液压传动第三章 齿轮泵及螺杆泵
液压传动课件 第三章.
第3章液压泵与液压马达液压泵与液压马达，是液压系统中的能量转换装置。
本章主要介绍几种典型的液压泵与液压马达的工作原理、结构特点、性能参数以及应用。
液压泵液压马达将原动机输出的机械能转换成压力能，属于动力元件，其功用是给液压系统提供足够的压力油以驱动系统工作。
因此，液压泵的输入参量为机械参量(转矩T和转速n)，输出参量为液压参量(压力p和流量q)。
将输入的液体压力能转换成工作机构所需要的机械能，属于执行元件，常置于液压系统的输出端，直接或间接驱动负载连续回转而做功。
因此，液压马达的输入参量为液压参量(压力p和流量q)，输出参量为机械参量(转矩T和转速n)。
目录▪ 3.1 液压泵与液压马达概述▪ 3.2 齿轮泵▪ 3.3 叶片泵▪ 3.4 柱塞泵▪ 3.5 液压泵的选用▪ 3.6 液压马达3.1 液压泵与液压马达概述液压泵的工作原理1—偏心轮2—柱塞3—缸体4—弹簧5—压油单向阀6—吸油单向阀a—密封油腔单柱塞容积式泵的工作原理图液压泵的性能参数主要有压力、转速、排量、流量、功率和效率。
液压泵的主要性能参数3.1 液压泵与液压马达概述压力np 额定压力 max p 最高允许压力 p 工作压力 吸入压力在正常工作条件下，按试验标准 规定连续运转所允许的最高压力泵短时间内所允许 超载使用的极限压力 实际工作时的输出压力， 即液压泵出口的压力 液压泵进口处的压力3.1 液压泵与液压马达概述转速n额定转速 maxn 最高转速 minn 最低转速 液压泵的主要性能参数在额定压力下，根据试验结果推荐能长 时间连续运行并保持较高运行效率的转速 在额定压力下，为保证使用寿命和性能所允许的短暂运行的最高转速为保证液压泵可靠工作或运行效率不致过 低所允许的最低转速3.1 液压泵与液压马达概述排量及流量液压泵的主要性能参数 tq 理论流量 q实际流量 排量V在不考虑泄漏的情况下，液压泵主轴每转一周， 所排出的液体的体积在不考虑泄漏的情况下，液压泵在单位时间内 所排出的液体的体积t q nV指实际运行时，在不同压力下液压泵所排出的流量流量不均匀系数q δ瞬时理论流量 tshq 额定流量 nq 3.1 液压泵与液压马达概述液压泵的主要性能参数 排量及流量在额定压力、额定转速下，按试验标准规定 必须保证的输出流量由于运动学机理，液压泵的流量往往具有脉 动性，液压泵某一瞬间所排的理论流量 在液压泵的转速一定时，因流量脉动造成的流量不均匀程度tsh max tsh min q t()()q q q δ-=3.1 液压泵与液压马达概述输入功率P i输出功率P o理论功率P t液压泵的主要性能参数 功率原动机的输出功率，即实际驱动泵轴所需 的机械功率 i2πP T nTω==输出功率(kW)用其实际流量q 和出口压力p的乘积表示O p pq =t t t2πP pq nT ==如果液压泵在能量转换过程中没有能量损失，则输入功率与输出功率相等，即为理论功率3.1 液压泵与液压马达概述液压泵的主要性能参数效率机械效率容积效率总效率tmTTη=l l Vt t11q qqq q nV η==-=-oV miPpηηη==3.1 液压泵与液压马达概述性能曲线液压泵的容积效率、机械效率、总效率、理论流量、实际流量和实际输入功率与工作压力的关系曲线如图所示。
3《液压传动》液压泵
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1）原因：径向液压力分布不均 啮合力 2）危害：轴承磨损、刮壳。 3）措施：缩小压油口，增加径 向间隙。 ※ 压油口缩小后，安装时注意不 能反转。
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作用在泵轴上的径向力，能使轴弯曲，从而引起齿顶与泵壳体 相接触，从而降低了轴承的寿命，这种危害会随着齿轮泵压力的提 高而加剧，所以应采取措施尽量减小径向不平衡力，其方法如下： (1) 缩小压油口的直径，使压力油仅作用在一个齿到两个齿的范围 内，这样压力油作用于齿轮上的面积减小，因而径向不平衡力也就 相应地减小。 （2）增大泵体内表面与齿轮齿顶圆 的间隙，使齿轮在径向不平衡力作用 下，齿顶也不能和泵体相接触。 （3）开压力平衡槽，如图所示， 开两个压力平衡槽1和2分别与低、高 压油腔相通，这样吸油腔与压油腔相 对应的径向力得到平衡，使作用在轴 承上的径向力大大地减小。但此种方 法会使泵的内泄漏增加，容积效率降 低，所以目前很少使用此种方法。
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一、齿轮泵的工作原理 齿轮泵的工作原理
齿轮1、2的齿廓线（面）与壳体内 表面及前后端盖构成若干密封容积， 啮合线将高、低压腔隔离开来。 当齿轮按图示方向旋转时，下侧的轮 齿逐渐脱离啮合，其密封容积逐渐增 大，形成局部真空，油液在大气压力 的作用下从吸油口进入下部低压腔； 随着齿轮的转动，齿轮的齿谷把油液 从下侧带到上侧密封容积中，轮齿在 上侧进入啮合时，使上侧密封容积逐 渐减小，油液从上侧油高压腔将油液 排出。当齿轮泵不断地旋转时，齿轮 泵不断地吸油和排油
