北航液压传动课件第2讲解析
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液压与气压传动2精品PPT课件
压力的单位:
国际单位：Pa( N/m2) 工程单位: bar (kgf/cm2)
换算关系 1bar (kgf/cm2)=105Pa ( N/m2)=0.1MPa
2、排量 V
第二章
排量V 是指在没有泄漏的理想情况下，液压泵
每转所排出的油液体积。
排量的单位:
国际单位：m3/rad 工程单位 ：cm3/r(mL/r)
换算关系
1mL/r= cm3/r =
1
2
×10-6
m3/rad
3、流量
第二章
(1) 平均理论流量 qt
在不考虑泄漏的情况下，液压泵在单位时间内理 论上输出的油液体积。即
qt nV
(2) 实际流量 q
液压泵工作时实际输出的油液体积，其值为理
论流量qt 减去泄漏量 Δq , 即
q qt q
(3) 瞬时(理论)流量 qsh
第二章
在偏心轮的几何中心转到最下点 o1 时终止，吸
油完成，偏心轮继续旋转，柱塞随偏心轮向上运 动，密封容积由大变小，油液受压顶开单向阀6
排出(单向阀5关闭),这一过程称为排油。当偏心
轮的几何中心转到最上点 o1时终止，实现排油
（完成压油），偏心轮不断旋转，泵就不断吸油 和压油。
液压泵的工作原理归纳如下：
第二章
（1）密闭的容积发生变化是吸油、压油的根本原理， 容积变大时形成真空，油箱中的油液在大气压 力下进入密闭的容积(吸油)，容积减小时油液 受压排出(压油)；
（2）油箱的液面与大气相通是吸油的必要条件；
（3）要有配流装置将吸油、压油的过程分开； (吸油口、排压口不能相通)
2、液压马达的工作原理：
第二章 液压泵与液压马达
第一节 液压泵和液压马达概述 第二节 齿轮式液压泵和齿轮式液压马达 第三节 叶片式液压泵和叶片式液压马达 第四节 柱塞式液压泵和柱塞式液压马达
国际单位：Pa( N/m2) 工程单位: bar (kgf/cm2)
换算关系 1bar (kgf/cm2)=105Pa ( N/m2)=0.1MPa
2、排量 V
第二章
排量V 是指在没有泄漏的理想情况下，液压泵
每转所排出的油液体积。
排量的单位:
国际单位：m3/rad 工程单位 ：cm3/r(mL/r)
换算关系
1mL/r= cm3/r =
1
2
×10-6
m3/rad
3、流量
第二章
(1) 平均理论流量 qt
在不考虑泄漏的情况下，液压泵在单位时间内理 论上输出的油液体积。即
qt nV
(2) 实际流量 q
液压泵工作时实际输出的油液体积，其值为理
论流量qt 减去泄漏量 Δq , 即
q qt q
(3) 瞬时(理论)流量 qsh
第二章
在偏心轮的几何中心转到最下点 o1 时终止，吸
油完成，偏心轮继续旋转，柱塞随偏心轮向上运 动，密封容积由大变小，油液受压顶开单向阀6
排出(单向阀5关闭),这一过程称为排油。当偏心
轮的几何中心转到最上点 o1时终止，实现排油
（完成压油），偏心轮不断旋转，泵就不断吸油 和压油。
液压泵的工作原理归纳如下：
第二章
（1）密闭的容积发生变化是吸油、压油的根本原理， 容积变大时形成真空，油箱中的油液在大气压 力下进入密闭的容积(吸油)，容积减小时油液 受压排出(压油)；
（2）油箱的液面与大气相通是吸油的必要条件；
（3）要有配流装置将吸油、压油的过程分开； (吸油口、排压口不能相通)
2、液压马达的工作原理：
第二章 液压泵与液压马达
第一节 液压泵和液压马达概述 第二节 齿轮式液压泵和齿轮式液压马达 第三节 叶片式液压泵和叶片式液压马达 第四节 柱塞式液压泵和柱塞式液压马达
