摘 要

本文简要讨论了采用盘式配油的斜盘式轴向柱塞泵在设计方面的一些问题。从柱塞泵的发展情况出发，介绍了斜盘式轴向柱塞泵的工作原理以及基本构造。在此基础上，分析了柱塞泵的柱塞、滑靴、缸体等零部件的运转情况，并说明了柱塞泵的脉动频率等基本数据。在设计斜盘式轴向柱塞泵的滑靴、柱塞，泵轴等基本零部件时，也分析了这些部件的受力情况，并对其进行了校核。

论文的主要内容是斜盘式轴向柱塞泵的设计方案，并在设计过程中，利用CAXA绘制出了柱塞泵的装配图以及零件图，完善了设计的细节部分。

关键词：斜盘；柱塞泵；滑靴；缸体；柱塞

Abstract

This paper briefly discusses some problems in the design of swash plate type axial piston pump with disc type oil distribution. Based on the development of the piston pump, the working principle and basic structure of the swash plate type axial piston pump are introduced. On this basis, I analyzed the piston pump plunger, boots, cylinders and other parts of the operation, and describ the pulsating pump piston frequency and other basic data. I also analyzed the stress of these parts when designing the basic components such as slippers, plungers, and shafts of the swashplate type axial piston pump, and checked the parts.

The main contents of the paper are the design scheme of the swash plate type axial piston pump. In the design process, the assembly diagram and the part drawing of the piston pump are drawn by CAXA, and the details of the design scheme are improved..

Key Words：Swashplate; plunger pump; shoe; cylinder block; piston

目 录

第1章 绪论 1

第2章 斜盘式轴向柱塞泵的基本概况 2

2.1 斜盘式轴向柱塞泵的运转过程分析 2

2.2 斜盘式轴向柱塞泵的基本工作部位尺寸 2

第3章 斜盘式轴向柱塞泵的运动过程分析 4

3.1 柱塞运动学分析 4

3.2 滑靴运动分析 5

3.3 瞬时流量以及脉动品质的分析 8

第4章 柱塞的受力状况与结构分析 13

4.1 柱塞受力分析 13

4.2 柱塞设计 16

第5章 滑靴受力分析与设计 22

5.1 滑靴受力分析 22

5.2 滑靴设计 24

5.3 滑靴基本构型与尺寸选定 25

第6章 配油盘尺寸设计与计算 28

6.1 配油盘受力分析 28

6.2 配油盘设计 31

第7章 柱塞泵轴的校核 36

7.1 花键与缸体连接部位强度校核 36

7.2 键与联轴器的连接强度 37

7.3 泵轴薄弱部位的强度校核 38

7.4 成果展示 38

结 论 39

参考文献 40

致 谢 41

第1章 绪论

近年来，随着工业技术的应用范围越来越广泛，机械也向着小型化、自动化的方向发展，为了适应高强度的工作要求，柱塞泵也需要能在高压情况下保持稳定工作。与传统柱塞泵相比较而言，斜盘式轴向柱塞泵不仅仅结构紧凑，体积小巧，而且也能提供更大的输出功率，变量机构设置方便，便于调节输出流量，在工作时更加高效可靠。

在柱塞泵的发展过程中，依据柱塞泵所使用的配油方式，可将其分为阀式和盘式。将两者相比较，阀式柱塞泵在工作时吸油排阀不能很好的配合柱塞工作节奏，限制了柱塞泵泵轴的转速，使得阀式柱塞泵的工作效率较低，同时，阀式柱塞泵难以控制柱塞流量，也不能改变工作方向，使得阀式柱塞泵的应用范围也受到了限制，通常日常生活被设计为定量泵投入到工作中去。盘式配油的柱塞泵的设计则吸取了阀式柱塞泵的经验教训，通常作为变量泵，应用范围也更加广泛。

盘式配油的轴向柱塞泵依据工作部分结构的不同也可将其划分成斜轴式柱塞泵和斜盘式柱塞泵两种，这两种柱塞泵各有各的优缺点。考虑到柱塞缸体的受力情况，采用驱动盘结构的斜轴式轴向柱塞泵缓解了高压油液对缸体产生的侧向力，但是牺牲了其他部位的稳定性，增加了其结构的复杂性，变相增大了斜轴式柱塞泵工艺加工的难度，使得斜轴式柱塞泵的推广使用受到了限制。斜盘式轴向柱塞泵在结构上则大量采用了静压支承结构，简化了制作工艺，标准件的大量使用也使得斜盘式轴向柱塞泵的成本更为低廉，维修更为简单，因此，在日常生活中斜盘式轴向柱塞泵得到了大量使用和发展。

分析斜盘式轴向柱塞泵的组成部件，柱塞、滑靴和配油盘共同构成了柱塞泵的主要工作部分，它们之间的配合决定着柱塞泵的工作情况，也是最易产生工作磨损的零部件之一，往往决定着柱塞泵的输出功率和使用年限。在柱塞泵的早期研制过程中，滑靴副、柱塞副、配流副这三大运动副由于摩擦而导致的粘着磨损往往会损坏柱塞泵的零部件，使其工作效率降低甚至不能正常工作。除此以外，柱塞泵中的零部件往往是在高速高压的环境下工作的，考虑到各部件承受的载荷，设计时需要合理的计算校核柱塞泵各部位，防止零件变形失效。

相对于其他柱塞泵,斜盘式轴向柱塞泵在日常生活里柱塞泵的使用中占据了越来越大的比例,人们在日常生产生活过程中也在不断地对斜盘式轴向柱塞泵进行该造，以适应不同的工作情况。本文主要讨论得是盘式配油的斜盘式轴向柱塞泵在设计方面的一些问题。

第2章 斜盘式轴向柱塞泵的基本概况

2.1 斜盘式轴向柱塞泵的运转过程分析

依据曲柄摇杆机构，前人们设计制造了第一台柱塞泵，也因此能用统一的方程式来分析柱塞泵的运动情况。

图2.1展示的是斜盘式轴向柱塞泵的基本零部件布局情况。柱塞球头与滑靴相连接，滑靴底面则与斜盘平面紧密的贴合在一起，在柱塞泵工作时，缸体转动随着泵轴绕中心轴线转动，柱塞也随着缸体一起旋转，但由于斜盘存在一定的角度，与柱塞腔内的复位弹簧相配合，在柱塞从柱塞腔内伸到最外端的过程中，油液通过配油盘不断进入到柱塞腔内，完成整个吸油工作；而当缸体继续随泵轴旋转时,柱塞受到斜盘的压迫而不断回到柱塞腔内,而油液也因此通过配油盘不断地排出,完成整个排油过程。在柱塞泵工作时,柱塞吸入和排出油液的动作是随着缸体的旋转呈周期性变化的。当改变缸体转向时,柱塞原本的工作过程便会颠倒过来,使柱塞泵的输出流量变向。而将斜盘的倾斜角度颠倒过来后，柱塞泵输出油液的方向也会改变。这种通过容积改变而输送油液的柱塞泵的输油效率往往取决于泵轴的旋转速度和泵的工作腔的体积大小。