叶片泵的结构设计及造型
叶片泵在液压系统中应用非常广泛，它具有结构紧凑、体积小、运转平稳、噪声小、使用寿命长等优点，但也存在着结构复杂、吸油性能差、对油液污染比较敏感等缺点。在此次课题设计过程过学习了解它的分类、结构特点、工作原理、应用场合等，在对流量，压力等技术参数进行计算的基础上，运用UG软件完成了一种典型叶片泵的设计，包括实体造型、装配图、工程图。
第一章叶片泵概述
1.1 叶片泵的分类
液压泵是液压系统的动力装置，它将原动机输入的机械能转化为液体的压力能。按不同的分类原则，划分如下：
1.按工作原理可分为
（1）叶片式泵、容积式泵、其它类泵。其中叶片式泵有立式泵、高速泵等；容积式泵有往复泵，如活塞（柱塞）泵、隔膜泵等；回转泵如齿轮泵、螺杆泵等。
2．叶片泵按结构分为单作用泵和双作用泵。单作用式叶片泵主要做变量泵使用，双作用式叶片泵主要做定量泵使用。
1.2叶片泵工作原理
1.2.1双作用式叶片泵的原理
当电机带动转子沿转动时，叶片在离心力和叶片底部压力油的双重作用下向外伸出，其顶部紧贴在定子表面上。处于四段同心圆弧上的四个叶片分别与转子外表面、定子表面及两个配流盘组成四个密封工作油腔。这些油腔随着转子的转动，密封工作油腔产生由小到大或由大到小的变化，可以通过配流盘的吸油窗口（与吸油口相连）或排油窗口（与排油口相连）将油液吸入或压出。
在转子每转过程中，每个工作油腔完成两次吸油和压油，所以称为双作用式叶片泵，由于高低压腔相互对称，轴受力平衡，为卸荷式。由于改善了机件的受力情况，
所以双作用叶片泵可承受的工作压力比普通齿轮泵高，一般国产双作用叶片泵的公称压力为5
1063 pa 。
图1.1 双作用叶片泵工作原理
1— 定子；2—压油口；3—转子；4—叶片；5—吸油口
1.2.2单作用叶片泵的原理
单作用叶片泵的工作原理如图所示，单作用叶片泵由转子1、定子2、叶片3和端盖等组成。定子具有圆柱形表面，定子和转子间有偏心距。叶片装在转子槽中，并可在槽滑动，当转子回转时，由于离心力的作用，使叶片紧靠在定子壁，这样在钉子、转子、叶片和两侧配油盘间就形成若干个密封的工作空间，当转子按图示的方向回转时，在图的右部，叶片逐渐伸出，叶片间的工作空间逐渐增大，从吸油口吸油，这是吸油腔。在图的左部，叶片被定子壁逐渐压进槽，工作空间逐渐缩小，将油液从压油口压出，这是压油腔，在吸油腔和压油腔之间，有一段封油区，把吸油腔和压油腔隔开，这种叶片泵在转子每转一周，每个工作空间完成一次吸油和压油，因此称为单作用叶片泵。转子不停地旋转，泵就不断地吸油和排油。
图 1.2 单作用叶片泵工作原理
1-- 2- 3---
1.3叶片泵的结构组成
1.双作用叶片泵的结构组成
双作用叶片泵由定子（定子的环由两段大半径圆弧、两段小半径圆弧和四段过渡曲线组成）、转子（转子与定子同心）、叶片、配油盘和传动轴组成。
图1.3 双作用叶片泵的结构
1-11轴承2、6左右配流盘3、7前后盖体4叶片5定子8端盖9传动轴10防尘圈12
螺钉13 转子
2.单作用叶片泵的组成
单作用叶片泵是由定子（定子的环为圆）、转子（转子与定子存在偏心）、叶片、配流盘、和传动轴组成。
1.4叶片泵的结构特点
1.双作用叶片泵的结构特点
●双作用叶片泵的径向力平衡
●双作用叶片泵为保证叶片自由滑动且始终紧贴定子表面，叶片槽根部全部通压
力油。
●合理设计过渡曲线形状和叶片数（z≥8），可使理论流量均匀，噪声低。
●定子曲线圆弧段圆心角β≥配流窗口的间距角γ ≥叶片间夹角α（= 2π/ z）。
为减少两叶片间的密闭容积在吸压油腔转换时因压力突变而引起的压力冲击，在配流盘的配流窗口前端开有减振槽。
双作用叶片泵将压力油引入叶片底部，平衡叶片顶部的液压力，保证叶片与定子表面的良好接触，但叶片经过吸油区时叶片底部没有液压力，附加的叶片底部的液压力会加剧叶片的磨损，而且为了减少液压冲击和噪声，避免困油现象，可以通过开卸荷槽来解决。
2.单作用叶片泵的特点
●单作用叶片泵可以通过改变定子的偏心距e 来调节泵的排量和流量。
●叶片槽根部分别通油，叶片厚度对排量无影响。
●因叶片矢径是转角的函数，瞬时理论流量是脉动的。叶片数取为奇数，以减小
流量的脉动。
1.5叶片泵的应用特点
1.叶片泵的应用优点
叶片泵的流量均匀，运转平稳，噪声小，体积小，总量轻。叶片泵在中低压一般为8MPa,中高压可达25MPa至32MPa。
2. 叶片泵的应用缺点
叶片泵对油液的污染较齿轮泵敏感；又因叶片甩出力、吸油速度和磨损等因素的影响，泵的转速不能太大，也不宜太小，一般可在600～2500r/min围使用；泵的
结构也比齿轮泵复杂；吸入特性比齿轮泵差。
1.6单作用叶片泵与双作用叶片泵的区别
单作用叶片泵：
1、单作用叶片泵为单数叶片（使流量均匀）
2、单作用叶片泵的定子、转子和轴受不平衡径向力
3、单作用叶片泵叶片底部的通油槽采取高压区通高压、低压区通低压，以使叶片底部和顶部的受力平衡，叶片靠离心力甩出。
双作用叶片泵：
1、双作用叶片泵为双数叶片（使流量均匀）
2、双作用叶片泵定子、转子和轴受平衡径向力
3、双作用叶片泵的叶片底部的通油槽均通以压力油（定子曲线矢径的变化率较大，在吸油区外伸的加速度较大，叶片的离心力不足以克服惯性力和摩擦力）
1.7叶片泵的工作场合
自从18世纪末开始运用液压传动到1759年英国制造第一台水压机，泵就随液压传动应用而生。第二次世界大战以后液压元件迅速发展起来，被广泛应用于工业、农业、航空、航海、等各个部门。在机床行业中应用更为普遍，叶片泵被重点用于在车床、铣床、拉床、镗床、组合机床、机械手等设备的液压系统中。
1.8叶片泵的使用要点
1.为了叶片泵可靠的吸油，其转子转速不能太低，但也不能过高600～1500转r/min比较适宜。转速太低，叶片不能押紧在定子表面上，故不能吸油；转速过高，则造成泵的“吸空”现象，使泵工作不正常。
2.叶片泵使用的液压油粘度应在适中。粘度太大，吸油阻力增大，影响泵的流量；粘度太小，因间隔影响，真空度不够，给吸油造成影响。
3.叶片泵对液压油的污染物很敏感，工作可靠性较差，油液不清洁会使叶片卡死，因此必须注意液压油的过滤和环境的清洁。
4.叶片泵的叶片有安装倾角，故转子只允许单项旋转。
1.9叶片泵的故障和故障产生的原因以及解决措施
