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XX学院毕业设计题目轴向柱塞泵的设计系别专业班级姓名学号指导教师日期设计任务书设计题目：轴向柱塞泵的设计设计要求系统介绍轴向柱塞泵的概况、原理与结构形式；并详细地分析讨论了轴向柱塞泵的主要性能，主要零部件地制造工艺，以及柱塞泵的使用维护知识。
进行计算机辅助设计和绘图的训练，熟练地掌握了AutoCAD的操作指令。
设计进度要求第一周：确定题目、搜集资料及前期准备工作；第二周：工件基本类型与工艺性分析；第三周：整体及部分零件尺寸计算；第四周：其他零部件的设计和绘制结构尺寸图；第五周：毕业论文电子稿的录入，绘制主要零件和装配图；第六周：毕业论文的校核、修改；第七周：打印装订和毕业答辩；指导教师（签名）：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、配油盘结构型式进行了分析和设计，还包括的它们的工作原理、加工工艺。
最后还介绍了它的常见损坏原因以及使用与维护的方法。
这样能更好的提高生产效率，使操作维修更加方便。
本次设计对轴向柱塞泵进行了详细的介绍，在学到更多知识的同时开发了自身的潜能，对专业知识的实用性和重要性有了更深的认识！关键词：柱塞泵滑靴配油盘目录设计任务书 (I)摘要 (II)概述 (1)1 轴向柱塞泵演化历程 (2)2 轴向柱塞泵的工作原理及分类 (5)2.1 基本工作原理 (5)2.2斜盘式轴向柱塞泵 (5)2.3 斜轴式轴向柱塞泵 (6)3 轴向柱塞泵的结构、使用与维修 (8)3.1 柱塞泵的结构 (8)3.2 供油形式 (10)3.3 液压泵用轴承 (10)3. 4 三对磨擦副检查与修复 (11)3.4.1 柱塞杆与缸体孔 (11)3.4.2 滑靴与斜盘 (12)3.4.3 配流盘与缸体配流面的修复 (13)3.5 使用注意事项 (14)4 轴向柱塞泵的泵油原理 (15)4.1进油过程 (15)4.2回油过程 (16)4.3 国产系列柱塞式喷油泵 (16)5 轴向柱塞泵的加工工艺 (18)5.1斜盘式轴向柱塞泵的工作原理 (18)5.2柱塞泵损坏原因 (19)5.3修复措施 (19)结论 (21)致谢 (22)参考文献 (23)概述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。
第二章运动学分析2.1运动学斜盘式轴向柱塞泵，在工作时其柱塞和滑靴作两个主运动：一个是沿缸体轴线的相对缸体的往复移动；一个是与缸体一起旋转。
图2-1柱塞滑靴的运动分析图如图2-1所示，当柱塞由对缸体为最大外伸位置转至ϕ角时，柱塞球头中心即A点移至B点。
柱塞沿缸体轴线的相对（缸体）位移为SP，由直角三角形可以得：-SP BC ACtanβ== (2-1)上式中，β——斜盘的倾角（如图2-1）。
⨯tantan16v 由相对速度p图2-2 滑靴与柱塞球头中心沿斜盘平面的运动分析图如图2-2所示，滑靴与柱塞球头中心A 之绝对运动轨迹的参数方程为：sin X R ϕ=;sin cos Ry ϕβ=由上式我们可以得知，此运动轨迹为一椭圆，其长轴与短轴分别为：cos Ra =β;b R =如为变量型液压泵，最其最大长轴为：max cos Ra =max β (2-7)图2-3 椭圆的运动轨迹滑靴由于沿斜盘平面作椭圆运动，所以在与压盘一起绕Z 轴旋转时作径向移动，其位移量：2D =-ερ （2-8）上式中ρ——滑靴球心（即滑靴与柱塞球头中心）运动轨迹的向径，40，所以，以下各个柱塞的瞬时理论流量分别为：2Rtandω2Rtandω2cos(24'tan 8sin()4it i i Q q d R ααϕπωβα=-±==∑） （2-19）上式中“±”——当02αϕ≤≤，取“+”；当2αϕα≤≤，取“—”。
式2-19表明液压泵的瞬时理论排量Qt 是缸体转角φ的函数，其变化如图2-4所示。
图2-4 输油率脉动曲线由式（2-20）和图2-4可以看出，液压泵的理论变量是以2T π=为转角进行周期变化的，其脉动频率将为30Q Znf Hz =上式中，n ——泵轴的转速。
当z 为奇数时，液压泵的瞬时理论排量为Qt 在0ϕ=、2α、α……时为最小值，而在4αϕ=、34α……时为最大值。