液压传动第2章 液压传动流体力学基础
作用在液体上的力有两种：质量力和表面力 静止液体的压力的重要性质： 1、方向：沿内法线方向作用于承压面； 2、大小：液体内任一点处的压力在各个方向上都相等。
第2章 液压传动流体力学基础 章 2.1 液体静力学
2.1.2 静止液体中的压力分布
一、分布特点 1、压力组成：质量力形成的压力和表面力形成的压力； 2、静止液体内部的压力p随液体深度h呈直线规律分布； 3、距离自由液面深度相同的各点组成等压面，这一等压面为水 平面。
第2章 液压传动流体力学基础 章 2.1 液体静力学
2.1.2 静止液体中的压力分布
二、应用举例
例2.2 如图所示，有一直径为d，重量为G的活塞 侵在液体中，并在力F的作用下处于静止状态， 若液体的密度为ρ，活塞侵入深度为h，试确定液 体在测量管内的上升高度x。 解：对活塞进行受力分析， 活塞受到向下的力： F下＝F＋G πd 2 活塞受到向上的力：F上＝ρg (h + x ) ×
第2章 液压传动流体力学基础 章
1.液体静力学 2.液体动力学 3.液体流动时的压力损失 4.孔和隙缝流量 5.空穴现象和液压冲击
主要内容
本章应会
1. 流体静、动力学计算 2. 液体流动时的压力计算 3.薄壁孔口流量计算
第2章 液压传动流体力学基础 章 2.1 液体静力学
2.1.1 液体的压力(指的是物理学中讲的压强p=F/A)
根据液体在同一连通管道中作定常流动的连续方程qva求大小活塞的运动速度v第2章液压传动流体力学基础22液体动力学222连续性方程二连续性方程应用举例如图210所示已知流量q25lmin小活塞杆直径d40mm大活塞直径d125mm假设没有泄漏流量求大小活塞的运动速度v207514第2章液压传动流体力学基础22液体动力学223能量伯努利方程方程1理想液体作恒流流动时任意微元体具有的三种能量形式
第2章 液压传动流体力学基础 章 2.1 液体静力学
2.1.2 静止液体中的压力分布
一、分布特点 1、压力组成：质量力形成的压力和表面力形成的压力； 2、静止液体内部的压力p随液体深度h呈直线规律分布； 3、距离自由液面深度相同的各点组成等压面，这一等压面为水 平面。
第2章 液压传动流体力学基础 章 2.1 液体静力学
2.1.2 静止液体中的压力分布
二、应用举例
例2.2 如图所示，有一直径为d，重量为G的活塞 侵在液体中，并在力F的作用下处于静止状态， 若液体的密度为ρ，活塞侵入深度为h，试确定液 体在测量管内的上升高度x。 解：对活塞进行受力分析， 活塞受到向下的力： F下＝F＋G πd 2 活塞受到向上的力：F上＝ρg (h + x ) ×
第2章 液压传动流体力学基础 章
1.液体静力学 2.液体动力学 3.液体流动时的压力损失 4.孔和隙缝流量 5.空穴现象和液压冲击
主要内容
本章应会
1. 流体静、动力学计算 2. 液体流动时的压力计算 3.薄壁孔口流量计算
第2章 液压传动流体力学基础 章 2.1 液体静力学
2.1.1 液体的压力(指的是物理学中讲的压强p=F/A)
根据液体在同一连通管道中作定常流动的连续方程qva求大小活塞的运动速度v第2章液压传动流体力学基础22液体动力学222连续性方程二连续性方程应用举例如图210所示已知流量q25lmin小活塞杆直径d40mm大活塞直径d125mm假设没有泄漏流量求大小活塞的运动速度v207514第2章液压传动流体力学基础22液体动力学223能量伯努利方程方程1理想液体作恒流流动时任意微元体具有的三种能量形式
《液压传动工作原理》PPT课件
（3) 离液面深度相同处各点的压力均相等，
压力相等的点组成的面叫等压面.
