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School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动Chapter 2 Chapter 2 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件 本章主要内容：本章主要内容：本章主要内容：本章主要内容：2.12.12.12.1 能源装置能源装置能源装置能源装置的组成的组成的组成的组成 2.22.22.22.2 液压泵液压泵液压泵液压泵 2.32.32.32.3 齿轮泵齿轮泵齿轮泵齿轮泵的结构和工作原理的结构和工作原理的结构和工作原理的结构和工作原理 2.42.42.42.4 叶片泵叶片泵叶片泵叶片泵、叶片马达叶片马达叶片马达叶片马达的结构和工作原理的结构和工作原理的结构和工作原理的结构和工作原理 2.52.52.52.5 柱塞泵柱塞泵柱塞泵柱塞泵、柱塞马达柱塞马达柱塞马达柱塞马达的结构和工作原理的结构和工作原理的结构和工作原理的结构和工作原理 2.62.62.62.6 液压泵液压泵液压泵液压泵的气穴、噪声的气穴、噪声的气穴、噪声的气穴、噪声 2.72.72.72.7 液压泵液压泵液压泵液压泵的选用的选用的选用的选用 2.82.82.82.8 油箱油箱油箱油箱与与与与液压辅件液压辅件液压辅件液压辅件 2.92.92.92.9 气源装置气源装置气源装置气源装置及及及及气动辅件气动辅件气动辅件气动辅件 School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动了解液压泵主要性能参数、分类了解液压泵主要性能参数、分类了解常用液压泵的结构及工作原理了解常用液压泵的结构及工作原理掌握泵原理、必要条件、排流量、齿轮泵原理、困油掌握泵原理、必要条件、排流量、齿轮泵原理、困油容积式泵工作原理、必要条件容积式泵工作原理、必要条件齿轮泵工作原理、排流量计算齿轮泵工作原理、排流量计算容积式泵的共同弊病、容积式泵的共同弊病、困油现象的实质困油现象的实质目的任务目的任务:重点难点重点难点:School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.1Part 2.1 能源装置能源装置能源装置能源装置的组成的组成能源装置有两大类：液压能源装置和气源装置。能源装置有两大类：液压能源装置和气源装置。u 液压能源装置液压能源装置液压能源装置液压能源装置：向液压系统输送具有一定压力和：向液压系统输送具有一定压力和流量的清洁的工作介质；流量的清洁的工作介质；u 气源装置：气源装置：气源装置：气源装置：向气动系统输送一定压力和流量洁净向气动系统输送一定压力和流量洁净的压缩空气。的压缩空气。液压能源装置可以是和主机分离的单独的液压泵液压能源装置可以是和主机分离的单独的液压泵站，也可以是和主机在一起的液压泵组；站，也可以是和主机在一起的液压泵组；气源装置一般都是单独的。气源装置一般都是单独的。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.2 液压泵液压泵液压泵液压泵液压泵液压泵液压泵液压泵：将电动机或其它原动机输入的机械将电动机或其它原动机输入的机械将电动机或其它原动机输入的机械将电动机或其它原动机输入的机械能转换为液压能的能量转换装置能转换为液压能的能量转换装置能转换为液压能的能量转换装置能转换为液压能的能量转换装置。液压泵液压泵液压泵液压泵：其为液压系统提供具有一定压力和：其为液压系统提供具有一定压力和流量的液压液，是液压系统的重要组成部流量的液压液，是液压系统的重要组成部分。分。液压泵液压泵液压泵液压泵：其性能好坏直接影响液压系统工作：其性能好坏直接影响液压系统工作的可靠性和稳定性。的可靠性和稳定性。