液压与气压传动技术 第四版 课件 项目2 液压泵和液压马达

液压泵是液压系统的动力元件，将原动机（电动机、内燃机等）输入的机械能（转矩T和角速度ω）转化为液体压力能（压力p和流量q）输出，为液压系统提供足够的压力油。项目二液压泵和液压马达电动机液压泵输出到液压系统项目二液压泵和液压马达液压马达是将液体的压力能转化为机械能输出的执行元件。（图示液压马达用于驱动齿轮传动，从而带动吊车转盘转动。液压泵液压马达液压泵液压马达项目二液压泵和液压马达从原理上讲，液压泵和液压马达是可逆的。当用原动机带动其转动时为液压泵，反之，当通入压力油时为液压马达。液压泵液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数任务二齿轮泵任务三叶片泵项目二液压泵和液压马达任务四柱塞泵任务五液压马达扩展任务螺杆泵液压泵和液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数一、液压泵和液压马达的工作原理1.液压泵的工作原理：单柱塞式液压泵由：1－偏心轮2－柱塞3－泵体4－弹簧5、6－单向阀

组成。

柱塞2安装在泵体3内，形成一个密封容积V，柱塞2在弹簧4的作用下始终压紧在偏心轮1上。液压泵和液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数1.液压泵的工作原理：当原动机带动偏心轮1旋转时，柱塞2作左右往复运动，使密封容积V的大小发生周期性的变化。当柱塞2向右运动时，密封容积V变大，形成局部真空，油箱中的油液在大气压力作用下，经吸油管顶开单向阀6，进入密封容积V而实现吸油。

当柱塞2向左运动时，密封容积V变小，形成局部高压，由于单向阀6封住了吸油口，V腔的油液将顶开单向阀5流入系统而实现压油。偏心轮不停的转动，液压泵便不停的吸油和压油，将原动机输入的机械能转换成了液体的压力能输出。液压泵是靠密封容积的变化来实现吸油和压油的，故这种泵又称为容积式泵。视频液压泵和液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数1.液压泵的工作原理：液压泵的工作特点:（2）油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压。这是容积式液压泵能够吸入油液的外部条件。因此，为保证液压泵正常吸油，油箱必须与大气相通，或采用封闭的充压油箱。（3）具有相应的配流机构，将吸油腔和压油腔隔开，保证液压泵有规律地连续吸排液体。液压泵地结构原理不同，其配流机构也不相同1－偏心轮2－柱塞3－泵体4－弹簧5、6－单向阀（1)具有若干密封而又可以周期性变化的空间。液压泵的输出流量与此空间的容积变化量和单位时间内的变化次数成正比，与其它因素无关。液压泵和液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数1.液压泵的工作原理：液压泵要能吸油与压油，必须具备：(1)可变的密封容积；(2)吸油腔与压油腔隔开；(3)有与密封容积变化相协调的配流装置；(4)油箱与大气相通这四个条件。视频液压泵和液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数液压泵按照结构形式的不同分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵等类型。齿轮液压泵和液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数液压泵按照结构形式的不同分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵等类型。叶片液压泵和液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数液压泵按照结构形式的不同分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵等类型。柱塞液压泵和液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数液压泵按照结构形式的不同分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵等类型。螺杆液压泵和液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数液压泵按照输出油液的排量是否可调节分为定量泵和变量泵。排量调节机构定量泵变量泵液压泵和液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数一、液压泵和液压马达的工作原理2.液压马达的工作原理：通常是容积式马达，从原理上讲是把容积式泵逆用，即输入压力油，输出转矩和转速。液压马达要想工作，必须满足：（1）具有若干个大小可以周期性变化的密封容积。（2）具有相应的配流机构，将进油腔和排油腔隔开。充入高压油时密封容积加大;密封容积减小时排出低压油（这和液压泵相反）；（3）高低压油不得连通；（4）油箱与大气相通;液压泵和液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数一、液压泵和液压马达的工作原理视频液压泵和液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数二、液压泵和液压马达的压力、流量1.液压泵和液压马达的压力1）工作压力p:液压泵实际工作时的输出压力。它的大小取决于工作负载的大小，当负载增加时工作压力p升高，当负载减小时p降低。液压马达的工作压力是指它的输入压力观察分析液压泵的工作压力不能随着负载无限制的增加而升高，这会引起液压泵密封性能和零件损坏，通常在液压系统中设置安全阀来限制泵的最大压力，起到过载保护作用。(图示设置为6MPa)液压泵和液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数二、液压泵和液压马达的压力、流量1.液压泵和液压马达的压力1）工作压力p:液压系统中多个负载串联时，泵的工作压力是所有负载之和。观察分析液压泵和液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数二、液压泵和液压马达的压力、流量1.液压泵和液压马达的压力1）工作压力p:液压系统中多个负载并联时，泵的工作压力取决于并联负载中压力最低的负载。观察分析液压泵和液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数二、液压泵和液压马达的压力、流量1.液压泵和液压马达的压力1）工作压力p:液压系统中多个负载并联时，泵的工作压力取决于并联负载中压力最低的负载。观察分析如果并联负载中有一支管道接油箱，则泵的工作压力将趋近于0。泵的工作压力趋近于0时称为卸荷。液压泵和液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数二、液压泵和液压马达的压力、流量1.液压泵和液压马达的压力2）额定压力：指液压泵和液压马达在正常工作条件下，按实验标准规定能连续运转的最高压力，超过该压力即为过载。其值反映了液压泵和液压马达的工作能力，额定压力高，其工作能力强。额定压力是区别液压泵和液压马达工作性能好坏的主要标志之一。3）最大压力：指液压泵和液压马达在短时间内过载运行的极限压力，由液压系统中安全阀限定。安全阀的调定值不能超过液压泵和液压马达的最大压力。压力等级低压中压中高压高压超高压压力（

