【正文】 max cosh ?? ???1500 2601 6 2 ( / )c o s 1 5 rad s??? ? （ 410） 當(dāng) 0a? ﹑ ? 時(shí)， h? 最小（在長(zhǎng)軸位置）為 m i n 1500c o s 2 c o s 1 5 1 5 2 ( / )60h r a d s? ? ? ? ?? ? ? ? ? （ 411） 由結(jié) 構(gòu)可知，滑靴中心繞 o? 點(diǎn)旋轉(zhuǎn)一周（ 2? ）的時(shí)間等于缸體旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間。即分析柱塞與缸體做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的行程﹑速度和加速度，這種分析是研究泵流量品質(zhì)和主要零件受力狀況的基礎(chǔ)。 ****本科畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 直軸式軸向柱塞泵主要零部件的運(yùn)動(dòng)學(xué)及脈動(dòng)品質(zhì)分析 24 4 直軸式軸向柱塞泵主要零部件的運(yùn)動(dòng)學(xué)及脈動(dòng)品質(zhì)分析 泵在一定斜盤傾角下工作時(shí)，柱塞一方面與缸體一起旋轉(zhuǎn)，沿缸體平面做圓周運(yùn)動(dòng)，另一方面又相對(duì) 缸體做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。 機(jī)械效率 不計(jì)摩擦損失時(shí)，泵的理論扭矩 tbM 為 2bbtb pqM ???= 6 612 10 10 ( . )2 Nm??? ?? （ 35） 式中 bp? 為泵吸 ﹑排油腔壓力差。 泵實(shí)際輸出流量 gbQ ： gb tb bQ Q Q? ?? =1003=97（ /minml ） 式中 bQ? 為柱塞泵泄漏流量。因此，對(duì)液壓元件型號(hào)命名的標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定用排量作為主參數(shù)來區(qū)別同一系列不同規(guī)格型號(hào)的產(chǎn)品。 ****本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 直軸式軸向柱塞泵基本性能參數(shù) 21 3 直軸式軸向柱塞泵基本性能參數(shù) 容積效率 軸向柱塞泵排量 bq 是指缸體旋轉(zhuǎn)一周，全部柱塞腔所排出油液的容積，即 2m a x m a x4b X xq F s Z d s Z??? （ 31） = 2(1 9 . 5 0 . 2 ) (1 9 . 5 0 . 2 2 ) 94? ? ? ? ? ? ? ≈ (L) 不計(jì)容積損失時(shí)，泵的理論流量 tbQ 為 2 m a x4tb b b x bQ q n d s Zn??? （ 32） = 1500 =1260(L) 式中 xF — 柱塞橫截面積； xd — 柱塞外徑； maxs — 柱塞最大行程； Z— 柱塞數(shù)； bn — 傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速。 恒流量變星泵用于對(duì)液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求速度恒定的設(shè)備中。由于節(jié)流器面積不變，則節(jié)流器兩端壓力差p? 增大，推動(dòng)控制閥閥芯左移，帶動(dòng)變量活塞左移，斜盤傾角減小，流量城少，直至恢復(fù)到調(diào)定值。變量機(jī)構(gòu)原理及變量特性如圖 212 所示。但是，實(shí)際泵的變量機(jī)構(gòu)都是采用彈簧來控制的。與手動(dòng)伺服變量機(jī)構(gòu)不同的是控制閥 C 端由彈簧預(yù)壓調(diào)定， D 端用控制油路接通泵出口管路。因此，這種變量型式廣泛用于頻繁變速的行定車輛、工程機(jī)械、機(jī)床等許多液壓系統(tǒng)中。同理，由于控制閥閥套的反饋移動(dòng)，使斜盤穩(wěn)定在新的位置。變量時(shí)，若控制閥 C 端向左移動(dòng)，油路 1 和 2 連通，變量缸 A﹑ B 兩腔都是泵出口壓力。手動(dòng)伺服變量機(jī)構(gòu)的原理圖和變量特性如圖 211 所示。手動(dòng)變量機(jī)構(gòu)原理圖及變量特性如圖 210 所示。 由此可知，變量的型式是多種多樣的，下面介紹其中最常用的幾種變量機(jī)構(gòu)。 圖 29 變量執(zhí)行機(jī)構(gòu) 以上各種型式的變量機(jī)構(gòu)常常組合使用。 