第二章液压泵
东北大学《液压与气压传动》第二章
重点难点:
容积式泵工作原理、必要条件 齿轮泵工作原理、排流量计算 容积式泵的共同弊病、 困油现象的实质 空压机工作原理
第二章 能源装置及辅件
第一节 概 述 一、能源装置的组成
液压能源装置和气源装置
液压能源装置用来向液压系统输送具有一定压力和流量的 清洁的工作介质；
气源装置则向气动系统输送一定压力和流量的洁净的压缩空气。 液压泵站一般由泵、油箱和一些液压辅件（过滤器、温控元 件、热交换器、蓄能器、压力表及管件等）组成，这些辅件是相 对独立的，可根据系统的不同要求而取舍，一些液压控制元件 （各种控制阀）有时也以集成的形式安装在液压泵站上。 气源装置则由空压机、压缩空气的净化储存设备（后冷却器 、油水分离器、储气罐、于燥器及输送管道）、气动三联件（分 水过滤器、油雾器及减压阀）组成，还有一些必要的辅件，如自 动排水器、消声器、缓冲器等.
V = 2(V1 V2 ) z = 2b[π ( R
2
R r r ) sz ] cosθ
2
式中 R，r—叶片泵定子内表面圆弧 部分长、短半径； θ—叶片倾角。 泵的实际输出流量为
q = Vn η v = 2b[π ( R
2
R r r ) sz ]nη v cos θ
2
对高压叶片泵常采用以下措施来改善叶片受力状况： 1）减小通往吸油区叶片根部的油液压力，即在吸油区叶片根部与压油腔之间串 联一减压阀或阻尼槽，使压油腔的压力油经减压后再与叶片根部相通。这样叶片 经过吸油腔时，叶片压向定子内表面的作用力不会太大。 2）减小叶片底部承受压力油作用的面积。 图 2－16a所示为子母叶片的结构，母叶片3和子叶片4之间的油室 f始终 经槽 e、d、a和压力油相通，而母叶片的底腔 g则经转子1上的孔 b和所在油 腔相通。这样，叶片处在吸油腔时，母叶片只在压油室 f的高压油作用下压 向定子内表面，使作用力不致太高。
液压传动与控制技术(泵和马达)
液压传动与控制
一转内密封容积变化两个循环。所以密封容积每转内吸油、 压油两次，称为双作用泵。 双作用使流量增加一倍，流量也相应增加。 排量和流量:
q 2 ( R — r ) B
2 2
Q 2 ( R — r ) Bn V
2 2
无流量脉动：理论分析可知，流量脉动率在叶片数为4的整 数倍、且大于8时最小。故双作用叶片泵的叶片数通常取为12 。
液压传动与控制
3. 功率与效率 能量损失包括两部分： 容积损失——由于泵和马达本身的泄漏所引起的能量损失。 机械损失——由于泵和马达机械副之间的磨擦所引起的能量 损失。
液压传动与控制
1）液压泵 如无能量损失，泵的理论机械功率应 等于理论液压功率，即：
2 nT t pQ t pqn
Tt pq 2
液压传动与控制
§2- 1 概述
液压泵和液压马达是一种能量转换装置。 液压泵是液压系统的动力元件，其作用是把原动机输入的机 械能转换为液压能，向系统提供一定压力和流量的液流。 液压马达则是液压系统的执行元件，它把输入油液的压力能 转换为输出轴转动的机械能，用来推动负载作功 。 液压泵和液压马达从原理上讲是可逆的，当用电动机带动其 转动时为液压泵；当通入压力油时为液压马达。 液压泵和液压马达的结构基本相同，但功能不同，它们的实 际结构有差别。
Py pQ pqn V 5 10 20 10
5 —6
1450 / 60 0 . 95 2296 W
泵的输出功率
Pm = Py η = 2296 0 .9 = 2551 W
液压传动与控制
例：某液压马达排量为25mL/r，进口的压力8Mpa，回 油背压为1Mpa，泵的容积效率为0.92，总效率为0.9，当 输入流量为25L/min。求马达的输出转矩和转速？ 解：输出转矩
第二章 液压泵
▪ 采用浮动配流盘实现端面
间隙补偿
▪ 减小通往吸油区叶片根部
的油液压力（↓p）
▪ 减小吸油区叶片根部的有
效作用面积 –阶梯式叶片（↓s ） –子母叶片（↓b ） –柱销式叶片 （↓b ）
单作用叶片泵
工作原理
• 定子 内环为圆
• 转子 与定子存在 偏心e，铣有z 个叶 片槽
• 叶片 在转子叶片 槽内自由滑动，宽度 为B
• 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
双作用叶片泵工作原理
工作原理 由定子内环、
