第第9頁斜盤式變量柱塞泵結(jié)構(gòu)計(jì)算設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-3"\h\u18155斜盤式變量柱塞泵結(jié)構(gòu)計(jì)算設(shè)計(jì) 1916一緒論 299301.1斜盤式變量柱塞泵的概況 3117171.3斜盤式軸向柱塞泵的工作原理 647211.4柱塞泵的結(jié)構(gòu)剖析 8105821.5柱塞泵的主要參數(shù) 1113666二運(yùn)動(dòng)分析 1118942.1運(yùn)動(dòng)學(xué) 11261972.2流量及其脈動(dòng) 1425671三受力分析 1733613.1柱塞與滑靴的受力 1745303.2缸體受力 2543673.3斜盤的受力分析 303192四主要部件的設(shè)計(jì) 3229924.1柱塞副的設(shè)計(jì) 32245414.1.1柱塞的設(shè)計(jì) 32151764.1.2柱塞摩擦比壓、比功率驗(yàn)算 32309454.3滑靴的設(shè)計(jì) 3524254.4回程盤的設(shè)計(jì) 36205774.5缸體的設(shè)計(jì)計(jì)算 37204634.5.1缸體的基本尺寸設(shè)計(jì) 3765334.5.2缸體的強(qiáng)度校核 3861964.6配流盤的設(shè)計(jì)計(jì)算 39115864.6.1配流盤的設(shè)計(jì) 3942174.6.2配流盤的壓緊系數(shù)、比功率的驗(yàn)算 44160294.7中心彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 46122994.8泵軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 4878394.8.1泵軸的設(shè)計(jì) 48139534.8.2泵軸的校核 4952424.9變量機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 5025324參考文獻(xiàn) 53一緒論在液壓系統(tǒng)中，有一種工業(yè)產(chǎn)品叫液壓動(dòng)力元件，就是液壓泵。其主要目的是將電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓油的壓力能，并利用此壓力能驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)工作。形成容積式液壓泵的最基本條件如下：（1）該結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)具有密封性能的容積腔；（2）增大時(shí)與吸油口連接，減小時(shí)與排油口連接；（3）吸油口和排油口不能相互連接?；钊霉ぷ鲿r(shí)，主要取決于奇數(shù)活塞的存在。有了它們，缸孔內(nèi)的表面就可以沿直線來回移動(dòng)，這樣密封工作腔的體積就可以周期性地變化。這樣就可以實(shí)現(xiàn)吸油和排油的功能。由于柱塞與缸孔的匹配精度很高，只有改變柱塞在缸孔中的行程，才能改變液壓泵的排量，從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。據(jù)介紹，對(duì)于柱塞泵來說，它具有工作壓力大（一般在高壓以上，即31.5Mpa左右）、容積效率很高（一般在90%以上）、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)。另一個(gè)要點(diǎn)是它的可變調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)非常方便靈活。根據(jù)柱塞與氣缸軸線是否重合，柱塞泵可分為軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是根據(jù)pcy14-1b斜盤軸向柱塞泵設(shè)計(jì)的，其變量機(jī)構(gòu)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)恒壓控制變量。斜盤軸向柱塞泵由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其密封性能和工作壓力均優(yōu)于其它類型泵。此外，它的效率也是所有類型液壓泵中最高的。因此，軸向柱塞泵廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。到目前為止，我國最先進(jìn)的液壓泵設(shè)備大多還是國外產(chǎn)品。這是因?yàn)槲覀冏孕性O(shè)計(jì)的液壓泵不夠完善，性能不夠好。這大大制約了我國工程機(jī)械的發(fā)展，因此也失去了國產(chǎn)液壓泵的巨大市場。與幾十年前相比，我國柱塞泵在設(shè)計(jì)和制造上幾乎沒有突破，結(jié)構(gòu)老化，控制單一，與國外發(fā)達(dá)國家相比有很大的差距。因此，必須開發(fā)性能更高的柱塞泵，通過提高性能、延長使用壽命、降低噪聲、降低制造成本、擴(kuò)大使用范圍，以適應(yīng)工程技術(shù)不斷發(fā)展的要求。1.1斜盤式變量柱塞泵的概況現(xiàn)如今，容積式的液壓傳動(dòng)有在朝著高壓化的方向進(jìn)行發(fā)展，這就使得柱塞泵，特別是軸向柱塞泵的應(yīng)用范圍越來越廣。軸向柱塞泵的主要特點(diǎn)是：壓力高、結(jié)構(gòu)緊湊、功率重量比大、可變機(jī)構(gòu)布置簡單靈活、使用壽命長、噪音低、自吸能力強(qiáng)。但也存在一些缺點(diǎn)，如成本高，對(duì)液壓油污染特別敏感（主要是由于許多主要部件的精度），這就要求該泵的濾油精度要高于其他類型的泵。下圖是軸向柱塞泵分類情況 軸向柱塞泵軸向柱塞泵盤式柱塞泵斜盤式軸向柱塞泵前斜盤式軸向柱塞泵后斜盤式軸向柱塞泵斜軸式軸向柱塞泵無鉸斜軸式軸向柱塞泵有鉸斜軸式軸向柱塞泵閥式柱塞泵表1-1軸向柱塞泵的分類一般來說，軸向柱塞泵根據(jù)配油方式的不同可分為以下兩種：盤式和閥式。閥式軸向柱塞泵在吸排油閥上有固有的滯后性，因此該類泵的泵軸轉(zhuǎn)速不會(huì)太高（一般轉(zhuǎn)速不能超過1500r/min），由于調(diào)速困難，泵軸轉(zhuǎn)速也不會(huì)太高，閥式軸向柱塞泵不能與液壓馬達(dá)互換。