知识点1初识液压泵-网络学习平台

课题序号 1 授课班级11机电授课课时 2 授课形式新授课
授课章节名称第2单元液压动力元件知识点1 初识液压泵
使用教具多媒体、模型
教学目的知识与技能：
1、掌握液压泵的工作原理;
2、掌握液压泵的性能参数;
3、掌握不同液压泵的图形符号
4、了解各种液压泵的类型和各种参数；
过程与方法：
以任务为引领，以“个人和小组活动”为平台，让学生在学、做的同时提高分析问题、解决问题的能力。

情感态度与价值观：
以小组合作为主要形式，培养学生自主探究、合作交流等能力，同事渗透职业道德教育，培养学生良好的职业素养。

教学重点1、液压泵的工作原理；
教学难点1、液压泵的性能参数及其计算
更新、补
充、删节
内容
补充液压泵工作原理图动画
课外作业P35 .4
教学后记学生对于液压泵没有感性认识，所以必须通过动画和模型的拆装来提高其感性认识，而且可以通过这些方法培养学生的动手能力和学习兴趣。

授课主要内容或板书设计
第2单元 液压动力元件 知识点1 初识液压泵
一、复习 二、新课
1．液压泵的工作原理及特点
原理分析：
吸油过程：0-1800
密封腔增大— 形成真空— 吸油 压油过程：1800
-3600 密封腔减小— 压油
总结：利用密封容积的变化来工作的，故称“容积泵” 条件：
● 密封腔
● 密封腔能作周期变化 ● 配油装置
●
油箱必须与大气相通
几点解释： 容积泵与离心泵区别、自吸能、流量脉动
2．液压泵的主要性能参数 （1） 压力 （2） 排量和流量
Vn q t =
q q q t ∆-=
（3） 功率
ωT P in =
pq P out =
（4） 效率 t
V q q =
η 三、课堂小结
四、作业布置
课堂教学安排
教学过程主要教学内容及步骤
动画引入掌握液压泵的工作原理和液压泵的符号
理解并牢记液压泵工作的3个基本条件一、新课引入
二、新授课程
知识点1 初识液压泵
1．液压泵的工作原理及特点
原理图：
1-偏心轮2-柱塞3-缸体4-弹簧5、6-单向阀
压泵都是依靠密封容积变化的原理来进行工作的，图3-1所示的是一单柱塞液压
泵的工作原理图，图中柱塞2装在缸体3中形成一个密封容积a，柱塞在弹簧4的作用下始终压紧在偏心轮1上。

原动机驱动偏心轮1旋转使柱塞2作往复运动，使密封容积a的大小发生周期性的交替变化。

当a有小变大时就形成部分真空，使油箱中油液在大气压作用下，经吸油管顶开单向阀6进入油箱a而实现吸油；反之，当a由大变小时，a腔中吸满的油液将顶开单向阀5流入系统而实现压油。

这样液压泵就将原动机输入的机械能转换成液体的压力能，原动机驱动偏心轮不
断旋转，液压泵就不断地吸油和压油。

原理分析：
吸油过程：0-1800 密封腔增大—形成真空—吸油
压油过程：1800-3600密封腔减小—压油
总结：利用密封容积的变化来工作的，故称“容积泵”
教学过程主要教学内容及步骤
重点掌握液压泵排量和流量的计算，在后面的计算中运用频率很高
条件：
●密封腔
●密封腔能作周期变化
●配油装置
●油箱必须与大气相通
几点解释：容积泵与离心泵区别、自吸能、流量脉动
2．液压泵的主要性能参数
（1）压力
——工作压力液压泵实际工作时的输出压力称为工作压力。

工作压力的大小取决于外负载的大小。

——额定压力液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力称为液压泵的额定压力。

（2）排量和流量
——排量V 液压泵每转一周，由其密封容积几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积叫液压泵的排量。

