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第一章绪论1－1 液压系统中的压力取决于（），执行元件的运动速度取决于（）。
1－2 液压传动装置由（）、（）、（）和（）四部分组成，其中（）和（）为能量转换装置。
1—3 设有一液压千斤顶，如图1—3所示。
小活塞3直径d＝10mm，行程h=20mm，大活塞8直径D=40mm，重物w＝50000N，杠杆l＝25mm，L＝500mm。
求：①顶起重物w时，在杠杆端所施加的力F；②此时密闭容积中的液体压力p；⑧杠杆上下动作一次，重物的上升量H；④如果小活塞上有摩擦力f l＝200N，大活塞上有摩擦力f2＝1000 N, 杠杆每上下动作一次，密闭容积中液体外泄0.2cm3至油箱，重新完成①、②、③。
图题1—3第二章液压油液2－1 什么是液体的粘性？2－2 粘度的表式方法有几种？动力粘度及运动粘度的法定计量单位是什么？2－3 压力和温度对粘度的影响如何？2—4 我国油液牌号与50℃时的平均粘度有关系，如油的密度ρ＝900kg／m3，试回答以下几个问题：1) 30号机油的平均运动粘度为( )m2／s；2）30号机油的平均动力粘度为( )Pa ．s；３) 在液体静止时，40号机油与30号机油所呈现的粘性哪个大？2—5 20℃时水的运动粘度为l ×10—6m2／s，密度ρ＝1000kg／m3；20℃时空气的运动粘度为15×10—6m2／s，密度ρ＝1.2kg／m3；试比较水和空气的粘度( )(A)水的粘性比空气大；(B)空气的粘性比水大。
2—6 粘度指数高的油，表示该油 ( )(A) 粘度较大； (B) 粘度因压力变化而改变较大；(C) 粘度因温度变化而改变较小； (D) 粘度因温度变化而改变较大。
2—7 图示液压缸直径D=12cm，活塞直径d＝11．96cm，活塞宽度L＝14cm，间隙中充以动力粘度η= 0．065Pa·s 的油液，活塞回程要求的稳定速度为v＝0．5 m／s，试求不计油液压力时拉回活塞所需的力F等于多少?图题２－7第三章液压流体力学基础§ 3－1 静止流体力学3—1什么是液体的静压力？压力的表示方法有几种？压力的单位是什么？3—2在图示各盛水圆筒活塞上的作用力F＝3000 N。
第一章绪论1－1 液压系统中的压力取决于（），执行元件的运动速度取决于（）。
1－2 液压传动装置由（）、（）、（）和（）四部分组成，其中（）和（）为能量转换装置。
1—3 设有一液压千斤顶，如图1—3所示。
小活塞3直径d＝10mm，行程h=20mm，大活塞8直径D=40mm，重物w＝50000N，杠杆l＝25mm，L＝500mm。
求：①顶起重物w时，在杠杆端所施加的力F；②此时密闭容积中的液体压力p；⑧杠杆上下动作一次，重物的上升量H；④如果小活塞上有摩擦力f l＝200N，大活塞上有摩擦力f2＝1000 N, 杠杆每上下动作一次，密闭容积中液体外泄0.2cm3至油箱，重新完成①、②、③。
图题1—3第二章液压油液2－1 什么是液体的粘性？2－2 粘度的表式方法有几种？动力粘度及运动粘度的法定计量单位是什么？2－3 压力和温度对粘度的影响如何？2—4 我国油液牌号与50℃时的平均粘度有关系，如油的密度ρ＝900kg／m3，试回答以下几个问题：1) 30号机油的平均运动粘度为( )m2／s；2）30号机油的平均动力粘度为( )Pa ．s；３) 在液体静止时，40号机油与30号机油所呈现的粘性哪个大？2—5 20℃时水的运动粘度为l ×10—6m2／s，密度ρ＝1000kg／m3；20℃时空气的运动粘度为15×10—6m2／s，密度ρ＝1.2kg／m3；试比较水和空气的粘度( )(A)水的粘性比空气大；(B)空气的粘性比水大。
2—6 粘度指数高的油，表示该油 ( )(A) 粘度较大； (B) 粘度因压力变化而改变较大；(C) 粘度因温度变化而改变较小； (D) 粘度因温度变化而改变较大。