因此，閥式軸向柱塞泵一般只作為定量液壓泵使用（工作壓力在32Mpa以上）。斜盤軸向柱塞泵通常用作變量泵。斜盤與斜軸式柱塞泵的對(duì)比如下面的表格1-2所示斜盤式的軸向柱塞泵因?yàn)轶w積小、重量輕、變量機(jī)構(gòu)較簡單、慣性小這些特點(diǎn)，更適合用于移動(dòng)設(shè)備與自動(dòng)控制系統(tǒng)這些場合。斜盤式、斜軸式的柱塞泵的比較型式斜盤式斜軸式結(jié)構(gòu)、加工結(jié)構(gòu)簡單，分為前、后斜盤，加工精度較低結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，分成鉸式、無鉸式，加工精度較高變量方式改變斜盤傾角，簡單改變缸體傾角，復(fù)雜軸承受力徑向力和軸向力小徑向力、軸向力較大體積和重量小大理論排量（Ml/r）4-50050-1000工作壓力（MPa）21-35<21最高壓力（MPa）28-4035效率（%）85-9288-95表1-2斜盤軸向柱塞泵是液壓系統(tǒng)中的重要部件，它為執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力。斜盤軸向柱塞泵廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)液壓和行走液壓領(lǐng)域，是應(yīng)用最廣泛的液壓元件之一。斜盤軸向柱塞泵主要是利用平行于傳動(dòng)軸的柱塞在柱塞孔內(nèi)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)容積的變化，進(jìn)而吸排油。近年來，由于容積式液壓傳動(dòng)高壓化趨勢的影響，柱塞泵尤其是軸向柱塞泵的應(yīng)用越來越受到重視。軸向柱塞泵主要具有結(jié)構(gòu)緊湊、功率重量比高、變量機(jī)構(gòu)布置簡單方便靈活、使用壽命長、噪聲低、自吸能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是對(duì)油污染特別敏感，因此對(duì)濾油精度要求較高，成本也較高。另外，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸向柱塞泵對(duì)制造工藝和材料要求很高，是一種具有較高技術(shù)價(jià)值的液壓元件。1.2軸向柱塞泵發(fā)展現(xiàn)狀我國生產(chǎn)的軸向柱塞泵主要有兩個(gè)系列，一個(gè)是引進(jìn)國外高科技產(chǎn)品，另一個(gè)是自行研制的系列版柱塞泵。采用高薪技術(shù)從國外進(jìn)口的產(chǎn)品，其性能介于國外產(chǎn)品和國內(nèi)產(chǎn)品之間。以國產(chǎn)軸向柱塞泵的研制為例，它具有以下特點(diǎn)。（1）從性能指標(biāo)看，國產(chǎn)力士樂系列軸向柱塞泵的排量、轉(zhuǎn)速、額定壓力等指標(biāo)均大于CY系列。它的壓力等級(jí)是35

峰值壓力可達(dá)40mpa

兆帕；速度可達(dá)2000

CY系列的額定壓力一般為31.5r/min

轉(zhuǎn)速一般限制在1500r/min以內(nèi)。（2）從國內(nèi)市場占有率來看，cy系列憑借價(jià)格優(yōu)勢在國內(nèi)擁有穩(wěn)定的低端市場份額，但利潤率較低。而且由于其性能不夠穩(wěn)定，難以應(yīng)用于工程機(jī)械、注塑機(jī)等領(lǐng)域。部分國產(chǎn)力士樂系列產(chǎn)品用于起重機(jī)等領(lǐng)域。國外產(chǎn)品憑借其性能優(yōu)勢占據(jù)了龐大的高端市場。（3）從企業(yè)情況看，與國外相比，歐美國家斜盤軸向柱塞泵的生產(chǎn)廠家很多，而我國大型企業(yè)較少，大量采用國外技術(shù)。

由于中國水利基礎(chǔ)薄弱，與國外先進(jìn)技術(shù)水平相比，國內(nèi)技術(shù)相對(duì)落后。我國軸向柱塞泵的落后主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。（1）國內(nèi)企業(yè)不多，國外企業(yè)規(guī)模大。另外，國外一些大公司直接為自己的工程機(jī)械生產(chǎn)柱塞泵，并完成整機(jī)。（2）國外廠商產(chǎn)品線比較齊全，產(chǎn)品種類繁多，型號(hào)齊全。為工業(yè)液壓和工程機(jī)械液壓行業(yè)提供了較為豐富的產(chǎn)品線，實(shí)現(xiàn)了自給自足。（3）國外產(chǎn)品的性能比國內(nèi)產(chǎn)品好很多，技術(shù)更新更快。它們的排量從幾毫升到幾千升不等，額定壓力可高達(dá)40

自吸轉(zhuǎn)速大多在2000mpa以上

R/min，幾個(gè)小排量甚至可以達(dá)到8000

它具有壽命長、噪音低的優(yōu)點(diǎn)。（4）從變量控制方式來看，國外的變量控制方式很多，各種變量控制方式也有很多選擇。

我國對(duì)軸向柱塞泵的需求量很大，這為軸向柱塞泵的發(fā)展提供了巨大的機(jī)遇。如果能在結(jié)構(gòu)和技術(shù)上不斷取得突破，我國軸向柱塞泵的技術(shù)和產(chǎn)品將達(dá)到一個(gè)新的高度。

根據(jù)斜盤軸向柱塞泵技術(shù)的長期發(fā)展，可以得出以下三點(diǎn)結(jié)論（1）在軸向柱塞泵和液壓馬達(dá)的研制中，結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定。高速、高壓和良好的控制方法是主要的發(fā)展方向。(2）隨著電子、計(jì)算機(jī)、材料、制造等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，在柱塞泵和液壓馬達(dá)研究中的跨學(xué)科應(yīng)用，使仿真和實(shí)驗(yàn)更接近實(shí)際，大大提高了柱塞泵設(shè)計(jì)和優(yōu)化的效率。

