前言
液压传动技术是一种近代工业技术，可以借助导管向任一位传递动力；可以借助控制压力油液的流动实现对负载的预定控制；可以实现小型机械化；可以实现无冲击大范围的无极调速；可以远距离操纵确定运动部分的位置、运动方向的变换、增减速度；便于实现自动化等，因而适应现代机械的自动化发展，广泛应用于各个技术领域中，象飞行器、各种工作母机、建筑机械与车辆、塑料机械、起重机械、矿山机械和船舶等等，均使用着液压传动，而且应用日益广泛。
由于液压技术自身的诸多优点，使得液压技术的发展速度非常惊人。尤其是近年来，液压设备的年增长率一直远远高于其它机械设备，许多机械设备的传动形式已逐渐被液压传动所取代。而液压泵是液压系统的动力元件，是液压系统中必不可少的一部分。若按液压泵的结构不同可将液压泵分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵。柱塞泵又分为轴向柱塞式和径向柱塞式。
目前液压传动的高压化发展趋势，使柱塞泵尤其是轴向柱塞泵得到了相应的发展。
1 轴向柱塞泵概述
柱塞泵是依靠柱塞在缸体孔内的往复运动，造成密封容积的变化，来实现吸油和排油。轴向柱塞泵具有结构紧凑、单位功率体积小、重量轻、工作压力高、容易实现变量等优点。这类泵多用于农林机械、起重运输设备、工程机械、船舶甲板机械、冶金设备、火炮和空间技术中。
柱塞泵按其柱塞在缸体孔中排列方式不同，分为轴向泵和径向柱塞泵两类。轴向柱塞泵是指柱塞的轴线与传动轴的轴线平行或略有倾斜的柱塞泵，而径向柱塞泵的柱塞轴线与传动轴的轴线互相垂直。
轴向柱塞泵分为直轴式和斜轴式两种。
1.1 直轴式轴向柱塞泵概况
直轴式轴向柱塞泵是缸体直接安装在传动轴上，缸体轴线与传动轴的轴线重合，并依靠斜盘和弹簧使柱塞相对缸体往复运动而工作的轴向柱塞泵，亦称斜盘式轴向柱塞泵。
斜盘式轴向柱塞泵的许用工作压力和转速都较高，变量性能优异，且结构紧凑，功率质量比大，容积效率高。斜盘式轴向柱塞泵由于泵轴和缸体的支承方式不同，又可分为通轴式和缸体支承式（非通轴式）。其中通轴泵的泵轴需要有足够的支承刚度，不仅要驱动缸体旋转，而且要保证在承受缸体传来的侧向力时不致出现过大的变形。而非通轴泵则在缸体的前端设置一个大直径的专用轴承装以直接承受侧向力，泵轴只用来传递转矩。
相对于其他类型液压泵，该泵结构简单、体积小、无极变量、具有可逆性（可作泵，也可作马达）、压力高、噪音低（相对于斜轴式），效率高，制造成本较低，在我国使用较为广泛。
1.2 直轴式轴向柱塞泵的工作原理
柱塞泵是液压泵的一种，故先叙述液压泵的基本工作条件。液压泵若正常工作，必须具备以下基本条件：
1）存在密封容积并且发生变化。密封容积的变化是液压泵实现吸液和排液的根本原因。所以，这种泵又称为容积式液压泵。
2）密封容积在变化过程中，分别与吸、排液腔相沟通。
3）吸液腔与排液腔必须隔开，即不能同时相互沟通。
4）油箱内液体绝对压力必须不小于大气压力，这是容积式液压泵能吸液的外部条件。
下面介绍直轴式轴向柱塞泵的工作原理：
如图1-1所示，直轴式轴向柱塞泵的主要零件有斜盘15，柱塞5，缸体2，配油盘1和传动轴11等。斜盘15和配油盘1固定不动，缸体2固定在传动轴11上并通过轴承支撑在泵的壳体内。柱塞缸体沿圆周均匀分布有几个（一般为奇数个）平行于传动轴的柱塞孔，每个柱塞孔中都装有柱塞5，柱塞可在柱塞孔中自由滑动。配油盘1通过定位销固定在泵壳体底部，其上的腰形孔分别与泵体上的吸、排油孔相通。
通过某种措施，可以保证每个柱塞的左端始终紧贴在斜盘表面上（允许柱塞与斜盘有相对滑动），并使柱塞缸体的右端面紧靠在配油盘上（允许两者之间有相对转动）。于是，柱塞处在最下端时，因伸出缸孔尺寸最短，柱塞右端面与缸孔内表面围成的密封工作容积为最小；当柱塞运行到最上端时，因伸出缸孔的尺寸最长，柱塞右端面与缸孔内表面围成的密封容积达最大。
当传动轴从轴端看，沿逆时针方向旋转时，柱塞5自下向上回转的半周内，既要随转动缸体作圆周运动，又要逐渐往外伸出，使柱塞底部的密封容积不断增加，产生局部真空，低压油经泵吸油口、配油盘吸油窗孔吸入泵内。柱塞在自上而下半周内回转时，柱塞在作圆周运动的同时，还要逐渐向缸孔内缩回，使柱塞底部密封容积不断减小，高压油从配油盘的排油窗孔，泵排油孔进入系统。传动轴每转一转，每个柱塞往复运动一次，完成一次吸油和排油动作。
泵轴11与缸体2为花键连接，驱动缸体旋转，使均布于缸体中的七个柱塞5绕泵轴轴线转动，每个柱塞头部有一滑靴6。中心弹簧8通过内套9、钢球16、压盘7将滑靴压紧于轴线成某一倾角 并支撑于变量壳体13的斜盘15上。
当缸体旋转时，柱塞随缸体转动的同时，相对缸体作往复运动，完成吸油和排油工作。中心弹簧8通过外套10将缸体压紧于配油盘1上，起预密封作用，同时又是使柱塞回程的加力装置。
1.3 直轴式轴向柱塞泵的主要性能参数
本设计给定设计参数如下：
额定工作压力32Mpa，理论流量34.5(l/min)和额定转速1500r/min。
图1-1直轴式轴向柱塞泵
Fig.1-1 Straight-axis axial plunger pump
1.3.1 压力
液压泵的压力通常指泵的排液口排出液体所具有的相对压力值，常用单位为帕（Pa）。
在液压泵中，常提到的压力油额定压力、最高压力和实际压力三种形式。
额定压力是指根据试验标准规定，液压泵在正常工作条件下所允许的连续运
p
转情况下的最大压力值，即液压泵铭牌标注的压力值（亦称公称压力），通常用
H 表示。
最高压力是指根据试验标准规定，液压泵超过额定压力后所允许的短暂运转
p表示。显然，同一台泵的额定压力小于最高压力。情况下的最大压力值，常用
k
液压泵的最高压力通常要受强度和密封条件的限制。
实际工作压力是指液压泵在实际工作条件下，排液口所具有的具体压力值，
简称为工作压力。通常所提液压泵的压力就是指实际工作压力。
1.3.2 排量和流量
液压泵的排量是指液压泵在没有泄漏情况下，传动轴每转一转所排出的液体体积，通常用B q 表示，其单位为L/r 或mL/r 。液压泵的排量仅取决于它的结构几何尺寸，而与泵的工作载荷和转速无关。
液压泵的流量是指在单位时间内，液压泵所排出的液体体积,通常用B Q 来表示，其单位为L/min 或mL/min 。
液压泵的流量包括理论流量、泄漏流量和实际流量三种形式。
液压泵的理论流量是指在没有泄漏情况下，单位时间内排出液体的体积，通常用Bt Q 表示。若液压泵的转速为B n ,则液压泵的理论流量为
B B Bt n q Q ?= （1-1）
图1-2泵的各种流量与工作压力之间关系曲线图
Fig.1-2 a variety of pump flow and the relationship between work stress curve
可见，液压泵的理论流量只与排量和转速有关，而与工作载荷是无关的。理论流量Bt Q 与工作压力p 之间关系曲线如图1-2所示。
液压泵的泄漏流量是指在压力差p ?的作用下，经泵零、部件之间隙泄漏掉的液体质量，通常用B Q ?表示。泄漏流量包括内漏和外漏两部分，内漏是由高压腔漏到低压腔部分，外漏是指高压腔的油液直接漏到回油管路中的部分。通常用泄漏系数L 来表征液压泵的泄漏程度，其表达式为
H
B p Q L ?= （1-2） 式中 H p ——泵额定压力；
L ——泵泄漏系数。
通常当液压泵的零件之间隙越大，工作压力越大，油液黏度越小，则液压泵泄漏流量就越大。
液压泵是实际流量是指液压泵在实际具体工作情况（存在泄漏）下，单位时间内所排出的液体体积，通常B Q 表示。在不加特殊说明情况下，液压泵的流量均指实际流量而言。实际流量、理论流量和泄漏流量三者关系为
B Bt B Q Q Q ?-= （1-3）
此关系也可由图1-2看出。从图还可以看出，随着工作压力p 的增加，实际流量B Q 而下降，其主要原因是工作压力增加而泄漏流量也随着增加所致。
1.3.3 效率
液压泵的效率是表征液压泵在能量转换过程中功率损耗的一个系数，可用B η表示。液压泵的效率包括容积效率（记为BV η）和机械效率（记为Bm η）。 液压泵的容积效率BV η是指实际流量B Q 与理论流量Bt Q 的比值，即
B
B H Bt B Bt B Bt Bt B Bv n q Lp Q Q Q Q Q Q Q -=?-=?-==11η （1-4） 可见，液压泵的容积效率Bv η反映出泵容积损失大小，当泵的工作压力愈高，泄漏系数愈大，泵的排量愈小，转速愈低，零件之间隙愈大，油液黏度愈低，泵的容积效率就愈低，容积损失就愈大。液压泵的容积效率通常是指在额定压力和额定转速下的值。
液压泵的机械效率Bm η是指理论输入功率Bit N （不包含机械磨损所消耗的功率）与实际输入功率Bi N （包含因机械磨损消耗的功率）之比值，即
B
