叶片泵毕业设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 在广泛应用的各种液压设备中，液压泵是关键性的元件，它们的性能和寿命在很大程度上决定着整个液压系统的工作能力，随着时代的发展和技术的进步，液压泵性能越来越完善，在各种工业设备、行走机构以及船舶和飞机上都得到了广泛应用。 因此对于叶片泵相关知识的学习和认识十分必要，特别是对于从事液压相关方面工作的人更显得尤为重要。 本设计 根据现已广泛应用的叶片泵为基础，对定量叶片泵 即双作用叶片泵 进行设计。在设计过程中采纳了一些有关叶片泵的新技术和新观点 ， 并用于叶片泵的设计考虑， 设计中对双作用叶片泵的叶片倾角进行了探讨 ，并对比两种观点的优劣，选择了现今已越来越得到更多人承认的叶片倾角为零的一种观点。在定子过渡曲线的设计上也没有拘泥于传统的等加速曲线或阿基米德螺旋线等定子曲线选择，而是结合现今数控机床普及的事实大胆选用高次曲线作为定子过渡曲线的设计基础。 设计 中 还主要参考 了 系列的 叶片泵 相关产品结构和技术参数 ， 在相关类型的叶片泵基础上对叶 片泵的定子过渡曲线和叶片前倾角等结构进行了重新设计 ， 使叶片泵的 部分或 整体性能有所 改善 。 关键词： 双作用叶片泵 ， 叶片倾角 ，定子过渡曲线 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 in is in to in in to on is In of in of of of is of of of a In of is as NC as of In of B of of as of or 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 摘要 前言 1 1 双作用叶片泵简介 2 作用叶片泵组成结构 2 作用叶片泵工作原理 2 作用叶片泵结构特点 3 作用叶片泵排量和流量计算 4 2 双作用叶片泵设计原始参数 5 3 设计方案分析与选定 6 计总体思路 6 体结构方案分析与选定 6 6 6 案选定 7 片倾斜角方案分析选定 7 片倾角对叶片受力的影响 7 片倾角的两种观点 9 倾向的观点 11 片倾角方案选定 11 子过渡曲线方案分析与选定 12 作用叶片泵性能对定子曲线的要求 12 子曲线应具备的特性 14 种定子曲线的分析、比较和选择 15 子过渡曲线方案综合分析、选定 22 4 参数的计算 23 量计算 23 均理论流量 23 际流量 23 率计算 23 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 入功率轴功率 23 效输出功率液压功率 23 论功率 23 矩计算 23 论扭矩 23 际扭矩 24 作用叶片泵设计计算参数表 24 5 整体设计计算 25 子的设计 25 料选择 25 子半径 25 子轴向宽度 25 子结构尺寸设计 26 片的设计 28 片材料选择 28 片数 28 片安放角 29 片的厚度 29 片的长度 29 片的结构尺寸设计 30 片的强度校核 30 子 的设计 31 子材料选择 31 子短半径 31 子长半径 32 子大、小圆弧角 32 子过渡曲线的幅角 32 子过渡曲线设计 32 核定子曲线 34 子结构尺寸设计 37 配流盘的设计 38 配油盘封油区夹角 38 配流盘 V 形尖槽 39 配流盘结构尺寸设计 40 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 配流盘结构设计 41 动轴的设计 42 料选择 42 键轴段的设 计 42 核轴段花键的挤压强度 44 的结构设计 44 上载荷分析 46 扭转切应力校核轴的强度 47 核轴的刚度 48 体的设计 49 体材料选择： 