【正文】 達(dá)的 實(shí)際輸出的轉(zhuǎn)矩 TM與 理論轉(zhuǎn)矩 TMt之比稱為 馬達(dá)的機(jī)械效率 ηMm 第二章 qp?T液壓馬達(dá) 1MMmMtTT? ??M M tTT?qp?T液壓泵 因?yàn)橛心Σ料哪芰? tTT ? 1??TT tm?馬達(dá)輸出功率 PMo與輸入功率 PMi之比稱馬達(dá)的總 效 率 。 轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速 總效率 ηM (3— 10)P62 mMvMiMoMM PP??? ??（ 1） 理論輸出轉(zhuǎn)矩 TMt 由能量守衡定理 ： pqT ???pVpqT MtM ???? ?(3— 6)P62 第二章 (2) 實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩 TM mMmMtMM pVTT ?? ???（ 3） 轉(zhuǎn)速 n VqVqn vMMtM???(3— 3) P62 第二章 常用的計(jì)算公式： 計(jì)算泵的輸入功率 rvmpqPP? ? ???計(jì)算 泵 的輸出流量 vvt Vnqq ?? ??計(jì)算馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩 mMmMtMM pVTT ?? ???計(jì)算馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速 VqVqn vMMtM ???第二章 例 題 講 解 例 某液壓泵的工作壓力為 ， 理論流量為 63 L∕min， 容積效率 為 ， 機(jī)械效率為 ， 試求 （ 1） 液壓 泵輸出流量 ； （ 2） 液壓 泵輸出功率 ； （ 3） 液壓 泵需輸入功率 。 （ 1） 液壓泵輸出 流量 解： tvqq ??根據(jù)公式 63 0. 9 56 .7 / m intvq q l?? ? ? ?第二章 （ 2 ） 液壓 泵輸出功率 pqP ?根據(jù)公式 636. 3 10 56 .7 10 / 60 5. 95P pq KW?? ? ? ? ? ?（ 3 ） 液壓泵 需 輸入功率 mvrPP ???根據(jù)公式 5 . 5 9 7 . 7 80 . 9 0 . 8 5r vmPP K W??? ? ??第二章 例 某液壓馬達(dá)排量為 250 mL/r， 入口壓力為 10MPa， 出口壓力為 MPa， 容積效率和機(jī)械效率均 為 ， 若輸入流量為 100 L/min， 試求 (1) 液壓馬達(dá) 的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩 ； (2) 液壓馬達(dá) 的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速 。 (1)液 壓馬達(dá)實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩 TM 解 mMmMtMM pVTT ?? ???根據(jù)公式 mNT M ???????? ? 3 4 02/ 5 010)( 66 ?(2) 液 壓馬達(dá)實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速 n 根據(jù)公式 VqVqn vMMtM ???mi n/3 6 02 5 0/ 0 0 3 rn ????答 ： (1) 液壓馬達(dá) 的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩 為 ； (2) 液壓馬達(dá) 的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速 為 360r/min。 第二章 例 某液壓馬達(dá)的進(jìn)油壓力為 10MPa， 排量為 200 103L/r， 總效率為 ， 機(jī)械效率為 ， 試求 (1) 該馬達(dá)輸出的理論轉(zhuǎn)矩 ； (2) 若馬達(dá)的轉(zhuǎn)速為 500 r/min， 則輸入馬達(dá)的 流量為多少 ? (3) 若外負(fù)載 為 200 Nm（ n=500r/min） 時(shí)馬達(dá) 的輸入功率和輸出功率各為多少 ? 