转子外圆和左右配流盘组成的 密闭工作容积被叶片分割为四 部分，传动轴带动转子旋转， 叶片在离心力作用下紧贴定子 内表面，因定子内环由两段大 半径圆弧、两段小半径圆弧和 四段过渡曲线组成，故有两部 分密闭容积将减小，受挤压的 油液经配流窗口排出，两部分 密闭容积将增大形成真空，经
• 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，单作用叶片泵和凸轮转子泵 • 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
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 双作用叶片泵和螺杆泵属低噪声泵。 • 效率 轴向柱塞泵的总效率最高。
• 容积效率ηv：ηv= q /q t =（q t - Δq）/ q t
=1-Δq /qt=1-kp /nV 式中 k 为泄漏系数。
泵的功率和效率
第二章 液压传动基础知识1
1、液压油 2、液体静力学 3、液体动力学
目的任务：
了解油液性质、静压特性、方程、传递规律
掌握静力学基本方程、压力表达式和结论
重点难点：
液压油的粘性和粘度 粘温特性 静压特性 压力形成 静力学基本方程
第一节 液压传动的工作介质—液压油
油液的物理性质
常用液压油及其选用
三、液压油的合理使用
（一）防止污染
（1）加强油液库存及现场管理，建立严格 的油料管理制度和化验制度。 （2）保持液压元件的清洁，特别是油箱周 围的清洁 （3）经常清洗滤网，滤芯，换油。 （4）油液要定期检查更换。
（二）防止油温过高
（1）油液黏度降低，泄漏量增加。
（2）油液的氧化加快，油液变质 （3）元件受热膨胀，配合间隙减小 （4）密封胶圈迅速老化变质 （三）防止空气混入液压油 （1）在油箱中，防止空气被油液带入系统中
结论： 液体在管道中流动时，流过各个断面的流量 是相等的，因而流速和过流断面成反比。
三、伯努利方程及其应用
能量守恒定律：理想液体在管道中稳定流 动时，根据能量守恒定律， 同一管道内任一截面上的总 能量应该相等。 或：外力对物体所做的功应该等 于该物体机械能的变化量。
理想液体伯努利方程的推导
理想液体伯努利方程
Pa
测压两基准
绝对压力—以绝对零压为基准所测 相对压力—以大气压力为基准所测
三种压力之间的相互关系
四、静压传递原理
（一）液压系统压力的形成
p = F/S F=0 p=0 F↑ p↑ F↓ p↓ 结论：液压系统的工作压力取决 于负载，并且 随着负载的变化而变 化。
F
（二）静压传递原理（帕斯卡原理）
0E
液压泵和液压马达原理和使用(PPT课件)
3-4 低速大转矩液压马达
附：液压泵的工作特点
§3-1液压泵和液压马达的基本工作原理 一、液压泵的基本工作原理 二、液压泵的主要性能参数 三、液压马达的主要性能参数
四、液压泵和液压马达的类型
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三、液压马达的主要性能参数
1、流量、排量和转速
设定马达的排量为q，转速为n，泄露量ΔQ 则流量Q为： Q=nq+ΔQ
容积效率 mv=理论流量/实际流量
=nq/Q=nq/(nq+ΔQ) 或 n=(Q/q)· mv 可见，q和是mv决定液压马达转速的主要参数。
2、扭矩
理论输出扭矩 MT=pq/2π
实际输出扭矩 MM=MT-ΔM
因机械效率 Mm=MM/MT=1-ΔM/MT 故 MM=MT.Mm=(pq/2π).Mm 可见液压马达的排量q是决定其输出扭矩的主要 参数。 有时采用液压马达得每弧度排量DM=q/2π来代 替其每转排量q作为主要参数，这样有： =2πn=Q.mv/DM 及 MM=pDMMm
3、总功率
液压马达总功率：
ηM=2πMMn/pQ=mvMm
可见，容积效率和机械效率是液压泵 和马达的重要性能指标。因总功率为它们 二者的乘积，故液压传提高泵和马达的效率有其重要 意义。
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四、液压泵和液压马达的类型
按结构分：柱塞式、叶片式和齿轮式 按排量分：定量和变量 按调节方式分：手动式和自动式，自动
式又分限压式、恒功率式、恒压式和恒
流式等。 按自吸能力分：自吸式合非自吸式
液压泵和液压马达的图形符号
定量泵
变量泵