目录 1概述 (1) 2 YB型叶片泵的基本状况 (3) 2.1叶片泵的构成和优缺点 (3) 2.2 YB型叶片泵的工作原理 (4) 2.3双作用叶片泵的理论排量和瞬时流量 (4) 3叶片泵的设计方案 (7) 3.1泵体结构 (7) 3.2叶片倾斜角方案 (8) 3.2.1 叶片的受力分析 (8) 3.3定子过渡曲线方案 (10) 4 双作用叶片泵主要参数的计算 (11) 4.1流量计算 (11) 4.1.1 理论流量 (11) 4.1.2 实际流量 (11) 4.2扭矩计算 (11) 4.2.1 理论扭矩 (11) 4.2.2 实际扭矩 (12) 4.3功率计算 (12)
4.3.1 输入功率轴功率 (12) 4.3.2 实际输出功率 (12) 5 双作用叶片泵结构设计 (13) 5.1转子 (13) 5.1.1 转子半径 (13) 5.1.2 转子轴向宽度 (14) 5.1.3 转子相关结构尺寸 (14) 5.2叶片设计 (16) 5.1.1 叶片数 (16) 5.2.2 叶片安放角 (17) 5.2.3 叶片的厚度 (17) 5.2.4 叶片的长度 (17) 5.2.5 叶片的结构尺寸设计 (18) 5.2.6 叶片的强度校核 (18) 5.3定子的设计 (19) 5.3.1 定子短半径1R (19) 5.3.2 定子长半径 (19) 5.3.3 定子大、小圆弧角 (20) 5.3.4 定子过渡曲线的幅角 (20) 5.3.5 定子过渡曲线设计 (20) 5.3.6 校核定子曲线 (21)
5.3.7 定子结构尺寸设计 (22) 5.4左配流盘的设计 (23) 5.4.1 左配油盘封油区夹角 (23) 5.4.2 左配流盘V形尖槽 (24) 5.4.3 左配流盘结构尺寸设计 (24) 5.5右配流盘结构设计 (25) 5.6传动轴的设计 (26) 5.6.1 轴的材料选择 (27) 5.6.2 花键轴段的设计 (27) 5.6.3 校核轴段花键的挤压强度 (28) 5.6.4 轴的结构设计 (29) 5.6.5 轴上载荷分析 (30) 5.6.6 按扭转切应力校核轴的强度 (31) 5.7泵体的设计 (31) 5.7.1 泵体材料选择： (31) 5.7.2 左泵体结构设计 (32) 5.7.3 右泵体结构设计 (33) 5.8盖板设计 (33) 6双作用叶片泵的使用寿命及维护 (35) 6.1叶片泵的使用寿命 (35) 6.2叶片泵的使用条件 (35)
2 双作用叶片泵设计原始参数 设计原始参数: 额定排量：9.0/q ml r = 额定压力：7.0p MPa = 额定转速：1450/min n r = 4 参数的计算 4.1 流量计算 4.1.1平均理论流量 314509.01013.05/min th Q n q L -=?=??= (4-1) 4.1.2实际流量 叶片泵为固定侧板型，压力7.0MPa ，查泵资料得：容积效率取84%v η= 则 13.0584%/min 10.962/min th v Q Q L L η=?=?= (4-2) 4.2功率计算 4.2.1输入功率轴功率 3310(/30)10 1.586s N T nT kw kw ωπ--=??=?= (4-3) 式中，T 为作用在泵轴的扭矩，单位为N m ； ω为角速度，单位为rad/s ； n 为转速，单位为r/min 。 4.2.2有效输出功率液压功率 12/60()/60/60 1.279h N pQ p p Q kw pQ kw kw =?=-== (4-4) 式中，p 为泵进出口之间的压力差，取值为6.3Mpa ； 2p 为出油口压力；
1p 为进口压力，单位均为Mpa ； Q 为泵输出的流量，单位为l/min 。 4.2.3理论功率 3(/60)10 1.523th N pnq kw -=??= (4-5) 4.3 扭矩计算 4.3.1理论扭矩 在没有摩擦损失和泄漏损失的理想情况下，轴功率与液压功率相等，所计算出的功率值为泵的理论功率。这时作用在泵轴上的扭矩是理论扭矩th T ，泵输出的流量是理论流量th Q ，因此理论功率可表示 ()()th s th h th N N N == (4-6) 其中 33()10(/30)10()s th th th N T nT kw ωπ--=?=? 3()/60(/60)10()h th th N pQ pnq kw -=?=?? 式中，()s th N 为理论轴功率； ()h th N 为理论液压功率； q 为泵的排量，单位为ml/r 。 由前面的式子导出驱动泵的理论扭矩为 ()2th q p T N m π = =10.268 N m (4-7) 4.3.2实际扭矩 实际上，泵在运转时要消耗一部分附加扭矩去克服摩擦阻力，所以驱动泵轴所需的实际扭矩比th T 大，实验测得取值m η=96%。 T=th T +th m T T η= =10.445 N m (4-8) 式中，T 为损失扭矩；P 为电动机功率，本次设计中用的是10KW ；m η为反映摩擦损失的机械效率。 4.4 双作用叶片泵设计计算参数表 由上计算得： 额定排量q Ml/r 额定压力p MPa 额定转速n r/min 平均理论流量 Q th L/min 实际扭矩T N m ?
1 双作用叶片泵简介 1.1双作用叶片泵组成结构 组成结构：定子、转子、叶片、配油盘、传动轴、壳体等 1.2 双作用叶片泵工作原理 图3-19 双作用叶片泵工作原理 1-定子 2-压油口 3-转子 4-叶片 5-吸油口4 5 3 21 图1-1 双作用叶片泵工作原理 Fig 1-1 Double-acting vane pump principle of work 1—定子；2—吸油口；3—转子；4—叶片；5—压油口 如图1-1所示。它的作用原理和单作用叶片泵相似，不同之处只在于定子表面是由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和四段过渡曲线八个部分组成，且定子和转子是同心的。在图示转子顺时针方向旋转的情况下，密封工作腔的容积在左上角和右下角处逐渐增大，为吸油区，在左下角和右上角处逐渐减小，为压油区；吸油区和压油区之间有一段封油区把它们隔开。这种泵的转子每转一转，每个密封工作腔完成吸油和压油动作各两次，所以称为双作用叶片泵。泵的两个吸油区和两个压油区是径向对称的，作用在转子上的液压力径向平衡，所以又称为平衡式叶片泵。 定子内表面近似为椭圆柱形,该椭圆形由两段长半径R 、两段短半径r 和四段过渡曲线所组成。当转子转动时,叶片在离心力和建压后>根部压力油的作用下,
