液压泵和液压马达讲解
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KQ ?
nZ 60
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Z? 2?
第三章 液压泵和液压马达
衡量流量波动性亦即流量品质的指标 :
流量波动系数:
? Q ?（ QTmax -Q Tmin） /Q Tmax
对常用的外啮合齿轮泵:
?
Q
?
f
2 n
4(2 Rh ?
h2)
?
? 2? 2 cos2 ?
4(z ? 1)
流量波动频率:
KQ
?
nZ 60
?
? Q 由于齿轮啮合时重合系数 >1，即当一对尚未退出啮合时，下一 对K Q齿已? 进Q ?（入Q啮Tm合ax 状-Q态Tmin，）于/Q是Tma在x 两对齿之间形成闭死容积，使前对齿 失有? Q去一? 排段4(2油的R能流hf n 2力量? h，突2 )此然? 时下? 2瞬降?4( 2时。zc?os流1)2 量? 由后一对齿决定，因此在曲线上形成
当后一对齿刚进入啮合时困油区容积最大（下图 a）,随着A、B两点 的移动，困油区逐渐减小，当 A、B两点对称地分布于节点两侧时困油 区容积最小。
3-3
3-4
第三章 液压泵和液压马达
2. 危害 困油区由大到小：产生很大的压力，这个力在齿轮转一转时 重复出现的次数等于齿数，产生冲击
第三章 液压泵Fra Baidu bibliotek液压马达
为讨论方便，将x、y两个变量有啮合点至节点的距离 f置换，将
齿顶圆半径用节 圆半径和齿顶高置换，则可得外啮合齿轮泵瞬间流
量公式为: Q T ? B? (2 Rh ? h 2 ? f 2 )
Q T ? 2 ?? ( r2 ? x R) —? (节r2 圆?半y径)；?? ? h/ —B 齿定高。
第三章 液压泵和液压马达
齿轮泵的瞬时流量则为：
QT ? 2 ??(r22 ? x2 ) ? (r22 ? y2 )??? / B
式中：r2 －齿顶圆半径；
x－啮合点至主动齿轮圆心的距离； y－啮合点至被动齿轮圆心的距离。 由上式可见，由于啮合点沿啮合线变化，所以 x、y 值随啮合点的变化也在变化，这样瞬间流量当然也随啮 合点的变化而变化。同时可知，当一对齿退出啮合而另 一对齿进入啮合后，瞬时流量将重复变化一次。
马达：将输入油液的能量转化成为马达轴旋转运动的机械能而 输出的元件。属液压执行元件，从原理上讲，泵和马达可换，但工 作要求不同，结构有差异。
第三章 液压泵和液压马达
3.2 齿轮泵和齿轮马达
齿轮泵的结构简单，造价低廉，工作可靠，体积小，重量轻， 对油液污染不太敏感。缺点流量和压力脉动大，噪声大，排量不可 调。故应用广泛在低压系统中，但也在不断的改善。 本节主要介绍外啮合直齿齿轮泵的结构和工作原理。 一、齿轮泵的工作原理和组成
可见，节圆直径一定时，齿数越少排量越大，这对于减少齿轮的 尺寸重量是有利的。当然，减少齿数要受到根切的限制，同时还要考 虑实际情况时，系统对油泵流量波动的要求。一般Z为9、11、13。
流量 Q= qn （升/分）；q0 ? q / 2?（每弧度的排量）
第三章 液压泵和液压马达
二、齿轮泵的瞬时流量
根据以上得到的齿轮泵排量公式可求得齿轮泵的理论流量 （平均流量）:
第三章 液压泵和液压马达
3.1 概述
泵是将原动机的机械能传递给液体，从而使液体的压力、速度、 位置得以提高的元件。按其工作原理可分为涡轮式和容积式。
涡轮式泵：机械能转化为动能，低压大流量作业，输送液体， 例如水泵。
容积式泵：原动机的机械能主要转化成液体的静压能，使用于 高压小流量作业，因此常用于各种控制目的，即使系统的负载有变 化，输出流量不变。 类型： 根据结构的不同，泵有齿轮泵、叶片泵、阀式活塞泵，径向 柱塞泵、轴向柱塞泵和螺杆泵。
Q T ? B ? (2 Rh ? h 2 ? f 2 )
R — 节由圆此半径可；知，h在— 结齿定构高参。数 B、R、h及转速一定时，啮合点与节点重 合fmax即?f?=0f 时n / 瞬2 时流量最大，而当开始啮合和退出啮合时， fmax ? ? fn / 2 （ f n 为啮合点在啮合线上走过的长度），此时瞬时流量最小。
QL =q0? ? 6.66m2BZ? / 2?
