【正文】 定BD段直徑dBD=EF段軸肩作右側(cè)軸承的定位軸肩,右側(cè)軸承的型號(hào)6209型深溝球軸承基本尺寸：dDB=45mm85mm19mm右側(cè)軸承安裝尺寸da=52mm ,設(shè)計(jì)該段軸肩dEF=52mm，選取軸肩寬度lEF=4mm。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖511 軸上零件的裝配Figure 511 assembly of shaft parts初定軸上零件裝配位置如圖，軸上有左右軸承、轉(zhuǎn)子和密封圈。花鍵軸的齒的工作高度為h=Dd2=2C=2mm （533） 式中，h——花鍵齒工作高度，單位mm D——矩形花鍵大徑，單位mm d——矩形花鍵小徑，單位mm C——矩形花鍵齒倒角尺寸，單位mm花鍵大徑：D=d+2h= （534） 取C=1mm,得d=鍵數(shù) N=4，鍵寬B=花鍵軸規(guī)格：NdDB=4式中, N——鍵數(shù) d——矩形花鍵小徑，單位mm D——矩形花鍵大徑，單位mm B——鍵寬，單位mm 校核軸段花鍵的擠壓強(qiáng)度《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4329查得花鍵連接的許用壓強(qiáng)：p=55MPa （535）計(jì)算得出花鍵擠壓強(qiáng)度：p=2TψzhlDm （536）p=242=式中，T——轉(zhuǎn)矩， Ψ——各齒載荷不均勻系數(shù)，一般取ψ=~ z——齒數(shù)，即鍵數(shù) ——齒的工作長度，mm。 軸的材料選擇軸受力主要是扭矩，軸上只有扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表151，選擇常用的材料中剪切疲勞極限數(shù)值較高，所受扭矩力矩較小，考慮經(jīng)濟(jì)性原則，45鋼作為本次設(shè)計(jì)軸的材料。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1512，設(shè)計(jì)配流盤和右泵體配合段倒角445176。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1045, 右配流盤上的密封件選O形橡膠密封圈。由于要進(jìn)行裝配，配流盤軸孔直徑設(shè)計(jì)48mm。右側(cè)配流盤上需要開2個(gè)?4mm的孔和2個(gè)?3mm的孔， ?3mm是向葉片槽底部輸送壓力油的孔，能夠通過這個(gè)孔將壓力油推到葉片底部，葉片通過壓力油和離心力雙重作用下伸向定子表面，緊密接觸來減少泄漏。 右配流盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖59 右配流盤Fig 59 right valve plate右配流盤的結(jié)構(gòu)尺寸與左配流盤大多數(shù)尺寸相同，吸、壓油窗口位置相同，不同點(diǎn)有以下幾處，右配流盤的吸油窗口為不通孔，深為5mm，但壓油窗口是通孔，與配流盤環(huán)形槽相通，環(huán)形槽寬度為5mm，深度也為5mm。在吸油窗口入口端，擴(kuò)大配油盤窗口角度為13176。 （532）配油窗口吸油、壓油窗口可以根據(jù)轉(zhuǎn)子、定子的配合安裝位置定，配油窗口分布在四段過渡定子曲線上，r=44mm，R=，則配油窗口分圓直徑在?=85mm上。配流盤眉形尖槽?=10176。配流盤端面環(huán)槽:配流盤端面環(huán)槽與葉片槽底部相通，根據(jù)轉(zhuǎn)子、葉片油孔尺寸，各孔圓心位置在dk=60mm的圓周上，孔直徑?=4mm，環(huán)槽分度圓半徑rhc=60mm，環(huán)槽寬度bhc=5mm，環(huán)槽深度是hhc=4mm。軸孔尺寸:左配油盤的軸孔壁是左軸承外圈的軸向定位，機(jī)械手冊(cè)上查得6206型深溝球軸承的內(nèi)徑安裝尺寸的數(shù)值為da=36mm，外形尺寸d=30mm。取 ?=10176。高性能的葉片泵一般會(huì)采用和預(yù)壓縮定子曲線這兩種方法來解決封閉容積的高壓回流沖擊的問題。