——理论流量q t理论流量是指在不考虑液压泵的泄漏流量的情况下，在单位时间内所排出的液体体积。

Vn
q
t
=
——实际流量q 液压泵在某一具体工况下，单位时间内所排出的液体体积称为实际流量,它等于理论流量q t减去泄漏流量Δq，即：
q
q
q
t
∆
-
=
（3）功率
——输入功率P in液压泵的输入功率是指作用在液压泵主轴上的机械功率，当输入转矩为T，角速度为ω时，有：
ω
T
P
in
=
——输出功率P out液压泵的输出功率是指液压泵在工作过程中出口压力p （设泵的进口压力为零）和输出流量q的乘积,即：
pq
P
out
=
（4）效率
——容积效率ηV由于液压泵流量上的损失，液压泵的实际输出流量总是小于其理论流量。

液压泵的实际流量和理论流量之比称为容积效率，即
t
V q
q
=
η
教学过程
主 要 教 学 内 容 及 步 骤
——机械效率η
M
由于液压泵在转矩上的损失，液压泵的实际输入转矩T 总
是大于理论上所需要的转矩T t 。

液压泵的理论转矩T t 与实际输入转矩T 之比称为机械效率，即
T
T t
M =
η ——总效率η 液压泵的总效率为泵的输出功率和输入功率之比为:
M t V t in out T pq T pq
P P ηω
ηωη===
又，ωt t T Pq =（理论输入功率等于理论输出功率）。

V M ηηη=
液压泵的能量转换图
3．液压泵的常用种类和图形符号
从结构上：齿轮泵——内啮合、外啮合 叶片泵——双作用、单作用 柱式泵——轴向、径向 从流量是否可调节：定量泵、变量泵
从压力上：低压泵、中压泵、高压泵 液压泵的图形符号
定量泵 变量泵 双向定量泵 双向变量泵
二、课后小结
此次课讲解了液压泵的概述，相关工作参数的计算，这部分是液压中的重点内容，要求熟练掌握，通过播放动画，使同学先有一个感性的认识。

三、作业布置 P35 4
课题序号 2 授课班级11机电授课课时 2 授课形式新授课
授课章节
名称
知识点2 齿轮泵
使用教具挂图、课件、模型
教学目的知识与技能：
1、理解齿轮泵的工作原理
2、掌握常用的齿轮泵结构与特点；
过程与方法：
以任务为引领，以“个人和小组活动”为平台，让学生在学、做的同时提高分析问题、解决问题的能力。

情感态度与价值观：
以小组合作为主要形式，培养学生自主探究、合作交流等能力，同事渗透职业道德教育，培养学生良好的职业素养。

教学重点齿轮泵的工作原理教学难点齿轮泵存在的问题
更新、补
充、删节
内容
课外作业补充
教学后记学生对于齿轮的工作原理比较难掌握，通过各种动画和模型的演示（而且是让学生亲自动手，自己来操作），起到了事半功倍的效果，学生非常欢迎，教学效果也很好。

授课主要内容或板书设计
知识点2 齿轮泵
一、复习
1.液压泵的工作原理
二、新课
1．外啮合齿轮泵的工作原理和结构
基本结构：
它主要由前后泵盖8，4、泵体7、一对相互啮合的齿轮6和转动轴12，15等零件组成。

2．外啮合齿轮泵存在几个问题
（1）困油现象
解决困油的办法：是在前后盖板或浮动轴套上开卸荷槽
（2）齿轮泵的径向力不平衡
（3）泄漏
三条泄漏途径：
——通过齿轮外圆与泵体配合处径向间隙的泄漏，称为径向泄漏；——由于有齿向误差，通过两个齿轮的啮合线处的泄漏，称为啮合线泄漏；
——通过齿轮端面与侧盖板之间轴向间隙的泄漏，称为轴向泄漏。

(占总泄漏量的80％) 3．外啮合齿轮泵的特点和用途
二、课堂小结
三、作业布置
教学过程主要教学内容及步骤
掌握困油现象的产生原因和解决措施
知识点2 齿轮泵
一、复习
1、液压泵的工作原理和参数；
2、液压泵的符号
二、新课
1．外啮合齿轮泵的工作原理和结构
基本结构：
它主要由前后泵盖8，4、泵体7、一对相互啮合的齿轮6和转动轴12，15等
零件组成。

