機(jī)械設(shè)計畢業(yè)論文新型船用外行星擺線針輪液壓馬達(dá)設(shè)計基本理論及關(guān)鍵技術(shù)研究

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　新型船用外行星擺線針輪液壓馬達(dá)設(shè)計基本理論及關(guān)鍵技術(shù)研究</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級

2、 機(jī)械設(shè)計制造及自動化 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要<

3、;/b></p><p>　　傳統(tǒng)的擺線針輪液壓馬達(dá)的運(yùn)動輸出機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，循環(huán)油路設(shè)計也十分復(fù)雜，密封也不充分，而且采用軸向配流方式，其流量不斷變化，使液壓馬達(dá)的總效率和調(diào)速范圍難以提高。為了克服其中的不足，設(shè)計了一種新的行星針輪擺線液壓馬達(dá)。本文的研究步驟如下：</p><p>　　一.介紹擺線針輪液壓馬達(dá)的發(fā)展概況和發(fā)展趨勢；二. 對行星擺線針輪進(jìn)行研究，其中先分析行星擺線

4、針輪的工作原理，接著分析它的運(yùn)動；三. 介紹外行星擺線針輪液壓馬達(dá)的基本理論問題；四.對外行星擺線針輪液壓馬達(dá)的主要結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，先介紹它的組成，接著分析它的工作原理，最后介紹新型液壓馬達(dá)的原理及應(yīng)用。五. 研究外行星擺線針輪液壓馬達(dá)的關(guān)鍵技術(shù)，對液力傳動機(jī)構(gòu)、油路循環(huán)機(jī)構(gòu)、油路密封機(jī)構(gòu)、端面配流機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究，最后對整體機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究。</p><p>　　此馬達(dá)采用孔銷輸出機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了同步端面配流，縮短了軸向尺寸

5、，大大減輕了重量?？傮w結(jié)構(gòu)相對簡單和緊湊，提高了轉(zhuǎn)速和效率，且密封性能良好。</p><p>　　關(guān)鍵詞：針輪擺線液壓馬達(dá)；孔銷輸出機(jī)構(gòu)； 端面配流； 密封性能</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　tradition's the motion output organization structur

6、e laying bare the line needle wheel hydraulic pressure motor is comparatively complicated，circulation oil road design is also very complicated，hermetic sealing is neither sufficient，adopt axial to mating stream way，whose

7、 ceaseless change of rate of flow，overall efficiency and speed regulation range using the hydraulic pressure motor to be difficult to improve. For overcoming deficiency among them， motor having designed that the new plan

8、et needle</p><p>　　1st chapter introduces the general situation and developing trend laying bare; 2nd chapter arranges the line needle wheel to the planet being in progress studying， analyses a planet among

9、them first laying bare line needle wheel operating principle， proceed to analyse its motion; 3rd chapter introduces that the outer planet lays bare the fundamental line needle wheel hydraulic pressure motor theory proble

10、m; 4th external chapter planet lays bare main line needle wheel hydraulic pressure motor str</p><p>　　This motor has adopt a hole to sell the organization outputing，has realized synchro end face matching str

11、eam，has shortened the axial dimension，has lightened weight greatly. Population structure is relatively simple and compact，have improved the rotation rate and efficiency，the hermetic sealing function is fine and.</p>

12、;<p>　　Keywords: The needle wheel lays bare the line hydraulic pressure motor; The hole sells the organization outputing; End face matches stream; Seal off a function</p><p><b>　　目錄</b><

13、;/p><p><b>　　前言1</b></p><p>　　第1章 擺線針輪液壓馬達(dá)發(fā)展2</p><p>　　1.1擺線針輪液壓馬達(dá)發(fā)展概況2</p><p>　　1.2擺線針輪液壓馬達(dá)發(fā)展趨勢3</p><p>　　第2章行星擺線針輪的研究7</p><p>

14、　　2.1擺線行星針輪傳動7</p><p>　　2.2擺線行星針輪傳動的工作原理7</p><p>　　2.3擺線行星針輪傳動的運(yùn)動分析8</p><p>　　第3章 外行星擺線針輪液壓馬達(dá)的基本理論問題11</p><p>　　3.1擺線的形成及嚙合基本公式11</p><p>　　3.2.擺線嚙合的主要

15、幾何關(guān)系12</p><p>　　3.3液壓擺線齒輪馬達(dá)排量計算13</p><p>　　3.4受力扭矩的產(chǎn)生13</p><p>　　3.5容積效率問題分析14</p><p>　　3.6啟動扭矩和最低轉(zhuǎn)速14</p><p>　　3.7流量脈動率15</p><p>　　第4章

16、外行星擺線針輪液壓馬達(dá)主要結(jié)構(gòu)分析16</p><p>　　4.1外行星擺線針輪液壓馬達(dá)組成16</p><p>　　4.2外行星擺線針輪液壓馬達(dá)的工作原理17</p><p>　　4.3新型液壓馬達(dá)原理及應(yīng)用17</p><p>　　4.3.1新型液壓馬達(dá)的原理17</p><p>　　4.3.2新型液壓馬

17、達(dá)的特性17</p><p>　　4.3.3 新型液壓馬達(dá)的應(yīng)用18</p><p>　　第5章 外行星擺線針輪液壓馬達(dá)傳動研究19</p><p>　　5.1　液力傳動機(jī)構(gòu)的研究19</p><p>　　5.1.1液力傳動的自身特點(diǎn)19</p><p>　　5.1.2液力傳動在使用中注意事項19</

18、p><p>　　5.2運(yùn)動輸出機(jī)構(gòu)的研究20</p><p>　　5.2.1擺線輪柱銷孔和柱銷之間初始間隙的計算20</p><p>　　5.2.2受力分析的基本原則21</p><p>　　5.2.3最先接觸位置處柱銷接觸力的計算21</p><p>　　5.2.4最先接觸位置處柱銷總變形的計算22</

19、p><p>　　5.3 油路循環(huán)結(jié)構(gòu)22</p><p>　　5.4油路密封結(jié)構(gòu)22</p><p>　　5.5端面配流分析23</p><p><b>　　結(jié) 論24</b></p><p><b>　　致 謝25</b></p><p&g

20、t;<b>　　參考文獻(xiàn)26</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　開發(fā)海洋，船舶先行，而船舶行業(yè)發(fā)展的前提是船舶設(shè)計、制造、與維修行業(yè)首當(dāng)其沖。老式的船用擺線針輪液壓馬達(dá)，目前在各類運(yùn)輸船上被廣泛使用。</p><p>　　老式的船用擺線針輪液壓馬達(dá)，其結(jié)構(gòu)采用以針輪固定為太陽輪，以擺線