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48
2、2、3 压力的表示方法及单位
测压两基准
关系
精选ppt
49
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
精选ppt
50
关系
绝对压力 = 大气压力 + 相对压力
或 相对压力（表压）= 绝对压力 – 大气压力
2、液压传动系统的组成和作用各是什么？
精选ppt
4
液压油
2、1、2 对液压油的要求及选用 2、1、1 液压油的物理性质
精选ppt
5
2、1、1 液压油的物理性质
一 液体的密度 二 液体的粘性 三 液体的可压缩 四 其他性质
精选ppt
6
液体的密度
密度—单位体积液体的质量
ρ=m/v kg/m3 密度随着温度或压力的变化 而变化，但变化不大，通常忽略， 一般取ρ=900kg/m 3的大小。
精选ppt
42
2、2 液体静力学
2、2、1 液体的静压力及特性 2、2、2 液体静力学基本方程式 2、2、3 压力的表示方法及单位 2、2、4 静压传递原理 2、2、5 液体对固体壁面的作用力
精选ppt
43
液体的静压力及特性
质量力（重力、惯性力）— 作用于液体 的所有质点
作用于液体上的力 < 表面力（法向力、切向力、其它物体或 容器对液体、一部分液体作用 于令一部分液体等）—作用于 液体的表面
量，也即液体抵抗压缩能力的大小。
一般认为油液不可压缩（因压缩性很小）， 计算时取： k = （1、4-1、9）*109 N/m2 若分析动态特性或p变化很大的高压系统,则必须考虑。
2-液压传动基本概念ppt课件(全)
2.2.1 流速与流量
（2）流量 单位时间内流过某通流截面的液体的体积称为流量， 用qV表示，流量的单位为m3/s，工程上也用 L/min（升/分）。
2.2.2 流动连续性方程
图2.10 液体连续流动
图2-5 液体在管路中连续流动
2.2.2 流动连续性方程
如图2-5所示，密度为ρ的液体，在横截面不同的管路中 定常流动时，设1、2两个不同的通流截面的面积分别为 A1和A2，平均流速分别为υ1和υ2，那么，液体流动的 连续性方程可表示为
2.1.1 压力的概念
液压传动中所说的压力概念是指当液体相对静止时，液 体单位面积上所受的法向力，常用符号p表示。在物理学 中则称为压强。
2.1.1 压力的概念
静止液体某点处微小面积△A所受的法向力为△F，则该 点的压力为
液压传动系统中，外载荷（F）通过活塞（面积为A）均 匀地作用于液体表面。此时，液体所受的压力为
流速度v，所以活塞的运动速度为：
v=qV/A
（2-6）
2.2.3 流量与活塞速度
[例3.1]如图2-7所示，已知入口流量qV1=25L/min，小活 塞杆直径d1=20mm，小活塞直径D1=75mm。大活塞杆直径 d2=40mm，大活塞直径D2=125mm，假设没有泄漏，求小活 塞和大活塞的运动速度υ1、υ2。
2.3.2 实际液体的伯努利方程
在液压传动系统中，管路中的压力常为十几个到几百个
大气压，而大多数情况下管路中液压油的流速不超过
6m/s，管路安装高度变化也不超过5m。因此，在液压传
动系统中，液压油流速引起的动能变化和高度引起的位
能变化相对压力能来说可以忽略不计，这样，液压传动
系统的能量损失主要表现为压力损失Δpw。伯努利方程
第二章 液压传动基本知识课件
19
注解
闪点:油品在特定的标准条件下加热
至某一温度，令由其表面逸出的蒸气 刚够与周围的空气形成一可燃性混合 物，当以一标准测试火源与该混合物 接触时即会引致瞬时的闪火，此时油 品的温度即定义为其闪点。
油品闪点的高低表明油品的易燃程度，易挥发 性化合物的含量，气化程度以及它的安全性。
20
对液压油的要求及选用
结论：活塞或液压缸的运动速度等于液压缸内
油液的平均速度，其大小取决于输入液压缸 的流量。
44
2.液流的连续性
液流连续性原理：理想状态,液体在同一时间
内流过同一通道两个通流截面的体积相等.
