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液压泵是将原动机的机械能转换为液压能,它是任何一台液压设备不可缺少的心脏元件。在众多液压泵中,以轴向柱塞泵的性能突出、结构简单、噪音低、效率高、寿命长和具有自吸能力等优点,受到国内外液压泵生产厂家的关注。传统轴向柱塞泵其内部相对运动的零件多,对材料材质、加工精度要求高,对油液污染敏感,加工、使用、维护的要求和成本较高,价格昂贵;缸体随传动轴一起转动,转动惯量大,导致启动、停止、调速的响应速度慢,不利于通过调速来控制泵的输出流量;其缸体内摩擦副较多,高速转动下,缸体温升较快,配流盘、柱塞等零件的磨损直接影响泵的使用寿命和耐久性。除此之外,由于传统柱塞泵本身工作原理的限制,传动轴转动一周,每个柱塞只能实现一次吸油和一次排油,其排量受到了限制。本文主要的研究工作和成果如下:(1)提出的传动轴与活塞一体化设计,即活塞既可改变容腔容积又传递动力。活塞与泵体同轴线,取消了传统轴向柱塞泵的配流盘结构。(2)初步确定活塞直径及活塞杆直径、活塞的行程、缸体通径、曲面导轨的运动规律、泵的工作介质、泵的流量、泵的排量、泵的密封方式的选择、泵的转速以及泵的出口压力。并详细阐述了二维(2D)单体轴向活塞泵与二维(2D)双联轴向活塞泵的工作原理。(3)对活塞的运动规律进行了分析,计算推导出关于双联泵的相关方程包括泵的流量、排量、泄漏量以及流量脉动的计算方程。并从能量守恒的角度对其输入扭矩、液压功率、效率(包括容积效率和机械效率)进行了分析。(4)对所选择的等加等减速曲面导轨曲线做进一步分析,并探讨其他曲面导轨曲线的运动规律。(5)对泵进行全面的性能和寿命测定,检验泵的设计和制造成功与否。并测定各种因素(压力、排量以及油温)对泵效率的影响。新型结构的二维(2D)轴向活塞泵具有极强的创新性,不仅在性能上有很大突破,在体积上也实现了微型化,可以很好的应用在航空航天领域。