1-轴承外环2-堵头3-滚子4-后泵盖5-键6-齿轮7-泵体8-前泵盖9-螺钉10-压
环
11-密封环12-主动轴13-键14-泄油孔15-从动轴16-定位销
工作原理：
当齿轮按图示方向旋转时，右侧轮齿脱开啮合，让出空间使容积增大而形成真空，在大气压作用下从油箱吸进油液，并被旋转的齿轮带到左侧，在左侧，齿与齿进入啮合，使密封容积缩小，油液从齿间被挤出去，从压油口压到系统中。

2．外啮合齿轮泵存在几个问题
（1）困油现象
齿轮泵要能连续地供油,就要求齿轮啮合的重叠系数ε大于1,也就是当一对齿轮尚未脱开啮合时,另一对齿轮已进入啮合,这样,就出现同时有两对齿轮啮合的瞬间,在两对齿轮的齿向啮合线之间形成了一个封闭容积,一部分油液也就被困在这
教学过程主要教学内容及步骤
一封闭容积中〔见图3-5(a)〕,齿轮连续旋转时,这一封闭容积便逐渐减小,到两啮合
点处于节点两侧的对称位置时〔见图 3-5(b) 〕,封闭容积为最小,齿轮再继续转
动时,封闭容积又逐渐增大,直到图3-5(c)所示位置时,容积又变为最大。

在封闭容积
减小时,被困油液受到挤压,压力急剧上升,使轴承上突然受到很大的冲击载荷,使泵
剧烈振动,这时高压油从一切可能泄漏的缝隙中挤出,造成功率损失,使油液发热等。

当封闭容积增大时,由于没有油液补充,因此形成局部真空,使原来溶解于油液中的
空气分离出来,形成了气泡,油液中产生气泡后,会引起噪声、气蚀等一系列恶果。

以
上情况就是齿轮泵的困油现象。

这种困油现象极为严重地影响着泵的工作平稳性
和使用寿命。

图3-5齿轮泵的困油现象
为了消除困油现象,在齿轮泵的泵盖上铣出两个困油卸荷凹槽。

卸荷槽的位置应该使困油腔由大变小时,能通过卸荷槽与压油腔相通,而当困油腔由小变大时,能
通过另一卸荷槽与吸油腔相通。

两卸荷槽之间的距离为a,必须保证在任何时候都不
能使压油腔和吸油腔互通。

解决困油的办法：是在前后盖板或浮动轴套上开卸荷槽
（2）齿轮泵的径向力不平衡
解决径向力不平衡问题办法：在有些齿轮泵上，采用开压力平衡槽的办法来消除径向不平衡力，但这将使泄漏增大，容积效率降低等。

CB-B型齿轮泵则采用缩
小压油腔，以减少液压力对齿顶部分的作用面积来减小径向不平衡力
（3）泄漏
教学过程主要教学内容及步骤
三条泄漏途径：
——通过齿轮外圆与泵体配合处径向间隙的泄漏，称为径向泄漏；——由于有齿向误差，通过两个齿轮的啮合线处的泄漏，称为啮合线泄漏；
——通过齿轮端面与侧盖板之间轴向间隙的泄漏，称为轴向泄漏。

(占总泄漏量的80％)
3．外啮合齿轮泵的特点和用途
外啮合齿轮泵结构简单，尺寸小，重量轻，制造方便，价格低廉，工作可靠，自
吸能力强，对油液污染不敏感，维护容易。

但泵的一些机件要承受不平衡径向力，
磨损严重，泄漏大，因此工作压力的提高受到限制；此外，它的流量脉动大，因
此压力脉动和噪声都较大。

外啮合齿轮泵主要用于环境差、精度要求不高的场合，
通常p<10MPa，如工程机械、建筑机械、农用机械等。

三、课后小结
本次课主要讲解了外捏合齿轮泵的工作原理和结构及其存在的问题。

四、作业布置
课题序号 3 授课班级11机电授课课时 2 授课形式新授课
授课章节
名称
知识点3 叶片泵
使用教具挂图、课件、模型
教学目的知识与技能：
1、理解双作用叶片泵、单作用叶片泵的工作原理
2、理解限压或变量叶片泵的工作原理
3、了解3种叶片泵的结构特点
过程与方法：
以任务为引领，以“个人和小组活动”为平台，让学生在学、做的同时提高分析问题、解决问题的能力。