MPa）≤2．5≤2．5～8≤8～16≤16～32≥32由于液压传动的用途不同，系统所需的压力也不相同，为了便于液压元件的设计、生产和使用，将压力分为几个等级，见下表：液压泵和液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数二、液压泵和液压马达的压力、流量2.液压泵的排量和流量1）排量

：液压泵的排量是指不考虑泄漏的情况下，泵轴每转一周所排出油液的体积。其大小取决于液压泵的密封容积的变化量的大小（与转速无关）。排量的符号为V，单位为mL/r。视频液压泵和液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数二、液压泵和液压马达的压力、流量2.液压泵的排量和流量1）排量

：液压马达的排量是指马达轴每转一周，由其密封容积的变化计算而得的需输入吞入的液体体积。视频液压泵和液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数二、液压泵和液压马达的压力、流量排量可以调节的液压泵（马达）称为变量泵（马达），排量不可以调节的液压泵（马达）称为定量泵（马达）。(图示左为定量泵、右为变量泵）液压泵和液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数二、液压泵和液压马达的压力、流量2.液压泵的排量和流量

液压泵和液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数二、液压泵和液压马达的压力、流量2.液压泵的排量和流量

实际流量与工作压力有关。

△q随p的增加而增大，故液压泵的实际输出流量q随工作压力p的升高而减小；液压马达的实际流量随工作压力的升高而增大。

液压泵和液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数三、液压泵的功率和效率1.液压泵的功率Po：泵输出的是液压能，表现为输出油液的压力p和流量q。图示为泵──缸系统，当忽略输送管路及液压缸的能量损失时，液压泵的输出功率等于液压缸的输入功率，又等于液压缸的输出功率，即：

Po=Fυ=pAυ=pq。该式说明：在液压系统中，液体所具有的功率（液压功率）等于压力和流量的乘积。2.输入功率Pi

：液压泵的输入功率为泵轴的驱动功率，其值为：Pi=2πnTi（Ti为液压泵的输入转矩；n为泵轴的转速）。液压泵和液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数三、液压泵的功率和效率

液压泵和液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数三、液压泵的功率和效率

液压泵和液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数三、液压泵的功率和效率2.液压泵的效率3）总效率η

：总效率是指液压泵的输出功率与输出功率的比值，即：液压泵和液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数四、液压马达的功率、效率

3.液压马达机械效率ηm：指液压马达的实际输出转矩T与理论输入转矩Ti的比值，即ηm

=T

/Ti。液压泵和液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数四、液压马达的功率、效率5.液压马达总效率η

：液压马达的总效率是指马达的输出功率Po与输入功率Pi的比值，即:

液压泵和液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数五、液压泵和液压马达的图形符号及分类液压泵和液压马达的图形符号如下图所示：液压泵和液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数例：已知液压泵的输出压力p=10MPa

，泵的排量V=10mL/r

，泵的转速n=1450r/min

，容积效率ηV=0.9

，机械效率ηm=0.9

，试求：（1）泵的输出功率Po

；（2）驱动泵的电机功率Pi

；解：（1）泵的输出功率

（2）驱动泵的电机功率液压泵和液压马达任务一液压泵和液压马达的工作原理及基本参数例：某液压马达的排量为V=100mL/r

，输入压力为p=10MPa

，输出压力为1MPa

，容积效率ηV=0.9

，机械效率ηm=0.86

，若输入流量为40L/min，试求：（1）液压马达的输出转速（2）液压马达的输出转矩解：（1）马达的输出转速为

（2）马达的输出转矩为液压泵和液压马达任务二齿轮泵

齿轮泵是液压系统中广泛采用的一种液压泵，它的主要优点是：结构简单、紧凑，体积小，重最轻，转速高，自吸性能好，对油液污染不敏感，工作可靠，寿命长，便于维修以及成本低等。它的缺点是:流量和压力脉动较大，噪声较大（内啮合齿轮泵较小），排量不可变。一般齿轮泵分为外啮合和内啮合两种。外啮合泵内啮合泵液压泵和液压马达任务二齿轮泵一、渐开线齿轮传动的啮合过程随着啮合传动的进行，轮齿啮合点沿着N1N2移动，主动轮轮齿上的哈合点逐渐向齿顶部移动，而从动轮轮齿上的啮合点向齿根部移动。当啮合传动进行到主动轮的齿顶圆与啮合线N1N2

的交点B1

时，两轮齿即将脱离接触(图c)，故B1为轮齿的终止啮合点。即在啮合过程中，一对轮齿啮合到一定位置时将会终止（从B2到B1

），要使齿轮连续传动，就必须在前一对轮齿尚未脱离啮合时（如K点），后一对齿在啮合线上的B2点进入啮合（图b），这样才能保证传动的连续性。因此，在齿轮传动中，参加啮合的轮齿的对数是不一样的，一对齿啮合和两对齿啮合交替进行。如下图所示，上齿轮为主动轮，下齿轮为从动轮。当两轮的一对齿开始啮合时，先以主动轮的齿根推动从动轮的齿顶，因而起始啮合点是从动轮的齿顶圆与啮合线N1N2

的交点B2。液压泵和液压马达任务二齿轮泵一、渐开线齿轮传动的啮合过程视频液压泵和液压马达任务二齿轮泵二、外啮合齿轮泵的工作原理外啮合齿轮泵的典型结构如图所示，在泵体内有一对尺寸相同的齿轮（齿数和模数都相同）。齿轮两侧有泵盖，泵体和泵盖通过螺钉连接，在驱动轴端有密封装置。泵体、泵盖和齿轮的各个齿间槽组成了许多密封工作腔。观察结构液压泵和液压马达任务二齿轮泵二、外啮合齿轮泵的工作原理外啮合齿轮泵的密封工作容积由泵体、前、后泵盖和两个齿轮齿轮组成。当驱动齿轮按图示方向转动时。泵体内两个齿轮从啮合点B2开始啮合，B2点处的齿面接触线（过B2