21、齒輪為行星輪，行星輪繞著太陽輪公轉(zhuǎn)相嚙合的液力傳動機(jī)構(gòu)。同時，其運(yùn)動輸出機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，是采用一套球形內(nèi)齒外套萬向節(jié)軸來連接花鍵軸頭，軸向尺寸大。其循環(huán)油路設(shè)計也十分復(fù)雜，其密封也不充分，而且采用軸向配流方式，其流量不斷變化，使液壓馬達(dá)的總效率和調(diào)速范圍難以提高。這些都嚴(yán)重阻礙了實(shí)現(xiàn)浙江船舶工業(yè)“十一五”規(guī)劃，以我省船舶工業(yè)發(fā)展的主攻方向是船舶修造，以修起步，基本形成國際化修船體系，具備雙高船舶修理或改裝能力和海洋工程平臺塢修能力，修船

22、塢容量達(dá)400萬噸，具備30萬噸級船舶塢修能力，修船量占國內(nèi)總量的20％以上的目標(biāo)。</p><p>　　為了彌補(bǔ)老式船用擺線針輪液壓馬達(dá)使用中存在的不足，設(shè)計了一種新型的行星針輪擺線液壓馬達(dá)，其基本原理主要采用帶左右軸頭上裝有角接觸軸承的擺線齒輪(內(nèi)齒輪) 固定為太陽輪，而行星針輪為行星輪活套組合構(gòu)成的液力傳動機(jī)構(gòu)，另借助4根圓柱銷軸組件的圓柱銷軸和滾針軸承，把行星針輪與左右端蓋串聯(lián)裝配在一起，用螺母擰緊成一個

23、整體，即孔銷機(jī)構(gòu)為運(yùn)動輸出機(jī)構(gòu)，然后通過左右端蓋上的內(nèi)孔，與擺線齒輪上2個角接觸軸承定位，裝成一只新型的液壓馬達(dá)機(jī)體，又利用行星針輪擺線齒輪的嚙合付原理結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，和孔銷機(jī)構(gòu)中方式，和具有全方位充分密封結(jié)構(gòu)循環(huán)油路，形成這種各相關(guān)零件的裝配關(guān)系的條件，新型的行星針輪擺線液壓馬達(dá)是一條空間結(jié)構(gòu)同步同心旋轉(zhuǎn)的端面配流的馬達(dá)。新型船用擺線針輪液壓馬達(dá)以此來更好地解決船舶動力與阻力及航速的問題。擺線馬過就是通過將高壓油轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)動力矩一種動力機(jī)。它可

24、用在大多數(shù)的機(jī)械交通工具上，而且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，不會有太大的振動，高效率的轉(zhuǎn)化使資源得以充分利用。</p><p>　　第1章 擺線針輪液壓馬達(dá)發(fā)展</p><p>　　1.1擺線針輪液壓馬達(dá)發(fā)展概況</p><p>　　液壓技術(shù)滲透到很多領(lǐng)域，不斷在民用工業(yè)、在機(jī)床、工程機(jī)械、冶金機(jī)械、塑料機(jī)械、農(nóng)林機(jī)械、汽車、船舶等行業(yè)得到大幅度的應(yīng)用和發(fā)展，而且發(fā)展成為包括傳動、控

25、制和檢測在內(nèi)的一門完整的自動化技術(shù)?，F(xiàn)今，采用液壓傳動的程度已成為衡量一個國家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。如發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)的95%的工程機(jī)械、90%的數(shù)控加工中心、95%以上的自動線都采用了液壓傳動技術(shù)。</p><p>　　液壓傳動是以流體作為工作介質(zhì)對能量進(jìn)行傳動和控制的一種傳動形式。利用有壓的液體經(jīng)由一些機(jī)件控制之后來傳遞運(yùn)動和動力。相對于電力拖動和機(jī)械傳動而言，液壓傳動具有輸出力大，重量輕，慣性小，調(diào)速方便以及

26、易于控制等優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械，建筑機(jī)械和機(jī)床等設(shè)備上。     由于要使用原油煉制品來作為傳動介質(zhì)，近代液壓傳動技術(shù)是由19世紀(jì)崛起并蓬勃發(fā)展的石油工業(yè)推動起來的，最早實(shí)踐成功的液壓傳動裝置是艦船上的炮塔轉(zhuǎn)位器，其后出現(xiàn)了液壓六角車床和磨床，一些通用車床到20世紀(jì)30年代末才用上了液壓傳動。第二次世界大戰(zhàn)期間，在一些兵器上用上了功率大，反應(yīng)快，動作準(zhǔn)的液壓傳動和控制裝置，大大

27、提高了兵器的性能，也大大促進(jìn)了液壓技術(shù)的發(fā)展。戰(zhàn)后，液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用，并隨著各種標(biāo)準(zhǔn)的不斷制訂和完善，各類元件的標(biāo)準(zhǔn)化，規(guī)格化，系列化而在機(jī)械制造，工程機(jī)械，材料科學(xué)，控制技術(shù)，農(nóng)業(yè)機(jī)械，汽車制造等行業(yè)中推廣開來。由于軍事及建設(shè)需要的刺激，液壓技術(shù)日益成熟。20世紀(jì)60年代后，原子能技術(shù)，空間技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)等的發(fā)展再次將液壓技術(shù)推向前進(jìn)，使它發(fā)展成為包括傳動，控制，檢測在內(nèi)的一門完整的自動化技術(shù)，在國民經(jīng)</p>&

28、lt;p>　　我國的液壓工業(yè)開始于20世紀(jì)50年代，目前正處于迅速發(fā)展，提高的階段。其產(chǎn)品最初只用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備，后來才用到拖拉機(jī)和工程機(jī)械上。自從1964年從國外引進(jìn)一些液壓元件生產(chǎn)技術(shù)，同時進(jìn)行自行設(shè)計液壓產(chǎn)品以來，我國的液壓件生產(chǎn)已從低壓到高壓形成系列，并在各種機(jī)械設(shè)備上得到了廣泛的使用。80年代起更加速了對國外先進(jìn)液壓產(chǎn)品和技術(shù)的有計劃引進(jìn)，消化，吸收和國產(chǎn)化工作，以確保我國的液壓技術(shù)能在產(chǎn)品質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)效益，研究開發(fā)等各

29、個方面全方位地趕上世界水平。隨著工業(yè)迅猛發(fā)展逐日發(fā)展壯大，相繼建立了科研機(jī)構(gòu)和專業(yè)生產(chǎn)廠家，從事液壓技術(shù)研究和液壓產(chǎn)品生產(chǎn)。    傳統(tǒng)的擺線針輪液壓馬達(dá)，目前在各類機(jī)械設(shè)備上廣泛使用。其結(jié)構(gòu)采用以針輪固定為太陽輪，以擺線齒輪為行星輪，行星輪繞著太陽輪公轉(zhuǎn)相嚙合的液力傳動機(jī)構(gòu)；其運(yùn)動輸出機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，是采用一套球形內(nèi)齒外套萬向節(jié)軸來連接花鍵軸頭，軸向尺寸大，其循環(huán)油路設(shè)計也十分復(fù)雜，其密封也

30、不充分，而且采用軸向配流方式，其流量不斷變化，使液壓馬達(dá)的總效率和調(diào)速范圍難以提高。</p><p>　　目前我國擺線馬達(dá)按照配流方式可分為兩類: 一類為軸配流式, 有3個系列: BM1、BM 2、BM 3,以南京某廠為代表; </p><p>　　圖1.1 BM1擺線馬達(dá) 圖1.2 BM2擺線馬達(dá) 圖1.3 BM3擺線馬達(dá)</p><