定量马达 变量马达 双向变量泵 双向变量马达
液压第二章习题答案
练习一、填空题：1.变量泵是指（）可以改变的液压泵，常见的变量泵有( )、( )、( )其中（）和（）是通过改变转子和定子的偏心距来实现变量，（）是通过改变斜盘倾角来实现变量。
（排量；单作用叶片泵、径向柱塞泵、轴向柱塞泵；单作用叶片泵、径向柱塞泵；轴向柱塞泵）2．液压泵的实际流量比理论流量（）；而液压马达实际流量比理论流量（）。
（小；大）3．斜盘式轴向柱塞泵构成吸、压油密闭工作腔的三对运动摩擦副为（）与（）、（）与（）、（）与（）。
（柱塞与缸体、缸体与配油盘、滑履与斜盘）4．外啮合齿轮泵的排量与（）的平方成正比，与的（）一次方成正比。
因此，在齿轮节圆直径一定时，增大（），减少（）可以增大泵的排量。
（模数、齿数；模数齿数）5．外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱开啮合的一侧是（）腔，位于轮齿逐渐进入啮合的一侧是（）腔。
（吸油；压油）6．为了消除齿轮泵的困油现象，通常在两侧盖板上开（），使闭死容积由大变少时与（）腔相通，闭死容积由小变大时与（）腔相通。
（卸荷槽；压油；吸油）7．齿轮泵产生泄漏的间隙为（）间隙和（）间隙，此外还存在（）间隙，其中（）泄漏占总泄漏量的80%～85%。
（端面、径向；啮合；端面）8．双作用叶片泵的定子曲线由两段（）、两段（）及四段（）组成，吸、压油窗口位于（）段。
（长半径圆弧、短半径圆弧、过渡曲线；过渡曲线）9．调节限压式变量叶片泵的压力调节螺钉（弹簧预压缩量），可以改变泵的压力流量特性曲线上（）的大小，调节最大流量调节螺钉，可以改变（）。
（拐点压力；泵的最大流量）二、选择题：1．双作用叶片泵从转子_径向力_平衡考虑，叶片数应选_偶数__；单作用叶片泵的叶片数常选__奇数__，以使流量均匀。
(a) 轴向力、(b)径向力；(c) 偶数；(d) 奇数。
2、_________叶片泵运转时，存在不平衡的径向力；___________叶片泵运转时，不平衡径向力相抵消，受力情况较好。
(a) 单作用；(b) 双作用。
课外作业_第2讲_液压泵_参考答案
V
=
q qt
50 54.812
0.912
总效率为
=
pq Pi
6.3106 50106 60 7.5
0.7
补充题 3：简述各类液压泵的特点以及选择液压泵的原则。 答： （1）齿轮泵 外啮：对油不敏感，结构简单，造价低，脉动大，噪声大 内啮：对油不敏感，结构简单，造价高，脉动小，噪声小 （2）叶片泵 双作用：对油敏感，结构紧凑，不可变量，不受径向不平衡力，噪声小 单作用：可变量，压力低，受径向不平衡力，噪声大 （3）柱塞泵 压力高，可变量，对油敏感，噪声大
平均理论流量
qt
nV
=
1500 60
0.088
103
m
3
/s
1.178103 m3
/s
2.2 103 m3
/
s
实际流量
q V qt 0.95 2.2103 m3 / s 2.09103 m3 / s 输出功率
Po pq 25106 2.09106 kW 52.25kW 输入功率
解：空载时可视为泵的理论流量，所以泵的排量为
液压泵的课件
图3-21
直轴式轴向柱塞泵的工作原理
Hale Waihona Puke 斜盘 2-缸体 3-柱塞 4-配流盘 5-轴 6-弹簧
2、斜轴式轴向柱塞泵
由图可见其缸体的中心线与传动主轴成一角度， 故此泵称为斜轴泵。
图中为斜轴式轴向柱塞泵外形
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二、径向柱塞泵
1.径向柱塞泵的工作原理 图为径向柱塞泵的工作原理。之所以称为径向 柱塞泵是因为有多个柱塞径向地配置在一个共同 的缸体3内。缸体由电动机带动旋转，柱塞要靠离 心力耍出，但其顶部被定子2 的内壁所限制。定子2是一个 与缸体偏心放置的圆环。因 此，当缸体旋转时柱塞就做 往复运动。这里采用配流轴 配油，又称径向配流。径向 柱塞泵外形尺寸较大，目前 生产中应用不广。 图3-31 径向柱塞泵工作原理
径向柱塞泵 轴向柱塞泵
一、液压泵的基本工作原理
