油腔相通，在配流盤上封油區(qū)的周向長度L要大于缸體上腰形孔的周向長度L。由于缸體柱塞孔底部的腰形孔道在配流盤上、下死點前后一小段行程（L-Lo）內(nèi)，既不與排油腔相通，也不與吸油腔相通，而此時柱塞仍有微小行程，使柱塞底部出現(xiàn)變大或變小的閉死容積，由此產(chǎn)生困油現(xiàn)象。解決辦法是在配流盤吸油窗口與排油窗口的兩端各開小三角油槽，使兩尖端之間的距離等于或略小于柱塞底部腰形孔的長度L0，如圖3-33（d）所示。這種辦法既使吸、排油窗口之間有足夠的密封長度而不致泄漏過多，又可以在閉死容積變化時能通過小三角油槽吸、排油，以消除困油現(xiàn)象。②缸體與配流盤71第三章液壓傳動與氣壓傳動課件72

③柱塞與缸體內(nèi)柱塞孔這一對摩擦副為圓柱面，工藝性能較好，易保證密封性。但由于斜盤傾角γ的影響，柱塞上作用有側(cè)向力Ft，如圖3-32所示。側(cè)向力Ft通過柱塞作用于缸體上，它可以使缸體傾斜，造成缸體和配流盤之間出現(xiàn)楔形間隙，使泄漏增大，并且使密封表面產(chǎn)生局部接觸，柱塞與缸體之間的磨損加劇。為了減小側(cè)向力，斜盤的傾角γ不宜過大（通常γ≤20°）；增加柱塞在缸體內(nèi)柱塞孔中的接觸長度，在柱塞上開均壓槽，合理選擇柱塞和缸體的材料及熱處理工藝，都有利于提高耐磨性能，減小泄漏。③柱塞與缸體內(nèi)柱塞孔73四、柱塞泵的優(yōu)缺點及其應(yīng)用優(yōu)點：工作壓力高，p＝20～40MPa，Pmax可達到100MPa；容積效率高，95%，流量大，易于實現(xiàn)變量。缺點：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價格高，對油液要求高，使用、維修要求嚴格。 應(yīng)用：該泵適用于高壓、大流量、大功率的場合。四、柱塞泵的優(yōu)缺點及其應(yīng)用優(yōu)點：工作壓力高，p＝20～40743.4.3軸向柱塞馬達

軸向柱塞馬達的結(jié)構(gòu)特點基本上與同類型的液壓泵相似，除采用閥式配流的液壓泵不能作為液壓馬達用之外，其它形式的液壓泵基本上都能作液壓馬達使用。圖3-36所示為斜盤式軸向柱塞馬達的工作原理圖。3.4.3軸向柱塞馬達

軸向柱塞馬達的結(jié)構(gòu)特點基本上與同753.4.2斜軸式軸向柱塞泵

斜軸式軸向柱塞泵的主軸與缸體的旋轉(zhuǎn)軸線不在同一直線上，而是成一個角度α。圖3-35所示斜軸式軸向柱塞泵是由主軸1、軸承組2、連桿柱塞副3、缸體4、配流盤6、殼體5等零件組成。斜軸式軸向柱塞泵中主軸與缸體軸線夾角較大，一般為25°，最大可達40°，由于傾角大，變量范圍大，所需的擺動空間也大，故做成雙向變量泵時體積大而且笨重。3.4.2斜軸式軸向柱塞泵

斜軸式軸向柱塞泵的主軸與缸體76第三章液壓傳動與氣壓傳動課件773.5液壓泵及液壓馬達的性能比較和選用原則液壓泵及液壓馬達是液壓系統(tǒng)中的核心元件。合理地選擇液壓泵及液壓馬達對于降低液壓系統(tǒng)的能耗、提高系統(tǒng)的效率、降低噪聲、改善工作性能和保證系統(tǒng)的可靠工作都十分重要。3.5液壓泵及液壓馬達的性能比較和選用原則液壓泵及液壓馬78一、液壓泵的選擇