情感态度与价值观：
以小组合作为主要形式，培养学生自主探究、合作交流等能力，同事渗透职业道德教育，培养学生良好的职业素养。

教学重点双作用叶片泵、单作用叶片泵的工作原理教学难点限压或变量叶片泵的工作原理
更新、补
充、删节
内容
课外作业课本35 4（2）补充
教学后记学生对于叶片泵的工作原理比较难掌握，通过各种动画和模型的演示（而且是让学生亲自动手，自己来操作），起到了事半功倍的效果，学生非常欢迎，教学效果也很好。

授课主要内容或板书设计
第3章液压执行元件
3.3 叶片泵
一、复习
1. 齿轮泵的工作原理
2.齿轮泵的结构特点
二、新课
1单作用叶片泵
（1）工作原理
（2）单作用叶片泵的排量和流量
（3）结构特点
2双作用叶片泵
（1）工作原理
（2）双作用叶片泵的排量和流量
（3）结构特点
三、课堂小结
四、作业布置
课堂教学安排
教学过程主要教学内容及步骤
动画演示模型展示
学生操作，得出其工作原理一、复习
1.液压泵的工作原理
2.齿轮泵的工作原理
3.齿轮泵的结构特点
二、新课
叶片泵的优点：体积小，重量轻、运转平稳、输出流量均匀、噪声小；
叶片泵的缺点：结构较复杂、对油液污染较敏感、吸入特性不太好。

分类：单作用叶片泵
双作用叶片泵
1单作用叶片泵
（1）工作原理
按图示方向旋转时，图左边的叶片向外伸出，密封腔逐渐增大，产生真空，通过吸油窗口吸油；而右边的叶片在定子内表面的作用下，被迫向内缩进，密封腔逐渐减小，通过压油窗口压油。

转子旋转一周，每一叶片在转子槽内往复滑动一次，密封腔发生一次增大和缩小的变化，吸油和压油各一次，故称为单作用式叶片泵。

（2）单作用叶片泵的排量和流量
V p=2πbeD
实际流量为q p=2πbeDn pηpv
注意：单作用叶片泵的叶片总取奇数：一般为13片或15片
（3）结构特点
教学过程主要教学内容及步骤
动画演示模型展示
学生操作得出其工作原理1）定子和转子相互偏置
2）径向液压力不平衡
3）叶片后倾
2双作用叶片泵
（1）工作原理
它的工作原理与单作用叶片泵相似，不同之处在于双作用叶片泵的定子内表面是椭圆，由两大半径R圆弧、两小半径r圆弧和四段过渡曲线组成，且定子和转子同心。

当转子按图示方向转动，叶片由小半径r处向大半径R处移动时，两叶片间容积增大，通过吸油窗口a 吸油；叶片由大半径R处向小半径r处移动时，两叶片间容积减小，通过压油窗口b压油。

转子每转一周，每一片叶片往复运动两次，吸油压油各两次。

故称为双作用叶片泵。

其排量是不可调的，是定量泵。

（2）双作用叶片泵的排量和流量
排量为：V p=2π(R2-r2) b
泵的流量为q p=2π(R2-r2)bn pηpv
R---定子的长半径
r-- -定子的短半径
b----叶片宽度
教学过程主要教学内容及步骤
（3）.结构特点
1）定子过渡曲线
2）径向液压力平衡
3）端面间隙自动补偿
三、课后小结
此次课讲解了叶片泵的工作原理，这部分是液压中的重较重要内容，要求熟练掌握，通过播放动画，使同学先有一个感性的认识，通过叶片泵的拆装的实验，
再逐渐深入，培养学生的理性的认识。

四、作业布置
P35 1、2
课题序号 4 授课班级11机电授课课时 2 授课形式新授课
授课章节
名称
知识点4 柱塞泵
使用教具挂图、模型、课件
教学目的知识与技能：
1、掌握径向柱塞泵和轴向柱塞泵的工作原理；
2、理解柱塞泵的结构特点和用途
3、掌握液压泵的选用原则；
过程与方法：
以任务为引领，以“个人和小组活动”为平台，让学生在学、做的同时提高分析问题、解决问题的能力。