31、;p>　　另一類為端面配流結(jié)構(gòu), 有4個系列:BM - C、BM - D、BM - E、BM - F, 以上海某廠為代表。</p><p>　　圖1.4 BM-C 擺線馬達(dá) 圖1.5 BM-D 擺線馬達(dá)</p><p>　　圖1.6 BM-E擺線馬達(dá) 圖1.7BM-F擺線馬達(dá)</p>&

32、lt;p>　　其它還有鎮(zhèn)江、石家莊、山東等地廠家生產(chǎn)。其結(jié)構(gòu)采用以針輪固定為太陽輪，以擺線齒輪為行星輪，行星輪繞著太陽輪公轉(zhuǎn)相嚙合的液力傳動機(jī)構(gòu)；其運(yùn)動輸出機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,是采用一套球形內(nèi)齒外套萬向節(jié)軸來連接花鍵軸頭,軸向尺寸大，其循環(huán)油路設(shè)計也十分復(fù)雜，其密封也不充分，而且采用軸向配流方式，其流量不斷變化，使液壓馬達(dá)的總效率和調(diào)速范圍難以提高，新型的行星針輪擺線液壓馬達(dá)，其基本原理主要采用帶左右軸頭上裝有角接觸軸承的擺線齒輪(內(nèi)

33、齒輪) 固定為太陽輪，而行星針輪為行星輪活套組合構(gòu)成的液力傳動機(jī)構(gòu)，另借助4根圓柱銷軸組件的圓柱銷軸和滾針軸承，把行星針輪與左右端蓋串聯(lián)裝配在一起，用螺母擰緊成一個整體，即孔銷機(jī)構(gòu)為運(yùn)動輸出機(jī)構(gòu)，然后通過左右端蓋上的內(nèi)孔，與擺線齒輪上2個角接觸軸承定位，裝成一只新型的液壓馬達(dá)機(jī)體，又利用行星針輪擺線齒輪的嚙合付原理結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，和孔銷機(jī)構(gòu)中方式，和具有全方位充分密封結(jié)構(gòu)循環(huán)油路，形成這種各相關(guān)零件的裝配關(guān)系的條件，新型的行星針輪擺線液壓馬達(dá)

34、是一條空間結(jié)構(gòu)同步同心旋轉(zhuǎn)的端面配流的馬達(dá)。</p><p>　　1.2擺線針輪液壓馬達(dá)發(fā)展趨勢</p><p>　　21世紀(jì)是一個高度自動化的社會，隨著科技的發(fā)展和人類的新需要，大型智能型行走機(jī)器人將應(yīng)運(yùn)而生。資料表明，液壓技術(shù)作為能量傳遞或做功環(huán)節(jié)是其中必不可少的一部分。故無論現(xiàn)在還是將來，液壓技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)中都占有重要的一席之地，發(fā)揮著無法替代的作用?，F(xiàn)代液壓技術(shù)廣泛應(yīng)用了高科技成果

35、，如：自控技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、可靠性及新工藝新材料等，使傳統(tǒng)技術(shù)有了新的發(fā)展，也使產(chǎn)品的質(zhì)量、水平有一定的提高。盡管如此，走向21世紀(jì)的液壓技術(shù)不可能有驚人的技術(shù)突破，應(yīng)當(dāng)主要靠現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)和擴(kuò)展，不斷擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域以滿足未來的要求。下面從考查其主要服務(wù)領(lǐng)域需求人手，來展望液壓技術(shù)的發(fā)展趨勢。</p><p>　?。?）減少能耗,充分利用能量</p><p>　　液壓技術(shù)在將機(jī)

36、械能轉(zhuǎn)換成壓力能及反轉(zhuǎn)換方面，已取得很大進(jìn)展，但一直存在能量損耗，主要反映在系統(tǒng)的容積損失和機(jī)械損失上。如果全部壓力能都能得到充分利用，則將使能量轉(zhuǎn)換過程的效率得到顯著提高。為減少壓力能的損失，必須解決下面幾個問題：</p><p>　　①減少元件和系統(tǒng)的內(nèi)部壓力損失，以減少功率損失。主要表現(xiàn)在改進(jìn)元件內(nèi)部流道的壓力損失,采用集成化回路和鑄造流道,可減少管道損失,同時還可減少漏油損失。</p>&l

37、t;p>　　②減少或消除系統(tǒng)的節(jié)流損失，盡量減少非安全需要的溢流量，避免采用節(jié)流系統(tǒng)來調(diào)節(jié)流量和壓力。</p><p>　?、鄄捎渺o壓技術(shù)，新型密封材料，減少磨擦損失。</p><p>　　④發(fā)展小型化、輕量化、復(fù)合化、廣泛發(fā)展3通徑、4通徑電磁閥以及低功率電磁閥。</p><p>　　⑤改善液壓系統(tǒng)性能，采用負(fù)荷傳感系統(tǒng)，二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)和采用蓄能器回路。<

38、;/p><p>　　⑥為及時維護(hù)液壓系統(tǒng)，防止污染對系統(tǒng)壽命和可靠性造成影響，必須發(fā)展新的污染檢測方法，對污染進(jìn)行在線測量，要及時調(diào)整，不允許滯后，以免由于處理不及時而造成損失。</p><p><b>　?。?）主動維護(hù)</b></p><p>　　液壓系統(tǒng)維護(hù)已從過去簡單的故障拆修，發(fā)展到故障預(yù)測，即發(fā)現(xiàn)故障苗頭時，預(yù)先進(jìn)行維修，清除故障隱患，

39、避免設(shè)備惡性事故的發(fā)展。</p><p>　　要實(shí)現(xiàn)主動維護(hù)技術(shù)必須要加強(qiáng)液壓系統(tǒng)故障診斷方法的研究，當(dāng)前，憑有經(jīng)驗(yàn)的維修技術(shù)人員的感宮和經(jīng)驗(yàn)，通過看、聽、觸、測等判斷找故障已不適于現(xiàn)代工業(yè)向大型化、連續(xù)化和現(xiàn)代化方向發(fā)展，必須使液壓系統(tǒng)故障診斷現(xiàn)代化，加強(qiáng)專家系統(tǒng)的研究，要總結(jié)專家的知識,建立完整的、具有學(xué)習(xí)功能的專家知識庫，并利用計算機(jī)根據(jù)輸入的現(xiàn)象和知識庫中知識，用推理機(jī)中存在的推理方法，推算出引出故障的原

40、因，提高維修方案和預(yù)防措施。要進(jìn)一步引發(fā)液壓系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)通用工具軟件，對于不同的液壓系統(tǒng)只需修改和增減少量的規(guī)則。</p><p>　　另外，還應(yīng)開發(fā)液壓系統(tǒng)自補(bǔ)償系統(tǒng)，包括自調(diào)整、自潤滑、自校正，在故障發(fā)生之前，進(jìn)市補(bǔ)償，這是液壓行業(yè)努力的方向。</p><p>　?。?）增強(qiáng)對環(huán)境的適應(yīng)性、拓寬應(yīng)用范圍</p><p>　　泄漏控制包括：防止液體泄漏到外