q 1 = q2
注：质量守恒定律在流体力学中的应用
45
2.液流的连续性
连续性方程： q 1 = q2
q 1 = v1A1
注：静止液体不呈现粘性
9
粘性
粘度：衡量粘性大小的物理量
动力粘度μ
运动粘度ν 相对粘度0E
10
动力粘度
定义：动力粘度又称绝对粘度，它表征 液体粘性的内摩擦系数。用μ来表示。 单 位 ： 在 国 际 单 位 （ SI 制 ） 中 为 帕·秒（Pa·s）
11
运动粘度
定义：动力粘度与液体密度之比值。 ν= μ/ρ 单位: SI制: m2/S
p1 = p2 + △p
49
2.3.3 液体系统的能量损失
1.压力损失 液阻:由于流动油液各质点之间以及油液与
管壁之间的摩擦与碰撞会产生阻力,这种阻 力称为液阻.
压力损失：系统存在液阻,油液流动时会引
起能量损失,主要表现为压力损失 .
分类：沿程压力损失、局部压力损失
50
1)沿程压力损失
注解
闪点:油品在特定的标准条件下加热
至某一温度，令由其表面逸出的蒸气 刚够与周围的空气形成一可燃性混合 物，当以一标准测试火源与该混合物 接触时即会引致瞬时的闪火，此时油 品的温度即定义为其闪点。
油品闪点的高低表明油品的易燃程度，易挥发 性化合物的含量，气化程度以及它的安全性。
20
对液压油的要求及选用
结论：活塞或液压缸的运动速度等于液压缸内
油液的平均速度，其大小取决于输入液压缸 的流量。
44
2.液流的连续性
液流连续性原理：理想状态,液体在同一时间
内流过同一通道两个通流截面的体积相等.
q 1 = q2
注：质量守恒定律在流体力学中的应用
45
2.液流的连续性
连续性方程： q 1 = q2
q 1 = v1A1
注：静止液体不呈现粘性
9
粘性
粘度：衡量粘性大小的物理量
动力粘度μ
运动粘度ν 相对粘度0E
10
动力粘度
定义：动力粘度又称绝对粘度，它表征 液体粘性的内摩擦系数。用μ来表示。 单 位 ： 在 国 际 单 位 （ SI 制 ） 中 为 帕·秒（Pa·s）
11
运动粘度
定义：动力粘度与液体密度之比值。 ν= μ/ρ 单位: SI制: m2/S
p1 = p2 + △p
49
2.3.3 液体系统的能量损失
1.压力损失 液阻:由于流动油液各质点之间以及油液与
管壁之间的摩擦与碰撞会产生阻力,这种阻 力称为液阻.
压力损失：系统存在液阻,油液流动时会引
起能量损失,主要表现为压力损失 .
分类：沿程压力损失、局部压力损失
50
1)沿程压力损失
02液压传动第二章 液压传动的流体力学基础PPT课件
（d） 温度对粘度的影响
液压油的粘度对温度变化十分敏感。温度升高时，粘度 下降。在液压技术中，希望工作液体的粘度随温度变化越小 越好。 粘度随温度变化特性，可以用粘度－温度曲线表示。
（e） 压力对粘度的影响
对液压油来说，压力增大时，粘度增大，但影响很小， 通常将中低压系统中的压力变化对油液粘度的影响忽略不计。
21
2.2.4 帕斯卡原理
由静压力基本方程式 p=p0+γh 可知，液 体中任何一点的压力都包含有液面压力p0，或 者说液体表面的压力p0等值的传递到液体内所 有的地方。这称为帕斯卡原理或静压传递原理。
通常在液压系统的压力管路和压力容器中， 由外力所产生的压力p0要比液体自重所产生的 压力γh大许多倍。即对于液压传动来说，一般 不考虑液体位置高度对于压力的影响，可以认 为静止液体内各处的压力都是相等的。
P=p0+ρgh=p0+γh 其中ρ为液体的密度， γ为液体的 重度。
17
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。
9
2.1.2 液压油的选用
❖ 对液压油的使用要求
（1）合适的粘度和良好的粘度－温度特性，一般液压系统 所选用的液 压油，其 运动粘度大多为（13～68 cSt）（40℃下）或2～8°E50。
（2）良好的化学稳定性。