在转子槽内作径向移动而压向定子内表,由叶片、定子的内表面、转子的外表面和两侧配油盘间形成若干个密封空间,当转子按图示方向旋转时,处在小圆弧上的密封空间经过渡曲线而运动到大圆弧的过程中,叶片外伸,密封空间的容积增大,要吸入油液;再从大圆弧经过渡曲线运动到小圆弧的过程中,叶片被定子内壁逐渐压进槽内,密封空间容积变小,将油液从压油口压出,因而,当转子每转一周,每个工作空间要完成两次吸油和压油,所以称之为双作用叶片泵,这种叶片泵由于有两个吸油腔和两个压油腔,并且各自的中心夹角是对称的,所以作用在转子上的油液压力相互平衡,因此双作用叶片泵又称为卸荷式叶片泵,为了要使径向力完全平衡,密封空间数即叶片数>应当是双数。 1.3 双作用叶片泵结构特点 1>双作用叶片泵的转子与定子同心; 2>双作用叶片泵的定子内表面由两段大圆弧、两段小圆弧和四段定子过渡曲线组成; 3>双作用叶片泵的圆周上有两个压油腔、两个吸油腔，转子每转一转，吸、压油各两次双作用式>。 4>双作用叶片泵的吸、压油口对称，转子轴和轴承的径向液压作用力基本平衡;即径向力平衡卸荷式>。 5>双作用叶片泵的所有叶片根部均由压油腔引入高压油，使叶片顶部可靠地与定子内表面密切接触。 6>传统双作用叶片泵的叶片通常倾斜安放，叶片倾斜方向与转子径向辐射线成倾角θ，且倾斜方向不同于单作用叶片泵，而沿旋转方向前倾，用于改善叶片的受力情况，最近观点认为倾角为0最佳。
叶片泵的结构设计及造型 叶片泵在液压系统中应用非常广泛，它具有结构紧凑、体积小、运转平稳、噪声小、使用寿命长等优点，但也存在着结构复杂、吸油性能差、对油液污染比较敏感等缺点。在此次课题设计过程过学习了解它的分类、结构特点、工作原理、应用场合等，在对流量，压力等技术参数进行计算的基础上，运用UG软件完成了一种典型叶片泵的设计，包括实体造型、装配图、工程图。 第一章叶片泵概述 1.1 叶片泵的分类 液压泵是液压系统的动力装置，它将原动机输入的机械能转化为液体的压力能。按不同的分类原则，划分如下： 1.按工作原理可分为 （1）叶片式泵、容积式泵、其它类泵。其中叶片式泵有立式泵、高速泵等；容积式泵有往复泵，如活塞（柱塞）泵、隔膜泵等；回转泵如齿轮泵、螺杆泵等。 2．叶片泵按结构分为单作用泵和双作用泵。单作用式叶片泵主要做变量泵使用，双作用式叶片泵主要做定量泵使用。 1.2叶片泵工作原理 1.2.1双作用式叶片泵的原理 当电机带动转子沿转动时，叶片在离心力和叶片底部压力油的双重作用下向外伸出，其顶部紧贴在定子表面上。处于四段同心圆弧上的四个叶片分别与转子外表面、定子表面及两个配流盘组成四个密封工作油腔。这些油腔随着转子的转动，密封工作油腔产生由小到大或由大到小的变化，可以通过配流盘的吸油窗口（与吸油口相连）或排油窗口（与排油口相连）将油液吸入或压出。 在转子每转过程中，每个工作油腔完成两次吸油和压油，所以称为双作用式叶片泵，由于高低压腔相互对称，轴受力平衡，为卸荷式。由于改善了机件的受力情况，
所以双作用叶片泵可承受的工作压力比普通齿轮泵高，一般国产双作用叶片泵的公称压力为5 1063 pa 。 图1.1 双作用叶片泵工作原理 1— 定子；2—压油口；3—转子；4—叶片；5—吸油口 1.2.2单作用叶片泵的原理 单作用叶片泵的工作原理如图所示，单作用叶片泵由转子1、定子2、叶片3和端盖等组成。定子具有圆柱形表面，定子和转子间有偏心距。叶片装在转子槽中，并可在槽滑动，当转子回转时，由于离心力的作用，使叶片紧靠在定子壁，这样在钉子、转子、叶片和两侧配油盘间就形成若干个密封的工作空间，当转子按图示的方向回转时，在图的右部，叶片逐渐伸出，叶片间的工作空间逐渐增大，从吸油口吸油，这是吸油腔。在图的左部，叶片被定子壁逐渐压进槽，工作空间逐渐缩小，将油液从压油口压出，这是压油腔，在吸油腔和压油腔之间，有一段封油区，把吸油腔和压油腔隔开，这种叶片泵在转子每转一周，每个工作空间完成一次吸油和压油，因此称为单作用叶片泵。转子不停地旋转，泵就不断地吸油和排油。 图 1.2 单作用叶片泵工作原理
《三维造型设计》实训 说明书 题目：三元叶片泵的三维造型设计及装配 班级：机械设计与制造1104班 姓名：李孟博 学号： 2 1 0 2 3 1 1 0 4 2 2 指导老师：李彩风、孙振杰 实训时间：2013.7.1—2013.7. 5
目录 第一章 Pro/E软件 (3) 1.1Pro/E wildfire4.0的系统环境与设定 (3) 1.2Creo系统的主要模块及功能简介 (3) 1.3工作界面 (3) 第二章零件建模 (4) 2.1大滑块的零件建模 (4) 2.2压盖的零件建模 (5) 2.3泵体的零件建模 (5) 第三章工程图绘制 (8) 3.1设置格式 (8) 3.2大滑块的工程图 (9) 3．3压盖的工程图 (10) 3.4泵体的工程图 (11) 第四章装配图 (13) 总结 (15)
第一章 Pro/E软件 Creo是美国参数科技公司PTC公司于2010年10月推出CAD设计软件包。Creo是整合了PTC公司的三个软件Pro/Engineer的参数化技术、Concrete的直接建模技术和ProductView的三维可视化技术的新型CAD设计软件包，是PTC公司闪电计划所推出的第一个产品。 1.1Pro/E wildfire4.0的系统环境与设定 1．Pro/E野火版4.0的运行环境 CPU：2.0GHz以上；硬盘：剩余空间4GB以上； 内存：256MB以上；显存：64MB以上；鼠标：滚轮式三键 2．设置Pro/E的启动位置；鼠标右键单击Pro/E的快捷方式图标1.2Creo系统的主要模块及功能简介 1．草绘模块（Sketch）:创建和编辑二维平面草图 2．零件模块（Part）:创建三维模型 3．装配模块（Assembly）:组装部件或完整产品 4．工程图模块（Drawing）:由三维模型生成二维工程图 5．制造模块（Manufacturing）:高速加工、专业化加工及模具设计1.3工作界面
