三螺杆泵作为一种高精密容积式泵,具有压力脉动小、噪声低、效率高、结构紧凑、可逆向旋转等特点。近二十年来,水基液压液的需求量大幅提升,采用三螺杆泵为水基液压系统提供动力,成为了三螺杆泵未来的研究方向之一。水基液压液的特性与矿物液压油存有差异,会导致泵泄露增加、振动增大、出现异响等问题。由于三螺杆泵内部结构复杂、泵性能影响因素较多、并存在各个参数间的交互作用,难以用数学解析模型精确表达各参数与泵性能的关系。目前三螺杆泵的设计通常沿用过去试验得出的经验公式,对于水基液三螺杆泵其设计结果与实际结果往往偏差较大。因此,本文基于动态数值分析方法,对三螺杆泵工作参数对输送水基液压液性能的影响、空化问题、泵衬套受力等进行了系统研究,并对水基液三螺杆泵的最优效率工作参数进行了分析和优化。通过对三螺杆泵结构,端面型线分析,建立三螺杆泵虚拟样机,提取三螺杆泵内部流道。经过实验分析得出水基液压液的粘温特性以及三螺杆泵主从螺杆、衬套材料在水基液压液中的耐腐蚀性。对螺杆泵内部复杂的流道进行结构化六面体网格划分,各计算域进行交互面的创建,通过对旋转坐标系静态网格法、自适应动网格法以及静态网格重构法的对比分析,与实际工况相同的边界条件设置,实现三螺杆泵的动态数值分析。利用CFD分析方法,对水基液三螺杆泵的内部流场特性进行了分析,对三螺杆泵流量、泄露量、主从螺杆受力和扭矩进行求解。对比分析了 32号液压油与水基液压液的流量和螺杆所受扭矩随温度的变化关系,并且分析了泵进、出口压力及螺杆转速对空化现象的影响,确定了水基液三螺杆泵的允许吸上高度,同时搭建试验台对仿真模型进行对比分析及校正。从而验证动态数值分析模型的正确性。运用静态分析方法分析了螺杆衬套所受最大应力与发生最大应力的位置,为螺杆与衬套摩擦磨损试验提供了理论依据。通过极差分析,筛选出对泵流量与泵效率影响最大的5个设计因素,基于Box-Behnken设计理论,采用最小二乘法拟合出各因素与泵流量、泵效率的二次回归模型,并建立了以额定出口压力与泵输出流量为约束下的最优效率模型,探究了不同间隙下泵最优效率随温度变化关系,求解出水基液三螺杆泵最优工作参数。通过优化后参数模型与泵原参数模型工作特性的对比,验证了优化后结果的优越性。