49 泵体结构设计 50 泵体结构设计 51 板的设计 51 6 主要标准件的选用 52 承的选择 52 端轴承 52 端轴承 52 承的润滑 52 封件选择 53 旋转轴唇形密封圈选择 53 O 形橡胶密封圈选择 53 钉选择 54 子、侧板配合螺 钉选择 54 板螺钉选择 54 板螺钉 54 栓的选择 55 准螺纹选择 55 油孔口螺纹 55 油孔口螺纹 55 的选择 55 锥销的选择 55 7 各种配合的选择 56 动轴承配合 56 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 承与轴的配合 56 承与壳孔的配合 56 合表面粗糙度和形位公差 57 键轴配合 57 子叶片槽配合 58 侧板与左、右泵体 58 子、左配流盘与泵壳孔配合 58 盖与泵壳孔配合 59 子与转子宽度配合 59 8 主要材料及技术要求 60 9 噪声、寿命与维护 61 作用叶片泵振动与噪声 61 声及产生原因 61 低噪声的措施 61 作用叶片泵的寿命 62 作用叶片泵的正确使用与维护 63 作用叶片泵的正确使用 63 作用叶片泵的维护与检查 64 参考文献 65 致谢 66 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 前 言 液压泵是现代液压设备中的主要动力元件，它决定着整个液压系统的工作能力。在液压系统中，液压泵的功能主要是将电动机及内燃机等原动机的机械能转换成液体的压力能，向系统提供压力油并驱动系统工作。 在液压传动与控制中使用最多的液压泵主要有齿轮 式、叶片式和柱塞式三大类型。其中叶片泵是在近代液压技术发展史上最早实用的一种液压泵。 叶片泵与齿轮式、柱塞式相比，叶片泵具有尺寸小、重量轻、流量均匀、噪声低等突出优点。在各类液压泵中，叶片泵输出单位液压功率所需重量几乎是最轻的，加之结构简单，价格比柱塞泵低，可以和齿轮泵竞争。 本设计对定量叶片泵的设计以 列的双作用叶片泵为基础，并结合现今的技术特点和最新观点进行设计 ，在定子过渡曲线和叶片倾角等设计上采用了一些有别于传统的设计方案，在一定程度上提高了泵的工作性能 。叶片泵作为液压系统主要部件，对其的设计需要 丰富的机械方面的理论知识，以及有关叶片泵的相关专业技术知识，将其作为我的设计方向， 是我大学四年专业知识学习的总结和锻炼，在设计过程中也不断促使我重新认识、理解所学 专业 知识，对 所学 知识有了一次系统的巩固 和 提高。最重要的是在这次设计过程中，对所学理论知识与实践的结合，提高了自己的实践动手能力，并在这过程认识到自己的许多不足，我一定会在今后的学习工作中不断改进。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 1 双作用叶片泵简介 作用叶片泵组成结构 组成 结构 ：定子、转子、叶片、配油盘、传动轴、壳体等 作用叶片泵工作原理 图 3 - 1 9 双 作 用 叶 片 泵 工 作 原 理1 - 定 子 2 - 压 油 口 3 - 转 子 4 - 叶 片 5 - 吸 油 口45321图 1 双作用叶片泵工作原理 of 定子； 2 吸油口； 3 转子； 4 叶片； 5 压油口 如图 1示。它的作用原理和单作用叶片泵相似，不同之处只在于定子表面是由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和四段过渡曲线八个部分组成，且定子和转子是同心的。在图示转子顺时针方向旋转的情况下，密封工作腔的容积在左上角 和右下角处逐渐增大，为吸油区，在左下角和右上角处逐渐减小，为压油区；吸油区和压油区之间有一段封油区把它们隔开。这种泵的转子每转一转，每个密封工作腔完成吸油和压油动作各两次，所以称为双作用叶片泵。泵的两个吸油区和两个压油区是径向对称的，作用在转子上的液压力径向平衡，所以又称为平衡式叶片泵。 