2min tan cos84t Q d R παωβ=（2-20）1500⨯mint Q -（a） ( b ) ( c )图 3.2 柱塞结构型式图 3.3 封闭薄壁柱塞从图3.2 可见，三种型式的柱塞大多做成空心结构，以减轻柱塞重量，减小柱塞运动时的惯性力。
第二章运动学分析2.1运动学斜盘式轴向柱塞泵，在工作时其柱塞和滑靴作两个主运动：一个是沿缸体轴线的相对缸体的往复移动；一个是与缸体一起旋转。
图2-1柱塞滑靴的运动分析图如图2-1所示，当柱塞由对缸体为最大外伸位置转至ϕ角时，柱塞球头中心即A点移至B点。
柱塞沿缸体轴线的相对（缸体）位移为SP，由直角三角形可以得：-SP BC ACtanβ== (2-1)上式中，β——斜盘的倾角（如图2-1）。
⨯tantan16v 由相对速度p图2-2 滑靴与柱塞球头中心沿斜盘平面的运动分析图如图2-2所示，滑靴与柱塞球头中心A 之绝对运动轨迹的参数方程为：sin X R ϕ=;sin cos Ry ϕβ=由上式我们可以得知，此运动轨迹为一椭圆，其长轴与短轴分别为：cos Ra =β;b R =如为变量型液压泵，最其最大长轴为：max cos Ra =max β (2-7)图2-3 椭圆的运动轨迹滑靴由于沿斜盘平面作椭圆运动，所以在与压盘一起绕Z 轴旋转时作径向移动，其位移量：2D =-ερ （2-8）上式中ρ——滑靴球心（即滑靴与柱塞球头中心）运动轨迹的向径，40，所以，以下各个柱塞的瞬时理论流量分别为：2Rtandω2Rtandω2cos(24'tan 8sin()4it i i Q q d R ααϕπωβα=-±==∑） （2-19）上式中“±”——当02αϕ≤≤，取“+”；当2αϕα≤≤，取“—”。
式2-19表明液压泵的瞬时理论排量Qt 是缸体转角φ的函数，其变化如图2-4所示。
图2-4 输油率脉动曲线由式（2-20）和图2-4可以看出，液压泵的理论变量是以2T π=为转角进行周期变化的，其脉动频率将为30Q Znf Hz =上式中，n ——泵轴的转速。
当z 为奇数时，液压泵的瞬时理论排量为Qt 在0ϕ=、2α、α……时为最小值，而在4αϕ=、34α……时为最大值。
2min tan cos84t Q d R παωβ=（2-20）1500⨯mint Q -（a） ( b ) ( c )图 3.2 柱塞结构型式图 3.3 封闭薄壁柱塞从图3.2 可见，三种型式的柱塞大多做成空心结构，以减轻柱塞重量，减小柱塞运动时的惯性力。
第1章前言第1.1节课题提出的背景和意义1.1.1、课题的研究背景当今国内的工业社会，尚处于发展阶段，所以中、重型工业占主导地位。
而液压传动因其自身独特的特点被大量应用于各中、重型业中。
液压泵作为液压传动的一个主要动力结构，自然对其的需求量很大。
CY14-1B型轴向柱塞泵是目前国内使用较多的一类液压泵。
因其市场广阔，所以对其有开发研究有着不错的前景。
1.1.2、课题的来源，目的和意义邵阳维克液压有限责任公司以液压泵、液压阀、及液压系统为公司生产项目。
液压泵——CY型轴向柱塞泵的生产量，在全国处于领先地位。
所以，再加上该公司有一二十年的经营生产经验，给本次设计提供了很好的实际生产经验基础。
本次改进的设计有相当一部分来源于邵阳维克液压有限责任公司，为设计缩短了时间，提高了效率，更增加其实效性。
邵阳维克液压有限责任公司液压泵近两年来销售的情况如表1.1所示：表1.1 2006年1月至4月的泵销售情况统计续表1.1 2005年全年的泵销售情况统计由表1.1可以看出，25CY14-1B和63CY14-1B销售形势最好，所以如果在这两种型号上进行技术改进，提高其性能，那么泵的销售量一定会更高一些。
本论文研究销售形势最好的63CY14-1B泵的结构和性能，并对其进行改进。
这次改进的目的，是为了配合公司的技术创新，同时也为锻炼自己的设计水平。
小平同志说过：“实践是检验一切理论知识正确性的唯一途径。
”自己在邵阳维克液压有限责任公司工作了将近半年时间，在学校学了四年的基础及专业知识，学得怎么样，通过这次设计的检验，可以找出自己的优缺点。
发扬优点，改正缺点，才能让自己不断的学习、不断的成长，以适应当今迅速发展的社会，而不被淘汰。
质量是企业的第一生命！一个企业要发展，最重要的是公司产品质量能够让用户满意。
公司提高产品的生产效率，增加产品的产量，无非是想降低社会必要劳动时间，以达到降低劳动成本，从而降低商品价格的目的。