Bt Bi m Bit Bi Bit Bm M M N N N N N =?-==η (1-5) 式中 m N ?——机械磨损所消耗的机械功率；
Bit N ——泵的理论输入功率；
Bi N ——泵的实际输入功率；
Bit M ——泵的理论输入力矩；
Bi M ——泵的实际输入力矩；
Bm η——泵的机械效率。
可见，泵的机械效率Bm η能反映出泵的机械损失大小。液压泵的机械磨损主要体现在轴与轴承、轴与密封件和相对运动的零件之间，若它们之间的磨损愈大，导致机械功率损耗愈大，机械效率就愈低。
液压泵的总效率B η等于容积效率Bv η与机械效率Bm η的乘积，即
Bm Bv B ηηη?= （1-6）
1.3.4 功率
液压泵是将原动机输入的机械能转换成输出液体压力能的转换装置。体现机械能的重要参数是转矩和角速度，反映液体压力能的主要参数则是液体的压力和流量。在下面介绍的液压泵功率计算就要涉及到以上参数。
液压泵的功率包括理论输入功率、理论输出功率、实际输入功率和实际输出功率。
其中理论输入功率和理论输出功率是等价的，因为在理论上认为不存在任何泄漏。
理论输出功率是指在不考虑泵容积损失前提下，输出液体所具有的液压功率，即
Bt B B Q p N ?=ot （1-7）
式中 B p ——泵输出液体的压力，Pa ；
Bt Q ——泵的理论流量，s m /3；
Bt N ——泵的理论输出功率，W 。
理论输入功率是指在不考虑泵机械损失前提下，泵所输入的机械功率，即
B Bt Bit w M N ?= （1-8）
式中 Bt M ——泵输入的理论转矩，N ?m ；
B w ——泵的角速度，rad/s ；
Bt N ——泵的理论输入功率，W 。
实际输出功率是指在考虑泵的容积损失前提下，输出液体所具有的实际液压功率，即
B Bit Bv Bm Bi Bv Bit Bv Bot Bv Bt B B B B N N N N Q p Q p N ηηηηηη=====?=o （1-9）
式中 B p ——泵输出液体的压力，Pa ；
B Q ——泵的实际流量，s m /3；
Bv η——泵的容积效率；
Bm η——泵的机械效率；
B η——泵的总效率；
Bot N ——泵的理论输出功率，W ；
Bit N ——泵的理论输入功率，W ；
Bi N ——泵的实际输入功率，W 。
实际输入功率是指在考虑泵机械损失前题下，泵所输入的实际机械功率，即
B
Bo Bm Bv Bo
Bm Bit B Bm Bt
B B Bi N N N w M w M N ηηηηη===== （1-10） 式中 B M ——泵输入的实际转矩，N m ?；
B w ——泵的角速度，rad/s ；
Bm η——泵的机械效率；
Bv η——泵的容积效率；
B η——泵的总效率；
Bit N ——泵的理论输入功率，W ；
Bo N ——泵的实际输出功率，W ；
Bi N ——泵的实际输入功率，W 。
2 主要零部件的设计计算
2.1 缸体的设计
2.1.1 确定排量q
2592
.015005.3410001000=??==v n Q q η(ml/r) (2-1) 式中 Q ——泵的额定流量（l/min ）；
n ——泵的额定转速（r/min ）；
v η——容积效率，一般取98.0~85.0=v η，这里取92.0=v η。
上述符号含义和单位适用本节始末。
2.1.2 确定R d Z 和、、?
（1）? 由排量公式?=tan 22
ZR d q π可知，如果增大?，可以减小其它尺寸，但受力
分析中已指出过，?增大对柱塞的受力不利，通常 18~15max =?，这里取 16m ax =?。
（2）Z d R 、、的确定
这三个参数是互相制约的，与结构类型有关。根据实践经验取定：一般半周型多取Z=7，通轴型多取Z=9，能使结构较为紧凑。这里取Z=7。 初算时，可取75.02≈R
Zd π，则可按下式试算R ： )(596.2tan 125.133cm Zq R =?=π 取)(7.2cm R = （2-2）
再由排量公式确定柱塞直径：
)(713.1tan 2cm ZR q d =?=π
取)(8.1cm d = （2-3） 2.1.3 缸体的其它尺寸
1 缸体底的厚度
缸孔底部因加工多成锥形，其最薄处的厚度
()()d l d 6.0~4.0= （2-4）
取 ())(81.08.145.0cm l d =?=
2 底部通油孔尺寸及间隔0δ
缸体柱塞孔底部的油窗孔的范围角为0ψ，应尽力扩大，以减少油压反推力矩f M 的脉动值，其最小间隔0δ应满足下式
())(6.0~4.02
1sin 20000cm R ≥-?=ψδ （2-5） 从设计图中不难得知 ()
64.0385121sin 84.220=-?= δ （cm ），符合要求。 为扩大0ψ，油窗孔的中点半径0R 应取大些；从限制窗口处的圆周速度0060
2R n u π=不要太大的角度出发，又希望0R 小些；因此尺寸较小的泵，一般取 cm R R 7.20==。
图2-1缸孔底部的油窗孔
Figure 2-1 at the bottom of the oil cylinder fenestrae
缸体设计完成后还要校核通油面积的油流速度，详见第四章。
2.2 柱塞基本尺寸设计（见图2-2）
2.2.1 柱塞直径d
柱塞直径d 已在缸体设计中确定：
cm d 8.1=
2.2.2 柱塞长度、L 球头直径21d d 、 (见图2-2)
（1）柱塞长度L 应等于柱塞的最小留缸长度0l 、最小外伸长度d l 2.0≈?和最大行程max max tan 2?=R S 之和。通常M p 30≥时 ()d l 5.2~20=,
取 48.13.223.20=?==d l （cm ） （2-6）
图2-2柱塞的有关尺寸
Fig.2-2 Dimensions of the plunger
（2）高压比低压需要较大的留缸长度，因为高压时侧向弯力大，留缸长度大，可避免柱塞和缸孔的侧应力过大。故
当时M p 30≥： ()max tan 27.2~2.2?+=R d L (2-7) 则 0.6905.516tan 45.228.15.2tan 25.2max ≈=??+?=?+= R d L （cm ）
（3）球头直径1d ，依经验取
()d d 8.0~7.01= 这里取4.18.177.077.01=?==d d （cm ） (2-8)
为使柱塞球头不遮住滑靴的注油孔，应使
4max 12sin d d d +?≥ （cm ） 依经验取cm d 2.04= (2-9)
则 586.02.016sin 4.12=+?≥ d 这里取6.02=d cm (2-10)
（4）柱塞与孔的间隙s δ与平衡槽的尺寸
配合间隙d s 001.0≈δ。取018.0=s δmm
平衡槽，深为0.3~0.8mm ；宽为0.3~0.8mm ；槽与槽的间隔t 为2~10mm （近似为行程的一半）。
则取平衡槽深为0.5mm ，宽为0.6mm ，槽与槽的间隔t 取为7mm 。
2.3 滑靴的设计计算
2.3.1 直径3d
包球直径3d 一般略小于柱塞直径d ，可以使滑靴颈部有一部分进入缸孔中，从而缩短轴向尺寸。
取 =3d 1.6cm 。
2.3.2 滑靴底面静压支撑的设计
滑靴的设计有两种方法。一种是全静压平衡型滑靴设计，而另外一种是“剩余压紧力法”。本设计采用“剩余压紧力设计法”。
这种方法在国内外的柱塞泵中普遍采用。剩余压紧力法的实质是将高压油引入滑靴—斜盘摩擦副的两滑动面之间，靠高压油的静压力平衡绝大部分压紧力，而剩余压紧力用以保证滑靴压紧斜盘。
剩余压紧力设计法计算滑靴的基本特点是作用在柱塞底部的油压p 经中心孔直接作用于柱塞滑靴底部，中心孔不起阻尼作用，油腔压力h p 近似等于柱塞底部油压力p 。
其次，是压紧力等于分离力。滑靴和斜盘之间间隙近似为零，泄漏量接近为零，剩余压紧力有辅助支撑面积承受。
压紧力为： ?=cos 2
p r F y π （2-11） 式中 r ——柱塞半径。
分离力为： ()562
526/ln 2r r r r F f -=π （2-12）
设计中为保证摩擦副功率损失较少以及减少泄漏量，通常取压紧力与分离力之比——压紧系数h ε在1.05~1.10之间，即为：
()252656max 2
/ln 2cos 10.1~05.1r r r r r F F f y
h -?===ε （2-13）
在试算中，可先使()d r 44.0~35.05=初算：
取 71838.05=?=r mm
根据式（2-13）可得
116=r mm
此时压紧系数()0579.15117/11ln 216cos 92
22=-= h ε，符合要求。 采用这种方法设计滑靴后，前端仍要采用一定的阻尼器。增设内、外辅助支撑。辅助支撑面积可以承受剩余压紧力，减少接触比压。如图2-2所示。