下图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， 柱塞和缸体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。 当凸轮旋转至曲线的下降部位时，弹簧迫使 柱塞向下，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。凸轮使 柱塞不断地升降，密封容积周期性地减小和 增大，泵就不断吸油和排油。
液压传动液压泵的工作原理齿轮泵叶片泵柱塞泵柱塞泵齿轮式柱塞式叶片式按结构分变量定量按排量分返回2222返回齿轮泵是液压泵中结构最简单的一种泵它的抗污染能力强价格最便宜
液压传动
第二章 液压泵 液压泵的工作原理
齿轮泵 叶片泵 柱塞泵
§2-1液压泵的基本工作原理
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
返回
§2-4柱塞泵
在第一节所述单柱塞泵中，凸轮使泵在半周 内吸油，半周内排油。因此泵排出的流量是脉动 的，它所驱动的液压缸或液压马达的运动速度是 不均匀的。所以是泵总是做成多柱塞的。常用的 多柱塞泵有轴向式和径向式两大类。
液压与气压传动 第2章液压泵
经配油盘配油窗口b压出。
吸压油口隔开——配油盘上的封油区及缸体底部的通油孔
排量和流量
若柱塞数目为Z，柱塞直径d，柱塞孔分布圆直径D，斜盘倾角
，则泵的排量为 ： Vd2zDtan
4
泵的输出流量为 ： q4d2zDvntan
实际上，柱塞轴向移动速度是随缸体转动角度θ而变化。泵某一 瞬时输出流量也随θ而变化，所以泵的输出流量是脉动的，当柱 塞数z为单数时，脉动较小，
泵的平均排量为：
Vd22ezd2ez
4
2
若泵的转速为n，容积效率为ηpv，则泵的流量为 :
泵的输出流量：
q2d2eznv
2.2.1.3 阀配流径向柱塞泵的工作原理
阀配油径向柱塞泵 1一偏心轮；2 -柱塞；3 -弹簧；4 -压油
阀; 5 －吸油阀；6 -滚动轴承
2.2.1.4 负载敏感变量径向柱塞泵
液压泵在实际工作时的输出压力，亦即液压泵出口的 压力，泵的输出压力由负载决定。
吸入压力
是指液压泵进口处的压力，当液压泵的安装高度太高 或吸油阻力过大时，液压泵的进口压力将因低于极限 吸入压力而导致吸油不充分，而在吸油腔产生气穴或 气蚀。吸入压力的大小与泵的结构型式有关。
2.1.4.2 排量和流量
排量V
它们是液压系统的核心元件，其性能好坏将直接 影响到系统是否正常工作。
2.1.1 液压泵的工作原理
Q
B
泵排出
O
C
A
泵吸入
凸轮1旋转时，当柱塞向右移动，工作腔容积变大，产生 真空，油液便通过吸油阀5吸入；
柱塞向左移动时，工作腔容积变小，已吸入的油液便通过 压油阀6排到系统中去。
6
5
4
3
2
3.1-齿轮泵
PMi = ΔpM .QM
总效率η:
PM TM ω M ηM = = = η Mv η Mm PMi ΔpM .QM
液压与气动 -杨阳
重庆大学
2-1
液压泵概述
四,液压泵图形符号
a 单向定量泵 b 单向变量泵 c 双向定量泵 d 双向变量泵
液压与气动 -杨阳 重庆大学
2-2
齿轮泵
齿轮泵的特点 优点:体积小,重量轻,结构简单,制造方便,价格低, 工作可靠,自吸性能较好,对油液污染不敏感,维护方便等. 缺点:流量和压力脉动较大,噪声大,排量不可变等. 内啮合齿轮泵与外啮合齿轮泵比较,体积小,流量脉动小 ,噪声小,但加工困难,使用受到限制.
液压与气动 -杨阳
重庆大学
2-1
液压泵概述
2.按排油量是否可调分为:定量式和变量式 液压泵的排量:不计泄漏时,泵每转一周或一个 弧度时排出的油液体积. 排量不变时称为定量泵或定量马达,排量可变时 称为变量泵或变量马达.
液压与气动 -杨阳
重庆大学
2-1
液压泵概述
3. 按工作压力可分为:低压,中压,中高压,高 压和超高压泵 低压泵(p≤2.5MPa); 中压泵(p≥2.5-8.0MPa); 中高压泵(p ≥ 8.0 -16.0MPa); 高压泵(p≥16-32MPa); 超高压泵(p > 32.0MPa).
液压与气动 -杨阳 重庆大学
2-1
液压泵概述
(3) 液压泵必须具有配流装置 配流装置的作用是保证泵吸油腔(容积增加的 工作腔)与油箱相通,排油腔(容积减小的工作腔) 与执行元件相通,并避免吸排油强相互而连通出现干 涉. 配流装置的结构取决于液压泵的结构型式,在单 柱塞泵中,采用两只反向布置的单向阀5和6来实现吸 油和排油的可靠进行(阀式配流).