变量叶片泵的Solidwords三维建模及动态仿真 摘要 本次毕业设计课题为变量叶片泵的三维建模及动态仿真，主要是根据变量泵各实际零件尺寸及形状，通过测绘及观察配合关系，分析其工作原理后，运用Solidwords三维建模软件对其进行实体建模。在整个设计过程中，需充分理解变量泵的运动原理，了解其排量和流量的计算形式。清楚变量泵的特点，对各零件的尺寸要精确测量，避免装配时尺寸不当。首先，需要对变量泵实体进行拆卸，在拆卸过程中需记住各配合关系；其次，对拆下的零件进行测量，记下其实际尺寸，并运用三维建模软件进行绘制；然后，将各个零件按照配合关系装配起来，形成装配体；最后，做出实体动画，仿真分析其工作原理，并对其进行说明。单作用变量泵的特点主要是它可以通过改变转子和定子的偏心距来调节泵的流量，使液压系统在工作进给时能量利用合理，效率高，油的温升小。 Abstract The topics for graduate design variables leaves the pump dynamic three-dimensional modeling and simulation, Variables are mainly based on the actual parts of the pump size and shape, through the mapping and observation with, Analysis of its working principles, Solidwords use of its three-dimensional modeling software modeling. Throughout the design process, the need for full understanding of the movement principle of variable pump, aware of their displacement and flow of the calculation. Variable pump clearly the characteristics of the various components to accurately measure the size, to avoid improper assembly at the size. First, the need for variable pump entities to be demolished, the demolition process in line with the need to keep in mind; Secondly, removing the parts were measured, recorded its actual size and use of three-dimensional modeling software rendering; Then, with relations between various parts in accordance with the assembly, formed assembly; Finally, to entities animation, simulation analysis of its working principles, and its description. Single variable pump is the main feature of it by changing the stator and rotor of the eccentricity to regulate the flow of pumps, hydraulic system at work when the feed energy use reasonable, high efficiency, small temperature rise of oil.
《叶片泵原理与水力设计》课程设计 单级离心泵叶轮的水力设计 学院：能源科学与工程学院 班级：1102105 姓名： 学号： 指导教师：闫国军 20 14年12月
目录 1.课程设计目的 (1) 2.课程设计任务和要求 (1) 3.设计计算说明书 (2) 4．参考文献 (7) 5.附录 (8)
1.课程设计目的 离心泵是叶片式流体机械的典型产品，叶轮是其最关键的部件。通过单级离心泵叶轮的水力设计，使学生基本掌握叶片式流体机械叶轮的设计理论、设计方法和国家标准的使用，培养学生能够综合运用所学的基础理论、基本知识和基本技能，提高学生训练分析和解决实际问题的能力。为毕业后能够从事叶片式流体机械的产品设计工作奠定良好的基础。 2.课程设计任务和要求 设计题目：单级离心泵叶轮的水力设计 设计参数：q=200 m 3/h ，H=50 m ，n=1450 r/min ， (NPSH)r =2.7 工作量：1. 设计计算说明书1分 2．叶轮木模图1张（A3图纸） 3.设计计算说明书 已知主要参数q=200 3 /m h =0.056m 3/s H=50m n=1450r/min (NPSH ）r=2.7 一.主要参数确定。 1.确定泵进出口直径 （1）泵进口直径 根据流量q=2003 /m h ，查表6.1取流速c s =2.83， 则D s = s c q π4=83 .2*056.0*4π=0.159（m ） 参考标准取D s =160mm （2）泵出口直径 s d D D )7.0~1(==（0.7-1.0）*180=112-160mm