解 : (1) 該馬達(dá)輸出的理論轉(zhuǎn)矩 根據(jù)公式 pVT tM ??由題意可知 0?出pPaMpp 10????mNpVT tM ??????????210102022022 336?(2) n=500 r/min 時(shí)馬達(dá)的理論流量 m i n/1 0 05 0 0102 0 0 3 LVnq tM ????? ? ???mMMvM ????m i n/1 2 0 0 LqqvMtMM ???? ?即輸入馬達(dá)的流量為 120L/min。 (3) 當(dāng)壓力為 10 MPa時(shí) ， 它輸出的實(shí)際轉(zhuǎn)矩為 mNTT mMtMM ????? ? 當(dāng)外負(fù)載為 200 Nm， 壓力差 (即馬達(dá)進(jìn)口壓力 )將 下降，不是 10MPa， 而是 PaMPaM 200 ??∴ 馬達(dá)的輸入功率為 : MvMiM pqp V nP ?????KWpqP MiM 1460/101 2 36 ??????? ?馬達(dá)的輸出功率 KWPP MiMoM ???? ?答 ： (1) 該馬達(dá)輸出的理論轉(zhuǎn)矩為 ； (2) 若馬達(dá)的轉(zhuǎn)速為 500 r/min， 則輸入馬達(dá) 的流量為 120L/min； (3) 若外負(fù)載為 200 Nm（ n=500r/min） 時(shí)馬 達(dá)的輸入功率為 14KW,輸出 功率 為 。 三、液壓泵的特性曲線 p41 液壓泵的特性曲線由試驗(yàn)得到，它反映了液壓泵的性能 。 曲線的橫坐標(biāo)為液壓泵的工作壓力 P， 縱坐標(biāo)分別為液壓泵的流量 q、 容積效率 ηv、 總效率 η等。(它是液壓泵在特定的介質(zhì) 、 轉(zhuǎn)速和油溫下試驗(yàn)而得 ) 。 第二章 液壓泵的性能曲線 Pq v ??rPp由圖示曲線可知 液壓泵的實(shí)際流量和容積效率隨其工作壓力 升高而降低 ； 泵的總效率隨著壓力升高而增大，在泵的額定 壓力下總效率 η最高，到達(dá)最高值后下降 ； 液壓泵的輸入功率隨其工作壓力升高而增加。 第二章 四、液壓泵的圖形符號(hào) constant displacement pump 第二章 液壓泵的圖形符號(hào) variable pump 第二章 五、液壓馬達(dá)的圖形符號(hào) 單向變量馬達(dá) 單向定量馬達(dá) constant displacement motor 第二章 液壓馬達(dá)的圖形符號(hào) 雙向定量馬達(dá) 雙向變量馬達(dá) 第二章 高壓齒輪泵 （ p≥16 ～ 32MPa） 167。 2— 2 齒輪式液壓泵與齒輪式液壓馬達(dá) 按結(jié)構(gòu)分，齒輪泵可分為 內(nèi) 嚙合和 外 嚙合 兩種 ， 外嚙合齒輪泵 應(yīng)用廣泛，我們主要講它，簡(jiǎn)稱為 齒輪泵 。 齒輪泵的種類很多，按工作壓力大致可分為： 齒輪式 液壓泵 ?低壓齒輪泵 （ p≤） 中壓齒輪泵 （ p≥ ～ 8MPa） 中高壓齒輪泵 （ p≥8 ～ 16MPa） 一、 齒輪泵 (gear pump)的工作原理 p54 齒輪泵的殼內(nèi)裝有一對(duì)相同的外嚙合齒輪，齒輪兩側(cè)靠端蓋封閉，殼體、端蓋 (上 、 下端蓋 )和齒輪的各個(gè)齒間槽組成 若干密封的工作腔 ，當(dāng)齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí) ， 吸油腔由于嚙合著的輪齒退出嚙合點(diǎn) ，密封工作腔的容積逐漸增大，因而形成部分真空 。油箱里的油液在大氣壓的作用下 ， 經(jīng)吸油管被吸入，充填所形成的部分真空，并隨著齒輪旋轉(zhuǎn)。當(dāng)油液到達(dá)壓油區(qū)時(shí)，由于齒輪逐漸進(jìn)入嚙合區(qū)，密封工作腔的容積不斷減小，因而油液被壓出去，液壓泵不斷地旋轉(zhuǎn)，不斷地完成吸油、壓油過程。 第二章 齒輪泵的吸油 區(qū)和壓油區(qū)是 由相互嚙合的 輪齒 、 齒頂與 泵殼內(nèi)壁的粘 合而隔開的， 相當(dāng)于 配流機(jī) 構(gòu) 。 