由于各公司之间相互竞争，所以都在不断降低价格，但是，由于人力、物力等多方面因素的影响，不可能无限制的降低价格来提高产品的市场竞争力。
A4F040斜盘式轴向柱塞泵的设计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。
本次所设计的A4F040斜盘式轴向柱塞泵的压力为31.5MPa，排量为40ml/r，属于高压小排量柱塞泵，A4FO40斜盘式轴向柱塞泵具有结构简单，压力高，质量轻等优点，特别适用于工程、矿山机械以及行走机械。
本文在分析柱塞泵的工作原理以及其优缺点之后，对A4FO40斜盘式轴向柱塞泵进行了运动分析和受力分析。
在结构设计部分主要针对滑靴副、柱塞副、球面配流副等部分进行分析计算。
为了减小泵的流量脉动采用9个柱塞的结构; 此次设计的柱塞泵采用球面配流方式，同时柱塞也采用倾斜式安放，这样不仅能使缸体和配流盘很好的密合，同时还有利于改善柱塞的受力，延长了泵的寿命。
关键词：轴向柱塞泵球面配流柱塞缸体滑靴AbstractLiquid'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.The piston pump designed this time, which is part of high pressure and small displacement, has a pressure of 31.5MPa and displacement of 40ml/r. The swash plate axial piston pump,A4FO40,which is simple, has high press and is more lighter, is usually used in engineering machinery, mining machinery and walking machinery. After analysising the working principle and the advantages and disadvantages of front swash and back swash piston pump, this paper describes the moving conditions and stressing conditions of piston pump. In the parts of structure designing ,we mainly concentrated in the analyses and calculating of slipper ,piston ,sphere port plate . In order to deduce the undershoot and overshoot of flow, we adopt the structure of 9 piston as recommended. In addition ,the significant difference between this pump and the common others are that this pump adopts the sphere port plate and the lean placing piston, thus ,the sylinder block and port plate can match up each other compactly, and the pressure the piston bearde can improved. At the same time , the life of the pump can be extended.Keywords:axial piston pump sphere port plate piston cylinder block slipper一、前言液压传动技术从近代开始，在经过了半个多世纪的发展后，已经成为现代工业不可或缺的一部分。
（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。
毕业论文斜轴式轴向柱塞泵的设计摘要轴向柱塞泵作为应用广泛的一类柱塞泵，它的柱塞轴线与缸体轴线相互平行。
因为结构紧凑的原因使它具有较为明显的优点，具有紧凑的结构、较轻的重量、单位功率体积小、较高的工作压力以及较高的容积效率。
