【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 /3~26 2223 ?????? ?? (220) 式中 tQ —— 泵的平均幾何流量（ l/min） ； ? —— 配油孔上的連筋角 (rad)； ? —— 配油孔的間隔角 (rad)； pv —— 配油孔上的平均油流速度（ m/s）。 根據(jù)式（ 219） ，聯(lián)系式（ 220）取較小數(shù)值 2? 驗(yàn)算即可。 ra ???? ???? 根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn) 取 cmR ? cmR ? cmR ? 把數(shù)據(jù)代入式（ 220）得 ? ?? ?? ? )/ 22 smv p （????? ? ， 符 合要求。 配油孔的內(nèi)外半徑為 32 RR、 ，其平均半徑 2 32 RR? 處的圓周速度 pu 應(yīng)滿足下式 ? ? ? ?pp unRRu ???? ? 232 1060? (221) 式中 ??pu —— 最大允許圓周速度， ??pu =58（ m/s） 代入數(shù)據(jù)后得 ? ? ? ?pp uu ?????? ? 2?， 符合要求。 2 考慮離心力對(duì)泄漏的影響，一般取 ? ?? ?3412 1~ RRRR ??? (222) 根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn) 王迪：軸向柱塞泵設(shè)計(jì) 18 取 cmR ? 代入式（ 222）后，不難看出符合要求。 圖 25 配油盤(pán)的有關(guān)尺寸 with the size of the oil pan 3 配油盤(pán)的壓緊系數(shù) ? 由于摩擦力和油壓反推力、反推力矩的摸是轉(zhuǎn)角 ? 的函數(shù)；斜盤(pán)對(duì)缸體的軸向壓緊力 ?pxN 和力矩的模只和油壓有關(guān)；慣性力等又隨傾角 ? 變化，故一般使缸體所受的力和力矩（不考慮輔助支撐力 AA MP和 ） 之和為零不可能，加之油壓反推力 fmP 與配流盤(pán)與缸體間的油膜厚度 ? 無(wú)關(guān)，因此為了缸體穩(wěn)定通常都把斜盤(pán)力 ?pxN 設(shè) 計(jì)得比 fmP 大些， 兩者的比值 ? 叫配油盤(pán)的壓緊系數(shù)，通過(guò)分析可以得到， ? ? ? ? ?????????????? ????????? ??????00012212234232421/ln/ln2 ?????RRRRRRRRZdPNfmpx (223) 遼寧工程技術(shù) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 19 一般取 ~?? 。 把設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)代入式（ 223）得 ? ? ? ?2/3/22222 ??????? ?????? ???????? ?????? ????fmpxPN ， 符合要求。 輔助支撐 由于存在剩余壓緊力，為了減少配油盤(pán)與缸體間的磨損，通常都采用輔助支撐來(lái)減小壓強(qiáng)或承擔(dān)這部分多余的壓緊 力。 輔助支撐通常有平面輔助支撐、動(dòng)壓支撐、靜壓支撐和滾動(dòng)軸承輔助支撐等，本設(shè)計(jì)采用常用的平面輔助支撐。 平面輔助支撐設(shè)計(jì)后要進(jìn)行“比壓”校驗(yàn)或“熱楔支撐”校驗(yàn)。本設(shè)計(jì)采用比壓校驗(yàn)。 比壓校驗(yàn)時(shí)通常最簡(jiǎn)單的計(jì)算方法，通過(guò)檢查全部接觸面上的壓應(yīng)力 ——“比壓”，使其不要超過(guò)允許的“比壓”值，即 ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ?? ? ? ?????????? ????????????????? ??????????????????????? ?????fARRRRppRR RRRR RRdZ222321240000122122342324281/ln/ln2(224) 式中 ? —— 比壓 (bar)； ??? —— 許用比壓，視摩擦副材料而 定，淬火鋼對(duì)鋁鐵青銅 ? ?20~15?? bar； fA —— 輔助支撐面積 ? ?2cm , ? ?cmRR 6 為輔助支撐（共 1Z 塊）的內(nèi)、外半徑， b為間隔弧長(zhǎng)，則 ? ? ? ?5612526 RRbZRRA f ???? ? （ 225） 取 cmR ? cmR ? 不難得知 ? ? ? ? 222 cmA f ?????? ? 代入數(shù)據(jù)得 ? ? ? ?? ?? ?? ?? ? 