選擇液壓泵的原則是：根據(jù)主機工況、功率大小和液壓系統(tǒng)對工作性能的要求，首先應(yīng)決定選用變量泵還是定量泵。變量泵的價格高，但能達到提高工作效率、節(jié)能及壓力恒定等要求。然后，再根據(jù)各類泵的性能、特點及成本等確定選用何種結(jié)構(gòu)類型的液壓泵。最后，按系統(tǒng)所要求的壓力、流量大小確定其規(guī)格型號。表3-1列出了常用液壓泵的技術(shù)性能。一、液壓泵的選擇

選擇液壓泵的原則是：根據(jù)主機工況、功率大小79第三章液壓傳動與氣壓傳動課件80第三章液壓傳動與氣壓傳動課件81選擇液壓馬達的原則與選擇液壓泵的原則基本相同。在選擇液壓馬達時，首先要確定其類型，然后按系統(tǒng)所要求的壓力、負載、轉(zhuǎn)速的大小確定其規(guī)格型號。一般來說，當負載扭矩小時，可選用齒輪式、葉片式和軸向柱塞式液壓馬達，其技術(shù)性能與表3-1所列相近。如負載扭矩大且轉(zhuǎn)速較低時，宜選用低速大扭矩液壓馬達。表3-3列出了各類低速液壓馬達的主要性能參數(shù)。常用液壓馬達的應(yīng)用范圍及選用如表3-4所示。

二、液壓馬達的選擇

選擇液壓馬達的原則與選擇液壓泵的原則基本相同。在選擇液壓馬達82第三章液壓傳動與氣壓傳動課件83第三章液壓傳動與氣壓傳動課件84第三章液壓傳動與氣壓傳動課件85謝謝謝謝86第三章液壓傳動與氣壓傳動.第三章液壓傳動與氣壓傳動.第三章液壓傳動與氣壓傳動.第三章液壓傳動與氣壓傳動.第三章液壓傳動與氣壓傳動.第三章液87液壓泵液壓馬達液壓泵液壓馬達883.1 液壓泵及液壓馬達概述液壓泵及液壓馬達的基本工作原理與分類液壓泵及液壓馬達的性能參數(shù)3.1 液壓泵及液壓馬達概述液壓泵及液壓馬達的基本工作原理與893.1.1液壓泵及液壓馬達的基本工作原理與分類原理分類兩者關(guān)系職能符號3.1.1液壓泵及液壓馬達的基本工作原理與分類原理90一、液壓泵及液壓馬達的基本工作原理根據(jù)密閉工作腔的容積變化而進行吸油和排油是液壓泵的共同特點，因而液壓泵也稱為容積泵。容積式液壓泵的基本工作原理可由圖3-1所示的單柱塞泵來說明。吸油：密封容積增大， 產(chǎn)生真空

壓油：密封容積減小， 油液被迫壓出

一、液壓泵及液壓馬達的基本工作原理根據(jù)密閉工作腔的容積變化91液壓泵基本工作條件（必要條件）：(1) 形成密封容積(2) 密封容積變化(3) 吸壓油腔隔開（配流裝置）第三章液壓傳動與氣壓傳動課件92二、液壓泵及液壓馬達的分類(1)按其結(jié)構(gòu)形式：齒輪式、葉片式、柱塞式等。(2)按輸出(入)流量能否調(diào)節(jié)：定量，變量(3)按輸油方向能否改變：雙向，單向(4)按工作壓力：低壓中壓中高壓高壓(5)按液壓馬達的額定轉(zhuǎn)速分為高速和低速兩大類。額定轉(zhuǎn)速高于500r/min的屬高速液壓馬達，額定轉(zhuǎn)速低于500r/min的屬于低速液壓馬達。通常高速液壓馬達輸出轉(zhuǎn)矩不大（僅幾十N.m到幾百N.m），所以又稱為高速小扭矩液壓馬達。

低速液壓馬達輸出轉(zhuǎn)矩大(可達幾千N.m到幾萬N.m),所以又稱為低速大扭矩液壓馬達。二、液壓泵及液壓馬達的分類(1)按其結(jié)構(gòu)形式：齒輪式、葉93三、液壓馬達與液壓泵的關(guān)系功用上—

相反 液壓泵:

將電動機或其它原動機輸入的機械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能,向系統(tǒng)供油。 液壓馬達：將泵輸入的液壓能轉(zhuǎn)換為機械能而對負載做功。結(jié)構(gòu)上—