變量機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸向柱塞泵通過變量機(jī)構(gòu)改變直軸泵斜盤傾斜角或斜軸泵擺缸擺動(dòng)角，以改變輸出流量的方向和大小。 安慶師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 proe 直軸式軸向柱塞泵主要零部件設(shè)計(jì) 16 圖 28 回程盤結(jié)構(gòu)尺寸 如前所述，滑靴在斜盤平面上運(yùn)動(dòng)軌跡是一個(gè)橢圓，橢圓的兩軸是 短軸 2 2 1 9 . 5 3 9 ( )fa R m m? ? ? ? 長(zhǎng)軸 m a x2 2 1 9 . 5 4 1 . 5 ( )c o s c o s 2 0fRb m m???? ? ? hd 和 hD 的選擇應(yīng)保證泵工作時(shí)滑靴不與回程盤發(fā)生干涉為原則。 回程盤是一平面圓盤，如圖 28 所示。 柱塞回程機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 直軸式軸向柱塞泵一般都有柱塞回程結(jié)構(gòu)，其作用是在吸油過程中幫助把柱塞從柱塞腔中提伸出來，完成吸油工作，并保證滑靴與斜盤有良好的貼合。然后進(jìn)行強(qiáng)度和剛度驗(yàn)算。即 23 3 0 2 2 262fR R R m m?? ? ? ? ? 式中 2R ﹑ 3R 為配油盤配油窗口內(nèi)﹑外半徑。配油盤的總支承面積 F 為 安慶師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 proe 直軸式軸向柱塞泵主要零部件設(shè)計(jì) 12 2 2 2 25 1 4 1 2 3( ) ( )4F D D D D F F F?? ? ? ? ? ? ? 式中 1F — 輔助支承面通油槽總面積；且： 15()F KB R R??（ K 為通油槽個(gè)數(shù)， B 為通油槽寬度） 2F ﹑ 3F — 吸 ﹑排油窗口面積。 由此可得 2223RR? = ? ?002 tQv? 2）封油帶尺寸 設(shè)內(nèi)封油帶寬度為 2b ，外封油帶寬度為 1b ， 1b 和 2b 確定方法為： 考慮到外封油帶處于大半徑，加上離心力的作用，泄漏量比內(nèi)封油帶泄漏量大，取 1b 略大于 2b ，即 1 1 2 0 .1 2 5zb R R d? ? ? 2 3 4 ( ) zb R R d? ? ? ? 當(dāng)配油盤受力平衡時(shí)，將壓緊力計(jì)算示與分離力計(jì)算示帶入平衡方程式可得 222 2 23412132 4(1 ).2ln ln z pRRR R Z dRRR R? ???? ??? （ 28） 聯(lián)立解上述方程，即可確定配油盤封油帶尺寸： 1 50R mm? ﹑ 2 32R mm? ﹑ 3 27R mm? ﹑ 4 17R mm? 。對(duì)泵的壽命影響很大。 配油盤設(shè)計(jì)主要是確定內(nèi)封油帶尺寸﹑吸排油窗口尺寸以及輔助支承面各部分尺寸。 1）滑靴外徑 2D ： 2 s in 3 9 s in 0 . 2 4 ( )9fD D s m mZ??? ? ? ? ? ? （ 27） 一般取 s=～ 1，這里取 。 圖 23（ c）所示的滑靴在支承面上開設(shè)了阻尼形螺旋槽與縫隙阻尼共同形成液阻。 安慶師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 proe 直軸式軸向柱塞泵主要零部件設(shè)計(jì) 9 圖 23 滑靴結(jié)構(gòu)型式 圖 23（ a）所示為簡(jiǎn)單型，靜壓油池較大，只有封油帶而無(wú)輔助支承面。但摩擦功率較大，機(jī)械效率會(huì)降低。此時(shí)無(wú)論柱塞中心孔 0d? 還是滑靴中心孔 0d ，均不起節(jié)流作用。由于油液在封油帶環(huán)縫中的流動(dòng)，使滑靴與斜盤之間形成一層薄油膜，大大減少了相對(duì)運(yùn)動(dòng)件間的摩擦損失，提高了機(jī)械效率。 表 21 材料性能 材料牌號(hào) 許用比壓 ??p Mpa 許用滑動(dòng)速度 ??v m/s 許用比功 ? ?pv ZQAL94 30 8 60 ZQSn101 15 3 20 球墨鑄鐵 10 5 18 柱塞與缸體這一對(duì)摩擦副，不宜選用熱變形相差很大的材料，這對(duì)于油溫高的泵更重要。 4）柱塞均壓槽 高壓柱塞泵中往往在柱塞表面開有環(huán)行均壓槽，起均衡側(cè)向力﹑改善潤(rùn)滑條件和存儲(chǔ)贓物 的作用。 