点垂直于端面，与轮齿同宽）将该工作容积分隔成两个密封的空腔，即V1

腔和V2

腔，并分别与吸油口和压油口相通。后泵盖泵体泵盖齿轮液压泵和液压马达任务二齿轮泵二、外啮合齿轮泵的工作原理当驱动轴带动齿轮按图示方向转动时，在油腔V1中，啮合的两轮齿逐渐脱开，工作容积逐渐增大，形成局部真空，使油箱的油液在大气压力作用下经吸油口进入V1腔，故V1腔为吸油腔；在V1腔被吸入到齿槽间的油液随着齿轮的转动被带到V2腔。在油腔V2中，两齿轮的轮齿逐渐进入啮合，使工作容积逐渐减小，压力升高，使V2腔的油液被挤压并经压油口压出，因此V2腔为压油腔。这样，齿轮连续不断地转动，吸油腔不断地从油箱吸油，压油腔不断向外排油，这就是齿轮泵的工作原理。观察原理在齿轮的连续传动中，只要泵的转动方向不变，起始啮合点B2

的位置就不会变，吸油腔V1和压油腔V2

的位置就不会变，啮合点处的齿面接触线一直分隔吸、压油腔，起着配流的作用，因此，齿轮泵中没有专门的配流机构。液压泵和液压马达任务二齿轮泵三、外啮合齿轮泵的排量和流量外啮合齿轮泵的排量V可近似看作是两个啮合齿轮的有效齿槽容积之和，假设齿槽有效容积等于轮齿体积，则齿轮泵的排量就等于一个齿轮的有效齿槽容积和轮齿体积的总和。当齿轮齿数为z，模数为m

，有效齿高为h=2m

，齿宽为b

时，根据齿轮参数计算公式可知，齿轮每转一转排出的液体体积可近等于外径为(z+2)m

、内径为(z-2)m

，厚度为b的圆环的体积。因此齿轮泵的排量为：实际上齿槽的有效容积比轮齿的体积稍大，故π常用3.33代替，因此齿轮泵的排量（单位为m3/r）为：观察原理液压泵和液压马达任务二齿轮泵三、外啮合齿轮泵的排量和流量齿轮泵的理论流量qt（单位为m3/r

）为：qt=Vn=6.66m2zbn式中，n为齿轮泵转速(r/s)。齿轮泵的实际输出流量q

(单位为m3/r）

为q=qtηV=6.66m2zbnηV式中，ηV为齿轮泵的容积效率。外啮合齿轮泵的瞬时流量是脉动的，脉动大小与齿轮的齿数有关，齿数越多，脉动越小。流量脉动会直接影响到系统工作的平稳性，引起压力脉动，使管路系统产生振动和噪声。如果脉动频率与系统的固有频率一致，还将引起共振，加剧振动和噪声。液压泵和液压马达任务二齿轮泵四、齿轮泵的结构特性分析

1）困油的现象齿轮泵要平稳地工作，齿轮啮合时的重合度必须大于1，即至少有一对以上的轮齿同时啮合，如图所示，在B1K和B2K’

区域，是两对齿在啮合；在KK’

区域，是一对齿在啮合。由图可知，在两对齿啮合阶段，两对轮齿的啮合点之间会形成独立的密封区域(黄色区域)。观察单双齿啮合区液压泵和液压马达任务二齿轮泵四、齿轮泵的结构特性分析

1）困油的现象为了保证齿轮传动的正常进行，通常齿轮的齿厚采用负偏差，以形成齿侧间隙，便与润滑和受热后的变形的释放，考虑到齿侧间隙，则齿轮传动的实际啮合如图所示（主动轮齿的右侧与从动轮不接触）。在工作过程中，就有一部分油液困在两对轮齿啮合时所形成的封闭油腔之内，这个密封容积的大小随齿轮转动而变化。图a为两对齿刚进入啮合时情况，此时密封容积为最大，啮合传动继续时，该密封容积将逐渐减小，当啮合进行到图b位置（中间位置）时，密封容积最小；啮合传动继续时，该密封容积将逐渐减大，当啮合进行到图c位置（即刚要变为一对齿啮合）时，密封容积最大，如此产生了密封容积周期性的增大减小。液压泵和液压马达任务二齿轮泵四、齿轮泵的结构特性分析

1）困油的现象单双齿啮合会导致密封容积周期性的增大减小，密封容积减小时，受困油液受到挤压而产生瞬间高压，密封容腔的受困油液若无油道与排油口相通，油液将从缝隙中被挤出，导致油液发热，轴承等零件也受到附加冲击载荷的作用；密封容积增大时，无油液的补充，又会造成局部真空，使溶于油液中的气体分离出来，产生气穴，这就是齿轮泵的困油现象。观察变化液压泵和液压马达任务二齿轮泵四、齿轮泵的结构特性分析

1）困油的现象困油现象使齿轮泵产生强烈的噪声，并引起振动和气蚀，同时降低泵的容积效率，影响工作的平稳性和使用寿命。消除困油现象的方法，通常是在端盖上开卸荷槽，如图示的虚线方框所示，当封闭容积减小时(图a到图b)，通过右边的卸菏槽与压油腔相通，而封闭容积增大时(图b到图c)，通过左边的卸荷槽与吸油腔通，两卸荷糟的间距必须确保在任何时候都不使吸、排油相通。液压泵和液压马达任务二齿轮泵四、齿轮泵的结构特性分析某种齿轮泵的的卸荷槽如图所示。观察结构液压泵和液压马达任务二齿轮泵四、齿轮泵的结构特性分析