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二、齿轮泵的排量和流量 1．排量与流量： 对于由一对齿数相等的齿轮组成的外啮 排量与流量： 合齿轮泵，其主轴旋转一周所排出的液体体积等于两齿轮轮齿 体积之和。对于标准齿轮而言，轮齿体积与齿谷容积是相同的。 这样，齿轮泵的几何排量等于一个齿轮的轮齿体积和齿谷容积 之和。考虑到齿顶间隙的液体从排液腔仍被带回到吸油腔，不 参与排液，则齿轮泵的几何排量等于以齿顶圆为外径、以 (Z－ 2)m的圆为内径、高为齿轮宽度B的圆筒体积
液压传动 第三章
m
Tt T
Tt
Tt T
（3-6）
式中， ΔT ——液压泵的机械摩擦损耗。
3、总效率 η
液压泵的输出功率与输入功率的比值称为总效率，即
Po Pi
pq T
vm
（3-7）
由上式表明，液压泵的总效率等于容积效率和机械效率的乘积。
五．液压泵的转速
一
二
三
四
额定转速 ns
在额定压力 下，能连续长 时间正常运转 的最高转速。
其中，端面泄漏量最大，约占总泄漏量的 75%～80% 。泵的压力越高， 端面泄漏量越大。
对于低压齿轮泵，为了减小端面泄漏，在设计和制造时都对端面间隙 加以严格控制，但这一办法用于高压齿轮泵则不能取得好的效果，因为泵 在使用一段时间后磨损会使间隙越来越大。
对于高压齿轮泵通常采取端面间隙自动补偿措施，在齿轮与前后盖板 间增加一个零件，如浮动轴套或弹性侧板。
（3-1）
式中，pi ——液压泵的输入转矩； n ——泵轴的转速。
2、输出功率 po 液压泵的输出功率为其实际流量 q 和工作压力 p 的乘积，即
Po pq
（3-2）
液压泵工作时，由于存在泄漏和机械摩擦，就会出现能量损失，故其功 率有理论功率和实际功率之分，并且输出功率 po 小于输入功率 pi 。如果忽 略能量损失，则液压泵的输入功率（理论功率）等于输出功率（理论功率）， 其表达式为 2πnTt pqt pnV ，则有
螺杆直径越大、螺旋糟越深，泵的排量就 越大；螺杆的密封层次越多，泵的额定压力就 越高。
螺杆泵结构紧凑，自吸能力强，运转平稳， 输油量稳定，噪声小，对油液污染不敏感，并 允许采用高转速，特别适用于对压力和流量变 化稳定要求较高的精密机械。 其主要缺点是， 加工工艺复杂，加工精度要求高。
《液压与气压传动技术》教学讲义 3.3.《液压动力元件-螺杆泵、液压泵的选用、故障液压马达》导学案
《液压动力元件—螺杆泵、液压泵的选用、常见故障及维修、液压马达》导学案设计方案科目：液压与气压传动方案设计：赵光霞、査娜备课节次：2 节班级：组号：学生姓名：导入：根据常见液压泵的类型导入新课二、明确任务，自主学习明确本节课的主要学习任务，对照任务自学教材P46-P50，并完成以下练习。
3.5 螺杆泵1.分析下图，试从密封容积及吸压油形成两方面回答三螺杆泵的工作原理。
1后盖2泵体3主动螺杆4从动螺杆5前盖2.螺杆泵的特点及应用优点：缺点：应用：3.6 液压泵的选用1.液压泵选用时，首先看有无变量要求，有变量要求，首选_______________、_______________、______________；其次看工作压力，低压系统或辅助装置选______________，中压系统多选___________，高压系统多选___________；再看工作环境，____________抗污染最好；然后对比噪声指数，低噪声用___________、___________和___________，___________和___________的瞬时流量最均匀；最后对比各种泵的效率，___________的总效率最高；同一结构的泵，___________泵总效率高。
3.7 液压泵的常见故障及维修1.液压泵的常见故障有______________________________________、_______________________________和____________________________。
3.8 液压马达3.8.1 液压马达的分类1.液压马达是液压系统的___________元件，其作用是__________________________________________________________。
2. 液压马达和液压泵的区别在于：________________，________________，________________。
03第三章 液压泵x
际输入转矩Tt之比。即
m
Tt T Tt Tt Tl 1 1 Tl / Tt
式中Tl——转矩损失。 （6）总效率：泵的实 际输出功率P与实际输入功 率Pr之比，即
P Pr pq
T
Tt qt
q
T
v m
液压泵性能特性曲线 如右图：
