摘 要

液压泵是液压系统中的动力元件，是不可或缺的重要组成部分。在工业生产中，许多场合都需要选择液压泵作为执行元件，液压泵在生产中是耗能元件，而且工作时会产生噪音等，这就要求我们要结合实际情况，考虑各个方面的影响因素，以选择最满足要求的液压泵。保证所选液压泵在液压系统中效率尽可能的高，噪音要小，工作要平稳。

本次毕业设计借助机械三维软件Solidworks对斜盘式轴向柱塞泵进行了设计计算和三维数值模拟。对轴向柱塞泵进行的分析，主要有轴向柱塞泵各个零部件的计算，并且选择其中适合本次毕设的结构型式。其中零部件的计算部分篇幅很多，几乎占了本论文的一大半。计算有零部件的尺寸设计，结构型式选择，受力情况的分析，各零部件的强度校核等。最后利用Solidworks对零件进行三维建模并组装成装配图,然后对一些典型零部件进行有限元分析。

本次设计的斜盘式轴向柱塞泵的结构简单，特别是伺服机构。对典型的零部件进行的有限元分析的结果表明：在泵运转过程中，柱塞、配油盘等高压件极易损坏，需要特别注意其结构设计和材料选择。

关键词：轴向柱塞泵；Solidworks；有限元分析

Abstract

Hydraulic pumps are power components in hydraulic systems and are indispensable components. In industrial production, many occasions require the selection of hydraulic pumps as actuators, which are energy-consuming components in production and produce noise at work , Which requires us to combine the actual situation, taking into account the various factors in order to select the most demanding hydraulic pump. To ensure that the selected hydraulic pump in the hydraulic system as efficient as possible, the noise is small and the work should be smooth.

In this paper, the design and calculation of a swash plate type axial piston pump with a theoretical flow are carried out by means of Solidworks. The analysis of the axial piston pump mainly includes the axial piston pump Of the calculation, and choose which fit the structure of this type. Which part of the calculation of a lot of parts, accounting for almost half of this paper. The calculation includes the size design of the parts, the choice of the structure type, the analysis of the force situation, the strength check of the parts and so on. Finally, Solidworks is used to model the parts and assembled into assembly drawings. Then, some typical components are analyzed by finite element method.

The design of the swash plate axial piston pump structure is simple, especially the servo. The results of finite element analysis of typical components show that during the operation of the pump, the high pressure parts such as plunger and oil pan are easy to be damaged, and special attention needs to be paid to its structural design and material selection.

Key Words：axial piston pump; Solidworks; finite element analysis

目 录

第1章 绪论 1

1.1 课题研究的背景、目的及意义 1

1.2 国内外研究现状，课题研究内容及预期目标 1

第2章 斜盘式轴向柱塞泵工作原理与性能参数 2

2.1 斜盘式轴向柱塞泵工作原理 2

2.2 斜盘式轴向柱塞泵主要性能参数 2

2.2.1 排量﹑流量与容积效率与结构参数 3

2.2.2 主要结构参数确定 3

第3章 斜盘式轴向柱塞泵运动学及流量品质分析 5

3.1 柱塞运动分析 5

3.1.1 柱塞行程 S 5

3.1.2 柱塞运动速度分析 V 6

3.1.3 柱塞运动加速度a 6

3.2 滑靴运动分析 7

3.3 瞬时流量及脉动品质分析 8

3.3.1 脉动频率 9

3.3.2 脉动率 9

第4章 泵的主要零部件的设计与实体建模 11

4.1 柱塞的设计与实体建模 11

4.1.1 柱塞的结构尺寸设计 11

4.1.2 柱塞受力分析 13

4.1.3 柱塞的实体建模 15

4.2 滑靴的与设计与实体建模 16

4.2.1 滑靴受力分析 16

4.2.2 滑靴结构设计 18

4.2.3 滑靴的实体建模 21

4.3 配油盘受力分析与设计 21

4.3.1 配油盘受力分析 21

4.3.2 配油盘设计 24

4.3.3 配油盘的实体建模 25

4.4 缸体的设计与实体建模 26

4.4.1 缸体的稳定性 26

4.4.2 缸体结构尺寸确定 26

4.4.3 缸体的实体建模 28

第5章 泵的其余零件的三维实体建模 29

5.1 传动轴的实体建模 29

5.2 轴承端盖的实体建模 29

5.3 大小套筒的实体建模 29

5.4 泵体的实体建模 30

5.5 泵壳的实体建模 30

5.6 无内圈圆柱滚子轴承及其轴承内圈的实体建模 31

5.6.1 无内圈圆柱滚子轴承的实体建模 31

5.6.2 轴承内圈的实体建模 31

5.7 伺服变量机构的实体建模 32

5.7.1 变量壳体 32

5.7.2 顶盖轴的实体建模 33

5.7.3 端盖轴的实体建模 33

5.7.4 旋钮的实体建模 33

5.7.5 斜盘的实体建模 33

5.7.6 油表的实体建模 34

5.7.7 斜盘式轴向柱塞泵的实体建模 35

第6章 泵的主要部件的有限元分析 36

6.1 柱塞的有限元分析 36

6.2 缸体的有限元分析 39

6.3 配油盘的有限元分析 40

第7章 结论 43

参考文献 44

致 谢 45

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景、目的及意义

随着科技的发展，液压在大型机械，航天等领域的应用越来越广，而轴向柱塞泵为液压系统的提供动力，是不可或缺的。所以保证斜盘式轴向柱塞泵的优越品质，延长其使用周期寿命，提高泵在液压系统的稳定性等就变得越来越重要了。