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请 继 续 学 习 第 三 章
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第
三
章
液
压
泵
和
液
压
马
达
3
§ 3-1 概述
一,作用和分类
〈 一 〉,液压泵的作用和分类
1、作用,把驱动电机的机械能转换成输
到系统中去的油液的压力能，供液压系
统使用。
2,工作原理
原理图如图 4-1所示。
1〉,工程过程：
4
5
? 当凸轮 旋转 时 → 柱塞和弹簧 右移 →
密封工作腔体积 ↗ → 产生真空 → 油液
便通过吸油阀 吸入 ；
? 当凸轮 旋转 时 → 柱塞和弹簧 左移 → 密
封工作腔体积 ↘ →已吸入的油液通过压
油阀 输出 到系统中去。
2〉,泵输出流量的大小由密封工作腔体积
变化量确定。
6
3,分类
1〉,按流量是否可调分为：
? 定量泵
? 变量泵
2〉,按结构形式分为,
? 齿轮泵
? 叶片泵
? 柱塞泵
定量泵 变量泵
7
〈 二 〉,液压马达
1,作用, 把输来油液的压力能转换成机
械能，使主机的工作部件克服负载及阻
力而产生运动。
2,工作原理
从原理上说,向容积式泵中输入压
力油，使其轴转动，就成为液压马达。
大部分容积式泵都可作液压马达使用，
但 在结构细节上有一些不同 。
3,分类, 按输入流量是否可调分为
? 定量马达
? 变量马达
8
液压马达的职能符号
定量马达 变量马达
9
二,压力,排量和流量
1,压力
1〉,液压泵的工作压力,是指泵实际工作
时的输出压力。
2〉,液压马达的工作压力,是指马达实际
工作时的输入压力。
3〉,液压泵（液压马达）的额定压力,是
指泵（马达）在正常工作条件下按试验
标准规定的连续运转的最高压力，超过
此值就是过载。
10
2,排量 v, 指在不考虑泄漏的情况下，
轴转过一整转时所能输出（或所需输入）
的油液体积。
3,流量 q
1〉,液压泵（液压马达）的油液流量 qt,
指在不考虑泄漏的情况下，单位时
间内所能输出（或所需输入）的油液体
积。
设液压泵（液压马达）的转速为 n
qt = v n
11
2〉,液压泵（液压马达）的额定流量,指
在额定转速和额定压力下液压泵输出
（或输入马达）的流量。
注 意
实际中液压泵和液压马达存在
内泄漏，所以额定流量与理论流量
不同。
12
三, 功率和效率
〈 一 〉, 功率
液压泵由电机驱动，输入量是转
矩和转速，输出量是液体的压力和流
量；马达则刚好相反。
1, 若不考虑能量损失,
输出功率 =输入功率
Pt = p qt = p v n = Tt Ω = 2πTt n
式中, Tt — 理论转矩；
Ω — 液压泵（马达）的角速度 。
13
2,若考虑能量损失
能量在转换过程中是有损失的。因
此输出功率小于输入功率，两者之差称
为 功率损失 。 即：
功率损失 ΔP = P入 － P出
1〉,容积损失, 因内泄漏而造成的流量
上的损失。
2〉,机械损失, 因摩擦而造成的转矩上
的损失。
14
〈 二 〉,效率
1,液压泵的效率
1〉,容积效率 ηv
q
ηv = q
t
式中, q t -- 理论流量 。
2〉,机械效率 ηm
Tt
ηm = T
式中,Tt -- 理论 转矩。
15
2,液压马达的效率
1〉,容积效率 ηv
qt
ηv = q
2〉,机械效率 ηm
T
ηm =
Tt
3,液压泵（马达）的总效率
输出功率 P出
η = = =ηvηm
输入功率 P入
16
§ 3-2 齿轮泵
齿轮泵可分为内啮合式和 外啮合式 两类
一,外啮合式齿轮泵的工作原理
如图 4 - 3所示外啮合齿轮泵的工作原理
1,配油系统, 存在配油盘（在端盖上）
2,密封容积, 壳体、端盖和齿轮的各个
齿间槽组成。
17
18
3,密封容积是可变的
1〉,当齿轮旋转时 → 相互啮合的齿轮逐渐
脱开（右侧） → 密封容积 ↗ → 形成部分
真空 → 油箱中的油液被吸进来。
2〉,当齿轮旋转时 → 齿轮逐渐进入啮合
→ 密封容积 ↘ → 油液被挤出去。
二,流量计算和流量脉动
1, 流量计算
? 排量的 精确计算 根据 齿轮啮合原理 。
? 近似计算 可认为, 排量 =两个齿轮的齿间
槽容积之和,,而, 齿间槽的容积 ≈ 轮
齿的体积, 。
19
所以,v =πD h b = 2πzm2b
