（全套CAD）大排量斜盘式轴向柱塞泵的设计（终稿）

斜盘式轴向柱塞泵主要结构如图。

柱塞的头部安装有滑靴，滑靴低面始终贴着斜盘平面运动。

当缸体带动柱塞旋转时，由于斜盘平面相对缸体面存在倾斜角，迫使柱塞在柱塞腔内作直线往复运动。

如果缸体按图示方向旋转，在范围内，柱塞由下死点对应位置开始不断伸出，柱塞腔容积不断增大，直至死点对应位置止。

在这个过程中，柱塞腔刚好与配油盘吸油窗相通，油液被吸入柱塞腔内，这是吸油过程。

随着缸体继续旋转，在范围内，柱塞在斜盘约束下由上死点开始不断进入腔内，柱塞腔容积不断减小，直至下孔点止。

在这个过程中柱塞腔，柱塞缸体配油盘传动轴斜盘滑靴回程盘中心弹簧图斜盘式轴向柱塞泵工作原理刚好与配油盘排油窗相通，油液通过排油窗排出。

这就是排油过程。

由此可见，缸体每转周，各个柱塞有半周吸油，半周排油。

如果缸体不断旋转，泵便连续地吸油和排油。

.斜盘式轴向柱塞泵主要性能参数.排量流量与容积效率轴向柱塞泵排量是指缸体旋转周，全部柱塞腔所排出油液的容积，即不计容积损失时，泵理论流量为式中柱塞外径柱塞横截面积柱塞最大行程柱塞数取传动轴转速从图可知，柱塞最大行程为式中柱塞分布圆直径斜盘倾斜角取所以，泵的理论流量是泵的实排量，斜盘式，轴向，柱塞，设计，毕业设计，全套，图纸目录第章绪论第章斜盘式轴向柱塞泵工作原理与性能参数.斜盘式轴向柱塞泵工作原理.斜盘式轴向柱塞泵主要性能参数第章斜盘式轴向柱塞泵运动学及流量品质分析.柱塞运动学分析柱塞行程柱塞运动速度柱塞运动加速度.滑靴运动分析.瞬时流量及脉动品质分析脉动频率脉动率第章柱塞受力分析与设计.柱塞受力分析柱塞底部的液压力柱塞惯性力离心反力斜盘反力柱塞与柱塞腔壁之间的接触力和摩擦力和.柱塞设计柱塞结构型式柱塞结构尺寸设计柱塞摩擦副比压比功验算第章滑靴受力分析与设计.滑靴受力分析分离力压紧力力平衡方程式.滑靴设计剩余压紧力法最小功率损失法.滑靴结构型式与结构尺寸设计滑靴结构型式结构尺寸设计第章配油盘受力分析与设计.配油盘受力分析压紧力分离力力平横方程式.配油盘设计过度区设计配油盘主要尺寸确定验算比压比功第章缸体受力分析与设计.缸体地稳定性压紧力矩分离力矩力矩平衡方程.缸体径向力矩和径向支承径向力和径向力矩缸体径向力支承型式.缸体主要结构尺寸的确定通油孔分布圆半径和面积缸体内外直径的确定缸体高度结论摘要斜盘式轴向柱塞泵是液压系统中的主要部件，斜盘式轴向柱塞泵是靠柱塞在柱塞腔内的往复运动，改变柱塞腔内容积实现吸油和排油的，是容积式液压泵，对于斜盘式轴向柱塞泵柱塞滑靴配油盘缸体是其重要部分，柱塞是其主要受力零件之，滑靴是高压柱塞泵常采用的形式之，能适应高压力高转速的需要，配油盘与缸体直接影响泵的效率和寿命，由于配油盘与缸体滑靴与柱塞这两对高速运动副均采用了静压支承，省去了大容量止推轴承，具有结构紧凑，零件少，工艺性好，成本低，体积小，重量轻，比径向泵结构简单等优点，由于斜盘式轴向柱塞泵容易实现无级变量，维修方便等优点，因而斜盘式轴向柱塞泵在技术经济指标上占很大优势。