（3）良好的润滑性能，以减小元件中相对运动表面的磨损。 （4）质地纯净，不含或含有极少量的杂质、水分和水溶性酸碱等。 （5）对金属和密封件有良好的相容性。 （6）抗泡沫性好，抗乳化性好，腐蚀性小，抗锈性好。 （7）体积膨胀系数低，比热容高。 （8）流动点和凝固点低，闪点和燃点高。 （9）对人体无害、成本低。
液压油的粘度对温度变化十分敏感。温度升高时，粘度 下降。在液压技术中，希望工作液体的粘度随温度变化越小 越好。 粘度随温度变化特性，可以用粘度－温度曲线表示。
（e） 压力对粘度的影响
对液压油来说，压力增大时，粘度增大，但影响很小， 通常将中低压系统中的压力变化对油液粘度的影响忽略不计。
21
2.2.4 帕斯卡原理
由静压力基本方程式 p=p0+γh 可知，液 体中任何一点的压力都包含有液面压力p0，或 者说液体表面的压力p0等值的传递到液体内所 有的地方。这称为帕斯卡原理或静压传递原理。
通常在液压系统的压力管路和压力容器中， 由外力所产生的压力p0要比液体自重所产生的 压力γh大许多倍。即对于液压传动来说，一般 不考虑液体位置高度对于压力的影响，可以认 为静止液体内各处的压力都是相等的。
P=p0+ρgh=p0+γh 其中ρ为液体的密度， γ为液体的 重度。
17
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。
9
2.1.2 液压油的选用
❖ 对液压油的使用要求
（1）合适的粘度和良好的粘度－温度特性，一般液压系统 所选用的液 压油，其 运动粘度大多为（13～68 cSt）（40℃下）或2～8°E50。
（2）良好的化学稳定性。
（3）良好的润滑性能，以减小元件中相对运动表面的磨损。 （4）质地纯净，不含或含有极少量的杂质、水分和水溶性酸碱等。 （5）对金属和密封件有良好的相容性。 （6）抗泡沫性好，抗乳化性好，腐蚀性小，抗锈性好。 （7）体积膨胀系数低，比热容高。 （8）流动点和凝固点低，闪点和燃点高。 （9）对人体无害、成本低。
液压传动讲义ppt课件
类 型
名称
普通液压油
抗磨液压油
低温液压油
矿
油 型
高粘度指数 液压油
液压导轨油
全损耗系统用 油
汽轮机油
ISO代号
特性和用途
L-HL L-HM L-HV L-HR L-HG L-HH L-TSA
精制矿油加添加剂，提高抗氧化和防锈性能，适用于室内 一般设备的中低压系统
L-HL油加添加剂，改善抗磨性能，适用于工程机械、车 辆液压系统
开式传动
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闭式传动
11
第一章 概论
1.2. 本课程的学科地位与发展沿革
以传递功率为主
以实现运动为主 与自动化关系密切
液压传动
液压传动与控制
机床液压传动
返回
金属切削机床液压传动
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12
第一章 概论
1.3. 液压传动系统的组成部分
1)能源装置
把机械能转换成液压能的装置。如液压滑台中的齿轮泵，负责向液 压系统提供压力油。
产生气穴噪声和气蚀，缩短液压元件与管路的寿命，
（8）燃点高，凝点低。
（9）对人体无害，成本低。
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31
第二章 液压传动介质
2.4. 液压传动介质的选用
基本原则：
1)严格遵守产品说明书中关于选用液压油的规定。
2)连续运转或经常使用及消耗油量较大的液压装置，还应 考虑市场供应情况，以能长久供应和质量优良为原则。
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32
第二章 液压传动介质
流体传动
利用流体压力
液压传动
气压传动
帕斯卡定律：
盛放在密闭容器内的静止液体上的任一
点的压力变化，将以等值传递到液体中的各
第2章液压传动基础知识课件
液压与气动技术－－第二章 液压传动基础
2.6 液压冲击及气穴现象
1.液压冲击 1）定义：在液压系统中，因某种原因造成液体压 力在一瞬间突然升高时，会产生一个很高的压力 峰值，这种现象称为～