222222222????????????? ?????? ?????? ???????? ????? ????? 王迪：軸向柱塞泵設(shè)計(jì) 20 可見(jiàn) 符 合要求 。 壓盤(pán)及斜盤(pán)尺寸的確定 壓盤(pán)（返回盤(pán)）尺寸的確定 圖 26 壓盤(pán)的尺寸 platen size 由受力分析可知，滑靴中心在斜盤(pán)上的運(yùn)行軌跡是一橢圓，其長(zhǎng)軸為maxcos?R ，短軸為 R，所以壓盤(pán)上滑靴安放孔中心的半徑 mR (即壓盤(pán)滑靴孔的分布半徑 )為 os 112 os 112m a x??????? ?????????? ??? ?RR m cm （ 226） 滑靴的包球外徑 3d 已知，盤(pán)孔與 2d 的最小間隙為 1? ，則盤(pán)孔直徑 pd 為? ?13 2??d ，再加上兩倍的因偏心而向外（或向內(nèi)）移動(dòng)的量 ???????? ?? mRRmaxcos，遼寧工程技術(shù) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 21 即 16c os os22 m a x13 ??????? ????????????? ?????? ?mp RRdd cm 式中 1? —— 最小間隙，取 。 ?? 壓盤(pán)最大外徑 pD 如下 cmdRD wP 96176, os os 2 4m a x ???????????? ? （ 227） 式中 4? —— 接觸余量，可取 ?? 。 斜盤(pán)尺寸的確定 斜盤(pán)的最大外徑，應(yīng)能保證滑靴底面全部落在其上。即 os os 2 m a x ?????????? ??wdRD cm (228) 取 D=9cm。 式中 ? —— 余量， )(~ cm?? 。 王迪：軸向柱塞泵設(shè)計(jì) 22 3 直軸式軸向柱塞泵的運(yùn)動(dòng)及瞬時(shí)流量分析 直軸式軸向柱塞泵的運(yùn)動(dòng)分析 柱塞運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 運(yùn)動(dòng)分析是瞬時(shí)流量分析和受力分析的基礎(chǔ)，所以這里先討論。如圖 31所示 ,設(shè)斜盤(pán)平面相對(duì)缸體橫截面的傾角為 ? ,取坐標(biāo)系 oxyz ， 并以通過(guò) oxy 平面的點(diǎn) A（ A為柱塞球頭中心的起始點(diǎn)）為缸體轉(zhuǎn)角 ? 的計(jì)算起點(diǎn)（開(kāi)始?jí)河偷狞c(diǎn) ）。當(dāng)缸體轉(zhuǎn)過(guò)任一角度 ? 時(shí)，柱塞球頭中心轉(zhuǎn)至點(diǎn) B，此時(shí)柱塞球頭中心的坐標(biāo)為： ? ??????????????????s i nc o sc o st a nt a nc o sRzRyRRx （ 31） 圖 31斜盤(pán)式軸向柱塞泵的運(yùn)動(dòng)分析 Swashplate axial piston pump of the Motion Analysis 由此坐標(biāo)方程可以看出，沿 x正向、即沿缸體軸線方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，是缸體轉(zhuǎn)角 ? 的余弦函數(shù) ；而在 oyz平面內(nèi)，點(diǎn) B的運(yùn)動(dòng)軌跡，由其牽連運(yùn)動(dòng)（缸體的轉(zhuǎn)動(dòng)）可以知道是一個(gè)圓。由于軸向運(yùn)動(dòng)方向 x軸正向相同，所以柱塞相對(duì)缸孔軸向移動(dòng)的速度 v 為： 遼寧工程技術(shù) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 23 ?s inta n ??? wRddv tx （ 32） 式中 w —— 缸體轉(zhuǎn)動(dòng)角速度（ rad/s）； v —— 柱塞相對(duì)缸體的軸向速度（ cm/s） ； R —— 柱塞軸線在缸體中的分布圓半徑（ cm） ； t —— 時(shí)間 (s)； ? —— 缸體轉(zhuǎn)角（ wt?? ）。 其平均 相對(duì)速度為 ??? ? t a n21v 0p wRvd ??? ? （ 33） 柱塞相對(duì)缸孔移動(dòng)的加速度為 ?c ostan2 ??? Rwdda tv （ 34） 式中 a —— 柱塞相對(duì)缸體的 軸向加速度 (cm/ 2s )。 