(3）雖然我國軸向柱塞泵技術(shù)還處于相對(duì)落后的階段，但需求依然旺盛。因此，只要我們能夠跟上國際發(fā)展的潮流，努力趕超國際先進(jìn)水平。1.3斜盤式軸向柱塞泵的工作原理斜盤式軸向柱塞泵的工作原理如下圖所示:圖1-1斜盤式軸向柱塞泵的工作原理電機(jī)通過聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)泵軸，聯(lián)軸器通過泵軸轉(zhuǎn)動(dòng)泵軸。由于泵軸上有矩形花鍵，與花鍵配合的缸體也會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。缸體孔內(nèi)的七個(gè)柱塞可以作周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在這種情況下，吸油和排油過程開始圍繞缸體中心即泵軸中心旋轉(zhuǎn)，柱塞球頭上有一個(gè)滑塊與其配合?；瑝K的一端面與回位盤相配合。在泵軸的一端，內(nèi)部安裝有一個(gè)中心彈簧。由滑靴組成的彈簧座上有一個(gè)鋼球。鋼球在回位盤上。同時(shí)，中心彈簧使柱塞在到達(dá)下止點(diǎn)后返回。當(dāng)缸體開始沿上圖所示方向移動(dòng)時(shí)，1號(hào)柱塞不移動(dòng)，柱塞的配油窗被堵塞。此時(shí)，柱塞處于下止點(diǎn)。當(dāng)柱塞從下止點(diǎn)離開時(shí)，在中心彈簧的作用下，柱塞將向上止點(diǎn)移動(dòng)。這時(shí)，柱塞下面會(huì)形成真空，油經(jīng)過閥板，然后通過配油窗進(jìn)入柱塞腔，此時(shí)，液壓泵吸油，這個(gè)過程會(huì)一直持續(xù)到柱塞到達(dá)上止點(diǎn)位置，此時(shí)，柱塞的轉(zhuǎn)速降到最低，此時(shí)，情況與柱塞處于下止點(diǎn)位置時(shí)相同，當(dāng)氣缸繼續(xù)良好旋轉(zhuǎn)時(shí)，柱塞會(huì)開始向下止點(diǎn)方向移動(dòng)，下一次，也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的壓力，使油排出，一直向下止點(diǎn)移動(dòng)，當(dāng)液壓泵排油時(shí)。這樣，柱塞就完成了吸油和排油的工作。如果泵軸的旋轉(zhuǎn)方向不變，只要稍微改變斜盤的傾斜角度，相應(yīng)柱塞的行程就會(huì)改變，最終流量也會(huì)相應(yīng)改變。因?yàn)檫@種液壓泵是容積式泵，所以流量由缸體的速度和排量決定。也就是說，可以通過改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速或位移值，或者同時(shí)改變這兩個(gè)參數(shù)來改變流量。下面來介紹恒壓變量柱塞泵的變量機(jī)構(gòu)的工作原理，下圖是它的工作原理示意圖：圖1-2變量機(jī)構(gòu)的工作原理當(dāng)液壓泵的工作壓力時(shí)，此時(shí)的滑閥1開度參數(shù)的數(shù)值為0，差動(dòng)變量活塞2大直徑端壓力為0，在小直徑端油壓產(chǎn)生推力推動(dòng)作用，我們?cè)O(shè)計(jì)的這個(gè)變量活塞會(huì)將斜盤推動(dòng)著朝傾角最大的那個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)液壓泵的流量會(huì)逐漸地達(dá)到最大值。當(dāng)泵的工作壓力繼續(xù)增大時(shí)，一直到時(shí)，滑閥1左端壓力產(chǎn)生的推力會(huì)克服右端的彈簧力（這里的彈簧力比較大，因?yàn)槭歉邏河停矔?huì)產(chǎn)生很大的力，所以選擇彈簧時(shí)要注意）。此時(shí)，關(guān)閉的閥口將逐漸打開，然后油通過流道從可變活塞的大直徑端流回液壓泵，這部分油還會(huì)作用在大直徑端上產(chǎn)生一個(gè)力，使可變活塞發(fā)生位移，即，向斜盤傾斜度減小的方向移動(dòng)。此時(shí)，柱塞通過相應(yīng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)使傾角減小，流量減小。這個(gè)過程是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的過程，即依靠這個(gè)結(jié)構(gòu)來保持柱塞泵的壓力恒定，以滿足相應(yīng)的要求?？刂苹y1右端的彈簧實(shí)際上是一個(gè)力比較元件。要求能輸出穩(wěn)定的彈簧力，以保證液壓泵的穩(wěn)定運(yùn)行。有一個(gè)穩(wěn)定的力，它要求彈簧的剛度很小，力主要是通過壓縮彈簧來獲得的。由于這種小型滑閥不直接控制所設(shè)計(jì)的可變活塞，其幾何尺寸可以控制它變小。因此，相應(yīng)地，設(shè)計(jì)的彈簧剛度較小。實(shí)際上，這也是我們的設(shè)計(jì)采用先導(dǎo)控制的原因之一。這樣一來，當(dāng)時(shí)，控制滑閥1的閥口開度x在理論上時(shí)隨意的，差動(dòng)變量活塞位置以及斜盤的傾角也具有隨意性，這就表明在時(shí)，液壓泵可能在q=0或者最大值之間的任一流量下工作。1.4柱塞泵的結(jié)構(gòu)剖析斜盤軸向柱塞泵已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，人們對(duì)這種泵給予了極大的關(guān)注，并進(jìn)行了一系列的改進(jìn)。1.泵殼方面，后斜盤軸向柱塞泵有兩體、三體和四體結(jié)構(gòu)，分別如圖1-7和圖1-8所示：后斜盤有兩體和三體結(jié)構(gòu)。雖然兩體結(jié)構(gòu)（即上述整體式泵殼結(jié)構(gòu)）件數(shù)少，誤差環(huán)節(jié)少，但很難滿足平順性要求（軸承孔與閥板座平面不垂直，平面不平直、不透光等），而三體結(jié)構(gòu)（即上述分段泵殼結(jié)構(gòu)）比前者有更多的誤差環(huán)節(jié)，但加工容易，容易保證樹的粗糙度和光潔度要求，進(jìn)而達(dá)到精度和購物程度的性能要求。對(duì)于后斜盤軸向柱塞泵的四體結(jié)構(gòu)，其目的是縮小整體尺寸，將轉(zhuǎn)子軸承外圈變成泵殼。這些結(jié)構(gòu)的制造非常方便，但轉(zhuǎn)子軸承需要自制或特制。目前多采用三體結(jié)構(gòu)的殼體。2.傳動(dòng)軸為泵軸結(jié)構(gòu)。后斜盤軸向柱塞泵的泵軸多為一段和兩段懸臂軸。