考虑齿间槽容积比轮齿的体积稍大些，通常取
v = 6.66zm2b
齿轮泵的实际输出流量,q = 6.66zm2bnηv
式中,z —齿轮系数；
D —节圆直径；
h — 齿高；
m — 模数；
b — 齿宽。
20
2, 流量脉动
q max – q min
σ =
q
1)、外啮合齿轮泵的 z → σ (σ max=0.2以上 )
2)、内啮合齿轮泵的流量脉动 小于 外啮合的流
量脉动 。
z
外啮合
内啮合
21
三,外啮合齿轮泵的结构特点和优缺点
〈 一 〉,困油 现象
1,齿轮泵的困油现象
齿轮泵要平稳工作，齿轮啮合的
重叠系数 ε >1,于是总有两对轮齿同
时啮合，并有一部分油液被围困在两
对轮齿所形成的封闭空腔之间，如图
所示：
22
当齿轮旋转时
这个封
闭腔的容积
以后又逐
渐
23
1〉,封闭腔容积的减少 会使被困油液受挤
压并从缝隙中挤出而产生很高的压力，
油液发热,并使机件（ 例如； 轴承等）
受到额外的负载；
2〉,封闭腔容积的增大 又会造成局部真空
使油液中溶解的气体分离,产生气穴现
象。
上述这些都将使泵产生强烈的振
动和噪声，这就是 齿轮泵的困油现
象。
24
2, 消除困油的方法
通常是在两侧盖板上开卸荷槽
? 使封闭腔容积减少时通过左边的卸荷槽
与压油腔相通；
? 容积增大时通过右边的卸荷槽与吸油腔
相通。
〈 二 〉,泄漏
高压腔的压力油通过如下三条途径泄
漏到低压腔中去：
1, 通过齿轮啮合处的间隙；
25
2,通过泵体内孔和齿顶园间的径向间隙；
3, 通过齿轮两侧面和侧盖板间的端面间
隙。 （ 通过端面间隙的泄漏量最大，可
占总泄漏量的 75% - 80%。 ）
结
论
普通齿轮泵的容积效率较低，输出压
力也不易提高。要提高齿轮泵的压力，首
要的问题是减小端面间隙。
26
〈 三 〉,径向不平衡力
齿轮与壳体内孔的径向间隙中，可
认为压力由高压腔压力逐渐分级下降到
吸油腔的压力，综合作用的结果，相当
于给齿轮一个径向作用力，使齿轮和轴
承受载。
1、径向不平衡力产生的后果
1）、使得齿轮与壳体接触，同时加速轴承
的磨损,降低轴承的寿命 。
27
解决的方法：
? 改为带保护架的滚针轴承（设计寿命为
2000h）；
? 采用滑动轴承；
? 采用 SF型复合材料作为润滑材料。
2）,使轴弯曲。
2、减小 F径 的办法
1〉,缩小压油口；
2〉,增大径向间隙。
28
〈 四 〉, 优缺点
1、优点
结构简单、尺寸小、重量轻、制造
方便、价格低、工作可靠、自吸能力强、
对油液污染不敏感、维护容易，寿命较
长（设计寿命 5000h）。
2、缺点
一些机件承受不平衡径向力，磨损
严重，泄漏大，工作压力的提高受到限
制，流量脉动大。
29
四,提高外啮合齿轮泵压力的措施
若想
提高
齿轮
泵的
压力，
必须
减小
端面
泄漏。
30
利用特制的通道将泵内压油腔的压
力油引到轴套外侧作用在一定形状和大
小的面积上，产生液压力，使轴套压向
齿轮端面，这个力必须大于齿轮端面作
用在轴套内侧的作用力，才能保证在各
种压力下，轴套始终自动贴紧齿轮端面，
减小泵的端面泄漏，达到提高压力的目
的。
工作原理
31
§ 3－ 3 叶片泵
叶片泵分为 单作用叶片泵（变量泵）
和 双作用叶片泵（定量泵） 。在中高压
系统中广泛使用。
优点,输出流量均匀，流量脉动小，噪声小。
缺点,结构较复杂，对油液污染较敏感等 。
一、单作用叶片泵
1、工作原理
32
33
1）、结构特点
? 泵由转子、定子、叶片、配油盘和端盖
等部件组成；
? 定子的内表面是园柱形孔；
? 转子和定子之间存在偏心；
? 叶片在转子的槽内可灵活滑动，在转子
转动时的离心力以及通过叶片根部压力
油的作用下，叶片顶部贴紧在定子内表
面上。
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2）、工作原理
⑴、配油盘
⑵、密封的工作腔,由两相邻叶片、配油盘、定
子和转子形成。
⑶、密封的工作腔是可变的
? 当转子旋转时 → 叶片向外伸 → 密封的工作腔容
积 ↑→ 产生局部真空 → 通过吸油口和配油盘上
窗口将油吸入；
? 当转子旋转时 → 叶片缩进 → 密封的工作腔容积
↓→ 油液进入配油盘另一个窗口和压油口被压
出而输到系统中去。
35
2、流量计算
1）、流量
单作用叶片泵的实际输出流量：