二、 困油現(xiàn)象及消除措施 為保證齒輪泵流量連續(xù)及高低壓腔嚴(yán)格密封，必須使齒輪重合系數(shù) ε1，一般取 ～ ，既總有兩對(duì)齒輪同時(shí)嚙合，因此就有一部分油液被困在兩對(duì)齒輪所形成的密封腔之內(nèi)，隨著先困油區(qū)逐漸減小，后又逐漸增大，密封容積減小會(huì)使被困油液受擠而產(chǎn)生高壓，并從縫隙中流出，導(dǎo)致油液發(fā)熱，軸承等機(jī)件也受到很大的額外負(fù)載作用，封閉容積增大又會(huì)造成局部真空，形成氣穴，無論是前者還是后者，都會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲，對(duì)泵工作不利，這就是齒輪泵的 困油現(xiàn)象 。 困油現(xiàn)象 第二章 第二章 第二章 在齒輪兩端蓋板上開卸荷槽 ，即當(dāng)封閉容積由大變小時(shí)，通過一個(gè)卸荷槽使其與壓油腔相通；而當(dāng)封閉容積由小變大時(shí)，通過另一個(gè)卸荷槽使其與吸油腔相通。 注 :消除困油現(xiàn)象的卸荷槽 非對(duì)稱分布 ，偏向吸油腔。 消除措施 困油現(xiàn)象動(dòng)畫 第二章 三、 泄漏及徑向受力平衡問題 齒輪泵的泄漏比較大，其高壓腔的壓力油通過 三條途徑 泄漏到低壓腔 ： 一是 通過齒頂圓和泵內(nèi)孔間的徑向間隙； 二是 通過齒輪端面與端蓋之間的軸向間隙； 三是 輪齒嚙合線處的接觸間隙， 第二章 其中對(duì)泄漏影響最大的是途徑二 ， 即齒輪端面與端蓋之間的軸向間隙 ， 通過軸向間隙的泄漏量可占總泄漏量的 75℅～ 80℅。 因?yàn)檫@里泄漏途徑短 ， 泄漏面積大 。軸向間隙過大 、 泄漏量多 ， 會(huì)使容積效率降低 ； 但間隙過小 ， 齒輪端面和端蓋之間的機(jī)械摩擦損失增加 ， 會(huì)使泵的機(jī)械效率降低 。 一般 ， 普通齒輪泵的容積效率降低，輸出壓力也不易提高 。 在高壓齒輪泵中 ， 一般都使用軸向間隙補(bǔ)償裝置以減少軸向泄漏 ， 提高其容積效率。 第二章 齒輪泵的一側(cè)是壓油腔，另一側(cè)是吸油腔。兩腔的壓力是不平衡，因此齒輪受到了來自壓油腔高壓油的壓力作用 ， 使齒輪泵的上 、 下齒輪及其軸承都受到一個(gè)徑向不平衡力的作用 。 油壓力越大，這個(gè)徑向不平衡力越大。 其結(jié)果會(huì)加速軸承的磨損，降低軸承的壽命 ， 甚至使軸承彎曲變形，造成齒頂與泵體內(nèi)孔的摩擦。 為解決此問題，可采用開壓力平衡槽的辦法或采用縮小壓油腔的辦法減小徑向不平衡力。 第二章 四、 齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 吸油腔 、 壓油腔是 固定 的， 吸油口 (孔 )大，壓油口 (孔 )小； 消除困油現(xiàn)象的卸荷槽向吸油腔偏移 (非對(duì)稱分布 )； 泵體兩端面上的卸荷槽，消除油液外卸， 減小螺釘拉力； 齒輪端面泄漏有潤(rùn)滑軸承后回吸油腔； （ 3和 4同屬于 內(nèi)泄 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)） 第二章 五、 齒輪泵的排量、流量及流量脈動(dòng) 排量 (泵軸每轉(zhuǎn)所排出的液體體積 ) 外嚙合齒輪泵的理論排量應(yīng)為兩齒輪間槽工作容積之總和，若近似認(rèn)為齒間容積等于輪齒的體積，設(shè)齒輪齒數(shù)為 Z， 模數(shù)為 m， 齒寬為 B， 節(jié)圓直徑為 D， (D=mZ)， 齒高為 h (h=2m)， 則齒輪泵的排量 V為 ： BzmD h BV 22 ?? ??第二章 實(shí)際上齒間容積比輪齒體積稍大一點(diǎn)，工程上也用下面式 計(jì)算排量： BzmD h BV 22 ?? ??（ 2— 8 ） P55 B—— 齒寬 。 26. 66 /V z m B mL r?式中 m—— 齒輪模數(shù) ； Z—— 齒數(shù) ； 第二章 常用轉(zhuǎn)速 750 r/min～ 1500 r/min 或（ 75～ 150rad/s） 理論平均流量 (泵在單位時(shí)間內(nèi)的排油體積 ) tqBnzmnVq t 22 ????可見：① 理論平均流量與泵的結(jié)構(gòu)尺寸和轉(zhuǎn)速有關(guān)； ② 轉(zhuǎn)速過高 ， 產(chǎn)生空吸現(xiàn)象 ， 會(huì)下降， ∴ 需限定在額定轉(zhuǎn)速內(nèi)工作。轉(zhuǎn)速過低， 流量減小，泄漏與流量的比值增加， 也 降低。 v?v?第二章 用