取d D =140mm. （3）进出口速度 c s = 4q/D s 2 π=2.79m/s c d =4q/D d 2 π=3.64m/s 2.空化计算 （1）泵安装高度 介质为常温清水， ρ g p v =0.24 ，取进口管路损失h c =0.5m NPSH a =1.3*NPSH r =3.51 h g = ρg p a -h c -ρ g p v -NPSH a =10.33-0.5-0.24-3.51=6.08 （2）泵空化余量 NPSH r =2.7 （3）泵空化比转速 4 362.5r NPSH q n C = =913.9 3.比转速 6.6650 056 .0145065.365.34 3 4 3=??= = H Q n n s 4.确定泵的效率 （1）.水力效率 =h η3lg 0835.01n q +=0.877 （2）.容积效率 000 3 /20.9610068.011 =?+= -s v n η （3）.机械效率 圆盘摩擦损失效率 888.0)100/(1 07 .016 /7,=-=s m n η
双作用叶片泵的三维建模设计及运动仿真 摘要 本次毕业设计的题目为双作用叶片泵的三维建模及动态仿真，主要是在文献调研和网络调研基础上，采用计算、类比等方法，通过对产品三维模型结构分析，确定运动仿真。本课题的主要目的是让我们了解双作用叶片泵的结构和性能上的主要特点，以及双作用叶片泵与其他液压泵在结构和性能之间的差异。在整个设计过程中，我们要掌握的是双作用叶片泵的运动原理，并且知道且会计算其排量和流量。本设计采用的是SolidWorks三维建模。在网络调研的基础上，用SolidWorks对双作用叶片泵的各个零件进行三维建模，然后将各个零件按照配合关系装配起来，形成装配体。最后做出实体动画，运动仿真，并对其进行说明。双作用叶片泵的主要特点是：由于双作用叶片泵有两个吸油腔和压油腔，当转子每完成一周转动，每个密封空间，就有两次吸油和压油的过程完成；同时由于双作用叶片泵的吸、压油腔的结构特性，各自的中心夹角是对称的，油液压力作用在转子上是互相平衡的。双作用叶片泵的输出流量脉动较其他形式的泵小得多。 关键词：双作用叶片泵，三维建模，SolidWorks
Abstract The graduation design topic for 3D modeling of double acting vane pump and dynamic simulation, mainly in literature and Internet research foundation, by calculation, analogy method, through the analysis of the 3D model of product structure, determine the motion simulation. The main purpose of this paper is familiar with the difference of structure and properties of double acting vane pump and double acting vane pump and other hydraulic pump between the structure and properties of. In the design process, need to fully understand the movement principle of double acting vane pump, understand its displacement and flow calculation form. This design is based on SolidWorks modeling. Based on the investigation of the various parts of the network of double acting vane pump for three-dimensional modeling, and then the various parts in accordance with the cooperation between the assembly, the assembly is formed. Finally, make a solid animation, simulation analysis of its working principle, and carries on the description. The main characteristics of double acting vane pump is: each rotation of the rotor, each of the two sealed space of oil absorption and oil pressure; because of the double acting vane pump with two suction chamber and the pressure oil chamber, and the center angle of the symmetry, acting on the rotor oil pressure balance. The flow pulsation of double acting vane pump with other forms of pump is much smaller. Keywords: double action vane pump, 3D modeling, SolidWorks
1 双作用叶片泵简介 1.1双作用叶片泵组成结构 组成结构：定子、转子、叶片、配油盘、传动轴、壳体等 1.2 双作用叶片泵工作原理 图3-19 双作用叶片泵工作原理 1-定子 2-压油口 3-转子 4-叶片 5-吸油口 图1-1 双作用叶片泵工作原理 Fig 1-1 Double-acting vane pump principle of work 1—定子；2—吸油口；3—转子；4—叶片；5—压油口 如图1-1所示。它的作用原理和单作用叶片泵相似，不同之处只在于定子表面是由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和四段过渡曲线八个部分组成，且定子和转子是同心的。在图示转子顺时针方向旋转的情况下，密封工作腔的容积在左上角和右下角处逐渐增大，为吸油区，在左下角和右上角处逐渐减小，为压油区；吸油区和压油区之间有一段封油区把它们隔开。这种泵的转子每转一转，每个密封工作腔完成吸油和压油动作各两次，所以称为双作用叶片泵。泵的两个吸油区和两个压油区是径向对称的，作用在转子上的液压力径向平衡，所以又称为平衡式叶片泵。 定子表面近似为椭圆柱形,该椭圆形由两段长半径R 、两段短半径r 和四段过渡曲线所组成。当转子转动时,叶片在离心力和建压后>根部压力油的作用下,