4.转速 （1）额定转速：额定压力下，允许液压泵 连续运转的最高转速（容积效率最高）。 （2）最高转速：额定压力下，允许短暂运 行的最大转速（受“汽穴”现象限制）。 （3）最低转速：运行液压泵正常运转的最 低转速（受容积效率的限制）。 5.自吸能力 液压泵正常运转时，并不发生汽穴或汽蚀 的条件下，吸液口允许的最低压力。
（3）工作压力：泵实际工作时的压力，其 大小取决于外负载和排油管路上的压力损失。 液压泵按工作压力分： 低压泵 <2.5 MPa 机床 中压泵 2.5~8 MPa 机床 中高压泵 8~16 MPa 工程、冶金、农 业机械 高压泵 16~32 MPa 工程、冶金、采掘 机械 超高压泵 >32 MPa 液压支架 （4）吸入压力：泵入口处的压力。
外反馈限压变量叶片泵变量原 理
内反馈限压变量叶片泵变量原理
3）限压变量叶片泵 的工作性能（右图） 用在机床液压系统中 要求执行元件有快、慢速 和保压阶段的场合。
叶片泵的特点：
优点：运转平稳，流量均匀，噪声小。 缺点：结构复杂，吸油特性不太好，对 油液的污染比较敏感。
第四节 柱塞泵
一、径向柱塞泵 1.轴配流径向柱塞泵 1）组成：转子 偏心安装； 定子 柱塞——径向装入转子； 配流轴——固定不动。 2）工作原理（右图）
2）设置专门的配流机构； 3）油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大 于大气压力。 3.液压泵的分类 液压泵按其在每转一周所能输出的油液体 积是否可调节分成定量泵和变量泵。 按构成密封又可以变化的容积空间的零件 结构来划分：齿轮泵、叶片泵、柱塞泵等。 二、液压泵的压力建立条件及其安装高度 1.压力建立条件——外载荷 液压泵的压力，一般是指其出口截面3-3处 的液压力。根据伯努利方程可得
3第三章液压泵及液压马达(1)
2. 工作原理
3. 流量
q 2 k z m2 b n V
4. 特点
流量和压力的脉动较小；无困油区，噪声较低； 加工难价格高；轮齿接触应力小，泵的寿命较长。
（二）摆线形内啮合齿轮泵
1 . 主要组成
摆线齿轮泵又称为转子泵，由两齿轮及 前后端盖等组成。且两齿轮相差一个齿。
2. 工作原理
吸油 —— 左半部分，轮齿脱开啮合，容积↑ 压油 —— 右半部分，轮齿进入啮合，容积↓
三 液压泵（马达）的性能参数
液压泵（马达）的性能参数主要有： 压力 转速
排量和流量 功率和效率
一、 排量、流量和压力
1. 压 力
⑴ 工作压力（p） —— 液压泵（或马达）工作时输出液体的实际压力。 其值取决于负载（包括管路阻力）。
(2) 额定压力（p n）—— 油泵（或马达）铭牌上标注的压力值。指在 连续运转情况下所允许使用的工作压力。它能使泵（或马达）具有较高的 容积效率和较长的使用寿命。
轴套 采用浮动轴套的中高压齿轮泵结构图
2. 高压内啮合齿轮泵
➢ 轴向间隙补偿原理
与外啮合齿轮泵浮动侧板的补偿相似，也是利用背压使两侧的浮 动侧板紧贴在小齿轮、内齿环和填隙片端面上；磨损后，也可利用背 压自动补偿。
➢ 径向间隙补偿原理
径向半圆支承块（15）的下面也有两个背压室，各背压室均与压 油腔相同。在背压作用下，半圆支承块推动内齿环，内齿环（6）又 推动填隙片与小齿轮齿顶相接触，形成高压区的径向密封。同时，可 自动补偿各相对运动间的磨损。
qt qm
qm q qm
1
q qm
(6) 马达总效率（ηm）
液压马达的总效率是实际输出功率与实际输入功率的比值，即：
m
第三章液压泵讲义与液压马达
2. 困油现象 动画演示
1) 产生原因：
压
吸
ε> 1，构成闭死容积Vb
2)危害:
Vb由大→小，p↑↑, 油液发 热，轴承磨损。
Vb由小→大，p ↓↓, 汽蚀、 噪声、振动、金属表面剥蚀。
（三）液压马达的转速和容积效率
理论转速：nt= qM /VM 容积效率：
ηMv＝ qMt / qM ＝（ qM -ql ）/ qM ＝ 1－ ql / qM
输出转速nM= （qM -ql ）/VM= qM /VM ηMv
（四）液压马达的转矩和机械效率
实际输出转矩 TM＝TMt-ΔT 理论输出转矩 TMt＝Δp VM/ 2π 机械效率ηMm＝TM/TMt
q=Vnηv =πDhbnηv =2πzm2bn ηv
三、齿轮泵结构特点
1、泄漏问题
泄漏
齿轮泵存在端面泄漏、径向泄漏和轮齿
啮合处泄漏。其中端面泄漏占80％—85％。
减少泄露的措施：间隙补偿
其中端面间隙补偿采用静压 平衡
在齿轮和盖板之间增加一个 补偿零件，如浮动轴套或浮动侧 板，在浮动零件的背面引入压力 油，让作用在背面的液压力稍大 于正面的液压力，其差值由一层 很薄的油膜承受。
周所排出的液体体积。
2.理论流量qt (m3/s) 是指在不考虑泄漏的情况下，单位时间内排出的
液体体积。
qt =Vn 3.实际流量qp
指液压泵工作时的输出流量。
qp= qt - △ q
4.额定流量qn 指在额定转速和额定压力下泵输出的流量。
（四）功率与效率
1.输入功率： Pi=2πnT 2.输出功率： Po=ppqp 3.容积效率： ηpv =qp /qt 4.总效率： ηp =Po /Pi= ppqp/2πnT=ηpm ηpv 5.机械效率： ηpm = η /ηpv