q = 2 π b e D nηv
式中,b —叶片宽度；
e —转子与定子间的偏心；
D — 定子内径。
36
2）、流量脉动
⑴、当叶片为奇数时,σ ≈ 1.25/z2
⑵,当叶片为偶数时,σ ≈ 5/z2
式中,z — 叶片数。
结 论
单作用叶片泵的叶片数总取 奇数,一般
为 13或 15。
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3、特点
1）、改变定子和转子间的偏心距便可改变
流量。偏心反向时，吸油压油方向也相
反；
2）、通过特殊结构，保证叶片与顶部相接
触；
3）、不宜用于高压。（因为转子受不平衡
径向力的 作用）
38
二
、
双
作
用
叶
片
泵
39
1、工作原理
双作用叶片泵的工作原理与单作用
叶片泵相似，不同之处在于,①,定子
内表面是由两段长半径园弧、两段短半
径园弧和四段过渡曲线八部分组成； ②、
定子和转子同心。
1）、配油盘；
2）、密封的工作腔,由两相邻的叶片、定
子、转子、配油盘形成；
40
3）、密封的工作腔容积是可改变的
? 当转子旋转时 → 密封工作腔的容积（在
左上角和右下角处） ↑ → 吸油；
? 当转子旋转时 → 密封工作腔的容积（在
左下角和右上角处） ↓ → 压油。
41
2、流量计算
1）、流量：
双作用叶片泵的实际输出流量计算：
q = 2 b [π (R2-r2) – sz(R-r)/cosθ] nηv
式中,R和 r —定子圆弧的长短半径；
θ—叶片的倾角；
s—叶片的厚度；
z —叶片数。
42
2）、流量脉动：
双作用叶片泵若不考
虑叶片的厚度，则瞬时
流量是均匀的。但实际
上叶片是有厚度的，且 R
和 r也不可能完全同心，
尤其叶片底部槽设计成
与压油腔相通时,泵的
瞬时流量仍将出现微小
的脉动。 但脉动率较其
他泵（螺杆泵除外）小
得多，且在 叶片数为 4得
倍数时最小,一般取 12和
16片。
43
§ 3－ 4 柱塞泵
依靠柱赛在其缸体内
往复运动时密封工作腔的
容积变化来实现吸油和压
油的。
工作原理
特
点泄漏小、容积效率 η
v高，
可在高压下工作。
44
一、轴向柱塞泵
45
1、工作原理
1）、工作原理：
①、配油盘
②、密封容积,由缸体内孔与柱塞形成。
③、密封容积可变的：
? 当传动轴旋转时 → 缸体和柱塞旋转 → 下柱塞从
下向上的半周内逐渐向外伸出 → 密封容积 ↑ →
从 a口吸油；
? 当传动轴旋转时 → 缸体和柱塞旋转 → 上柱塞从
上向下的半周内逐渐向里推入 → 密封容积 ↓ →
从 b油口压油。
46
2）、为何为变量泵,改变斜盘的倾角 δ,可以
改变柱塞往复行程的大小，因而改变流量 q。
2、流量的计算
1）、流量：
轴向柱塞泵的实际输出流量：
q = π/4 d2 D tg δz nηv
式中,z — 柱塞数；
d — 柱塞直径；
D — 柱塞分布园直径；
δ — 斜盘与缸体轴线间的夹角。
47
2）、流量脉动：
轴向柱塞泵的输出流量是脉动，当
柱塞数为 单数时流量脉动较小,一般取 7、
9或 11。
3、优缺点
1）、优点,结构紧凑、径向尺寸小、易实
现变量，压力可以很高（可达 30Mpa以
上 ）。
2）、缺点,对油液污染较敏感。
48
二
、
径
向
柱
塞
泵
49
1、工作原理
1）、工作原理：
衬套紧配在转子孔内，随着转子一起旋转，
而配油轴不动。
①、配油系统
②、密封容积,柱塞和转子（缸体）组成。
③、密封容积可变的：
? 当转子旋转时 → 柱塞和转子一起旋转 → 上半周
柱塞向外伸出 → 密闭容积 ↑ → 从 a腔吸油；
? 当转子旋转时 → 柱塞和转子一起旋转 → 下半周
柱塞向里推入 → 密闭容积 ↓ → 从 b腔压油。
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2）、为何为变量泵,改变偏心距 e 时，就可改
变流量 q 。
2、流量计算
径向柱塞泵的实际输出流量：
q = π/2 d2 e z nηv
注意,流量脉动情况与轴向柱塞泵相近（也选单
数）
3、结构特点
径向尺寸大，结构复杂，自吸能力强。但
配油轴受到径向不平衡液压力的作用，易于磨
损，故限制了它的转速和压力的提高。
51
§ 3－ 5 液压马达
功 能,把液压能 机械能。
分 类,按结构可以分为
? 齿轮式；
? 叶片式；
? 柱塞式。