轴向柱塞泵在机械工业，特别是在液压系统中有着广泛的应用。
本次毕业设计是对斜轴式轴向柱塞泵进行的设计，其主要性能参数为额定压力P n =32MPa，理论排量v=28ml/r，转速n=1450r/min。
本文将对斜轴式轴向柱塞泵的发展状况、应用现状、轴向柱塞泵的研究现状以及工作原理进行一定的阐述。
根据已知参数对连杆柱塞组、缸体、配流盘、主轴等进行设计计算。
着重进行连杆柱塞组、配流盘的受力分析，轴承的选择与校核，平键的强度校核。
根据计算得到的相关参数绘制三维零件图以及三维装配图。
关键词：柱塞泵柱塞缸体配流盘The Design of Bent Axis Axial Piston PumpAbstractAxial piston pump is widely used as in mechanical industry , its position axis parallel to the cylinder axis. It has many obvious the advantages due to its compact structure, such as light weight, small size, power units, high working pressure and high volume efficiency. Axial piston pump has been widely used in the machinery industry, especially in the hydraulic system .The graduation project is to design Cline axial piston pump, the main performance parameters is given, its nominal pressure is 32MPa, the theoretical displacement is 28ml / r, speed is 1450r/min. In this paper, there are some exposition about the development status of Bent Axis Piston Pumps, application status, the status of research and how is the axial piston pump works . Based on the given parameters,I will do some calculations on the plunger rod group, cylinder, valve plate, and spindle . Be focused on the check of plunger rod group, valve plate stress analysis, bearing selection and verification, and flat key strength . Draw three-dimensional assembly drawing and parts drawing in accordance calculated parameters .Key Words : plunger pump;plunger; cylinder; valve plate目录1.引言 (1)1.1研究基础 (1)1.2斜轴式轴向柱塞泵的特点 (1)1.3国内外发展现状 (2)2.A2F型斜轴式轴向柱塞泵的结构及工作原理 (3)2.1斜轴式轴向柱塞泵的结构 (3)2.2斜轴式轴向柱塞泵工作原理 (3)3.A2F斜轴式轴向柱塞泵的基本参数 (5)3.1容积效率 (5)3.2 机械效率 (5)3.3 功率与效率 (6)4.主要零件的设计计算 (7)4.1连杆柱塞组的设计 (7)4.1.1柱塞直径d z (7)4.1.2柱塞名义长度 (8)4.1.3连杆球头直径 (8)4.1.4连杆设计 (8)4.2配油盘的设计 (10)4.2.1过渡区设计 (10)4.2.2配油盘主要尺寸确定 (11)4.3缸体的设计 (12)4.3.1柱塞分布圆半径R f (13)4.3.2缸体内﹑外直径D1,D2的确定 (13)4.3.3缸体的高度 (14)4.4球面配流副的设计 (14)的确定 (15)4.4.1缸孔油窗口倾斜角4.4.2球面半径R的确定 (16)4.5主轴的设计计算 (16)4.5.1主轴最小直径d (17)min4.5.2 R1与R的比例 (18)5.