须知这样求得的流量是平均流量。事实上齿轮泵在工作 中，随着齿轮所处的不同位置，其瞬时流量是不同的。如在 某时间内压油腔容积变化dV，则r2 瞬时流量dV/dt是各处不同的， 这一瞬时流量的变化现象称为液压泵的流量波动。流量波动 将导致执行组件工作速度不平稳，而且会引起压油管内的压 力波动，从而导致系统机械振动和噪音的增加，这对于高性 能要求的液压系统显然是不利的。因而了解流量波动的大小 和频率，对于正确选用液压泵以设计出满足要求的液压传动 系统是非常必要的。
Z? 2?
由以上讨论可知，齿轮泵的流量品质主要决定 于齿数，齿数越多则系数越小而频率越大，也即是 流量品质越好。为轻型化 ，齿数少，波动大。
第三章 液压泵和液压马达
三、齿轮泵结构上的问题
（一）困油现象及消除措施 1. 产生的原因及现象 为了保证齿轮泵流量连续及高低压腔严格密
封，必须使重合系数大于1，一般1.05-1.2 。当前一对齿没有脱开啮 合时，后一对齿已进入啮合，便形成一个与吸排油腔均不相通的封闭 容积，切随齿轮转动而移动。把这个封闭容积称为困油区。
1. 组成：三片式结构 端盖、泵体和啮合齿轮。
3-1
第三章 液压泵和液压马达
2. 齿轮泵的工作原理 主动齿轮反时针旋转，带动被动齿轮顺时针旋转。在吸油腔一 侧，由于齿轮逐渐退出啮合，吸油腔容积增大，形成部分真空，油 箱中的油液在外界大气压的作用下，经吸油管而进入吸油腔并填满 齿间。随着油泵的旋转，每个齿间的油液被送到压油腔。在压油腔 齿轮逐渐进入啮合，容积减小，压力增大，油液被压入系统去工作。 齿顶间隙所形成的容积不参与吸排油，侧间隙和端间隙越小越好。 图3-2 介绍原理。
3-2
第三章 液压泵和液压马达
3. 齿轮泵的排量
q ? ??? (d0 ? 2m)2 / 4 ? ? (d0 ? 2m)2 / 4?? B ? 2? m2 BZ (m3 / r)
精确计算时可采用： q=6.66m2BZ (m3 / r) m为齿轮模数；z为齿数；B为齿宽.
d0 ? mz可将上式改写为： q = 6.66m2BZ ? 6.66(d0 / Z )2 ? 6.66(d02 / Z )B
KQ ?
nZ 60
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第三章 液压泵和液压马达
衡量流量波动性亦即流量品质的指标 :
流量波动系数:
? Q ?（ QTmax -Q Tmin） /Q Tmax
对常用的外啮合齿轮泵:
?
Q
?
f
2 n
4(2 Rh ?
h2)
?
? 2? 2 cos2 ?
4(z ? 1)
流量波动频率:
KQ
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? Q 由于齿轮啮合时重合系数 >1，即当一对尚未退出啮合时，下一 对K Q齿已? 进Q ?（入Q啮Tm合ax 状-Q态Tmin，）于/Q是Tma在x 两对齿之间形成闭死容积，使前对齿 失有? Q去一? 排段4(2油的R能流hf n 2力量? h，突2 )此然? 时下? 2瞬降?4( 2时。zc?os流1)2 量? 由后一对齿决定，因此在曲线上形成
当后一对齿刚进入啮合时困油区容积最大（下图 a）,随着A、B两点 的移动，困油区逐渐减小，当 A、B两点对称地分布于节点两侧时困油 区容积最小。
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第三章 液压泵和液压马达
2. 危害 困油区由大到小：产生很大的压力，这个力在齿轮转一转时 重复出现的次数等于齿数，产生冲击
第三章 液压泵Fra Baidu bibliotek液压马达
为讨论方便，将x、y两个变量有啮合点至节点的距离 f置换，将
齿顶圆半径用节 圆半径和齿顶高置换，则可得外啮合齿轮泵瞬间流
量公式为: Q T ? B? (2 Rh ? h 2 ? f 2 )
Q T ? 2 ?? ( r2 ? x R) —? (节r2 圆?半y径)；?? ? h/ —B 齿定高。
第三章 液压泵和液压马达
齿轮泵的瞬时流量则为：
QT ? 2 ??(r22 ? x2 ) ? (r22 ? y2 )??? / B
式中：r2 －齿顶圆半径；
x－啮合点至主动齿轮圆心的距离； y－啮合点至被动齿轮圆心的距离。 由上式可见，由于啮合点沿啮合线变化，所以 x、y 值随啮合点的变化也在变化，这样瞬间流量当然也随啮 合点的变化而变化。同时可知，当一对齿退出啮合而另 一对齿进入啮合后，瞬时流量将重复变化一次。