情感态度与价值观：
以小组合作为主要形式，培养学生自主探究、合作交流等能力，同事渗透职业道德教育，培养学生良好的职业素养。

教学重点径向柱塞泵的工作原理
教学难点径向柱塞泵的工作原理
更新、补
充、删节
内容
柱塞泵工作原理动画图
课外作业补充作业
教学后记
柱塞泵的工作原理较为简单，但要真正理解还是需要花功夫的，而且其结构特点
较为复杂，所以要通过动画和影片来辅助讲解。

授课主要内容或板书设计
知识点4 柱塞泵
一、复习
1、单、双作用叶片泵的工作原理及应用
2、液压泵的原则
二、新课引入
1 径向柱塞泵
（1）工作原理
（2）结构特点
2轴向柱塞泵
（1）工作原理
（2）轴向柱塞泵的排量和流量
知识点5 液压泵的选用
1．选择液压泵的原则
选择液压泵的原则是：根据主机工况、功率大小和系统对工作性能的要求，首先确定液压泵的类型，然后按系统所要求的压力、流量大小确定其规格型号。

2．液压泵工作压力和流量确定
3．液压泵驱动电动机参数的选择
三、课堂小结
四、作业布置
课堂教学安排
教学过程主要教学内容及步骤
一、复习
1、单、双作用叶片泵的区别
2、液压泵的选用原则
二、新课引入
知识点4 柱塞泵
柱塞泵是靠柱塞在缸体中作往复运动造成密封容积的变化来实现吸油与压油的液
压泵。

优点：效率高，工作压力高，结构紧凑，易于实现流量调节；
缺点：结构复杂，价格高，加工精度和日常维护要求高，对油液的污染较敏感。

轴向柱塞泵：柱塞都平行与缸体中心线按柱塞排列的方向不同分为
径向柱塞泵：柱塞与缸体中心线垂直
阀配流：缸体不动
按配流方式不同分为端面配流
轴配流：缸体转动
斜盘式
轴向柱塞泵
斜轴式
1．径向柱塞泵
工作原理图
1—柱塞2—缸体3—衬套4—定子5—配油轴
它主要由定子1、转子2、柱塞3和配流
教学过程
主 要 教 学 内 容 及 步 骤 轴4等组成，柱塞径向均匀分布在转子中，转子和定子之间有一定偏心距e 。

配流轴固定不动，在轴的上部和下部各有一个缺口，此缺口又分别通过所在部 位的两个轴向孔与泵的吸、压油口连通。

当转子旋转→上半部柱塞向外伸出→密封工作容积增大→吸油当转子旋转→下半部柱塞向内缩回→密封工作容积减小→压油移动定子改变偏心距的大小，可改变柱塞的行程，从而改变排量。

改变偏心距的方向，可改变吸、压油的方向。

故径向柱塞泵可以做成单向或双向变量泵。

径向柱塞泵的排量和流量计算：当转子和定子之间的偏心距为e 时，柱塞在缸体孔中的行程为2e ，设柱塞个数为z ，直径为d 时，泵的排量为：
V=4π
d 22ez
设泵的转数为n ，容积效率为ηV ，则泵的实际输出流量为： q=4πd 22ezn ηV =2π
d 2﹒ezn ηV
2．轴向柱塞泵
（1） 轴向柱塞泵的工作原理
轴向柱塞泵是将多个柱塞配置在一个共同缸体的圆周上,并使柱塞中心线和缸体中心线平行的一种泵。

泵主体由斜盘1、柱塞2、缸体3、配流盘4组成，斜盘与缸体间有一倾斜角γ。

配油盘4和斜盘1固定不转,柱塞在底部弹簧和油压力的作用下，其头部始终保持与斜盘紧密接触。

当缸体由传动轴带动旋转时，在斜盘、弹簧和油压力的共同作用下，迫使柱塞在缸体内作往复运动，这样各柱塞与缸体间的密封容积遍发生增大或缩小的变化。

原理图：
斜盘
配油盘及
配油窗口柱塞
轴向柱塞泵工作原理
组成：缸体、柱塞、配油盘、斜盘
原理分析：（分析密封容积变化）
密封容积增大→配流窗口a吸油
密封容积减小→配流窗口b压油
缸体每转一周，每个柱塞个完成一次吸油和压油。