在转子槽作径向移动而压向定子表,由叶片、定子的表面、转子的外表面和两侧配油盘间形成若干个密封空间,当转子按图示方向旋转时,处在小圆弧上的密封空间经过渡曲线而运动到大圆弧的过程中,叶片外伸,密封空间的容积增大,要吸入油液;再从大圆弧经过渡曲线运动到小圆弧的过程中,叶片被定子壁逐渐压进槽,密封空间容积变小,将油液从压油口压出,因而,当转子每转一周,每个工作空间要完成两次吸油和压油,所以称之为双作用叶片泵,这种叶片泵由于有两个吸油腔和两个压油腔,并且各自的中心夹角是对称的,所以作用在转子上的油液压力相互平衡,因此双作用叶片泵又称为卸荷式叶片泵,为了要使径向力完全平衡,密封空间数即叶片数>应当是双数。 1.3 双作用叶片泵结构特点 1>双作用叶片泵的转子与定子同心; 2>双作用叶片泵的定子表面由两段大圆弧、两段小圆弧和四段定子过渡曲 线组成; 3>双作用叶片泵的圆周上有两个压油腔、两个吸油腔，转子每转一转，吸、压油各两次双作用式>。 4>双作用叶片泵的吸、压油口对称，转子轴和轴承的径向液压作用力基本平衡;即径向力平衡卸荷式>。 5>双作用叶片泵的所有叶片根部均由压油腔引入高压油，使叶片顶部可靠地与定子表面密切接触。 6>传统双作用叶片泵的叶片通常倾斜安放，叶片倾斜方向与转子径向辐射线成倾角θ，且倾斜方向不同于单作用叶片泵，而沿旋转方向前倾，用于改善叶片的受力情况，最近观点认为倾角为0o最佳。
本科毕业设计(论文) 定量叶片泵的设计
****本科毕业设计（论文）摘要 毕业论文（设计）原创性声明 本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名：日期： 毕业论文（设计）授权使用说明 本论文（设计）作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。 作者签名：指导教师签名： 日期：日期： Ⅰ
****本科毕业设计（论文）摘要 注意事项 1.设计（论文）的内容包括： 1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作） 2）原创性声明 3）中文摘要（300字左右）、关键词 4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入） 6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论 7）参考文献 8）致谢 9）附录（对论文支持必要时） 2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。 3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。 4.文字、图表要求： 1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写 2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画 3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印 4）图表应绘制于无格子的页面上 5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档 5.装订顺序 1）设计（论文） 2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订 3）其它 Ⅰ
东北大学本科毕业设计（论文）摘要 摘要 在广泛应用的各种液压设备中，液压泵是关键性的元件，它们的性能和寿命在很大程度上决定着整个液压系统的工作能力，随着时代的发展和技术的进步，液压泵性能越来越完善，在各种工业设备、行走机构以及船舶和飞机上都得到了广泛应用。因此对于叶片泵相关知识的学习和认识十分必要，特别是对于从事液压相关方面工作的人更显得尤为重要。 本设计根据现已广泛应用的叶片泵为基础，对定量叶片泵即双作用叶片泵进行设计。在设计过程中采纳了一些有关叶片泵的新技术和新观点，并用于叶片泵的设计考虑，设计中对双作用叶片泵的叶片倾角进行了探讨，并对比两种观点的优劣，选择了现今已越来越得到更多人承认的叶片倾角为零的一种观点。在定子过渡曲线的设计上也没有拘泥于传统的等加速曲线或阿基米德螺旋线等定子曲线选择，而是结合现今数控机床普及的事实大胆选用高次曲线作为定子过渡曲线的设计基础。 设计中还主要参考了YB型系列的叶片泵相关产品结构和技术参数，在相关类型的叶片泵基础上对叶片泵的定子过渡曲线和叶片前倾角等结构进行了重新设计，使叶片泵的部分或整体性能有所改善。 关键词：双作用叶片泵，叶片倾角，定子过渡曲线 Ⅰ
东北大学本科毕业设计（论文）ABSTRACT ABSTRACT Widely used in various hydraulic pump is the key equipment, components, their performance and life in largely determines the hydraulic system, the ability to work with the development of The Times and the technological progress, more perfect, pump performance in various industrial equipment, walks the organization and the ship and aircraft have been widely applied.Therefore vane pump for