相似原理上—

互逆

三、液壓馬達與液壓泵的關(guān)系功用上—相反94四、液壓泵和液壓馬達一般圖形符號液壓泵和液壓馬達一般圖形符號如圖3-2所示。

四、液壓泵和液壓馬達一般圖形符號液壓泵和液壓馬達一般圖形符號953.1.2液壓泵及液壓馬達的性能參數(shù)

壓力轉(zhuǎn)速排量和流量功率和效率3.1.2液壓泵及液壓馬達的性能參數(shù)

壓力96一、壓力1.工作壓力p

：指泵（或馬達）實際工作時輸出（或輸入）油液的壓力，其值取決于外負載與壓力損失。2.額定壓力pn

（公稱壓力、銘牌壓力）：液壓泵和馬達在正常工作條件下，按試驗標準規(guī)定能連續(xù)正常運轉(zhuǎn)時的最高壓力。當p>pn即泵過載。

3.最高允許壓力pmax

泵（或馬達）在短時間內(nèi)允許超載使用的極限壓力。

p≤pn≤pmax

一、壓力1.工作壓力p：指泵（或馬達）實際工作時輸出（或97

二、額定轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速1、額定轉(zhuǎn)速ns（r/min）：液壓泵或馬達在額定壓力下，能長時間連續(xù)運轉(zhuǎn)時的最高轉(zhuǎn)速。

2、最高轉(zhuǎn)速nmax（r/min）：液壓泵或馬達在額定壓力下，超過額定轉(zhuǎn)速允許短時間運行時的最高轉(zhuǎn)速。二、額定轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速1、額定轉(zhuǎn)速ns（r/min）：液98三、排量和流量

1.排量V（m3/rad）：液壓泵（或馬達）每轉(zhuǎn)一弧度，由其幾何尺寸計算而得到的排出（或吸入）液體的體積，或在沒有泄漏的情況下，泵（或馬達）每轉(zhuǎn)一周所排出（或吸入）的液體的體積（m3/r）。2、理論流量qt（m3/s）：在不考慮泄漏的情況下，液壓泵（或馬達）在單位時間內(nèi)排出（或輸入）的液體體積。三、排量和流量

1.排量V（m3/rad）：液壓泵（或馬993.實際流量：液壓泵工作時實際排出的流量，稱為液壓泵的實際流量。它等于液壓泵的理論流量減去泄漏量。實際輸入給液壓馬達的流量稱為液壓馬達的實際流量。它等于液壓馬達的理論流量加上因泄漏等而損失的流量。4.額定流量qn（m3/s）：在額定壓力和額定轉(zhuǎn)速下，液壓泵（或液壓馬達）輸出（或輸入）的實際流量。

5.瞬時流量：泵在某一瞬時的幾何流量。3.實際流量：液壓泵工作時實際排出的流量，稱為液壓泵的實際100

四、功率

1.實際輸入功率 2.理論輸出功率

3.實際輸出功率四、功率

1.實際輸入功率 101五、效率1.機械效率

2.容積效率

3.總效率五、效率1.機械效率 102液壓泵及液壓馬達的能量轉(zhuǎn)換圖1.實際輸入功率 2.理論輸出功率

3.實際輸出功率4.機械效率 5.容積效率 6.總效率7.理論流量8.實際流量液壓泵及液壓馬達的能量轉(zhuǎn)換圖1.實際輸入功率 103液壓泵及液壓馬達的性能參數(shù)例題一液壓泵與液壓馬達組成的閉式回路，液壓泵的輸出油壓pp=10MPa,其機械效率和容積效率分別為其排量液壓馬達的機械效率和容積效率分別為馬達排量若不計液壓馬達的出口壓力和管路的一切壓力損失，且當液壓泵轉(zhuǎn)速為時，試求下列各項：(1)液壓泵的輸出功率；(2)電動機所需功率；(3)液壓馬達的輸出轉(zhuǎn)矩；(4)馬達的輸出功率；(5)馬達的輸出轉(zhuǎn)速。液壓泵及液壓馬達的性能參數(shù)例題一液壓泵與液壓馬達組成的閉式回1043.2齒輪泵及齒輪馬達