液压泵结构与工作原理
结构 参数。为了减小脉动的影响，除了在造型上考虑外，必要时可以在系统中设置 蓄能器和液压滤波器 （5）液压泵的工作腔靠容积的变化来吸、排油，所以就会在过度密封区存在容积
剧烈变化时压力急剧升高或降低的“困油现象”从而影响效率，产生压力脉动，噪
类型 输出压力
外啮合轮泵 低压
双作用叶片泵 中压
径向柱塞泵 高压
吸入和排出
– 图示方向回转时，齿C退出啮合，其齿间V增大，P降低，液体在
吸入液面P作用下，经吸入口流入 – 随着齿轮回转，吸满液体的齿间转过吸入腔，沿壳壁转到排出腔 – 当重新进入啮合时，齿间的液体即被轮齿挤出
结构特点
– 泵如果反转，吸排方向相反 – 由于啮合紧密，齿顶和端面间隙都小，液体不会大量漏回吸入腔 – 磨擦面较多，只用来排送有润滑性的油液。
液压泵职能符号（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
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
Q QtV Qt nq
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
恒 流 量 变 量 机 构
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
径向泵的工作原理
液压泵的工作特点
双作用叶片泵的几个主要问题
定子内表面曲线 叶片倾角 困油问题
液压传动第二章液压传动的流体力学基础
• 液压油的选用
液压油在选用时最主要的依据就是粘度。 选择液压油时，首先考虑其粘度是否满足要求， 同时兼顾其它方面。选择时应考虑如下因素： （1） 液压泵的类型 （2） 液压系统的工作压力 （3） 运动速度 （4） 环境温度 （5） 防污染的要求 （6） 综合经济性
总之，选择液压油时一是考虑液压油的品种，二是考虑 液压油的粘度。
P=p0+ρgh=p0+γh 其中ρ为液体的密度， γ为液体的 重度。
上式即为静压力基本方程式，它说明了：
（1）静止液体中任意点的静压力是液体表面上的压力和液柱重 力所产生的压力之和。当液面接触大气时，p0为大气压力pa， 故有
p=pa+γh （2）同一容器同一液体中的静压力随深度的增加线性地增加。
例如，牌号为L—HL22的普通液压油在40℃时运动粘度的中心值 为22 mm2/s（L表示润滑剂类，H表示液压油，L表示防锈抗氧 型）。
（c） 相对粘度
相对粘度又称条件粘度，它是按一定的测量条件制定的。 根据测量的方法不同，可分为恩氏粘度°E、赛氏粘度SSU、 雷氏粘度Re等。我国和德国等国家采用恩氏粘度。
液体静压力有两个重要特性：
（1）液体
静压力的方向总是沿着作用面的法线方向。
这一特性可直接用液体的性质来说明。液体只能保 持一定的体积，不能保持固定的方向，不能承受拉力 和剪切力。所以只能承受法向压力。
（2)静止液体中任何一点所受到各个方向压力都相等。
如果液体中某一点所受到的各个方向的压力不相等， 那么在不平衡力作用下，液体就要流动，这样就破坏 了液体静止的条件，因此在静止液体中作用于任一点 的各个方向压力必然相等。
1Pa·s = 10P（泊）= 1000 cP（厘泊）
2.1液压泵概述
2.1液压泵概述p1同学们好，我是你们的《液压》老师，程发龙。
今天我们学习第二章第一节，液压泵概述。
通过上一章的学习知道:液压系统可以分为五个部分，它们分别是动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和工作介质。
这一章主要介绍动力元件—液压泵。
这一节主要讲基本理论。
(翻页)p2先从学习液压泵的工作原理开始，这是一幅液压泵工作原理图，当柱塞2向右移动时，密封容积a体积变大，产生真空，这是吸油，跟我们呼吸时吸气相似；当柱塞2向左移动时，密封容积a体积变小，油液被迫压出，这时压油跟，我们呼吸时，出气相似。
我们来看一个动画演示[超链接]同学们看，柱塞右移、左移，液压泵吸油、压油。
泵向内吸油时，下面的单向阀开启，上面的单向阀关闭。
泵向内压油时，上面的单向阀开启；下面的单向阀关闭。
泵向外排油。
这样重复运动就是油压泵泵油的过程。
把我们刚学的总结一下(翻页)p3当密封容积变大时，产生真空，吸油；当密封容积变小时；油液被迫压出，压油，完成了吸油,压油。
这就是油压泵泵油原理。
p要完成液压系统油液输出要具备以下条件:1、必须有交替变化的密封容积，以完成吸油和排油。
2、吸油时，油箱必须与大气想通。
3、必须有配流装置,将吸油和排油分开,上述弄明白了液压泵工作原理。
