3-1-2-3概述和齿轮泵.
齿轮泵
3.2 齿轮泵齿轮泵是一种常用的液压泵，其主要特点是：1. 抗油液污染能力强，体积小，价格低廉；2. 内部泄漏比较大，噪声大，流量脉动大，排量不能调节。
齿轮泵通常用于工作环境比较恶劣的各种中、低压系统中。
尤其是低压系统。
齿轮泵中齿轮的齿形以渐开线为多。
在结构上可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。
外啮合齿轮泵应用广泛，下面做重点介绍。
图3.3是外啮合齿轮泵的工作原理图。
由图可见，这种泵的壳体内装有一对外啮合齿轮。
由于齿轮端面与壳体端盖之间的缝隙很小，齿轮齿顶与壳体内表面的间隙也很小，因此可以看成将齿轮泵壳体内分隔成左、右两个密封容腔。
当齿轮按图示方向旋转时，右侧的齿轮逐渐脱离啮合，露出齿间。
因此这一侧的密封容腔的体积逐渐增大，形成局部真空，油箱中的油液在大气压力的作用下经泵的吸油口进入这个腔体，因此这个容腔称为吸油腔。
随着齿轮的转动，每个齿间中的油液从右侧被带到了左侧。
在左侧的密封容腔中，轮齿逐渐进入啮合,使左侧密封容腔的体积逐渐减小，把齿间的油液从压油口挤压输出的容腔称为压油腔。
当齿轮泵不断地旋转时，齿轮泵的吸、压油口不断地吸油和压油，实现了向液压系统输送油液的过程。
在齿轮泵中，吸油区和压油区由相互啮合的轮齿和泵体分隔开来，因此没有单独的配油机构。
齿轮泵排量和流量1. 排量V排量是液压泵每转一周所排出的液体体积。
这里近似等于两个齿轮的齿间容积之和。
设齿间容积等于齿轮体积，则有式中，D—齿轮节圆直径；h—齿轮齿高；B—齿轮齿宽；Z—齿轮齿数；m—齿轮模数。
由于齿间容积比轮齿的体积稍大，所以通常修正为2. 流量q齿轮泵的实际流量为 pv pv v Bn Zm Vn q ηη266.6==式中，n —齿轮泵的转速；ηpv —齿轮泵的容积效率。
式(3.11)中的v q 是齿轮泵的平均流量，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q max 和q min 分别表示齿轮泵的最大、最小瞬时流量，则流量脉动率δq 为表3.2给出了不同齿轮齿数时外啮合齿轮泵的流量脉动率。
第三章 液压泵和液压马达
第三章 液压泵和液压马达 液压泵和液压马达的工作原理 齿轮泵和齿轮马达 叶片泵和叶片式马达 柱塞泵和柱塞式液压马达超颖工作室 金沐灶§3-1液压泵和液压马达的基本工作原理泵的分类定量泵 齿轮泵 叶片泵泵 变量泵 叶片泵 轴向柱塞泵径向柱塞泵 轴向柱塞泵超颖工作室 金沐灶马达的分类马达定量马达 齿轮马达 径向柱塞马达 轴向柱塞马达 低速液压马达变量马达 轴向柱塞马达超颖工作室 金沐灶一、液压泵的基本工作原理图中为单柱塞泵的工作原理。
图中为单柱塞泵的工作原理。
凸轮由电动机带 动旋转。
当凸轮推动柱塞向上运动时， 动旋转。
当凸轮推动柱塞向上运动时，柱塞和缸体 形成的密封体积减小，油液从密封体积中挤出， 形成的密封体积减小，油液从密封体积中挤出，经 单向阀排到需要的地方去。
单向阀排到需要的地方去。
当凸轮旋转至曲线的下降 部位时， 部位时，弹簧迫使柱塞向 形成一定真空度， 下，形成一定真空度，油 箱中的油液在大气压力的 作用下进入密封容积。
作用下进入密封容积。
凸 轮使柱塞不断地升降， 轮使柱塞不断地升降，密 封容积周期性地减小和增 超颖工作室 金沐灶 泵就不断吸油和排油。
大，泵就不断吸油和排油。
容积式液压泵的共同工作原理如下： 容积式液压泵的共同工作原理如下： （1）容积式泵必定有一个或若干个周期变化的密封容积。
密封容积变小使油液被挤出， 封容积。
密封容积变小使油液被挤出，密封容积变 大时形成一定真空度，油液通过吸油管被吸入。
大时形成一定真空度，油液通过吸油管被吸入。
密 封容积的变换量以及变化频率决定泵的流量。
封容积的变换量以及变化频率决定泵的流量。
配流装置。
（2）合适的配流装置。