在兩級(jí)結(jié)構(gòu)中，兩個(gè)軸通過花鍵連接，泵軸上的外部載荷由兩個(gè)軸承支撐。泵軸在運(yùn)行過程中的變形不會(huì)影響配油面。另外，可以提高泵軸承的強(qiáng)度；一段式結(jié)構(gòu)不具備這兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，但它可以是最簡單的泵軸結(jié)構(gòu)。除上述兩種形式外，還有一種泵，它將泵軸和缸體結(jié)合在一起，使泵軸兩端都有支撐，以穩(wěn)定缸體的運(yùn)轉(zhuǎn)，但要求精度高，做工差。由于后斜盤軸向柱塞泵的軸是懸臂軸，因此需要一個(gè)轉(zhuǎn)子軸承，通常是短圓柱滾子軸承。此外，還采用了特殊的短圓柱滾子軸承、滾針軸承和液力軸承。前斜盤軸向柱塞泵和后斜盤軸向柱塞泵采用通軸結(jié)構(gòu)。軸的兩端沒有軸承，提高了泵軸的剛度。缸體由泵軸定位，省去了轉(zhuǎn)子軸承，不利于提高轉(zhuǎn)速以滿足大流量的要求。另外，另一端可設(shè)置輔助補(bǔ)充泵，滿足一體化要求。一般情況下，為了使前斜盤泵軸更厚，前斜盤軸向柱塞泵的活塞分配圓半徑通常大于后斜盤。因此，立柱的數(shù)量比后斜盤多（前者一般z=9，后者z=7），斜盤的傾角也比后斜盤小(一般，前者=15°,后者=20°)?；亓髅芊饧恿θ紵矣兴姆N類型一個(gè)或兩個(gè)中心彈簧在壓板的作用下使柱塞回位，預(yù)密封配油面和滑靴副；每個(gè)柱塞由一個(gè)特殊的彈簧復(fù)位，彈簧可以同時(shí)預(yù)密封和壓縮兩個(gè)表面；采用最大等間隙壓板使柱塞復(fù)位；柱塞由輔助補(bǔ)充泵的供油壓力返回。常用的方法是第一種方法和第四種方法的結(jié)合。也就是說，當(dāng)泵轉(zhuǎn)速低、吸入管路阻力小、吸入高度低時(shí)，中心彈簧能使柱塞回油吸入，具有自吸能力。當(dāng)泵轉(zhuǎn)速高，吸入管路阻力大時(shí)，需要充入一定的充油壓力。在第一種回程方式中，有單彈簧結(jié)構(gòu)和雙彈簧結(jié)構(gòu)。前一種結(jié)構(gòu)不僅需要一個(gè)彈簧來滿足柱塞回油和滑靴預(yù)密封的要求，而且還需要配油機(jī)構(gòu)的要求，這種要求往往不合理，但最簡單。圖1-8所示的中心加力裝置有兩個(gè)彈簧，一個(gè)解決了柱塞和無靴的要求。一個(gè)可以調(diào)節(jié)，以滿足要求的油分配機(jī)構(gòu)，使每個(gè)人都能得到他需要的，安裝和調(diào)整都很方便。但是，銅球頭經(jīng)常損壞，鋼球更好。4.拖鞋副，即拖鞋和斜盤副磨損嚴(yán)重。人們已經(jīng)做了一些工作來改善他們的工作條件。與滑靴滑動(dòng)面直接接觸的斜盤結(jié)構(gòu)是最簡單的結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)方面，力求形成一種理想的靜壓軸承。然而，這并不是一個(gè)完美的解決方案。在滑靴和斜盤平面之間增加止推板。止推板在工作過程中可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而調(diào)整磨損部位，使其磨損均勻，更重要的是便于維修。另一種結(jié)構(gòu)是將止推板和返回壓力板固定在一起，使滑靴夾在中間。這樣，止推板和壓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，滑靴只對(duì)止推板和壓盤有很小的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而滑靴相對(duì)于斜盤的高速滑動(dòng)面在止推板和斜盤之間移動(dòng)，改善了運(yùn)動(dòng)副的磨損狀況。5.配油部分是盤式配油軸向柱塞泵的關(guān)鍵部件。為了使其處于良好的工作狀態(tài)，進(jìn)行了大量的研究和實(shí)驗(yàn)。在固定式配油機(jī)構(gòu)中，泵軸與缸體之間有兩種連接方式：靜態(tài)連接和柔性連接。前者要求較高的加工精度，但不能補(bǔ)償配油面油膜受應(yīng)力和變形的影響。6.斜盤軸向柱塞泵的變量機(jī)構(gòu)按其與泵軸的關(guān)系可分為并聯(lián)、立式和斜置。由于后斜盤軸向柱塞泵的泵軸為懸臂式軸，不穿過斜盤，所以變量機(jī)構(gòu)可直接設(shè)置在泵的后端，并與泵軸垂直布置；前斜盤軸向柱塞泵與前斜盤軸向柱塞泵不同，前斜盤軸向柱塞泵為平行傾斜布置。本文設(shè)計(jì)了63pcy-14-1b斜盤軸向柱塞泵。為便于加工制造，采用三體結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)軸采用單節(jié)結(jié)構(gòu)，回位密封加力裝置采用中心彈簧，泵后端直接設(shè)置可變機(jī)構(gòu)，與泵軸垂直布置。柱塞的徑向載荷由缸體外圍的轉(zhuǎn)子軸承承擔(dān)，從而使缸體的傾覆扭矩最小化，并確保配油面附著緊密。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是：徑向載荷由轉(zhuǎn)子軸承承擔(dān)，泵軸只傳遞扭矩，因此可以更?。坏诙?，由于轉(zhuǎn)子軸承是一個(gè)大軸承，所以功率可以更大。1.5柱塞泵的主要參數(shù)斜盤式柱塞泵的主要設(shè)計(jì)參數(shù)額定壓力額定轉(zhuǎn)速公稱排量31.5MPa1500r/min63Ml/r表1-3斜盤式柱塞泵的主要設(shè)計(jì)參數(shù)斜盤式軸向柱塞泵液壓泵，它的主要參數(shù)，理論容積常數(shù)，工作轉(zhuǎn)速n,額定壓力，峰值壓力等。當(dāng)已知后，（即公稱排量），便可以初步估算柱塞直徑的大?。浩渲?，Z是柱塞的個(gè)數(shù)，在液壓一般為奇數(shù)，此處我們暫令柱塞個(gè)數(shù)Z=7。表1-3是液壓元件專用的柱塞滑閥和柱塞桿外徑系列參數(shù)表（國家標(biāo)準(zhǔn)JB826-66）（單位：mm）8、10,、12、14、16、18、20、22、25、28、（30）、32、35、40、45、50、55……表1-4液壓元件專用的柱塞滑閥和柱塞桿外徑系列參數(shù)表在上面的計(jì)算中我們知道了柱塞直徑的取值范圍，再結(jié)合直徑系列參數(shù)表，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中的液壓泵活塞的直徑，我們令其為22mm。