关键词斜盘柱塞泵滑靴缸体高，变量机构布置方便，寿命长等优点，不足之处是对油液的污染敏感，滤油精度要求高，成本高等。

轴向柱塞泵分为盘式柱塞泵和阀式柱塞泵，盘式轴向柱塞泵包括斜轴式轴向柱塞泵和斜盘式轴向柱塞泵。

当有个柱塞排油时，封油带实际包角为当有个柱塞排油时，封油带实际包角为平均有个柱塞排油时，平均包角为式中柱塞间距角柱塞腔通油孔包角.外封油带分离力外封油带上泄流量是源流流动，可得外封油带泄流量为.内封油带分离力内封油带上泄流量是汇流流动，可得内封油带泄流量为.排油窗分离力.配油盘分离力总泄流量考虑到封油带很窄，分离力也可以近似看成线性分布规律，简化计算力平衡方程式为使缸体能与配油盘紧密贴合，保证可靠密封性，应取压紧力稍大于分离力。

设压紧力与分离力之差为剩余压紧力剩余压紧力与压紧力之比为压紧系数，它表示压紧程度。

即由此可得力平衡方程式般取取则为保证泵启动时，缸体配油盘仍有定的预压紧力，常设置轴向中心弹簧，把缸体紧压在配油盘上。

般取弹簧力为。

弹簧力也可按下式选取.配油盘设计配油盘设计主要是确定内外封油带尺寸吸排油口尺寸以及辅助支承面各部分尺寸。

．过度区设计为使配油盘吸排油窗之间有可靠的隔离和密封，大多数配油盘采用过度角大于柱塞腔通油孔包角的结构，称正重迭配油盘。

具有这种结构的配油盘，当柱塞从低压腔接通高压腔时，柱塞腔内封闭的油液会受到瞬间压缩产生冲压力当柱塞从高压腔接通低压腔时，封闭的油液会瞬间膨胀产生冲击压力。

这种高低压交替的冲击压力严重降低流量脉动品质，产生噪音和功率消耗以及周期性的冲击载荷。

对泵的寿命影响很大。

为防止压力冲击，我们希望柱塞腔在接通高低压时，腔内压力能平缓过渡，从而避免压力冲击。

图柱塞腔内性力最大值为离心反力柱塞随缸体绕主轴作等速度圆周运动，有向心加速度，产生的离心反力通过柱塞质量重心并垂直于柱塞轴线，是径向力。

其值为斜盘反力斜盘反力通过柱塞球头轴向力与作用于柱塞底部的液压力及其他轴向力相平衡。

而径向力则对主轴形成负载扭矩，使柱塞受到弯矩作用，产生接触应力，并使缸体产生倾倒力矩。

柱塞与柱塞腔壁之间的接触力和该力是接触应力和产生的合力。

考虑到柱塞与柱塞腔的径向间隙远小于柱塞直径及柱塞在柱塞腔内的接触长度。

因此，由垂直于柱塞轴线的径向力和离心力引起的接触应力和可以看成是连续直线分布的应力。

摩擦力和柱塞与柱塞腔之间的摩擦力为式中为摩擦系数，常取。

取.分析柱塞受力，应取柱塞在柱塞腔中具有最小接触长度，即柱塞处于死点时的位置。

此时和可以通过如下方程求得式中柱塞最小接触长度柱塞名义长度解放程组得式中为结构参数.柱塞设计柱塞结构型式轴向柱塞泵均采用圆柱形柱塞.根据柱塞头部结构，有三种型式，点接触式柱塞，线接触式柱塞，带滑靴的柱塞.选用带滑靴的柱塞，柱塞头部同样装有个摆动头，称滑靴，可绕柱塞球头中心摆动.滑靴与斜盘间为面接触，接触应力小，能承受较高的工作压力.高压油液还可以通过柱塞中心孔，沿滑靴平面泄露，保持与斜盘之间有层油膜润滑，从而减少了摩擦和磨损，使寿命大大提高.