另外滑靴的引油孔是进入滑靴底部的通道。因设计中取油腔压力h p ，因此该孔应大，不应引起阻尼作用。也就是说压降要很小，否则造成实际分离力下降，等于增大了压紧力，使摩擦副的工作条件恶化。通常引油孔德直径可取2mm 左右。
图2-3滑靴结构
Fig.2-3 the agencies of slip boots
为使密封带下的压力场能得到充分利用，一般不宜将密封带设计的过宽，尤其是在剩余压紧力大、摩擦面光洁度较高的情况下。过宽的压力场往往不能建立起设计的压力场，致使实际分离力小于计算值，导致剩余压紧力增大，滑靴容易烧毁和磨损。新结构滑靴外径对内径的比值一般为1.1~1.2。
本设计中由于压盘尺寸的限制，不便设计外辅助支撑，但可以设计内辅助支撑。已知mm d 145=，取内径mm d d 1217
.154==
。
最终辅助支撑设计完成后，要滑靴进行校核，具体见第四章。
2.4 配油盘的设计计算
配油盘是轴向柱塞泵的关键零件之一，它的作用是分配油液，帮助轴向柱塞泵完成吸、排油任务。
配油盘的设计，主要是确定内、外密封带，配油孔与其间隔角ψ，以及辅助支撑等的有关尺寸。
2.4.1 间隔角?ψ?、及阻尼孔尺寸
为了防止柱塞内腔的油液，由高压到低压或由低压到高压的瞬间接通中，因油液的突然膨胀和压缩所产生的噪声和功率损耗，可采用带减震孔型的配油盘（如图2-4）。
减震孔型配油盘通过??范围内的封闭升（减）压与采用阻尼孔逐渐引入（泄出）压力油相结合的办法来减低噪声，在缸体窗口离开上死点经??与排油孔接通过程中，柱塞腔内压力一方面由于预压缩而上升，另一方面由于柱塞腔经卸荷槽与排油孔沟通而上升。这样，当缸体窗口与排油孔接通时，柱塞腔内压力已达到排油压力，就防止了压力突变。
其优点是对工作压力的变化有较好的适应性。比单一正封闭型配油盘用的多。一般多使其封闭升压和阻尼孔升压各起一半的作用。
假设柱塞腔油液的溶剂V ，压力由0p 升至p 所需的压缩量为V ?，对应的柱塞位移量为x ?，缸体的回转角（即封闭加压范围角）为1??，缸体的回转角（即封闭减压范围角）为2??，则
()??????????+≈?+'=+'=-=?=???≈?-?=?=?tan 24tan 244tan 8cos 1tan 442020200212
122R d V R d V S d V V E p p V E p V V R d R d x d V πππ?π?ππ （2-14） 所以 ()?????
???? ???+--=?tan 2121arccos 2001R d V E p p π? （2-15） 同理可得 ()??
?????--=?tan 41arccos 200
2R d E p p V π? （2-16）
式中 V
V ,?——单位为3cm ；
'0V ——柱塞在下死点处（π?=），柱塞腔内残留的容积()3cm ；
0V ——柱塞本身的排油腔体积()3
cm ； 0p p 、——高、低压腔的压力（bar ）；
E ——液体的弹性模数，()bar E 4102~4.1?=；
S ——柱塞行程，()cm R S ?=tan 2。
图2-4配油窗孔的间隔角
Fig.2-4 with the interval angle of oil window
柱塞设计完成后，可以容易得到302cm V ≈，则由（2-14）得
32
2
094.516tan 7.2248.12tan 24cm R d V V =?+=?+= ππ
把数据代入（2-15）可得
()?????
???? ???+--=?tan 2121arccos 2001R d V E p p π? 1816tan 7.28.122110232021arccos 24≈??
????
??? ????+??-=π
同理代入式（2-16）得
() 1316tan 7.28.1102320241arccos tan 41arccos 24200
2≈??????????-=??
?????--=?ππ?R d E p p V 在w dt ??=时间内，由阻尼孔引入的液体体积为,2
V ? 且 ()????????-=-=?=?504010212822p p l d Q E p p V V w Q k k K K
μπ? (2-17) 由上式得
50410128-??=?
πμE wV l d k k (2-18) 式中 K Q ——从阻尼孔流入的流量s cm /2；
w ——缸体的角速度()s rad /；
V ——上死点()0=?处柱塞腔的容积()3cm ；
μ——工作液体的动力黏度()2/m S N ?；
k d ——阻尼孔直径 （cm ）；
k l ——阻尼孔长度 （cm ）。
把rad 3.01=??等设计数据代入式(2-18)，等式右面为
0024.0103
.010294.55010012854=???????-ππ 由此k d 与k l 由上式约束，结合实际经验并利用试带法，相对于1??可得
)(2.1),(25.0cm l cm d k k ==
把rad 22.02=??等设计数据代入式（2-18），等式右面为 0032.01022
.010294.55010012854=???????-ππ 同理可得相对于2??的阻尼孔尺寸
)(2.1)(26.0cm l cm d k k ==，
而 ?ψψ?+=0 (2-19)
2.4.2 配油孔及内、外密封带的尺寸
如图2-4所示，4321R R R R 、、、为内外密封带的尺寸，半径从小到大。它们受下列各方程式的约束。
1 配油窗孔的流速限制与许用圆周速度
配油窗口的油流速度应满足下式
()[]()
()()s m R R Q v t p /3~262223≤-?+-=ψπ (2-20) 式中 t Q ——泵的平均几何流量（l/min ）；
?——配油孔上的连筋角(rad)；
ψ——配油孔的间隔角(rad)；
p v ——配油孔上的平均油流速度（m/s ）。
根据式（2-19），联系式（2-20）取较小数值2ψ验算即可。
rad 89.05113382==+= ψ
根据实际经验
取 cm R 0.21= cm R 4.22= cm R 0.33=
把数据代入式（2-20）得
()[]()
)/78.04.20.3089.065.3422s m v p （=-+-=π，符合要求。 配油孔的内外半径为32R R 、，其平均半径
232R R +处的圆周速度p u 应满足下式
()[]
p p u n R R u ≤?+=-2321060π (2-21) 式中 []p u ——最大允许圆周速度，[]p u =5-8（m/s ）
代入数据后得
()[]
p p u u ≤=??+=-45.310601500
4.20.22π，符合要求。 2 考虑离心力对泄漏的影响，一般取
()()34121~7.0R R R R -=- (2-22)
根据实际经验
取
cm R 4.34=
代入式（2-22）后，不难看出符合要求。
图2-5配油盘的有关尺寸
Fig.2-5 with the size of the oil pan
3 配油盘的压紧系数ε
由于摩擦力和油压反推力、反推力矩的摸是转角?的函数；斜盘对缸体的轴向压紧力∑px N 和力矩的模只和油压有关；惯性力等又随倾角?变化，故一般使缸体所受的力和力矩（不考虑辅助支撑力A A M P 和）之和为零不可能，加之油压反推力fm P 与配流盘与缸体间的油膜厚度δ无关，因此为了缸体稳定通常都把斜盘力∑px N 设计得比fm P 大些，两者的比值ε叫配油盘的压紧系数，通过分析可以得到，
()()?????????? ???--??????---==∑00012212234232421/ln /ln 2ψψππεR R R R R R R R Z d P N fm px
(2-23)
一般取10.1~05.1=ε。
把设计数据代入式（2-23）得
()()0864.189.066.0166.02/4.2ln 24.23/4.3ln 34.3278.122222=????????? ??--??????---?==∑ππεfm px
P N ，符合要求。
2.4.3 辅助支撑
由于存在剩余压紧力，为了减少配油盘与缸体间的磨损，通常都采用辅助支撑来减小压强或承担这部分多余的压紧力。
辅助支撑通常有平面辅助支撑、动压支撑、静压支撑和滚动轴承辅助支撑等，本设计采用常用的平面辅助支撑。
平面辅助支撑设计后要进行“比压”校验或“热楔支撑”校验。本设计采用比压校验。
比压校验时通常最简单的计算方法，通过检查全部接触面上的压应力——“比压”，使其不要超过允许的“比压”值，即
()()()()()()[]