41、部造成環(huán)境污染和外部環(huán)境對系統(tǒng)的侵害兩個方面。今后，將發(fā)展無泄漏元件和系統(tǒng)，如發(fā)展集成化和復(fù)合化的元件和系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無管連接，研制新型密封和無泄漏管接頭，電機(jī)油泵組合裝置等。無泄漏將是世界液壓界今后努力的重要方向之一。 過去，液壓界主要致力于控制固體顆粒的污染，而對水、空氣等的污染控制往往不夠重視。今后應(yīng)重視解決：嚴(yán)格控制產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的污染，發(fā)展封閉式系統(tǒng)，防止外部污染物侵入系統(tǒng)；應(yīng)改進(jìn)元件和系統(tǒng)設(shè)計，使之具有更大的耐污染能力。同時開發(fā)

42、耐污染能力強(qiáng)的高效濾材和過濾器。研究對污染的在線測量；開發(fā)油水分離凈化裝置和排濕元件，以及開發(fā)能清除油中的氣體、水分、化學(xué)物質(zhì)和微生物的過濾元江及檢測裝置。 </p><p>　?。?）數(shù)字化液壓技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化</p><p>　　充分利用現(xiàn)有的液壓CAD設(shè)計軟件，進(jìn)行二次開發(fā)，建立知識庫信息系統(tǒng)，它將構(gòu)成設(shè)計-制造-銷售-使用-設(shè)計的閉環(huán)系統(tǒng)。將計算機(jī)防真及適時控制結(jié)合起來，在

43、試制樣機(jī)前，便可用軟件修改其特性參數(shù)，以達(dá)到最佳設(shè)計效果。下一個目標(biāo)是，利用CAD技術(shù)支持液壓產(chǎn)品到零不見設(shè)計的全過程，并把CAD/CAM/CAPP/CAT，以及現(xiàn)代管理系統(tǒng)集成在一起建立集成計算機(jī)制造系統(tǒng)（CIMS），使液壓設(shè)計與制造技術(shù)有一個突破性的發(fā)展。電子技術(shù)和液壓傳動技術(shù)相結(jié)合，使傳統(tǒng)的液壓傳協(xié)與控制技術(shù)增加了活力，擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域。實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化可以提高工作可靠性，實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)柔性化、智能化，改變液壓系統(tǒng)效率低，漏油、維修性差

44、等缺點(diǎn)，充分發(fā)揮液壓傳動出力大、貫性小、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，其主要發(fā)展動向如下：</p><p>　　a.電液伺服比例技術(shù)的應(yīng)用將不斷擴(kuò)大。液壓系統(tǒng)將由過去的電氣液壓on-oE系統(tǒng)和開環(huán)比例控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)向閉環(huán)比例伺服系統(tǒng)，為適應(yīng)上述發(fā)展,壓力、流量、位置、溫度、速度、加速度等傳感器應(yīng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。計算機(jī)接口也應(yīng)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一和兼容。</p><p>　　b.發(fā)展和計算機(jī)直接接口的功耗為5mA以下電磁閥，以

45、及用于脈寬調(diào)制系統(tǒng)的高頻電磁閥(小于3mS)等。</p><p>　　c.液壓系統(tǒng)的流量、壓力、溫度、油的污染等數(shù)值將實(shí)現(xiàn)自動測量和診斷，由于計算機(jī)的價格降低，監(jiān)控系統(tǒng)，包括集中監(jiān)控和自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)將得到發(fā)展。</p><p>　　d.計算機(jī)仿真標(biāo)準(zhǔn)化，特別對高精度、“高級”系統(tǒng)更有此要求。</p><p>　　e.由電子直接控制元件將得到廣泛采用，如電子直接控制液壓

46、泵，采用通用化控制機(jī)構(gòu)也是今后需要探討的問題，液壓產(chǎn)品機(jī)電一體化現(xiàn)狀及發(fā)展。</p><p><b>　　液壓行業(yè)：</b></p><p>　　液壓元件將向高性能、高質(zhì)量、高可靠性、系統(tǒng)成套方向發(fā)展；向低能耗、低噪聲、振動、無泄漏以及污染控制、應(yīng)用水基介質(zhì)等適應(yīng)環(huán)保要求方向發(fā)展；開發(fā)高集成化高功率密度、智能化、機(jī)電一體化以及輕小型微型液壓元件；積極采用新工藝、新材料

47、和電子、傳感等高新技術(shù)。 液力偶合器向高速大功率和集成化的液力傳動裝置發(fā)展，開發(fā)水介質(zhì)調(diào)速型液力偶合器和向汽車應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展，開發(fā)液力減速器，提高產(chǎn)品可靠性和平均無故障工作時間；液力變矩器要開發(fā)大功率的產(chǎn)品，提高零部件的制造工藝技術(shù)，提高可靠性，推廣計算機(jī)輔助技術(shù)，開發(fā)液力變矩器與動力換檔變速箱配套使用技術(shù)；液粘調(diào)速離合器應(yīng)提高產(chǎn)品質(zhì)量，形成批量，向大功率和高轉(zhuǎn)速方向發(fā)展。</p><p><b>

48、;　　氣動行業(yè)：</b></p><p>　　產(chǎn)品向體積小、重量輕、功耗低、組合集成化方向發(fā)展，執(zhí)行元件向種類多、結(jié)構(gòu)緊湊、定位精度高方向發(fā)展；氣動元件與電子技術(shù)相結(jié)合，向智能化方向發(fā)展；元件性能向高速、高頻、高響應(yīng)、高壽命、耐高溫、耐高壓方向發(fā)展，普遍采用無油潤滑，應(yīng)用新工藝、新技術(shù)、新材料。采用的液壓元件高壓化，連續(xù)工作壓力達(dá)到40Mpa，瞬間最高壓力達(dá)到48Mpa；調(diào)節(jié)和控制方式多樣化；進(jìn)一步改

49、善調(diào)節(jié)性能，提高動力傳動系統(tǒng)的效率；發(fā)展與機(jī)械、液力、電力傳動組合的復(fù)合式調(diào)節(jié)傳動裝置；發(fā)展具有節(jié)能、儲能功能的高效系統(tǒng)；進(jìn)一步降低噪聲；應(yīng)用液壓螺紋插裝閥技術(shù)，緊湊結(jié)構(gòu)、減少漏油。 </p><p>　?。?）新材料、新工藝的應(yīng)用 </p><p>　　新型材料的使用，如陶瓷、聚合物或涂敷料，可使液壓的發(fā)展引起新的飛躍。為了保護(hù)環(huán)境，研究采用生物降解迅速的壓力流體，如采用菜油基和合成脂