第三章液压泵
第3章液压泵内容提要本章主要介绍液压动力元件的几种典型液压泵（齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的工作原理、性能参数、基本结构、性能特点及应用范围等）。
基本要求、重点和难点基本要求：掌握齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的工作原理、性能参数、结构特点。
了解各类泵的典型结构及应用范围。
重点：通过本章学习，要求掌握液压泵的工作原理、功能、性能参数（压力和流量等）、性能特点及应用范围。
难点： ①密闭容积的确定（特别是齿轮泵）。
②容积效率的概念。
③额定压力和实际压力的概念。
④外反馈限压式变量叶片泵的特性。
⑤柱塞泵的变量机构。
3.1液压泵基本概述液压泵作为液压系统的动力元件，将原动机（电动机、柴油机等）输入的机械能（转矩T 和角速度ω）转换为压力能（压力p 和流量q ）输出，为执行元件提供压力油。
液压泵.的性能好坏直接影响到液压系统的工作性能和可靠性，在液压传动中占有极其重要的地位。
3.1.1液压泵的工作原理如图3-1所示，单柱塞泵由偏心轮1、柱塞2、弹簧3、缸体4和单向阀5、6等组成，柱塞与缸体孔之间形成密闭容积。
当原动机带动偏心轮顺时针方向旋转时，柱塞在弹簧力的作用下向下运动，柱塞与缸体孔组成的密闭容积增大，形成真空，油箱中的油液在大气压力的作用下经单向阀5进入其内（单向阀6关闭）。
这一过程称为吸油，当偏心轮的几何中心转到最下点O 1/时，容积增大到极限位置，吸油终止。
吸油过程完成后，偏心轮继续旋转，柱塞随偏心轮向上运动，柱塞与缸体孔组成的密闭容积减小，油液受挤压经单向阀6排出（单向阀5关闭），这一过程称为排油，当偏心轮的几何中心转到最上点O 1//时，容积减小至极限位置，排油终止。
偏心轮连续旋转，柱塞上下往复运动，泵在半个周期内吸油、半个周期内排油，在一个周期内吸排油各一次。
图3-1 单柱塞泵工作原理 1-偏心轮 2-柱塞 3-弹簧 4-缸体 5、6-单向阀 7-油箱如果记柱塞直径为d ，偏心轮偏心距为e ，则柱塞向上最大行程e s 2=，排出的油液体积2422e d s d V ππ==。
齿轮泵的类型
齿轮泵的类型
齿轮泵是一种常用的液压传动装置，其工作原理是利用齿轮的旋转来吸入和排出液体。
根据齿轮泵的结构和工作特点，可以将其分为以下几种类型：
1.外齿轮泵
外齿轮泵是一种常见的齿轮泵类型，其结构由外齿轮、内齿轮和泵体组成。
液体经过泵体进入齿轮间隙，随着齿轮的旋转，液体被吸入齿轮齿槽中，并随着齿轮的旋转被输送到出口处。
外齿轮泵的优点是结构简单、容易维修，但由于齿轮的旋转会在一定程度上产生噪音和振动，因此适用于流量要求不高的场合。
2.内齿轮泵
内齿轮泵是一种常用的齿轮泵类型，其结构由外齿轮、内齿轮和泵体组成。
液体经过泵体进入齿轮间隙，随着齿轮的旋转，液体被吸入齿轮齿槽中，并随着齿轮的旋转被输送到出口处。
内齿轮泵的优点是结构简单、流量大、压力高，但其缺点是液体流动时容易产生压力脉动。
3.双齿轮泵
双齿轮泵是一种结构复杂的齿轮泵类型，其结构由两个相互啮合的
齿轮和泵体组成。
双齿轮泵可以实现液体的正反转和流量的可调节，因此广泛应用于工程机械、农业机械等领域。
4.内外齿轮泵
内外齿轮泵是一种结构复杂的齿轮泵类型，其结构由内齿轮、外齿轮和泵体组成。
内外齿轮泵的优点是流量大、压力高、噪音小，因此广泛应用于冶金、石化、煤炭等领域。
5.螺杆泵
螺杆泵是一种常用的齿轮泵类型，其结构由两个相互啮合的螺杆和泵体组成。
螺杆泵可以实现液体的正反转，液体流动时压力脉动小，因此广泛应用于石油、化工、食品等领域。
不同类型的齿轮泵根据其结构和工作特点，适用于不同的场合。
在选择齿轮泵时，应根据实际需求，选择合适的类型和型号。
第三章 液压泵
转子受有不平衡的径向液压力,且径向不平 衡力随泵的工作压力提高而提高，因此这种 泵的工作压力不能太高。
应用最多的油泵，主要用于丰田自动变 速器车
NBT系列液压泵（直齿共轭高压内齿轮泵）
是一种设计新颖的液压动力元件。它采用了直线(齿 轮)-直线共轭线(齿圈)齿形，按工作时无困油设计， NBT系列泵具有高压力、低噪音、长寿命、稳定可靠 等优点，广泛适用于各种领域。 直线共轭内啮合齿轮泵在液压界被 誉为“永不磨损的液压泵”,用于 高,精,专液压系统。 NBT系列齿轮泵聚集了柱塞泵的 压力高,螺杆泵的低噪音,压力脉动 小和普通齿轮泵的工作可靠,长寿命 等主要的优点于一身,广泛用于锻压 机,叉车,压砖机,注塑机,船舶,摩天轮 及航空航天事业等。
qt=n0Vt（L/min）
n0—液压泵输出压力为零时的主轴转（r/min）
实际流量q：计泄露，泄漏量为△q。
q=qt- △q 同时：q=n V
理论流量qt：不计泄露量
容积效率ηv ：液压泵的实际排量与理论排量之比 值称为容积效率，一般用ηv表示。