2）类型 （1）管路阀门突然关闭时的液压冲击 （2）运动部件制动时产生的液压冲击
液压与气动技术－－第二章 液压传动基础
单位：m2/s (此单位太大)
机械油的牌号 =106 mm2/s
用40℃时运动粘度的平均值来标志
是工程实际中经常用到的物理量，国际标准化组织 ISO规定采用运动粘度来表示液压油的粘度等级
如10号机械油就是指其在40℃时的运动粘度的 平均值为10厘斯(cSt)
※动力粘度与运动粘度不容易测
液压与气动技术－－第二章 液压传动基础
当小孔的通流长度l和孔径d之比，即长径 比l/d=0.5时， 称为薄壁小孔； 当0.5<l/d≤4时，称为短孔； 当l/d>4时， 称为细长孔；
液压与气动技术－－第二章 液压传动基础
薄壁孔由于流程很短、流量稳定，宜做节 流器用。
但薄壁孔加工困难，实际应用较多的是短 孔。
1.小孔流量
液压与气动技术－－第二章 液压传动基础
1）绝对压力：以绝对真空为基准来度量的压力
2）相对压力：以大气压力为基准来度量的压力
※在地球表面上用压力表所测得的压力数值就是相 对压力，液压技术中的压力一般也都是相对压力
3）真空度：若液体中某点的压 力小于大气压力，那么比大气压 力小的那部分数值叫做真空度
绝对压力=相对压力+大气压力 真空度=大气压力-绝对压力
p ＝ F/A (Pa,N/m2;MPa)
※在液压传动中，所谓压力都是指液体静压力
第2章液压传动的流体力学基础PPT课件
静止液体内任一点处的 压力都由两部分组成：
一部分是液面上的压力 ， 另一部分是该点以上液体 自重所形成的压力。
pp0 gh
39-4
3.压力的表示方法和计量单位
（1）绝对压力 （2）表压力 （3）相对压力 （4）真空度
39-5
4.静止液体内压力的传递
在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值传 递到液体内各点。这就是静压力传递原理，或称帕斯卡原 理。
具体系统中，应根据实际情况对上式进行调整。
39-25
第四节 液体流经小孔和缝隙的流量
在液压系统中，常常利用液体流经阀的小孔或缝隙来 控制流量和压力，从而达到调速和调压的目的。液压元 件的泄漏也属于缝隙流动。因此，研究小孔或缝隙的流 量计算，了解其影响因素，对正确分析液压元件和系统 的工作性能、合理设计液压系统是很有必要的。
39-28
二、液体流过缝隙的流量
在液压装置的各零件之间，特别是有相对运动的各零 件之间，一般都存在缝隙（或称间隙）。油液流过缝隙 就会产生泄漏，这就是缝隙流量。由于缝隙通道狭窄， 液流受壁面的影响较大，故缝隙液流的流态均为层流。
液体流经管道的弯头、管接头、突变截面以及阀口、 滤网等局部装置时，液流会产生旋涡，并发生强烈的紊 动现象，由此而造成的压力损失称为局部压力损失，即
p
2
2
局部阻力系数可查有关手册。
39-24
四、管路中的总压力损失
整个管路系统的总压力损失应为所有沿程压力损失和 所有局部压力损失之和，即
p p p d l 22 22
p F A
39-6
5.液体静压力作用在固体壁面上的力
液体和固体壁面相接触时，固体壁面将受到总液压力的 作用。
F x 2 dF x 2 plrcosd2plrpA x
一部分是液面上的压力 ， 另一部分是该点以上液体 自重所形成的压力。
pp0 gh
39-4
3.压力的表示方法和计量单位
（1）绝对压力 （2）表压力 （3）相对压力 （4）真空度
39-5
4.静止液体内压力的传递
在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值传 递到液体内各点。这就是静压力传递原理，或称帕斯卡原 理。
具体系统中，应根据实际情况对上式进行调整。
39-25
第四节 液体流经小孔和缝隙的流量
在液压系统中，常常利用液体流经阀的小孔或缝隙来 控制流量和压力，从而达到调速和调压的目的。液压元 件的泄漏也属于缝隙流动。因此，研究小孔或缝隙的流 量计算，了解其影响因素，对正确分析液压元件和系统 的工作性能、合理设计液压系统是很有必要的。