不同形式泵的配流装置虽 合适的配流装置 然结构形式不同，但所起作用相同，并且在容积式 然结构形式不同，但所起作用相同， 泵中是必不可少的。
泵中是必不可少的。
容积式泵排油的压力决定于排油管道中油液所 受到的负载。
3.第四章-概述-齿轮泵
对于液压马达， 对于液压马达，机械效率表现为实际输出转矩 与理论转矩之比。 与理论转矩之比。
§4-1 概述
二、液压泵和液压马达的基本性能 3、功率和效率
总效率： 总效率：输出功率与输入功率之比 对于液压泵： 对于液压泵： 对于液压马达： 对于液压马达： 液压泵（液压马达） 液压泵（液压马达）的总效率等于其容积效 率与机械效率的乘积
作业
1、泵和马达在液压系统中起什么作用？ 2、什么是泵的工作压力?额定压力?排量?流量?理论流量? 3、泵的功率损失主要组成部分是什么？ 4、泵的容积损失主要由哪些因素引起的？ 5、外啮合齿轮泵的齿数和流量脉动之间有什么关系？ 6、解释齿轮泵的困油现象。如何解决？ 7、齿轮泵的内泄漏途径有哪些？哪个途径的泄漏最严重？ 8、齿轮泵的径向不平衡力是怎么产生的？有什么危害？ 如何防止? 9、齿轮泵有哪些优缺点？ 10、画出定量泵、变量泵、双作用定量泵、双作用变量泵 的符号。定量马达、变量马达、双作用定量马达、双 作用变量马达的符号。
§4-1 概述
二、液压泵和液压马达的基本性能 排量( 和流量( 2、排量(V )和流量( qt )
液压泵的排量是指在没有泄漏的情况下， 液压泵的排量是指在没有泄漏的情况下，液 压泵每转一转所排出的油液体积。 压泵每转一转所排出的油液体积。
q 液压泵的排量仅仅取决于密封工作油腔每转 变化的容积而与转速无关。 变化的容积而与转速无关。
§4-2 齿轮泵
五、齿轮泵的泄漏 2、补偿轴向间 、 隙的措施
1) 浮动轴套； 浮动轴套； 2) 浮动（弹性） 浮动（弹性） 侧板。 侧板。
引入 压力 油
图4-5
§4-2 齿轮泵
五、齿轮泵的优缺点
优点：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，维护成本低。 缺点：流量脉动大，噪声大，磨损严重，泄漏 大，一些机件承受径向不平衡力，工作 压力的提高受限。
第三章 液压泵
22
双作用叶片泵
结构组成 – 定子 其内环由两段大半径R 圆弧、两段小半 径 r 圆弧和四段过渡曲线组成 – 转子 铣有Z个叶片槽，且与定子同心，宽度 为b – 叶片 在叶片槽内能自由滑动 – 左、右配流盘 开有对称布置的吸、压油窗口 – 传动轴
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工作原理 （动画） • 当转子依顺时针方向旋转时，左上角和右下角的 叶片向转子外伸出，使密封工作腔容积逐渐增大， 形成局部真空，于是经配油盘上相应的腰形窗口 将油吸入，实现吸油过程；右上角和左下角的叶 片向转子内缩进，使密封工作腔容积逐渐缩小， 原来吸入的油液受挤压后经配油盘上相应的窗口 压入系统，实现排油过程。在吸、压油窗口之间 有一段封油区将它们隔开，避免吸、排油口互相 窜通。 排量公式
工作原理是柱塞在液压缸内作往复运动来实现吸 油和压油。与齿轮泵和叶片泵相比，该泵能以最 小的尺寸和最小的重量供给最大的动力，为一种 高效率的泵，但制造成本相对较高，该泵用于高 压、大流量、大功率的场合。它可分为轴向式和 径向式两种形式。 柱塞沿径向放置的泵称为径向柱塞泵，柱塞轴向 布置的泵称为轴向柱塞泵。
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2.3叶片液压泵
• 叶片泵分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。双作 用叶片泵只能作定量泵用，单作用叶片泵可作变 量泵用。 • 双作用叶片泵因转子旋转一周，叶片在转子叶片 槽内滑动两次，完成两次吸油和压油而得名。 • 单作用叶片泵转子每转一周，吸、压油各一次， 故称为单作用。
