【正文】 圖 （ c）到 （ d）密封容積又會(huì)減小，如此產(chǎn)生了密封容積周期性的增大減小。6浮動(dòng)軸套 。4前端蓋 。 。 齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 如圖 所示，齒輪泵因受其自身結(jié)構(gòu)的影響，在結(jié)構(gòu)性能上其有以下特征。若用 maxq 、 minq 來表示最大、最小瞬時(shí)流量， 0q 表示平均流量，則流量脈動(dòng)率為 0minmaxq qq ??? （ ） 它是衡量容積式泵流量品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)。流量脈動(dòng)會(huì)直接影響到系統(tǒng)工作的平穩(wěn)性，引起壓力脈動(dòng)，使管路系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。3從動(dòng)齒輪 齒輪泵的流量和脈動(dòng)率 外嚙合齒輪泵的排量可近似看作是兩個(gè)嚙合齒輪的齒谷容積之和，若假設(shè)齒谷容積等于輪齒體積，則當(dāng)齒輪齒數(shù)為 z ，模數(shù)為 m ，節(jié)圓直經(jīng)為 d ，有效齒高為 h ，齒寬為 b 時(shí)，根據(jù)齒輪參數(shù)計(jì)算公式有 mzd? ， mh 2? ，齒輪泵的排量近似為 bzmdhbV 22?? ?? （ ） 實(shí)際上，齒谷容積比輪齒體積稍大一些，并且齒數(shù)越少誤差越大，因此 ,在實(shí)際計(jì)算中用 ~ 來代替上式中 ? 值，齒數(shù)少時(shí)取大值。 圖 外嚙合齒輪泵的工作原理 1泵體 。左側(cè)壓油腔內(nèi)的輪齒不斷進(jìn)入嚙合，使密封工作腔容積減小，油液受到擠壓被排往系統(tǒng)，這就是齒輪泵的吸油和壓油過程。泵主要由主、從動(dòng)齒輪，驅(qū)動(dòng)軸，泵體及側(cè)板等主要零件構(gòu)成。 齒輪泵按照其嚙合形式的不同，有外嚙合和內(nèi)嚙合兩種，其中外嚙合齒輪泵應(yīng)用較廣，而內(nèi)嚙合齒輪泵則多為輔助泵，下面分別介紹。 a)液壓泵 b)液壓馬達(dá) 圖 液壓泵、馬達(dá)的特性曲線 返回本章目錄 齒輪泵 齒輪泵是一種常用的液壓泵，它的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，價(jià)格低廉，體積小，重量輕，自吸性好，對(duì)油液污染不敏感，工作可靠；其主要缺點(diǎn)是流量和壓力脈動(dòng)大，噪聲大，排量不可調(diào)。 事實(shí)上，液壓泵、馬達(dá)的容積效率和機(jī)械效率在總體上與油液的泄漏和摩擦副的摩擦損失有關(guān)，而泄漏及摩擦損失則與泵、馬達(dá)的工作壓力、油液粘度、泵和馬達(dá)轉(zhuǎn)速有關(guān)，為了更確切的表達(dá)效率與這些原始參數(shù)之間的關(guān)系，以無因次壓力 vnp? 為變量來表示液壓泵、馬達(dá)的效率。對(duì)液壓泵來說，泵的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩總是大于其理論上需要的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，設(shè)轉(zhuǎn)矩?fù)p失為 fT ，理論轉(zhuǎn)矩為 tT ，則泵實(shí)際輸入轉(zhuǎn)矩為 ft TTT ?? ，用機(jī)械效率 m? 來表征泵的機(jī)械損失，則 tfftttmTTTTTTT?????11? () 對(duì)于液壓馬達(dá)來說，由于摩擦損失的存在，其實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩 T 小于理論轉(zhuǎn)矩tT ，它的機(jī)械效率 m? 為 tftfttm TTT TTTT ????? 1? () 液壓泵的總效率 ? 是其輸出功率和輸入功率之比，由式（ ），式（ ），式（ ）可得 mv???? () 液壓馬達(dá)的總效率同樣也是其輸出功率和輸入功率之比，可由式 ()、式()、式 ()得到與式 ()相同的表達(dá)式。而泵的容積損失可用容積效率 v? 來表征 tltlttv qqq qqqq ????? 1? （ ） 對(duì)液壓馬達(dá)來說，輸入液壓馬達(dá)的實(shí)際 流量 q 必然大于它的理論流量 tq 即lt qqq ?? ，它的容積效率。 容積損失是因泄漏、氣穴和油液在高壓下壓縮等造成的流量損失，對(duì)液壓泵來說，輸出壓力增大時(shí)，泵實(shí)際輸出的流量 q 減小。 qp, —液壓泵、馬達(dá)的壓力 (Pa)和流量 ( sm/3 ) 實(shí)際上，液壓泵和液壓馬達(dá)在能量轉(zhuǎn)換過程中是有損失的，因此輸出功率小于輸入功率。因?yàn)楸煤婉R達(dá)存在內(nèi)泄漏，油液具有壓縮性，所以額定流量和理論流量是不同的。泵、馬達(dá)的流量為其轉(zhuǎn)速與排量的乘積。 排量：泵、馬達(dá)的軸每轉(zhuǎn)一周，由其密封容腔幾何體積變化所排出、吸入液體的體積，亦即在無泄漏的情況下，其軸轉(zhuǎn) 動(dòng)一周時(shí)油液體積的有效變化量。