精确测量用调速电机,否则用一般普通交流电机 驱动主轴转速不变 n0=n,则液压泵实际流量的计算 q qt q 公式为：
汽蚀现象
外部齿轮泵是 容积式泵2个并 排联锁齿轮集。 当齿轮转动时, 不同的牙齿创 建一个扩展卷 在流体了。然 后运送流体在 外围和驱逐牙 齿合并。
3.径向不平衡力
在齿轮泵中，作用在齿轮外圆 上的压力是不相等的，在压油 腔和吸油腔齿轮外圆和齿廓表 面承受工作压力（高压）和吸 油腔压力（低压） 可以认为压力由压油腔压力逐 渐分级下降到吸油腔压力，这些油 液压力综合作用下，相当于给齿轮 一个径向的作用力，使齿轮和轴承 受载。
液压与气压传动第3章习题解
第3章液压与气压传动动力元件思考题和习题3.1 容积式液压泵的工作原理是什么？答：其原理是：必须有一个密封容积；并且密封容积是变化的；还要有一个配油装置；油箱与大气相通。
3.2 液压泵装于液压系统中之后，它的工作压力是否就是液压泵标牌上的压力？为什么？答：不一定。
因为系统中压力是由负载来决定的。
3.3 液压泵在工作过程中产生哪些能量损失？产生损失的原因？答：产生两种损失：容积损失和机械损失。
容积损失产生的原因是泵中存在间隙，在压力作用下油液从高压区向低压区泄漏；另外由于油的粘性，转速高阻力大，使油液没充满密封空间。
机械损失是泵零件间，轴承，零件与液体间存在摩擦而产生的损失。
3.4 外啮合齿轮泵为什么有较大的流量脉动？流量脉动大会产生什么危害？答：外啮合齿轮泵在工作过程中，压油腔的工作容积变化率不均匀，齿数越少，其脉动率越大，所以外啮合齿轮泵的瞬时流量脉动大。
流量脉动大引起齿轮泵输出压力脉动大，产生较大的噪声。
3.5 什么是齿轮泵的困油现象？产生困油现象有何危害？如何消除困油现象？其它类型的液压泵是否有困油现象？解：齿轮泵要平稳工作，齿轮啮合的重叠系数必须大于或等于1，即总有两对轮齿同时啮合。
这样一部分油液被围困在两对轮齿所形成的封闭腔之内。
这个封闭容积先随齿轮转动逐渐减少，以后又逐渐增大。
当封闭容积减少时会使被困油液受挤压而产生高压，并从缝隙中流出，导致油液温升增加，轴承等机件也受到附加径向不平衡负载作用。
封闭容积增大时又会造成局部真空，使溶于油中气体分离出来，产生空穴，引起噪声、振动和气蚀，这就是齿轮泵的困油现象。
消除困油现象的方法，通常在齿轮泵的两端盖板上开卸荷槽，使封闭容积减少时通过卸荷槽与压油腔相通，封闭容积增大时通过卸荷槽与吸油腔相通。
其它类型的液压泵也有困油现象，双作用叶片泵在设计合理，安装准确时，在理论上没有困油现象。
3.6 齿轮泵压力的提高主要受哪些因素的影响？可以采取哪些措施来提高齿轮泵的压力？答：影响齿轮泵压力提高主要是端面间隙的泄漏及径向力不平衡。
第三章 液压传动
2.选用原则 ⑴ 先选择合适的液压油类型，再选择合适的液压油粘度。 (2)运动速度高或配合间隙小时宜采用粘度较低的油液以 减小摩擦损失；工作压力高或温度高时宜采用粘度较 高的油液以减小泄漏。
五、液压系统的图形符号 图形符号只反映各元件的职能和在油路连接上的相互关系，而不表 示元件的具体结构和空间安装位置。常用的图形符号如下:
P T
出油口
压力控制回路
先导型溢流阀工作原理
压力控制回路
先导型溢流阀工作原理
压力控制回路
先导型溢流阀工作原理
（2）减压阀 图形符号 减压阀是利用油液流过缝隙时产生压降的原理，使系统某一支油路 获得比系统压力低而平稳的压力油。减压阀也有直动式和先导式 之分，一般采用先导式。
（3）顺序阀 顺序阀是利用油路中压力的变化控制阀口启闭，以实现执行元件顺 序动作的压力阀。其结构与溢流阀类同，也分为直动式和先导式。 先导式一般用于压力较高的场合。
齿轮泵具有结构简单，体积小，工艺性好，工作可靠，维修方便和 抗油污能力强等优点，应用广泛，特别是工作条件比较恶劣的工 程机械。但由于齿轮泵的流量和压力脉动较大，噪声高，并且只 能作定量泵，故应用范围受到了一定的限制。 3. 叶片泵 （动画）
叶片泵 具有结构紧凑、转动平稳、噪声小、输出流量均匀性好等优点。但 存在着结构复杂、转速范围小、对油液的污染较敏感等缺点。 叶片泵分为单作用式（每转吸、压油各一次）及双作用式（每转吸、 压油两次）。工程机械上应用较多的是双作用叶片泵。 4. 柱塞泵（动画）
二、液压系统的组成 1.液压泵 将原动机（电动机或内燃机）的机械能转换成液体的压能。 2.控制调节装置 各类液压阀，主要有方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀，其功 能是对液压系统中油的流动方向、压力、流量进行调节和控制。 3.执行装置 指液动机械，包括作直线运动的液压缸和作旋转运动的液压马达， 其作用是将液体的液压能转换为工作装置需要的机械能，实现预 定的工作目的。 4.辅助装置 包括油箱、蓄能器、密封圈、滤油器、管道、管接头、压力表等， 其作用是保证液压系统持久、稳定、可靠地工作。 5.工作介质 液压油，主要是矿物油，其它还有高水基液压油和合成型液压油等。