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液压泵的图形符号
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2.2 齿轮泵
• 齿轮泵是利用齿轮啮合原理工作的，根据啮合形 式不同分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。
液压传动第三章
4.限压式变量叶片泵
（1）.结构特点:
o
o’
弹簧、反馈柱塞、 限位螺钉。 转子中心固定，
定子可以水平移动
e
来改变流量。
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外反馈、限压
（2）.工作原理：靠反馈力和弹簧力平衡，控制偏心距的大小，
36
4.限压式变量叶片泵（续）
限压式变量叶片泵在工作过程中,当工作压力p小于预先调定的限 定压力pc时,液压作用力不能克服弹簧的预紧力,这时定子的偏心距保 持最大不变,因此泵的输出流量q不变,当工作压力p大于预先调定的限 定压力pc时，泵的工作压力愈高,偏心量就愈小,泵的输出流量也就愈 小,且当p达到一定值时,泵的输出流量为零,控制定子移动的作用力 是将液压泵出口的压力油引到柱塞上,然后再加到定子上去,这种控制 方式称为外反馈式。
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1.外啮合齿轮泵的结构及工作原理(续1）
CB—B齿轮泵的结构
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-泻油孔15-从动轴 16-泻油槽 17-定位销
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m
Tt
Ti
pVn qv
总效率：是指液压泵的实际输出功率与其输入功率的比值,即：
Po pi
pqv 2 n Ti
2 n Ti V n
v m
13
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3.2
齿轮泵
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14
3.2.1 外啮合齿轮泵 1.外啮合齿轮泵的结构及工作原理
(1).主要结构：齿轮、壳体、端盖等
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。
3第三章 液压泵
泵的输出功率可由下式求得 N出 P Q 63 105 53 103 / 60 5565W 总效率为输出功率与输入功率之比 N出 5565 0.795 N 入 7000 机械效率 m
0.795 0.840 v 0.946
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2 2
R，r 定子圆弧部分的长短半径；
叶片倾角；
s 叶片厚度； z 叶片数。
maojian@
§3-4 柱塞泵
一、径向柱塞泵的工作原理和流量计算
图3—22 径向柱塞泵的工作原理 1—柱塞 2—缸体 3—衬套 4—定子 5—配油轴
maojian@
径向柱塞泵的排量和流量计算：
二、内啮合齿轮泵
内啮合齿轮泵优点： 1.结构紧凑,体积小； 2.零件少,转速可高达10000r/mim； 3.运动平稳,噪声低； 4.容积效率较高。 内啮合齿轮泵缺点： 1.转子的制造工艺复杂。
maojian@
汽车自动变速器的内啮合齿轮泵
maojian@
§3-3 叶片泵
5 6
2)电机驱动功率 P输入 P输出 / 45.9 / 0.9 51kW
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三、液压泵的类型