[]σψππψψππσ≤+----+???????????????????? ???--??????----=f A R R R R p p R R R R R R R R d Z 222321240000122122342324281/ln /ln 2(2-24) 式中 σ——比压(bar)；
[]σ——许用比压，视摩擦副材料而定，淬火钢对铝铁青铜[]20~15=σ bar ；
f A ——辅助支撑面积()2cm ,()cm R R 65、为辅助支撑（共1Z 块）的内、外半径，b 为间隔弧长，则
()()56125
26R R b Z R R A f ---=π （2-25） 取 cm R 7.35= cm R 5.46=
不难得知()()222177.35.44127.35.4cm A f =-?--=π
代入数据得
()()()()()[]
0989.14174.20.366.00.24.3832089.066.0166.00.2/4.2ln 0.24.20.3/4.3ln 0.34.328.17222222222=+----???????????????? ??--??????----=ππππσ
可见符合要求。 2.5 压盘及斜盘尺寸的确定
2.5.1 压盘（返回盘）尺寸的确定
图2-6压盘的尺寸
Fig.2-6 platen size
由受力分析可知，滑靴中心在斜盘上的运行轨迹是一椭圆，其长轴为m ax
cos ?R ，短轴为R ，所以压盘上滑靴安放孔中心的半径m R (即压盘滑靴孔的分布半径)为
8.216cos 1127.2cos 112max ≈??
? ??+=???? ???+= R R m cm （2-26） 滑靴的包球外径3d 已知，盘孔与2d 的最小间隙为1?，则盘孔直径p d 为()132?+d ，再加上两倍的因偏心而向外（或向内）移动的量???? ??-?m R R max cos ，
图文讲解柱塞泵的结构及工作原理 【本期内容，由上海神农冠名播出】柱塞泵的结构组成柱塞泵主要由动力端和液力端两大部分组成，并附有皮带轮、止回阀、安全阀、稳压器、润滑系统等组成。 01动力端(1)曲轴 曲轴为此泵中关键部件之一。采用曲拐轴整体型式，它将完成由旋转运动变为往复直线运动的关键一步，为了使其平衡，各曲轴柄销与中心成120°。 (2)连杆 连杆将柱塞上的推力传递给曲轴，又将曲轴的旋转运动转换为柱塞的往复运动，其杆截面采取工字形，大头为剖分式，轴瓦采用对分薄壁瓦形式，小头瓦采用轴套式，并以其定位。 (3)十字头 十字头连接摇摆运动的连杆和往复运动的柱塞，它具有导向作用，它与连杆为闭式连接，与柱塞卡箍相连。 (4)浮动套 浮动套固定在机座上，它一方面起隔绝油箱与污油池的作用，另一方面对十字头导杆起一个浮动支承点的作用，能提高运动密封部件的使用寿命。 (5)机座
机座是安装动力端和连接液力端部分的受力构件，机座后部两侧有轴承孔，前部设有与液力端连接的定位销孔保证滑道中心与泵头中心的对中性，在机座的前部一侧设有放液孔，用来排放渗漏的液体。 2液力端(1)泵头 泵头为不锈钢整体锻造而成，吸、排液阀垂直布置，吸液孔在泵头底面，排液孔在泵头的侧面，同阀腔相通，简化了排出管路系统。 (2)密封函 密封函与泵头以法兰连接，柱塞的密封形式为碳素纤维纺织的矩形软填料，具有良好的高压密封性能。 (3)柱塞 (4)进液阀和排液阀 进、排液阀及阀座，适合输送黏度较大的液体的低阻尼、锥形阀结构，具有降低黏度的特点。接触面有较高的硬度和密封性能，以保证进、排液阀具有足够的使用寿命。 3附属配套部分主要有止回阀、稳压器、润滑系统、安全阀、压力表等。 (1)止回阀 泵头排出的液体，通过低阻尼止回阀流人高压管道，液体反向流动时，止回阀关闭，阻尼高压液体流回泵体。 (2)稳压器
安徽理工大学本科毕业设计（论文）开题报告 姓 名 专业班级 机设班 指导教师 教授 一、课题的名称、来源： 1.课题名称 轴向柱塞泵设计 2.课题来源 生产 科研 □√教学 其他 二、研究意义、研究现状、研究内容、拟采用的研究思路与方法(可附页) 研究意义：轴向柱塞泵是利用与传动轴平行的柱塞在柱塞孔内往复运动所产生的容积变化来进行工作的。由于柱塞和柱塞孔都是圆形零件，加工时可以达到很高的精度配合，因此容积效率高，运转平稳，流量均匀性好，噪声低，但对液压油的污染较敏感，结构较复杂，造价较高。轴向柱塞泵的优点是结构紧凑，径向尺寸小，转动惯量小，工作压力高，效率高，并易于实现变量。目前有的轴向柱塞泵的压力可以达到350～400kgf/c ㎡。由于上述特点，轴向柱塞泵被广泛使用于工程机械、塑料机械、起重运输、冶金、船舶、机床和农业机械等领域。 研究现状：近年来，随着材料、制造、电子等技术的发展，轴向柱塞泵的新技术层出不穷，例如荷兰Innas 公司开发的Float Cup 结构轴向柱塞泵，丹麦的Saur-Danfoss 公司为工程机械量身定做的H1系列的多功能泵，德国Rexroth 公司推出的电子智能泵等等。 国产轴向柱塞泵主要有引进国外技术的产品和我国自主研发的CY 系列柱塞泵。引进国外技术Rexroth 、Yuken 等系列，性能介于国外产品和CY 泵之间。就性能指标来讲，国产Rexroth 系列的排量、额定压力、转速都要比CY 系列的大一些。其额定压力35 MPa ，峰值压力达40 MPa ；转速达到2000 r/min 以上，而CY 系列额定压力在31.5 MPa ，转速一般限定在1500 r/min 。轴向柱塞泵在发展中，基本结构保持了稳定，高速高压以及良好的控制方法是其发展的方向。 研究内容：直轴滑履式轴向柱塞泵的机构参数设计，主要结构尺寸的设计以及柱塞、滑履、缸体、斜盘等主要部件的运动学分析、强度校核和寿命估算。配流盘的静平衡计算和滑履的副静压平衡设计和计算。最后利用solidworks 制图软件绘制零件图并进行干涉检验，无误后出图。 研究思路与方法： 1.总体设计：通过给定参数（额定压力和额定排量）查询手册确定泵的最大流量、额定转 √√√
目录 摘要 (3) Abstract (4) 第1章 绪论 (5) 第二章 斜盘式轴向柱塞泵工作原理与性能参数 (5) 2.1 斜盘式轴向柱塞泵工作原理 (5) 2.2 斜盘式轴向柱塞泵主要性能参数 (6) 第三章 斜盘式轴向柱塞泵运动学及流量品质分析 (7) 3.1 柱塞运动学分析 (7) 3.1.1 柱塞行程s (7) 3.1.2柱塞运动速度v (8) 3.1.3 柱塞运动加速度a (8) 3.2 滑靴运动分析 (9) 3.3 瞬时流量及脉动品质分析 (10) 3.3.1 脉动频率 (12) 3.3.2 脉动率 (12) 第四章 柱塞受力分析与设计 (12) 4.1 柱塞受力分析 (12) 4.1.1 柱塞底部的液压力b P (13) 4.1.2 柱塞惯性力P g (13) 4.1.3 离心反力P l (13) 4.1.4 斜盘反力N (14) 4.1.5 柱塞与柱塞腔壁之间的接触力P 1和P 2 (14) 4.1.6 摩擦力P 1f 和 P 2f (14) 4.2 柱塞设计 (15) 4.2.1柱塞结构型式 (15) 4.2.2 柱塞结构尺寸设计 (15) 第五章 滑靴受力分析与设计 (17) 5.1 滑靴受力分析 (18) 5.1.1 分离力P f (18) 5.1.2 压紧力y P (19) 5.1.3 力平衡方程式 (19) 5.2 滑靴设计 (20) 5.2.1 泄漏功率损失V N ? (20) 5.2.2 摩擦功率损失m N ? (20) 5.2.3 滑靴总功率损失N ? (20) 5.3 滑靴结构型式与结构尺寸设计 (21) 5.3.1 滑靴结构型式 (21)