齒輪泵的分類外嚙合齒輪泵內(nèi)嚙合齒輪泵齒輪馬達3.2齒輪泵及齒輪馬達

1053.2.1齒輪泵的分類外嚙合內(nèi)嚙合3.2.1齒輪泵的分類外嚙合內(nèi)嚙合1063.2.2外嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)組成工作原理排量和流量的計算結(jié)構(gòu)特點及改進措施外嚙合齒輪泵的優(yōu)缺點及應(yīng)用3.2.2外嚙合齒輪泵107一、結(jié)構(gòu)組成

結(jié)構(gòu)組成:前、后泵蓋，泵體，一對齒數(shù)、模數(shù)、齒形完全相同的漸開線外嚙合齒輪。一、結(jié)構(gòu)組成

結(jié)構(gòu)組成:前、后泵蓋，泵體，一對齒數(shù)、模數(shù)108二、工作原理

密封容積形成：齒輪、泵體內(nèi)表面、前后泵蓋圍成齒輪退出嚙合,容積↑吸油密封容積變化<

齒輪進入嚙合,容積↓壓油吸壓油口隔開：兩齒輪嚙合線、泵體及泵蓋

二、工作原理

密封容積形成：齒輪、泵體內(nèi)表面、前后泵蓋圍成109三、排量和流量的計算

在計算齒輪泵排量時，假設(shè)齒間的容積等于輪齒的體積，因此齒輪每轉(zhuǎn)一周，排出的液體的體積等于其中一個齒輪的所有齒間工作容積及其所有輪齒有效體積之和，即等于其中一個齒輪齒頂圓與齒底圓之間環(huán)形圓柱的體積（2πRfhoB=2πZm2B），所以齒輪泵的排量為：

V=RfhoB=Zm2B

實際上，齒間容積比輪齒體積稍大，而且齒數(shù)越少差值越大；另外，對修正齒輪而言，輪齒變薄，齒間容積也增大。為此，在上式中乘以系數(shù)1.06~

1.12（齒數(shù)多時取小值，齒數(shù)少時取大值）來加以修正。修正后的齒輪泵排量為：V=(1.06~1.12)Zm2B

三、排量和流量的計算 在計算齒輪泵排量時，假110

齒輪泵的實際流量為Q=V·ωηpv=(1.06~1.12)Zm2Bωηpv

上式計算的是外嚙合齒輪泵的平均流量。實際上，由于齒輪泵在工作過程中，嚙合點位置發(fā)生周期性的變化，其瞬時流量qsh是脈動的，流量qsh的脈動大小用流量不均勻系數(shù)δq表示：

式中，(qsh)max、(qsh)min——

齒輪泵最大和最小瞬時流量齒數(shù)越少，δq越大。當Z=6時，δq值高達34.7%。流量脈動會直接影響到系統(tǒng)工作的平穩(wěn)性，引起壓力脈動，使液壓系統(tǒng)產(chǎn)生振動和噪聲。齒輪泵的實際流量為111四、結(jié)構(gòu)特點及改進措施困油現(xiàn)象及其消除措施泄漏徑向作用力不平衡四、結(jié)構(gòu)特點及改進措施困油現(xiàn)象及其消除措施1121、困油現(xiàn)象及消除辦法

（1）困油現(xiàn)象產(chǎn)生原因∵為保證齒輪連續(xù)平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，又能夠使吸壓油口隔開，齒輪嚙合時的重合度必須大于1∴會出現(xiàn)兩對輪齒同時嚙合的情況，在齒向嚙合線間形成一個封閉容積

a→b容積縮小

b→c容積增大1、困油現(xiàn)象及消除辦法

（1）困油現(xiàn)象產(chǎn)生原因a→b容113（2）困油引起的結(jié)果

a→b容積縮小p↑

高壓油從一切可能泄漏的縫隙強行擠出，使軸和軸承受很大沖擊載荷，泵劇烈振動，同時無功損耗增大，油液發(fā)熱。

b→c容積增大p↓

形成局部真空，產(chǎn)生氣穴，引起振動、噪聲、汽蝕等。

總之：由于困油現(xiàn)象，使泵工作性能不穩(wěn)定，產(chǎn)生振動、噪聲等，直接影響泵的工作壽命。（2）困油引起的結(jié)果114（3）消除困油的方法

