第3章液压泵与马达

普通高等教育3D版机械类规划教材

液压与气压传动（3D版）

陈清奎刘延俊成红梅葛媛媛

刘玉慧赵玲玲王凤良编著主

审

万金领机械工业出版社3.2齿轮泵3.2.1外啮合齿轮泵的结构和工作原理结构组成齿轮泵的工作原理密封空间形成：密封空间变化：轮齿脱开啮合－吸油轮齿进入啮合－压油轮齿、泵体、泵盖之间3.2.2齿轮泵的排量和流量计算齿轮泵的排量实际上齿间槽的容积比轮齿的体积稍大些，所以通常取理论流量和实际输出流量分别为：流量脉动率σ3.2.3外啮合齿轮泵存在的突出问题1.困油在泵体端盖上开卸荷槽解决办法：危害：闭死容积由大变小—形成液压冲击，噪声，油液发热。闭死容积由小变大—形成负压，产生气蚀。2.径向不平衡力齿轮径向液压力分布不均，造成径向总力不平衡。危害：轴承载荷增加、磨损，轴受径向力而变形，刮壳。解决措施:目前常采取缩小压油口的办法，使压油腔的压力油仅作用在一到两个齿的范围内，减小了压油腔压力油的作用面积；同时适当增大径向间隙（一般为0.13~0.16mm），使齿顶不能和泵体接触。3.泄漏轴向间隙泄漏—75~80%径向间隙泄漏—15~20%啮合线泄漏—

5%3.2.4提高压力的措施在齿轮和盖板之间增加一个补偿零件，如浮动轴套或浮动侧板，在浮动零件背面引入压力油，让作用在背面的液压力稍大于正面的液压力

要提高齿轮泵的工作压力，首要问题是解决端面泄漏。3.2.5外啮合齿轮泵的特点及应用外啮合齿轮泵具有尺寸小，重量轻，结构简单，制造方便，价格低廉，工作可靠，自吸性能好，抗污染性强，维护方便等优点。缺点是一些机件承受径向不平衡力，磨损严重，泄漏大。另外流量脉动和噪声都较大，排量不可变而只能作定量泵。特点：外啮合齿轮泵主要用于低压系统或对流量脉动要求不高的场合。应用场合：3.2.6内啮合齿轮泵一对相互啮合的小齿轮和内齿轮与侧板所围成的密闭容积被齿啮合线分割成两部分，当传动轴带动小齿轮旋转时，轮齿脱开啮合的一侧密闭容积增大，为吸油腔；轮齿进入啮合的一侧密闭容积减小，为压油腔。工作原理图3-12内啮合渐开线齿轮泵工作原理3.2.6内啮合齿轮泵无困油现象流量脉动小噪声低图3-13内啮合摆线齿轮泵工作原理内啮合齿轮泵特点3.2.7螺杆泵

相互啮合的螺杆与壳体之间形成多个密闭容积，每个密闭容积为一级。当传动轴带动主螺杆顺时针旋转时，左端密闭容积逐渐形成，容积增大为吸油腔；右端密闭容积逐渐消失，容积减小为压油腔。特点

流量均匀噪声低自吸性能好工作原理第三节叶片泵

双作用叶片泵

单作用叶片泵

变量叶片泵配油：配油盘配油1.工作原理及流量计算(1)工作原理密封空间：相临叶片、转子外表面、定子内表面之间密封空间变化：叶片外伸—吸油叶片内缩—压油吸排油两次—双作用泵(2)

流量计算定量泵(3)双作用叶片泵典型结构■

定子曲线两段短半径为r的圆弧两段长半径为R的圆弧四段夹角为α的过渡曲线■

叶片倾角和和叶片数叶片前倾θ角叶片数为偶数为减少Ft，叶片前倾θ角FnFp叶片倾θ角度Ft分析：叶片偶数，可使理论流量均匀，噪声低■

径向力转轴所受径向力平衡，无径向不平衡力■

根部通油叶片伸出主要靠离心力和压力油作用卸荷式泵2.双作用叶片泵结构3.高压叶片泵特点叶片槽根部全部通压力油会带来以下负作用：定子的吸油腔部分被叶片刮研，造成磨损，减少了泵的理论排量，可能引起瞬时理论流量脉动。这样，影响了泵的寿命和额定压力的提高。提高双作用叶片泵额定压力的措施：减少端面泄漏减小通往吸油区叶片根部的油液压力减小吸油区叶片根部的有效作用面积双叶片子母叶片定子转子母叶片子叶片

