A10VSO45FR轴向柱塞泵毕业设计说明书12

第二章运动学分析

2.1运动学

斜盘式轴向柱塞泵，在工作时其柱塞和滑靴作两个主运动：一个是沿缸体轴线的相对缸体的往复移动；一个是与缸体一起旋转。

图2-1柱塞滑靴的运动分析图

如图2-1所示，当柱塞由对缸体为最大外伸位置转至

ϕ角时，柱塞球头中心即A点移至B点。柱塞沿缸体轴线的相对（缸体）位移为SP，由直角三角形可以得：

-

SP BC ACtanβ

== (2-1)

上式中，β

——斜盘的倾角（如图2-1）。

⨯tan

tan16

v 由相对速度p

图2-2 滑靴与柱塞球头中心沿斜盘平面的运动分析图

如图2-2所示，滑靴与柱塞球头中心A 之绝对运动轨迹的参数方程为：

sin X R ϕ=;

sin cos R

y ϕβ=

由上式我们可以得知，此运动轨迹为一椭圆，其长轴与短轴分别为：

cos R

a =

β;b R =

如为变量型液压泵，最其最大长轴为：

max cos R

a =

max β (2-7)

图2-3 椭圆的运动轨迹

滑靴由于沿斜盘平面作椭圆运动，所以在与压盘一起绕Z 轴旋转时作径向移动，其位移量：

2D =-

ερ （2-8）

上式中ρ——滑靴球心（即滑靴与柱塞球头中心）运动轨迹的向径，

40，所以，以下各个柱塞的瞬时理论流量分别为：2Rtan

dω

2Rtan

dω

2

cos(24

'tan 8

sin()

4i

t i i Q q d R α

α

ϕπ

ωβ

α

=-

±==

∑） （2-19）

上式中“±”——当

02α

ϕ≤≤

，取“+”；

当2

α

ϕα

≤≤，取“—”。

式2-19表明液压泵的瞬时理论排量Qt 是缸体转角φ的函数，其变化如图2-4所示。

图2-4 输油率脉动曲线

由式（2-20）和图2-4可以看出，液压泵的理论变量是以2T π

=

为转角进行周期变化的，其脉动频率将为

30Q Zn

f Hz =

上式中，n ——泵轴的转速。

当z 为奇数时，液压泵的瞬时理论排量为Qt 在0ϕ=、2α

、α……时为最小值，而在

4α

ϕ=

、34α

……时为最大值。 2min tan cos

8

4t Q d R π

α

ωβ=

（2-20）

1500⨯min

t Q -

（a） ( b ) ( c )

图 3.2 柱塞结构型式图 3.3 封闭薄壁柱塞从图3.2 可见，三种型式的柱塞大多做成空心结构，以减轻柱塞重量，减小柱塞运动时的惯性力。采用空心结构还可以利用柱塞底部高压油液使柱塞局部扩张变形补偿柱塞与柱塞腔之间的间隙，取得良好的密封效果。空心柱塞内还可以

图4-1柱塞与滑靴

一般地，先按经验取定：

1．最小外伸长度min l 0.2d 0.218 3.6mm

==⨯=；

2．柱塞行程2tan 235tan1620.06p h R mm β==⨯⨯=圆整到21p h mm =；

3．最小含接长度()0l 1.5~2d 1.51827mm ==⨯=，这里我们取为1.5。 4．这样一来，柱塞的长度将为：p min 0l h l l 21 3.62751.6mm =++=++=,这里取l 52mm =。

5．柱塞的球头直径(0.7

0.8)h d d =，此次设计中取系数为0.75,故

2d 0.75d 0.751813.5mm ==⨯=,将其进行圆整取为2d 14mm =。

6．柱塞颈部直径h0d 0.5d 0.5189mm ==⨯=。

7．假定柱塞的最小外伸长度较之其长度可以略去不计，那么，柱塞的最大外伸长度便为柱塞的行程p h ，在任一位置的外伸长度将会：

min 3.6l mm = 21p h mm =

027l mm =

52l mm =

214d mm = 09h d mm =

2k d mm =

2)mm。因为滑靴设计采取剩余压紧力方法进行设计，阻尼孔将不其任何阻尼作用，故柱

此处我们取。

．柱塞的空腔的尺寸和，是为了减小柱塞的质量，进而减少移动惯性力而

12mm

=和

65C，而制造温度为标准温度，。再者，

胀系数不等，会使间隙发生变化。同时，材料金相组织稳定问题，如所周知，钢在淬火后总是有残余奥氏体，该体长时间会转变成密度小的马氏体，这样一来，会使零件尺寸变大与变形，减小间隙。但这个因素难以估计，所以，从这个观点出发，柱塞尽量采用时效或冷处理，以稳定金相组织，这个问题在间隙小时尤为

32MPa的情况，一般取为

0.05mm的情况，一般取为0.025mm

11．柱塞副的材料一般有两种方案，一种是柱塞是硬的，缸孔为软的；另外一种刚好相反，柱塞为软材料，缸孔为硬材料。前种方案是比较常见的，柱塞的材料通常先用：GCr15、CrMn和T7A而缸孔的材料，通常为10-2-3锡铅镍青铜、锑青铜、锑铅青铜、 ZQSn11-4-3

1.2mm，淬火硬度须达到