目前大多采用这种形式轴向柱塞泵.并且这种型式的柱塞大多做成空心结构，以减轻柱塞重量，减小柱塞运动的惯性力.采用空心结构还可以利用柱塞底部的高压油液使柱塞局部扩张变形补偿柱塞与柱塞腔之间的间隙，取得良好的密封效果.空心柱塞内可以安放回程弹簧，使柱塞在吸油区复位.柱塞结构尺寸设计.柱塞直径及柱塞分布圆直径柱塞直径柱塞分布圆直径和柱塞数是互相关联的.根据统计资料，在缸体上各柱塞孔直径所占的弧长约为分布圆周长的，即由此可得式中为结构参输出流量泵容积效率为泵的机械效率为所以，泵的总效率为容积效率与机械效率之积，第三章斜盘式轴向柱塞泵运动学及流量品质分析泵在定斜盘倾角下工作时，柱塞方面与缸体起旋转，沿缸体平面做圆周运动，另方面又相对缸体做往复直线运动。

这两个运动的合成，使柱塞轴线上点的运动轨迹是个椭圆。

此外，柱塞还可能有由于摩擦而产生的相对缸体绕其自身轴线的自转运动，此运动使柱塞的磨损和润滑趋于均匀，是有利的。

.柱塞运动学分析柱塞运动学分析，主要是研究柱塞相对缸体的往复直线运动。

即分析柱塞与缸体做相对运动是的行程速度和加速度，这种分析是研究泵流量品质和主要零件受力状况的基础。

柱塞行程下图为般带滑靴的轴向柱塞泵运动分析图。

若斜盘倾角为，柱塞分布圆半径为，缸体或柱塞旋转角为，并以柱塞腔容积最大时的上死点位置为，则对应于任旋转角时，图柱塞运动分析所以柱塞行程为当时，可得最大行程为柱塞运动速度将式对时间微分可得柱塞运动速度为当及时可得最大运动加速度为式中为缸体旋转角速度，。

柱塞运动加速度将式对时间微分可得柱塞运动加速度为当及时可得最大运动加速度为.滑靴运动分析研究滑靴的运动，主要是分析它相对斜盘平面的运动规律，也即滑靴中心在斜盘平面内的运动规律如图，其运动轨迹是个椭圆。

椭圆的长短轴分别为长轴短轴设柱塞在缸体平面上点坐标那么点在斜盘平面的坐标为如果用极坐标表示则为矢径极角滑靴在斜盘平面内的运动角速度为由上式可见，滑靴在斜盘内是不等角速度运动，当时，最大在短轴位置为当时，最小在长轴位置为由结构可知，滑靴中心绕点旋转周的时间等于缸体旋转周的时间。

因此其平均旋转角速度等于缸体角速度，即.瞬时流量及斜盘式与斜轴式轴向柱塞泵相比较，各有所长斜轴式轴向柱塞泵采用了驱动盘结构，使柱塞缸体不承受侧向力，所以，缸体对配油盘的倾复可能性小，有利于柱塞副与配油部位工作，另外，允许的倾角大，可是，结构复杂，工艺性差，需要使用大容量止推轴承，因而高压连续工作时间往往受到限制，成本高。

斜盘式轴向柱塞泵，由于配油盘与缸体滑靴与柱塞这两对高速运动副均采用了静压支承，省去了大容量止推轴承，具有结构紧凑，零件少，工艺性好，成本低，体积小，重量轻等优点，从而使该泵获得了迅速发展，并且由于轴向泵比径向泵结构简单，制造成本低斜盘式轴向柱塞泵容易实现无级变量，体积小，重量轻，维修方便因而斜盘式轴向柱塞泵比较其他泵在技术经济指标上占很大优势，所以，斜盘式轴向柱塞泵在不断地改进和发展，其发展方向是扩大使用范围提高参数改善性能延长寿命降低噪声，以适应液压技术不断发展的要求。