2）不平衡的径向力

齿轮泵工作时，作用在齿轮外圆和轴承上的径向液压力是不相等的。如图所示，泵的左侧为吸油腔，油压力小，一般稍低于大气压力；右侧为压油腔，油压力大，通常为泵的工作压力。由于泵体内表面与齿轮齿顶间有径向间隙，故在此间隙中由压油腔到吸油腔的油压力是逐步分级降低的，这些力的合力，就是齿轮和轴承受到的不平衡的径向力。泵的工作压力越高，这个不平衡力就越大，其结果不仅加速轴承的磨损，降低了轴承的寿命，甚至使轴变形，造成齿轮齿顶和泵体内表面摩擦等。液压泵和液压马达任务二齿轮泵四、齿轮泵的结构特性分析

2）不平衡的径向力

解决径向力不平衡问题简单①缩小压油口，使压油腔的压力油仅作用在一个齿到两个齿的范围内；②开设径向力平衡槽（如图示），该结构可使作用在轴承上的径向力大大减小，但会使泵内泄漏增加，容积效率下降。径向力平衡槽液压泵和液压马达任务二齿轮泵四、齿轮泵的结构特性分析

3）泄漏齿轮泵存在着三个可能产生泄漏的部位：齿轮端面和端盖间的轴向间隙、齿轮外圆和壳体内孔间以及两个齿轮的齿面啮合处。其中对泄漏影响最大的是齿轮端面和端盖间的轴向间隙，通过轴向间隙的泄漏途径短，泄漏面积大，所以泄漏量可占总泄漏量的75%～80%。轴向间隙过大，泄漏量多，会使容积效率降低；但间隙过小，齿轮端面和端盖之间的机械摩擦损失增加，会使泵的机械效率降低。因此设计和制造时必须严格控制泵的轴向间隙。在中高压齿轮泵中，为了减小轴向间隙泄露会采用轴向间隙自动补偿装置。漏泄部位漏泄部位漏泄部位液压泵和液压马达任务二齿轮泵五、内啮合齿轮泵结构及工作原理内啮合齿轮泵有渐开线齿形和摆线齿形两种，这两种内啮合齿轮泵工作原理和主要特点皆同于外啮合齿轮泵。渐开线齿形摆线齿形液压泵和液压马达任务二齿轮泵五、内啮合齿轮泵结构及工作原理在渐开线齿形内啮合齿轮泵中，小齿轮和内齿轮之间要装一块月牙隔板，以便把吸油腔和压油腔隔开；内啮合齿轮泵中的小齿轮是主动轮，大齿轮为从动轮，在工作时大齿轮随小齿轮同向旋转。观察结构观察运动液压泵和液压马达任务二齿轮泵五、内啮合齿轮泵结构及工作原理摆线齿形啮合齿轮泵又称摆线转子泵，在这种泵中，小齿轮和内齿轮只相差1齿，因而不需设置隔板。内啮合齿轮泵的小齿轮是主动轮，大齿轮为从动轮，在工作时大齿轮随小齿轮同向旋转。观察结构观察运动与外啮合齿轮泵相比，内啮合齿轮泵内可做到无困油现象，流量脉动小。内啮合齿轮泵的结构紧凑，尺寸小，重量轻，运转平稳，噪声低，在高转速工作时有较高的容积效率。但在低速、高压下工作时，压力脉动大，容积效率低。液压泵和液压马达任务三叶片泵叶片泵是机床液压系统中应用最广的一种泵，相对于齿轮泵来说，它输出流量均匀，脉动小，噪声低，但结构较复杂，对油液的污染比较敏感。主要用于速度平衡性要求较高的中低压系统。随着结构、工艺及材料的不断改进，叶片泵正向着中高压及高压方向发展。按照工作原理，叶片泵按每转吸排油液次数分为单作用式和双用式两大类。双作用式与单作用式相比，其流量均匀性好，工作压力较高，应用较广，但其只能作成定量泵，而单作用叶片泵可以做成多种变量形式。液压泵和液压马达任务三叶片泵

1.双作用叶片泵的工作原理

双作用叶片泵主要由定子3、转子4、叶片5及装在它们两侧的配流盘1组成。一、双作用叶片泵定子配流盘叶片转子配流盘液压泵和液压马达任务三叶片泵

1.双作用叶片泵的工作原理定子内表面形似椭圆，由两段半径为R的大圆弧、两段半径为r的小圆弧和四段过渡曲线所组成。一、双作用叶片泵液压泵和液压马达任务三叶片泵1.双作用叶片泵的工作原理定子和转子的中心重合。在转子上沿圆周均布的若干个槽内分别安装有叶片，这些叶片可沿槽作径向滑动。一、双作用叶片泵液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵

1.双作用叶片泵的工作原理在配流盘上，对应于定子四段过渡曲线的位置开有四个腰形配流窗口，其中两个窗口与泵的吸油口连通，为吸油窗口；另两个窗口与压油口连通，为压油窗口。定子配流盘叶片转子配流盘液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵

1.双作用叶片泵的工作原理当转子由轴带动旋转时，叶片在自身离心力和由压油腔引至叶片根部的高压油作用下贴紧定子内表面，并在转子槽内往复滑动。这样，在转子、定子、叶片和配油盘之间就形成了若干个密封的工作容积。当叶片由定子小半径r

处向定子大半径R处转动时,相邻两叶片间的密封腔容积就逐渐增大，形成局部真空，而经过窗口a

吸油；当叶片由定子大半径R

处向定子小半径r处转动时，相邻两叶片间的密封腔容积就逐渐减小，通过窗口b

压油。转子每转一周，每一叶片往复滑动两次，因而吸、压油作用发生两次，故这种泵称为双作用叶片泵。又因吸、压油口对称分布，作用在转子和轴承上的径向液压力相平衡，所以这种泵又称为平衡式叶片泵。视频液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵视频液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵

2.