原則：a→b密封容積減小，使之通壓油口

b→c密封容積增大，使之通吸油口在b點密封容積最小，隔開吸壓油方法：在泵蓋（或軸承座）上開卸荷槽以消除困油，CB-B形泵將卸荷槽整個向吸油腔側(cè)平移一段距離，效果更好（3）消除困油的方法1152、泄漏與間隙補償措施（1）泄漏的途徑端面間隙泄漏：約占齒輪泵總泄漏量的75%～80%徑向間隙泄漏：約占齒輪泵總泄漏量的15%～20%齒面嚙合處泄漏：約占齒輪泵總泄漏量的5%總之：泵壓力愈高，泄漏愈大。2、泄漏與間隙補償措施（1）泄漏的途徑116（2）齒輪泵的間隙補償

齒輪泵的間隙補償包括端面間隙自動補償和徑向間隙自動補償兩種方式。 ①端面間隙補償

通常采用的端面間隙自動補償?shù)姆绞接懈虞S套式和彈性側(cè)板式兩種。其工作原理是通過引入壓力油使軸套或側(cè)板緊貼在齒輪端面上，來自動補償端面磨損和減小端面間隙。

（2）齒輪泵的間隙補償

齒輪泵的間隙補償包括端面間隙自動補償117 ②徑向間隙補償如圖3-9所示，在齒輪泵的排油腔安裝了徑向間隙補償塊1，在泵體2上，將吸油腔沿齒頂擴大到補償環(huán)的外側(cè)。徑向間隙補償環(huán)被排油壓力適當壓緊在齒頂上，將吸、排油腔隔開。 ②徑向間隙補償1183、徑向力及減小徑向力的措施（1）齒輪泵的徑向力A.沿齒輪圓周液體產(chǎn)生的徑向力F1B.由齒輪嚙合產(chǎn)生的徑向力F2C.徑向力的合成 由此可見，從動齒輪軸承比主動齒輪軸承所受徑向力的合力要大。因此，在實際運行中，被動齒輪軸承比主動齒輪軸承會較早磨損。3、徑向力及減小徑向力的措施（1）齒輪泵的徑向力119（2）減小徑向力的措施 ①縮小壓油口，使排油腔作用在齒輪上的面積減小到只作用在1~2個齒的范圍內(nèi)，以減小徑向力。 ②將排油腔擴大到吸油腔側(cè)，在工作過程中只有1~2個齒起密封作用，使對稱區(qū)域的徑向力得到平衡，從而減小作用在軸承上的徑向力。③將吸油腔擴大到接近排油腔側(cè)，只留1~2個齒起密封作用，并在排油區(qū)設(shè)置徑向間隙補償塊，如圖3-9所示。這種結(jié)構(gòu)既減小了徑向力，又使容積效率提高。 ④開液壓平衡槽（2）減小徑向力的措施120第三章液壓傳動與氣壓傳動課件121五、外嚙合齒輪泵的優(yōu)缺點及應(yīng)用優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝性好，價格便宜，自吸能力較 好，抗污染能力強，維護方便，工作可靠。缺點：徑向不平衡力大，泄漏大，流量脈動大，噪聲大，效 率低，零件的互換性差，磨損后不易修復(fù)，不能作變量泵使用。應(yīng)用：用于環(huán)境差、對壓力、流量特性要求不高的場合， 通常p<10MPa（中低壓），如工程機械、建筑機械、 農(nóng)用機械等。五、外嚙合齒輪泵的優(yōu)缺點及應(yīng)用優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝性好，1223.2.3內(nèi)嚙合齒輪泵

內(nèi)嚙合齒輪泵有漸開線內(nèi)嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合擺線齒輪泵（又稱轉(zhuǎn)子泵）兩種。

3.2.3內(nèi)嚙合齒輪泵 內(nèi)嚙合齒輪泵有漸開線內(nèi)嚙合齒輪泵和123內(nèi)嚙合齒輪泵特點內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，流量、壓力脈動小，噪聲較小，使用壽命長。內(nèi)嚙合擺線齒輪泵結(jié)構(gòu)更簡單，嚙合重疊系數(shù)大，傳動平穩(wěn)，吸油條件更為良好。其缺點是齒形復(fù)雜，加工精度要求高，因此價格較高。內(nèi)嚙合齒輪泵特點內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，流量、壓力脈動1243.2.4齒輪馬達

