叶片泵的Solidwords三维动态仿真

变量叶片泵的Solidwords三维建模及动态仿真摘要本次毕业设计课题为变量叶片泵的三维建模及动态仿真，主要是根据变量泵各实际零件尺寸及形状，通过测绘及观察配合关系，分析其工作原理后，运用Solidwords三维建模软件对其进行实体建模。

在整个设计过程中，需充分理解变量泵的运动原理，了解其排量和流量的计算形式。

清楚变量泵的特点，对各零件的尺寸要精确测量，避免装配时尺寸不当。

首先，需要对变量泵实体进行拆卸，在拆卸过程中需记住各配合关系；其次，对拆下的零件进行测量，记下其实际尺寸，并运用三维建模软件进行绘制；然后，将各个零件按照配合关系装配起来，形成装配体；最后，做出实体动画，仿真分析其工作原理，并对其进行说明。

单作用变量泵的特点主要是它可以通过改变转子和定子的偏心距来调节泵的流量，使液压系统在工作进给时能量利用合理，效率高，油的温升小。

AbstractThe topics for graduate design variables leaves the pump dynamic three-dimensional modeling and simulation, Variables are mainly based on the actual parts of the pump size and shape, through the mapping and observation with, Analysis of its working principles, Solidwords use of its three-dimensional modeling software modeling. Throughout the design process, the need for full understanding of the movement principle of variable pump, aware of their displacement and flow of the calculation.Variable pump clearly the characteristics of the various components to accurately measure the size, to avoid improper assembly at the size. First, the need for variable pump entities to be demolished, the demolition process in line with the need to keep in mind; Secondly, removing the parts were measured, recorded its actual size and use of three-dimensional modeling software rendering; Then, with relations between various parts in accordance with the assembly, formed assembly; Finally, to entities animation, simulation analysis of its working principles, and its description. Single variable pump is the main feature of it by changing the stator and rotor of the eccentricity to regulate the flow of pumps, hydraulic system at work when the feed energy use reasonable, high efficiency, small temperature rise of oil.目录摘要 (1)Abstract (2)第一章泵的分类 (4)第二章单作用变量叶片泵 (4)1．1 单作用变量叶片泵组成及优缺点 (4)1．2 单作用式叶片泵的工作原理及结构特点 (5)1．3 内、外反馈式变量叶片泵 (7)1．4 限压式变量泵的特性曲线 (9)第三章单作用叶片泵的排量和流量 (11)第四章单作用叶片泵的要点分析 (11)第五章单作用泵各项特点 (12)第六章叶片泵的常见故障及排除方法 (13)第七章叶片泵的拆装修理 (15)7．1 拆卸 (15)7．2 修理 (15)7．3 装配 (16)7．4 清洁和密封 (16)第八章单作用变量泵三维建模过程分析 (17)8．1 Solidwords的发展 (17)8．2 零件的三维建模 (17)8．3 零件的装配 (17)第九章变量泵零件的加工工艺过程 (18)结论 (19)谢辞 (20)参考文献 (21)第一章泵的分类1、按作用次数分不同，分为单作用叶片泵、双作用叶片泵和多作用叶片泵；2、按排量是否可变，分为定量泵和变量泵；3、按压力等级不同，分为中低压叶片泵（7MPa以下），中高压叶片泵（16MPa以下）和高压叶片泵（20MPa～30 MPa以下）。

第二章单作用变量叶片泵1．1 单作用变量叶片泵组成及优缺点（1）单作用变量叶片泵的组成（如下图所示）图1-1单作用变量叶片泵1-中泵体2-定子3-转子4-叶片5-螺钉6-传动轴7-套筒8-弹簧9-端盖10-螺钉11-螺钉单作用叶片泵由定子、转子、叶片、配油盘、传动轴、壳体等组成。

（2）单作用叶片泵的优缺点优点：流量可调，其中限压式叶片泵，当泵的出口压力有变化时，流量可自行调节。

缺点：①由于径向液压力只作用在转子表面的半周上，因此转子承受的径向力不平衡，轴承所受的径向力大，降低了轴承的寿命，泵的压力难于提高。

②转子做等速转动，但流量有脉动。

③若输出流量相同，体积比双作用叶片泵大。

单作用叶片泵一般不作为定量能源使用，用量最多的是限压式变量泵，其参数范围是：转速1450～1800r/min,流量12～60L/min,压力调节范围0～6.3Mpa.(3)双作用泵的优缺点：优点：流量脉动小，噪声低，轴承受力平衡，使用寿命长，单位体积的排量大，可制成变量泵；缺点：自吸能力较差，实用工况范围较窄，对污染物比较敏感，制造工艺较复杂。

