齿轮泵原理

第三章 液压泵和液压马达
第一节 概述 第二节 齿轮泵 第三节 叶片泵 第四节 轴向柱塞泵 第五节 内曲线低速大扭矩马达

华北水利水电学院 .姚林晓
第一节 概述


一、工作原理 二、液压泵、液压马达的分类 三、液压泵和液压马达基本参数
1
6
O
A 2 B 3 4 5
图3-1 液压泵的工作原理图
4
一、单作用叶片泵工作原理图
压油
2
吸油
图 3-10 单作用叶片泵工作原理图
1－转子 2－定子 3－叶片 4－壳体
单作用叶片泵的结构特征
定子内表面 径向不平衡力 叶片布置
1
2 二、双作用叶片泵 3 4
R r
图3－11
双作用叶片泵工作原理图
1－定子 2－转子 3－叶片 4－壳体
双作用叶片泵的几个主要问题

卸荷槽
泄漏的途径
通过齿轮啮合线处间隙 通过泵体和齿顶圆间的径向间隙
通过齿轮两侧和侧盖板间的端面间隙
径向不平 衡力分析
2 1 1
压油腔
2
2
主动
2
'
1
1
'
吸油腔
'
图3-7 齿轮泵径向受力图
齿轮泵的特点及应用
结构简单，价低，可靠性好，抗污染能力 强。 密闭容积变化不均匀，输出油有脉动，压 力变化不均匀。
15 14 13 12 11 10
9
21 8
22
1
2
3 4
5 6
7
图3-16
CY型轴向柱塞
1-中间泵体 2-缸外大轴承 3-滑靴 4-柱塞 5-缸体 6-定位销 7-前泵体 8-轴承 9-传动轴 10-配流盘 11-中心弹簧 12-内套筒 13-外套筒 14-刚球 15-回程盘
1、滑靴斜盘结构
h
Ag f ˊ
Q QtV Qt nq
液压泵的功率和效率

(1)输入功率 Pi
pQ

P0 (2)效率 Pi
V m
Q Qt Q Q V 1 Qt Qt Qt
Tt m T
液压泵理论转矩的推导
TtW pQt
W 2n
pq 从而得到： t T 2
1-后盖 2-泵体 3-前盖 4-套 5-密封圈 6-输入轴 7-主动齿轮 8-轴 9-齿轮
齿轮泵的工作原理图
三、外啮合齿轮泵的 结构特点和优缺点

(一)困油 (二)泄漏 (三)径向不平衡力 (四)齿轮泵的优缺点及其应用 (五)提高外啮合齿轮泵压力的措施
困油现象
闭死容积的存在是产生 困油现象的条件， 闭死容积的变化则是 产生困油现象的原因。
R R
1
′ 斜盘
2
图3-17 滑靴的静压支承机构工作情况
2、缸体结构
图 3-18 缸体
3、配油盘结构
n
m
图3-18
定量配油盘
2
0
变量泵配油盘结构 柱塞孔左止点位置
2
1
3
A-A
过渡区阻尼孔 A
0
1
4
3
0
2
2
柱塞孔右止点位置 a
过渡区盲孔 A
图3-20 变量泵配油盘
2 2 2 2
1

提高外啮合齿轮泵压力的措施
轴套 轴套
{
g d
{
f=
=
2 m
1
g
图3-8 轴向间隙补偿原理
四、齿轮液压马达
工作原理 结构特点
3
工作原理图
2 1 1′
1
3′
4′
2′
2
图3-9 齿轮液压马达的工作原理
第三节 叶片泵
一、单作用叶片泵工作原理 二、双作用叶片泵 三、叶片马达

1
2
3
液压泵和液压马达的职能符号 （国家及ISO标准）
特 性分类 单向定量 双向定 量 单向变 量 双向变 量
液压泵
液压马达
图3－34
(一)液压泵

1、压力 p (工作压力、额定压力、最 大压力) 2、排量 q、流量 Q 3、液压泵的功率W和效率 4、转速 n 5、自吸能力
流量公式
1-缸体 2-偏心轮 3-柱塞 4-弹簧 5-吸油阀 6-排油阀 A-偏心轮左死点 B-偏心轮右死点
泵工作时必须具备三个条件

有一个密闭、变化的空间 使吸、压油正常进行的装置：吸油阀、
排油阀
必须有(足够克服阻力、从而使油进入阀腔的) 足够大的压差
泵分类
外啮合齿轮泵 齿轮泵 内啮合齿轮泵 叶片泵 单作用叶片泵 双作用叶片泵 液压泵 斜盘式轴向柱塞泵 可变量 轴向柱塞泵 斜轴式轴向柱塞泵 可变量 柱塞泵 回转式径向柱塞泵 径向柱塞泵 卧式径向柱塞泵 螺杆泵