1.液压泵类型
柱塞式 轴向柱塞式 径向柱塞式 单作用叶片式 双作用叶片式 外啮合式 内啮合式
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液 压 泵
叶片式
齿轮式
maojian@
例2:某液压泵输出压力为200×105Pa，转速 n=1450r/min，排量为100 ml/r，该泵的容积效 率为0.95、总效率为0.9，试求这时泵的输出功 率和电动机的驱动功率。
解：1)泵的输出功率： P输出 pq实际 p V nv 200 10 100 10 1450 0.95 45916W 60 45.9kW
齿轮泵简介
无困油现象 流量脉动小，噪声低
摆线齿轮泵
螺杆泵
工作原理 相互啮
合的螺杆与壳体之 间形成多个密闭容 积，每个密闭容积 为一级。当传动轴 带动主螺杆顺时针 旋转时，左端密闭 容积逐渐形成，容 积增大为吸油腔； 右端密闭容积逐渐 消失，容积减小为 压油腔。
特点 流量均匀，
噪声低；自吸性能 好。
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1213141516173径向力及减小径向力的措施181920211径向力的产生和齿轮啮合产生的径向力f向下使合力f的数值进行设计222减小径向力的措施5液压平衡法23242526工作原理一对相互啮合的小齿轮和内齿轮与侧板所围成的密闭容积被齿啮合线分割成两部分当传动轴带动小齿轮旋转时轮齿脱开啮合的一侧密闭容积增大为吸油腔
3-2 齿轮泵
齿轮泵是一种常用的液压泵。 它的主要优点是：结构简单，制造 方便，造价低，外形尺寸小，重量 轻，自吸性能好，对油的污染不敏 感，工作可靠。 由于齿轮泵中的啮合齿轮是轴 对称的旋转体，故允许转速较高。 其缺点是流量不均匀和困油现象比 较突出，噪声高，排量不能调节。
3-2 齿轮泵
几种润滑方式
（5）螺旋吸油式低压润滑 当轴旋转时，利用轴承孔内螺旋槽的作用将轴承外 端的油液吸入轴承，油液对轴承进行润滑和冷却后，再 经轴承内端的大缺口流入刚脱开啮合的轮齿根部，这种 润滑方式称为螺旋吸油式低压润滑。 这种润滑方式的特点是：可以获得相当大的润滑油 流量；进入轴承的润滑油都是冷油，油液粘度大，油膜 的形成条件好，且承载能力强；油液又能通过循环不断 地将轴承热量带走，对轴承起到良好的润滑和冷却作用； 由于有大量的油液去填充刚脱离啮合的轮齿根部，大大 改善了泵的吸油性能，避免了吸空现象，不仅可以提高 容积效率，而且对减轻气蚀和噪声都有显著的效果。
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
第三章液压泵新
2) 危害：ηv↓
3) 防泄措施：
a) 减小端面间隙
b) 端面间隙补偿装置
浮动侧板
浮动轴套
防泄措施
a) 减小轴向间隙
小流量：间隙0.025-0.04 mm
大流量：间隙0.04-0.06 mm
b) 轴向间隙补偿装置
浮动侧板
浮动轴套
F1稍大于F2
四、齿轮泵优缺点和用途
优点：体积小，重量轻，结构紧凑，工作可靠，自吸
转的最高压力。
(3)最高压力:短时间运行允许最高压力。
2、排量V：不考虑泄漏情况下，泵（马达）每转一圈
所排出液体的体积，一般由其结构尺寸计算得来。
3、流量q：单位时间内能排出的流体体积。单位：m3/s
（1）理论流量qvt：不考虑泄露
qvt=V×n
（2）实际流量qv：
（3）额定流量qvn： 额定压力、额定转速下泵输出的流量
1—偏心轮
2—柱塞
3—泵体
4—弹簧
5，6—单向阀
c—工作腔
配流装置使密封容积轮流和油箱或负载相通。
容积式液压泵正常工作的三个必备条件
▲1必须具有一个由运动件和非运动件所构成的密闭容
积；
▲2密闭容积的大小作周期性的变化， 容积由小变大—
—吸油，由大变小——压油；
▲3吸油口和排油口应严格分开，并有合适的配流装置，
2) 流量：
q 2B[(R 2 r 2 )