齒輪馬達的工作原理齒輪馬達與齒輪泵的區(qū)別應(yīng)用特點3.2.4齒輪馬達125一、齒輪馬達的工作原理

齒輪馬達的結(jié)構(gòu)與齒輪泵基本相同，其工作原理如圖3-14所示。一、齒輪馬達的工作原理 齒輪馬達的結(jié)構(gòu)與齒輪泵基本相同，其工126二、齒輪馬達與齒輪泵的區(qū)別雖然齒輪馬達和齒輪泵的結(jié)構(gòu)基本相同，但由于功用不同，在結(jié)構(gòu)上和齒輪泵還是有差別的。其主要區(qū)別有：

1.齒輪馬達有正反轉(zhuǎn)的要求，因而其結(jié)構(gòu)對稱。

2．齒輪馬達殼體上設(shè)有單獨的外泄漏油口。因為馬達回油有背壓，若采用內(nèi)部泄油，在馬達正反轉(zhuǎn)時容易將軸端密封沖壞。３．齒輪馬達的齒數(shù)一般比齒輪泵的齒數(shù)多。齒數(shù)多，有好的起動性能，運動平穩(wěn)。齒輪泵提供壓力和流量，強調(diào)的是容積效率；而齒輪馬達產(chǎn)生輸出扭矩，強調(diào)的是機械效率，并力圖因此，一般齒輪馬達的齒數(shù)≥14，且多采用滾針軸承。二、齒輪馬達與齒輪泵的區(qū)別雖然齒輪馬達和齒輪泵的結(jié)構(gòu)基本相同127三、齒輪馬達的應(yīng)用特點

與齒輪泵相似容積效率低只能用于中低壓場合適合于高轉(zhuǎn)速、低轉(zhuǎn)矩系統(tǒng)三、齒輪馬達的應(yīng)用特點

與齒輪泵相似1283.3葉片泵及葉片馬達雙作用葉片泵單作用葉片泵葉片式液壓馬達3.3葉片泵及葉片馬達雙作用葉片泵1293.3.1雙作用葉片泵結(jié)構(gòu)組成工作原理排量和流量的計算結(jié)構(gòu)特點3.3.1雙作用葉片泵結(jié)構(gòu)組成130一、結(jié)構(gòu)組成

雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)如圖所示:定子、轉(zhuǎn)子、葉片、左右配油盤、傳動軸、殼體等組成.

雙作用葉片泵的轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，葉片在槽內(nèi)往復(fù)運動兩次，完成兩次吸油、排油過程，故稱為雙作用葉片泵。雙作用葉片泵由于具有兩個吸油腔和兩個排油腔，并且各自的中心夾角是對稱的，其密閉工作容積數(shù)（等于葉片數(shù)）為偶數(shù)，所以作用在轉(zhuǎn)子上的油液壓力相互平衡，因此這種泵又稱為卸荷式葉片泵。

一、結(jié)構(gòu)組成

雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)如圖所示:定子、轉(zhuǎn)子、葉片131二、工作原理V密形成：定子、轉(zhuǎn)子和相鄰兩葉片、配流盤圍成左上、右下腔，葉片伸出，V密↑吸油V密變化：轉(zhuǎn)子順轉(zhuǎn)<

右上、左下腔，葉片縮回，V密↓壓油吸壓油口隔開：配油盤上封油區(qū)及葉片二、工作原理V密形成：定子、轉(zhuǎn)子和相鄰兩葉片、配流盤圍成132三、排量和流量的計算

如圖3-16所示，V1為吸油后封油區(qū)內(nèi)的油液體積，V2為排油后封油區(qū)內(nèi)的油液體積，考慮到葉片厚度δ及葉片傾角θ對吸油和排油時油液體積的影響，泵的排量為:

三、排量和流量的計算133

泵的實際輸出流量為:

雙作用葉片泵也存在著流量脈動，但比其它型式的泵要小得多，且在葉片數(shù)為4的倍數(shù)時最小，葉片數(shù)一般取12或16。 并且，雙作用葉片泵是定量泵。 泵的實際輸出流量為:134四、結(jié)構(gòu)特點