實(shí)際工作壓力取決于相應(yīng)的外負(fù)載。 液壓泵、馬達(dá)的基本性能參數(shù) 液壓泵的基本性能參數(shù)主要是指液壓泵的壓力、排量、流量、功率和效率等。 從工作過程可以看出，在不考慮油漏的情況下，液壓泵在每一工作周期中吸入或排出的油液體積只取決于工作構(gòu)件的幾何尺寸，如柱塞泵的柱塞直徑和工作行程。 （ 2） （ 2） 工作腔能周而復(fù)始地增大和減?。划?dāng)它增大時(shí)與吸油口相連，當(dāng)它減小時(shí)與排油口相通。 根據(jù)工作腔的容積變化而進(jìn)行吸油和排油是液壓泵的共同特點(diǎn)，因而這種泵又 稱為容積泵。但在實(shí)際中由于性能及結(jié)構(gòu)對(duì)稱性等要求不同，一般情況下，液壓泵和液壓馬達(dá)不能互換。由此可見，泵是靠密封工作腔的容積變化進(jìn)行工作的。在工作過程中。圖 為容積式泵的工作原理簡(jiǎn)圖，凸輪 1 旋轉(zhuǎn)時(shí)，柱塞 2 在凸輪和彈簧3 的作用下，在缸體的柱塞孔內(nèi)左、右往復(fù)移動(dòng)，缸體與柱塞之間構(gòu)成了容積可變的密封工作腔 4。液壓泵由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，把輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成為油液的壓力能，再以壓力、流量的形式輸入到系統(tǒng)中去，它是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源；液壓馬達(dá)則將輸入的 壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，以扭矩和轉(zhuǎn)速的形式輸送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)做功，是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行元件。 教學(xué)要求： 重點(diǎn)掌握泵馬達(dá)的基本原理及效率計(jì)算，了解葉片泵及葉片馬達(dá)、齒輪泵及齒輪馬達(dá)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理，掌握柱塞泵及柱塞馬達(dá)基本結(jié)構(gòu)與工作原理，掌握分析馬達(dá)產(chǎn)生輸出扭矩的方法。 教學(xué)難點(diǎn)： 1． 泵馬達(dá)的基本原理及效率計(jì)算； 2．柱塞泵及柱塞馬達(dá)基本結(jié)構(gòu)與工作原理； 3．分析馬達(dá)產(chǎn)生輸出扭矩的方法。 教學(xué)內(nèi)容： 本章首先介紹液壓泵和馬達(dá)的工作原理，接著介紹了齒輪泵及齒輪馬達(dá)、葉片泵及葉片馬達(dá)、柱 塞泵及柱塞馬達(dá)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理，最后簡(jiǎn)介幾種泵和馬達(dá)的工作特點(diǎn)。③高速液壓馬達(dá)及低速大扭矩馬達(dá)。2 液壓泵和液壓馬達(dá) 液壓泵、馬達(dá)概述 齒輪泵 葉片泵 柱塞泵 液壓馬達(dá) 液壓泵及液壓馬達(dá)的工作特點(diǎn) 本章習(xí)題 內(nèi)容提要： 本章主要內(nèi)容為 ①液壓泵和液壓馬達(dá)的工作原理與性能參數(shù)。②齒輪式、葉片式、柱塞式液壓泵。通過本章的學(xué)習(xí)，要求掌握這幾種泵和馬達(dá)的工作原理（泵是如何吸油、壓油和配流的，馬達(dá)怎樣產(chǎn)生轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩）、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、及主要性能特點(diǎn)；了解不同類型的泵馬達(dá)之間的性能差異及適用范圍，為日后正確選用奠定基礎(chǔ)。 教學(xué)重點(diǎn)： 1．對(duì)容積式 泵和馬達(dá)工作原理 進(jìn)行闡述，對(duì)容積式 泵和馬達(dá)的效率進(jìn)行計(jì)算 ； 2．介紹幾種泵和馬達(dá)： 齒輪泵及齒輪馬達(dá)、葉片泵及葉片馬達(dá)、柱塞泵及柱塞馬達(dá)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理與效率 ； 3．簡(jiǎn)介 幾種泵和馬達(dá)的工作特點(diǎn)、 優(yōu)缺點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域。 教學(xué)方法： 課堂教學(xué)為主，充分利用網(wǎng)絡(luò)課程中的多媒體 素材來表示抽象概念，利用泵和馬達(dá)的拆裝實(shí)驗(yàn)， 了解液壓泵和馬達(dá)的結(jié)構(gòu)及工作原理 。 液壓泵、馬達(dá)概述 容積式泵、馬達(dá)的工作原理 液壓泵和液壓馬達(dá)都是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換元件。 