马达：将输入油液的能量转化成为马达轴旋转运动的机械能而 输出的元件。属液压执行元件，从原理上讲，泵和马达可换，但工 作要求不同，结构有差异。
第三章 液压泵和液压马达
3.2 齿轮泵和齿轮马达
齿轮泵的结构简单，造价低廉，工作可靠，体积小，重量轻， 对油液污染不太敏感。缺点流量和压力脉动大，噪声大，排量不可 调。故应用广泛在低压系统中，但也在不断的改善。 本节主要介绍外啮合直齿齿轮泵的结构和工作原理。 一、齿轮泵的工作原理和组成
可见，节圆直径一定时，齿数越少排量越大，这对于减少齿轮的 尺寸重量是有利的。当然，减少齿数要受到根切的限制，同时还要考 虑实际情况时，系统对油泵流量波动的要求。一般Z为9、11、13。
流量 Q= qn （升/分）；q0 ? q / 2?（每弧度的排量）
第三章 液压泵和液压马达
二、齿轮泵的瞬时流量
根据以上得到的齿轮泵排量公式可求得齿轮泵的理论流量 （平均流量）:
第三章 液压泵和液压马达
3.1 概述
泵是将原动机的机械能传递给液体，从而使液体的压力、速度、 位置得以提高的元件。按其工作原理可分为涡轮式和容积式。
涡轮式泵：机械能转化为动能，低压大流量作业，输送液体， 例如水泵。
容积式泵：原动机的机械能主要转化成液体的静压能，使用于 高压小流量作业，因此常用于各种控制目的，即使系统的负载有变 化，输出流量不变。 类型： 根据结构的不同，泵有齿轮泵、叶片泵、阀式活塞泵，径向 柱塞泵、轴向柱塞泵和螺杆泵。
Q T ? B ? (2 Rh ? h 2 ? f 2 )
R — 节由圆此半径可；知，h在— 结齿定构高参。数 B、R、h及转速一定时，啮合点与节点重 合fmax即?f?=0f 时n / 瞬2 时流量最大，而当开始啮合和退出啮合时， fmax ? ? fn / 2 （ f n 为啮合点在啮合线上走过的长度），此时瞬时流量最小。
QL =q0? ? 6.66m2BZ? / 2?
须知这样求得的流量是平均流量。事实上齿轮泵在工作 中，随着齿轮所处的不同位置，其瞬时流量是不同的。如在 某时间内压油腔容积变化dV，则r2 瞬时流量dV/dt是各处不同的， 这一瞬时流量的变化现象称为液压泵的流量波动。流量波动 将导致执行组件工作速度不平稳，而且会引起压油管内的压 力波动，从而导致系统机械振动和噪音的增加，这对于高性 能要求的液压系统显然是不利的。因而了解流量波动的大小 和频率，对于正确选用液压泵以设计出满足要求的液压传动 系统是非常必要的。
Z? 2?
由以上讨论可知，齿轮泵的流量品质主要决定 于齿数，齿数越多则系数越小而频率越大，也即是 流量品质越好。为轻型化 ，齿数少，波动大。
第三章 液压泵和液压马达
三、齿轮泵结构上的问题
（一）困油现象及消除措施 1. 产生的原因及现象 为了保证齿轮泵流量连续及高低压腔严格密
封，必须使重合系数大于1，一般1.05-1.2 。当前一对齿没有脱开啮 合时，后一对齿已进入啮合，便形成一个与吸排油腔均不相通的封闭 容积，切随齿轮转动而移动。把这个封闭容积称为困油区。
1. 组成：三片式结构 端盖、泵体和啮合齿轮。
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第三章 液压泵和液压马达
2. 齿轮泵的工作原理 主动齿轮反时针旋转，带动被动齿轮顺时针旋转。在吸油腔一 侧，由于齿轮逐渐退出啮合，吸油腔容积增大，形成部分真空，油 箱中的油液在外界大气压的作用下，经吸油管而进入吸油腔并填满 齿间。随着油泵的旋转，每个齿间的油液被送到压油腔。在压油腔 齿轮逐渐进入啮合，容积减小，压力增大，油液被压入系统去工作。 齿顶间隙所形成的容积不参与吸排油，侧间隙和端间隙越小越好。 图3-2 介绍原理。
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第三章 液压泵和液压马达
3. 齿轮泵的排量
q ? ??? (d0 ? 2m)2 / 4 ? ? (d0 ? 2m)2 / 4?? B ? 2? m2 BZ (m3 / r)
精确计算时可采用： q=6.66m2BZ (m3 / r) m为齿轮模数；z为齿数；B为齿宽.
d0 ? mz可将上式改写为： q = 6.66m2BZ ? 6.66(d0 / Z )2 ? 6.66(d02 / Z )B