液压传动第四章

二、排量计算和流量脉动 排量计算 排量是液压泵每转一周所排出的液体体积 假设： 齿槽容积=轮齿体积 则 排量=齿槽容积+轮齿体积 即相当于有效齿高和齿宽所构成的平 面所扫过的环形体积， 则 V=πdhb=2πzm2b 实际上 ∵ 齿槽容积>轮齿体积 ∴ 取 V=6.66zm2b
困油现象产生原因 a→b 容积缩小
困油现象产生原因 b →c 容积增大
困油引起的结果 a→b 容积缩小 p↑ 高压油从一切可能泄漏的缝隙强行挤出，使轴 和轴承受很大冲击载荷，泵剧烈振动，同时无 功损耗增大，油液发热。 b→c 容积增大 p↓ 形成局部真空，产生气穴，引起振动、噪声、汽 蚀等。 总之：由于困油现象，使泵工作性能不稳定，产生 振动、噪声等，直接影响泵的工作寿命。
吸油：密封容积增大，产生真空 > 容积式 压油：密封容积减小，油液被迫压出 液压泵基本工作条件（必要条件） 1 形成密封容积—能量转换的必要条件 2 密封容积变化---吸排油的根本原因 3 吸压油腔隔开（配流装置）
液压泵和液压马达分类 按输出流量能否调节： 定量 变量 按结构形式 ：齿轮式 叶片式 柱塞式 按输油方向能否改变： 单向 双向 按使用压力： 低压 中压 液压泵和液压马达的的主要工作参数 工作压力和转速 排量和流量 功率和效率 中高压 高压
q ≤ qn ≤ q t
三、功率和效率
液压泵的输入是转矩和转速，输出是压力和 流量。 液压马达的输入是压力和流量，输出是转矩 和转速。 在不考虑能量损失的条件下：输入功率等于 输出功率 理论(几何)功率： 即泵轴的输出功率或马达的输入功率 PI = ωT = 2πnT 即泵轴的驱动功率或马达的输出功率 Pt = pqt = pvn
二、油泵的压力、排量和流量 额定压力Pn：指泵（或马达）在正常工作条件下， 按实验标准规定能够连续运转的最高压力。 最高允许压力pmax：泵（或马达）在短时间内允 许超载使用的极限压力。 工作压力p：指泵（或马达）实际工作时输出（或 输入） 油液的压力，其值取决于外界负载。 p ≤ p n ≤ p max
Pm
Tt Ti T T 1 Ti Ti Ti
4、2 齿轮泵 一、外啮合齿轮泵的工作原理 组成: 前、后泵盖，泵体，一对齿数、 模数、齿形 完全相同的渐开线外啮合齿轮。 工作原理： 密封容积形成—齿轮、泵体内表面、前后泵盖围成 齿轮退出啮合,容积↑吸油 密封容积变化
齿轮进入啮合,容积↓压油 吸压油口隔开—两齿轮啮合线及泵盖
（三）液压径向不平衡力 在齿轮泵中，由于在压油腔和吸油腔之间存在 着压差，液体压力的合力作用在齿轮和轴上，是一 种径向不平衡力 当泵的尺寸确定以后，油液压力越高径向不平 衡力就越大。其结果是加速轴承的磨损，增大内部 泄漏，甚至造成齿顶与壳体内表面的摩擦。
（四）外啮合齿轮泵的优缺点 优点 （1）结构简单，制造方便，价格低廉 （2）结构紧凑，体积小，重量轻 （3）自吸性能好，对油污不敏感 （4）工作可靠，便于维护 缺点 （1）流量脉动大 （2)噪声大 (3)径向不平衡力，磨损严重 （4）泄露大
4、3 叶片泵
叶片泵具有结构紧凑、流量均匀、噪声小、 运转平稳等优点， 因而被广泛用于中、低压液 压系统中。但它也存在着结构复杂，吸油能力 差，对油液污染比较敏感等缺点。 叶片泵按结构可分为单作用式和双作用式两 大类。单作用式主要作变量泵，双作用式作定 量泵。
一、单作用叶片泵 （一）工作原理
组成：
排量v:在没有泄漏的情况下，泵（或马达）每转 一周所排出的液体的体积。 理论流量qt:不考虑泄露的情况下，单位时间内排 出的液体的体积。 qt = Vn
实际流量q:指泵（或马达）工作时实际输出的流量 q = qt-qs( 泄漏量）
额定流量qn：指泵在正常工作条件下，按试 验标准 规定 必须保证的输出流量。
单作用叶片工作原理
二、双作用叶片泵
图是双作用叶片泵的工作原 理图。转子和定子是同心的， 定子内表面由八段曲面拼合 而成：两段半径为R的大圆 弧面、两段半径为r的小圆 当转子转一转时，每个工作容腔 弧面以及连接圆弧面的四段 完成吸油、压油动作各两次，所 过渡曲面 。 以称为双作用叶片泵 。
当转子沿图示方向转动时，右上角和左下角的密封容腔 容积逐渐变小，所在的区域是压油区；左上角和右下角的密 封容腔容积逐渐变大，所在的区域是吸油区。
消除困油的方法
原则 ：a→b 密封容积减小，使之通压油口 b→c 密封容积增大，使之通吸油口 b 密封容积最小，隔开吸压油 方法：在泵盖（或轴承座）上开卸荷槽以消除困 油，CB-B形泵将卸荷槽整个向吸油腔侧平 移一段距离，效果更好
（二）泄漏 齿侧泄漏— 约占齿轮泵总泄漏量的 5%
径向泄漏—约占齿轮泵总泄漏量的 20%~25% 端面泄漏* —约占齿轮泵总泄漏量的 75%~80% 总之：泵压力愈高，泄漏愈大。
定子、转子、叶片、配油盘、传动轴、 壳体等。
密闭容积形成：定子、转子、叶片、配流盘围成
左半周，叶片伸出，v密↑，吸油 密闭容积变化： 右半周，叶片缩回，v密↓，压油
（二）排量计算
单作用叶片泵的排量为：
V=b[(R+e)2-(R-e)2] =4bRe=2bDe
压油
吸油
b—转子的宽度； e—定子与转子的偏心量 D—定子内直径。
第四章 液压泵和液压马达
4、1 液压泵和液压马达概述 一、作用与分类
作 用
液压泵: 将电动机或其它原动机输入 的机械能转换为液体的压力 能,向系统供油。 液压马达：将泵输入的液压能转换为机 械能而对负载做功。
液压泵与液压马达关系 功用上 — 相反 结构上 — 相似
原理上 — 互逆
液压泵的基本原理
流量脉动率
实际上，在齿轮啮合过程中压油腔的 容积变化率是不均匀的，因此齿轮泵的瞬时 流量是脉动的。设qmax和qmin分别表示齿轮 泵的最大、最小瞬时流量，则流量脉动率 δq为
三、外啮合齿轮泵结构特点和优缺点 （一）困油 困油现象产生原因 ∵ 为保证齿轮连续平稳运转，又能够使 吸压油口隔开，齿轮啮合时的重合度 必须大于1 ∴ 有时会出现两对轮齿同时啮合的情况， 故 在齿向啮合线间形成一个封闭容积
实际上，液压泵和液压马达在工作中是有能量损 失的，这种损失包括容积损失和机械损失。 容积损失 主要是液压泵内部泄漏造成的流量损 失。容积损失的大小用容积效率表征，即
PV
qv qvt q q 1 qvt qvt qvt
机械损失 指液压泵内流体粘性和机械摩擦造成的转 矩损失。机械损失的大小用机械效率表征，即