其中：B - 叶片宽度
R - 定子长轴半径
r - 定子短轴半径
θ – 叶片倾角
δ – 叶片厚度
吸
R r
z ]nv
cos
压
三、单作用叶片泵
1. 结构：
转子、定子、叶片、配油盘、壳体、端盖等。
3-2齿轮泵共16页文档
一、齿轮泵
结构最为简单，价格便宜，故在一般机械上广泛使用。
1. 结构： 齿轮、壳体、端盖等
【实物】
液压与气动技术 2020/5/22
2. 工作原理 密封容积 由齿槽、泵体内表面和 前后泵盖等围成的空间。
密封容积
脱离啮合→V↑→p↓——吸油 进入啮合→V↓→p↑——排油 【动画演示】
摆线齿轮泵
【实物】
液压与气动技术 2020/5/22
三、应用特点 优点：结构简单,价格低廉; 自吸能力强,对
油液污染不敏感。 缺点：流量脉动大，噪声高; 由于“不平衡”
“泄漏” ，工作压力受到限制。
用途：广泛用于低压系统（如小功率机械、 机床低压系统等）。
液压与气动技术 2020/5/22
概述 齿轮泵
端面间隙补偿装置: ●浮动轴套 ●浮动侧板
液压与气动技术 2020/5/22
⑵径向力不平衡 原因：径向液压力分布不均 危害：轴承磨损、刮壳 措施：缩小压油口，即：
压油口<进油口
压油口缩小后，安装时注 意不能反转
介于泄漏和径向力不平衡的原因， 齿轮泵一般用于低压系统
液压与气动技术 2020/5/22
⑶困油现象
【困油现象】
液压与气动技术 2020/5/22
危害 ●容积增大，p↓：形成局部真空，产生气穴， 引起振动、噪声、汽蚀等 ●容积缩小，p↑:高压油从可能泄漏的缝隙 强行挤出，油液发热，同时使轴和轴承受很大 冲击载荷，泵剧烈振动。 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。
液压泵的工作原理 泵的类型及图形符号 压力与流量 功率与效率
结构上的三个问题 齿轮泵的应用特点
齿轮泵基础知识
齿轮泵基础知识简介：齿轮泵（Gear pump）是机器润滑、供油或其它液体系统中的一个部件，是旋转式液压泵的一种。
齿轮箱内有2个或2个以上的齿轮啮合，在旋转作用下从一侧吸入流体再向另一侧排出。
齿轮泵的最基本形式就是两个尺寸相同的齿轮在一个紧密配合的壳体内相互啮合旋转，这个壳体的内部类似“8”字形，所以有的老机修师傅也叫它“8”字泵，两个齿轮装在里面，齿轮的外径及两侧与壳体紧密配合。
来自于挤出机的物料在吸入口进入两个齿轮中间，并充满这一空间，随着齿的旋转沿壳体运动，最后在两齿啮合时排出。
适用范围：齿轮泵用于输送粘性较大的液体，如润滑油和燃烧油，不宜输送粘性较低的液体(例如水和汽油等)，不宜输送含有颗粒杂质的液体(影响泵的使用寿命)，可作为润滑系统油泵和液压系统油泵，广泛用于发动机、汽轮机、离心压缩机、机床以及其他设备。
齿轮泵工艺要求高，不易获得精确的匹配。
分类：1.按齿轮啮合的形式可分为：外啮合式和内啮合式2.按齿形曲线可分为：渐开线齿形式和摆线式3.按齿面形式可分为：直齿齿轮式、斜齿齿轮式、人字齿齿轮式、圆弧齿面的齿轮式4.按啮合齿轮的个数分：二齿轮式和多齿轮式5.按齿轮级数可分为：单级齿轮泵和多级齿轮泵结构特点：（1）结构简单；（2）工作要求低；（3）用作定量泵。
工作特点：优点：（1）结构简单、属于紧凑型泵；（2）体积小，重量轻，便于安装；（3）工艺性能好，价格便宜；（4）自吸能力强，转速范围大；（5）工作可靠、维护方便、耐冲击性能强。
缺点：（1）由于有困油现象，故噪音大；（2）效率低，一般93%-95%左右；（3）流动脉冲大；（4）零件互换性差；（5）磨损后不易修复，很多情况下只能换泵总成；（6）不能作变量泵使用。
产生的现象及解决办法1.困油原因：液压油在渐开线齿轮泵运转过程中，因齿轮相交处的封闭体积随时间改变，常有一部分的液压油被密封在齿间，称为困油现象，因液压油不可压缩将使外接齿轮产生极大的振动和噪声，影响系统正常工作。
齿轮泵工作原理及结构之欧阳法创编