52
一、工作原理
以轴向柱塞式液压马达为例说明：
53
? 当压力油输入时 → 柱塞（处在高压腔）被顶出
→ 压在斜盘上 → 斜盘作用在柱塞上的反作用力
为 FN（ FN分为轴向力 F和切向力 FT） → F与液压
力平衡,FT使缸体产生转矩 → 缸体旋转 。
二、主要参数
设液压马达的进、回油腔的压差为 Δp，输
入的流量为 q，排量为 V。则 液压马达产生的理
论转矩：
Tt =（ 1/2π） Δp v
实际转矩,T= （ 1/2π） Δp vηm
液压马达的转速,n = qηv / v
54
3-1、某机床液压系统采用一限压式变量泵，
泵的流量－压力特性曲线如图所示。泵
的总效率为 0.7。如机床在工作进给时泵
的压力 p=45× 105Pa，输出流量 q
=2.5L/min；在快速移动时泵的压力 P=20
× 105Pa，输出流量 q＝ 20L/min，问限压
式变量泵的流量－压力特性曲线应调成
何种图形？泵所需的最大驱动功率为多
少？
55
解：⑴、如上图
⑵、拐点时功率最大：
p q 32.5× 105 × 19.5 × 10-3
Pmax＝ = =1.5kwη 60 × 0.7
10 30 50 70 P(105Pa)
5
15
25
q(L/min)
63
A
B
C
32.5
19.5
56
3-2、图示一变量泵和液压
马达组成的液压系统，
低压辅助泵使泵的吸油
管和马达的出油管压力
保持为 4 × 105Pa，变量
泵的最大排量 Vp =
100mL/r，泵的转速 np =
1000r/min,ηvp＝ 0.94，
ηmp=0.85，液压马达排量
Vm＝ 50mL/r,ηvm=0.95，
ηmm=0.82，管路损失忽
略不计，当马达输出转
距为 40Nm，输出转速为
60r/min时，试求变量泵
的输出流量、输出压力
及泵的输入功率？
57
解,1）,qm入 =Vmnm/ ηvm=50× 60/0.95=3158mL/min
∴ qp= qm入 =3158mL/min
2),Pm出 =2πnmTm=2 × 3.14 × 60 × 40/60=251.2w
∴ Pm入 = Pm出 / ηm=251.2/0.95 × 0.82=322.5w
∵ △ pm=pm入 - pm出 = p1 - p2
∴ △ pm= Pm入 / qm入 =322.5 × 60/3158=61.27 × 105Pa
∴ p1= 61.27 × 105 + p2= 61.27 × 105 +4 × 105
= 65.27 × 105Pa
3),Pp入 =Pp出 / ηp= Pm入 / ηp=322.5/0.94 × 0.85
=403.6w
58
3-3,某液压泵在转速为 950r/min 时的理论
流量为 160L/min,在额定压力 295× 105Pa
和 同 样 转 速 下 测 得 的 实 际 流 量 为
150L/min,额定工况下的总效率为 0.87，
求,1>,泵的容积效率？
2>.泵在额定工况下所需的电机功率？
3>.泵在额定工况下的机械效率？
4>.驱动此泵需多大的扭矩？
59
解,1）,ηv= q/qt = 150/160 = 0.94
2),P入 =P出 / η=p q / η
=295 × 105 × 150 × 10-3/60 × 0.87
=84.77kw
3),η m = η / ηv =0.87/0.94=0.925
4),∵ P入 =2πnT
∴ T = P入 / 2πn=84770 × 60/6.28× 950
=852.5Nm
60
3-4、当泵的额定压力和流量为已知时，试说明下
列各工况下泵工作压力的读数（管道压力损失
除图 C为 ΔP外均忽略不计）。
61
解； a).p=0
b),p=0
c).p=△ p
d).p=F/A
e).p=2 πT/Vm η
本章结束！
请 继 续 学 习 第 三 章
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第
三
章
液
压
泵
和
液
压
马
达
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§ 3-1 概述
一,作用和分类
〈 一 〉,液压泵的作用和分类
1、作用,把驱动电机的机械能转换成输
到系统中去的油液的压力能，供液压系
统使用。
2,工作原理