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.2.1Part 2.2.1 液压泵液压泵液压泵液压泵的工作原理的工作原理的工作原理的工作原理液压系统中所用的各种液压泵，其液压系统中所用的各种液压泵，其工工工工作原理作原理作原理作原理都是都是依靠液压泵密封工作腔容依靠液压泵密封工作腔容依靠液压泵密封工作腔容依靠液压泵密封工作腔容积积积积大小交替大小交替大小交替大小交替变化来实现变化来实现变化来实现变化来实现的。的。凸轮凸轮凸轮凸轮1 1 1 1旋转时，旋转时，柱塞柱塞柱塞柱塞2 2 2 2在在凸凸凸凸轮轮轮轮1 1 1 1和和弹簧弹簧弹簧弹簧3 3 3 3作用下在缸体作用下在缸体中左右移动。中左右移动。柱塞右移柱塞右移柱塞右移柱塞右移时，时，缸体中的缸体中的密封工作腔密封工作腔密封工作腔密封工作腔4 4 4 4容积容积增大，产生真空，油液通增大，产生真空，油液通过过吸油阀吸油阀吸油阀吸油阀5 5 5 5吸入，此时吸入，此时压油压油压油压油阀阀阀阀6 6 6 6关闭；关闭；柱塞左移柱塞左移柱塞左移柱塞左移时，缸时，缸体体密封工作腔密封工作腔密封工作腔密封工作腔4 4 4 4的容积变小，的容积变小，将吸入的油液通过将吸入的油液通过压油阀压油阀压油阀压油阀6 6 6 6输入液压系统中去，此时，输入液压系统中去，此时，吸油阀吸油阀吸油阀吸油阀5 5 5 5关闭。关闭。液压泵就是依靠其液压泵就是依靠其液压泵就是依靠其液压泵就是依靠其密封工密封工密封工密封工作腔容积不断的变化作腔容积不断的变化作腔容积不断的变化作腔容积不断的变化，实，实，实，实现吸入和输出液体的现吸入和输出液体的现吸入和输出液体的现吸入和输出液体的。图图图图2-12-1 单柱塞式液压泵工作原理单柱塞式液压泵工作原理1 1凸轮凸轮 2 2柱塞柱塞 3 3弹簧弹簧 4 4密封工作腔密封工作腔 5 5吸油阀吸油阀 6 6压油阀压油阀School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动液压泵液压泵吸油吸油吸油吸油时，油箱的油液在大气压作用下使吸油阀开启，而时，油箱的油液在大气压作用下使吸油阀开启，而压油阀在阀的弹簧作用下关闭；压油阀在阀的弹簧作用下关闭；液压泵液压泵输油输油时，吸油阀在液压和弹簧作用下关闭，而压油阀在时，吸油阀在液压和弹簧作用下关闭，而压油阀在液压作用下开启。液压作用下开启。这种这种吸入和输出油液的转换吸入和输出油液的转换吸入和输出油液的转换吸入和输出油液的转换，称为，称为配流配流配流配流。液压泵的配流方式：液压泵的配流方式：液压泵的配流方式：液压泵的配流方式：u 确定式配流确定式配流确定式配流确定式配流（如叶片泵的配流盘、径向柱塞泵的配流轴）（如叶片泵的配流盘、径向柱塞泵的配流轴）u 阀式配流阀式配流阀式配流阀式配流 （如逆止阀等）（如逆止阀等）School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动液压泵的密封工作腔处于吸油时称为液压泵的密封工作腔处于吸油时称为吸油腔吸油腔吸油腔吸油腔，处于输油时称，处于输油时称为为压油腔压油腔压油腔压油腔。吸油腔压力吸油腔压力吸油腔压力吸油腔压力取决于取决于取决于取决于液压泵吸油口至油箱液面高度和吸油管路液压泵吸油口至油箱液面高度和吸油管路压力损失；压力损失；压油腔压力压油腔压力压油腔压力压油腔压力决定于决定于决定于决定于负载和压油管路压力损失。输出的负载和压油管路压力损失。输出的理论流理论流理论流理论流量量量量只只决定于工作腔的几何尺寸决定于工作腔的几何尺寸决定于工作腔的几何尺寸决定于工作腔的几何尺寸和和柱塞的往复次数柱塞的往复次数柱塞的往复次数柱塞的往复次数（或角速度）（或角速度），而，而与压油腔压力无关与压油腔压力无关与压油腔压力无关与压油腔压力无关。