定子内表面近似为椭圆柱形 ,该椭圆形由两段长半径 R、两段短半径 r 和四段过渡曲线所组成。当转子转动时 ,叶片在离心力和建压后 根部压力油的作用下 ,买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 在转子槽内作径向移动而压向定子内表 ,由叶片、定子的内表面、转子的外表面和两侧配油盘间形成若干个密封空间 ,当转子按图示方向旋转时 ,处在小圆弧上的密封空间经过渡曲线而运动到大圆弧的过程中 ,叶片外伸 ,密封空间的容积增大 ,要吸入油液 ;再从大圆弧经过渡曲线运动到小圆弧的过程中 ,叶片被定子内壁逐渐压进槽内 ,密封空间容积变小 ,将油液从压油口压出 ,因而 ,当转子每转一周 ,每个工作空间要完成两次吸油和压油 ,所以称之为双作用叶片泵 ,这种叶片泵由于有两个吸油腔和两个压油腔 ,并且各自的中心夹角是对称的 ,所以作用在转子上的油液压力相互平衡 ,因此双作用叶片泵又称为卸荷式叶片泵 ,为了要使径向力完全平衡 ,密封空间数即叶片数 应当是双数。 作用叶片泵结构特点 1双作用叶片泵的转子与定子同心 ; 2双作用叶片泵的定子内表面由两段大圆弧、两段小圆弧和四段定子过渡曲 线组成 ; 3双作用叶片泵的圆周上有两个压油腔、两个吸油腔， 转子每转一转，吸、压油各两次双作用式 。 4双作用叶片泵的吸、压油口对称， 转子轴和轴承的径向液压作用力基本平衡 ;即 径向力平衡卸荷式 。 5双作用叶片泵的所有叶片根部均由压油腔引入高压油，使叶片顶部可靠地与定子内表面密切接触。 6传统双作用叶片泵的叶片通常倾斜安放，叶片倾斜方 向与转子径向辐射线成倾角，且倾斜方向不同于单作用叶片泵，而沿旋转方向前倾，用于改善叶片的受力情况，最近观点认为倾角为 0 最佳。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 作用叶片泵排量和流量计算 图 3 - 2 0 双 作 用 叶 片 泵 的 流 量 计 算3211 - 转 子 2 - 叶 片 3 - 定 子作用叶片泵的流量计算 1 2 3如图 1泵的排量为 )()2/(2 2221 p (1式中 R 定子内表面长圆弧半径； r 定子内表面短圆弧半径 ； B 转子或叶片宽度； Z 叶片数。 若叶片厚度为 ，且倾斜 角安装，则它在槽内往复运动时造成叶片泵的排量损失为 c o s)(c o (2 双作用叶片泵的真正排量为 c o s)()( ( 3 (1泵的实际流量为 co s)()( )/( 3 (1文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 2 双作用叶片泵设计原始参数 设计原始参数 : 额定排量： q ml r 额定压力： 额定转速： 1 4 5 0 / m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 3 设计 方案分析与选定 计总体思路 本设计为定量叶片泵的设计，叶片泵实现定量可以是定心的单作用叶片泵和双作用叶片泵，此处选择双作用叶片泵进行设计。 以双作用叶片泵本身的结构特点实现定量，并参考 叶片泵结构，结合现有新技术和新观点进行双作用叶片泵的设计。 体 结构 方案分析与选定 本 设计 为 单级 双作用 叶片泵 ，它 分为单级圆形平衡式叶片泵和单级方形平衡式叶片泵 两种类型。 形叶片泵 圆形叶片泵的 主要结构特点和存在问 题 ： 1采用固定侧板，转子侧面与侧板之间的间隙不能自动补偿，高压时泄漏严重。只能工作在 下的中、低压。 2进、出油道都铸造在泵体内称为暗油道 ，铸造清沙困难。而且油道狭窄，高转速时由于流速过快，流动阻力大，容易出现吸空和气蚀。 3侧板与转子均带耳轴，虽然支承定心较好，但毛坯费料，加工不方便。