运动学分析 (19)5.1柱塞的位移s (19)5.2柱塞的速度v (19)5.3柱塞的加速度a (19)6.受力分析 (20)6.1柱塞上的作用力 (20)6.2连杆上的作用力 (21)6.2.1连杆A点所受的力 (21)6.2.2连杆B点所受的力 (22)6.3主轴上的转矩 (23)6.4轴承的选择与校核 (24)6.4.1寿命计算公式 (24)6.4.2轴承的平均负荷 (24)6.5平键的强度校核 (28)6.6配流盘受力分析 (28)6.6.1压紧力P y (29)6.6.2分离力P f (29)6.6.3力平衡方程 (30)7.三维装配图 (32)结语 (33)参考文献 (34)致谢 (35)1.引言1.1研究基础现代液压驱动泵的应用范围贯穿整个机械行业。
1 直轴式轴向柱塞泵工作原理与性能参数1．1直轴式轴向柱塞泵工作原理直轴式轴向柱塞泵主要结构如图1.1所示。
柱塞的头部安装有滑靴，滑靴底面始终贴着斜盘平面运动。
当缸体带动柱塞旋转时，由于斜盘平面相对缸体平面（xoy面）存在一倾斜角γ，迫使柱塞在柱塞腔内作直线往复运动。
如果缸体按图示n方向旋转，在180︒～360︒范围内，柱塞由下死点(对应180︒位置)开始不断伸出，柱塞腔容积不断增大，直至上死点(对应0︒位置)止。
在这过程中，柱塞腔刚好与配油盘吸油窗相通，油液被吸人柱塞腔内，这是吸油过程。
随着缸体继续旋转，在0︒～180︒范围内，柱塞在斜盘约束下由上死点开始不断进入腔内，柱塞腔容积不断减小，直至下孔点止。
在这过程中，柱塞腔刚好与配油盘排油窗相通，油液通过排油窗排出。
这就是排油过程。
由此可见，缸体每转一跳各个往塞有半周吸油、半周排油。
如果缸体不断旋转，泵便连续地吸油和排油。
图1.1 直轴式轴向柱塞泵工作原理=2(19.50.2)(19.50.22)94≈0.84(L) 不计容积损失时，泵的理论流量tb Q 为2max 4b b x b q n d s Zn π===0.84×15001000100010070.2.15000.95v Qn （ml/r ）p C1370.2206p C 是常数，对进口无预压力的油泵p C =5400，这里取p C =9100故符合要求。
排量是液压泵的主要性能参数之一，是泵几何参数的特征量。
相同结构型式的系列泵中，排量越大，作功能力也越大。
因此，对液压元件型号15。
b Q =100-3=97ml/min ）b Q 为柱塞泵泄漏流量。
轴向柱塞泵的泄漏流量主要由缸体底面与配油盘之间﹑滑靴与斜盘平面之间及柱塞与柱塞腔之间的油液泄漏产生的。
此外，泵吸油不足﹑柱塞腔底部无效容积也造成容积损失。
泵容积效率97%=0.94～0.98，故符合要求。
2b b p q π==66120.8410 1.610(.2N m b p 为泵吸﹑排油腔压力差。
轴向柱塞泵设计任务书1．课题意义及目标学生应通过本次毕业设计，综合运用所学过的基础理论知识，对轴向柱塞泵进行分类分析，对柱塞的结构型式﹑滑靴结构型式﹑配油盘结构型式等进行分析设计，并受力分析与计算，确定缸体的材料选用及校核，对零部件建模，了解相关设计规范及设计思想等内容，为学生在毕业后从事相关工作打好基础。
2．主要内容（1）了解机械产品的设计方法。
（2）完成柱塞泵的设计。
（3）完成相应的工程图。
（4）撰写毕业论文。
结构完整，层次分明，语言顺畅；避免错别字和错误标点符号；格式符合机械工程系学位论文格式的统一要求。
3．主要参考资料[1]潘骏，段福斌，杨文华，吴立军.机械设计基础[M].南京大学出版社，2007.05.[2]何存兴.液压元件[M].机械工业出版社,1982.[3]闻德生.开路式柱塞泵[M].航空工业出版社,1998.4．进度安排审核人：年月轴向柱塞泵设计摘要：近年来，轴向柱塞泵由于结构紧凑，单位功率体积小，工作压力高，工艺性好，成本低，寿命长，维修方便等优点，应用日益广泛。
它是液压系统中的主要部件，因柱塞与缸体轴线平行或接近于平行而得名。
轴向柱塞泵靠柱塞在缸体孔内的往复运动改变柱塞腔内的容积来实现吸液和压液的。
