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第三章液压泵和液压马达液压泵液压马达第三章液压泵和液压马达目的任务了解液压泵主要性能参数分类掌握泵原理、必要条件、排流量、齿泵原理、困油液压泵和液压马达重点难点: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.提问作业：3—13—23、1液压泵和液压马达概述功用液压泵:将电动机或其它原动机输入的机械能转换为液体的压力能,向系统供油。液压马达：将泵输入的液压能转换为机械能而对负载做功。液压泵和液压马达的功用液压泵:将电动机或其它原动机输入的机械能转换为液体的压力能,向系统供油。液压马达：将泵输入的液压能转换为机械能而对负载做功。液压泵与液压马达关系功用上—相反结构上—相似原理上—互逆3、1、1液压泵和液压马达的工作原理及分类液压泵的基本原理动画演示吸油：密封容积增大，产生真空容积式压油：密封容积减小，油液被迫压出液压泵基本工作条件（必要条件）1形成密封容积2密封容积变化3吸压油腔隔开（配流装置）液压泵和液压马达分类按输出流量能否调节：定量变量按结构形式：齿轮式叶片式柱塞式按输油方向能否改变：单向双向按使用压力：低压中压中高压高压3、1、2液压泵和液压马达的的主要工作参数工作压力和额定压力排量和流量功率和效率效率工作压力和额定压力工作压力额定压力（公称压力、铭牌压力）最高允许压力工作压力指泵（或马达）实际工作时输出（或输入）油液的压力，其值取决于外界负载：管阻、摩擦、外负载*）额定压力指泵（或马达）在正常工作条件下，按实验标准规定能够连续运转的最高压力（受泵（或马达）本身泄漏和结构强度限制）ppn即泵过载最高允许压力泵（或马达）在短时间内允许超载使用(pmax)的极限压力p≤pn≤pmax排量和流量排量V理论流量qt实际流量q额定流量qn瞬时流量qm排量V排量—在没有泄漏的情况下，泵（或马达）每转一周所排出的液体的体积。理论流量qt不考虑泄露的情况下，单位时间内所排出的液体的体积。qt=Vn实际流量q指泵（或马达）工作时实际输出的流量q=qt-qs额定流量（公称流量、铭牌流量）qn指泵在正常工作条件下，按试验标准规定必须保证的输出流量。q≤qn≤qt瞬时流量qm瞬时流量—泵在某一瞬时的几何流量功率和效率理论功率输入（或输出）功率输出（或输入）功率结论理论功率Pt=pqt输入（或输出）功率即泵轴的驱动功率或马达的输出功率PI=ωT=2πnT输出（或输入）功率PO=pq结论液压传动系统液体所具有的功率，即液压功率等于压力和流量的乘积若忽略能量损失，则PO=PI即Pt=pqt=pVn=ωTt=2πnTt∵实际上有能量损失∴POPI效率容积效率机械效率总效率容积效率液压泵：实际流量与理论流量之比值ηv=q/qi=（qi-qs）/qi=1-qs/qi液压马达：理论流量与实际流量之比值ηv=qi/q=1-qs/q机械效率液压泵：理论转矩与实际输入转矩之比值ηm=Ti/T=1+Ts/Ti液压马达：理论转矩与实际输入转矩之比值ηm=T/Ti=（Ti-Ts）/Ti=1-Ts/Ti总效率输出功率与输入功率之比值η=P0/Pi=Pq/2πnT=Pvnηv/2πnT=ηvηm结论：总效率等于容积效率与机械效率之乘积。3.2齿轮泵分类、组成、工作原理、参数计算、结构特点齿轮泵的分类内啮合外啮合3.2齿轮泵3、2、1外啮合齿轮泵的工作原理3、2、2齿轮泵的流量计算3、2、3齿轮泵的结构3、2、4提高外啮合齿轮泵压力的措施*3、2、5内啮合齿轮泵*3、2、6螺杆泵3、2、1外啮合齿轮泵的工作原理组成:前、后泵盖，泵体，一对齿数、模数、齿形完全相同的渐开线外啮合。结构图动画3、2、1外啮合齿轮泵的工作原理工作原理：密封容积形成—齿轮、泵体内表面、前后泵盖围成齿轮退出啮合,容积↑吸油密封容积变化齿轮进入啮合,容积↓压油吸压油口隔开—两齿轮啮合线及泵盖工作原理动画3、2、2外啮合齿轮泵的流量计算∵齿轮啮合时，啮合点位置瞬间变化，其工作容积变化率不等∴瞬时流量不均匀—即脉动，计算瞬时流量时须积分计算才精确，比较麻烦，一般用近似计算法。