缸體孔中的柱塞的分布圓直徑R，可以按照經(jīng)驗(yàn)，我們有圓整到0.005mm，這里取R=34mm斜盤的傾角一般取值范圍是15°-20°，本次中我們?nèi)∑?0°。二運(yùn)動(dòng)分析2.1運(yùn)動(dòng)學(xué)圖2-1柱塞、滑靴運(yùn)動(dòng)分析圖示如上圖，當(dāng)柱塞從上死點(diǎn)逐漸運(yùn)動(dòng)至的角度時(shí)，在這個(gè)過程中，柱塞球頭中心從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)。圓筒被求出沿圓筒軸產(chǎn)生的相對(duì)位移。（2-1）（2-2）（2-3）我們求得的相對(duì)速就是：（2-4）接著平均的相對(duì)速度就可以求出：這樣我們就能得到柱塞它的相對(duì)速度：（2-5）接下來我們討論滑靴、柱塞球頭的中心在斜盤這個(gè)平面上的運(yùn)動(dòng)情況，圖2-2滑靴、柱塞球頭的中心在斜盤上的運(yùn)動(dòng)情況如上圖所示，劃靴和柱塞的球頭中心A的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡的參數(shù)方程式作為下式表示。；（2-6）根據(jù)上述公式，運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓，可以分別求出與其呼應(yīng)的長軸和短軸。；（2-7）對(duì)于可以改變排量的液壓泵，長軸的最大值為：；（2-8）圖2-3運(yùn)動(dòng)軌跡當(dāng)滑靴與回程盤繞中心軸運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以計(jì)算出位移；（2-9）其中，ρ是滑靴與柱塞球頭中心運(yùn)動(dòng)軌跡的向徑:（2-10）于是我們可以計(jì)算:（2-11）（2-12）（2-13）于是我們得到（2-14）滑靴球心繞著O點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)角速度為:（2-15）于是我們得到了以下結(jié)論:2.2流量及其脈動(dòng)對(duì)于樣板軸向柱塞泵，計(jì)算了每一個(gè)活塞的理論流量:（2-16）將相應(yīng)的值代入我們得出：（2-17）在這個(gè)項(xiàng)目中，我們?nèi)≈臄?shù)量為7個(gè)，柱塞之間的夾角為51.42，這時(shí)可以求得每一個(gè)的柱塞的瞬時(shí)論流量：（2-18）故而，液壓泵的瞬時(shí)理論流量可以表示為：（2-19）變化用下面的圖片表示：圖2-3液壓泵的瞬時(shí)理論流量變化綜合上文，我們得出以下結(jié)論：（2-20）因此我們可以知道，流量脈動(dòng)率的變化只與柱塞的個(gè)數(shù)Z有關(guān)Z567891011（%）4.9813.92.537.81.535.01.02表2-1流量脈動(dòng)率變化與柱塞數(shù)的關(guān)系顯然，當(dāng)柱塞數(shù)為奇數(shù)時(shí)，流量脈動(dòng)率遠(yuǎn)小于相鄰偶數(shù)的脈動(dòng)率，因此選擇奇數(shù)柱塞是非常必要的。需要指出的是，在設(shè)計(jì)液壓元件或系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)盡量減小壓力脈動(dòng)。對(duì)于壓力脈動(dòng)的幅度，我們規(guī)定不應(yīng)超過壓力的10%。（2-21）三受力分析3.1柱塞與滑靴的受力在工作過程中，柱塞有兩種工作狀態(tài)（吸油過程和排油過程），其受力實(shí)際上是不同的。因此，有必要分別描述柱塞的兩個(gè)工作過程吸入過程：柱塞由中心彈簧通過回位盤和滑靴拖拽出缸外（實(shí)際上是向柱塞外止點(diǎn)方向）。這樣，在氣缸孔內(nèi)形成真空。這樣，氣缸孔通過與機(jī)油分配窗相連的另一側(cè)輸入機(jī)油。所以，中心彈簧想要正常的工作的話，需要克服下面所敘述的幾個(gè)力：柱塞的總共的合慣性力,柱塞的總的摩擦力的和，滑靴的支撐面也需要一個(gè)用來密封的，以及克服滑靴不發(fā)生翻轉(zhuǎn)需要一個(gè)推壓力，這時(shí)候的中心彈簧需滿足下面的計(jì)算式：≥1.15【++++】（3-1）：柱塞（包括滑靴）的總慣性力單個(gè)柱塞（加上與之對(duì)應(yīng)的滑靴）所受到的總的移動(dòng)慣性力=（3-2）（3-2）其中，k:質(zhì)量系數(shù)，查得為1.2。d:柱塞直徑，22mm；；；。那么就有：（3-3）所以所有工作的柱塞的總的慣性力是：（3-4）在上面的式子中，當(dāng)其中，在上面所進(jìn)行的計(jì)算的算式中，有一個(gè)非常重要的系數(shù)，它和柱塞的個(gè)數(shù)Z是有一定的關(guān)系的，而具體的關(guān)系可以用下面列出來的表格來進(jìn)行表示：Z5791113151.622.252.883.514.154.78表3-1系數(shù)和柱塞個(gè)數(shù)關(guān)系接下來的圖是柱塞的個(gè)數(shù)為7的時(shí)候，對(duì)應(yīng)的總共的慣性力和缸體的轉(zhuǎn)角的變化所呈遞的關(guān)系圖3-2柱塞的個(gè)數(shù)為7的時(shí)候，對(duì)應(yīng)的總共的慣性力和缸體的轉(zhuǎn)角的變化所呈遞的關(guān)系那么，柱塞在把油液往里面吸所需要的總的吸力，這時(shí)就可以求得：（3-5）在往進(jìn)吸油的過程中，和缸體孔相同的柱塞的個(gè)數(shù)是，那么，對(duì)應(yīng)就可以求得總共的吸力是：（3-6）在這個(gè)里面，滑靴它的支承的那一面所需要的、總共的密封力令它為為了保證滑靴的支承的那一面不發(fā)生油的情況，我們需要在這個(gè)時(shí)候給它一個(gè)額外的助力，以確保它具有良好的密封性能，那么，每一個(gè)滑靴在這種情況下所需要的力是：代入各自正確的數(shù)值，就可以求得上面所論述的那個(gè)密封力了，（3-6）同時(shí)，還必須確保缸體端面和閥板平面具有非常好的密封特性，它所需要的總共的密封力求出為：；（3-7）其中，是上面說的兩個(gè)端面之間所接觸的接觸面積，求出了這個(gè)數(shù)值是：在這里我們?nèi)?