轴向柱塞泵工作原理
A-A 吸油 压油
A
7

A 6 5 4 3 2 1
图 3-15 简化轴向柱塞泵结构图
1-传动轴 2-壳体 3-斜盘 4-柱塞 5-缸体 6-配流盘 7-弹簧
轴向柱塞泵排量和流量公式
d 2 zDtg q
4
2
2 2
d zDtgV Q
4
流量不均匀系数 公式
wenku.baidu.com
B-B 10 11 12 b 二 a 13 14 4 3 2 A 1 a b 9 A 8 7 6 5 b a
A-A B a
四 三 五
b a
六 b 七 八 a
一
b B
图3-24
八作用内曲线径向柱塞式液压马达的结构图
1-凸轮环 2-滚轮 3-横梁 4-柱塞 5-输出轴 6-配流轴镶套 7-刚体镶套 8-前盖 9-壳体 10-后盖 11-螺堵 12-配油轴 13-微调凸轮 14-缸体

2z tg

4z
(当z为奇数 )


tg （当z为偶数） z 2z

流量不均匀系数 与柱塞数z的关系
z
δ (% )
3 14
4
5
4.9 8
6
7
2.5 3
8
9
1.5 3
10 11 12 13
1.0 2 0.7 3
32. 5
13. 9
7.8
5.0
3.4 5
16
17 18 19 20
Cy型轴向柱塞泵原理图
Qt nq
v
100
(%) 效率
液压泵的特性曲线图
m
95 90 85 80 75 70 ( =1300r/min) 20 40 60 80 100 120 140 160 (MPa)
(二)液压马达

1、输出转矩 理论转矩 实际转矩
p q Tt 2
T0 Ttm

QV 2、转速 n q
3、功率和效率
第二节 齿轮泵
一、工作原理 二、 流量计算和流量脉动 三、外啮合齿轮泵的结构特点和优缺点 四、齿轮液压马达

B-B A
1
2
A-A B
3
4 5
齿轮泵的结构
13
6
7
11 8 10 12 9 B
A
图3-3 CB-B型齿轮的结构
10-滚针轴承 11-闷盖 12-定位销 13-螺钉
柱塞和缸体
受力分析（参看图3－17） 材料选择

4、变量机构
手动变量机构（如图3-16所示 ） 伺服变量机构 恒功率变量机构

Ⅰ放大 1 B a Ⅰ
1
2
伺服变量机构
2
2 3 b b
c 4

（b）滑阀放大图
a 接泵出口
2
A
A
（a）原理图
（c）符号图
图3-21 手动伺服机构
1-拉杆 2-滑阀 3-阀套 4-活塞
三、总功率变量泵
（a）机械联系的符号
（b）液压联系的符号
图3-23
总功率变量泵的液压符号
第五节
内曲线低速大扭矩马达
一、结构组成
（一）动力输出轴 （二）密封工作容积 （三）定子和配油轴 （四）力和转矩的传递机构 二、工作原理
八作用内曲线径向柱塞式液压马 达结构图
举例：汽车式起重机起升机构的内 曲线马达
马达分类
齿轮马达 高速小转矩马达叶片马达 斜盘式轴向柱塞马达可变速 轴向柱塞马达 斜轴式轴向柱塞马达可变速 内曲线马达可变速 液压马达 径向柱塞马达曲轴连杆式马达可变速 低速大转矩马达 静力平衡式马达可变速 径向钢球 内曲线马达可变速 中速中转矩马达轴向马达 摆线转子马达
定子内表面曲线 叶片倾角 困油问题
1 θ
2
图3-12 平衡式叶片泵叶片的倾斜方向
叶片泵配油盘三角槽结构
图 3-13
YB型叶片泵配油盘 的三角槽结构
三、叶片马达
工作原理

2 1 5 8 7 6 3 4



图3-14 叶片液压马达的工作原理
第四节 轴向柱塞泵
一、轴向柱塞泵工作原理 二、斜盘式轴向柱塞泵典型结构 三、总功率变量泵
1 2 3 4 5 h
h max
A1 A 2 A 3 B1 B 2 C3 D3 C D C1 2 D1 2 B3
恒功率变量机构
6
g f e
(b)恒功率变量泵特性曲线图
d
7 8 9
10 a
b
M
c b
(a)结构图
(c)原理图
图3-22
恒功率变量机构
1-限位螺钉 2-弹簧调节螺钉 3-弹簧盘推杆 4-外弹簧 5-内弹簧 6-伺服阀芯 7-变量活塞 8-拨销 9-变量头壳体 10-斜盘