在了解一下有哪些种类的液压泵(翻页)p4液压泵的种类很多，按结构形式的不同。
可分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵；按泵的排量能否改变，可分为定量泵和变量泵；按泵的输出油液方向能否改变，可分为单相泵和双向泵。
这些泵我们在学习和研究时,为了方便都有自己的图形符号。
我们来学习(翻页)p5a图是单向定量液压泵图形符号；b图在a图基础上加一个变量符号是单向变量油压泵图形符号；c图是双向定量液压泵图形符号；d图是双向变量油压泵图形符号。
(翻页)p6液压参数及计算：1、工作压力和额定压力。
工作压力(用p表示)指泵实际工p表示）作时输出油液压力，泵的工作压力取决于外界负载。
2、额定压力（用n是指连续工作条件下，允许达到的最大工作压力。
液压与气压传动(第二版)课后习题答案第二章
第二章2-1 已知液压泵的额定压力和额定留量，不计管道内压力损失，说明图示各种工况下液压泵出口处的工作压力值。
解：a)0p = b)0p = c)p p =∆ d)F p A= e)2m m T p V π= 2-2如图所示，A 为通流截面可变的节流阀，B 为溢流阀。
溢流阀的调整压力是P y ，如不计管道压力损失，试说明，在节流阀通流截面不断增大时，液压泵的出口压力怎样变化？答：当阀A 流通截面小于某一值时，P 维持P y ，B 打开。
阀A 流通截面继续增大，增大到最大值时，P=0,B 不打开。
2-3试分析影响液压泵容积效率v η的因素。
答：容积效率表征容积容积损失的大小。
由1v t tq q q q η∆==- 可知：泄露量q ∆越大，容积效率越小 而泄露量与泵的输出压力成正比，因而有111v t nk k p q v η==- 由此看出，泵的输出压力越高，泄露系数越大，泵 排量越小，转速越底，那么容积效率就越小。
2-4泵的额定流量为100L/min,额定压力为2.5MPa ，当转速为1450r/min 时，机械效率为ηm ＝0.9。
由实验测得，当泵出口压力为零时，流量为106 L/min ，压力为2.5 MPa 时，流量为100.7 L/min ，试求：①泵的容积效率；②如泵的转速下降到500r/min ，在额定压力下工作时，计算泵的流量为多少？ ③上述两种转速下泵的驱动功率。
解：① 通常将零压力下泵的流量作为理想流量，则q t ＝106 L/min由实验测得的压力为2.5 MPa 时的流量100.7 L/min 为实际流量，则ηv ＝100.7 /106=0.95=95%②泄漏流量Δq 只于压力有关,由于压力没变 所以则有q t /=qn //n=100.7×500/1450=34.7 L/min③当n=1450r/min 时,P=pq/(ηv ηm )=25×105×100.7×10-3/（60×0.95×0.9）=4.91kw当n=500r/min 时,P=pq/(ηv ηm )=25×105×34.7×10-3/（60×0.95×0.9）=1.69kw2-4设液压泵转速为950r/min ，排量＝168L/r ，在额定压力29.5MPa 和同样转速下，测得的实际流量为150L/min ，额定工况下的总功率为0.87，试求：(1)泵的理论流量；(2)泵的容积效率；(3)泵的机械效率；(4)泵在额定工况下，所需电机驱动功率；(5)驱动泵的转速。
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第二章液压泵授课班级：083022003、4 授课日期：7教学课题：液压泵概述教学目的及要求：1．熟悉液压泵的工作原理及特点2．了解液压泵的主要性能参数及分类教学重点：液压泵的工作原理教学难点：液压泵主要性能参数间的关系教学方法：讲授、讨论、启发教具：黑板、投影仪教学过程及内容：复习：液体的主要性质、静止液体和流动液体的力学基础、管道中流动液体的能量损失及其它常见的物理现象。
课程导入：液压传动系统中动力装置的功用是什么？课程内容：机械能转变为液压能的转换装置和它们主要性能参数是本节介绍的内容。
一、液压泵和液压马达的工作原理在液压传动系统中，液压泵和液压马达都是容积式的，依靠容积变化进行工作。
见教材34页图2.1为容积式泵的工作原理简图（用幻灯片演示动画）（1）吸油过程：偏心轮旋转使柱塞2在缸体的柱塞孔内向右移动，缸体与柱塞之间构成了容积可变的密封工作腔变大，产生真空，油液便通过单向阀6吸入。
（2）压油过程：偏心轮旋转使柱塞向左移动时，工作腔容积变小，已吸入的油液因受压通过单向阀5排到系统中去。