液压泵的基本原理液压泵的基本原理液压泵的基本原理液压泵的基本原理吸油：吸油：吸油：吸油：密封容积增大，产生真空密封容积增大，产生真空 压油：压油：压油：压油：密封容积减小，油液被迫压出密封容积减小，油液被迫压出 容积式容积式School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动构成液压泵的基本条件（必要条件）1 1 1 1）形成密封工作腔；形成密封工作腔；2 2 2 2）密封工作腔容积大小交替变化；密封工作腔容积大小交替变化；（变大时与吸油口相通，变小时与压油口相通）（变大时与吸油口相通，变小时与压油口相通）3 3 3 3）吸压油腔隔开（配流装置）。吸压油腔隔开（配流装置）。液压泵的基本特点1 1 1 1）具有一个或若干个周期性变化的密封容积；具有一个或若干个周期性变化的密封容积；2 2 2 2）具有配流装置；具有配流装置；3 3 3 3）油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。油箱内液体的绝对压力必须恒等于或大于大气压力。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.2.2Part 2.2.2 液压泵液压泵液压泵液压泵的主要性能参数的主要性能参数的主要性能参数的主要性能参数1.1.1.1.液压泵的压力液压泵的压力液压泵的压力液压泵的压力 工作压力工作压力工作压力工作压力是指是指液压泵出口处的实际压力液压泵出口处的实际压力液压泵出口处的实际压力液压泵出口处的实际压力，其大小取决于负载其大小取决于负载其大小取决于负载其大小取决于负载。额定压力额定压力额定压力额定压力p pS S是指液压泵在连续使用中允许达到的最高压力。是指液压泵在连续使用中允许达到的最高压力。2.2.2.2.液压泵的排量、流量液压泵的排量、流量液压泵的排量、流量液压泵的排量、流量排量排量排量排量V V V V是指在没有泄漏情况下，泵轴转过一转时所能排出的油是指在没有泄漏情况下，泵轴转过一转时所能排出的油液体积。液体积。排量的大小仅与液压泵的几何尺寸有关排量的大小仅与液压泵的几何尺寸有关排量的大小仅与液压泵的几何尺寸有关排量的大小仅与液压泵的几何尺寸有关。额定压力额定压力额定压力额定压力p pS S（公称压力、铭牌压力）（公称压力、铭牌压力）School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动额定流量额定流量额定流量额定流量q qs s s s：在额定转速和额定压力下输出的流量。：在额定转速和额定压力下输出的流量。理论流量理论流量理论流量理论流量q qt t t t：在没有泄漏情况下，单位时间内所输出的油液体在没有泄漏情况下，单位时间内所输出的油液体积。积。其大小与泵轴转速其大小与泵轴转速其大小与泵轴转速其大小与泵轴转速n n和排量和排量和排量和排量V V有关有关有关有关，即，即 q qt t t t=VnVn 常用单位为常用单位为mm3 3/s/s和和L/minL/min。实际流量实际流量实际流量实际流量q q：单位时间内实际输出的油液体积。：单位时间内实际输出的油液体积。液压泵在运行时，泵的出口压力不等于零，因而存在部分油液压泵在运行时，泵的出口压力不等于零，因而存在部分油液泄漏，使实际流量小于理论流量。液泄漏，使实际流量小于理论流量。液压泵的流量液压泵的流量可分为可分为理论流量理论流量理论流量理论流量、实际流量实际流量实际流量实际流量和和额定流量额定流量额定流量额定流量。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动3.3.3.3.功率与效率功率与效率功率与效率功率与效率如果不考虑液压泵在能量转换过程中的损失，则如果不考虑液压泵在能量转换过程中的损失，则输入功率等输入功率等输入功率等输入功率等于输出功率于输出功率于输出功率于输出功率，即是它们的，即是它们的理论功率：理论功率：理论功率：理论功率：Pt=pVn=Tt=2nTt (2-1)(2-1)(2-1)(2-1)1）输入功率输入功率输入功率输入功率P Pi i为驱动液压泵轴的机械功率。