第三章液压齿轮泵
《液压与气压传动技术》
§3．2 齿轮泵
齿轮泵是一种常用的液压泵 主要优点：结构简单、制造方便、价格低廉、体积小、重量轻、
自吸性好、对油液污染不敏感、工作可靠； 主要缺点：流量和压力脉动大、噪声大、排量不可调。
应用：齿轮泵被广泛地应用于采矿设备、冶金设备、建筑机 械、工程机械和农林机械等各个行业。
近似排量：Vdh2 b zm 2b
实际上，齿谷容积比轮齿体积稍大一些，并且齿数越少 误差越大，因此,在实际计算中用3.33~3.50来代替上式中π 值，齿数少时取大值。
V(6.66~7)zm 2b
由此得齿轮泵的输出流量为:
q《 液(压6 与.气6压传~ 6 动技7术)》zm 2bnv
《液压与气压传动技术》
2、开设平衡槽的办法。
《液压与气压传动技术》
平衡槽解决径向不平衡力
《液压与气压传动技术》
平衡槽解决径向不平衡力
《液压与气压传动技术》
3.2.3.3 齿轮泵的泄漏途径及端面间隙的自动补偿 齿轮泵的三条泄漏途经：
一、通过齿轮啮合线处的间隙—齿侧间隙； 二、通过泵体定子环内孔和齿顶间的径向间隙—齿顶间隙； 三、通过齿轮两端面和侧板间的间隙——端面间隙。
为了提高齿轮泵 的压力和容积效 率，实现齿轮泵 的高压化，需要 从结构上采取措 施，对端面间隙 进行自动补偿。
数学拓展：渐开线
• 将一个圆轴固定在一个平面上，轴上缠线，拉紧一个线头， 让该线绕圆轴运动且始终与圆轴相切，那么线上一个定点在 该平面上的轨迹就是渐开线。
• 直线在圆上纯滚动时，直线上一点K的轨迹称为该圆的渐开 线，该圆称为渐开线的基圆，直线称为渐开线的发生线。
一、泄漏，二、脉动，三、径向力，四、困油。
液压传动 3
一、齿轮泵(gear pump)的工作原理 p54
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二、齿轮泵的排量、流量及流量脉动
1、排量 (泵轴每转所排出的液体体积)
外啮合齿轮泵的理论排量应为两齿轮间槽工 作容积之总和 轮齿齿谷的面积
A m
则理论排量为
2
V 2 Bz m
2
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作业：P280 马达gear motor)
1、工作原理
当压力油进入其进油腔后，由于啮合点的半径X、
Y小于齿顶圆的半径，因此在齿1和2 的齿面上变形
成如图所示不平衡液压力，该液压力相对于轴产生
§2—2 齿轮式液压泵与齿轮式液压马达
齿轮泵的种类很多，按工作压力大致可分为：
齿轮式 液压泵
低压齿轮泵（p≤2.5 MPa） 中压齿轮泵（p≥2.5 ～8 MPa） 中高压齿轮泵（p≥8 ～16 MPa） 高压齿轮泵（p≥16 ～32MPa）
按结构分，齿轮泵可分为内啮合和外啮合两种， 外啮合齿轮泵应用广泛，我们主要讲它，简称为 齿轮泵 。
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3、齿轮马达输出的转速、转矩、功率
n qMt V qMMv V
TM pVMm
PM 0 TM n pqM
与一般齿轮泵一样，齿轮马达由于密封性差，容积 效率低，所以输入的油压不能过高，因而不能产生较 大的转矩，且它的转速和转矩都随着齿轮啮合情况而 脉动，齿轮马达多用于高速低转矩的液压系统中。
三、
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a t0 cos
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注: 消除困油现象的卸荷槽非对称分布，偏向吸油 腔。
3-齿轮泵和螺杆泵
径向力不平衡的危害
轴和轴承承受很大的冲击载荷；
齿顶刮壳现象； 泄漏增加，容积效率下降。
消除径向力不平衡的措施
缩小压油腔的尺寸； 将压油腔扩大到接近吸油腔侧；
使过渡密封区压力一致；
在过渡区开设两个平衡槽，分别与高低压腔相通。
6、齿轮泵 的高压化
1）提高容积效率
进行轴向间隙和径向间隙的自动补偿； 泄漏腔内部高压化； 采取减小径向力的措施。
线和壳体把吸排 油腔隔开。
3
吸排油腔之间有许多
由螺旋槽构成的独立 运动容积，保证油液
增大；
进入排油腔前完全离
开吸油腔。
2、排量和流量
由于油液进入吸油腔后，直接经由螺 旋槽沿轴向提升至排油腔，因此螺杆 泵的流量与泵轴的转角无关，其流量 脉动是所有液压泵中最小的。 螺杆泵的排量计算公式
V=1.243133tdj2 （mL/r)
②
③
齿轮泵的主要性能特点及应用；
螺杆泵的主要性能特点及应用。
结构简单 工作可靠 价格较低 噪声小 自吸能力好 工作压力一般较低 不能变量 流量脉动较大
5、主要技术问题 1）困油
啮合齿间形成的和吸排 油腔不相通的闭死容积 随着齿轮的连续旋转， 闭死容积的大小发生变 化，造成油液被困挤压
的现象，称之为困油。
困油的危害
径向力增加，轴和轴承承受很大的冲击载荷；
第3章
齿轮泵和螺杆泵
1、工作原理