原理图如图 4-1所示。
1〉,工程过程：
4
5
? 当凸轮 旋转 时 → 柱塞和弹簧 右移 →
密封工作腔体积 ↗ → 产生真空 → 油液
便通过吸油阀 吸入 ；
? 当凸轮 旋转 时 → 柱塞和弹簧 左移 → 密
封工作腔体积 ↘ →已吸入的油液通过压
油阀 输出 到系统中去。
2〉,泵输出流量的大小由密封工作腔体积
变化量确定。
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3,分类
1〉,按流量是否可调分为：
? 定量泵
? 变量泵
2〉,按结构形式分为,
? 齿轮泵
? 叶片泵
? 柱塞泵
定量泵 变量泵
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〈 二 〉,液压马达
1,作用, 把输来油液的压力能转换成机
械能，使主机的工作部件克服负载及阻
力而产生运动。
2,工作原理
从原理上说,向容积式泵中输入压
力油，使其轴转动，就成为液压马达。
大部分容积式泵都可作液压马达使用，
但 在结构细节上有一些不同 。
3,分类, 按输入流量是否可调分为
? 定量马达
? 变量马达
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液压马达的职能符号
定量马达 变量马达
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二,压力,排量和流量
1,压力
1〉,液压泵的工作压力,是指泵实际工作
时的输出压力。
2〉,液压马达的工作压力,是指马达实际
工作时的输入压力。
3〉,液压泵（液压马达）的额定压力,是
指泵（马达）在正常工作条件下按试验
标准规定的连续运转的最高压力，超过
此值就是过载。
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2,排量 v, 指在不考虑泄漏的情况下，
轴转过一整转时所能输出（或所需输入）
的油液体积。
3,流量 q
1〉,液压泵（液压马达）的油液流量 qt,
指在不考虑泄漏的情况下，单位时
间内所能输出（或所需输入）的油液体
积。
设液压泵（液压马达）的转速为 n
qt = v n
11
2〉,液压泵（液压马达）的额定流量,指
在额定转速和额定压力下液压泵输出
（或输入马达）的流量。
注 意
实际中液压泵和液压马达存在
内泄漏，所以额定流量与理论流量
不同。
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三, 功率和效率
〈 一 〉, 功率
液压泵由电机驱动，输入量是转
矩和转速，输出量是液体的压力和流
量；马达则刚好相反。
1, 若不考虑能量损失,
输出功率 =输入功率
Pt = p qt = p v n = Tt Ω = 2πTt n
式中, Tt — 理论转矩；
Ω — 液压泵（马达）的角速度 。
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2,若考虑能量损失
能量在转换过程中是有损失的。因
此输出功率小于输入功率，两者之差称
为 功率损失 。 即：
功率损失 ΔP = P入 － P出
1〉,容积损失, 因内泄漏而造成的流量
上的损失。
2〉,机械损失, 因摩擦而造成的转矩上
的损失。
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〈 二 〉,效率
1,液压泵的效率
1〉,容积效率 ηv
q
ηv = q
t
式中, q t -- 理论流量 。
2〉,机械效率 ηm
Tt
ηm = T
式中,Tt -- 理论 转矩。
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2,液压马达的效率
1〉,容积效率 ηv
qt
ηv = q
2〉,机械效率 ηm
T
ηm =
Tt
3,液压泵（马达）的总效率
输出功率 P出
η = = =ηvηm
输入功率 P入
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§ 3-2 齿轮泵
齿轮泵可分为内啮合式和 外啮合式 两类
一,外啮合式齿轮泵的工作原理
如图 4 - 3所示外啮合齿轮泵的工作原理