1．定子曲線

定子曲線是由兩段長半徑圓弧、兩段短半徑圓弧和四段過渡曲線組成，如圖3-17（a）所示。長、短半徑之差R－r越大，泵的排量也越大。但差值過大，葉片從轉(zhuǎn)子葉片槽中滑出的長度越大，受液壓力所產(chǎn)生的彎矩越大，會引起葉片折斷、卡死等現(xiàn)象；另外，差值越大，過渡曲線的斜率也越大，使葉片的離心力不足以將葉片緊貼在定子的過渡曲線上，即產(chǎn)生脫空現(xiàn)象。一般R－r值不超過7.3mm。過渡曲線應(yīng)保證葉片貼緊在定子內(nèi)表面上，保證葉片在轉(zhuǎn)子葉片槽中徑向運動時速度和加速度的變化均勻，葉片對定子內(nèi)表面的沖擊要盡可能小。定子曲線所用的過渡曲線有阿基米德螺線、正弦加速曲線、等加速等減速曲線和高次曲線等。其中等加速等減速曲線用得較為廣泛。四、結(jié)構(gòu)特點1352．配流盤

如圖3-18所示，雙作用葉片泵的配流盤上有兩個吸油窗口2、4和兩個排油窗口1、3，窗口之間為封油區(qū)。2．配流盤1363．葉片的傾角

葉片泵在工作過程中，葉片受離心力和底部液壓力的作用，使葉片頂緊在定子內(nèi)表面上。為減小側(cè)向力，將葉片順著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向向前傾一個θ角，這樣可使壓力角減小為β′（β′=β－θ）。雙作用葉片泵葉片傾角θ一般取10°~14°。3．葉片的傾角137

3.3.2單作用葉片泵

一、工作原理

如圖3-24所示。單作用葉片泵是由轉(zhuǎn)子1、定子2、葉片3、泵體4以及配流盤5等零件組成。泵的轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周，葉片在槽中往復(fù)滑動一次，密閉工作腔的容積增大和縮小各一次，完成一次吸油和排油，故稱單作用葉片泵。

3.3.2單作用葉片泵

一、工作原理138二、排量和流量的計算單作用葉片泵排量的計算如圖3-25所示。兩個相鄰葉片形成的工作容積在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周后所排出的油液體積ΔV為:

單作用葉片泵的排量等于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周后各密封工作容積所排出的油液體積之和除以2π，即

二、排量和流量的計算139

當單作用葉片泵轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角速度為ω時，其實際流量為:

qp=Vωηpv=2RBeωηpv

單作用葉片泵的流量也是有脈動的。分析表明，葉片數(shù)越多，流量脈動率越小，且奇數(shù)個葉片比偶數(shù)個葉片的泵的流量脈動率要小，因此，單作用葉片泵的葉片數(shù)均為奇數(shù)，一般為13或15片。由上式可見，改變轉(zhuǎn)子和定子的偏心距e的大小和方向，能夠改變單作用葉片泵的排量，因此，這種泵常用作變量泵。 當單作用葉片泵轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角速度為ω時，其實際流量為: q140

三、限壓式變量葉片泵

限壓式變量葉片泵有內(nèi)反饋式和外反饋式兩種變量形式。在此僅介紹內(nèi)反饋式變量葉片泵。

1．結(jié)構(gòu)組成與工作原理

組成：是由定子、轉(zhuǎn)子、葉片、泵體、流量調(diào)節(jié)螺釘、壓力調(diào)節(jié)螺釘以及配流盤等零件組成。內(nèi)反饋限壓式變量葉片泵的變量原理如圖3-26所示。

三、限壓式變量葉片泵141 2．限壓式變量葉片泵的壓力流量特性 內(nèi)反饋限壓式變量葉片泵的壓力流量特性如圖3-27所示。

調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)螺釘，可改變qmax，使AB段上下平移

調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)螺釘，可改變pB，使BC段左右平移

改變彈簧剛度，使BC段斜率

k大，曲線平緩 變化< k小，曲線較陡 2．限壓式變量葉片泵的壓力流量特性142四、單作用葉片泵結(jié)構(gòu)要點（與雙作用相比）定子形狀：圓環(huán)徑向力：存在葉片數(shù)目：13或15，以減少流量脈動轉(zhuǎn)子與定子位置關(guān)系：存在偏心距，變量泵四、單作用葉片泵結(jié)構(gòu)要點（與雙作用相比）定子形狀：圓環(huán)143