一、齿轮泵（外啮合式）
动画演示
齿轮泵工作必要条件解析
2 1 吸排油腔由齿、壳体和 端盖构成；随着齿轮的 转动，主从动齿轮的齿 连续地啮合和退出啮合。 啮合时排油腔容积变小， 退出啮合时吸油腔容积 增大。 3 吸排油腔之间 有许多独立的 运动容积，保 证油液进入排 油腔前完成离 开吸油腔。 齿顶、壳体和 端盖把吸排油 腔隔开。
3液压传动液压动力元件资料
工作原理
构造：转子的中心与定子中心之间有一偏心距e，柱塞径向排列安装在缸体中，转子旋 转，柱塞在离心力(或低压油)作用下抵紧定子内壁，形成若干个密封工作腔。
吸、压油：转子顺时针旋转时，上半周的柱塞往外滑动，柱塞底部的密封 容积增大，从a孔实现吸油；下半周的柱塞往里滑动，柱塞孔内的密封工作 容积减小，从b孔实现压油。 类型：转子每转一周，柱塞在缸孔内吸、压油各一次。当移动定子改变偏 心距e的大小时，泵的排量就得到改变；当移动定子使偏心距从正值变为负 值时，泵的吸、压油腔就互换。因此径向柱塞泵可以制成单向或双向变量 泵。 特点及应用：径向尺寸大，转动惯量大，自吸能力差，且配流轴受到径向 不平衡液压力作用，易磨损，限制了转速与压力的提高，故应用范围较小。 常用于拉床、压力机或船舶等大功率系统。
3.5 螺杆泵
(a) 渐开线齿轮泵 由小齿轮、内齿圈和月牙板组成。月牙板
将吸、压油腔隔开。
(b) 摆线齿轮泵 内外转子相差1齿，且有一偏心距， 不需设置隔板。
3.3 叶片泵
叶片泵
按转子转一周密封容积吸、排油次数可分为：
单作用式叶片泵转子旋转一周进行一次吸油、压油，
并且流量可调节，故称变量泵。转子受径向不平衡液压力作用，又称非平衡式叶 片泵。
或间接驱动负载连续回转而做功。常置于液压系统的输出端。因此，液压马达的输入参量为液压参量 (压力p和流量q)，输出参量为机械参量(转矩T和转速n)。
液压泵的工作原理
3.2 液压泵与液压马达 的工作原理
容积式液压泵工作时必备的条件： 1.必须形成密封空间 2.密封空间周期性变化 3.吸、压油腔要隔开，有相应的配流装置 4.邮箱必须接通大气
吸入压力
液压泵进口处的压力
3.1 液压泵与液压马达概述
液压与气压传动 齿轮泵PPT课件
•流量的计算和流量脉动 排量V= Dhb =2zm2b = 6.66 zm2b 流量q = 6.66 zm2bnv
流量脉动 ( qmax–qmin)/q ， z
愈小愈大。
2
2
1-壳体 2-前端盖 3-传动轴 4,5-轴承套 6-后端盖 7-主动齿轮 8-从动齿轮 9-密封圈
3 3
◆结构特点
•困油现象：因齿轮啮 压
第三章 主讲老师:向北平
1 1
第二节 齿轮泵
工作原理：齿轮两侧端盖、壳体、齿轮的 各个齿间槽组成许多密封工作腔。按图示 方向旋转时，齿轮从右侧退出啮合露出齿 尖使密封工作腔容积增大，齿轮泵吸油 齿 轮在左侧进入啮合，齿间被对方的轮齿占 了位置，密封工作容积减小，齿轮泵排油 (动画：3.2-1外啮合齿轮泵拆装；动画：3.2-2外啮合 齿轮泵的工作原理 )
7 7
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
◆优缺点：
结构简单、尺寸小、重量轻、价格低、 工作可靠 自吸能力强、对油液污染不敏感。 泄漏量大、工作压力低。流量脉动大。 •提高工作压力的措施： 减小端面泄漏。齿轮端面间隙自动补偿。
8 8
9 9
吸
合系数大于1,两对齿轮
同时啮合形成密封腔，
密封腔的容积随齿轮
转动先减小后增大；
减小时使被困油挤出
产生高压，增大时会
造成真空产生气穴现
象。
4 4
◆结构特点
•困油现象：因齿轮啮合系数大于1,两对齿 轮同时啮合形成密封腔，密封腔的容积随齿 轮转动先减小后增大；减小时使被困油挤出 产生高压，增大时会造成真空产生气穴现象。 消除方法：在侧盖板上开卸荷槽，使密封 腔容积减小时与 压油腔相通，增大时与吸 油腔相通。
5 5
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3.顶隙泄漏的控制
图3-11 齿轮泵顶隙的补偿
二、径向力的计算及减小径向力的措施
1.沿齿轮圆周液压力所产生的径向力FP 2.齿轮啮合传递转矩所产生的径向力FT 3.径向力的合成 4.径向力的近似计算公式 5.减小径向力的措施
1.沿齿轮圆周液压力所产生的径向力FP
图3-12 齿轮泵的径向液压力 a)齿轮圆周径向液压力近似分布曲线图 b)齿轮圆周液压力分布曲线展开图
1.齿轮泵的泄漏途径
图3-8 齿轮泵顶隙的泄漏流动 a)压差流动 b)剪切流动 c)合成的泄漏流动
2.轴向端面间隙的自动补偿
(1)采用弹性侧板(或称挠性侧板)的自动补偿装置 (2)采用浮动轴套的轴向间隙自动补偿装置 (3)液压补偿装置设计的一般原则
(1)采用弹性侧板(或称挠性侧板)的自动补偿装置
ZW
主编
第三章 齿轮泵及螺杆泵
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