如改变斜盘倾角，就能改变柱塞行程的长度,即改变液压泵的排量,
改变斜盘倾角方向,就能改变吸油和压油的方向,即成为双向变量泵。

（2）轴向柱塞泵的排量和流量
排量：V p=πd2Dtanγz/4
流量：q p=πd2Dtanγz nηv/4
d------柱塞直径
D-----缸体上柱塞分布圆直径
L-----柱塞行程
γ----斜盘倾角
z------柱塞数
（3）柱塞泵的特点和用途
特点：
具有压力高、结构紧凑、效率高、流量调节方便等优点。

用途：
广泛应用于需要高压、大流量、大功率的系统中和流量需要调节的场合，如龙门刨床、拉床、液压机、工程机械、矿山冶金机械、船舶等场合。

知识点5 液压泵的选用
1．选择液压泵的原则
选择液压泵的原则是：根据主机工况、功率大小和系统对工作性能的要求，首先确定液压泵的类型，然后按系统所要求的压力、流量大小确定其规格型号。

2．液压泵工作压力和流量确定 泵的最大工作压力P 泵可按下式确定：
P 泵≥k 压×P 缸
式中：P
泵
——液压泵所需要提供的压力，Pa ；
k 压——系统中压力损失系数，取1.3 ~ 1.5； P 缸 ——液压缸中所需的最大工作压力，Pa ；
液压泵的输出流量确定：q 泵≥K 流.×q 缸
式中： q 泵—液压泵所需输出的流量，m 3
/min ；
K 流—系统的泄漏系数，取1.1~1.3； q 缸一液压缸所需提供的最大流量，m 3/min 。

3．液压泵驱动电动机参数的选择
驱动液压泵所需的电动机功率可按下式确定：
η
60泵泵电q p P =
式中：P 电——电动机所需的功率，w ；
p 泵——泵所需的最大工作压力，Pa ； q 泵——泵所需输出的最大流量，m 3
/min ；
η——泵的总效率（各种泵的总效率大致为：齿轮泵0.6 ~ 0.7，叶片泵0.6~ 0.75；柱塞泵0.8 ~0.85）。

流量：
q p =πd 2r(sin γ)z n p ηpv /2
D------柱塞直径
r-----连杆球铰中心在法兰轴上的分布圆半径 n p -----法兰轴转速
γ----缸体摆角
z------柱塞数
教学过程主要教学内容及步骤
液压泵的主要性能和选用
液压泵的主要性能和选用
液压系统中常用液压泵的性能比较
性能外啮合轮泵双作用叶片
泵限压式变量
叶片泵
径向柱塞泵轴向柱塞泵
输出压力低压中压中压高压高压
流量调节不能不能能能能
效率低较高较高高高
输出流量脉
动
很大很小一般一般一般
自吸特性好较差较差差差
对油的污染
敏感性
不敏感较敏感较敏感很敏感很敏感
噪声大小较大大大
一般来说,由于各类液压泵各自突出的特点,其结构、功用和动转方式各不相同, 因此应根据不同的使用场合选择合适的液压泵。

一般在机床液压系统中,往往选用双作用叶片泵和限压式变量叶片泵;而在筑路机械、港口机械以及小型工程机械中往往选择抗污染能力较强的齿轮泵;在负载大、功率大的场合往往选择柱塞泵。

三、课后小结
一、概念
1.液压泵的工作原理和工作条件
2.液压泵的工作压力、排量、理论流量、实际流量、容积效率、输入转矩（泵）、
机械效率、输入、输出功率、总效率、各量的单位（量纲）及相关量间的关系3.常用泵－－齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的工作原理和结构特点、主要优缺点及应
用场合
二、计算
对泵的流量（理论流量、实际流量）、工作压力、输入、输出功率、效率（容积效率、机械效率）、转矩等进行计算，以便进行液压回路、系统的设计、液压元件的选择或判断所设计的系统性能指标是否满足负载要求
四、作业布置。