1,配油系统, 存在配油盘（在端盖上）
2,密封容积, 壳体、端盖和齿轮的各个
齿间槽组成。
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18
3,密封容积是可变的
1〉,当齿轮旋转时 → 相互啮合的齿轮逐渐
脱开（右侧） → 密封容积 ↗ → 形成部分
真空 → 油箱中的油液被吸进来。
2〉,当齿轮旋转时 → 齿轮逐渐进入啮合
→ 密封容积 ↘ → 油液被挤出去。
二,流量计算和流量脉动
1, 流量计算
? 排量的 精确计算 根据 齿轮啮合原理 。
? 近似计算 可认为, 排量 =两个齿轮的齿间
槽容积之和,,而, 齿间槽的容积 ≈ 轮
齿的体积, 。
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所以,v =πD h b = 2πzm2b
考虑齿间槽容积比轮齿的体积稍大些，通常取
v = 6.66zm2b
齿轮泵的实际输出流量,q = 6.66zm2bnηv
式中,z —齿轮系数；
D —节圆直径；
h — 齿高；
m — 模数；
b — 齿宽。
20
2, 流量脉动
q max – q min
σ =
q
1)、外啮合齿轮泵的 z → σ (σ max=0.2以上 )
2)、内啮合齿轮泵的流量脉动 小于 外啮合的流
量脉动 。
z
外啮合
内啮合
21
三,外啮合齿轮泵的结构特点和优缺点
〈 一 〉,困油 现象
1,齿轮泵的困油现象
齿轮泵要平稳工作，齿轮啮合的
重叠系数 ε >1,于是总有两对轮齿同
时啮合，并有一部分油液被围困在两
对轮齿所形成的封闭空腔之间，如图
所示：
22
当齿轮旋转时
这个封
闭腔的容积
以后又逐
渐
23
1〉,封闭腔容积的减少 会使被困油液受挤
压并从缝隙中挤出而产生很高的压力，
油液发热,并使机件（ 例如； 轴承等）
受到额外的负载；
2〉,封闭腔容积的增大 又会造成局部真空
使油液中溶解的气体分离,产生气穴现
象。
上述这些都将使泵产生强烈的振
动和噪声，这就是 齿轮泵的困油现
象。
24
2, 消除困油的方法
通常是在两侧盖板上开卸荷槽
? 使封闭腔容积减少时通过左边的卸荷槽
与压油腔相通；
? 容积增大时通过右边的卸荷槽与吸油腔
相通。
〈 二 〉,泄漏
高压腔的压力油通过如下三条途径泄
漏到低压腔中去：
1, 通过齿轮啮合处的间隙；
25
2,通过泵体内孔和齿顶园间的径向间隙；
3, 通过齿轮两侧面和侧盖板间的端面间
隙。 （ 通过端面间隙的泄漏量最大，可
占总泄漏量的 75% - 80%。 ）
结
论
普通齿轮泵的容积效率较低，输出压
力也不易提高。要提高齿轮泵的压力，首
要的问题是减小端面间隙。
26
〈 三 〉,径向不平衡力
齿轮与壳体内孔的径向间隙中，可
认为压力由高压腔压力逐渐分级下降到
吸油腔的压力，综合作用的结果，相当
于给齿轮一个径向作用力，使齿轮和轴
承受载。
1、径向不平衡力产生的后果
1）、使得齿轮与壳体接触，同时加速轴承
的磨损,降低轴承的寿命 。
27
解决的方法：
? 改为带保护架的滚针轴承（设计寿命为
2000h）；
? 采用滑动轴承；
? 采用 SF型复合材料作为润滑材料。
2）,使轴弯曲。
2、减小 F径 的办法
1〉,缩小压油口；
2〉,增大径向间隙。
28
〈 四 〉, 优缺点
1、优点
结构简单、尺寸小、重量轻、制造
方便、价格低、工作可靠、自吸能力强、
对油液污染不敏感、维护容易，寿命较
长（设计寿命 5000h）。
2、缺点
一些机件承受不平衡径向力，磨损
严重，泄漏大，工作压力的提高受到限
制，流量脉动大。
29
四,提高外啮合齿轮泵压力的措施
若想
提高
齿轮
泵的
压力，
必须
减小
端面
泄漏。
30
利用特制的通道将泵内压油腔的压
力油引到轴套外侧作用在一定形状和大
小的面积上，产生液压力，使轴套压向
齿轮端面，这个力必须大于齿轮端面作
用在轴套内侧的作用力，才能保证在各
种压力下，轴套始终自动贴紧齿轮端面，
减小泵的端面泄漏，达到提高压力的目
的。
工作原理
31
§ 3－ 3 叶片泵
叶片泵分为 单作用叶片泵（变量泵）
和 双作用叶片泵（定量泵） 。在中高压
系统中广泛使用。
优点,输出流量均匀，流量脉动小，噪声小。
缺点,结构较复杂，对油液污染较敏感等 。
一、单作用叶片泵
1、工作原理
32
33
1）、结构特点