，代入求得?-8）在進(jìn)行中心的彈簧的時(shí)候，需要滿足上面的計(jì)算過程中的較大的一個(gè)值，那么我們?nèi)?29.61N。緊接著我們就要開始計(jì)算柱塞在吸油液的時(shí)候的所需要的那一個(gè)摩擦力：（3-9）其中，是柱塞的圓柱表面與缸體的開孔之間的一個(gè)非常重要的參數(shù)：即滑動(dòng)摩擦因數(shù)，由于在本次的設(shè)計(jì)中柱塞和缸孔的材料分別為，查相應(yīng)的手冊(cè)我們可以得到，鋼對(duì)銅的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為0.12；那么便可以求得對(duì)應(yīng)的力：（3-10）再來計(jì)算克服滑靴翻轉(zhuǎn)所需要的力矩在上面的討論中，我們很容易知道斜盤上的滑靴軌跡是一個(gè)橢圓，因此只需要計(jì)算與之相對(duì)應(yīng)的離心慣性力：其中，所代表的是滑靴的重量。（3-11）是滑靴的幾何重心它的運(yùn)動(dòng)向徑，而且存在：（3-12）是滑靴的幾何重心的旋轉(zhuǎn)角速度，而且存在：（3-13）下圖是柱塞泵的設(shè)計(jì)中另外一個(gè)非常重要的零部件滑靴的力分析圖：圖3-3靴的力分析圖從圖中的力可以清楚地看出，由于離心慣性力的作用，滑靴的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩是：（3-14）上式中的是滑靴的幾何中心到柱塞的球頭中心的距離。因?yàn)橛猩厦娴哪莻€(gè)翻轉(zhuǎn)力矩，所以就需要在回程盤上也來添加一個(gè)力矩，用這個(gè)力矩來克服滑靴由于離心慣性力而引起的那個(gè)力矩。而且還存在以下的對(duì)應(yīng)關(guān)系：（3-15）其中，（3-16）因此的話，我們可以知道，當(dāng)時(shí)，存在最大值，那么就有了（3-17）克服個(gè)柱塞翻轉(zhuǎn)所需要的總的推壓力為可以求得：（3-18）由上面的分析，我們便有了以下的數(shù)學(xué)關(guān)系式：（3-19）下面是壓力釋放過程的應(yīng)力分析在對(duì)這一過程進(jìn)行受力分析之前，應(yīng)該提出兩個(gè)非常必要的假設(shè)。第一個(gè)假設(shè)是可以建立上述過程中無間隙滑動(dòng)的情況；第二種假設(shè)是滑動(dòng)摩擦對(duì)此時(shí)接觸壓力的分布影響不大，滑塊球頭與柱塞之間沒有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，就可以計(jì)算柱塞和缸體孔壁之間的接觸長度：（3-20）單個(gè)柱塞的受力的分析，可以用下面的圖示來進(jìn)行表示：圖3-4單個(gè)柱塞的受力的分析在這里有一個(gè)假設(shè)，假設(shè)柱塞和斜盤產(chǎn)生的間接的摩擦力是和和位于同一個(gè)水平面，它的值為：（3-21）在上面的計(jì)算式里，是滑靴和斜盤之間的摩擦系數(shù)，綜合考慮之后，本次設(shè)計(jì)中給它的范圍是0.008-0.08；其中，是斜盤經(jīng)過滑靴滑靴再對(duì)柱塞作用所產(chǎn)生的力：（3-22）對(duì)于工作阻力，這個(gè)數(shù)的精確數(shù)值為：（3-23）其中，是31.5（單位：MPa）,是每一個(gè)柱塞、滑靴的最大的移動(dòng)慣性力，且讓的數(shù)值定為1，那么就有了下面所列出的等式：；（3-24）是每一個(gè)柱塞所需要的回程彈簧力。將上面的幾個(gè)數(shù)值代入計(jì)算公式，就可以得到（3-25）并且，處于壓排行程的上面的力應(yīng)該滿足下面的力學(xué)平衡方程：（3-26）那么就有了下面幾個(gè)式子：（3-27）將上面的式子聯(lián)立，得到：（3-28）由于數(shù)值較小，故將其省略，那么就有了以下的關(guān)系式（3-29）（3-30）由上面的計(jì)算我們可以知道，0.6686<0.7125,所以式子成立。上面的C是結(jié)構(gòu)系數(shù)，且有（3-31）為了簡化計(jì)算，這里我們令，這樣，結(jié)構(gòu)系數(shù)的計(jì)算就可以有：（3-32）C的數(shù)值直接影響著柱塞的工作情況，為了保證柱塞的工作可靠，傾角和C的關(guān)系曲線如下圖所示圖3-5傾角和C的關(guān)系曲線在一般情況下，斜盤傾角的取值范圍是18°-20°，由上圖我們可以知道，所以令C=4.5,那么就有：最小的含接長度2l與柱塞長度L的比值，最好要小于等于0.46，而實(shí)際上我們計(jì)算求得的這個(gè)值是符合設(shè)計(jì)的要求的，否則就會(huì)降低這個(gè)液壓泵它的機(jī)械效率，那么柱塞就很有可能會(huì)被卡住。3.2缸體受力缸體受力復(fù)雜，是液壓泵的核心部件之一，其受力分析如下：圖3-6缸體受力分析圖缸體上作用的力需滿足以下的公式，在討論上面的力之前，非常有必要對(duì)缸體上它所受的力首先來進(jìn)行比較綜合的分析，斜盤所受的推力是，沒有內(nèi)圈的圓柱滾子軸承的支撐反力，中心彈簧的經(jīng)過壓縮產(chǎn)生的力，配油盤與缸體的接觸端面的支承力，假設(shè)力的方向和二維坐標(biāo)軸的X軸的正方向是一致的，X軸的正極和負(fù)極分別為代表了排油的一側(cè)和吸油的另外一側(cè)，那么就有下面的式子成立：（3-33）上面的式子中，p：柱塞缸內(nèi)的壓力，排出壓力,或吸油壓力該力沿著YZ軸的兩個(gè)分量，（3-34）（3-35）則（3-36）整理上面的式子我們可以得到（3-37）缸體與配流盤之間壓力場的支承力及力矩（3-38）接下來探究缸體的受力平衡如圖，沿著Y軸，有3.3斜盤的受力分析下圖是斜盤的受力分析圖示：圖3-7斜盤的受力分析四主要部件的設(shè)計(jì)4.1柱塞副的設(shè)計(jì)4.1.1柱塞的設(shè)計(jì)按照以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，我們有下的幾個(gè)參數(shù)：1.最小外伸長度2.柱塞行程3.最小含接長度4.