此次设计主要是对轴向柱塞泵进行分类分析，对其柱塞的结构型式﹑滑靴的结构型式﹑配油盘的结构型式等进行分析设计，并作受力分析与计算，确定缸体的材料选用以及对其进行校核，压盘和斜盘主要尺寸也有设计，也对变量机构进行了简单分析。
最后根据设计内容及参考资料绘制零件图及装配图，并对主要零部件建模，以求达到仿真效果。
关键词：轴向柱塞泵，柱塞，滑靴，配流盘，缸体The Design Of Axial Piston PumpAbstract：In recent years, the axial piston pump is increasingly widely used because of its compact structure, the small size of specific power, high working pressure, good manufactur ability, low cost, long life and convenient maintenance. It is the main part of the hydraulic system and named on the fact that the plunger piston is in parallel with the cylinder axis or approximatively. It achieves its function of absorption and pressure liquid by the reciprocating movement of plunger piston in the cylinder block hole. This design is aimed at the analyses about classification of axial piston pump and the design of structural style of plunger piston, slipping boots and oil distribution disc, including other task like force analysis and calculation, the material selection of cylinder block. Verification, the size design of platen and swash plate, a brief analysis of variable displacement mechanism, I complete the part drawing and assembling drawing according to the design content and reference material, establish the 3D modeling of main parts to realize the function of emulation.Keywords: Axial piston pump, Plunger, Sliding boots, Port plate, Cylinder目录1绪论 (1)1.1轴向柱塞泵简介 (1)1.2轴向柱塞泵工作原理 (2)1.3给定工作参数 (2)2轴向柱塞泵主要零件设计 (3)2.1柱塞结构设计与计算 (3)2.1.1柱塞的结构型式 (3)2.1.2柱塞的结构尺寸 (3)2.2滑靴结构设计与计算 (6)2.2.1滑靴的结构型式 (6)2.2.2滑靴的结构尺寸 (7)2.3配流盘设计与计算 (8)2.3.1配流盘过渡区设计 (8)2.3.2配流盘尺寸设计与计算 (8)2.4缸体设计计算与校核 (9)2.4.1缸体设计与计算 (9)2.4.2缸体强度校核 (11)3轴向柱塞泵主要零件受力分析 (13)3.1柱塞受力分析 (13)3.1.1作用在柱塞上的力 (13)3.1.2求解F1、F2、F N (14)3.2滑靴受力分析 (15)3.3配流盘受力分析 (16)3.3.1压紧力F (16)y3.3.2分离力F (17)f4其他零部件尺寸的确定 (20)4.1压盘尺寸的确定 (20)4.2斜盘尺寸的确定 (20)5柱塞泵变量机构的设计 (21)5.1变量机构的种类 (21)5.2变量机构的选择 (21)6结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附录 (28)1绪论1.1轴向柱塞泵简介轴向柱塞泵是柱塞的往复运动方向平行或接近平行于缸体轴线的柱塞泵，并因此而得名。