knowledge and necessary, especially for the work in hydraulic related more appear particularly important. This design has been widely applied to the vane pump, based on quantitative vane pump is double vane pump function design. In the design process of vane pump adopt some new technology and new ideas, and used in the design of vane pump, design of double vane pump function of blade Angle is discussed, and the comparison of two kinds of views, choose now has more and more people admit blade Angle of view a zero. In the design of the stator transition curve is not constrained the acceleration curve or Archimedes spiral such as choice, but the stator curve with universal fact CNC nowadays choose high curve as bold design of stator transition curve. In the design of main type series of YB vane pump related products structure and technical parameters, the type of vane pump basis of the stator vane pump transition curve and blade Angle structures such as before, the design of vane pump part or whole performance improved. Keywords:Double vane pump function ，Blade Angle ，The stator transition curve Ⅱ
PFE-41085柱销式叶片泵的设计 热能与动力工程(流控方向) 学号:*** 姓名:*** 指导老师: *** 摘要 叶片泵是常见的几种液压泵之一，它具有流量均匀、运转平稳、噪声低、体积小等优点，在各类液压泵中，叶片泵结构较为简单，价格较低，输出排量较大，具有很强的竞争力。 本文也PFE系列叶片泵为例，介绍了柱销式叶片泵的工作原理，以及其设计计算过程，设计中主要对叶片倾角及定子曲线进行了着重分析，最后介绍了叶片泵噪声、寿命与维护。设计中选择了现在已越来越得到更多人承认的叶片倾角为零的观点，定子曲线的设计也没有拘泥于传统的等加速等减速曲线等。 关键词：叶片泵注销定子过渡曲线 ABSTRACT Vane pump is one of the most common pumps.It has many advantages like discharge even,worksteadly,less noise and light weight.Amongthe all kinds of pumps,vane pump is not complexe for structure,price is not so high and the discharge is larger than others.So the vane pump has strong competition ability. This article take the post pump for example,introduce the work principle of the vane pump and the desigh as well as its calculate princess.Blade angle and transition cruve are mainly analysis in this article.Finally,introduce the noise,use safeguard and lifespan.In the design of blade angle,choose zero which be used today by more and more people. KEY WORDES: vane pump post pin the stator transition curve 一、概述 （一）双作用叶片泵的概述 叶片泵具有流量均匀、运转平稳、噪声低、体积小、重量轻、寿命长等优点。在机床、工程机床、船舶、压铸及冶金设备中得到广泛的应有。低中压叶片泵的工作压力一般为8Mpa，中高压叶片泵的工作压力可达25至32Mpa，泵的转速范围为600-2500r/min。其缺点是对油液的污染较齿轮泵敏感，又因叶片甩出力，吸油速度和磨损等因素的限制。此外，与齿轮泵相比，叶片泵的制造工艺要求也较高。叶片泵是由转子带动叶片沿定子表面滑动进行工作的。 （二）PFE柱销叶片泵的结构剖析 如图（1）所示，为本次设计的PFE-41085柱销式叶片泵，PFE柱销式叶片泵主要由泵体、泵盖、定子、转子、叶片、前后配流盘、柱销、传动轴等组成。和其他双作用叶片泵结构和工作原理相类似，不同之处是：为了减小吸油腔处作用在定子上的作用力，在叶片下面装一个小柱销，压力油始终通柱销底部，将叶片推向定子，而叶片顶部与两侧有圆弧槽与底部沟通，故叶片受力基本平衡，由于柱销直径很小，作用在定子上的力也就很小，故泵的工作压力很高。