为驱动液压泵轴的机械功率。2）输出功率输出功率输出功率输出功率P Po o为液压泵输出的液压功率。为液压泵输出的液压功率。式中式中 Tt液压泵的理论转矩；液压泵的理论转矩；泵的角速度；泵的角速度；n泵的转速。泵的转速。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动3.3.3.3.功率与效率功率与效率功率与效率功率与效率（1 1 1 1）容积损失）容积损失）容积损失）容积损失 因因内泄漏内泄漏内泄漏内泄漏、气穴气穴气穴气穴和和油液油液油液油液在高压下受压缩而造成的流量上的在高压下受压缩而造成的流量上的损失。损失。由于液压泵内工作构件之间存在间隙所造成的内泄漏是主由于液压泵内工作构件之间存在间隙所造成的内泄漏是主要原因，因而泵的压力增高，输出的实际流量就减小。要原因，因而泵的压力增高，输出的实际流量就减小。功率损失可分为功率损失可分为容积损失容积损失容积损失容积损失和和机械损失机械损失机械损失机械损失。实际上，液压泵在能量转换过程中是有损失的，因此输出功实际上，液压泵在能量转换过程中是有损失的，因此输出功率总是比输入功率小，即率总是比输入功率小，即P POO 轮齿体积轮齿体积 通常取通常取 V=6.66zm2bu流量计算流量计算 理论流量：理论流量：qt=Vn=6.66zm2bn 实际流量：实际流量：q=qtv=6.66zm2bnv结结结结 论论论论 1 1 1 1 齿轮泵的齿轮泵的qt是是齿轮几何参数齿轮几何参数齿轮几何参数齿轮几何参数和和转速的函数转速的函数转速的函数转速的函数 2 2 2 2 转速等于常数，流量等于常数转速等于常数，流量等于常数 定量泵定量泵 3 3 3 3 理论流量与出口压力无关理论流量与出口压力无关（2-72-72-72-7）School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动3.流量脉动流量脉动齿轮啮合过程中，啮合点位置瞬间变化，工作腔容积变化齿轮啮合过程中，啮合点位置瞬间变化，工作腔容积变化 率不是常数率不是常数齿轮泵的瞬时流量是脉动的齿轮泵的瞬时流量是脉动的 一般，运用一般，运用流量脉动率流量脉动率流量脉动率流量脉动率 来评价瞬时流量的脉动。来评价瞬时流量的脉动。设设qmax、qmin表示最大瞬时流量和最小瞬时流量，表示最大瞬时流量和最小瞬时流量，q表示平均表示平均流量，则流量脉动率可以用式流量，则流量脉动率可以用式 表示表示（2-82-82-82-8）外啮合齿轮泵齿数越少，脉动率就越大，外啮合齿轮泵齿数越少，脉动率就越大，其值最高可达其值最高可达0.20以上；以上；而内啮合齿轮而内啮合齿轮而内啮合齿轮而内啮合齿轮泵的脉动率要小得多泵的脉动率要小得多泵的脉动率要小得多泵的脉动率要小得多。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动4.几个突出问题几个突出问题u困油现象及其消除措施困油现象及其消除措施u径向作用力不平衡径向作用力不平衡u泄漏泄漏School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动u困油现象及其消除措施困油现象及其消除措施l 何谓困油现象何谓困油现象 l 产生原因产生原因 l 引起结果引起结果 l 消除困油的方法消除困油的方法School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动l 困油现象困油现象为了使齿轮泵能连续平稳地供油，必须使齿轮啮合的重叠系为了使齿轮泵能连续平稳地供油，必须使齿轮啮合的重叠系数数大于大于1。这样，齿轮在啮合过程中，前一对轮齿尚未脱离。这样，齿轮在啮合过程中，前一对轮齿尚未脱离啮合，后一对轮齿已进入啮合。啮合，后一对轮齿已进入啮合。