利用神经网络预测轴向柱塞泵的性能 Mansour A Karkoub a, Osama E Gad a, Mahmoud G Rabie b a--就读于科威特的科威特大学工程与石油学院 b--就读于埃及开罗的军事科技大学 摘要 本文推导了应用于轴向柱塞泵（斜轴式）的神经网络模型。该模型采用的数据是由一个实验装置获得的。这个正在进行的研究的目的是降低柱塞泵在高压下工作时的能量损耗。然而，在最初我们要做一些研究来预测当前所设计的泵的响应。神经网络模型具有前反馈的结构，并在测验过程中使用Levenberg-Marquardt优化技术。该模型能够准确地预测柱塞泵的动态响应。 1、简介 可变排量轴向柱塞泵是在流体动力系统中经常要用到的重要设备，如液压动力供应控制和静液压传动驱动器的控制。本装置具有变量机制和功率-重量比特性，使其最适合于高功率电平的控制。所设计的这种轴向柱塞泵拥有可靠性和简便的特点，然而其最重要的特征是可以变量输出。 人们在轴向柱塞泵领域已经做了很多研究，但是本文将只论述一下少数几人所做的贡献。 Kaliafetis和Costopoulos[5]用调压器研究了轴向柱塞变量泵的静态和动态特性。所提出的模型的精确度依赖于制造商提供的动态运行曲线等数据。他们得出结论，运行条件对泵的动态行为是非常关键的，而泵的动态行为可以通过减小压力设定值进行改善。Harris等人[4]模拟和测量了轴向柱塞泵的缸体压力和进油流量脉动。Kiyoshi和Masakasu[7]研究了斜盘式变量输送的轴向柱塞泵在运行时刻的实验上和理论上的静态和动态特性。并提出了一种新的方法来预测泵在运行过程中的响应。也对研究泵特性的新方法的有效性进行了实验验证，实验中使用了一个有宽、短而深的凹槽的配流盘。Edge和Darling[2]研究了液压轴向柱塞泵的缸体压力和流量。这个得出的模型经过了实验检验。对于配流盘、缸体上设计的退刀槽和泵的流量脉动对泵特性的影响都进行了验证。 人们已证实了一种可替代的建模技术——神经网络（NN）能取得良好的效果，特别是对于高度非线性的系统。这种技术是模仿人脑获取信息的功能。Karkoub 和Elkamel[6]用神经网络模型预测了一个长方形的气压轴承的压力分布。所设计的这种模型在预测压力分布和承载能力方面比其他可用的工具更加精确。Gharbi 等人[3]利用神经网络预测了突破采油。其表现远远优于常见的回归模型或有限差分法。李等人[8]用神经网络模型NNS和鲍威尔优化技术对单链路和双链路的倒立摆进行了建模和控制。研究者们取得了理想的结果。Panda等人[9]应用NNS在普拉德霍湾油田对流体接触进行了建模。所得到的模型预测的目标油井中的流量分配比传统的以回归为基础的技术更准确。Aoyama等人[1]已经推导出一个神经网络模型来预测非最小相系统的响应。所开发出的的模型被应用于Van de Vuss反应器和连续搅拌式生物反应器，所得到的结果是令人满意的。 本文研究利用神经网络解决轴向柱塞泵（斜轴式）在一定的供油压力下的建模。本文首先会描述用于收集实验数据的实验装置，然后将会简要介绍神经网络建模程序。 2、实验装置
（此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！）1 绪论 1.1 国内CY系列轴向柱塞泵发展概况 就市场发展需求来看，我国目前大量使用的CY系列轴向柱塞泵，2003年全国的总产量达到了20万台[1-2]。这类泵的最大特点是采用大轴承支承缸体，具有压力高、工艺性好、成本低、维修方便等优点，比较适合国情，因此，市场需求量大，也成为当今我国应用最广的开式油路轴向柱塞泵。CY型轴向泵从1966年开始设计以来，前人总结经验摸索，经过CY14-I，CYI4-lA，CYI4-IB几个发展阶段，每一个发展时期泵的性能、寿命都得到提高，品种也不断丰富。但是，从1982年CY14-1B轴向泵定型以来，已经过去20余年的时间，该泵的结构发展依旧停滞、变化不大。由于近年来，世界上各家公司的柱塞泵技术已有长足进步，加上国内市场经济的蓬勃发展，对使用CY14-1B泵的更高要求，迫切需要符合市场经济的轴向柱塞泵，因此对CY14-1B轴向泵进行更新，开发一种噪声更低、自吸性能更好、节能、省料、使用更可靠的轴回柱塞泵就显得迫在眉睫，这就是CY14-1BK轴向柱塞泵[3-7]。早期的斜盘式轴向泵的压力都只有7MPa，但现代液压传动系统注重效率和经济，均要求更高的压力。目前市场上的定量斜盘式轴向柱塞泵的压力均已达21--48 MPa，这是因为我们在各自的发展过程中，工业在进步，突破了一些关键技术[8-10]。2003年产量估计有近20万台，各行各业中应用非常广泛，特别是应用于CY14-1B斜盘型开式轴向柱塞泵。从1972年开始设计研制，到1982年定型，但是从此之后的20多年的时间里，泵的结构基本是没有什么变化，甚至出现有些厂家生产20余年，没有任何改进。但是世界上的柱塞泵发展不会因为国内的不进步发展而停止不前的，柱塞泵的各个方面有了长足的进步，然而CY14-1 B轴向泵的使用中也依然发现不少的问题，柱塞在工作是压排油液终了之余，柱塞底腔仍有一些油液未排除，当柱塞进入吸入行程时，这样便导致损失了一部分吸入容积，降低了容积效率。进而进行改进，往柱塞腔填入尼龙，减小柱塞腔的残留空间，提高容积效率[11-13]。以及缸体外套使用轴承钢，使加工非常不方便，因而从加工制造角度考虑变换其他材料。对CYI4-1 B轴向泵进行更
第六节径向柱塞泵 1.径向柱塞泵的工作原理 由于径向柱塞泵径向尺寸大，结构复杂，自吸能力差，且配油轴受到径向不平衡液压力的作用，易于磨损，从而限制了它的转速和压力的提高。 2.径向柱塞泵的流量计算 径向柱塞泵的排量为：
液压泵的选用 选择液压泵的原则是：根据主机工况、功率大小和系统对工 作性能的要求，首先确定液压泵的类型，然后按系统所要求的压力、 流量大小确定其规格和型号。 1. 液压泵的类型选择 2. 液压泵的工作压力 3. 液压泵的流量 第一节液压马达 液压马达的分类及特点 高速液压马达：额定转速高于500r/min的属于高速液压马达； 低速液压马达：额定转速低于500r/min的则属于低速液压马达。 高速液压马达的基本形式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式等。它们的主要特点是：转速较高，转动惯量小，便于起动和制动，调节（调速和换向）灵敏度高。通常高速液压马达的输出扭矩不大，仅几十Nm到几百Nm，所以又称为高速小扭矩液压马达。 低速液压马达的基本形式是径向柱塞式，例如多作用内曲线式、单作用曲轴连杆式和静压平衡式等。低速液压马达的主要特点是：排量大，体积大，转速低，有的可低到每分钟几转甚至不到一转。通常低速液压马达的输出扭矩较大，可达几千到几万，所以又称为低速大扭矩液压马达。 液压马达与泵的相同点 从原理上讲，马达和泵是可逆的。泵－用电机带 动，输出的是压力能（压力和流量）；马达－输入压力油，输出的是机械能（转矩和转速）。 从结构上看，马达和泵是相似的。
马达和泵的工作原理均是利用密封工作容积的变 化吸油和排油的。泵－工作容积增大时吸油，减小时排出高压油；马达－工作容积增大时进入高压油，减小时排出低压油。 泵和马达的不同点 泵是能源装置，马达是执行元件。 泵的吸油腔一般为真空（为改善吸油性和抗气蚀耐力），通常进口尺寸大于出口，马达排油腔的压力稍高于大气压力，没有特殊要求，可以进出油口尺寸相同。 泵的结构需保证自吸能力，而马达无此要求。 马达需要正反转（内部结构需对称），泵一般是单向旋转。 马达的轴承结构，润滑形式需保证在很宽的速度范围内使用，而泵的转速虽相对比较高，但变化小，，故无此苛刻要求。 马达起动时需克服较大的静摩擦力，，因此要求起动扭矩大，扭矩脉动小，内部摩擦小（如齿轮马达的齿数不能象齿轮泵那样少）。 泵－希望容积效率高；马达－希望机械效率高。 叶片泵的叶片倾斜安装，叶片马达的叶片则径向安装（考虑正反转）。 叶片马达的叶片依靠根部的扭转弹簧，使其压紧在定子表面上，而叶片泵的叶片则依靠根部的压力油和离心力压紧在定子表面上。 液压马达的容积效率比泵低，通常泵的转速高。而马达输出较低的转速。 液压泵是连续运转的，油温变化相对较小，经常空转或停转，受频繁的温度冲击。 泵与原动机装在一起，主轴不受额外的径向负载。而马达直接装在轮子上或与皮带、链轮、齿轮相连接时，主轴将受较高的径向负载。 二、工作参数及使用性能 液压马达的相关概念
目录 第1章绪论 第2章斜盘式轴向柱塞泵工作原理与性能参数斜盘式轴向柱塞泵工作原理 斜盘式轴向柱塞泵主要性能参数 第3章斜盘式轴向柱塞泵运动学及流量品质分析柱塞运动学分析 柱塞行程s 柱塞运动速度v 柱塞运动加速度a 滑靴运动分析 瞬时流量及脉动品质分析 脉动频率 脉动率 第4章柱塞受力分析与设计 柱塞受力分析 柱塞底部的液压力P b 柱塞惯性力P g 离心反力P l 斜盘反力N 柱塞与柱塞腔壁之间的接触力P 1和P 2 摩擦力p 1f和P 2 f 柱塞设计 柱塞结构型式 柱塞结构尺寸设计 柱塞摩擦副比压p、比功pv验算第5章滑靴受力分析与设计 滑靴受力分析 分离力P f 压紧力P y 力平衡方程式 滑靴设计 剩余压紧力法 最小功率损失法 滑靴结构型式与结构尺寸设计 滑靴结构型式 结构尺寸设计 第6章配油盘受力分析与设计 配油盘受力分析 压紧力P y 分离力P f 力平横方程式 配油盘设计 过度区设计 配油盘主要尺寸确定 验算比压p、比功pv 第7章缸体受力分析与设计