湖南农业大学东方科技学院 课程设计说明书 课程名称：机械CAD/CAM课程设计 题目名称：叶片泵的设计 班级：2008级机制专业三班 姓名：黄铭安 学号：200841914329 指导教师：陶栋材 评定成绩： 教师评语： 指导老师签名： 20 年月日
湖南农业大学生机械CAD/CAM课程设计任务书 学院东方科技学院专业机制08 级三班 学生姓名黄铭安指导老师陶栋材 一、课程设计目的和任务 通过设计实践进一步树立正确的设计思想。在整个设计过程中，坚持实践是检验真理的唯一标准，坚持理论联系实际，坚持与机械制造生产情况相符合，使设计尽可能做到技术先进、经济合理、生产可行、操作方便、安全可靠。通过本次设计实践，培养学生分析和解决生产技术问题的能力，使学生初步掌握现代机械设计设计方法与手段，并巩固、深化已学得的理论知识，进一步培养学生熟悉PROE三维实体建模和运用有关图册、图表等技术资料的能力，训练学生识图、制图、运用现代设计方法的基本技能。 二、课程设计的主要内容与要求 设计的题目不限，学生可以根据自己的专业兴趣选取合适的题目，但是必需满足以下要求： 1.用Pro/E绘制零件的三维实体造型。 2.把各个零件装配成一个装配体，零件总和不得少于5个。 3.选取装配体中的一个关键零件，绘制其工程图，按国家标准进行要求。可以用A4 图纸打印。 4.写一份设计计算说明书，要求内容应该包含各个零件建立的步骤，并要求一定的过 辅助图说明。装配体的总成图、爆炸图、各个零件的图应包含在说明书中。 三、《课程设计说明书》格式规范 1、封面要求 学生提交的正稿封面样式附后。 2、正文规范 2.1、字体字号要求 设计标题用小三号黑体、居中，英文标题对应用小三号Times New Roman、居中，“摘要”用5号黑体，中文摘要内容用5号宋体，“Abstract”用5号黑体，英文摘要内容用5号Times New Roman。 2.2、课程设计正文内容 1.第一级标题用四号黑体、靠左；第二级标题用小四号黑体、靠左；正文全文用小四号宋体、英文用Times New Roman 12 2.页码用小五号居中，页码两边不加修饰符，页码编号从正文开始。图表标题用小五号黑体，居图表幅宽中间位置。 3、内容要求 3.1正文必须按照《湖南农业大学学报（自然科学版）》要求，即包括完整的标题、作者、指导教师、中英文摘要、前言、方案比较分析、设计计算、讨论、小结、参考文献、致谢、附录含计算数据、参考手册相关计算表格等。 3.2文理通顺、说理有据。
第二章 叶片泵的基本理论和性能 本章重点：通过本章的学习，要求学员熟练掌握叶片泵的性能参数及计算、相似条件、 相似定律、比例率、比转数的计算、实验性能曲线 、选泵原则；掌握功率的分类及其关系、效率的组成及其所包含的损失、叶轮进出口速度三角形、叶片泵的基本方程式及其分析、基本性能实验、选泵步骤、选泵中应注意的问题、选泵方法、电动机与水泵的配套、传动方式的选择和管路附件的选择；了解比转数的作用、叶片泵汽蚀实验、理论性能曲线、相对性能曲线、通用性能曲线、全面性能曲线、系列型谱图、柴油机与水泵的配套、水泵的性能方程等。 第一节 叶片泵的性能参数 叶片泵的性能是用性能曲线表示的，而性能曲线又是用性能参数之间的关系来表达的。因此，在研究叶片泵性能前，首先必须对性能参数的意义有一正确理解。叶片泵的性能参数主要有流量、扬程、功率、效率、转速、允许吸上真空高度或允许汽蚀余量等，分述如下: 一、流量 单位时间内水泵所抽提的流体体积，符号Q ，其常用单位有s l /、s m /3、和h m /3等。各单位间的关系是s m /13=s l /1000=h m /36003。设计流量的计算详见第六章水泵站规划。 二、扬程 （一）扬程的定义 扬程是指单位重量流体从水泵进口到出口能量增量，用符号H 表示， 常用单位是m 。 （二）扬程的计算 1.实验室或现场测定时扬程的计算 ⑴离心泵及其它卧式水泵 ()()g v v H H z z H v d 21020.02 12212-++?+-= （2—1—1） 式中：v H 、d H ——真空表、压力表的读数（KPa ）； 1v 、2v ——进、出水管的断面平均流速（s m /）； g ——重力加速度（2/s m ） 。 ⑵立式轴流泵扬程 其计算公式可简化为： g v H z H d 222 2++= （2—1—2） 2.设计泵站时扬程的计算
课程设计说明书 课程名称：机械CAD/CAM课程设计 题目名称：叶片泵的设计
毕业论文（设计）原创性声明 本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名：日期： 毕业论文（设计）授权使用说明 本论文（设计）作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。 作者签名：指导教师签名： 日期：日期：
注意事项 1.设计（论文）的内容包括： 1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作） 2）原创性声明 3）中文摘要（300字左右）、关键词 4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入） 6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论 7）参考文献 8）致谢 9）附录（对论文支持必要时） 2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。 3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。 4.文字、图表要求： 1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画 3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印 4）图表应绘制于无格子的页面上 5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档 5.装订顺序 1）设计（论文） 2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订 3）其它