? 泵由转子、定子、叶片、配油盘和端盖
等部件组成；
? 定子的内表面是园柱形孔；
? 转子和定子之间存在偏心；
? 叶片在转子的槽内可灵活滑动，在转子
转动时的离心力以及通过叶片根部压力
油的作用下，叶片顶部贴紧在定子内表
面上。
34
2）、工作原理
⑴、配油盘
⑵、密封的工作腔,由两相邻叶片、配油盘、定
子和转子形成。
⑶、密封的工作腔是可变的
? 当转子旋转时 → 叶片向外伸 → 密封的工作腔容
积 ↑→ 产生局部真空 → 通过吸油口和配油盘上
窗口将油吸入；
? 当转子旋转时 → 叶片缩进 → 密封的工作腔容积
↓→ 油液进入配油盘另一个窗口和压油口被压
出而输到系统中去。
35
2、流量计算
1）、流量
单作用叶片泵的实际输出流量：
q = 2 π b e D nηv
式中,b —叶片宽度；
e —转子与定子间的偏心；
D — 定子内径。
36
2）、流量脉动
⑴、当叶片为奇数时,σ ≈ 1.25/z2
⑵,当叶片为偶数时,σ ≈ 5/z2
式中,z — 叶片数。
结 论
单作用叶片泵的叶片数总取 奇数,一般
为 13或 15。
37
3、特点
1）、改变定子和转子间的偏心距便可改变
流量。偏心反向时，吸油压油方向也相
反；
2）、通过特殊结构，保证叶片与顶部相接
触；
3）、不宜用于高压。（因为转子受不平衡
径向力的 作用）
38
二
、
双
作
用
叶
片
泵
39
1、工作原理
双作用叶片泵的工作原理与单作用
叶片泵相似，不同之处在于,①,定子
内表面是由两段长半径园弧、两段短半
径园弧和四段过渡曲线八部分组成； ②、
定子和转子同心。
1）、配油盘；
2）、密封的工作腔,由两相邻的叶片、定
子、转子、配油盘形成；
40
3）、密封的工作腔容积是可改变的
? 当转子旋转时 → 密封工作腔的容积（在
左上角和右下角处） ↑ → 吸油；
? 当转子旋转时 → 密封工作腔的容积（在
左下角和右上角处） ↓ → 压油。
41
2、流量计算
1）、流量：
双作用叶片泵的实际输出流量计算：
q = 2 b [π (R2-r2) – sz(R-r)/cosθ] nηv
式中,R和 r —定子圆弧的长短半径；
θ—叶片的倾角；
s—叶片的厚度；
z —叶片数。
42
2）、流量脉动：
双作用叶片泵若不考
虑叶片的厚度，则瞬时
流量是均匀的。但实际
上叶片是有厚度的，且 R
和 r也不可能完全同心，
尤其叶片底部槽设计成
与压油腔相通时,泵的
瞬时流量仍将出现微小
的脉动。 但脉动率较其
他泵（螺杆泵除外）小
得多，且在 叶片数为 4得
倍数时最小,一般取 12和
16片。
43
§ 3－ 4 柱塞泵
依靠柱赛在其缸体内
往复运动时密封工作腔的
容积变化来实现吸油和压
油的。
工作原理
特
点泄漏小、容积效率 η
v高，
可在高压下工作。
44
一、轴向柱塞泵
45
1、工作原理
1）、工作原理：
①、配油盘
②、密封容积,由缸体内孔与柱塞形成。
③、密封容积可变的：
? 当传动轴旋转时 → 缸体和柱塞旋转 → 下柱塞从
下向上的半周内逐渐向外伸出 → 密封容积 ↑ →
从 a口吸油；
? 当传动轴旋转时 → 缸体和柱塞旋转 → 上柱塞从
上向下的半周内逐渐向里推入 → 密封容积 ↓ →
从 b油口压油。
46
2）、为何为变量泵,改变斜盘的倾角 δ,可以
改变柱塞往复行程的大小，因而改变流量 q。
2、流量的计算
1）、流量：
轴向柱塞泵的实际输出流量：
q = π/4 d2 D tg δz nηv
式中,z — 柱塞数；
d — 柱塞直径；
D — 柱塞分布园直径；
δ — 斜盘与缸体轴线间的夹角。
47
2）、流量脉动：
轴向柱塞泵的输出流量是脉动，当
柱塞数为 单数时流量脉动较小,一般取 7、
9或 11。
3、优缺点
1）、优点,结构紧凑、径向尺寸小、易实
现变量，压力可以很高（可达 30Mpa以
上 ）。
2）、缺点,对油液污染较敏感。
48
二
、
径
向
柱
塞
泵
49
1、工作原理
1）、工作原理：
衬套紧配在转子孔内，随着转子一起旋转，
而配油轴不动。
①、配油系统
②、密封容积,柱塞和转子（缸体）组成。
③、密封容积可变的：
? 当转子旋转时 → 柱塞和转子一起旋转 → 上半周
柱塞向外伸出 → 密闭容积 ↑ → 从 a腔吸油；
? 当转子旋转时 → 柱塞和转子一起旋转 → 下半周
柱塞向里推入 → 密闭容积 ↓ → 从 b腔压油。