YB1型双作用叶片泵的结构

YB1型双作用叶片泵主要由左泵体1、左配流盘2、转子4、、叶片6、定子7、右配流盘8、右泵体9等组成。1—左泵体2—左配流盘3—左轴承4—转子5—组件连接螺钉

6—叶片7—定子

8—右配流盘9—右泵体10—压油口滤网

11—密封盖板12—右轴承13—密封圈14—驱动轴15—键16—盖板螺钉17—吸油滤网18—泵体连接螺钉2.

YB1型双作用叶片泵的结构YB1型双作用叶片泵主要由左泵体1、左配流盘2、转子4、、叶片6、定子7、右配流盘8、右泵体9等组成。液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵1—左泵体2—左配流盘3—左轴承4—转子5—组件连接螺钉

6—叶片7—定子

8—右配流盘9—右泵体10—压油口滤网

11—密封盖板12—右轴承13—密封圈14—驱动轴15—键16—盖板螺钉17—吸油滤网18—泵体连接螺钉液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵

2.

YB1型双作用叶片泵的结构为了便于装配和使用，两个配流盘与定子、转子和叶片可组装成一个部件。螺钉5为部件的紧固螺钉，其头部作为定位销插入左泵体1的定位孔内，以保证配油盘上吸、压油窗口的位置能与定子内表面的过渡曲线相对应。转子4上开有12条狭槽（叶片槽），叶片6安装在槽内，并可在槽内自由滑动；叶片槽的底部开有小孔，和配流盘上的压油槽相通。转子通过内花键与驱动轴相配合，主动轴由两个滚珠轴承3和12支承，以使其工作可靠。骨架式密封圈13安装在密封盖板11上，用来防止油液泄漏和空气渗入。5螺钉1左泵体4转子6叶片12轴承3轴承1113观察结构液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵

1)左配流盘2：两个凹口a

为吸油槽，两个腰形孔b

为压油槽。吸油槽为通孔结构，以便和吸油孔连通，压油槽为盲孔结构。在压油槽腰形孔的端部开有三角槽d

，其作用是使叶片间的密封工作容积逐步与高压腔相通，不致产生液压冲击。为了使叶片顶部和定子内表面紧密接触，在配流盘中部对应于叶片根部的位置，开有一环形槽c

，该环形槽通过叶片根部的小孔与右配流盘的环形槽相通，并通过右配流盘的环形槽将压油口的压力油引入到叶片根部。当叶片处于吸油区时，因为叶片顶部与吸油腔通，没有压力，所以叶片对定于的压紧力又嫌过大，使定子吸油区过渡曲线部位磨损严重，减少叶片厚度可减小叶片底部的作用力，但受到叶片强度的限制，叶片不能过薄。在高压叶片泵中采用了各种结构来减小叶片对定子的压紧力。

YB1型双作用叶片泵的结构特点：观察结构液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵

YB1型双作用叶片泵的结构特点：观察结构凸缘液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵

YB1型双作用叶片泵的结构特点：观察结构θ液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵

28746吸油口观察结构液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵

88746压油口观察结构9液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵4.双作用叶片泵的排量和流量：叶片每伸缩一次，每相邻叶片间油液的排出量等于大圆半径圆弧段的容积与小圆半径圆弧段的容积之差。若叶片数为z，则双作用叶片泵每转排油量等于上述容积差的2倍。若忽略叶片本身所占的体积，则双作用叶片泵的排量即为环形体容积的2倍，即：V=2π（R2-r2）b。泵实际输出流量为：q=VnηV=2π（R2-r2）bnηV式中：

b为叶片宽度，R为定子长半径，r为定子短半径。从上式可看出，双作用叶片泵为定量泵。液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵

5.叶片泵提高工作压力的主要措施：随着技术的发展，双作用叶片的最高工作压力已达成20~30MPa；这是因为双作用叶片泵转子上的径向力基本上是平衡的，因此不像高压齿轮泵那样，工作压力的提高会受到径向承载能力的限制。叶片泵采用浮动配流盘对端面间隙进行补偿后，泵在高压下也能保持较高的容积效率，叶片泵工作压力提高的主要限制条件是叶片和定子内表面的磨损，为了解决定子和叶片的磨损，要采取措施减小在吸油区叶片对定子内表面的压紧力，目前主要采取双叶片结构、弹簧叶片式结构和母子叶片结构。液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵

5.叶片泵提高工作压力的主要措施：

1)双叶片结构：在转子2的叶片槽内装有两片叶片1，叶片顶端和两侧面倒角，两叶片侧面的倒角构成了“V”形通道，油液能够通过此通道由叶片底部进到叶片与定子之间的接触处。这样，不论在高压区还是在低压区，叶片上、下两端均受压力相同的油液压力作用，但承压面积不同。正确选择叶片顶部棱边的宽度，可以改变叶片顶部的有效作用面积，控制叶片对定子的压紧力大小，从而既保证了高、低压腔的密封，又不至于产生过大的接触应力。两个叶片可以相对滑动，在任何位置叶片顶端都有两处与定子接触，因而密封可靠，同时也增强了叶片的弯曲强度。观察结构液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵

5.叶片泵提高工作压力的主要措施：

2)弹簧叶片式结构：与双叶片结构类似，叶片2在头部及两侧开有半圆型槽，在叶片的底面上开有三个弹簧孔，内有弹簧4。通过叶片顶部和底部相连的小孔及侧面的半圆槽使叶片底部与顶部沟通，这样，叶片在转子槽3中滑动时，顶部和底部的压力完全平衡。叶片2和定子1内表面的接触压力仅为叶片的离心力、惯性力和弹簧力，故接触力较小。观察叶片结构液压泵和液压马达任务三叶片泵一、双作用叶片泵

5.叶片泵提高工作压力的主要措施：

3)母子叶片式结构：在转子4叶片槽中装有母叶片2和子叶片3，母、子叶片能自由地相对滑动。通过配流盘使转子上的K腔保持和排油压力相通（压力为p2），K腔和母子叶片间的中间压力腔C相通，C腔压力也为p2。转子上的压力平衡孔h使叶片的顶部和底部的液压力相等，其压力为p1。母叶片根部L的压力也为p1。当叶片经过压油腔时，

p1

=

p2，叶片作用在定子1上的力F=0；当叶片经过吸油腔时，

p1

=0，母叶片根部不受高压油作用，只受C腔的高压油作用而压向定子，叶片作用在定子上的力F=tbp2，由于C腔有效作用面积不大，所以定子所受的压紧力也不大。观察叶片结构液压泵和液压马达任务三叶片泵二、单作用叶片泵1.单作用叶片泵的工作原理：单作用叶片泵主要由配流盘1、转子3、叶片5、定子4、传动轴2等组成。和双作用叶片泵显著不同处：单作用叶片泵的定子内表面是圆柱面，转子和定子中心之间存在着偏心量e。叶片在转子的槽内可灵活滑动，在转子转动时的离心力以及叶片根部油液压力作用下，叶片顶部贴紧在定子内表面上，于是，两相邻叶片、配流盘、定子和转子便形成了一个密封的工作容积。定子2配流盘5叶片3转子1配流盘液压泵和液压马达任务三叶片泵二、单作用叶片泵1.单作用叶片泵的工作原理：转子逆时针旋转时，图右侧的叶片向外伸出，密封容积逐渐增大，产生真空，油液通过吸油口、配流盘上的吸油窗口进入密封容积；而在图的左侧，叶片往里缩回，密封容积逐渐缩小，密封腔中的油液排往配流盘压油窗口，经压油口被输送到系统中去。这种泵在转子转一转的过程中，吸油、压油各一次，故称单作用叶片泵。由于转子上受有单方向的液压不平衡作用力，故又称非平衡式泵。观察原理1观察原理2液压泵和液压马达任务三叶片泵二、单作用叶片泵2.单作用叶片泵泵的排量和流量：

单作用叶片泵的排量近似为:V=2πbeD泵的实际流量为:q=2πbeDnηV式中：b

为叶片宽度，e

为偏心距，D

为定子内径，

n为转速。

改变定子和转子间的偏心距e

的大小，便可改变泵的流量；改变偏心距e的方向，即可改变泵吸、压油口的方向，故单作用叶片泵可做成双向变量叶片泵。液压泵和液压马达任务三叶片泵二、单作用叶片泵3.限压式变量叶片泵：1）限压式变量叶片泵的工作原理：限压式变量叶片泵的转子3的中心o1

是固定的，定子2可以左右移动，在限压弹簧1的作用下，定子被推向右端，靠紧在反馈控制活塞5的左端面上，使定子中心o2

和转子中心o1之间有一初始偏心距e0，其大小可用流量调节螺钉7调节，它决定了泵的最大流量。压力调节螺钉6调节限压弹簧1作用在定子左侧的预紧力kx0，（

k为弹簧刚度，x0为弹簧的预压缩量）。这种泵是利用出口压力油（工作压力为p），经泵体内的通道作用于控制活塞5的右端面上，使活塞对定子2产生一作用力pA（A

为活塞有效作用面积），与限压弹簧1的预紧力kx0的平衡关系进行工作的。当反馈力pA和限压弹簧的预紧力kx0相等时，即：

pA=kx0，

p=kx0/A

，称此时的工作压力p为限定压力，用pB来表示。1—限压弹簧2—定子3—转子4—叶片5—反馈控制活塞6—压力调节螺钉7—流量调节螺钉液压泵和液压马达任务三叶片泵二、单作用叶片泵3.限压式变量叶片泵：1）限压式变量叶片泵的工作原理：当泵的工作压力p

小于限定压力pB时（

pA≤kx0）

，此时，定子不作移动，最大偏心量e0

保持不变，泵输出流量为最大。当泵的工作压力p升高至大于限定压力pB时（pA>kx0），此时限压弹簧被压缩，定子左移，偏心量减小，泵输出流量也减小。泵的工作压力越高，偏心量越小，泵输出流量也越小。工作压力达到某一极限值pC

(截止压力)时，限压弹簧被压缩到最短，偏心距到最小，泵的实际输出流量为零。因此，这种泵被称为限压式变量叶片泵。观察过程液压泵和液压马达任务三叶片泵二、单作用叶片泵3.限压式变量叶片泵：2）限压式变量叶片泵的流量与压力特性