齿轮泵工作原理及结构齿轮泵齿轮泵是液压系统中广泛采用的一种液压泵,它一般做成定量泵,按结构不同,齿轮泵分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵,而以外啮合齿轮泵应用最广。
下面以外啮合齿轮泵为例来剖析齿轮泵。
液压齿轮泵主要包括：高压定量齿轮泵，高压双联齿轮泵，润滑泵，化工泵，双向齿轮马达，齿轮泵附调压阀，齿轮泵附升降阀。
齿轮泵的工作原理和结构齿轮泵的工作原理如图3-3所示，它是分离三片式结构，三片是指泵盖4，8和泵体7，泵体7内装有一对齿数相同、宽度和泵体接近而又互相啮合的齿轮6，这对齿轮与两端盖和泵体形成一密封腔，并由齿轮的齿顶和啮合线把密封腔划分为两部分，即吸油腔和压油腔。
两齿轮分别用键固定在由滚针轴承支承的主动轴12和从动轴15上，主动轴由电动机带动旋转。
图3-3 外啮合型齿轮泵工作原理CB—B齿轮泵的结构如图3-4所示，当泵的主动齿轮按图示箭头方向旋转时，齿轮泵右侧（吸油腔）齿轮脱开啮合，齿轮的轮齿退出齿间，使密封容积增大，形成局部真空，油箱中的油液在外界大气压的作用下，经吸油管路、吸油腔进入齿间。
随着齿轮的旋转，吸入齿间的油液被带到另一侧，进入压油腔。
这时轮齿进入啮合，使密封容积逐渐减小，齿轮间部分的油液被挤出，形成了齿轮泵的压油过程。
齿轮啮合时齿向接触线把吸油腔和压油腔分开，起配油作用。
当齿轮泵的主动齿轮由电动机带动不断旋转时，轮齿脱开啮合的一侧，由于密封容积变大则不断从油箱中吸油，轮齿进入啮合的一侧，由于密封容积减小则不断地排油，这就是齿轮泵的工作原理。
泵的前后盖和泵体由两个定位销17定位，用6只螺钉固紧如图3-3。
为了保证齿轮能灵活地转动，同时又要保证泄露最小，在齿轮端面和泵盖之间应有适当间隙（轴向间隙），对小流量泵轴向间隙为0.025~0.04mm，大流量泵为0.04~0.06mm。
齿顶和泵体内表面间的间隙（径向间隙），由于密封带长，同时齿顶线速度形成的剪切流动又和油液泄露方向相反，故对泄露的影响较小，这里要考虑的问题是：当齿轮受到不平衡的径向力后，应避免齿顶和泵体内壁相碰，所以径向间隙就可稍大，一般取0.13~0.16mm。
第3章_液压泵与液压马达1
3.1 液压泵与液压马达概述
3.1.4 液压泵和液压马达的分类
按运动部件的形状和运动方式分：
齿轮泵（马达） 叶片泵（马达） 柱塞泵（马达） 螺杆泵（马达）
按排量能否改变分类：
定量泵（马达） 变量泵（马达）
按流量方向是否可以改变分：
单向变量泵（马达） 双向变量泵（马达）
排油过程: 密封容积减小
两个条件: 油箱通大气
配油装置
泵和马达的结构分析基础
3.1 液压泵与液压马达概述
液压泵的作用 (1)液压泵将机械能转换为液压能； (2)建立足够的压力以克服负载； (3)提供稳定的流量以满足执行元件运动速度的要求。
抓住密封容积的形成和变化是研究了解 泵结构特点和泵工作原理的关键
何谓配油？ 配油方式？
⑶ 泵工作的两个条件：
油箱通大气或作用一定压力；配油（配流）装置不可少。
⑷ 泵输出压力取决于油液流动时所遇到的阻力大小；
⑸ 流量的建立靠密封容积的变化量和变化速率。
3.1 液压泵与液压马达概述
3.1.1 液压泵的工作原理
由上述原理知，液压泵工作的基本条件是：
1.必须构成封闭容积，并且容积可变；
流量脉动率
p(qma)sxhqp(qmi)nsh10% 0
产生流量脉动的原因 在轮齿不同的啮合点，密封容积的变化率不一样， 因此，瞬时输出的流量是变化的。
危害 流量脉动造成压力脉动，影响执行元件的工作平稳性。
1. 例：如图所示的齿
轮泵：
（1）试确定该泵有几个吸油口和压油口？ （2）若三个齿轮的结构相同，其顶圆直径＝48mm，齿宽B＝ 25mm，齿数z＝14，n＝1450r/min，容积效率，试求该泵的理 论流量和实际流量。 解：
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。