39-28
二、液体流过缝隙的流量
在液压装置的各零件之间，特别是有相对运动的各零 件之间，一般都存在缝隙（或称间隙）。油液流过缝隙 就会产生泄漏，这就是缝隙流量。由于缝隙通道狭窄， 液流受壁面的影响较大，故缝隙液流的流态均为层流。
液体流经管道的弯头、管接头、突变截面以及阀口、 滤网等局部装置时，液流会产生旋涡，并发生强烈的紊 动现象，由此而造成的压力损失称为局部压力损失，即
p
2
2
局部阻力系数可查有关手册。
39-24
四、管路中的总压力损失
整个管路系统的总压力损失应为所有沿程压力损失和 所有局部压力损失之和，即
p p p d l 22 22
p F A
39-6
5.液体静压力作用在固体壁面上的力
液体和固体壁面相接触时，固体壁面将受到总液压力的 作用。
F x 2 dF x 2 plrcosd2plrpA x
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Re2
R2
x2
2Rxsin
驱动力矩为 Mt M1t M2t pb Re2 R2 x2
由能量守恒
M t pQt
所以有
Qt b(Re2 R2 x2 )
是x的函数
当C与K重合（x=0）时，有 Qt max b Re2 R2
当C远离K（x=L/2）时，有
Qt min
b Re2
所以，有限增加齿数或加大压力角可以减少脉动率
• 流量脉动的危害：诱发共振 • 解决方法：改变结构参数、改变结构、加蓄能器
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§2-2 齿轮泵和齿轮马达
三、齿轮泵的实际流量及其影响因素 （一）齿轮泵的实际流量
Qsb QlbVb Vb Vlb Vcb
容积效率 泄漏损失 充填损失
齿轮泵的容积 效率一般为： 0.7∼0.95
参见图2-5（元件，北航），液体压力对轮1的瞬时阻力矩为
M1t
p2bRe
Rc Re
2
Rc
p1bRe
Rc Re
2
Rc
1 2
pb
Re2
Rc2
啮合点C沿啮合线运动，见图2-6，由余弦定理得
Rc2 R2 x2 2Rxcos( 2 ) R2 x2 2Rxsin
§2-2 齿轮泵和齿轮马达
Qsb ↗ （d 不变）
• Z↘
m ↗( d不变） 强度↗
Z过小有根切，需修正；若变位齿顶变尖
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§2-2 齿轮泵和齿轮马达
4.模数
因为 Qsb 正比于m的平方、d正比于m，所以
增大m 是整体有利的
5.齿宽
Qsb ↗ （d 不变）
• b↗
径向力↗ 轴承载荷↗ 加工精度增加↗（以保证线密封）
（一）理论流量 • 假设：两个等径的标准齿轮、不计任何损失、 V齿 V谷 、
排量 = 两个齿轮的齿谷容积之和 = 一个齿轮的环形容积 （参见图2-4）
qb d 2m b 2dmb qb 2Zm 2b , d mZ
Qlb qb.nb 2Zm 2b nb
• 当Z=7~12时，V齿 V谷
§2-2 齿轮泵和齿轮马达
一、齿轮泵工作原理
• 主要组成： 齿轮1对（主、从）、壳体、端盖、
传动轴； • 工作原理：
[？]哪一边是吸、排油腔？ • 工作容积：
齿谷、壳体和端盖围成； • 职能符号：
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§2-2 齿轮泵和齿轮马达
§2-2 齿轮泵和齿轮马达
二、齿轮泵的流量计算
[流/排量是泵的主要参数]
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§2-2 齿轮泵和齿轮马达
（二）气穴现象 压力↓（至空气分离压）气液分离气泡； 压力↓↓（饱和蒸汽压）汽化沸腾大量气泡（气穴）； 气穴带入高压区气泡急剧破灭缩小体积压力/温度冲击 表面剥蚀损坏（气蚀）
R2
L2 4
2020/10/27L是啮合线长度， L mcos