两对轮齿同时啮合两对轮齿同时啮合 就有一部分油液被围困在两对轮齿所形成的独立的封闭腔就有一部分油液被围困在两对轮齿所形成的独立的封闭腔内，这一封闭腔和泵的吸、压油腔相互间不连通。内，这一封闭腔和泵的吸、压油腔相互间不连通。当齿轮旋转时，此封闭腔容积发生变化，使油液受压缩或膨当齿轮旋转时，此封闭腔容积发生变化，使油液受压缩或膨胀，这种现象称为胀，这种现象称为困油现象困油现象困油现象困油现象。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动l 困油现象产生原因困油现象产生原因ab 容积逐渐减小容积逐渐减小 b c 容积逐渐增大容积逐渐增大 School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动l 困油引起的后果困油引起的后果abab 容积逐渐减小容积逐渐减小容积逐渐减小容积逐渐减小 p p 高压油从一切可能泄漏的缝隙强行挤出，使轴和轴承受很大高压油从一切可能泄漏的缝隙强行挤出，使轴和轴承受很大冲击载荷，泵剧烈振动，同时无功损耗增大，油液发热。冲击载荷，泵剧烈振动，同时无功损耗增大，油液发热。bcbc 容积逐渐增大容积逐渐增大容积逐渐增大容积逐渐增大 p p 形成局部真空，使溶于油液中的气体析出，形成气泡，产生形成局部真空，使溶于油液中的气体析出，形成气泡，产生气穴，引起振动、噪声、汽蚀等。气穴，引起振动、噪声、汽蚀等。总之：总之：总之：总之：由于困油现象，使泵工作性能不稳定，产生振动、噪由于困油现象，使泵工作性能不稳定，产生振动、噪声等，直接影响泵的工作寿命。声等，直接影响泵的工作寿命。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动l 消除消除困油的困油的办法办法原则原则原则原则 ：ab 密封容积减小，使之通压油口密封容积减小，使之通压油口(图图a)，避免压力急剧升高，避免压力急剧升高 bc 密封容积增大，使之通吸油口密封容积增大，使之通吸油口(图图c)，避免形成局部真空，避免形成局部真空 b 密封容积最小，隔开吸压油密封容积最小，隔开吸压油方法：方法：方法：方法：在两侧端盖上分别开卸荷槽以消除困油。在两侧端盖上分别开卸荷槽以消除困油。困油现象在其他液压泵中同样存在，是个共性困油现象在其他液压泵中同样存在，是个共性问题。在设计与制造液压泵时应竭力避免。问题。在设计与制造液压泵时应竭力避免。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动u径向作用力不平衡径向作用力不平衡径向不平衡力的产生：径向不平衡力的产生：径向不平衡力的产生：径向不平衡力的产生：液压力液压力 液体压力分布规律：液体压力分布规律：液体压力分布规律：液体压力分布规律：齿轮泵中，从压油齿轮泵中，从压油腔经过泵体内孔和齿顶圆间的径向间隙腔经过泵体内孔和齿顶圆间的径向间隙向吸油腔泄漏的油液，其压力随径向位向吸油腔泄漏的油液，其压力随径向位置而不同。经过分析发现，从压油腔到置而不同。经过分析发现，从压油腔到吸油腔的压力是逐级下降的。其合力相吸油腔的压力是逐级下降的。其合力相当于给齿轮轴一个径向作用力，此力称当于给齿轮轴一个径向作用力，此力称为为径向不平衡力径向不平衡力径向不平衡力径向不平衡力。工作压力越高，径向不平衡力也越大，工作压力越高，径向不平衡力也越大，直接影响轴承的寿命。直接影响轴承的寿命。径向不平衡力很大时能使轴弯曲、齿顶径向不平衡力很大时能使轴弯曲、齿顶和壳体内表面产生摩擦。和壳体内表面产生摩擦。齿轮泵的径向不平衡力齿轮泵的径向不平衡力 School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动u径向作用力不平衡径向作用力不平衡改善措施：改善措施：改善措施：改善措施：u缩小压油口，以减小压力油缩小压油口，以减小压力油作用面积。作用面积。