二、液压泵的分类和图形符号1．液压泵常见的类型有按液压泵的结构分：齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、转子泵、螺杆泵等按液压泵输出流量分：定量泵、变量泵按液压泵工作压力分：低压泵、中压泵、高压泵按液压泵输出液流方向分：单向泵、双向泵单向定量泵单向变量泵双向定量泵双向变量泵2．液压泵的图形符号常见液压泵的图形符号如图所示。
3. 液压马达的分类按转速分：高速马达(n>500rpm)、中速马达(100～500rpm)、低速马达(n<100rpm)；按排量能否调节：定量马达、变量马达按输油方向能否改变：单向马达、双向液压马达按结构：齿轮马达、叶片马达、柱塞马达、摆线马达液压马达的职能符号4. 液压泵的图形符号三、液压泵的主要性能参数1.液压泵的压力（单位：Mpa）（1）工作压力p：液压泵工作时实际输出的压力称为工作压力。
其大小取决于负载的大小和管路的压力损失，与液压泵的流量无关。
（2）额定压力pn:液压泵在正常条件下，连续运转允许达到的最高压力称为额定压力。
额定压力是按试验标准规定在产品出厂前必须达到的铭牌压力。
（3）最高允许压力pmax:液压泵在短时间内超载时所允许的极限压力。
2.液压泵的排量(mL/r即毫升／转)液压泵的排量V：在没有泄漏的情况下，液压泵轴转过一转时所能排出的液体体积称为液压泵的排量V，其大小只与液压泵的几何尺寸有关。
3.液压泵流量（m3/s或L/min）（1）液压泵的理论流量qt：在没有泄漏的情况下，液压泵单位时间内所输出液体的体积称为液压泵的理论流量，其大小取决液压泵的排量V和液压泵转速n的乘积。
qt＝Vn（2）液压泵的实际流量q ：液压泵在单位时间内实际输出的液体体积称为液压泵的实际流量。
由于液压泵运转时存在泄漏，所以其实际流量小于理论流量。
（3）液压泵的额定流量qn:液压泵在额定压力下输出的实际流量称为液压泵的额定流量，其数值是按试验标准规定在出厂前必须达到的铭牌流量，是最小的实际流量。
4.液压泵的功率P（Ｗ）（1）液压泵的理论输入功率Pt：忽略能量损失，驱动液压泵轴的功率称为液压泵的理论输入功率,若液压泵的理论输入转矩为Tt，泵轴转速为n,其值为P t＝2πnTt（2）液压泵的实际输入功率Pi：考虑能量损失，驱动液压泵轴的功率称为液压泵的实际输入功率,若液压泵的实际输入转矩为Ti，泵轴转速为n,其值为Pi＝2πnTi（3）液压泵的理论输出功率P0t:液压泵理论流量qt和工作压力p的乘积称为液压泵的理论输出功率，其值为P0t＝qtp（4）液压泵的实际输出功率P0: 液压泵实际流量q和工作压力p的乘积称为液压泵的实际输出功率，其值为P0 ＝qp5.液压泵的理论驱动转矩Tt与液压泵工作压力p、液压泵排量V之间的关系如果忽略能量损失，液压泵的理论输入功率等于液压泵的理论输出功率，即2πnTt =pqt=p Vn，由此有Tt=pV/2π也即：液压泵的理论驱动转矩Tt与液压泵的工作压力p和液压泵的排量的乘积成正比。
6.液压泵的效率（1）液压泵的容积效率ηV液压泵工作时，其实际流量q与理论流量qt的比值称为液压泵的容积效率,即ηV＝q/qt（2）液压泵的机械效率ηm液压泵工作时，其理论转矩与实际转矩的比值称为液压泵的机械效率，即ηm＝Tt/Ti（3）液压泵的总效率η液压泵的实际输出功率与液压泵的实际输入功率的比值称为液压泵的总效率，即η＝ P0/ Pi ＝pq/2πnTi＝pqtηV/2πn（Tt/ηm）＝pqt/2πnTt ×ηVηm＝ηVηm也即：液压泵的总效率等于液压泵的容积效率与液压泵的机械效率的乘积。
四、液压马达的主要性能参数1液压马达的压力液压马达的工作压力：马达入口油液的实际压力液压马达的工作压差：马达入口压力和出口压力的差值液压马达的额定压：马达在正常工作条件下，按试验标准规定运转的最高压力。
2液压马达的排量和流量液压马达的排量：马达转一周，由其密封容积变化所需的液体体积。
液压马达的流量：马达入口处的流量。
3液压马达的转速和容积效率液压马达的输出转速：理论流量与排量的比值液压马达的容积效率：实际流量与理论流量的比值4液压马达的转矩和机械效率液压马达的理论输出转矩：不考虑机械损失时，马达的输出转矩液压马达的实际输出转矩：考虑机械损失时，马达的输出转矩液压马达的机械效率：实际输出转矩理论输出转矩的比值5液压马达的总效率马达的总效率：液压马达容积效率和机械效率的乘积小结1.液压泵是依靠密封容积的交替变化实现吸油和压油液压泵正常工作必须具备：可以交替变化的密封容积，能够保证吸油腔和压油腔在任何时候都互不相通的配油装置，油箱要和大气相通。
2.液压泵在没有泄漏的情况下，泵轴转过一转时所能排除的液体体积称为液压泵的排量，其大小只与液压泵的几何尺寸有关。
3.液压泵的压力有：工作压力、额定压力和最高允许压力。