2—7 图示液压缸直径D=12cm，活塞直径d＝11．96cm，活塞宽度L＝14cm，间隙中充以动力粘度η= 0．065Pa·s 的油液，活塞回程要求的稳定速度为v＝0．5 m／s，试求不计油液压力时拉回活塞所需的力F等于多少?图题２－7第三章液压流体力学基础§ 3－1 静止流体力学3—1什么是液体的静压力？压力的表示方法有几种？压力的单位是什么？3—2在图示各盛水圆筒活塞上的作用力F＝3000 N。
当高压油泵输入时，高压腔内各轮齿均受高压作用；由于各齿廊面在两个方向的受压面积不同而对输出轴形成力矩。
处于低压腔的各齿也产生液压力矩，但是和高压区产生的力矩方向相反。
二者综合即齿轮液压马达的输出力矩。
输出力矩克服负载力矩而向图示方向旋转。
随着齿轮的旋转，油液从低压腔排出。
二．曲轴连杆式径向柱塞马达图中仅画出马达的一个柱塞缸。
它相当于一个曲柄连杆机构。
通压力油的柱塞缸受液压力的作用，在柱塞上产生推力P。
此力通过连杆作用在偏心轮中心，使输出轴旋转，同时配流轴随着一起转动。
当柱塞所处位置超过下止点时，柱塞缸便由配流轴接通总回游口，柱塞便由偏心轮往上推，作功后的油泵通过配流轴返回油箱。
各柱塞缸依次接通高、低压油，各柱塞对输出轴中心所产生的驱动力矩同向相加，就使马达输出轴获得连续而平稳的回转扭矩。
当改变油流方向时，便可以改变马达的旋转方向。
如将配流轴转180°装配，也可实现马达的反转。
如果将曲轴固定，进、出油直接通到配流轴中，就可实现外壳旋转。
壳转马达可用来驱动车轮和绞车卷筒等。
三．内曲线径向柱塞马达图为内曲线马达的常用结构——横梁传力型的工作原理图。
它由缸体、导轨塞组（包括柱塞、横梁、滚轮等所组成的组件）、配油器、传力轴和外壳等组成。
图示为具有10个柱塞和6作用次数的马达。
所谓作用次数，即每个柱塞随转子转一转往复的次数，也即导轨所具有的曲线凹凸数。
配油器8的作用好似一次将高压油分配给各柱塞，并将低压油从各柱塞依次通过配油器排除。
柱塞7在高压油推动下，带动横梁6沿径向往外运动。
在横梁的两端轴颈上装有滚轮5，它与导轨曲线3接触。
滚轮余导轨曲线的相互作用如图所示。
柱塞所产生的液压力P是沿着柱塞轴线的。
该力分为二个力N与F，N力与导轨曲线相垂直并与导轨曲线的方向平衡，分力F即为推动缸体旋转的切向力。
切向力F于径向ρ(ρ为滚轮中心至马达旋转中心的距离)的乘积即为柱塞所产生的扭矩。
各作功柱塞产生的扭距之和即为液压马达在该瞬时的输出扭矩。
第三章液压动力元件教学内容：本章首先介绍液压泵和马达的工作原理，接着介绍了齿轮泵及齿轮马达、叶片泵及叶片马达、柱塞泵及柱塞马达的基本结构与工作原理，最后简介几种泵和马达的工作特点。
教学重点：1．对容积式泵和马达工作原理进行阐述，对容积式泵和马达的效率进行计算；2．介绍几种泵和马达：齿轮泵及齿轮马达、叶片泵及叶片马达、柱塞泵及柱塞马达的基本结构、工作原理与效率；3．简介几种泵和马达的工作特点、优缺点与应用领域。
教学难点：1．泵马达的基本原理及效率计算；2．柱塞泵及柱塞马达基本结构与工作原理；3．分析马达产生输出扭矩的方法。
液压动力元件起着向系统提供动力源的作用，是系统不可缺少的核心元件。
液压系统是以液压泵作为系统提供一定的流量和压力的动力元件，液压泵将原动机（电动机或内燃机）输出的机械能转换为工作液体的压力能，是一种能量转换装置。
§3-1液压泵的概述一、液压泵的工作原理及特点1.液压泵的工作原理图3—1 液压泵工作原理图液压泵都是依靠密封容积变化的原理来进行工作的，故一般称为容积式液压泵，图3-1所示的是一单柱塞液压泵的工作原理图，图中柱塞2装在缸体3中形成一个密封容积a，柱塞在弹簧4的作用下始终压紧在偏心轮1上。
原动机驱动偏心轮1旋转使柱塞2作往复运动，使密封容积a的大小发生周期性的交替变化。
当a有小变大时就形成部分真空，使油箱中油液在大气压作用下，经吸油管顶开单向阀6进入油箱a而实现吸油；反之，当a由大变小时，a腔中吸满的油液将顶开单向阀5流入系统而实现压油。
这样液压泵就将原动机输入的机械能转换成液体的压力能，原动机驱动偏心轮不断旋转，液压泵就不断地吸油和压油。
