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摘 要：近年来由于科学的发展，静液压传动作为一种新的传动形式备受关注，国内外对静液压传动的研制和应用也越来越多，几乎涉及国民经济的各个部门，采用静液压传动技术的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。
关键词：静液压传动;液压泵;液压技术
现代以内燃机为动力的车辆及机具的行走装置的传动装置主要采用的是纯机械、液力、静液压和电力等四种传动方式。其中，静液压传动的基本原理是利用液压泵将发动机输出的机械能转化为液压能，经管道和控制阀等传输到液压执行元件再转化为机械能的传动形式，如执行元件为液压马达，则经液压马达重新转化为驱动负荷所需的扭矩和转速的机械能。静液压传动与其他几种传动方式相比较具有布局灵活方便、无极调速范围宽、输出扭矩与转速可以在相当大程度上与输入转速无关地进行调节、换向方便、冲击小、微动特性优异、操作舒适、功率利用合理等优点。
随着液压技术的发展，进一步帮助人们改善机构性能，提高生产效率，节省能量消耗，使机器的品质上升到一个新的阶段，因此，静液压传动技术在工程机械上越来越多的得到应用。本文则基于某“大流量大压力特种转子泵”的要求和静液压传动的特点进行泵的设计研究。
一、设计目标的确定
暂不考虑发动机，则泵在整套静液压传动系统中起着动力源的作用，一切功能的实现都源于泵。
第一，车辆在平路高速行驶状态下，要求泵的供流量能够满足马达的需油量，以保证高速行驶功能的实现。同时为了供油时吸油的顺畅，泵的工作转速不能太高，这就要求泵在实现基本功能的前提下有足够大的排量。
第二，车辆在40°斜坡行驶状态下，整套系统的工作压力最大，此时要求泵的强度能够承受最大工作压力，并保证预设的使用寿命。
第三，泵经过一级内啮合齿轮减速与发动机相连接，布置在车体内，所以泵在满足工作要求的前提下，轴向尺寸和径向尺寸要尽量小，一方面节省空间，另一方面降低发热量，同时又减轻系统振动。
第四，泵体有三个缸，每个缸实现的功能不同，因此设计目标也不尽相同，但是三个缸共享一根主轴轴向组合，它们之间又有许多因素互相制约，因此单缸设计和最后的优化设计必须从整个系统出发权衡考虑。
缸Ⅰ主要负责车辆爬低度坡时的供油，因此要求缸Ⅰ不仅能够承受较大的载荷，还要有较大的排量，保证系统的供油量。
缸Ⅱ主要负责车辆爬高度坡状态时的供油，所以在保证车辆最低爬坡速度的情况下，缸Ⅱ的强度要能承受最高工作压力。
缸Ⅲ和缸Ⅰ共同负责车辆在平路高速行驶时的供油，因此要求缸Ⅲ在能够承受一定载荷的前提下，能有较大的排量，保证高速行驶时的供油。
第五，泵体主轴要有良好的振动特性。因为本系统中，泵体是几个缸的轴向组合，所以泵体主轴的振动特性直接影响到整个系统的工作特性及工作效率，泵体主轴的作用至关重要。
二、参数化设计及优化
泵体有三个缸，每个缸要独立设计，但是它们有相同的参数化模型。
己知的参数有：
最高工作压力Pmax（Mpa），泵的最大供油量Qmax（L/min）。
未知的参数有：
叶片半径R（mm），偏心距e（mm），转子半径R（mm），叶片在工作腔伸出的最短距离a （mm），叶片的宽度b（mm），滑块半径r （mm），单缸的排量q（L/r），单缸的流量Q（L/min），最高工作转速nmax（r/min），单缸的主轴直径d（mm），单缸主轴承受的最大扭拒Tmax（N.m）。
预设的参数有：
偏心距e，叶片宽度b，滑块半径r=■R o
泵的参数化模型建立后，每一组参数都对应着一套方案。模型中把偏心距e、叶片宽度b以及叶片半径R預设为一定的值或序列值，再结合三个缸供油量的分配问题，根据设计目标和设计过程中体现出来的一些细节性审核标准进行多种方案的筛选优化，得出最优设计或者近似最优设计。因为模型中变量较多，设计目标宽泛以及审核标准的隐蔽性，筛选优化工作量大且繁琐，重复性的劳动较多，因此，在这里只介绍其最终优化结果。
最终选择方案为：缸Ⅰ和缸Ⅲ除了主轴尺寸不一样外，其余参数完全一致，这说明：缸Ⅰ和缸Ⅲ有相同的供油能力和承载能力，在整套系统中，缸Ⅰ和缸Ⅲ可互换。这大大增强了车辆在低度坡路面上行驶的机动性、起步时的加速性能以及高速行驶时的灵活性。
泵的参数化结构设计流程如图所示：
参考文献
[1]刘安峰，工程车辆静液压传动系统的计算机辅助设计，北京科技大学硕士学位论文，2002. 6
[2]胡德森，工程机械液压技术纵览，筑路机械与施工机械化，1998，15（77）：23-25
[3]国家机械工业委员会，机械传动，北京：机械工业出版社，1988 （9）
[4]盛东初，冯叔华，液压传动技术教程，北京：北京理工大学出版社，1994.12
[5]铃木贞绪，岸田博，联合收割机德液压与控制，油空压技术，1998（4）：15-17