50、基或者水及海水等介質(zhì)替代礦物液壓油。鑄造工藝的發(fā)展，將促進(jìn)液壓元件性能的提高，如鑄造流道在閥體和集成塊中的廣泛使用，可優(yōu)化元件內(nèi)部流動，減少壓力損失和降低噪聲，實(shí)現(xiàn)元件小型化。</p><p>　?。?）可靠性和性能穩(wěn)定性逐漸提高</p><p>　　可靠性和性能穩(wěn)定性是涉及面最廣的綜合指標(biāo)，它包括元、 器、 輔、附件的可靠性，系統(tǒng)的可靠性設(shè)計、制造以及可靠性維護(hù)三大方面。隨著諸如工程塑料

51、、復(fù)合材料、高強(qiáng)度輕合金等新材料的應(yīng)用，新工藝新結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，元、器件性能的可靠性得以大大增加。系統(tǒng)可靠性設(shè)計理論的成熟與普及，使合理地進(jìn)行元器件的選配有了理論依據(jù)。此外，過濾技術(shù)的完善和精度的提高（過濾器精度可達(dá)1-3 μm ，而典型現(xiàn)代液壓元件的動態(tài)間隙為0.5-5 μm ) ，除了能徹底清除固體雜質(zhì)外，還能分離油中的氣體和水分。在線實(shí)時油污檢測器和電子報警邏輯系統(tǒng)的應(yīng)用，使得液壓系統(tǒng)的維護(hù)從過去的簡單拆修發(fā)展到主動維護(hù)，對可預(yù)見的諸

52、因素進(jìn)行全面分析，最大限度地提前消除誘發(fā)故障的潛在因素。</p><p>　　近年來，我國的工程機(jī)械取得了蓬勃的發(fā)展，其中， 液壓傳動技術(shù)起到了至關(guān)重要的作用。而且，隨著液壓傳 動技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，它已成為下業(yè)機(jī)械、下程 建筑機(jī)械等行業(yè)小可缺少的重要技術(shù)。 然而，盡管液壓技術(shù)在機(jī)械能與壓力能的轉(zhuǎn)換方而， 已取得很大進(jìn)展，但它在能量損失和傳動效率上仍然存在 著問題。因?yàn)?，在液壓系統(tǒng)中，隨著油液的流動，有相當(dāng)

53、 多的液體能量損失掉，這種能量損失不僅體現(xiàn)在油液流動 過程中的內(nèi)摩擦損失上，還反映在系統(tǒng)的容積損失上，使 系統(tǒng)能量利用率降低，傳動效率無法提高。高能耗和低效 率又使油液發(fā)熱增加，使性能達(dá)小到理想的狀況，給液 壓技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展帶來障。因此，探索和研究高效 液壓傳動技術(shù)，提高其綜合性能就成為了液壓技術(shù)領(lǐng)域研 究的重點(diǎn)之一。外行星擺線針輪液壓馬達(dá)是一種新的馬達(dá)，有著與其他液壓馬達(dá)不同的地方，其優(yōu)點(diǎn)較多，超越了以前的傳統(tǒng)，有很大的發(fā)展空間。&

54、lt;/p><p>　　第2章行星擺線針輪的研究</p><p>　　2.1擺線行星針輪傳動</p><p>　　1．組成：1為針輪，2為擺線行星輪，H 為系桿，3為輸出機(jī)構(gòu)。運(yùn)動由系桿H輸入，通過輸出機(jī)構(gòu)3由軸V輸出。其傳動也是一種K-H-V型一齒差行星傳動，行星輪的齒廓曲線是變態(tài)外擺線。</p><p><b>　　2．主要優(yōu)點(diǎn)：&

55、lt;/b></p><p><b>　　傳動比大；</b></p><p>　　結(jié)構(gòu)簡單緊湊，傳動效率高；</p><p><b>　　體積小，重量輕；</b></p><p>　　傳動平穩(wěn)，承載能力高，使用壽命長；</p><p>　　與漸開線少齒差行星傳動相比，無

56、齒頂相碰和齒廓重迭干涉等問題。</p><p>　　3．主要缺點(diǎn)： 加工工藝復(fù)雜，制造精度要求高，必須用專用的機(jī)床和刀具來加工其擺輪，成本較高。</p><p>　　4．應(yīng)用：在軍工、礦山、冶金、化工、造船等工業(yè)部門得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　圖2.1 擺線行星針輪</p><p>　　2.2擺線行星針輪傳動的工作原理</p&g

57、t;<p>　　與漸開線少齒差行星傳動不同，擺線針輪行星傳動除具有傳動比大、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)外，還因?yàn)橥瑫r承擔(dān)載荷的齒數(shù)多，以及齒廓之間為滾動摩擦，所以傳動平穩(wěn)、承載能力大、效率高、輪齒磨損小、使用壽命長。擺線針輪行星傳動廣泛地應(yīng)用于軍工、礦山、冶金、化工及造船等工業(yè)的機(jī)械設(shè)備上。</p><p>　　擺線針輪行星傳動的工作原理和結(jié)構(gòu)與漸開線少齒差行星傳動基本相同。如圖2.1所示，它也

58、由行星架Ｈ，行星輪2和內(nèi)齒輪1組成。行星輪的運(yùn)動也依靠等角速比的銷孔輸出機(jī)構(gòu)傳到輸出軸上 V。因?yàn)檫@種傳動的齒數(shù)差總是等于1，　</p><p><b>　　圖2.2 擺線針輪</b></p><p>　　此類輪系的傳動比用可用下式計算：</p><p><b>　　式（2-1）</b></p><p&

59、gt;　　解得 式（2-2）</p><p>　　故 式（2-3）</p><p>　　由上式可知：兩輪齒數(shù)差愈少，傳動比愈大，當(dāng)齒數(shù)差 時，稱為一齒差行星傳動，這時傳動比出現(xiàn)最大值而擺線針輪傳動的齒數(shù)差總是等于1，所以其傳動比為</p><p><b&

60、gt;　　式（2-4）</b></p><p>　　擺線針輪行星傳動與漸開線少齒差行星傳動的不同處是齒廓曲線不同。在漸開線少齒差行星傳動中，內(nèi)齒輪１和行星輪２都是漸開線齒廓；而擺線針輪行星傳動中，輪１的內(nèi)齒是帶套筒的圓柱銷形針齒，行星輪２的齒廓曲線則是短幅外擺線的等距曲線。</p><p>　　2.3擺線行星針輪傳動的運(yùn)動分析</p><p><b

61、>　　1.嚙合狀態(tài)</b></p><p>　　如圖2所示，當(dāng)擺線行星輪在某個齒的A點(diǎn)開始達(dá)到靜態(tài)平衡狀態(tài)時，只需徑向力向逆時針方向偏轉(zhuǎn)一個</p><p>　　角度（指向平衡點(diǎn)A左邊），就能形成逆時針方向的起動力矩，克服摩擦力，擺線行星輪就會沿著針齒輪向逆時針方向滾動（公轉(zhuǎn)運(yùn)動），嚙合點(diǎn)不斷由A向B點(diǎn)移動。當(dāng)嚙合點(diǎn)移動到" 點(diǎn)時，嚙合點(diǎn)將向下一個齒的B點(diǎn)過渡，