圖 容積泵的工作原理 在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，液壓泵和液壓馬達(dá)都是容積式的，依靠容積變化進(jìn)行工作。柱塞向右移動(dòng)時(shí)，工作腔容積變大，產(chǎn)生真空，油液便通過吸油閥 5 吸入；柱塞 2 向左移動(dòng)時(shí)，工作腔容積變小，已吸入的油液便通過壓油閥 6 排到系統(tǒng)中去。吸、排油閥 6 在邏輯上互逆，不會(huì)同時(shí)開啟。 液壓馬達(dá)是實(shí)現(xiàn)連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行元件，從原理上講，向容積式泵中輸入壓力油，迫使其轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，就成為液壓馬達(dá)，即容積式泵都可作液壓馬達(dá)使用。 液壓泵按其在單位時(shí)間內(nèi)所能輸出油液體積能否調(diào)節(jié)而分為定量泵和變量泵兩類；按結(jié)構(gòu)形式可以分為齒輪式，葉片式和柱塞式三大類；液壓馬達(dá)也具有相同的形式。構(gòu)成容積泵必須具備以下基本條件： （ 1） （ 1） 結(jié)構(gòu)上能實(shí)現(xiàn)具有密封性能的可變工作容積。 （ 3） （ 3） 吸油口與排油口不能溝通，即不能同時(shí)開啟。 在不考慮泄漏等影響時(shí)，液壓泵單位時(shí)間排出的油液體積與泵密封容積變化頻率成正比，也與泵密封容積的變化量成正比；在不考慮 液體的壓縮性時(shí)，液壓泵單位時(shí)間排出的液體體積與工作壓力無關(guān)。 工作壓力：指泵、馬達(dá)實(shí)際工作時(shí)的壓力，對(duì)泵來說，工作壓力是指它的輸出壓力；對(duì)馬達(dá)來講，則是指它的輸入壓力。 額定壓力：泵、馬達(dá)在額定工況條件下按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力，超過此值就是過載。 理論流量：在單位時(shí)間內(nèi)由其密封容腔幾何體積變化而排出、吸入的液體體積。 額定流量：指在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定必須保證的流量，亦即在額定轉(zhuǎn)速和額定壓力下泵輸出的流量。 功率和效率：液壓泵由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，輸入量是轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，輸出量是液體的壓力和流量；如果不考慮液壓泵、馬達(dá)在能量轉(zhuǎn)換過程中的損失，則輸出功率等于輸入功率，也就是它們的理論功率是： nTpqN t?2?? （ ） 式中： tT ,n —液壓泵、馬達(dá)的理論轉(zhuǎn)矩 ()和轉(zhuǎn)速 (r/min)。兩者之間的差值即為功率損失，功率損失可以分為容積損失和機(jī)械損失兩部分。設(shè)泵的流量損失為 lq ，則lt qqq ?? 。 qqq qqqq lltv ????? 1? （ ） 機(jī)械損失是指因摩擦而造成的轉(zhuǎn)矩上的損失。這就是說，液壓泵或液壓馬達(dá)的總效率都等于各自容積效率和機(jī)械效率的乘積。圖 給出了液壓泵、馬達(dá)無因 次壓力 vnp? 與效率之間的關(guān)系，其中： v,? 分別為油液的密度和運(yùn)動(dòng)粘度，其余符號(hào)意義同前，由圖可見，在不同的無因次壓力下，液壓泵和馬達(dá)的這些參數(shù)值相似但不相同，而在不同的轉(zhuǎn)速和粘度下，液壓泵和液壓馬達(dá)的效率值也不同的，可見液壓泵、馬達(dá)的使用轉(zhuǎn)速、工作壓力和傳動(dòng)介質(zhì)均會(huì)影響使用效率。齒輪泵被廣泛地應(yīng)用于采礦設(shè)備，冶金設(shè)備，建筑機(jī)械，工程機(jī)械，農(nóng)林機(jī)械等各個(gè)行業(yè)。 外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)及工作原理 外嚙合齒輪泵的工作原理 和結(jié)構(gòu)如圖 所示。泵體內(nèi)相互嚙合的主、從動(dòng)齒輪 2 和 3 與兩端蓋及泵體一起構(gòu)成密封工作容積，齒輪的嚙合點(diǎn)將左、右兩腔隔開，形成了吸、壓油腔，當(dāng)齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，右側(cè)吸油腔內(nèi)的輪齒脫離嚙合，密封工作腔容積不斷增大，形成部分真空，油液在大氣壓力作用下從油箱經(jīng)吸油管進(jìn)入吸油腔，并被旋轉(zhuǎn)的輪齒帶入左側(cè)的壓油腔。在齒輪泵的嚙合過程中，嚙合點(diǎn)沿嚙合線，把 吸油區(qū)和壓油區(qū)分開。 。齒輪泵的排量為 bzmV 2)7~(? （ ） 由此得齒輪泵的輸出流量為 vbnzmq ?2)7~