（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轴向泵进行更新的改造，符合市场需求。
是研制CY系列轴向泵的主要目的。
1.2 国外轴向柱塞泵发展概况从上世纪80年代以来，国外在轴向柱塞泵的结构、材料、工艺上虽然都有不少进步，但一个最重要的动向是向着个性化发展，即针对不同的需要，设计出专用类型的泵。
例如闭式油路用泵、开式油路用泵以及混合式油路泵。
这类泵的设计主要是为了满足行走机械静液压传动的需求，符合行走机械要求所使用的泵液压装置均体积小、重量轻、转速高，而静液压传动系统又实现了系统标准化，因此在发展闭式油路用集成化的油泵静液传动装置就成为必然的途经趋势之一，这种结构装置将闭式系统的所有元件(甚至包括过滤器)都集成在泵和马达上，因而用户在使用时只要装上油箱联接两根管道，就可以使系统运转[14-15]，降低了难度。
开式系统大多数用于固定式机械，它的主要功能需求是噪声低、自吸能力好、节能。
这样进出油口不对称的开式系统用泵、新的节能和与电子技术相结合的变量型式泵就应运而生。
又如为了满足系统对于不同压力的需求，又出现了开式油路用重型泵(压力25 MPa以上)和轻型柱塞泵(压力25 MPa以下)这一分水岭，但是从近期发展动向看，重型泵轻量化，轻型泵参数重型化的趋势也是渐渐盛行。
在轴向泵的使用中，开式油路用泵和闭式油路用泵分别解决不同问题：闭式油路用泵和马达主要是解决系统集成化问题，以满足工程机械和建设机械静液压传动的要求；而开式油路用泵主要需求是降低噪声、提高自吸能力，因此开发新的节能和与电子技术相结合的变量型式泵，以满足固定式机械的多种要求。
在这其中的分支重型泵，其发展趋势是重型泵轻量化，参数重型化。
据有关资料显示，国外对闭式油路用泵和马达与开式油路用泵分别进行了针对性个性化的设计，以发挥它们各自的优点[16-17]。
1.3 CY系列轴向柱塞泵的主要用途和应用领域斜盘式轴向柱塞泵，由于体积小，重量轻，液压伺服变量机构简单，惯性小，因此在移动设备与自动控制系统中，作为液压动力源。
斜盘式轴向柱塞泵是现代液压传动系统中被广泛使用的动力元件也是可实现无级变量的两类泵。
在1906年斜盘式轴向泵第一次使用于军舰的炮塔上到现在已有近90年的进程;从H. F.Vickers 先生1925年发明叶片泵到现在也已有70余年的历史。
在这几十年以来，斜盘式轴向柱塞泵是一直在不断地改进、发展、竞争。
现在，市面上的斜盘式轴向泵已占领液压系统大部分的变量泵市场和部分高压(20 MPa 以上)定量泵和液压马达市场，也因此丧失了绝大部分中高压(20 MPa)以下定量泵和液压马达市场。
1.4 主要设计参数额定排量：max 160T Q =ml/r 额定压力：PS=32MPa 额定转速： r/min 1000=n斜盘最大摆角： max 18β=变量方式： 手动伺服2受力分析液压泵是将原动机输出的转矩，通过其内各机件传递、变换以流体压力能的方式传输出去。
下面就此讨论柱塞于滑靴、缸体、斜盘及泵轴等受力情况。
2.1柱塞与滑靴的受力柱塞的工作过程分为两种：吸入行程和压排行程，其受力状况是不同的，论述如下：吸入行程：即柱塞由中心加力弹簧经过压盘和滑靴拖动，向缸外移动，使其低腔形成负压而吸入油液的过程。
所以，中心加力弹簧的弹簧力s F 必须克服下述诸力：柱塞（包括滑靴）的总惯性力∑i F；柱塞吸入油液的总吸入力∑1F；滑靴支撑面所需的密封力∑2F；柱塞（位于吸入行程）的总摩擦力∑3F；克服滑靴翻转所需的推压力∑4F。
其中中心加力弹簧必须满足下式：()[]∑∑∑∑∑++++≥4321max 15.1F F F F F F i s （2-1）在计算受力分析之前我们可以先估算一下柱塞副的质量，会在算惯性力中用到。
估算柱塞的尺寸如（2-1）图所示。