缸体地稳定性 压紧力矩M y 分离力矩M f 力矩平衡方程 缸体径向力矩和径向支承径向力和径向力矩 缸体径向力支承型式缸体主要结构尺寸的确定 通油孔分布圆半径R f ′和面积F α 缸体内、外直径D 1、D 2 的确定 缸体高度H 结论 摘要 斜盘式轴向柱塞泵是液压系统中的主要部件，斜盘式轴向柱塞泵是靠柱塞在柱塞腔内的往复运动，改变柱塞腔内容积实现吸油和排油的，是容积式液压泵，对于斜盘式轴向柱塞泵柱塞、滑靴、配油盘缸体是其重要部分，柱塞是其主要受力零件之一，滑靴是高压柱塞泵常采用的形式之一，能适应高压力高转速的需要，配油盘与缸体直接影响泵的效率和寿命，由于配油盘与缸体、滑靴与柱塞这两对高速运动副均采用了一静压支承，省去了大容量止推轴承，具有结构紧凑，零件少，工艺性好，成本低，体积小，重量轻，比径向泵结构简单等优点，由于斜盘式轴向柱塞泵容易实现无级变量，维修方便等优点，因而斜盘式轴向柱塞泵在技术经济指标上占很大优势。 关键词斜盘柱塞泵滑靴缸体 Abstract The inclined dish type and axial pump with a pillar is a main part in liquid press system，The inclined dish type and axial pump with a pillar is a back and forth movement by pillar to fill the inside of the pillar cavity，in order to change the pillar fills the contents of cavity to realize the oil of inhaling with line up oily，Is a capacity type liquid to press the pump .Fill to pillar to pump for the inclined dish type stalk the pillar fill, slip the boots and go together with the oil dish an is its importance part. The pillar fills is it suffer the one of the dint spare parts primarily. The slippery boots is one of the form that high pressure pillar fill the pump to often adopt. It can adapt to the high demand turning soon in high pressure dint, go together with the oil dish and the efficiency of the direct influence in a pump with life span. Because of going together with the oil dish fills ,pillar and a slippery boots these two rightness of high speeds the sport the vice- all adopting a the static pressure accepts. The province went to the big capacity push the bearings, have the construction tightly packed, the spare parts is little, the craft is good, the cost is low, the physical volume is small, the weight is light, comparing the path face to pump the construction simple etc. Because the inclined dish type stalk fills to pillar the pump to realizes to have no easily the class changes the deal, maintain convenience and so on.
机械专业毕业设计大全 1.组合镗床设计 2.三面铣组合机床液压系统和控制系统 设计 3.铣削组合机床及主轴组件设计 4.螺旋蜗杆式空气压缩机 5.铣边机组合机床设计 6.铣削组合机床及其主轴组件设计 7.机械手腕部设计 8.CK6132数控车床总体及进给驱动部件 设计 9.普通钻床改为自动化钻床设计 10.C A6140普通车床床头1轴轴承座夹具 设计 11.S X-ZY-250型塑料注射成型机液压系 统设计 12.龙门式起重机总体设计及金属结构设 计 13.桥式起重机小车运行机构设计 14.堆取料机皮带机设计 15.电机车的气制动设计 16.Q Y40型汽车起重机液压系统的设计 17.Z Q--100型转杆动力钳背钳设计 18.花生去壳机设计 19.带位移电反馈的二级电液比例节流阀 设计 20.皮带运输机PLC电气控制系统设计21.齿轮滚刀的齿形误差检测设计 22.齿轮类零件参数化数控编程原型系统 开发 23.青饲料切割机的设计 24.立轴式破碎机的设计 25.搅拌摩擦焊焊接工装设计 26.1.0t普通座式焊接变位机工装设计 27.巷道式自动化立体车库升降部分设计 28.巷道堆垛类自动化立体车库设计 29.茶树修剪机的设计 30.板材送进夹钳装置设计 31.外圆磨床设计 32.大模数蜗杆铣刀专用机床设计 33.300×3型钢轧钢机设计 34.高效二次风选粉机设计 35.鼓形齿联轴器的设计 36.5自由度焊接机器人总体及大臂与腰 部设计 37.薄板定尺机构的设计 38.桥式起重机副起升机构设计 39.液压潜孔钻机动力头回转机构设计 40.J Z—I型校直机设计 41.龙门起重机设计 42.运送铝活塞铸造毛坯机械手设计
A7V系列斜轴式变量柱塞泵 A7V型变量柱塞泵具有压力高、体积小、重量轻、转速高、耐冲击等优点，传动轴能承受一定的径向负荷。吸油压力（开式）为0.09～0.15MPa。适用于工程机械以及轧钢、锻压、矿山、起重、船舶等各种机械的开式液压系统。它有恒功率变量（LV）、恒压（DR）、电控比例变量（EP）、液控变量（HD）、手动变量（MA）五种变量型式。 产品特点： ①斜轴式轴向柱塞变量泵，用于开式回路静压传动。流量、转速与排量成正比，在恒定转速下可实现无级变量。 ②转子与分油盘之间为球面配油，在运转中能自动对中，周速较低，效率较高，驱动轴能承受径向负荷。 订货示例： GY-A7V160LV2.0LZFOO A7V变量泵，规格160，带恒功率LV控制，2.0结构系列，逆时针旋转L。德标花键Z，侧面法兰连接，无辅助元件。 A7V2.0 5.1斜轴式轴向柱塞变量泵——结构剖视 型号说明 A7V2.0 5.1斜轴式轴向柱塞变量泵==《技术数据》
下泵转速均不得超过吸油口S在0.15MPa下的最高转速，但对Vgmin>0的规格：28-20、55-40、80-58可通过减小排量(Vg 10SCY手动变量柱塞泵结构设计 第1章绪论 随着中国综合国力的增强，中国经济也得到了飞速发展，在纷繁复杂的国际环景中发展并不容易，很多关键技术受到国外封锁，而液压系统也是其中一项，很多国内知名企业如三一重工，中联重科都还在进口国外液压成套系统，很大一部分利润被分走。工业技术的不断发展，对液压元件的需求也越来越广。而作为液压传动系统不可或缺的液压泵就显得尤为重要了。只有在结构和技术上不断的开拓创新，我国轴向柱塞泵技术和产品一定可以上一个新台阶,我相信，随着国力的增强，国家对自我创新力和研发力度加大，中国的液压技术水平会越来越强,在关键技术上也会得到更大的突破，摆脱国外技术封锁，让国内的液压技术走在世界前列。1.1选题的背景及意义 轴向柱塞泵是液压系统中重要的动力元件和执行元件，广泛地应用在工业液压和行走液压领域，是现代液压元件中使用最广的液压元件之一。轴向柱塞泵是利用与传动轴平行的柱塞在柱塞孔内往复运动所产生的容积变化来进行工作的。轴向柱塞泵的优点是结构紧凑，运转平稳，流量均匀性好，噪声低，径向尺寸小，转动惯量小，工作压力高，效率高，并易于实现变量。此外，山于轴向柱塞泵结构复杂，对制造工艺、材料的要求非常高，因此它乂是技术含量很高的液压元件之一。随着高科技的发展，现在机械对小型化、高效率的要求越来越高，而液压传动，随着现在加工工艺、信息化的发展，其缺点也越来越完善，而泵是液压传动的核心。1.2轴向柱塞泵概述 柱塞泵是液压系统中重要的动力元件和执行元件，广泛地应用在工业和农业机械。柱塞式液压泵是依靠若干个柱塞在缸体柱塞孔内做往复远动使密闭工作容积发生变化来实现吸油和压油的。由于密闭工作容积是由缸体中若干个柱塞和缸体内柱塞孔构成，且柱塞和缸体内柱塞孔都是圆柱表面，其加工精度容易保证，它具有重量轻、结构紧凑、密封性好、工作压力高，在高压下仍能保持较高的容积率和总效率，SCY14柱塞泵的丄作圧力可以达到32MP&,容易实现变量等优点；其缺点是对液压工作介质的污染较敬感、滤油精度要求高、结构复杂、加工精度、日常维护要求比较高、价格比较便贵。