五、葉片泵的優(yōu)缺點及其應(yīng)用

優(yōu)點：運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，流量、壓力脈動小，噪聲小。缺點：與齒輪泵相比結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對油液要求高，如油液中有雜質(zhì)，則葉片容易卡死； 通常只能單方向旋轉(zhuǎn)，如果旋轉(zhuǎn)方向錯誤，會造成葉片折斷。應(yīng)用：它廣泛的應(yīng)用于機械制造中的專用機床、自動線等 中低壓、要求較高的液壓系統(tǒng)中。五、葉片泵的優(yōu)缺點及其應(yīng)用

優(yōu)點：運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，流量、壓力脈動1443.3.3葉片式液壓馬達葉片式液壓馬達一般為雙作用式，其工作原理如圖3-28所示。3.3.3葉片式液壓馬達葉片式液壓馬達一般為雙作用式，其工145

圖3-29所示為雙作用葉片式馬達的典型結(jié)構(gòu)。它與雙作用葉片泵相比，具有如下特點：

1．葉片底部裝有燕式彈簧，其作用是保證馬達在起動時，葉片能緊貼定子內(nèi)表面，形成密閉容積。

2．馬達的殼體內(nèi)裝有兩個單向閥，不論馬達正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，它都能保證葉片底部始終通入高壓油，從而使葉片與定子緊密接觸，保證密封。

3．由于液壓馬達要作雙向旋轉(zhuǎn)，葉片槽呈徑向布置。

圖3-29所示為雙作用葉片式馬達的典型結(jié)構(gòu)。它與雙作用葉片146第三章液壓傳動與氣壓傳動課件147提問： 根據(jù)工作原理圖判斷：作泵使用或作馬達使用時的進出油口位置提問：1483.4軸向柱塞泵及軸向柱塞馬達

根據(jù)柱塞相對缸體的分布情況有兩種結(jié)構(gòu)形式：一種是軸向柱塞泵，另一種是徑向柱塞泵。

柱塞沿徑向放置的泵稱為徑向柱塞泵，柱塞沿軸向布置的泵稱為軸向柱塞泵。3.4軸向柱塞泵及軸向柱塞馬達 根據(jù)柱塞相對缸體的分1493.4.1斜盤式軸向柱塞泵一、工作原理

斜盤式軸向柱塞泵的工作原理如圖3-30所示。缸體每旋轉(zhuǎn)一周，每個柱塞往復(fù)運動一次，完成一次吸、排油過程。3.4.1斜盤式軸向柱塞泵一、工作原理150

二、排量和流量的計算

當柱塞從φ=π轉(zhuǎn)到2π時，柱塞的行程為:L=2Rtgγ

缸體每旋轉(zhuǎn)一周，每個柱塞吸油和排油各一次，則泵的排量V和流量q分別為：

實際上，泵的瞬時流量qsh是脈動的，其流量不均勻系數(shù)δ與柱塞數(shù)及其奇偶性有關(guān)。柱塞數(shù)越多，流量不均勻系數(shù)δ越??；奇數(shù)柱塞比偶數(shù)柱塞的流量不均勻系數(shù)δ要小。因此，柱塞泵中的柱塞多采用Z=7或9。從上式中可以看出，改變斜盤傾角γ的大小和方向就可以改變其輸出流量的大小和方向，因此，某些軸向柱塞泵可用作雙向變量泵。

二、排量和流量的計算151三、斜盤式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)及特點

1、結(jié)構(gòu)

圖3-31所示為國產(chǎn)SCY14-1B型斜盤式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)。該泵是由主體結(jié)構(gòu)和變量機構(gòu)兩部分組成。三、斜盤式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)及特點152第三章液壓傳動與氣壓傳動課件1532、特點

1）變量機構(gòu)軸向柱塞泵變量機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式很多，有手動變量機構(gòu)、伺服變量機構(gòu)等。圖3-31所示為手動變量機構(gòu)，圖3-34所示為伺服變量機構(gòu)。

2、特點154(2)摩擦副在斜盤式軸向柱塞泵中，柱塞與柱塞孔、缸體與配流盤、滑靴與斜盤構(gòu)成三對運動摩擦副，這三對運動摩擦副的工作狀態(tài)直