1、本科毕业论文（20 届）高压液压泵设计所在学院 专业班级 矿山机电 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 I摘要伴随生产技术水平的提升，工业生产的各领域和科学实验部门正逐步采用高压和超高压液压技术，对液压泵的压力也有了更高的要求。首先对针对齿轮泵、叶片泵、柱塞泵。螺杆泵等的工作性能、结构特点、压力范围等内容进行了分析研究，确定高压液压泵方案采用柱塞泵的结构形式设计。对这种轴向柱塞，以给定的设计参数，以工作压力 40 兆帕，额定流量 100L/min、最大流量200L/min，进行了对柱塞、滑靴、配油盘、缸体等零部件进行了受力分析与设计，然后是对斜盘力矩的分析，最后是对变量机构的选择
2、。关键词：液压泵；柱塞泵；高压AbstractWith the improvement of production technology, and scientific experiments in the areas of industrial production sector is gradually using high-pressure and high pressure hydraulic technology, the pressure on the hydraulic pump also have higher requirements.Aiming high pressure
3、 pump design, first for gear pumps, vane pumps, piston pumps. Performance screw pump, structural characteristics, pressure range, etc. were analyzed and finalized in the form of structural design of high-pressure piston pump. The most widely used of a piston pump is currently applied axial piston pu
4、mp, it is compared with a gear pump and vane pump, the working pressure, rated flow, volumetric efficiency, ease of variables have some other aspects of life advantage.After this paper that the axial piston, given the design parameters, in the working pressure of 40 MPa, rated flow 100L / min, maxim
5、um flow 200L / min, carried on the plunger, slipper, with oil pan, cylinders and other components were stress analysis and design, and is a moment of the swash plate analysis, and finally the elaboration of variable bodies.Keywords: hydraulic pump; high pressure; piston pump目录1 绪论 .11.1 课题研究背景及意义 .1
6、1.1.1 课题研究背景 .11.1.2 课题研究意义 .21.2 高压液压泵设计参数 .22 液压泵方案设计 .32.1 齿轮泵的主要结构及特点 .32.2 叶片泵的主要结构及特点 .42.3 柱塞泵的主要结构及特点 .52.4 螺杆泵的主要结构及特点 .62.5 液压泵方案确定 .72.6 本章小结 .73 直轴式轴向柱塞泵工作原理与主要性能参数计算 .83.1 直轴式轴向柱塞泵工作原理 .83.2 直轴式轴向柱塞泵性能参数 .93.3 本章小结 .104 柱塞设计 .114.1 柱塞受力分析 .114.1.1 柱塞底部的液压力 Pb .114.1.2 柱塞惯性力 Pg .124.1.3
7、离心反力 Pt .124.1.4 斜盘反力 N.124.1.5 柱塞与柱塞腔壁之间的接触应力 P1和 P2 .124.1.6 摩擦力 P1f和 P2f .134.2 柱塞设计 .144.2.1 柱塞结构型式 .144.2.2 柱塞结构尺寸设计 .164.3 本章小结 .185 滑靴受力分析与设计 .195.1 滑靴受力分析 .195.1.1 分离力 pf.195.1.2 压紧力 py.215.1.3 力平衡方程式 .215.2 滑靴设计 .215.3 滑靴结构型式与结构尺寸设计 .225.3.1 滑靴结构型式 .225.3.2 结构尺寸设计 .235.4 本章小结 .256 配油盘受力分析与设