而柱塞泵分为轴向和径向。 机械与汽车工程学院2015届毕业设 计网上选题系统 每位学生必须正确输入本人学号、姓名和密码（初始密码为空）后方能进行选题，选题后仅有一次退选课题的机会,请谨慎选择。属于软件开发、二次开发、运动仿真、三维制作、三维装配可视化、有限元分析类的题目需自备电脑，没有电脑的同学最好请选其他类型题目。 注意：选择课题后必须进行页面刷新方能看到正确结果；开始选题时间为2014年12月17日19:00。 请自行更改本人密码和联系电话（便于老师联系），以防他人私自进入本人帐号退选课题。宇通班、二机班、卓越班和车服专业同学无需选题。 如有问题请联系陈老师：139493619**。 欢迎您：修改密码退出 您目前还没有进行选题 待选课题列表 课题号课题名称 指导 老师 备注状态 限选班 级 操作 10130MPa40m4、L/r通轴式斜盘轴向 柱塞定量泵的设计 隐藏无未选选择 113FC6108ZQB水泵体机加工工艺及 钻夹具设计 隐藏无未选选择 74快速阀阀盖工艺工装设计隐藏无未选选择15家用多功能护理床设计隐藏机制专业未选选择249链排式地膜回收机设计与制作隐藏无未选选择 151奇瑞Q3后减连杆机加工艺及车 工送料机构设计 隐藏无未选选择 248地膜回收机电气控制设计与制作隐藏无未选选择 11基于UG的分线盒注塑模设计隐藏学生有笔 记本电脑 未选选择 76柱塞泵泵体工艺工装设计隐藏无未选选择164QY12C汽车起重机轴管锻造工艺隐藏无未选选择 及模具设计 5基于UG的移动帐篷卡扣的注塑 模设计 隐藏 学生有笔 记本电脑 未选选择 131家具雕刻机上夹紧浮动夹具的设 计 隐藏无未选选择 134高精度纵横锯边机的设计隐藏无未选选择18家用多功能电动砍骨机设计隐藏机制专业未选选择245地膜回收机弹齿机构设计与制作隐藏无未选选择 246地膜回收机链排传动机构设计与 制作 隐藏无未选选择 147海马M3后减连杆机加工艺及电 镀工装设计 隐藏无未选选择 4汽车排气管反求快速成型隐藏无未选选择73千斤顶拨爪壳工艺工装设计隐藏无未选选择88微电机壳工艺工装设计与制作隐藏无未选选择160大型阀门铸造工艺及工装设计隐藏无未选选择 154汽车N1被锥齿机加工艺及制齿 夹具设计 隐藏无未选选择 237塑料清洁球自动卷绕装置的三维 设计 隐藏无未选选择 238塑料清洁球自动卷绕装置的制造 工艺及实现 隐藏无未选选择 157铸造熔炼浇注教具设计与制作隐藏无未选选择92机座工艺工装设计与制作隐藏无未选选择142基于CAITA五轴结构件的后处理隐藏无未选选择23家用多功能拖把设计隐藏机制专业未选选择97钳身工艺工装设计与制作隐藏无未选选择138凸轮反求设计及其数控加工隐藏无未选选择 59YBZU17振动电机机座机械加工 工艺工装设计 隐藏无未选选择 70齿轮泵泵体工艺工装设计隐藏无未选选择93机盖工艺工装设计与制作隐藏无未选选择 124汽车变速器轴承外壳工艺工装设 计 隐藏无未选选择 71圆锥齿轮减速器箱体工艺工装设 计 隐藏无未选选择 2013届本科毕业设计（论文） 科毕业设计（论文） 轴向柱塞泵设计 学生姓名： 学生学号： 院（系）：机电工程学院年级专业： 指导教师： 二〇**六月 摘要 液压泵是向液压系统提供一定流量和压力的油液的动力元件,它是每个液压系统中不可缺少的核心元件,合理的选择液压泵对于液压系统的能耗﹑提高系统的效率﹑降低噪声﹑改善工作性能和保证系统的可靠工作都十分重要本设计对轴向柱塞泵进行了分析,主要分析了轴向柱塞泵的分类,对其中的结构,例如,柱塞的结构型式﹑滑靴结构型式﹑配油盘结构型式等进行了分析和设计,还包括它们的受力分析与计算.还有对缸体的材料选用以及校核很关键;最后对变量机构分类型式也进行了详细的分析,比较了它们的优点和缺点.该设计最后对轴向柱塞泵的优缺点进行了整体的分析,对今后的发展也进行了展望. 关键词:柱塞泵,液压系统,结构型式,今后发展. Abstract Liquid's pressing a pump is the motive component of oil liquid which presses system to provide certain discharge and pressure toward the liquid, it is each core component that the liquid presses the indispensability in the system, reasonable of choice liquid's pressing a pump can consume a ﹑exaltation the efficiency ﹑of the system to lower a Zao voice ﹑an improvement work function and assurance system for liquid pressing system of of dependable work all very important This design filled a pump to carry on toward the pillar to the stalk analytical, mainly analyzed stalk to fill the classification of pump toward the pillar, as to it's win of structure, for example, the pillar fill of the ﹑slippery Xue structure pattern ﹑of the structure pattern went together with the oil dish structure pattern's etc. to carry on analysis and design, also include their is analyze by dint with calculation.The material which still has a body to the urn chooses in order to and school pit very key;Finally measure an organization classification towards change, the pattern also carried on detailed analysis and compared their advantage and weakness.That design end filled the merit and shortcoming of pump to carry on whole analysis toward the pillar to the stalk and also carried on an outlook to aftertime's development. Keyword: The pillar fills a pump, the liquid presses system, structure pattern, will develop from now on. 目录 摘要4 关键字5 一、齿轮泵概述5 1、齿轮泵的概念5 2、齿轮泵的分类5 3、齿轮泵的特点及应用5 二、齿轮泵的设计6 1、齿轮的设计计算6 1.1 选择齿轮材料、热处理方案、齿面硬度6 1.2精度等级6 1.3选齿数Z1、Z26 1.4选载荷系数k6 1.5齿轮传递扭矩T6 1.6选取齿宽系数ψd6 1.7齿轮副材料对传动尺寸的影响系数ξE6 1.8接触疲劳极限σHlim6 1.9许用接触应力σHP6 1.10计算小齿轮分度圆直径d16 1.11模数6 1.12计算齿轮分度圆直径7 1.13齿宽7 1.14校核齿根弯曲疲劳强度7 1.15表面粗糙度7 2.轴的设计7 2.1轴材料的选定7 2.2轴的基本直径的估算7 2.3强度条件7 2.4轴强度的校核8 2.5轴用挡圈、孔用挡圈8 3.键的联结8 3.1键联结的类型8 3.2平键联结的选择8 3.3平键联结的失效形式8 3.4平键联结的强度计算8 4.联轴器的设计9 5.箱体的设计9 5.1箱座壁厚<δ）：δ=0.025a+3≥8 故取109 5.2箱盖壁厚9 5.3座凸缘壁厚9 5.4箱盖凸缘壁厚9 5.5箱座底凸缘壁厚9 5.6地脚螺栓直径9 5.7轴承旁联接螺栓直径9 5.8箱盖、箱座肋厚9 三、外啮合齿轮泵9 1. 工作原理9 2. 结构10 3.排量和流量10 3.1计算公式10 3.2流量计算10 四、齿轮泵存在的几个问题11 1.泄漏11 2.