这种结构装配时对后泵盖联接螺钉拧紧扭矩的均匀性要求很严，否则容易导致侧板和转子的倾侧，使侧板与转子端面的轴向间隙不均匀，造成局部磨损。 形叶片泵 方形叶片泵 主要结构特点 与圆形叶片泵 相比， 主要 有以下改进： 1简化了结构，在同等排量的情况下，外形尺寸和重量比圆形泵大大减小。 2取梢转子和侧板的耳轴，改善了加工工艺性，而且可节省毛坯材料。装配时即使泵盖四个螺栓的拧紧力矩不很均匀，也不致影响侧板与转子端面的均匀密合。 3采用浮动压力侧板，提高了容积效率和工作压力。 4进油道设在泵体，排油道设在泵盖，均为开式油道，不仅铸造方便，而且油道通畅，即使高转速工作时流动阻力也较小 5传动釉输入端一侧的支承较强，能够承受径向载荷，允许用皮带或齿轮直接驱动，有一定 的耐冲击和振动能力。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 案选定 综上所述，方形叶片泵具有结构紧凑，体积小，能够适应高转速和较高压力工作，耐冲击、振动能力较强等特点，因此特别适用于工程车辆液压系统。加之其加工工艺性也比圆形泵优越得多，所以在一般工业机械上也获得广泛应用，已逐步取代圆形泵。 综合考虑以上因素 选定 方形叶片泵 为本设计的叶片泵类型 。 片倾斜角方案 分析选定 片倾角对叶片受力的影响 片顶端受力分解 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 子对叶片的作用力 定子对叶片顶部产生的反作用合力 F 可以分解 为1，其中横向分力对叶片的自由滑动十分不利，严重时将会造成转子槽的局部磨损，导致泄漏增加，甚至因摩擦力太大而使叶片被咬住不能伸缩滑动。此外，如者叶片悬伸过长，叶片还有可能折断。因此，计上应设法尽量减小其数值。 由图 3-2 co (3式中， 为合力 1122f TF f T(3式中， 合力 越小，则分力理想的情况是令叶片的方向正好与 时 0 , 0，由片的伸缩滑动将完全不受转于槽阻碍。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 片倾角与作用力方向 在图 3 是定子曲线接触点处法线方向与叶片方向的夹角，称为压力角， 是定子与叶片的摩擦角。由图可见，各角度之间存在如下关系 (3因此，要使 角为 0应使压力角等于摩擦角 。 由此得出结论；定子曲线与叶片作用的压力角 等于摩擦角 时对叶片产生的横向作用力片与转子槽之间的相互作用力和摩擦磨损量最小，所以压力角的最优值 0op a f(3当摩擦系数0 时， 7。 如图 3叶片向旋转方向前倾放置的情况下，吸油区定子与叶片作用的用力角 为 1 (3式 中 为定子曲线接触点 为叶片的倾斜角，即叶片方向与半径方向 片倾角的两种观点 1 传统观点：平衡泵叶片应具有一定的前倾角1传统观点认为，平衡式叶片泵的叶片应 该向旋转方向朝前倾斜放置。以往生产的大多数叶片泵亦按此原则设计制造，叶片前倾角其至达 10 14 。这种观点的主要理由如图 3示：定子对叶片作用的横向分力纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 ，即 ，为了使沿叶片方向作用，以减小有害的横向分力角 越小越好。因此令叶片相对于半径方向倾斜一个角度1，倾斜方向是叶项沿旋转方向朝前偏斜，使压力角 小于 角，即1 ，否则压力角 将较大。 2 新观点：认为取叶片前倾角1 0 更为合理 影响压力角 大小的因素包括定子曲线的形状反映为 角的大小 和叶片的倾斜角1。实际上定子曲线各点的 角是不同的，转子旋转过程中，要使压力角 在定子各接触点均保持为最优值 ，除非叶片倾斜角 1 能在不同转角时取不同的值，且与 保持同步反值变化，而这在结构上是不可能实现的。因此，叶片在转子上安放的倾斜角只能取 个固定平均合理值，使得运转时在定子曲