u增大泵体内表面和齿顶间隙增大泵体内表面和齿顶间隙u开压力平衡槽，会使容积效开压力平衡槽，会使容积效率减小率减小齿轮泵的压力平衡槽齿轮泵的压力平衡槽1 1、2 2压力平衡槽压力平衡槽 School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动u泄漏泄漏外啮合齿轮泵高压腔的压外啮合齿轮泵高压腔的压外啮合齿轮泵高压腔的压外啮合齿轮泵高压腔的压力油可通过齿轮两侧面和力油可通过齿轮两侧面和力油可通过齿轮两侧面和力油可通过齿轮两侧面和两端盖间轴向间隙、泵体两端盖间轴向间隙、泵体两端盖间轴向间隙、泵体两端盖间轴向间隙、泵体内孔和齿顶圆间的径向间内孔和齿顶圆间的径向间内孔和齿顶圆间的径向间内孔和齿顶圆间的径向间隙及齿轮啮合线处的间隙隙及齿轮啮合线处的间隙隙及齿轮啮合线处的间隙隙及齿轮啮合线处的间隙泄漏到低压腔中去。泄漏到低压腔中去。泄漏到低压腔中去。泄漏到低压腔中去。其中对泄漏影响最大的是其中对泄漏影响最大的是其中对泄漏影响最大的是其中对泄漏影响最大的是轴向间隙，可占总泄漏量轴向间隙，可占总泄漏量轴向间隙，可占总泄漏量轴向间隙，可占总泄漏量的的的的75%80%75%80%75%80%75%80%。它是影响齿它是影响齿它是影响齿它是影响齿轮泵压力提高的首要因素轮泵压力提高的首要因素轮泵压力提高的首要因素轮泵压力提高的首要因素。齿侧泄漏齿侧泄漏齿侧泄漏齿侧泄漏 约占齿轮泵总约占齿轮泵总泄漏量的泄漏量的 5%径向泄漏径向泄漏径向泄漏径向泄漏约占齿轮泵总约占齿轮泵总泄漏量的泄漏量的 20%25%端面泄漏端面泄漏端面泄漏端面泄漏*约占齿轮泵约占齿轮泵总泄漏量的总泄漏量的 75%80%总之：总之：总之：总之：泵压力愈高，泄漏泵压力愈高，泄漏愈大愈大。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动5.5.提高外啮合齿轮泵压力的措施提高外啮合齿轮泵压力的措施问题：问题：问题：问题：齿轮泵存在间隙齿轮泵存在间隙 ，p q v 径向不平衡力也径向不平衡力也p p 径向力径向力提高齿轮泵压力的方法：提高齿轮泵压力的方法：提高齿轮泵压力的方法：提高齿轮泵压力的方法：浮动轴套补偿原理：浮动轴套补偿原理：浮动轴套补偿原理：浮动轴套补偿原理：将压力油引入轴套背面，将压力油引入轴套背面，使之紧贴齿轮端面，使之紧贴齿轮端面，补偿磨损，减小间隙。补偿磨损，减小间隙。图图图图2-72-72-72-7 带浮动轴套的齿轮泵带浮动轴套的齿轮泵School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动弹性侧板式补弹性侧板式补弹性侧板式补弹性侧板式补偿原理：偿原理：偿原理：偿原理：将泵出口压将泵出口压力油引至侧力油引至侧板背面，靠板背面，靠侧板自身的侧板自身的变形来补偿变形来补偿端面间隙。端面间隙。提高齿轮泵压力的方法：提高齿轮泵压力的方法：提高齿轮泵压力的方法：提高齿轮泵压力的方法：图图图图2-8 2-8 2-8 2-8 带浮动侧板的齿轮泵带浮动侧板的齿轮泵School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动5.5.提高外啮合齿轮泵压力的措施提高外啮合齿轮泵压力的措施齿轮泵的齿轮泵的不平衡径向力不平衡径向力不平衡径向力不平衡径向力也是影响其压力提高的另一个重要问题。也是影响其压力提高的另一个重要问题。解决办法：解决办法：解决办法：解决办法：缩小压油口缩小压油口缩小压油口缩小压油口并用扩大泵体内腔高压并用扩大泵体内腔高压并用扩大泵体内腔高压并用扩大泵体内腔高压区径向间隙来实现径向补偿。区径向间隙来实现径向补偿。区径向间隙来实现径向补偿。区径向间隙来实现径向补偿。优点：优点：优点：优点：在用浮动轴套产生轴向补在用浮动轴套产生轴向补偿的同时，由于齿顶处高压油偿的同时，由于齿顶处高压油的作用，可使轴套与齿轮副一的作用，可使轴套与齿轮副一起在泵体内浮动，从而自动地起在泵体内浮动，从而自动地将齿顶圆压紧在泵体的吸油腔将齿顶圆压紧在泵体的吸油腔侧内壁上，不仅结构简单，且侧内壁上，不仅结构简单，且能使轴承的受力有所减轻。