50
2）、为何为变量泵,改变偏心距 e 时，就可改
变流量 q 。
2、流量计算
径向柱塞泵的实际输出流量：
q = π/2 d2 e z nηv
注意,流量脉动情况与轴向柱塞泵相近（也选单
数）
3、结构特点
径向尺寸大，结构复杂，自吸能力强。但
配油轴受到径向不平衡液压力的作用，易于磨
损，故限制了它的转速和压力的提高。
51
§ 3－ 5 液压马达
功 能,把液压能 机械能。
分 类,按结构可以分为
? 齿轮式；
? 叶片式；
? 柱塞式。
52
一、工作原理
以轴向柱塞式液压马达为例说明：
53
? 当压力油输入时 → 柱塞（处在高压腔）被顶出
→ 压在斜盘上 → 斜盘作用在柱塞上的反作用力
为 FN（ FN分为轴向力 F和切向力 FT） → F与液压
力平衡,FT使缸体产生转矩 → 缸体旋转 。
二、主要参数
设液压马达的进、回油腔的压差为 Δp，输
入的流量为 q，排量为 V。则 液压马达产生的理
论转矩：
Tt =（ 1/2π） Δp v
实际转矩,T= （ 1/2π） Δp vηm
液压马达的转速,n = qηv / v
54
3-1、某机床液压系统采用一限压式变量泵，
泵的流量－压力特性曲线如图所示。泵
的总效率为 0.7。如机床在工作进给时泵
的压力 p=45× 105Pa，输出流量 q
=2.5L/min；在快速移动时泵的压力 P=20
× 105Pa，输出流量 q＝ 20L/min，问限压
式变量泵的流量－压力特性曲线应调成
何种图形？泵所需的最大驱动功率为多
少？
55
解：⑴、如上图
⑵、拐点时功率最大：
p q 32.5× 105 × 19.5 × 10-3
Pmax＝ = =1.5kwη 60 × 0.7
10 30 50 70 P(105Pa)
5
15
25
q(L/min)
63
A
B
C
32.5
19.5
56
3-2、图示一变量泵和液压
马达组成的液压系统，
低压辅助泵使泵的吸油
管和马达的出油管压力
保持为 4 × 105Pa，变量
泵的最大排量 Vp =
100mL/r，泵的转速 np =
1000r/min,ηvp＝ 0.94，
ηmp=0.85，液压马达排量
Vm＝ 50mL/r,ηvm=0.95，
ηmm=0.82，管路损失忽
略不计，当马达输出转
距为 40Nm，输出转速为
60r/min时，试求变量泵
的输出流量、输出压力
及泵的输入功率？
57
解,1）,qm入 =Vmnm/ ηvm=50× 60/0.95=3158mL/min
∴ qp= qm入 =3158mL/min
2),Pm出 =2πnmTm=2 × 3.14 × 60 × 40/60=251.2w
∴ Pm入 = Pm出 / ηm=251.2/0.95 × 0.82=322.5w
∵ △ pm=pm入 - pm出 = p1 - p2
∴ △ pm= Pm入 / qm入 =322.5 × 60/3158=61.27 × 105Pa
∴ p1= 61.27 × 105 + p2= 61.27 × 105 +4 × 105
= 65.27 × 105Pa
3),Pp入 =Pp出 / ηp= Pm入 / ηp=322.5/0.94 × 0.85
=403.6w
58
3-3,某液压泵在转速为 950r/min 时的理论
流量为 160L/min,在额定压力 295× 105Pa
和 同 样 转 速 下 测 得 的 实 际 流 量 为
150L/min,额定工况下的总效率为 0.87，
求,1>,泵的容积效率？
2>.泵在额定工况下所需的电机功率？
3>.泵在额定工况下的机械效率？
4>.驱动此泵需多大的扭矩？
59
解,1）,ηv= q/qt = 150/160 = 0.94
2),P入 =P出 / η=p q / η
=295 × 105 × 150 × 10-3/60 × 0.87
=84.77kw
3),η m = η / ηv =0.87/0.94=0.925
4),∵ P入 =2πnT
∴ T = P入 / 2πn=84770 × 60/6.28× 950
=852.5Nm
60
3-4、当泵的额定压力和流量为已知时，试说明下
列各工况下泵工作压力的读数（管道压力损失
除图 C为 ΔP外均忽略不计）。
61
解； a).p=0
b),p=0
c).p=△ p
d).p=F/A
e).p=2 πT/Vm η
本章结束！