柱塞的長度為最小含接長度與柱塞的長度之比大于0.46不會(huì)降低機(jī)械效率柱塞副的許用比壓驗(yàn)算：摩擦系數(shù)f=0.05，f1=0.124.1.2柱塞摩擦比壓、比功率驗(yàn)算柱塞為最大外伸時(shí)的結(jié)構(gòu)參數(shù)C=（4-1）（4-2）（4-3）柱塞副的許用滑動(dòng)速度驗(yàn)算：轉(zhuǎn)速n=1500r/min（4-4）柱塞副的許用比功率驗(yàn)算：（4-5）（4-6）（4-7）結(jié)構(gòu)參數(shù)C當(dāng)(時(shí))（4-8）（4-9）材料牌號(hào)許用比壓許用滑動(dòng)速度許用比功率ZQAL9-43008600ZQSh10-11503200耐磨鑄鐵100518表4-1材料的許用值根據(jù)表4-1材料的許用值，柱塞材料選ZQAL9-4.柱塞桿表面環(huán)槽深0.3~0.8mm，寬0.3~0.7mm，間距2~10mm4.2球鉸副設(shè)計(jì)：從結(jié)構(gòu)緊湊角度，滑靴的球杯外徑d7稍小于柱塞直徑d，取d7=20mm，以保證球杯可以進(jìn)入柱塞缸孔內(nèi)。球窩尺寸d4取4mm，滑靴材料ZQAL9-4,許用比壓[qc]=750kg/cm2解得球頭直徑d2=1.8cm（4-10）4.3滑靴的設(shè)計(jì)在這種設(shè)計(jì)中，滑靴的材質(zhì)是青銅。滑靴端面不僅要與回程板配合，還要與止推板配合，磨損大。因此，青銅材料是合適的。下面我們來確定滑雪的基本尺寸：油膜厚度，滑靴球窩中心到斜盤平面距離取油液粘度，采用靜壓平衡設(shè)計(jì)柱塞副的結(jié)構(gòu)參數(shù)C（4-10）（4-11）（4-12）（4-13）滑靴直徑比K便可得得k=1.843（4-14）滑靴的內(nèi)外徑d5和d6（4-15）根據(jù)結(jié)構(gòu)上取d6=2.6cm節(jié)流裝置計(jì)算，假定Cm=1.2取l8=3.7cm，（4-16）d8大于0.3mm，所以經(jīng)過粗精過濾后的油液不會(huì)引起細(xì)管堵塞滑靴副的耗油量（4-17）泵的所有滑靴副的總耗油量（4-18）4.4回程盤的設(shè)計(jì)滑靴在斜盤平面上運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)是一個(gè)橢圓，橢圓的兩軸Rf通油孔分度圓半徑（4-19）盤上dk為滑靴安裝孔徑，Rm為滑靴安裝孔分布圓半徑（4-20）（4-21）（4-22）4.5缸體的設(shè)計(jì)計(jì)算4.5.1缸體的基本尺寸設(shè)計(jì)下圖的是缸體的結(jié)構(gòu)圖1.從前面的計(jì)算我們可以得出柱塞的幾個(gè)參數(shù)是：分布圓直徑D=34mm，d=22mm，=20°缸體的底部最薄處厚度為=（0.4-0.6）d，這里取0.5，則有=11mm。圖4-1缸體的結(jié)構(gòu)圖缸體底部的油窗口的范圍角為，應(yīng)盡量擴(kuò)大，其最小間隔應(yīng)滿足一般取4-8m/s，這里取5m/s，則（4-23）圓整為32mm配油孔長度一般接近d，且有所以有這里我們?nèi)?5mm。所以可以求得（4-24）在這里取40°。配油孔的面積是柱塞面積的至，這里我們?nèi)?.4，則有由以上的計(jì)算我們可以求得配油孔寬度（4-25）圓整為10mm。4.5.2缸體的強(qiáng)度校核在進(jìn)行校核時(shí)，一般按照薄壁圓筒的理論進(jìn)行，有三個(gè)量，柱塞孔與缸體外圓之間的最小厚壁，柱塞孔與缸體內(nèi)圓之間的最小壁厚，還有柱塞孔之間的最小壁厚，在計(jì)算時(shí)我們?nèi)∪齻€(gè)量之中最小的一個(gè)，令其為，那么厚壁筒的外徑，在壓力p的作用下，任一點(diǎn)的切向拉應(yīng)力為：在這里我們?nèi)?===6mm，厚壁筒的外徑。假設(shè)在泵的最大超載壓力下，即時(shí)，（4-26）由相關(guān)手冊(cè)我們可以知道，40Cr的接觸壓力為200MPa，所以設(shè)計(jì)符合要求。4.6配流盤的設(shè)計(jì)計(jì)算4.6.1配流盤的設(shè)計(jì)1.選擇材料。此次設(shè)計(jì)選取配流盤的材料為Cr12Mo。此次設(shè)計(jì)的配流盤的類型是具有熱楔輔助支撐的配流盤。2.缸體內(nèi)外密封帶的尺寸如圖所示，配油窗口的寬度（），令其為0.5d，在本次設(shè)計(jì)中我們?nèi)?0mm。內(nèi)外密封帶的寬度（）,取值為0.125d，考慮到相關(guān)磨損，外密封帶的寬度比內(nèi)密封帶的大20%以下，則有：=0.125d=0.12522mm=2.75mm=1.25()=1.252.75=3.44mm在這里我們?nèi)〉闹禐榕溆涂追植紙A的半徑,==32mm所以我們得到了以下數(shù)據(jù)：對(duì)其進(jìn)行圓整，得到了；；在本次設(shè)計(jì)中我們?nèi)?。柱塞?duì)缸體的平均壓緊力，由上面的計(jì)算我們可以知道（4-27）那么就可以求得配流窗口的平均壓緊力：（4-28）假設(shè)柱塞對(duì)缸孔的平均壓緊力和配有窗口的平均壓緊力可以由下面的式子來確定：（4-29）其中，是平衡系數(shù)，通常取0.8-0.95，本次的設(shè)計(jì)中的值是0.81，所以設(shè)計(jì)符合要求。那么就有了以下的式子：（4-30）所以，可以求得平均剩余壓緊力為：（4-31）但是在事實(shí)上，平均壓緊力是隨著缸體的轉(zhuǎn)角的變化而變化的：（4-32）（4-33）可以看出，越接近，剩余壓緊力的變化就會(huì)越小。在這里我們令；（4-34）綜合考慮到各種摩擦力，一個(gè)柱塞對(duì)缸體的作用力可以用下面的式子來表示：（4-35）在吸氣過程中，柱塞與缸體之間的摩擦力方向與壓力方向正好相反，因此總平均壓力可近似取為：（4-36）不難看出，摩擦對(duì)缸體壓力的影響取決于傾斜角度。綜上所述，上述公式可轉(zhuǎn)化為以下兩個(gè)方程：（4-37）本次設(shè)計(jì)中取缸體柱塞配流窗口的開角=40°。除此之外，配油窗口的液流流速，應(yīng)該小于許用流速[]。缸體柱塞配油窗口的流速為：（4-38）其中，A1是缸體柱塞配油窗口的過流斷面面積，可以近似地取為：（4-39）是單個(gè)柱塞的平均流量，在前面的敘述中我們已經(jīng)知道，所以就可以求得流速為：（4-40）配流盤和配流窗口的油液流速，和缸體柱塞配油窗口的一模一樣。