能使轴承的受力有所减轻。图图图图2-9 2-9 2-9 2-9 扩大高压区径向间隙的扩大高压区径向间隙的齿轮泵齿轮泵School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动6.6.外啮合齿轮泵的优点外啮合齿轮泵的优点结构简单，制造方便，价格结构简单，制造方便，价格低廉低廉结构紧凑，体积小，重量轻结构紧凑，体积小，重量轻自吸性能好，对油污不敏感自吸性能好，对油污不敏感工作可靠，便于维护工作可靠，便于维护流量脉动大流量脉动大噪声大噪声大排量不可调排量不可调7.7.外啮合齿轮泵的缺点外啮合齿轮泵的缺点School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动8.8.小结小结工作原理（三个必要条件）工作原理（三个必要条件）排量、流量计算排量、流量计算几个突出问题及其解决措施几个突出问题及其解决措施School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.3.2Part 2.3.2 内啮合内啮合内啮合内啮合齿轮泵齿轮泵齿轮泵齿轮泵内啮合齿轮泵有内啮合齿轮泵有u渐开线齿轮泵渐开线齿轮泵u摆线齿轮泵摆线齿轮泵（又名转子泵）（又名转子泵）两种。两种。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动小齿轮小齿轮小齿轮小齿轮、内齿轮内齿轮内齿轮内齿轮和和月牙形隔板月牙形隔板月牙形隔板月牙形隔板等等渐开线内啮合齿轮泵渐开线内啮合齿轮泵结构组成：结构组成：当小齿轮按逆时针方向绕中心当小齿轮按逆时针方向绕中心OO1 1旋转旋转时，驱动内齿轮绕时，驱动内齿轮绕OO2 2同向旋转。月牙同向旋转。月牙形隔板把形隔板把吸油腔吸油腔吸油腔吸油腔1 1 1 1和和压油腔压油腔压油腔压油腔2 2 2 2隔开。隔开。uu在泵的左边在泵的左边在泵的左边在泵的左边，轮齿脱离啮合，形，轮齿脱离啮合，形成局部真空，油液从吸油窗口吸入，成局部真空，油液从吸油窗口吸入，进入齿槽，并被带到压油腔。进入齿槽，并被带到压油腔。uu在泵的右边，在泵的右边，在泵的右边，在泵的右边，轮齿进入啮合，工轮齿进入啮合，工作腔容积逐渐变小，将油液经压油作腔容积逐渐变小，将油液经压油窗口压出。窗口压出。工作原理：工作原理：渐开线齿形内啮合渐开线齿形内啮合渐开线齿形内啮合渐开线齿形内啮合齿轮泵齿轮泵齿轮泵齿轮泵School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动摆线齿形内啮合摆线齿形内啮合摆线齿形内啮合摆线齿形内啮合齿轮泵齿轮泵齿轮泵齿轮泵由由小齿轮小齿轮小齿轮小齿轮和和内齿轮内齿轮内齿轮内齿轮（均为摆线齿轮）（均为摆线齿轮）组成。组成。小齿轮比内齿轮少一个齿小齿轮比内齿轮少一个齿小齿轮比内齿轮少一个齿小齿轮比内齿轮少一个齿且有且有一偏心距，一偏心距，不须设置隔板不须设置隔板不须设置隔板不须设置隔板。结构组成：结构组成：当小齿轮绕中心当小齿轮绕中心OO1 1旋转时，内齿轮被旋转时，内齿轮被驱动，并绕驱动，并绕OO2 2同向旋转。同向旋转。uu泵的左边泵的左边泵的左边泵的左边，轮齿脱离啮合，形成，轮齿脱离啮合，形成局部真空，进行吸油。局部真空，进行吸油。uu泵的右边泵的右边泵的右边泵的右边，轮齿进入啮合，进行，轮齿进入啮合，进行压油。压油。