液压泵作为液压系统最基本的组成部件,能够持续地为液压系统提供具备特定流量和压力的液压液,在工业生产以及日常生活中有着广泛应用。液压泵性能的好坏会对整个液压系统工作的稳定性和可靠性产生直接影响。三螺杆泵作为一款常用的容积式液压泵,具有噪声小、结构紧密、自吸能力强、液力脉动小、使用寿命长、对输送介质粘度不敏感等优点,从而广泛应用于化工、冶金、船舶等工业及国防事业中,其研究越来越受到国内外的关注。目前主流的三螺杆泵产品以润滑泵为主,负载压力较低。但是随着三螺杆泵应用的扩大,越来越多的场合对负载压力提出了要求。因为缺乏对三螺杆泵受力、泄漏等基础问题的详细研究,工业上一般通过简单增加螺杆长度实现多级串联增压,使得高压三螺杆泵体积偏大,同时螺杆长度的增加也会增加加工难度,降低结构强度,尤其是从动螺杆与衬套间会产生严重的月牙形磨损,破坏原本的密封性,使得容积效率急速下降,这就极大地限制了三螺杆泵的应用和发展。考虑到以上事实,本论文以单导程三螺杆泵的高压化应用为目标,致力于设计一款能够在20MPa的负载压力下工作、小体积,同时结构强度和容积效率能达到目前工业使用要求的新型高压三螺杆泵。同时新结构的高压三螺杆泵要建立在现有的生产工艺以及材料特性基础上,不大幅度增加成本、不损失三螺杆泵本身噪声低、流量脉动小的优良性能。本论文的主要研究工作如下:首先,根据<135>型三螺杆泵的摆线啮合原理与尺寸特征,在满足负载压力20MPa、排量63ml/r等设计性能指标的基础上,确定了新结构高压三螺杆泵的节圆直径、齿形中心角、密封长度等核心参数大小,建立了高压三螺杆泵的基本分析模型。其次,在20MPa高压负载的条件下,详细分析了主从杆的轴向力与径向力分布规律,针对每一段不同的受力状态建立数学方程;同时对实际三螺杆泵产品在高压化情况下出现的从杆与衬套咬合现象做出解释,并对咬合点位置进行了理论计算,发现其与轴线呈40?左右偏角。接着,详细分析了三螺杆泵啮合泄漏的原理,根据啮合形式以及泄漏部位的不同,将三螺杆泵高压内泄漏分成壁面泄漏、圆柱啮合泄漏、螺旋啮合泄漏三类,并分别建立了数学模型,得到了不同位置的泄漏量与间隙、姿态、转速等因素的定量关系。然后,根据高压三螺杆泵的性能指标,建立了螺杆和啮合区流道的CFD仿真模型,利用ANSYS以及Fluent软件对螺旋流场和主、从螺杆进行了流固耦合仿真,以验证螺杆受力以及内泄漏理论分析的前提假设和计算结果的合理性、准确性。最后,在实际的加工精度以及材料特性基础上,分别利用背压平衡盘和液体动压润滑轴承的结构来平衡螺杆受力,设计出了一款新型高压三螺杆泵结构,其长度310mm,泵体直径200mm,重量26.28kg(不含油液);并对各零件的强度、形变进行了校核,总的容积效率也能够达到80%,基本满足工业使用要求。分析与计算结果表明,本论文提出的新型高压三螺杆泵能够达到预期的设计目标,满足工业使用要求;同时相比与传统的多级串联式高压三螺杆泵,大大减小了体积,提高了强度和容积效率。