柱塞因旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的徑向（即向心）加速度 ra 為 )/( 22 scmRwar ? （ 35） 滑靴運(yùn)動(dòng)分析 滑靴除了與柱塞一起相對(duì)缸體往復(fù)運(yùn)動(dòng)及隨缸體旋轉(zhuǎn)之外，還與柱塞球頭一起沿斜盤(pán)平面做平面運(yùn)動(dòng)。下面將討論滑靴與柱塞球頭中心在斜盤(pán)平面上的運(yùn)動(dòng)情況。 為了得到柱塞上的滑靴相對(duì)斜盤(pán)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，將坐標(biāo)系 oxyz ，以 oz 為軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò) ? 角，得 111 zyox 坐標(biāo)系，點(diǎn) B在 111 zyox 的坐標(biāo)系中以 1B 表示（見(jiàn)圖 31），其坐標(biāo)值為 ????????????????s inc o sc o sc o s0111RzzRyyx （ 36） 由式（ 36）可見(jiàn)， 1B 點(diǎn)在 11zoy 平面上的軌跡為一橢圓，其長(zhǎng)軸為 ?cosR ，短軸為 R。對(duì)應(yīng)任一轉(zhuǎn)角 ? 的矢徑 ? 王迪：軸向柱塞泵設(shè)計(jì) 24 ?? 222121 c o st a n1 ????? Ryz （ 37） 矢徑 ? 與橢圓長(zhǎng)軸（ 軸1y ）的夾角為 ? ，則 ?? tanc os11 ??? yztg （ 38） 或 )tan(co s1 ?? ?? ?tg 1B 點(diǎn)（即滑靴）繞 o點(diǎn)旋轉(zhuǎn)地角速度為 wddw th ?? ??? 222 c oss i nc os c os ??? （ 39） 由式（ 39）可知，當(dāng) 2?? n? （ n 為自然數(shù)）時(shí)， hw 達(dá)到最大值，為 ?? cosmax wwh （ 310） 式中 w —— 缸體的速度； ? —— 斜盤(pán)的傾角。 當(dāng) ?? 1n? （ 1n 為包括 0的自然數(shù)）時(shí)， hw 有最小值，為 ?? cosmin wwh （ 311） 滑靴在 11zoy 平面內(nèi)轉(zhuǎn)一周的時(shí)間與缸體轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間相等，所以其平均角速度 hmw 與 w 相同，即 wwhm? （ 312） 滑靴沿斜盤(pán)表面與橢圓軌跡相切的滑移速度為 hv 時(shí)，則 ?? ????? 222222c oss i nc os c oss i nc os ?? ?? Rwwv hh （ 313） 由上式可以得出，當(dāng) ???? 25232 、? ??時(shí)， hv 便達(dá)到最大值， 為 maxmax cos??wRvh （ 314） 而當(dāng) ?? 、0? ??時(shí)， hv 便達(dá)到最小值，為 wRvh ?min （ 315） 滑靴沿斜盤(pán)平面的平均滑動(dòng)速度為 遼寧工程技術(shù) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 25 ?? ???? 20 2220 s i ns i n122 ?? ????? dwRdvv hsp （ 316） 該積分為第一類橢圓積分，當(dāng) ?? 2021 ??? 時(shí)，其值為 ，所以 wRwRv sp 2 ?? ? （ 317） 另外，滑靴在旋轉(zhuǎn)中，由于離心的作用，滑靴對(duì)于斜盤(pán)之壓力的作用線，將偏離滑靴的軸線，在此力所引起的摩擦力的作用下，滑靴、柱塞在運(yùn)動(dòng)中會(huì)產(chǎn)生繞自身軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)快慢取決于旋轉(zhuǎn)摩擦力的大小，各有所異。這一自轉(zhuǎn)可改善潤(rùn)滑，對(duì)減少摩擦、改善磨損和提高效率都是有益的。 瞬時(shí)流量及脈動(dòng)品質(zhì)分析 瞬時(shí)流量計(jì)算 由于泵有多個(gè)柱塞同時(shí)在排油腔和進(jìn)油腔，所以泵 的瞬時(shí)流量，為同一瞬時(shí)所有處于排油腔的柱塞之瞬時(shí)流量之和， 即 ???ki iB 139。39。 （ 318） 式中 39。BQ —— 整個(gè)泵的瞬時(shí)流量 ； 39。iQ —— 每個(gè)柱塞的瞬時(shí)流量； k —— 同時(shí)處于排油區(qū)的柱塞數(shù)目。 如圖 32所示， 當(dāng)柱塞由上死點(diǎn)位置 A隨缸體轉(zhuǎn)過(guò)任意角度 ?