密封空间：相临叶片、定子、转子、配油盘之间密封空间变化：叶片伸—吸油叶片缩—压油配油：端面配油盘配油二、单作用叶片泵1.工作原理非卸荷式泵2.流量计算变量泵单作用叶片泵的结构特点：定子：单作用叶片泵定子内表面为圆面。叶片倾角：为保证叶片所受合力与运动方向一

致，减少叶片受弯的力，叶片后倾θ角。叶片数：叶片数取为奇数，以减小流量的脉动。三、变量叶片泵（限压式）当PAx≤Fs时当PAx＞Fs时→PAX←FSe=emax–x，

q=qmax-q(x)……变量泵e=emaxq=qmax……定量泵预先调整emax确定qmax2.特性曲线当P<Pc时p↑—q不变，q=qmaxAB段当P>＞Pc时q=0—限压

当P>Pc时p↑—q↓

，q=qmax-q(x)BC段ABCPqPCpmax→PAX←FS设压力P增大到Pc时，定子开始移动流量计算：工作原理

密封容积：柱塞和缸孔之间密封容积变化：

柱塞外伸—吸油柱塞内缩—压油配油：配油轴配油径向柱塞泵实物照片密封空间：柱塞和缸体内孔之间密封空间变化：柱塞外伸—吸油柱塞内缩—压油配油：端面配油盘配油2、结构a为压油腰形槽,c为吸油腰形槽。外圏的环形槽d为卸荷槽，与吸油腔相通。两个密封区的通孔b作用是减小冲击、降低噪声。两个密封区的肓孔e作用是存储润滑油，防止缸体和配流盘之间出现干摩擦现象。配流盘上的缺口，f是定位槽，通过销和前泵体定位。

斜轴(缸)式轴向柱塞泵

缸体的中心线与传动主轴成一角度，故此泵称为斜轴泵。柱塞数一般为７／９个第五节各类液压泵的特点及应用齿轮泵外啮：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，噪声小叶片泵双作用：对油敏感，结构紧凑，噪声小单作用：可变量，压力低，噪声大柱塞泵：压力高，可变量，对油敏感，噪声大

◎考虑使用性能，优先选用柱塞泵，其次是叶片泵，最后是齿轮泵。◎考虑结构性价比、自吸能力及抗污染能力，齿轮泵最好，柱塞泵最差。◎低压液压系统（如机械辅助装置）宜采用齿轮泵，中压液压系统宜采用叶片泵，高压液压系统宜采用柱塞泵。◎有快速和慢速工作行程的设备可采用限压式变量叶片泵。◎在特殊精密设备上可采用双作用叶片泵、螺杆泵。◎对平稳性、脉动性及噪声要求不高的场合，可采用中高压、高压齿轮泵。第六节液压马达液压马达概述液压马达分类液压马达主要参数液压马达职能符号液压马达概述液压马达是将液体压力能转换为机械能的装置,输出转矩和转速，是液压系统的执行元件。液压马达与液压泵在原理上有可逆性，但因用途不同结构上有些差别：马达要求正反转，其结构具有对称性；而泵为了保证其自吸性能，结构上采取了某些措施。液压马达的分类

ns＞500r/min为高速液压马达：齿轮马达，叶片马达，轴向柱塞马达。

ns＜500r/min为低速液压马达：径向柱塞马达（单作用连杆型径向柱塞马达，多作用内曲线径向柱塞马达）。齿轮马达叶片马达柱塞马达进出油口相等，有单独的泄油口；为减少摩擦力矩，采用滚动轴承；为减少转矩脉动，齿数较泵的齿数多。

由于密封性能差，容积效率较低，不能产生较大的转矩，且瞬时转速和转矩随啮合点而变化，因此仅用于高速小转矩的场合，如工程机械、农业机械及对转矩均匀性