3-2齿轮泵
f 0.5t j
开始排油
啮合点与齿轮中心点的几何关系
排量
2 2 tj V 2B Re R 2 12
tj
齿轮泵齿轮基节
二、流量计算与流量脉动 5 1排量
1－泵体
2－齿轮
3－转子
4－吸油腔 3
4 2 1
5－压油腔
排量等于两个齿轮齿间槽容积之和,
1对称布置的双矩形卸荷槽 2对称布置的双圆形卸荷槽
（二）相对齿轮中心连线不对称布置的双卸荷 槽
卸荷槽非对称开设,通常向吸油腔偏移
第三节 外啮合齿轮泵的径向力 一.径向不平衡力 产生原因 －吸油腔压油腔压力不等 靠近吸油腔 p 靠近压油腔 p 作用在轴承上的力是
1沿齿轮圆周液体压力产 生的径向力 2齿轮啮合产生的径向力 合力产生 见书图3-8
二.径向不平衡力的计算
主动齿轮
F1 0.75pBDe
从动齿轮 F2 0.85pBDe De 齿顶圆直径 按 F2 计算；将压油口向主动齿轮一侧偏移使 F1 F2
三危害 轴弯曲,加速轴承磨损,齿顶与壳体产生接 触,限制压力提高 四减小径向不平衡力的措施 －缩小压油口,增大径向间隙,在端盖上开设平衡槽
第三章 齿轮泵 优缺点 1)结构简单,紧凑,允许转速高; 2)重量轻; 3)成本低; 4)工作可靠,维修方便; 5)对污物不敏感; 6)流量波动大,噪音大,排量不可变。 7)容积效率低轴承及齿轮轴上承受径向不平衡 力,工作压力低2.5MPa 采取一系列高压化措施后,压力可达到32MPa
第一节 齿轮泵 一、工作原理 具备密封的工作空间 吸油：吸油腔体积周期性由小到大;齿脱开 排油：排油腔体积周期性由大到小;齿啮合 配油：齿的顺序啮合。
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率之比。
=
P Pr
=
q • p Pr
=
qtV • p
Pr
= V (qt
• p / Pr ) = V
•m
启示：？
有关泵的其他参数 （铭牌上常有的）
• a、额定压力：在正常工作条件下，能 够连续运转的最高压力。（一般有设计 生产厂家通过试验后确定并标注在泵的 铭牌上）
• b、额定转速：在额定压力下能连续长 时间正常运转的最高转速
泵噪声较低。 ➢效率 轴向柱塞泵的总效率最高。
五、液压泵的图形符号
3-2 齿轮泵
3-2 齿轮泵 • 啮合形式：内啮合式和外啮合式
• 齿形分：渐开线齿形、摆线齿形 和圆弧齿形
渐开线齿形
摆线齿形
一、渐开线外啮合齿轮泵
• 1、工作原理： • 2、排量：
排出体积（水车舀水）： 所有缝隙容积之和， 假设齿和缝隙的体积相同
的机械功率。
Pr = T 或
2nT
Pr = 60
b、理论输出功率（Pt）：理论流量与泵
进出口压力差的乘积。 Pt= qt . Δ p
c、实际输出功率（P）：实际流量与泵
进出口压力差的乘积。Pt= q . Δ p
对三相交流异步电机 电源输入电机的有功功率=1.732×线电流
×线电压×功率因素 电机输出功率=1.732×线电流×线电压×
• c、额定流量：泵在额定压力和额定转 速下输出的实际流量。
有关泵的其他参数 （铭名牌上常有的）
• d、最高允许压力：按试验标准规定， 超过额定压力允许短暂运行的最高压力。
• e、最高转速：在额定压力下超过额定 转速而允许短暂运行的最大转速
三、液压泵的分类
• 按运动部件的形状和运动方式分为齿轮 泵，叶片泵，柱塞泵，螺杆泵。
•m
m
=
Pt Pr
= qt • p Pr
二、液压泵的性能参数
（5）效率
a、容积效率（ηV ）：实际输出功率与理论输
出功率之比。
P
q • p
q
q t
-
q
1-
q
v P q • p q q
q
t
t
t
t
t
b、机械效率（ ηm ）：泵的理论输出功率与实
际输入的功率之比。
m
=
Pt Pr
= qt • p Pr
c、总效率（ η ）：实际输出功率与实际输入功
(ra2 rb2 ) B (ra rb )(ra rb ) B mZ 2m B 2 Zm2 B