2.液压泵的特点单柱塞液压泵具有一切容积式液压泵的基本特点：(1)具有若干个密封且又可以周期性变化空间。
液压泵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，与其他因素无关。
这是容积式液压泵的一个重要特性。
(2)油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。
常用液压马达的检修工艺方法液压泵的作用是将电动机输出的机械能转换为液压油的压力能，即输出高压力的液压油。
反之，如果将高压力的液压油输入液压泵（如齿轮泵），则液压泵便可输出机械能（扭矩）而成为液压马达。
即液压泵和液压马达原则上是可逆的，且结构上也有相似之处。
一、齿轮液压马达的检修和齿轮泵一样，齿轮液压马达由于密封性差、容积效率较低和低速稳定性差等缺点，一般多用于高转速低扭矩的场合。
关于齿轮液压马达的检修工艺及调整数据（如间隙、跳动量、窜动量等）与齿轮泵基本相同。
齿轮液压马达检修后，还应符合以下参数要求：（1）齿轮液压马达两齿轮修复后，齿轮两端面与齿轮轴中心孔的垂直度误差为0.01mm，两端面的平行度误差为0.005mm。
（2）齿轮端面的表面粗糙度为Ra0.4μm，齿轮齿面的表面粗糙度为Ra0.6μm，壳体修复后，壳体内壁的表面粗糙度为Ra0.8μm，壳体内壁孔两端面的平行度误差为0.005mm，端面的表面粗糙度为Ra0.8μm。
二、轴向柱塞液压马达的检修如下图所示，轴向柱塞液压马达不但转速较高，而且其变速范围较宽，且能和变量泵组成开式或闭式液压系统，在工程机械上有广泛的应用。
轴向柱塞液压马达1—单向阀2—变量壳体3—变量活塞4—刻度盘5—销轴6—伺服活塞7—拉杆8—变量头9—回程盘10—外套11—缸体12—配油盘13—传动轴14—进口或出口15—柱塞16—弹簧17—滑靴轴向柱塞液压马达的检修工艺也是包括拆装工艺、零部件修复工艺及设备安装工艺三部分，其中大部分检修工艺与轴向柱塞泵基本相同，故在此重点介绍零部件的检修标准。
（1）回程盘表面研磨及抛光处理后，其平面度误差为0.005mm；表面粗糙度为Ra0.4μm。
（2）柱塞磨损后经无心外圆磨床磨削后经电镀，再与柱塞孔相配研磨，二者配合游隙为0.01～0.025mm。
柱塞外圆圆柱度、圆度误差均不得超过0.005mm，表面粗糙度为Ra0.2μm。
（3）缸体①缸体柱塞孔圆柱度及圆度误差不大于0.005mm，表面粗糙度为Ra0.4μm。
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WM900 系列高压齿轮马达是为了满足苛刻的天气条件，严格的操作要求和长时间的工作寿命等具体工况要求而优化设计的产品。
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HALDEX主要产品包括:制动阀，液压齿轮泵, 转向和提升用液压系统,内燃机用输油泵,以及能够降低柴油发动机能耗的特殊液压系统等。
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第5讲齿轮泵和齿轮马达
一、外啮合齿轮泵的工作原理
【分离三片式的组成】前、后泵盖，泵体，一对齿数、模数、齿形完全相同的渐开线外啮合齿轮装在泵体内，将其分为吸油腔和压油腔两部分。
【工作原理】∵容积式泵，∴满足三句话十八个字
1、V
密
形成：齿轮的齿槽、泵体内表面、前后泵盖等围成。
2、V
密变化：齿轮脱开啮合，V
密
↑，产生真空，吸油；齿轮进入啮合，V
密
↓，油被迫压出压油
3、吸压油口隔开：两齿轮啮合线及泵盖。
【小结】齿轮泵的优点；结构简单，制造方便，造价低；自吸性能好；对油液污染不敏感；工作可靠，允许转速高。
齿轮泵的缺点：流量脉动大；噪声大；排量不可变；有困油现象。
二、齿轮泵的流量计算
∵齿轮啮合时，啮合点位置瞬间变化，其工作容积变化率不等