表 21 柱塞結(jié)構(gòu)參數(shù) Z 7 9 11 m 當(dāng)泵的理論流量 fbQ 和轉(zhuǎn)速 bn 根據(jù)使用工況條件選定之后，根據(jù)流量公式得柱塞直徑 Zd 為 3 4 2 0 .3tbZbQd m zn tg???? （ 21） 式中 γ — 斜盤最大傾角，取γ =20176。 （ 2） 柱塞結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 1）柱塞直徑 Zd 及柱塞分布塞直徑 fD 柱塞直徑 Zd ﹑ 柱塞分布塞直徑 fD 和柱塞數(shù) Z 都是互相關(guān)聯(lián)的?？招闹麅?nèi)還可以安放回程彈簧，使柱塞在吸油區(qū)復(fù)位。高壓油液還可以通過柱塞中心孔及滑靴中心孔，沿滑靴平面泄漏，保持與斜盤之間有一層油膜潤(rùn)滑，從而減少了摩擦和磨損，使壽命大大提高。擺動(dòng)頭上部是球面或平面與斜盤或面接觸，以降低接觸應(yīng)力，提高泵工作壓。根據(jù)柱塞頭部結(jié)構(gòu)，可有以下三種形式： 1）點(diǎn)接觸式柱塞 如圖 21（ a）所示，這種柱塞頭部為一球面，與斜盤為點(diǎn)接觸，其零件簡(jiǎn)單，加工方便。如果缸體不斷旋轉(zhuǎn)，泵便連續(xù)地吸油和排油。隨著缸體繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，在 0? ～ 180? ，柱塞在斜盤約束下開始不斷 進(jìn)入腔內(nèi)，柱塞腔容積不斷減小，直至下孔點(diǎn)止。直軸式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)如圖 11 所示， 柱塞的頭部安裝有滑靴，滑靴底面始終貼著斜盤平面運(yùn)動(dòng)。 我國(guó)的軸向柱塞泵技術(shù)還比較落后， 但旺盛的需求對(duì)軸向柱塞泵技術(shù)的發(fā)展有很大的推動(dòng)作用。不同的輸送對(duì)象對(duì)于泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)要求均不同。 隨著電子、計(jì)算機(jī)、材料、制造等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，多學(xué)科交叉應(yīng)用于 軸向柱塞 泵的研究，使仿真和試驗(yàn)更為接近現(xiàn)實(shí)， 軸向柱塞 泵設(shè)計(jì)和優(yōu)化的效率大大提高。蘭州永新科技股份有限公司以上述兩項(xiàng)專利與一項(xiàng)新材料技術(shù)成果為支持，成功地開發(fā)生產(chǎn)的 JBP 系列機(jī)電控制式徑向柱塞泵，是國(guó)家科技部“八五”攻關(guān)和國(guó)家科技部火炬計(jì)劃項(xiàng)目。主要因?yàn)樵诶碚撋嫌写罨?，在?shí)際生產(chǎn)中不能解決轉(zhuǎn)子與配流軸、滑靴與定子兩對(duì)摩擦副燒研的問題。使其成為一種優(yōu)良的高壓泵，代表當(dāng)今國(guó)際上液壓泵制造的先進(jìn)水平。 軸向柱塞泵可分為閥配流與軸 配流兩大類。 30 滑靴受力分析 4 柱塞設(shè)計(jì) 2 2 直軸式軸向柱塞泵主要零部件設(shè)計(jì) 1 直軸式軸向柱塞泵的工作原理 1 軸向柱塞泵簡(jiǎn)介 本文重點(diǎn)講述了基于 Pro/E 軟件的柱塞泵各零件的設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)仿真，從而對(duì)柱塞泵的工作原理有了更清晰的認(rèn)識(shí)。本設(shè)計(jì)課題主要進(jìn)行柱塞泵的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和基于 Pro/E 軟件的實(shí)體仿真設(shè)計(jì)。 柱塞泵分徑向柱塞泵和軸向柱塞泵兩種。它的工作原理是：靠凸輪旋轉(zhuǎn)，由凸輪作用在彈簧壓緊的柱塞上，使柱塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因而不斷改變泵腔的容積和壓力，將潤(rùn)滑油吸入泵腔，并排到潤(rùn)滑系統(tǒng)中。 軸向柱塞泵具有結(jié)構(gòu)緊湊，工作壓力高，容易實(shí)現(xiàn)變量 ，體積比徑向柱塞泵要小 等優(yōu)點(diǎn) 。本文詳細(xì)講解了整個(gè)柱塞泵的建模過程，講述了柱塞泵的裝配，以及柱塞泵的運(yùn)動(dòng)仿真，并與其他三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行了一個(gè)對(duì)比，分析了各類設(shè)計(jì)軟件的