弧度排量：Zm2 B 弧度排量（加修正系数后）： V （1.06 ~ 1.12）Zm2B
二、渐开线外啮合齿轮泵的几个问题
1、困油现象及消除措施 2、端面泄漏与端面间隙的自动补偿 3、径向力及减小径向力的措施
§3-1 液压泵概述
液压泵是液压系统的动力元件， 将原动机输入的机械能转换为压力 能输出，为执行元件提供压力油。
液压泵的基本工作原理 液压泵的主要性能参数 液压泵的分类和选用 液压泵的图形符号
一、液压泵的工作原理
（1）液压泵工作的三个必备条件 密闭容积：容积大小可变的密闭容积；
周期性的机构运动：密闭容积的大小作周 期性的变化（容积由小变大——吸油，由 大变小——压油）； 配流机构：密闭容积增大到极限时，先 要与吸油腔隔开，然后才转为排油；密闭 容积减小到极限时，先要与排油腔隔开， 然后才转为吸油。单柱塞泵是通过两个单 向阀来实现这一要求的。
§3-1 液压泵概述
（2）液压泵工作的特点 a、吸油腔和压油腔要相互隔开，并 有良好的密封性；（可以达到很高的工作 压力） b、由吸油腔容积扩大吸入液体；靠 压油腔容积缩小排出液体；（容积式泵）
（3）泵的输出功率是如何计算？
不考虑效率时
Pi
Fv1
F A1
A1v1
pq
G A2
A2v2
Gv2
Po
G
F
v2
v1
h2 h1
A2
A1
二、液压泵的性能参数
（1）压力(p)
a、吸入压力：泵进口处的 压力。 b、工作压力：泵实际的(出 口）工作压力。实际工作压力 取决于负载。 c、泵的进出口压差
（Δp）：泵实际 工作压力与
泵进口处的吸入压力之差。
二、液压泵的性能参数
（2）排量 a、理论排量（ V）：泵每转一弧度，
由大变小时与压油腔相通，闭死容积由小变大时与吸油腔相通。 • 也可开单卸荷槽，与吸油腔或压油腔始终沟通
2、端面泄漏与端面间隙的自动补偿
齿轮泵的泄漏途径 （1）端面间隙泄漏
75%-80% （2）径向间隙泄漏
功率因素×效率
机械效率ηm 容积效率ηv
T、ω
电机
Δp、q
泵
总效率η
输入功率
理论输出功率
实际输出功率
输入T、ω Pr = T
泵进出口压差Δp 泵的理论流量qt Pt qt p
Δp和实际流量q P q p
v
q qt
qt
q qt
1 q qt
P Pr
q • p Pr
V qt • p
Pr
V
– 齿轮泵又分外啮合齿轮泵和内啮合齿轮 泵
– 叶片泵又分双作用叶片泵和单作用叶片 泵
– 柱塞泵又分径向柱塞泵和轴向柱塞泵
• 按排量能否变量分定量泵和变量泵。
– 单作用叶片泵，径向柱塞泵和轴向柱塞 泵可以作变量泵
四、液压泵的选用
• 选用原则：
➢是否要求变量 要求变量选用变量泵。 ➢工作压力 柱塞泵的额定压力最高。 ➢工作环境 齿轮泵的抗污能力最好。 ➢噪声指标 内啮合齿轮泵、双作用叶片泵和螺杆
的情况下，泵在单位时间内排出的液体体积， 称为泵的理论流量。 qt =ω V 或
qt =2π n V/60 （式中的 V 可用空载排量代入）
b、实际流量（q）：泵工作时实际排出 的流量。 q= qt - Δ q （ Δq 为容积损失）
二、液压泵的性能参数
（4）功率(N.m/s)
a、实际输入功率（Pr）：驱动泵轴所需
1、困油现象及消除措施
为保证啮合平稳、 吸压油腔密封，要 求重叠系数ε>1， ε=1.05-1.3 两对齿轮同时啮合， 形成闭死容积
▪ 困油现象的危害 闭死容积由大变小时油液受挤压， 导致压力冲击和
油液发热，闭死容积由小变大时，会引起汽蚀和噪声。 • 卸荷措施 在前后盖板或浮动轴套上开卸荷槽 • 开设卸荷槽的原则 两槽间距a的位置为最小闭死容积，而使闭死容积
由其几何尺寸计算而得到的排出液体体积 (m3/ rad)（radian） 。 （每转排量:m3/ r ）(revolution)
b、空载排量：试验测得的在空载条件下
的排量，实际应用时常用空载排量代替由 其几何尺寸计算而得到的排量。
二、液压泵的性能参数
（3）流量 a、理论流量（qt）：泵在不考虑泄漏