[6]刘中奇，刘清和，静液压传动在筑路机械中的应用，工程机械，1999 （7）23
[7]管忠范，液压传动系统，修订2版，北京：机械工业出版社，1987
关键词：静液压传动;液压泵;液压技术
现代以内燃机为动力的车辆及机具的行走装置的传动装置主要采用的是纯机械、液力、静液压和电力等四种传动方式。其中，静液压传动的基本原理是利用液压泵将发动机输出的机械能转化为液压能，经管道和控制阀等传输到液压执行元件再转化为机械能的传动形式，如执行元件为液压马达，则经液压马达重新转化为驱动负荷所需的扭矩和转速的机械能。静液压传动与其他几种传动方式相比较具有布局灵活方便、无极调速范围宽、输出扭矩与转速可以在相当大程度上与输入转速无关地进行调节、换向方便、冲击小、微动特性优异、操作舒适、功率利用合理等优点。
随着液压技术的发展，进一步帮助人们改善机构性能，提高生产效率，节省能量消耗，使机器的品质上升到一个新的阶段，因此，静液压传动技术在工程机械上越来越多的得到应用。本文则基于某“大流量大压力特种转子泵”的要求和静液压传动的特点进行泵的设计研究。
一、设计目标的确定
暂不考虑发动机，则泵在整套静液压传动系统中起着动力源的作用，一切功能的实现都源于泵。
第一，车辆在平路高速行驶状态下，要求泵的供流量能够满足马达的需油量，以保证高速行驶功能的实现。同时为了供油时吸油的顺畅，泵的工作转速不能太高，这就要求泵在实现基本功能的前提下有足够大的排量。
第二，车辆在40°斜坡行驶状态下，整套系统的工作压力最大，此时要求泵的强度能够承受最大工作压力，并保证预设的使用寿命。
第三，泵经过一级内啮合齿轮减速与发动机相连接，布置在车体内，所以泵在满足工作要求的前提下，轴向尺寸和径向尺寸要尽量小，一方面节省空间，另一方面降低发热量，同时又减轻系统振动。
第四，泵体有三个缸，每个缸实现的功能不同，因此设计目标也不尽相同，但是三个缸共享一根主轴轴向组合，它们之间又有许多因素互相制约，因此单缸设计和最后的优化设计必须从整个系统出发权衡考虑。
缸Ⅰ主要负责车辆爬低度坡时的供油，因此要求缸Ⅰ不仅能够承受较大的载荷，还要有较大的排量，保证系统的供油量。
缸Ⅱ主要负责车辆爬高度坡状态时的供油，所以在保证车辆最低爬坡速度的情况下，缸Ⅱ的强度要能承受最高工作压力。
缸Ⅲ和缸Ⅰ共同负责车辆在平路高速行驶时的供油，因此要求缸Ⅲ在能够承受一定载荷的前提下，能有较大的排量，保证高速行驶时的供油。
第五，泵体主轴要有良好的振动特性。因为本系统中，泵体是几个缸的轴向组合，所以泵体主轴的振动特性直接影响到整个系统的工作特性及工作效率，泵体主轴的作用至关重要。
二、参数化设计及优化
泵体有三个缸，每个缸要独立设计，但是它们有相同的参数化模型。
己知的参数有：
最高工作压力Pmax（Mpa），泵的最大供油量Qmax（L/min）。
未知的参数有：
叶片半径R（mm），偏心距e（mm），转子半径R（mm），叶片在工作腔伸出的最短距离a （mm），叶片的宽度b（mm），滑块半径r （mm），单缸的排量q（L/r），单缸的流量Q（L/min），最高工作转速nmax（r/min），单缸的主轴直径d（mm），单缸主轴承受的最大扭拒Tmax（N.m）。
预设的参数有：
偏心距e，叶片宽度b，滑块半径r=■R o
泵的参数化模型建立后，每一组参数都对应着一套方案。模型中把偏心距e、叶片宽度b以及叶片半径R預设为一定的值或序列值，再结合三个缸供油量的分配问题，根据设计目标和设计过程中体现出来的一些细节性审核标准进行多种方案的筛选优化，得出最优设计或者近似最优设计。因为模型中变量较多，设计目标宽泛以及审核标准的隐蔽性，筛选优化工作量大且繁琐，重复性的劳动较多，因此，在这里只介绍其最终优化结果。
最终选择方案为：缸Ⅰ和缸Ⅲ除了主轴尺寸不一样外，其余参数完全一致，这说明：缸Ⅰ和缸Ⅲ有相同的供油能力和承载能力，在整套系统中，缸Ⅰ和缸Ⅲ可互换。这大大增强了车辆在低度坡路面上行驶的机动性、起步时的加速性能以及高速行驶时的灵活性。
泵的参数化结构设计流程如图所示：
参考文献
[1]刘安峰，工程车辆静液压传动系统的计算机辅助设计，北京科技大学硕士学位论文，2002. 6
[2]胡德森，工程机械液压技术纵览，筑路机械与施工机械化，1998，15（77）：23-25
[3]国家机械工业委员会，机械传动，北京：机械工业出版社，1988 （9）
[4]盛东初，冯叔华，液压传动技术教程，北京：北京理工大学出版社，1994.12
[5]铃木贞绪，岸田博，联合收割机德液压与控制，油空压技术，1998（4）：15-17
[6]刘中奇，刘清和，静液压传动在筑路机械中的应用，工程机械，1999 （7）23
[7]管忠范，液压传动系统，修订2版，北京：机械工业出版社，1987