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§2-2 齿轮泵和齿轮马达
图2-7为齿轮泵的瞬时流量图。
• 流量脉动率
Qt max Qt min 2 Qt max Qt min
Qt max Qt min
Qt max Qt min
2
亦即
1
41 Z 1
2 2 cos2 2
相关尺寸见图2-10及21页的计算公式；
槽间距与油液闭死容 积最小位置适应
• 卸荷槽特点：结构简单、加工容易、适合齿数较少、侧隙较大的情况
• 对于无侧隙或小侧隙 困油区分隔成两个，且在闭死总容积开始减小 的初期压油腔侧的小困油区还在减小 应延长其在高压腔的时间 卸 荷槽向吸油腔侧偏移 可多排一部分压力油、另一侧可能出现真空，但 不严重。
2.转速
转速上限受到许用齿顶圆切向速度的限制，与液体黏度有关
n ve
De
参见表2-1
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§2-2 齿轮泵和齿轮马达
3.齿数
由
Qsb 2bnb m 2 ZVb 知
Qsb ↗
• Z↗
d↗( m 不变时） 尺寸重量
而以 m d
↗ 代入实际流量公式，则有
Z
Qsb
2b d 2
Z
nbVb
Rc Re
2
Rc
1 2
pb
Re2
Rc2
啮合点C沿啮合线运动，见图2-6，由余弦定理得
Rc2 R2 x2 2Rxcos( 2 ) R2 x2 2Rxsin
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§2-2 齿轮泵和齿轮马达
所以有
M1t
1 2
pb
Re2
R2
x2
2Rxsin
同理有
M2t
1 2
pb
[问题引出]以上是平均流量计算，实际流量有脉动，欲提高品质
-- 研究瞬时流量/流量脉动
（二）瞬时流量及流量脉动
压油腔容积呈周期变化流量脉动压力脉动影响工作平稳性
[分析思路] 能量守恒 pQ M Q
参见图2-5（元件，北航），液体压力对轮1的瞬时阻力矩为
M1t
p2bRe
Rc Re
2
Rc
p1bRe
qb (6.66 ~ 7)Zm 2b
• 齿轮尺寸不同时，以主动轮为准；
• 三个齿轮时流量提高一倍。
§2-2 齿轮泵和齿轮马达
[问题引出]以上是平均流量计算，实际流量有脉动，欲提高品质
-- 研究瞬时流量/流量脉动
（二）瞬时流量及流量脉动
压油腔容积呈周期变化流量脉动压力脉动影响工作平稳性
[分析思路] 能量守恒 pQ M Q
§2-2 齿轮泵和齿轮马达
齿轮泵：结构简单，价格低廉，体积小，重量轻， 自吸性能好，对油液污染不敏感，工作可靠；其 主要缺点是流量和压力脉动大，噪声大，排量不 可调。
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，农林机械等各个行业。
齿轮泵按照其啮合形式的不同，有外啮合和内啮 合两种，其中外啮合齿轮泵应用较广，而内啮合 齿轮泵则多为辅助泵。
综合考虑各因素，合理选择参数
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§2-2 齿轮泵和齿轮马达
四、轮泵中的一些现象 （一）闭死现象
重叠(啮合)系数 >1 封闭容积、封闭 容积体积变化 闭死（困油）现象。
解决方法：开卸荷槽
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§2-2 齿轮泵和齿轮马达
• 卸荷槽原则：1）高低压腔不串通 2）封闭容积或 2Zm 2bnbVb
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§2-2 齿轮泵和齿轮马达
（二）影响流量因素的分析 （上述各项均为影响因素） 1.泄漏损失和充填损失
• 泄漏损 失
径向间隙---路径长、阻力大、有逆向运动 端面间隙---路径短而宽 大（75%~80%）
• 充填损 失
吸油不足---转速高、吸油压力低气穴 无效容积---齿谷中未排除的容积、气体所占体积