工作原理：工作原理：摆线齿形内啮合齿轮泵摆线齿形内啮合齿轮泵School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动内啮合内啮合内啮合内啮合齿轮泵的优点齿轮泵的优点齿轮泵的优点齿轮泵的优点内啮合内啮合内啮合内啮合齿轮泵的齿轮泵的齿轮泵的齿轮泵的缺点缺点缺点缺点u 结构紧凑，尺寸小，质量轻；结构紧凑，尺寸小，质量轻；u 因齿轮同向旋转，相对滑动速度小，磨损小，使用寿命长；因齿轮同向旋转，相对滑动速度小，磨损小，使用寿命长；u 流量脉动小，因而压力脉动和噪声都较小；流量脉动小，因而压力脉动和噪声都较小；u 油液在离心力作用下易充满齿间槽，故允许高速旋转，容油液在离心力作用下易充满齿间槽，故允许高速旋转，容积效率高。积效率高。摆线内啮合齿轮泵结构更简单，啮合重叠系数大，传动摆线内啮合齿轮泵结构更简单，啮合重叠系数大，传动平稳，吸油条件更为良好。平稳，吸油条件更为良好。齿形复杂，加工精度要求高，因此造价较贵。齿形复杂，加工精度要求高，因此造价较贵。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.3.3Part 2.3.3 齿轮泵齿轮泵齿轮泵齿轮泵的主要性能的主要性能的主要性能的主要性能（1 1 1 1）压力）压力）压力）压力 具有良好的轴向和径向补偿措施的中、小排量的齿轮泵的最高具有良好的轴向和径向补偿措施的中、小排量的齿轮泵的最高工作压力目前均超过了工作压力目前均超过了25MPa25MPa，最高达，最高达32MPa32MPa以上。大排量齿轮泵的许用以上。大排量齿轮泵的许用压力亦可达压力亦可达1620MPa1620MPa；（2 2 2 2）排量）排量）排量）排量 液压工程用的齿轮泵的排量范围很宽从液压工程用的齿轮泵的排量范围很宽从0.05800mL/r0.05800mL/r，但常，但常用者为用者为2.5250mL/r2.5250mL/r。（3 3 3 3）转速）转速）转速）转速 微型齿轮泵的最高转速可达微型齿轮泵的最高转速可达20000r/min20000r/min以上，常用者为以上，常用者为10003000r/min10003000r/min。必须指出，齿轮泵的工作转速亦有下限，一般为。必须指出，齿轮泵的工作转速亦有下限，一般为300500r/min300500r/min。（4 4 4 4）寿命）寿命）寿命）寿命 低压齿轮泵的寿命为低压齿轮泵的寿命为30005000h30005000h，高压外齿轮泵额定压力下，高压外齿轮泵额定压力下的寿命一般却只有几百小时，高压内齿轮泵的寿命可达的寿命一般却只有几百小时，高压内齿轮泵的寿命可达20003000h20003000h。School of Mechanical Engineering东南大学机械工程学院东南大学机械工程学院第二章第二章第二章第二章 能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件能源装置及辅件液压与气压传动液压与气压传动Part 2.3.3Part 2.3.3 螺杆泵螺杆泵螺杆泵螺杆泵当主动螺杆带动从动螺杆旋转时，各密封当主动螺杆带动从动螺杆旋转时，各密封工作腔沿着轴向从左向右移动。工作腔沿着轴向从左向右移动。u左端形成密封工作腔容积逐渐增大，左端形成密封工作腔容积逐渐增大，进行吸油；进行吸油；u右端工作腔容积逐渐缩小，将油压右端工作腔容积逐渐缩小，将油压出。出。工作原理：工作原理：uu螺杆直径越大螺杆直径越大螺杆直径越大螺杆直径越大，螺旋槽越深，螺旋槽越深，排量也越大。排量也越大。uu螺杆越长螺杆越长螺杆越长螺杆越长，吸油口和压油口，吸油口和压油口之间密封层次越多，密封越之间密封层次越多，密封越好，可提高泵的额定压力。好，可提高泵的额定压力。图图图图2-112-11 螺杆泵的工作原理螺杆泵的工作原理在泵的壳体里有三根互相啮合的双头螺杆，在泵的壳体里有三根互相啮合的双头螺杆，主主主主动螺杆动螺杆动螺杆动螺杆1 1 1 1是凸螺杆，是凸螺杆，从动螺杆从动螺杆从动螺杆从动螺杆2 2 2 2是凹螺杆。在横是凹螺杆。在横截面内，其齿廓由几对摆线共轭曲线组成，截面内，其齿廓由几对摆线共轭曲线组成，螺螺螺螺杆的啮合线把各螺杆的螺旋槽分割成若干密封杆的啮合线把各螺杆的螺旋槽分割成若干密封杆的啮合线把各螺杆的螺旋槽