如图所示，AB

段表示工作压力小于限定压力pB

时，流量最大而且基本保持不变。B点为拐点，表示泵输出最大流量时可达到的最高工作压力，其大小可由限压弹簧1来调节。

BC

段表示工作压力超过限定压力加后，输出流量开始变化，即流量随压力升高而自动减小，直到C

点。这时，输出流量为零，压力为截止压力pC。液压泵和液压马达任务三叶片泵二、单作用叶片泵3.限压式变量叶片泵：3）限压式变量叶片泵的结构：转子4固定在传动轴8上，定子3通过滑块2支承在两个滚针轴承1上。转子4的中心是不变的，定子3可以左右移动。滑块2用来支承定子3，并承受压力油对定子的作用力。液压泵和液压马达任务三叶片泵二、单作用叶片泵3）限压式变量叶片泵的结构：定子移动时，滑块随定子一起移动。为了提高定子对油压变化时反应的灵敏度，滑块2支承在滚针轴承1上。在限压弹簧10的作用下，通过弹簧座9将定子推向右面，紧靠在控制活塞7上，使定子中心和转子中心之间有一个偏心距e。偏心距的大小可用流量调节螺钉6来调节。螺钉6调定后，在这一工作条件下，定子的偏心量为最大，则液压泵输出流量最大。液压泵出口的压力油引到活塞7的右端，使其产生一个改变偏心量的反馈力。通过调压螺钉11可调节限压弹簧对定子的作用力，从而改变液压泵的限定工作压力。液压泵和液压马达任务三叶片泵二、单作用叶片泵3）限压式变量叶片泵的结构：液压泵和液压马达任务三叶片泵二、单作用叶片泵观察结构液压泵和液压马达任务四柱塞泵柱塞泵具有压力高、结构紧凑、效率高及流量调节方便等优点，常用于高压大流量和流量需要调节的液压系统。其缺点是结构复杂，加工精度高，价格高，对油液的污染敏感。柱塞泵按柱塞排列方向的不同，分为轴向柱塞泵和径向柱寒泵。轴向柱塞泵按其结构特点又分为斜盘式和斜轴式两类。径向柱寒泵轴向柱塞泵（斜盘式）轴向柱塞泵（斜轴式）液压泵和液压马达

1.斜盘式轴向柱塞泵的工作原理

斜盘式轴向柱塞泵的柱塞都沿缸体轴向布置，并均匀分布在缸体的圆周上。一、斜盘式轴向柱塞泵缸体柱塞任务四柱塞泵液压泵和液压马达

1.斜盘式轴向柱塞泵的工作原理斜盘式轴向柱塞泵主要由斜盘l、柱塞2、缸体3、弹簧4、配流盘5、传动轴6等所组成。一、斜盘式轴向柱塞泵任务四柱塞泵1-斜盘2-柱塞3-缸体4-弹簧5-配流盘6-传动轴液压泵和液压马达

1.斜盘式轴向柱塞泵的工作原理斜盘式轴向柱塞泵主要由斜盘l、柱塞2、缸体3、配流盘5、传动轴6等所组成。一、斜盘式轴向柱塞泵任务四柱塞泵缸体3柱塞2配流盘5斜盘1传动轴6滑履液压泵和液压马达

1.斜盘式轴向柱塞泵的工作原理

泵传动轴中心线与缸体中心线重台，斜盘与缸体间有一倾角γ，配流盘5上有两个窗口。斜盘1和配流盘5固定不动，缸体由传动轴6带动旋转。在弹簧4的作用下，柱塞头部始终紧贴斜盘。当缸体按图示方向旋转时，由于斜盘和弹簧的共同作用，使柱塞产生往复运动，各柱塞与缸体间的密封腔容积便发生增大或缩小的变化，通过配流盘上的吸油和压油窗口实现吸油和压油。缸体每转一周，每个柱塞完成吸、压油一次。一、斜盘式轴向柱塞泵任务四柱塞泵1-斜盘2-柱塞3-缸体4-弹簧5-配流盘6-传动轴观察工作原理柱塞泵是依靠柱塞在缸体内作往复运动，使密封容积产生周期性变化而实现吸油和压油的。其中柱塞与缸体内孔均为圆柱面，易达到高精度的配合，故该泵的泄漏少，容积效率高。液压泵和液压马达

1.斜盘式轴向柱塞泵的工作原理配流盘上吸、压油窗口之间的过渡区的长度L

必须大于缸体上柱塞根部的吸、压油腰形孔的长度，故当柱塞根部密封腔转至过渡区时会产生困油，为减少所引起的振动和噪声，可在配流盘的端面上开眉毛槽。一、斜盘式轴向柱塞泵任务四柱塞泵液压泵和液压马达

一、斜盘式轴向柱塞泵任务四柱塞泵可以看出，如果改变斜盘倾角γ

的大小，就能改变柱塞的行程，也就改变了泵的排量。如果改变斜盘倾角的方向，就能改变吸、压油方向，这时柱塞泵就成为双向变量轴向柱塞泵。但柱塞泵的输油量是脉动变化的。液压泵和液压马达

3.斜盘式轴向柱塞泵的结构特点：图示为目前使用比较广泛的CY型斜盘式轴向柱塞泵的结构图。泵的右边为主体部分，左边为变量机构。在中间泵体1内装有缸体5和配油盘10等。缸体由传动轴9通过花键带动旋转。缸体上每个轴向孔中各装有一个柱塞4，柱塞的球状头部装有一个滑履3，抵在斜盘20上。当传动轴9带动缸体旋转时，柱塞就在缸孔中作往复运动，引起密封容积发生变化，这时油液通过缸底部月牙形的通油孔、配流盘上的配油窗口以及前泵体7上的进、出油孔，完成吸油、压油工作。通过调节手轮16可以改变斜盘的倾角的大小，从而调节泵的排量。一、斜盘式轴向柱塞泵任务四柱塞泵1-中间泵体2-缸外大轴承3-滑履4-柱塞5-缸体6-定位销7-前泵体8-轴承9-传动轴10-配流盘11-中心弹簧12-内套筒13-外套筒14-钢球15-回程盘16-调节手轮17-调节螺杆18-变量活塞19-导向键20-斜盘21-销轴22-后泵盖观察结构图液压泵和液压马达