液压泵的流量有：理论流量、实际流量和额定流量。
液压泵的功率有：理论输入功率Pt和实际输入功率Pi，且Pt＜Pi；理论输出功率P0t和实际输出功率P0，且P0t＞P0。
液压泵的效率有：容积效率ηV、机械效率ηm和总效率η且η＝ηVηm授课班级：083022003、4 授课日期：8教学课题：齿轮泵教学目的及要求：1．掌握外啮合齿轮泵的工作原理和结构2．掌握齿轮泵存在的三大问题和解决的措施3．了解外啮合齿轮泵的排量和流量计算教学重点：外啮合齿轮泵的工作原理和结构上存在的三大问题及其解决的措施教学难点：外啮合齿轮泵工作时的压力分布、困油现象及其解决措施教学方法：讲授、讨论、启发教具：黑板、投影仪教学过程及内容：复习：容积式液压泵的工作原理容积式液压泵正常工作必须具备的条件液压泵的排量、流量、压力、效率、功率课程导入：液压泵的种类很多，常见液压泵的工作原理和结构特点是我们今后学习的内容。
本节学习齿轮泵的有关内容。
课程内容：2.2.1 齿轮泵的工作原理见教材39页图2.3外啮合齿轮泵的工作原理图1、组成：（1）壳体；（2）前、后端盖；（3）一对外啮合齿轮；（4）壳体、端盖和齿轮的各个齿槽组成多个密封工作腔。
2、工作原理：用多媒体演示（1）吸油过程：（2）压油过程：（3）配油装置：两齿轮啮合线及泵盖将吸油区和压油区隔开，起着配油作用。
2.2.2 齿轮泵的排量和流量1、齿轮泵的排量计算：式中：z为齿轮的齿数；m为齿轮的模数；B为齿轮的宽度。
2、齿轮泵的理论流量：3、齿轮泵的实际流量：2.2.3 齿轮泵的结构1、齿轮泵的典型结构：见齿轮泵的拆装工程图2、外啮合齿轮泵在结构上存在的几个问题（1）困油现象：由于齿轮泵连续供油时齿轮啮合的重叠数大于1，使两对齿轮的齿间啮合处形成一个封闭体积。
液压油随齿轮泵运转过程中，常有一部分液压油被封在此间，称为困油现象。
分析：困油现象对齿轮泵造成的损害（见图示）a→b：密封容积缩小时，油液的压力增大，高压油从一切可能泄漏的缝隙强行挤出，使轴承上受很大冲击载荷，泵剧烈振动，同时油液发热，无功损耗增大。
b →c ：密封容积增大时，形成局部真空，产生气穴，使泵引起强烈的振动和噪声等。
消除困油现象的方法：在齿轮泵的端盖（或轴承座）上开卸荷槽消除困油现象。
原则： a→b 密封容积减小，使之通压油腔；b→c 密封容积增大，使之通吸油腔；b 时密封容积最小，隔开吸压油口。
注意：许多齿轮泵将卸荷槽整个向吸油腔侧平移一段距离，效果更好。
（2）径向不平衡力（见图示）产生原因：（a）压油腔和吸油腔处齿轮外缘所受的压力不均匀。
（b）在齿轮和壳体内孔的径向间隙中，压力逐渐分级下降。
后果：使齿轮和轴受到径向不平衡力。
可以使泵轴弯曲，齿轮顶接触泵体，产生摩擦。
改善措施：缩小压油口。
（3）泄漏泄漏的途经：（1）齿轮啮合线处的间隙—约占齿轮泵总泄漏量的5%（2）泵体内表面和齿顶圆间的径向间隙—约占齿轮泵总泄漏量的 20%-25%。
（3）齿轮两端面和端盖间的间隙—约占齿轮泵总泄漏量的70%-80%。
4、中高压齿轮泵端面间隙自动补偿装置（1）浮动轴套式间隙补偿装置：（2）浮动侧板式间隙补偿装置：（3）挠性侧板式间隙补偿装置：上述三种方法都是将压力油引入使轴套或侧板紧贴在齿轮端面上，压力愈高，间隙愈小，可自动补偿端面磨损和减小间隙。
齿轮泵的浮动轴套是浮动安装的，轴套外侧的空腔与泵的压油腔相通，当泵工作时，浮动轴套受油压的作用而压向齿轮端面，将齿轮两侧面压紧，从而补偿了端面间隙。
挠性侧板式易使侧板外侧面的压力分布大体上齿轮侧面的压力分布相适应。
好处：可以提高泵的压力，增大容积效率，减小径向不平衡力等。
小结：（1）学习了齿轮泵的工作原理；（2）了解齿轮泵的排量和流量的计算公式；（3）分析了齿轮泵的结构，了解到齿轮泵中存在的困油现象、泄漏、径向不平衡力的几个问题，并知道了应采取的改善措施。
授课班级：083022003、4 授课日期：9教学课题：叶片泵教学目的及要求：1、了解单作用叶片泵的工作原理及它的结构特点；2、掌握双作用叶片泵的工作原理，了解配油盘、定子曲线等特点；3、掌握外反馈限压式变量叶片泵工作原理，学会分析压力影响流量变化的特征，并了解其应用。
教学重点：1、双作用叶片泵的工作原理和特点；2、掌握外反馈限压式变量叶片泵工作原理及其应用。
教学难点：双作用叶片泵中的配油盘的结构特点；反馈限压式变量叶片泵中的压力和流量的关系教学方法：讲授、讨论、启发教具：黑板、投影仪教学过程及内容：复习旧课，导入新课：问题：齿轮泵在结构上存在着哪几个问题？（学生回答，教师小结）新课：叶片泵是一种广泛应用于机床、自动线等中、低压液压系统中的液压泵。
优点：结构紧凑、运转平稳、压力脉动小，噪音小；尺寸小、流量大。