62、這一瞬間B、C兩點(diǎn)同時接觸。與此同時，擺線行星輪還要作順時針方向的自轉(zhuǎn)運(yùn)動，并驅(qū)動負(fù)載。但由于齒形有修正，滾動時角速度并不能保持恒定，其變化幅度的大小取決于嚙合間隙（修正量）的大小。</p><p><b>　　2.死區(qū)</b></p><p>　　當(dāng)B、C兩點(diǎn)同時接觸時，徑向作用力和負(fù)載的合力指向C點(diǎn)的右邊，同時又指向B點(diǎn)左邊。根據(jù)上面的分析，徑向作用力指向C點(diǎn)右邊

63、的時候，是根本不能推動機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)和驅(qū)動負(fù)載的，它力圖退回到原來的狀態(tài)，也就是回復(fù)到B點(diǎn)時的狀態(tài)。對于B點(diǎn)來講，這時的徑向作用力和負(fù)載的合力仍然指向B點(diǎn)左邊，有繼續(xù)讓擺線行星輪向逆時針方向公轉(zhuǎn)的趨勢，但是又受到# 點(diǎn)的阻礙。由此可見，此刻徑向作用力在B點(diǎn)和C點(diǎn)對擺線行星輪的作用是相反的，是相互矛盾的，擺線行星輪不可能同時既向左轉(zhuǎn)又向右轉(zhuǎn)，陷入由B和C構(gòu)成的“陷阱”之中。只要徑向作用力和負(fù)載的合力的方向不能夠指向C點(diǎn)左側(cè)，僅僅增大徑向作用力，

64、傳動系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)不可能繼續(xù)進(jìn)行下去。在有彈性變形時，情況也類似。從理論上講，這是因?yàn)樵擃悅鲃舆`背機(jī)械傳動基本原理而產(chǎn)生的問題，是結(jié)構(gòu)特點(diǎn)帶來的問題，是不可能避免的。這一現(xiàn)象正如手推車一樣，當(dāng)車輪卡在溝中時，要想爬出溝外，只有改變推力方向，減小推力與地平線的夾角，再加把力就可以推出來了。</p><p><b>　　3.過渡</b></p><p>　　為了將擺線針輪行星

65、傳動繼續(xù)進(jìn)行下去，必須改變徑向作用力和負(fù)載的合力的方向，使指向C點(diǎn)左側(cè)?？梢?，該傳動系統(tǒng)正常工作的必要條件是改變徑向力的方向，對支點(diǎn)C形成一個能使擺線齒輪向逆時針方向公轉(zhuǎn)的力矩。</p><p><b>　　4.平穩(wěn)性分析</b></p><p>　　徑向作用力的方向取決于轉(zhuǎn)臂軸承的間隙和實(shí)際工作間隙的大?。▍㈤啞笆芰Ψ治觥保?。間隙越小，徑向作用力方向的變化越敏感，越

66、容易改變；間隙越大，徑向作用力方向的變化越遲鈍。如果轉(zhuǎn)臂軸承的間隙（或外圈間隙）很大，徑向作用力的方向的變化非常遲鈍，即使間隙有較大變化，徑向作用力的方向也不能指向C點(diǎn)左邊，擺線針輪行星傳動就不能繼續(xù)進(jìn)行下去。與此相反，如果轉(zhuǎn)臂軸承的間隙（游隙）很小，只要C點(diǎn)有極小的變形（包括構(gòu)件彈性、間隙、油膜等因素），就能使實(shí)際工作間隙得到足夠大的改變，從而迅速改變徑向作用力的方向，達(dá)到指向C點(diǎn)的目的。當(dāng)徑向作用力方向指到C點(diǎn)時，C點(diǎn)就是這一個嚙合

67、周期的終點(diǎn)，完成了一個小的嚙合周期。這時C點(diǎn)又成為下一個嚙合周期的始點(diǎn)（A），開始進(jìn)入下一個循環(huán)。如圖3所示，擺線行星輪每公轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)有Z個（擺線行星輪齒數(shù)）這樣的小周期，也就是說擺線行星輪每自轉(zhuǎn)一個齒時，有Z個嚙合小周期。那么，擺線行星輪每自轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時（輸出軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)），就會有 個這樣的小周期來描繪這一運(yùn)動，這是該傳動形式運(yùn)動比較平穩(wěn)的理論依據(jù)。</p><p>　　由此看來，擺線針輪行星傳動是根本不符合機(jī)械傳動原理要

68、求的，它是一種與一般傳動機(jī)構(gòu)的傳動機(jī)制根本不同的“另類”傳動型式。是由非常短小的、變動頻率很高的、與理論狀態(tài)相近的傳動片斷組成的傳動型式。</p><p>　　第3章 外行星擺線針輪液壓馬達(dá)的基本理論問題</p><p>　　3.1擺線的形成及嚙合基本公式</p><p>　　擺線齒輪馬達(dá)的工作原理依據(jù)于擺線針齒內(nèi)嚙合行星齒輪傳動。 其瞬時嚙合傳動狀況如圖3-1所示

69、， 內(nèi)齒圈（即定子）的輪齒齒廓（即針輪）是以為直徑的圓弧構(gòu)成；小齒輪（即轉(zhuǎn)子）的輪齒齒廓是圓弧的共軛曲線， 即圓弧中心軌跡（整條的短幅 外擺線）的等距曲線， 轉(zhuǎn)子和定子之間有信心距A。當(dāng)兩輪齒數(shù)差1時， 兩輪所有的輪齒都能嚙合， 并形成定子針齒數(shù)目的容積進(jìn)行變化的密封腔。</p><p>　　圖3.1擺線針輪馬達(dá)的嚙合狀態(tài) 圖3.2 擺線的形成</p><p>　

70、　擺線嚙合轉(zhuǎn)子所采用的短幅外擺線和其等距曲線，分別稱為轉(zhuǎn)子的理論郭線和實(shí)際廓線。如圖2—2所示， 導(dǎo)圓1在生成圓2內(nèi)， 它們相切于P點(diǎn)。 定子的圓弧齒（針齒）中心M分布于半徑為r的分度圓上。當(dāng)生成圓2相對于導(dǎo)圓作純滾時，針齒中心M點(diǎn)的軌跡即為短幅外擺線。</p><p>　　轉(zhuǎn)子實(shí)際齒廓曲線是短幅外擺線的等 距曲線。兩曲線的法向距離處處相等，均等于針齒半徑。</p><p>　　因此理論廓

71、線的方程式為：</p><p><b>　　式（3-1）</b></p><p>　　轉(zhuǎn)子實(shí)際廓線的方程為：</p><p><b>　　式（3-2）</b></p><p>　　3.2.擺線嚙合的主要幾何關(guān)系</p><p>　　擺線針輪液壓馬達(dá)輪齒主要幾何計算公式如下：&

72、lt;/p><p><b>　　1.短幅系數(shù)，</b></p><p>　　2. 導(dǎo)圓半徑 ，</p><p>　　3. 生成圓半徑，</p><p><b>　　4. 偏心矩 ，</b></p><p>　　5. 會徑系數(shù) ，</p><p>　