最理想是當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過角度?時(shí)，兩葉片間容腔內(nèi)壓力恰好升高到接近壓油壓力。,V形槽深度角為3176。一般V形槽所占幅角?=6176。當(dāng)封閉容積離開吸油窗口，通過V形槽逐漸與壓油窗口連通，轉(zhuǎn)角的一點(diǎn)點(diǎn)增加，使V形槽的通流面積變大，導(dǎo)致兩葉片間容積腔內(nèi)的壓力逐步上升，一直到連通壓油窗口，升壓才達(dá)到壓油腔的壓力，基本上消除了高壓回流沖擊。角與角的比值稱為遮蓋比，故β0β≥1 （531） 通常，β0==33176。 左配流盤的設(shè)計(jì)圖57 配流盤的配油窗口Fig 57 with flow plate of the oil distribution of the window 左配油盤封油區(qū)夾角為了葉片泵工作時(shí)吸油腔和壓油腔不會(huì)相互溝通，設(shè)置左配油盤的封油區(qū)夾角，配流盤上的吸油窗口和壓油窗口之間的間隔所對(duì)應(yīng)的圓心角β0必須大于或等于相鄰兩葉片之間的圓心角β=2πz。（2）螺釘孔設(shè)計(jì)：根據(jù)螺釘型號(hào)，定子螺釘孔直徑設(shè)計(jì)為dM==，2個(gè)螺釘孔位置在分布在直徑?100的圓上，分別位于過渡定子曲線夾角的中心點(diǎn)上。 （530）（3）定子外徑：平衡式葉片泵安裝時(shí)，轉(zhuǎn)子、定子、右、左配油盤等零件，用螺釘組裝后再裝入泵體，定子最大內(nèi)半徑R=，按定子所需強(qiáng)度還有工作要求，和配流盤配合時(shí)油窗大小等情況，取定子外徑的數(shù)值為115mm。定子短半徑r=44mm，對(duì)應(yīng)的圓弧角度β1=π6=30176。即RrRrmax==所以滿足條件，葉片不脫空。α=60176。如表12表52 與定子過渡曲線相對(duì)應(yīng)的Rrmax值Table 52 with the stator transition curve corresponding max value (R/r)定子曲線計(jì)算式Rrmaxα=54176。根據(jù)選定的定子曲線，校核滿足葉片脫空與否的條件。參考張老師書籍《液壓元件與氣動(dòng)元件設(shè)計(jì)》，列曲線方程如下：ρφ=r+Rr10φ315φ4+6φ5 （528）ρφ=44++6φ5圖55 定子過渡曲線Fig 55 of the stator transition curve 校核定子曲線葉片不脫空條件正常工作時(shí)的葉片泵要滿足重要的條件之一就是，葉片頂部與定子內(nèi)表面接觸能保證是密封的，即可以形成密閉的工作腔。 （526） 定子過渡曲線的幅角定子的過渡曲線對(duì)應(yīng)的幅角通常為α=π212β1+β2=π2π6=60176。定子材料：38CrMoAl 定子短半徑確定定子短半徑 r=r0+~1mm=39mm （521） 調(diào)整后轉(zhuǎn)子半徑，=38mm （）得其設(shè)計(jì)結(jié)果 rt=rt0+~1mm=44mm （522） 定子長半徑由理論流量公式Qtn=2πnBRrR+rszπcosθ （523）θ=0176。 葉片的強(qiáng)度校核圖54 葉片受剪切力圖Fig 54 by shear to leaf在工作過程中的葉片主要承受剪切應(yīng)力，如圖16。 由于轉(zhuǎn)子半徑有所調(diào)整，所以葉片長度需要進(jìn)行驗(yàn)算ly=3Rtrt0= （515） l=5mmly= （516） 故葉片長度為l=5mm可以滿足以上要求。此處，取s=2mm。葉片厚度，通常選取s=~。 葉片的厚度葉片首先應(yīng)具有足夠的抗彎強(qiáng)度用以承受最大工作壓力。綜上，該葉片泵的葉片數(shù)為 Z=12。另一方面，z的確定還要滿足輸出流量的均勻性的要求，通過與定子曲線特性適當(dāng)匹配，要保證處在吸油區(qū)過渡曲線范圍內(nèi)每個(gè)葉片的速度之和保持（或近似于）常數(shù)。如果Z特別大，葉片所占用工作容腔變大，有效容積減小，這樣不僅造成葉片泵的排量變小，而且轉(zhuǎn)子槽的數(shù)量增多也會(huì)影響轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度，并增添了工件加工的工作量。