（4-41）一般地，按照以往的經(jīng)驗(yàn)，斜盤式軸向柱塞泵的[]=2000-3000mm/s，那么我們剛才在上面的計(jì)算結(jié)果是符合設(shè)計(jì)要求的。由于本次設(shè)計(jì)是有熱楔輔助支撐的配流盤，在支撐油膜中，所產(chǎn)生的熱楔支撐力為：（4-42）其中，對(duì)于20#機(jī)油來說，分別是油膜邊界的相對(duì)速度，油膜的寬度，油膜的長度，以及幽默的厚度。就配流盤的輔助職稱來說，（4-43）在上式子中，分別為輔助支撐的內(nèi)徑和外徑。Z是輔助支撐的個(gè)數(shù)，在繃瓷的設(shè)計(jì)中我們?nèi)∵@個(gè)值為12；是泄油槽的寬度n是缸體的轉(zhuǎn)速Z個(gè)輔助支撐的總的支撐力為將上面的各個(gè)量代入式子中，我們可以得到：（4-44）綜上所述，我們便可以得到油膜的厚度為：那么，便可以得到：（4-45）油液從入口到出口的過程中溫度上升，求得其溫升為：（4-46）那么就可以求得（4-47）由以上計(jì)算可知，熱楔支座的分距越短，油膜越厚，溫升越低，反之亦然。為了把溫升控制在一定范圍內(nèi)，我們一般都有：是液壓系統(tǒng)的平均油溫。由上面的計(jì)算我們可以知道，本次設(shè)計(jì)的參數(shù)是符合要求的。4.6.2配流盤的壓緊系數(shù)、比功率的驗(yàn)算為了簡化計(jì)算，在本次的驗(yàn)算中只考慮Z軸的力平衡關(guān)系。為了保證配油機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性，我們有一個(gè)壓緊系數(shù)：（4-48）其中，是柱塞對(duì)缸體的壓緊力；是配流窗口壓力場對(duì)缸體的支撐力；對(duì)于柱塞對(duì)缸體的壓緊力只考慮壓排側(cè)的（4-49）對(duì)于配扣窗口壓力場對(duì)缸體的支承力，可以按照下面的式子大概進(jìn)行計(jì)算確定：（4-50）所以，就可以求出壓緊系數(shù)（4-51）一般地，壓緊系數(shù)的范圍在1.06-1.10之間，那么易知我們本次的設(shè)計(jì)四符合要求的。下面進(jìn)行配流盤的比功率的驗(yàn)算配油窗口的平均半徑處的為：（4-52）其中，是培育窗口處的平均半徑，（4-53）是缸體的轉(zhuǎn)速；是配流盤和缸體相接的表面積。（4-54）（4-55）由表可知，本次的設(shè)計(jì)符合要求。4.7中心彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算在第三章的力分析中我們知道，此彈簧的工作載荷為彈簧的材料以及許用應(yīng)力按照以往的經(jīng)驗(yàn)，在本次設(shè)計(jì)中我們?nèi)椈傻牟牧蠟?4SiMnA鋼，其特點(diǎn)是在里面加入了硅，可以顯著地提高彈簧的彈性極限，有了更好的力學(xué)性能，[]=800MPa，切板模量G=81GMPa1.選擇旋繞比C，其常用的范圍是4-16，在本次設(shè)計(jì)中我們?nèi)?那么曲度系數(shù)k（4-56）確定彈簧的直徑其直徑為mm（4-57）根據(jù)（GB/T1358-1993）的要求，在這里我們?nèi)=4mm。確定彈簧的基本尺寸中徑D=Cd=44mm=16mm；內(nèi)徑=(16-4)mm=12mm；外徑=(16+4)mm=20mm；確定彈簧的圈數(shù)n假設(shè)彈簧的變形量f=11mm，那么有（4-58）在這里我們?nèi)=7，取支承圈數(shù)=2圈。那么彈簧的總?cè)?shù)=7+2=9圈；計(jì)算試驗(yàn)載荷（4-59）彈簧的自由高度（4-60）為節(jié)距，（4-51）本次設(shè)計(jì)中取6mm，那么求得，將其圓整為50mm驗(yàn)算彈簧的螺旋角（4-52）我們知道，壓縮性彈簧的，故彈簧設(shè)計(jì)滿足要求。彈簧的穩(wěn)定性驗(yàn)算（4-53）按照經(jīng)驗(yàn)，一般地我們有b<5.3，那么本次設(shè)計(jì)符合要求。彈簧材料的展開長度（4-54）彈簧的實(shí)際性能參數(shù)彈簧的剛度（4-55）其載荷為彈簧的試驗(yàn)變形為（4-56）4.8泵軸的設(shè)計(jì)計(jì)算4.8.1泵軸的設(shè)計(jì)柱塞泵實(shí)際上是一種把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能的元件。若泵的輸入扭矩為,角速度為(轉(zhuǎn)速為n)；泵的進(jìn)出口壓差為，流量為；沒有效率損失，則根據(jù)能量守恒定律，即:這表明泵的輸入扭矩也是脈動(dòng)的，而且脈動(dòng)率與流量脈動(dòng)率相同。若以和代入上式，得泵的理論輸入扭矩為:式中—泵的進(jìn)出口壓差，MPa。泵的實(shí)際輸入扭矩式中—柱塞泵的機(jī)械效率。1.軸徑d軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為式中τ—扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa；—軸所受的扭矩，；Wp—軸的抗扭截面系數(shù)，mm3；d—計(jì)算截面處軸的直徑，mm；由上式可得軸的直徑初選軸的材料為45鋼，查表可知=150MPa，代入上式，得圓整為d=24cm2.軸上矩形花鍵的選擇根據(jù)（GB1144-87）,選擇花鍵的規(guī)格為NdDB=626306。（單位：mm）3.外伸的與電機(jī)相連的的軸段的設(shè)計(jì)及鍵的選擇此段的直徑為30mm，且根國家標(biāo)準(zhǔn)（GB1096-79），此處我們選擇普通平鍵，且根據(jù)平鍵的長度系列，選擇bh=1045（單位mm）。4.8.2泵軸的校核1.矩形花鍵的校核（4-58）：不均勻系數(shù)，取0.75:花鍵的鍵數(shù)，為6分別是花鍵的外徑和內(nèi)徑，分別為30mm，26mm。：花鍵的工作長度，30mm。：最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，=150MPa（4-59）:花鍵的抗扭載面系數(shù)那么，則有（4-60）此次設(shè)計(jì)符合要求。2.平鍵的校核鍵的擠壓強(qiáng)度的校核（4-