73、　6. 轉(zhuǎn)子齒頂圓半徑，</p><p>　　7. 轉(zhuǎn)子齒根圓半徑，</p><p><b>　　8. 齒高 ，</b></p><p>　　9. 針齒分度圓半徑 ，</p><p><b>　　10. 針齒齒數(shù)，</b></p><p>　　式中—針齒中心分度圓半徑

74、；</p><p><b>　　——導(dǎo)圓半徑；</b></p><p><b>　　——生成圓半徑；</b></p><p><b>　　——偏心距；</b></p><p>　　——生成圓中心繞導(dǎo)圓中心滾動時的變化角；</p><p><b>

75、;　　——針柱體齒數(shù)；</b></p><p><b>　　——針柱體直徑；</b></p><p><b>　　——轉(zhuǎn)子齒數(shù)。</b></p><p>　　短幅系數(shù)又叫做輪寬放大系數(shù)或變態(tài)系數(shù)， 其數(shù)值的確定是擺線馬達(dá)設(shè)計計算中的一個重要問題。為保證擺線馬達(dá)在運(yùn)轉(zhuǎn)中能正確嚙合，擺線轉(zhuǎn)子齒形曲線（整條的短幅外擺

76、線的等距曲線）不受干涉的條件必須得到滿足， 否則將主生根切。各密封腔由于不能產(chǎn)生良好的擺線嚙合而漏油，失去容積式液壓元件工作的基礎(chǔ)。對于，，，的條件，值不能有大于0.8否則產(chǎn)生根切。這是必要條件。</p><p>　　其次，為了保證在排量參數(shù)相同的條件下，使擺線齒輪馬達(dá)嚙合副在嚙合時的接觸應(yīng)力最小， 以提高馬達(dá)壽命， 設(shè)計時值選得合適。也就是說值的選擇，不僅要使擺線轉(zhuǎn)子齒形曲線不產(chǎn)生干涉，而且要選擇最佳的值，使馬

77、達(dá)工作時的接觸應(yīng)力最小。擺線齒輪馬達(dá)嚙合副的其他參數(shù)，特別是針齒直徑d的組合，對值的選擇也有很大的關(guān)系。</p><p>　　3.3液壓擺線齒輪馬達(dá)排量計算</p><p>　　查資料得擺線齒輪馬達(dá)排量計算公式如下</p><p><b>　　式（3-3）</b></p><p><b>　　式中：</b

78、></p><p><b>　　式（3-4）</b></p><p>　　3.4受力扭矩的產(chǎn)生</p><p>　　從力學(xué)角度分析（見圖3.3），內(nèi)嚙合行星擺線馬達(dá)產(chǎn)生較大的扭矩是理所當(dāng)然。外轉(zhuǎn)子式馬達(dá)，液壓合力推動轉(zhuǎn)子為中心反時針旋轉(zhuǎn)，其力臂為；對行星馬達(dá)，外齒圈固定不動，轉(zhuǎn)子以內(nèi)、外齒輪的節(jié)點(diǎn)（節(jié)圓和相切點(diǎn)）為瞬心轉(zhuǎn)動，液壓合力的作用

79、力臂為，它遠(yuǎn)比大。所以， 行星擺線齒輪馬達(dá)的扭矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于內(nèi)外轉(zhuǎn)子式擺線齒輪馬達(dá)的扭矩。</p><p>　　圖3.3 扭矩的產(chǎn)生</p><p>　　在結(jié)構(gòu)上（圖2.4），為了將轉(zhuǎn)子14的自轉(zhuǎn)運(yùn)動和扭矩傳遞到輸出軸7而又不妨礙轉(zhuǎn)子的公轉(zhuǎn)運(yùn)動，采用了雙頭的球面花鍵聯(lián)軸節(jié)8把轉(zhuǎn)子和輸出軸聯(lián)接起來，聯(lián)軸節(jié)中心線以為頂點(diǎn)完成錐面的運(yùn)動軌跡。</p><p>　　3.5容積

80、效率問題分析</p><p>　　容積效率是液壓元件的重要性能指標(biāo)之一。 擺線齒輪馬達(dá)是以屬于齒輪馬達(dá)范疇的。眾所周知，齒輪馬達(dá)與齒輪泵就泄漏來說有很大不同，即使間隙相同，壓差相同，馬達(dá)的泄漏要比泵大。這是因?yàn)閷τ邶X輪泵來說， 輪齒間隙的泄漏和齒端的牽連流動與兩者可以相互抵消，而馬達(dá)則相反，即馬達(dá)齒端牽連流動更增大了泄漏量。所以要大量生產(chǎn)高壓高效率的擺線齒輪馬達(dá)，必須滿足極微小的齒端間隙的離散度要求。換句話說，擺

81、線轉(zhuǎn)子幾何精度的提高，對提高擺線齒輪馬達(dá)的容積效率具有十分重要的意義。馬達(dá)入口處的流量稱為馬達(dá)的實(shí)際流量。馬達(dá)密封腔容積變化所需要的流量稱為馬達(dá)的理論流量。實(shí)際流量與理論流量之差即為馬達(dá)的泄漏量，則。馬達(dá)排量是指在沒有泄漏的情況下，馬達(dá)軸每轉(zhuǎn)一周，由其密封容腔幾何尺寸變化計算所得到的排出液體體積。</p><p>　　液壓馬達(dá)的理論流量與實(shí)際流量之比為馬達(dá)的容積效率</p><p><

82、;b>　　式（3-5）</b></p><p>　　3.6啟動扭矩和最低轉(zhuǎn)速</p><p>　　液壓馬達(dá)的起動必能主要由起動扭矩和起動機(jī)械效率來描述。起動扭矩就是馬達(dá)同靜止?fàn)顟B(tài)起動時，馬達(dá)軸上所軸出的扭矩。起動扭矩通常小于同一工作壓差時處于運(yùn)行狀態(tài)下的扭矩。起動機(jī)械效率是指馬達(dá)由靜止?fàn)顟B(tài)起動時，馬達(dá)實(shí)際輸出的扭矩與它同一工作壓差時的理論扭矩之比，</p>

83、<p><b>　　式（3-5）</b></p><p>　　起動扭矩和起動效率的大小，除了與摩擦力矩有關(guān)外，還受扭矩脈動必的影響，當(dāng)輸出軸處于不同位置進(jìn)行起動時，其起動扭矩的數(shù)值稍有差別。</p><p>　　擺線齒輪馬達(dá)的啟動扭矩，在額定壓力條件下約為理論扭矩的70%左右，有的資料表明該值還要高一些。南就液壓機(jī)械制造廠生產(chǎn)的BM系列馬達(dá)，啟動扭矩為理論扭

84、矩的76%左右（在額定壓力下）。</p><p>　　最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速是指液壓馬達(dá)在額定負(fù)載下，不出現(xiàn)爬行（抖動或時轉(zhuǎn)時停）現(xiàn)象的最低轉(zhuǎn)速。</p><p>　　液壓馬達(dá)在低速時產(chǎn)生爬行的原因如下：</p><p>　　摩擦力的大小不穩(wěn)定 摩擦力的大小與工作壓差、油液的粘度、馬達(dá)的結(jié)構(gòu)形式、排量大小以及加工裝配質(zhì)量等因素有關(guān)。馬達(dá)理論扭矩的不均勻性泄漏量大小不穩(wěn)定泄漏