困油11 3.径向力不平衡12 五、齿轮泵时应遵循那些原则？12 六、安装齿轮泵时应该注意那些问题？13 七、使用齿轮泵时应注意那些问题？13 致谢15 参考文献16 轴向柱塞泵设计 学生姓名： 学生学号： 院（系）：机电工程学院年级专业： 指导教师： 摘要 摘要 液压泵是向液压系统提供一定流量和压力的油液的动力元件,它是每个液压系统中不可缺少的核心元件,合理的选择液压泵对于液压系统的能耗﹑提高系统的效率﹑降低噪声﹑改善工作性能和保证系统的可靠工作都十分重要本设计对轴向柱塞泵进行了分析,主要分析了轴向柱塞泵的分类,对其中的结构,例如,柱塞的结构型式﹑滑靴结构型式﹑配油盘结构型式等进行了分析和设计,还包括它们的受力分析与计算.还有对缸体的材料选用以及校核很关键;最后对变量机构分类型式也进行了详细的分析,比较了它们的优点和缺点.该设计最后对轴向柱塞泵的优缺点进行了整体的分析,对今后的发展也进行了展望. 关键词:柱塞泵,液压系统,结构型式,今后发展. Abstract Liquid's pressing a pump is the motive component of oil liquid which presses system to provide certain discharge and pressure toward the liquid, it is each core component that the liquid presses the indispensability in the system, reasonable of choice liquid's pressing a pump can consume a ﹑exaltation the efficiency ﹑of the system to lower a Zao voice ﹑an improvement work function and assurance system for liquid pressing system of of dependable work all very important This design filled a pump to carry on toward the pillar to the stalk analytical, mainly analyzed stalk to fill the classification of pump toward the pillar, as to it's win of structure, for example, the pillar fill of the ﹑slippery Xue structure pattern ﹑of the structure pattern went together with the oil dish structure pattern's etc. to carry on analysis and design, also include their is analyze by dint with calculation.The material which still has a body to the urn chooses in order to and school pit very key;Finally measure an organization classification towards change, the pattern also carried on detailed analysis and compared their advantage and weakness.That design end filled the merit and shortcoming of pump to carry on whole analysis toward the pillar to the stalk and also carried on an outlook to aftertime's development. Keyword: The pillar fills a pump, the liquid presses system, structure pattern, will develop from now on. 4.2轴向柱塞泵 1.轴向柱塞泵的工作原理轴向柱塞泵是将多个柱塞配置在一个共同缸体的圆周上,并使柱塞中心线和缸体中心线平行的一种泵。轴向柱塞泵有两种形式,直轴式(斜盘式)和斜轴式(摆缸式),如图3-23所示为直轴式轴向柱塞泵的工作原理,这种泵主体由缸体1、配油盘2、柱塞3和斜盘4组成。柱塞沿圆周均匀分布在缸体内。斜盘轴线与缸体轴线倾斜一角度,柱塞靠机械装置或在低压油作用下压紧在斜盘上(图中为弹簧),配油盘2和斜盘4固定不转,当原动机通过传动轴使缸体转动时,由于斜盘的作用,迫使柱塞在缸体内作往复运动,并通过配油盘的配油窗口进行吸油和压油。如图3-23中所示回转方向,当缸体转角在π～2π范围内,柱塞向外伸出,柱塞底部缸孔的密封工作容积增大,通过配油盘的吸油窗口吸油;在0～π范围内,柱塞被斜盘推入缸体,使缸孔容积减小,通过配油盘的压油窗口压油。缸体每转一周,每个柱塞各完成吸、压油一次,如改变斜盘倾角 ,就能改变柱塞行程的长度,即改变液压泵的排量,改变斜盘倾角方向,就能改变吸油和压油的方向,即成为双向变量泵。配油盘上吸油窗口和压油窗口之间的密封区宽度l应稍大于柱塞缸体底部通油孔宽度l1。但不能相差太大,否则会发生困油现象。一般在两配油窗口的两端部开有小三角槽,以减小冲击和噪声。 斜轴式轴向柱塞泵的缸体轴线相对传动轴轴线成一倾角,传动轴端部用万向铰链、连杆与缸体中的每个柱塞相联结,当传动轴转动时,通过万向铰链、连杆使柱塞和缸体一起转动,并迫使柱塞在缸体中作往复运动,借助配油盘进行吸油和压油。这类泵的优点是变量范围大,泵的强度较高,但和上述直轴式相比,其结构较复杂,外形尺寸和重量均较大。 轴向柱塞泵的优点是:结构紧凑、径向尺寸小,惯性小,容积效率高,目前最高压力可达40.0MPa,甚至更高,一般用于工程机械、压力机等高压系统中,但其轴向尺寸较大,轴向作用力也较大,结构比较复杂。 2.轴向柱塞泵的排量和流量计算见图3-23,柱塞的直径为d,柱塞分布圆直径为D,斜盘倾角为γ时,柱塞的行程为s=Dtanγ,所以当柱塞数为z时,轴向柱塞泵的排量为： V=πd2Dtanγz/4 (3-29) 设泵的转数为n,容积效率为ηv则泵的实际输出流量为： V=πd2Dtanγz nηv/4 (3-30) 实际上,由于柱塞在缸体孔中运动的速度不是恒速的,因而输出流量是有脉动的,当柱塞数为奇数时,脉动较小,且柱塞数多脉动也较小,因而一般常用的柱塞泵的柱塞个数为7、9或11。 3.轴向柱塞泵的结构特点 (1)典型结构。图3-24所示为一种直轴式轴向柱塞泵的结构。柱塞的球状头部装在滑履4内，以缸体作为支撑的弹簧9通过钢球推压回程盘3，回程盘和柱塞滑履一同转动。在排油过程中借助斜盘2推动柱塞作轴向运动；在吸油时依靠回程盘、钢球和弹簧组成的回程装置将滑履紧紧压在斜盘表面上滑动,弹簧9一般称之为回程弹簧,这样的泵具有自吸能力。在滑履与斜盘相接触的部分有一油室,它通过柱塞中间的小孔与缸体中的工作腔相连,压力油进入油室后在滑履与斜盘的接触面间形成了一层油膜,起着静压支承的作用,使滑履作用在斜盘上的力大大减小,因而磨损也减小。传动轴8通过左边的花键带动缸体6旋转,由于滑履4贴紧在斜盘表面上,柱塞在随缸体旋转的同时在缸体中作往复运动。缸体中柱塞底部的密封工作容积是通过配油盘7与泵的进出口相通的。随着传动轴的转动,液压泵就连续地吸油和排油。 (2)变量机构。由式(3-32)可知,若要改变轴向柱塞泵的输出流量,只要改变斜盘的倾角,即可改变轴向柱塞泵的排量和输出流量,下面介绍常用的轴向柱塞泵的手动变量和伺服变量机构的工作原理。 ①手动变量机构。如图3-24所示,转动手轮1,使丝杠12转动,带动变量活塞11作轴向移动(因导向键的作用,变量活塞只能作轴向移动,不能转动)。通过轴销10使斜盘2绕变量机构壳体上的圆弧导轨面的中心(即钢球中心)旋转。从而使斜盘倾角改变,达到变量的目的。当流量达到要求时,可用锁紧螺母13锁紧。这种变量机构结构简单,但操纵不轻便,且不能在工作过程中变量。 ②伺服变量机构。图3-25所示为轴向柱塞泵的伺服变量机构,以此机构代替图3-24所10SCY14轴向柱塞泵设计
南阳理工学院机械与汽车工程学院毕业设计课题
轴向柱塞泵设计
毕业设计方案说明书(设计方案类)
机械毕业设计1702轴向柱塞泵设计
轴向柱塞泵正文
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