當(dāng)轉(zhuǎn)子剛剛離開壓油區(qū)時(shí)，轉(zhuǎn)子此時(shí)承受著最大的擠壓應(yīng)力： σmax=2TDBrtrt0=2103864443 （512） = 可以得出σmaxσ ，因此轉(zhuǎn)子槽的根部滿足其強(qiáng)度條件。轉(zhuǎn)子軸向?qū)挾菳=。葉片長l=5mm因此液壓油孔圓心所在圓上的圓直徑應(yīng)滿足以下要求:dk≤8625=76mm （59）考慮液壓油孔直徑尺寸，設(shè)計(jì)所在圓直徑取dk=60mm。葉片數(shù)z=12,相鄰葉片槽夾角α=2πz=π6=30176。（3）轉(zhuǎn)子槽尺寸，葉片安放角θ=0176。（2）轉(zhuǎn)子軸孔尺寸軸和轉(zhuǎn)子的連接方式是花鍵軸連接，軸孔直徑尺寸：d0=，鍵齒工作高度h=2mm, 則內(nèi)花鍵大徑尺寸： D0=。徑向尺寸近似的葉片泵，轉(zhuǎn)子軸向?qū)挾刃〉亩嗣媪髁啃孤端急壤鄬?duì)增大，即容積效率會(huì)變低；增大轉(zhuǎn)子軸向?qū)挾龋瑫?huì)使配油盤的配流窗口過流速度變大，引起流動(dòng)阻變大。（），l=5mm調(diào)整實(shí)際轉(zhuǎn)子半徑為：rt0=r0+l=38+5=43mm （53） 轉(zhuǎn)子軸向?qū)挾? 轉(zhuǎn)子軸向?qū)挾菳與流量是成正比的關(guān)系。 d=A0Pn=A0pqnn=16103= （52） 式中A0——軸的材料對(duì)應(yīng)的承載系數(shù)，查表11表51 常用的軸的材料的τT和A0Table 51 of the shaft materials monly used τT and A0 values軸的材料Q235A,20354540Cr，35SiMnτTMPa12~2020~3030~4040~52A0160~135135~118118~107107~98取A0值112。 轉(zhuǎn)子半徑 確定轉(zhuǎn)子半徑時(shí)，考慮因素主要有花鍵軸孔尺寸和葉片長度，校核轉(zhuǎn)子槽根部的強(qiáng)度是否滿足材料要求即可。即Qt=qn=161031440= （41）式中，Qt——理論流量，單位為Lmin 實(shí)際流量實(shí)際流量：考慮液壓泵泄露損失的情況，單位時(shí)間內(nèi)，雙作用葉片泵輸出的液壓油液體積。有些高性能泵的過渡曲線則采用高次曲線。理想的過渡曲線應(yīng)能使葉片在槽中滑動(dòng)時(shí)的徑向速度和加度速變化均勻，以保證流量均勻，還應(yīng)使葉片轉(zhuǎn)到過渡曲線和圓弧連接處無死點(diǎn)，以減小沖擊和噪聲。所以θ值應(yīng)近似于零度，N3才最小。由此可以看出，為了減小壓力角，以改善葉片受力情況，因此將葉片前傾一個(gè)角度，這對(duì)吸油區(qū)來說顯然是不對(duì)的，因這是實(shí)際壓力角γ=β+θ，即壓力角反而增大了。Γ角為7~8度時(shí)，相應(yīng)的葉片傾斜角θ在6~+7度之間。作用力NNN3的變化是很有規(guī)律，隨著傾角θ的變化NN2逐漸減小，到一定傾角后，力的作用方向改變，以后絕對(duì)值又增大；其中特別重要的是，不論葉片在過度曲線上什么位置，葉片作用在過渡曲線上的γ角大約在7~8時(shí)，作用力NN2的絕對(duì)值為最小（接近為0）。除上述作用力外，還有葉片粘性摩擦力等。按圖2所示在葉片吸油區(qū)各種角度時(shí)的集合關(guān)系，θ即為葉片傾角，N線時(shí)B點(diǎn)的法線，角度γ為葉片在過渡曲線上的壓力角，β為向心線的壓力較，葉片前傾時(shí)，γ=β+θ，按照我國目前生產(chǎn)的定量泵的定子過渡曲線采用等加速減速曲線，過渡曲線的參數(shù)方程為?=ωtρ=ρ0+vt向心線壓力β角為 tgβ=dρpdφ?qǐng)D3表示排量為25cm3/r，推程運(yùn)動(dòng)角α=55，R=41mm，r=，由此計(jì)算出的β角變化規(guī)律，βmax=14；檔葉片在圓弧段上滑動(dòng)時(shí)，β=0、θ=γ，葉片沒有徑向