1.2 单作用式叶片泵的工作原理及结构特点（1）单作用式叶片泵的工作原理如图1-2所示为单作用式叶片泵的工作原理图。

与双作用式叶片泵显著不同之处是，定子1的内表面是光滑圆柱面，转子2与定子间有一偏心距e，两端的配油盘上只开有一个吸油窗口和一个压油窗口。

转子旋转时，叶片3依靠离心力使其顶部与定子内表面相接触。

因此，必须保证单作用叶片泵转动时，叶片相对于转动方向为后倾。

由于配油盘上开有吸、压油窗口各一个，那么，转子旋转一周，叶片在转子槽内往复运动一次，每相邻两叶片间的密封容积产生一次增大和减小的变化，并完成一次吸油、压油过程，故称为单作用式叶片泵。

又因为转子、轴和轴承等零件承受的径向液压力不平衡，因此这类泵又称为非卸荷式叶片泵，其额定压力不超过7Mpa。

对于单作用式叶片泵，只要改变其偏心距e的大小，就可以改变泵的排量和流量，故单作用式叶片泵常做成变量泵。

1-定子2-转子3-叶片图1-2 单作用式叶片泵的工作原理图（2）单作用式叶片泵的结构特点转子转一周，吸、压油各一次，称为单作用；吸、压油口各一半，径向力不平衡，称为非卸荷。

当单作用叶片泵叶片处于压油区时，叶片底部通压力油；当叶片处于吸油区时，叶片底部通低压油，叶片的顶部和底部相通，它们的液压力平衡，避免了叶片与定子内表面严重磨损的问题。

如果在吸油腔叶片底部仍通压力油，叶片顶部就会给定子内表面以较大的摩擦力，以致减弱了压力反馈的作用。

单作用叶片泵的结构复杂，轮廓尺寸大、相对运动的机件多、泄漏较大、噪声较大；轴上承受不平衡的径向液压力，导致轴及轴承磨损加剧，因此额定压力不能太高；容积效率和机械效率都没有定量叶片泵高。

但是，它能够实现变量，在功率利用上较为合理。

泵的定子内表面为圆柱面，与转子中心存在偏心距e,配流盘上只有一个吸油口和一个排油口，转子上的径向液压力不对称，转子上存在不平衡力。

改变定子与转子偏心距的方向也就改变了泵的吸、压油口，即原来的吸油口变成压油口，原来的压油口变成吸油口；改变上述偏心距的大小意味着改变了泵的排量。

当偏心量为零时，密封容腔不会有容积变化，因此也就不具备液压泵的工作条件了。

同样道理，为了使叶片运动自如、减小磨损，叶片槽通常向后倾斜，这是因为叶片底部分别通吸压油，所以叶片顶部和底部受力平衡，叶片向外运动时主要靠旋转时的惯性力。

图1-3 叶片泵的转子与配流盘a－转子b－配流盘①定子和转子偏心安装移动定子位置以改变偏心距，就可以调节泵的流量。

偏心反向时，吸油压油方向也相反。

通过改变偏心距e来改变排量，通常单作用叶片泵做成变量泵。

②叶片后倾如图1-3为了减小叶片与定子间的磨损，叶片底部油槽采用在压油区通压力油、在吸油区与吸油腔相通的结构形式，因而，叶片的底部和顶部所受的液压力是平衡的。

这样，叶片仅靠旋转时所受的离心力作用向外运动顶在定子内表面。

根据力学分析，叶片后倾一个角度更有利于叶片向外伸出，通常后倾角为24°。

③径向液压力不平衡由于转子及轴承上承受的径向力不平衡，所以，该泵不易用于高压，其额定压力不能超过7Mpa。

单作用叶片泵的叶片数取奇数，以减小流量脉动率。

（3）单作用式叶片泵结构特性分析①密封叶片泵工作时，排油腔的压力油有可能通过径向间隙和轴向间隙向吸油腔泄漏，所以，保证这两处间隙的密封是提高叶片泵容积效率的必然途径。

径向间隙是指叶片顶端于定子内表面的间隙，压力油通过位于过渡密封区的叶片顶端间隙向吸油腔泄漏，其泄漏途径很短，所以影响最大，为保证叶片与定子内表面接触，通常采用以下2条措施：a.利用离心力使叶片贴紧定子内表面。

这种方法最简单，但不大可靠。

当叶片位于过渡密封区时，一侧的压力油通过径向间隙泄漏，同时给叶片一个回缩的压力，有可能克服离心力而使叶片与定子内表面脱离接触，导致泄漏增大。

b.利用向叶片底槽通入压力油，使叶片可靠伸出。

但在吸油区叶片上下压力差很大，将加速叶片与定子内表面的磨损，所以，为解决这个问题，通常只能在排油区和过渡密封区向叶片底槽通入压力油，而在吸油区叶片底槽则与吸油腔相通，使叶片上下液压力平衡，减小叶片与定子间的磨损。

②径向液压力单作用叶片泵一侧为排油腔，另一侧为吸油腔，始终存在不平衡的径向液压力，其值F 为：F=PDB式中P-排油腔与吸油腔的压力差D-定子内圆直径B-转子宽度由于存在径向液压力，使泵轴和轴承要承受很大的径向载荷，因此单作用叶片泵又称非卸荷泵。