3.斜盘式轴向柱塞泵的结构特点：1)滑履结构轴向柱塞泵在柱塞头部装一滑履，柱塞头部和滑履用球面配合，外面加以铆合，使两者不会脱离。滑履的端面和斜盘的平面接触，为了减少它们之间的滑动磨损，在柱塞和滑履的中心都加工有直径为1mm的小孔，压力油可经过小孔通到柱塞与滑履及滑履与斜盘的相对滑动表面之间，起到静压支承的作用。一、斜盘式轴向柱塞泵任务四柱塞泵观察结构图滑履滑履柱塞柱塞滑履液压泵和液压马达

3.斜盘式轴向柱塞泵的结构特点：2)中心弹簧结构中心弹簧11装在内套筒12和外套筒13中，在弹簧力的作用下，内套筒通过钢球14和回程盘15将滑履压向斜盘，使柱塞处于吸油位置时具有自吸能力；同时弹簧力又使外套筒13压在缸体的左端面上，与缸孔内的压力油作用力一起使缸体与配流盘接触良好、密封可靠，并在缸体和配流盘磨损后得到自动补偿，提高了泵的容积效率。一、斜盘式轴向柱塞泵任务四柱塞泵观察结构图中心弹簧11内套筒12回程盘15钢球14中心弹簧11内套筒12外套筒13回程盘15液压泵和液压马达

3.斜盘式轴向柱塞泵的结构特点：3)配流盘结构两个配油窗口a

和c分别与前泵体中的吸油口和压油口相通。外圈的环形槽d

为卸荷槽，与回油腔相通。两个通孔b起减小液压冲击、降低噪声的作用。其余四个小盲孔，起储存润滑油的作用。配流盘下面的缺口是定位槽，用来保证配流盘在泵体中的正确位置。一、斜盘式轴向柱塞泵任务四柱塞泵观察结构图液压泵和液压马达

3.斜盘式轴向柱塞泵的结构特点：4)变量机构只要改变轴向柱塞泵斜盘的倾角γ

就能改变液压泵的排量。轴向柱塞泵的变量方式有多种，有手动变量、伺服变量、恒功率变量、恒压变量等。图示为手动变量机构。一、斜盘式轴向柱塞泵任务四柱塞泵转动手轮，使调节螺杆转动，在导向键19作用下，带动变量柱塞作轴向移动。通过变量头及轴销，斜盘绕钢球的中心摆动，从而改变了斜盘的倾角。手动变量机构结构简单，但操纵力较大，通常只能在停机或泵压较低的情况下才能实现。观察原理图观察结构图液压泵和液压马达

3.斜盘式轴向柱塞泵的结构特点：5)通轴与非通轴结构斜盘式轴向柱塞泵有通轴与非通轴两种结构形式。非通轴型泵的主要缺点之一是要采用大型滚柱轴承来承受斜盘施加给缸体的径向力，轴承寿命较低，成本高。一、斜盘式轴向柱塞泵任务四柱塞泵非通轴结构通轴结构液压泵和液压马达

3.斜盘式轴向柱塞泵的结构特点：5)通轴与非通轴结构通轴型的轴向柱塞泵的主轴采用了两端支承，斜盘通过柱塞作用在缸体上的径向力可以由主轴承受，取消了缸体外缘的大轴承，使转速得以提高；这种泵无单独的配流盘，而是通过缸体和后泵盖端面直接配油。一、斜盘式轴向柱塞泵任务四柱塞泵观察原理观察结构液压泵和液压马达

径向柱塞泵主要由柱塞l、转子(缸体)2、衬套3、定子4及配流轴5等组成。柱塞径向均匀布置在转子中。转子和定子之间有一个偏心量e

。配流轴固定不动，上部和下部各做成一个缺口,即图示b

腔和c

腔，此两缺口又分别通过所在部位的两个轴向孔a和d与泵的吸、压油口连通。配流轴外的村套与转子内孔采用过盈配合，随转子一起转动。二、径向柱塞泵任务四柱塞泵观察结构b腔c腔a孔d孔液压泵和液压马达

径向柱塞泵逆时针转动时，下半周的柱塞在离心力作用下外伸，经过衬套上的油孔通过配流轴吸油；上半周的柱塞则受定子内表面的推压作用而缩回，通过配流轴压油。转子回转一周，每个柱塞根部的密封腔完成一次周期性的变化，实现一次吸、压油。移动定子改变偏心距的大小，便可改变柱塞的行程，从而改变排量。若改变偏心距的方向，则可改变吸、压油的方向。因此，径向柱塞泵可以做成单向或双向变量泵。二、径向柱塞泵任务四柱塞泵观察原理液压泵和液压马达径向柱塞泵的优点是流量大，工作压力较高，轴向尺寸小，工作可靠等。其缺点是径向尺寸大，自吸能力差，且配流轴受到径向不平衡液压力的作用，易于磨损，泄漏间隙不能补偿。二、径向柱塞泵任务四柱塞泵液压泵和液压马达任务五液压马达液压马达和液压泵在结构上大致相同，前面介绍的液压泵在原理上都可以做液压马达使用。实际中，除了个别型号的齿轮泵和柱塞泵可作液压马达使用外，其它一些泵由于结构上的原因，是不能直接作为液压马达使用的。下面介绍叶片式、轴向柱塞式、径向柱塞式及齿轮式液压马达的工作原理。叶片马达轴向柱塞马达径向柱塞马达齿轮马达液压泵和液压马达任务五液压马达一、叶片式液压马达当压力为p的油液从进油口进入叶片l、3之间时，叶片2因两侧面均受压力油的作用而不产生转矩。在叶片1和叶片3上，一个侧面上作用高压油，另一侧面上作用低压油，由于叶片3的伸出面积大于叶片1的伸出的面积，故作用于叶片3上的总液压力大于作用于叶片1上的总液压力，于是压力差使叶片带动