8、计 .266.1 配油盘受力分析 .266.1.1 压紧力 py.276.1.2 分离力 pf.276.2 配油盘设计 .306.2.1 过渡区设计 .306.2.2 配油盘主要尺寸确定 .306.2.3 验算比压 p、比功 pv.327 缸体设计 .337.1 缸体的稳定性 .337.2 缸体主要结构尺寸的确定 .347.2.1 通油孔分布圆半径 Rf和面积 F.347.2.2 缸体内、外直径 D1、D 2的确定 .357.2.3 缸体高度 H.368 柱塞回程机构设计 .369 斜盘力矩分析 .389.1 柱塞液压力矩 M1.399.2 过渡区闭死液压力矩 M2.409.3 回程盘中心预压
9、弹簧力矩 M3 .409.4 滑靴偏转时的摩擦力矩 M4 .409.5 柱塞惯性力矩 M5.409.6 柱塞与柱塞腔的摩擦力矩 M6 .419.7 斜盘支承摩擦力矩 M7 .419.8 斜盘与回程盘回转的转动惯性力矩 M8.419.9 本章小结 .4210 变量机构 .4210.1 手动变量机构 .4310.2 手动伺服变量机构 .4411 结论 .46致谢 .47参 考 文 献 .4811 绪论1.1 课题研究背景及意义1.1.1 课题研究背景液压系统的作用为通过改变压强增大作用力。一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。液压系统可分为两类：液压传
10、动系统和液压控制系统。液压传动系统以传递动力和运动为主要功能。液压控制系统则要使液压系统输出满足特定的性能要求（特别是动态性能），通常所说的液压系统主要指液压传动系统。液压传动是用液压油作为传递能量的工作介质，依靠液压油的压力能来传递运动与动力的方式，是生活中非常常见的一种传动方式。液压传动与机械传动相比，是一种相对较新的技术，伴随着液压元件性能的日趋完善，液压传动技术在近四五十年的时间内迅速的发展起来，得到了各国的普遍重视和广泛应用。一个完整的液压系统除了工作介质，均由动力装置、执行装置、控制与调节装置、辅助装置四部分组成。其中动力装置的代表元件是液压泵，它是一种能量转换元件，它把驱动电机输
11、出的机械能（转矩 Mb和角速度 b的乘积）转换成输到液压系统中油液的压力能（压力 P b 和流量 Q b 的乘积）。液压泵是靠一个或数个密封油腔容积的周期变化来进行工作的，所以称为容积式泵。液压泵的类型很多，若按结构分类，通常分为齿轮泵、叶片泵和柱塞泵三大类。柱塞泵是这三类泵中压力最高的一类。 柱塞泵的工作原理是通过柱塞在缸体柱塞孔中往复的运动，使密封的柱塞腔的工作容积发生变化，当柱塞腔容积由小变大时，柱塞泵吸油；当柱塞腔容积由大变小时，柱塞泵排油。柱塞泵与其他两种液压泵相比，在工作压力、流量、容积效率、易于变量、使用寿命等方面均具有一定的优势，所以柱塞泵广泛应用于工程机械、交通运输机械以及航
12、空航天、军事等领域。轴向柱塞泵是柱塞泵中目前应用的最为广泛的一种，它具有结构紧凑、外形尺寸小、惯性小、重量轻等优点，但同时也是液压领域中结构最复杂、对工艺、材料要求较高的元件之一。21.1.2 课题研究意义近年来，随着生产技术水平的提高，工业生产的各领域和科学实验部门正逐步采用高压和超高压液压技术，对于高压和超高压液压技术的需求量也在日益扩大，各工业生产部门对液压技术的经济性的要求越来越苛刻。由于提高液压系统的工作压力，可以减轻系统的重量和尺寸，所以航空部门的液压系统一般都采用高压和超高压技术，据资料记载，液压系统每减轻 1kg，则飞机结构可减轻 3-15kg。液压泵作为液压系统的动力装置，其
13、压力性能的高低直接影响整个液压系统。因此，对于超高压液压泵的研制具有非常重要现实意义和广阔前景。液压泵泵正高压化方向发展。一般认为当液压泵的工作压力超过 31.5MPa 时，通常称为超高压液压泵，目前，齿轮泵和叶片泵由于自身条件的限制只能用于中低压的系统，不能作为超高压泵使用。在容积式液压泵中，只有柱塞式液压泵能够较理想的实现高压化。但由于柱塞泵结构比较复杂，对于零件的制造精度要求高，尤其是柱塞副、滑靴副、配流副三对摩擦副，导致了柱塞泵的制造成本很高，这在一定程度上制约了柱塞泵的生产、使用和维护。据资料显示，轻型轴向柱塞泵的成本比叶片泵高 20左右。为此简化超高压柱塞泵的结构，降低柱塞泵的成本，对柱塞泵的使用和发展具有重要的价值。 当柱塞泵的工作压力提高时，它的各主要零部件会承受着很大的静载荷和动载荷的作用，由于要保持柱塞泵良好的动态性能，这就对柱塞泵的密封件和各零件的强度、刚度的可靠性提出了很高的要求。.液压泵的结构设计占据着液压泵设计的大部分，要充分考虑液压泵的使用功能、使用条件、工艺条件等要求。为此，不断研究超高压液压泵的结构实现方法、构件运动特性、结构的优缺点等，对提高液压泵的工作压力有着非常重要的意义。 1.2 高压液压泵设计参数给定设计参数：最大工作压力 MPa40max额定流量 in/1LQ最大流量 2ax