外啮合齿轮泵的流量及流量脉动 外啮合齿轮泵的困油现象及卸荷措施 外啮合齿轮泵高压化需要解决的主要问题 外啮合齿轮泵的设计要点 内啮合齿轮泵 螺杆泵
第一节 外啮合齿轮泵的流量及流量脉动
一、外啮合齿轮泵的瞬时流量 二、外啮合齿轮泵的理论排量、理论流量及流量品质
双矩形卸荷槽的间距a(单位为mm)(图3-6a)的计算公 式为
（3-19）
2.卸荷槽宽度c
（3-20） （3-21）
3.卸荷槽深度h
（3-22）
第三节 外啮合齿轮泵高压化需要解决的主要问题
图3-7 国产CB—B型低压外啮合齿轮泵结构图 1—后端盖 2—滚子轴承 3—泵体 4—前端盖 5—传动轴 6—齿轮
一、外啮合齿轮泵的瞬时流量
1.分析瞬时流量的意义和方法 2.外啮合齿轮泵瞬时流量的计算
1.分析瞬时流量的意义和方法
1)容积变化法。容积变化法是指利用容积变化原理分析瞬时流量的方法。 例如，在某些情况下，直接根据排油腔容积的变化就可推导出理论瞬时流 量的计算公式。 2)能量平衡法。能量平衡法是指在不计各种损失的前提下，利用输入功率 等于输出功率的原理分析瞬时流量的方法。 3)图解法。图解法是指根据容积变化原理，利用图解来分析瞬时流量的方 法。
(2)流量脉动频率fq
（3-17） （3-18）
第二节 外啮合齿轮泵的困油现象及卸荷措施
一、困油现象 二、缷荷措施
一、困油现象
图3-5 外啮合齿轮泵的困油现象
二、缷荷措施
图3-������ 6 卸荷槽尺寸计算简图
二、缷荷措施
1.双矩形卸荷槽的间距a 2.卸荷槽宽度c 3.卸荷槽深度h
1.双矩形卸荷槽的间距a
a、c、d—孔道 b—卸荷槽 e—困油卸荷槽
第三节 外啮合齿轮泵高压化需要解决的主要问题
一、减少泄漏的措施 二、径向力的计算及减小径向力的措施 三、轴承类型及润滑
一、减少泄漏的措施
1.齿轮泵的泄漏途径 2.轴向端面间隙的自动补偿 3.顶隙泄漏的控制
1.齿轮泵的泄漏途径
(1)齿轮端面和侧板间的轴向间隙 轴向间隙处的泄漏途径，除了由排油 腔经轴向间隙直接泄入吸油腔外，还可能由过渡区段齿谷根部经径向间隙 流入轴承腔内(与吸油腔相通)。 (2)齿轮齿顶和壳体内壁间的顶隙 顶隙的泄漏量与轴向间隙的泄漏量相 比要小得多，只占总泄漏量的15%～20%，这是因为齿顶圆和壳体的接触 长度大，每个轮齿分担的压降相对变小，并且齿轮旋转时在齿顶间隙处造 成的剪切流动又抵消了部分压差流动(图3-8)。 (3)齿面啮合处(啮合点)的泄漏 由于啮合点接触不好，使高压腔和低压腔 之间密封不好而造成泄漏。
2.外啮合齿轮泵瞬时流量的计算
图3-1 齿轮泵工作原理图
2.外啮合齿轮泵瞬时流量的计算
(3-1) (3-2)
(3-3)
2.外啮合齿轮泵瞬时流量的计算
图3-2 曲线ABO旋转扫过的面积
2.外啮合齿轮泵瞬时流量的计算
(3-4) (3-5)
(3-6) (3-7)
2.外啮合齿轮泵瞬时流量的计算
图3-3 渐开线齿轮啮合点位置的变化
(3)液压补偿装置设计的一般原则
1)把压力油引至浮动轴套或浮动侧板或弹性侧板外侧，使该部件始终受到 一个与工作压力成正比的压紧力，压向相对应的齿轮端面，通过轴套滑动 (或侧板弹性变形)自动补偿两者之间的轴向间隙，从而保证了两者之间的 间隙值与工作压力相适应并长期稳定。 2)为了保证压紧面之间的密封要求，要使压紧力略大于由齿轮端面间隙内 泄漏油所产生的反推力，使浮动轴套或浮动侧板始终在承受有剩余压紧力 的状态下工作，一般可取压紧力与反推力之比在1.05～1.2的范围内。 3)液压压紧力合力和液压反推力合力的作用线应尽量重合，否则会产生一 个力矩，使轴套(或侧板)倾斜，不仅会加大单边间隙，增加泄漏，而且可 导致偏磨。
2.外啮合齿轮泵瞬时流量的计算
(3-8) (3-9)
2.外啮合齿轮泵瞬时流量的计算
图3-4 渐开线齿轮泵的流量脉动曲线
二、外啮合齿轮泵的理论排量、理论流量及流量品 质
1.理论排量及理论流量 2.排量和流量的近似计算公式 3.流量品质
1.理论排量及理论流量
(3-10) （3-11）
2.排量和流量的近似计算公式
1、4—侧板
图3-9 采用弹性侧板的CBF—E型齿轮泵结构图 2、3—垫板 5—弓形密封圈 6—密封圈 7—密封挡圈
盖 9—泵体 10—前泵盖 a—压力油通道 b—小孔 c—密封腔 E—滑动轴承内端面与泵盖内端面之间的距离
8—后泵
(2)采用浮动轴套的轴向间隙自动补偿装置
图3-10 具有偏心“8”字形补偿面浮动轴套的齿轮泵结构图 1—泵体 2—O形密封圈—环形槽 —补偿面
1.沿齿轮圆周液压力所产生的径向力FP
（3-23） （3-24） （3-25）
1.沿齿轮圆周液压力所产生的径向力FP
（3-26） （3-27）
（3-12） （3-13） （3-14）
3.流量品质
(1)流量不均匀系数 流量不均匀系数δq可定义为瞬时流量最大值和最小值 之差与理论流量的比值。 (2)流量脉动频率fq 流量脉动频率fq是指单位时间内流量脉动的次数。
(1)流量不均匀系数
表3-1
z的关系
(1)流量不均匀系数
（3-15）
（3-16）