∴瞬时流量不均匀——即脉动，计算瞬时流量时须积分计算才精确，比较麻烦，一般用近似计算法。
1、排量
假设：V
齿槽=V
轮齿
排量V=2V
齿槽
=V
齿槽
+V
轮齿
即相当于有效齿高和齿宽所构成的平面所扫过的环形体积，则 V=πDhB（∵D=mz，h=2m）=2πZm2B
实际上：∵V
齿槽>V
轮齿
，∴V=6.66zm2B
2、流量
1）理论流量：q
t
=Vn=6.66zm2Bn
实际流量：q=q
t η
v
=6.66zm2Bnη
v
【结论】（1）∵容积式泵，∴流量与出口压力无关
（2）∵z、m、B、n = Const，q = Const，∴齿轮泵是定量泵
瞬时流量：∵每一对轮齿啮合时，啮合点位置变化，∴瞬时流量也变化：从最小变最大，又从最大变最小，∴出现流量脉动
【结论】齿数越少，脉动率越大，最大可达20%以上。
流量脉动是容积式泵的共同弊病：既会引起系统的压力脉动，产生振动和噪声，又会影响传动的平稳性。
三、齿轮泵结构特性分析
讨论外啮合齿轮泵结构上存在的三大问题
1、困油现象
产生原因：为保证齿轮连续平稳运转，又能使吸压油口隔开，齿轮啮合的ε>1，所以有时会出现两对轮齿同时啮合的情况，在齿向啮合线间形成一个封闭容积，且大小发生变化。
产生结果：
V
封
↓→p↑→高压油从一切可能泄漏的缝隙强行挤出，使轴和轴承受很大冲击载荷，泵剧烈振动，同时无功损耗增大，油液发热。
V
封
↑→p↓→形成局部真空，产生气穴，引起振动噪声、汽蚀等。
总之：由于困油现象，使泵工作性能不稳定，产生振动、噪声等，直接影响泵的工作寿命。
所以，我们希望容积式泵：“围而不困，困而不死。
”
消除困油的原则：①V
封↓，通→压；②V
封
↑，通→吸；③V
封min
，隔开吸压
油口
消除困油现象的方法：在泵盖（或轴承座）上开卸荷槽，为彻底消除困油，CB—B形泵将卸荷槽整个向吸油腔侧平移一段距离，效果更好。
2、径向不平衡作用力
径向力的产生：液压力*、啮合力
液体沿圆周分布规律：从高压腔到低压腔，压力沿齿轮圆周逐齿分级降低。
所以齿轮和轴承受到径向不平衡力，p↑，径向不平衡力↑。
结果：加速轴承磨损，降低轴承寿命，还可能使齿轮轴弯曲，导致齿顶与泵体摩擦加剧，使泵不能正常工作。
改善措施：1）缩小压油口，以减小压力油作用面积。
2）减小泵体内表面和
↓。
齿顶间隙。
3）开压力平衡槽，但△q↑，η
V
3、泄漏途径
1）齿侧泄漏：占齿轮泵总泄漏量的5%
2）径向泄漏：占齿轮泵总泄漏量的20%—25%
3）端面泄漏：占齿轮泵总泄漏量的75%—80%
∵齿轮泵存在间隙，∴p↑→△q↑
【结论】应减小端面泄漏，才能提高齿轮泵的工作压力。
四、中高压齿轮泵的结构特点
妨碍齿轮泵压力升高的首要问题是泄漏，其次是径向力不平衡。
故齿轮泵常用于低压场合，为使其成高压泵，可采用如下方法：1、自动补偿轴向间隙；2、减小径向力；3、增大轴与轴承刚度。
1、浮动轴套式
结构：见教材P45，图3-10CB型中高压齿轮泵结构图
原理：将压力油引入轴套背面，使之紧贴齿轮端面，补偿磨损，减小间隙。
2、浮动侧板式
原理：将泵出口压力油引至浮动侧板背面，靠油液压力使侧板贴紧于齿轮端面，补偿端面间隙。
3、挠性侧板式
原理：将泵出口压力油引至固定侧板背面，靠侧板自身的挠性变形来补偿端面间隙。
五、内啮合齿轮泵
分类：渐开线齿形、摆线齿形
1、渐开线齿形内啮合齿轮泵
组成：小齿轮、内齿环、月牙形隔板等
工作原理：小齿轮带动内齿环同向异速旋转，左半部分轮齿退出啮合，形成真空，吸油。
右半部分轮齿进入啮合，容积减小，压油。
月牙板同两齿轮将吸压油口隔开。
2、摆线齿形内啮合齿轮泵（摆线转子泵）
组成：内、外转子相差一齿，且有一偏心距。
工作原理：吸油—左半部分，轮齿脱开啮合容积↑
压油—右半部分，轮齿进入啮合，容积↓
特点：结构紧凑，尺寸小，重量轻，运转平稳，噪声小，流量脉动小。
但齿形复杂，加工困难，价格昂贵。
六、齿轮马达的工作原理和结构特点
1、齿轮马达的工作原理
图3-13。
2、齿轮马达的结构特点教材P47～48。