齿轮泵的流量计算排量计算流量计算瞬时流量排量计算假设：齿槽容积=轮齿体积则排量=齿槽容积+轮齿体积即相当于有效齿高和齿宽所构成的平面所扫过的环形体积，则V=πdhb=2πzm2b实际上∵齿槽容积轮齿体积∴取V=6.66zm2b流量计算理论流量：qt=Vn=6.66zm2bn实际流量：q=qtηv=6.66zm2bnηv结论1齿轮泵的qt是齿轮几何参数和转速的函数2∵转速等于常数，流量等于常数∴定量泵3理论流量与出口压力无关瞬时流量∵每一对轮齿啮合时，啮合点位置变化引起瞬时流量变化∴出现流量脉动流量脉动结果：引起系统的压力脉动，产生振动和噪声，影响传动的平稳性。3、2、3外啮合齿轮泵结构要点困油现象及其消除措施径向作用力不平衡泄漏困油现象及其消除措施困油现象产生原因引起结果消除困油的方法困油现象产生原因∵为保证齿轮连续平稳运转，又能够使吸压油口隔开，齿轮啮合时的重合度必须大于1∴有时会出现两对轮齿同时啮合的情况，故在齿向啮合线间形成一个封闭容积困油现象产生原因a→b容积缩小困油现象产生原因b→c容积增大困油引起的结果a→b容积缩小p↑高压油从一切可能泄漏的缝隙强行挤出，使轴和轴承受很大冲击载荷，泵剧烈振动，同时无功损耗增大，油液发热。b→c容积增大p↓形成局部真空，产生气穴，引起振动、噪声、汽蚀等总之：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。消除困油的方法原则：a→b密封容积减小，使之通压油口b→c密封容积增大，使之通吸油口b密封容积最小，隔开吸压油方法：在泵盖（或轴承座）上开卸荷槽以消除困油，CB-B形泵将卸荷槽整个向吸油腔侧平移一段距离，效果更好消除困油的方法径向作用力不平衡径向不平衡力的产生：液压力液体分布规律：沿圆周从高压腔到低压腔，压力沿齿轮外圆逐齿降低。p↑，径向不平衡力增大齿轮和轴承受到很大的冲击载荷，产生振动和噪声。改善措施：缩小压油口，以减小压力油作用面积。增大泵体内表面和齿顶间隙开压力平衡槽，会使容积效率减小如图所示径向不平衡力图示泄漏齿侧泄漏—约占齿轮泵总泄漏量的5%径向泄漏—约占齿轮泵总泄漏量的20%~25%端面泄漏*—约占齿轮泵总泄漏量的75%~80%总之：泵压力愈高，泄漏愈大。3、2、4提高外啮合齿轮泵压力措施问题：齿轮泵存在间隙，p↑△q↑ηv↓径向不平衡力也∝pp↑径向力↑提高齿轮泵压力的方法：浮动轴套补偿原理：将压力油引入轴套背面，使之紧贴齿轮端面，补偿磨损，减小间隙。弹性侧板式补偿原理：将泵出口压力油引至侧板背面，靠侧板自身的变形来补偿端面间隙。浮动轴套式外啮合齿轮泵的优点1结构简单，制造方便，价格低廉2结构紧凑，体积小，重量轻3自吸性能好，对油污不敏感4工作可靠，便于维护外啮合齿轮泵的缺点流量脉动大噪声大排量不可调小结工作原理（三个必要条件）流量计算结构要点（四个共同弊病）*3、2、5内啮合齿轮泵渐开线齿形内啮合齿轮泵摆线齿形内啮合齿轮泵（摆线转子泵）*3、2、5内啮合齿轮泵渐开线齿形分类摆线齿形渐开线齿形内啮合齿轮泵组成:小齿轮、内齿环、月牙形隔板等渐开线齿形内啮合齿轮泵工作原理:小齿轮带动内齿环同向异速旋转，左半部分轮齿退出啮合，形成真空吸油。右半部分轮齿退出啮合，容积减小，压油。月牙板同两齿轮将吸压油口隔开。摆线齿形内啮合齿轮泵（摆线转子泵）组成工作原理特点摆线齿形内啮合齿轮泵组成组成:内外转子相差一齿且有一偏心距摆线齿形内啮合齿轮泵工作原理吸油—左半部分，轮齿脱开啮合容积↑工作原理压油—右半部分，轮齿进入啮合容积↓摆线齿形内啮合齿轮泵特点特点:结构紧凑，尺寸小，重量轻，运转平稳，噪声小流量脉动小。但齿形复杂，加工困难，价格昂贵*3、2、6螺杆泵组成工作原理特点螺杆泵组成一根主动螺杆——双头、右旋、凸螺杆两根从动螺杆——双头、左旋、凹螺杆，装在泵体内，和其它零件组成螺杆泵。螺杆泵工作原理V密形成V密变化吸压油口隔开V密形成必须满足四个密封条件，才能形成空间八字形密封容积：1主从动螺杆共扼2螺杆根数和螺纹头数必须满足一定关系3泵体最小长度应大于螺杆的导程4保证最小径向间隙V密变化当主动螺杆逆时针方向旋转时：左面吸油右面压油吸压油口隔开满足上述四个密封条件特点结构简单，体积小，重量轻，运转平稳，噪声小，寿命长，流量均匀，自吸能力强，容积效率高，无困油现象；但螺杆齿形复杂，不易加工，精度难以保证。