图2-1 塞简图L =0.128m ，d =0.032m ，L 1=0.088m ，d 1=0.022m ，d 2=0.024m 估算柱塞的体积：()36221m 10103128.0032.044-⨯=⨯==ππL d v()36332/2m 101.26016.06-⨯===ππd v36/22m 1005.12-⨯==vv()3621213m 105.33088.04022.04-⨯=⨯==ππL d v 柱塞的整个体积V 为：()366321m 1055.70105.3305.1103--⨯=⨯-+=-+=V V V V材料密度：33kg/m 1085.7-⨯=ρ 柱塞的粗略质量为：kg 55.01055.701085.7631=⨯⨯⨯==-v m ρ一般为了简化问题结构参数C 取2πϕ=处的值：86.318048.0128.0032.012.0128.0234234max 1≈⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯-⨯-⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--≈ tg Rtg L d f L c β 如果说球杯高度过大会增加摩擦面积，增加损耗，接触面积过小又会使柱塞于滑靴脱落，所以应稍小一些就可以，取0.014m b d =。
根据经验给出100.030m d =10.022m d =。
图2-2 靴简图如图2-2所示粗算滑靴的体积：()36221/1m 1032.5014.0022.044-⨯===ππb d d v()36332m 10072.1216016.0216-⨯===ππd V q()622101073.200386.0030.044-⨯=⨯==ππc d V d()366/1m 1098.610072.173.232.5--⨯=⨯-+-+=q d h V V V Vkg 055.01098.61085.763=⨯⨯⨯==-h h V m ρ柱塞和滑靴总质量：kg 605.0055.055.01=+=+=h ps m m m2.1.1柱塞（包括滑靴）的移动惯性力 单个柱塞（包括滑靴）的移动惯性力为：pi ps i a m F =式中ps m ——柱塞与滑靴的质量（kg ）； pi a ——第i 个柱塞的相对加速（2m/s ）。
将（3-6）式代入上式，得到()αϕβωi Rtg m F ps i +=cos 2 （2-2）因此，所有与吸入和压排油腔相同的柱塞得总惯性力为：()() αϕαϕϕβω2cos cos [cos 2++++=Rtg m F ps i() +-+-+ϕαϕα2cos )cos(上式当0=ϕ、2α、α、……等时，亦即当()()()()ξϕαϕααϕαϕϕ=+-+-++++++ 2cos cos 2cos cos cos 达到最大值时∑iF 亦即达到最大值，则上式可以写成下述形式：()βωξRtg m F ps i 2max=∑式中 ξ——与柱塞个数Z 有关的系数，其值如表3-1； psm ——柱塞副质量（kg ）；R ——柱塞在缸体中分布圆半径，查参考文献[1]表1-29得0.048m R =；β——斜盘倾角 取=18β 。
()()N 23018048.0104605.025.22max=⨯⨯⨯⨯=∑ tg F i表2-1 ξ—与柱塞个数有关的系数表如图2-3所示，为Z=7的柱塞惯性力i F 以及总惯性力∑i F 同缸体转角的变化关系。
图 2-3 力F 1与∑F 1同缸体转角的关系2.1.2柱塞吸入油液所需的总吸入力 移动单个柱塞所需的吸入力为：v p d F 214π=式中 v p ——液压泵吸入管路中的真空度，计算时可取令a 5p 105.0⨯=v p 。
如果假定和吸入油腔相同的柱塞个数为（Z+1）/2个，其总吸入力为：12121421F Z p d Z F v +=+=∑π 式中 Z ——柱塞个数，取7Z =。
()251710.0320.510160N 24F π+=⨯⨯⨯⨯=∑ 2.1.3滑靴支承面所需的总密封力为了使滑靴支承面不漏气，还需加力保证其密封性，一个滑靴支承面所需的密封力为：βσcos A k s 2=F （2-3）式中 s A ——滑靴支承面积（2m ）；k σ——支撑表面为阻止吸入空气所需的接触比压，根据经验，计算时可以取令8.0k =σ～a 5p 100.1⨯。
如果假定与吸入油腔相同的（Z+1）/2个柱塞滑靴支承面所需要的总密封力为：βσA Z F k s cos 212∑+= （2-4） 52710.0007060.810cos18215N 2F +=⨯⨯⨯⨯=∑ 同样，在应当保证缸体端面与配油盘间的气密性中，所需求的密为：∑=k 2Fσup A （2-5）式中 up A ——配油盘与缸体相接触的表面积(2m )。