85、量大小與工作壓差、油液粘度、馬達(dá)的結(jié)構(gòu)形式、排量大小以及加工裝備等因素有關(guān)。事實(shí)上馬達(dá)內(nèi)部的泄漏量不是每個瞬間都相同。由于低速時進(jìn)入馬達(dá)的流量小，泄漏所占比重就增大，泄漏量的不穩(wěn)定就會明顯影響到參與馬達(dá)工作流量數(shù)值，從而造成轉(zhuǎn)速的波動。</p><p>　　液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速較高時，其轉(zhuǎn)動部分及所帶的負(fù)載慣性大，上述影響不太明顯；而在低轉(zhuǎn)速，其轉(zhuǎn)動部分及所帶負(fù)載表現(xiàn)慣性較小，所以上述影響比較明顯，因而出現(xiàn)轉(zhuǎn)動不均勻，抖

86、動或時轉(zhuǎn)時停現(xiàn)象。實(shí)際工作中一般都希望最低轉(zhuǎn)速起小越好。這樣就可以擴(kuò)大馬達(dá)的變速范圍。擺線齒輪馬達(dá)的最低轉(zhuǎn)速，在額定壓力下約為額定轉(zhuǎn)速的1/10~1/20左右。</p><p><b>　　3.7流量脈動率</b></p><p>　　由于實(shí)際嚙合過程中壓油腔的容積變化率是不均勻的，因此馬達(dá)瞬時流量是脈動的。設(shè)和分別表示最大和最小瞬時流量，流量脈動率可用下式表示<

87、;/p><p><b>　　式（3-6）</b></p><p>　　擺線針輪馬達(dá)的內(nèi)齒環(huán)一般為奇數(shù)，通常為7齒或9個齒，若選為偶數(shù)時，流量脈動比奇數(shù)時大，故不選用。</p><p>　　擺線馬達(dá)的流量脈動主要取決于，大，脈動率大，小，脈動率大。此外脈動率還與和值關(guān)，隨著減小或增大，脈動率變小，反之，則變大。BM系列擺線馬達(dá)，，脈動率一般在2%-2

88、.5%。另據(jù)資料介紹，當(dāng)時，脈動率多在3.4%-4.8%。這一數(shù)值比齒輪馬達(dá)和徑向曲軸連桿馬達(dá)的流量脈動要小得多。</p><p>　　第4章 外行星擺線針輪液壓馬達(dá)主要結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　4.1外行星擺線針輪液壓馬達(dá)組成</p><p>　　外行星針輪擺線液壓馬達(dá)的最大運(yùn)動特點(diǎn)是孔銷輸出機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)的工作原理如圖4—1 。在行星針輪 () 的輪輻板上,

89、沿半徑為的圓周上制有4 個孔，的半徑為，</p><p>　　圖4.1外行星針輪擺線液壓馬達(dá)原理圖</p><p>　　1. 行星針輪　3. 擺線齒輪　6. 圓柱銷軸　7. 滾針軸承　8. 左端蓋</p><p>　　繞中心旋轉(zhuǎn)而在輸出軸的圓盤上(圖5—2 的左右端蓋8 、9) 沿半徑亦為繞中心旋轉(zhuǎn)而在輸出軸的圓盤上的圓周上也均布有4 個圓柱銷軸(圖5—2的6)，

90、在該圓柱銷上再套上外半徑為的銷套(圖5—2 中的滾針軸承7) ，繞旋轉(zhuǎn)。這些帶滾針軸承的圓柱銷分別插在行星針輪1 的圓孔中,從而將行星針輪和輸出軸連接起來。設(shè)計時取 = 中心距 = 中心距，又因，故四邊形 為一平行四邊形。因此,不論行星針輪1轉(zhuǎn)到任何位置，總平行于，這就表明輸出軸5的轉(zhuǎn)速始終與行星針輪1的轉(zhuǎn)速相同。當(dāng)行星針輪獲得一絕對角速度時，4 個W孔通過滾針軸承7，牽連圓柱銷軸帶動左右端蓋8、9繞中心也以等角速度旋轉(zhuǎn)，使系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)速

91、和轉(zhuǎn)矩 ,利用輸出軸傳動連接設(shè)備。</p><p>　　圖4.2 　行星針輪擺線液壓馬達(dá)結(jié)構(gòu)</p><p>　　1. 行星針輪　2. 針齒　3. 擺線齒輪　4. 角接觸軸承 5. 輸出軸　6. 圓柱銷軸　7. 滾針軸承　8. 左端蓋9. 右端蓋　10. 徑向O 形密 11. 殼體及蓋</p><p>　　4.2外行星擺線針輪液壓馬達(dá)的工作原理</p>

92、<p>　　如圖4-2 所示，行星針輪1 中的針齒2與擺線齒輪3 相嚙合。各齒腔都獨(dú)立密封,其中心連線分界為高低壓油齒腔區(qū)。當(dāng)高壓油齒腔中輸入壓力油時，行星針輪1 便以為旋轉(zhuǎn)中心,以偏心距A為半徑,沿齒腔擴(kuò)大方向作連續(xù)的牽連運(yùn)動，于此同時，低壓齒腔區(qū)中油液按回油路回油箱。</p><p>　　4.3新型液壓馬達(dá)原理及應(yīng)用</p><p>　　4.3.1新型液壓馬達(dá)的原理<

93、/p><p>　　如圖4-2 所示，行星針輪1 中的針齒2與擺線齒輪3 相嚙合。各齒腔都獨(dú)立密封,其中心連線分界為高低壓油齒腔區(qū)。當(dāng)高壓油齒腔中輸入壓力油時，行星針輪1 便以為旋轉(zhuǎn)中心,以偏心距A為半徑,沿齒腔擴(kuò)大方向作連續(xù)的牽連運(yùn)動，于此同時，低壓齒腔區(qū)中油液按回油路回油箱。</p><p>　　4.3.2新型液壓馬達(dá)的特性</p><p>　　a) 結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、

94、體積和質(zhì)量小，便于設(shè)計布局，制造成本低;</p><p>　　b) 該裝置的功率可通過在進(jìn)油管設(shè)置流量控制閥調(diào)節(jié)液壓油的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)或關(guān)閉，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)所驅(qū)動設(shè)備的無級變速;</p><p>　　c) 通過給新型液壓馬達(dá)安裝壓力控制閥可確保設(shè)備安全;</p><p>　　d) 新型液壓馬達(dá)具有防爆功能，無須配備專門防爆電動機(jī)和開關(guān)，相對于電動機(jī)成本低。其防爆性遠(yuǎn)優(yōu)于防爆

95、電動機(jī)。通過分別安置的液壓泵和由新型液壓馬達(dá)帶動的生產(chǎn)設(shè)備，可以完全消除因電動機(jī)、電纜或其他電器設(shè)備故障引發(fā)的事故隱患;</p><p>　　e) 通過設(shè)計不同的轉(zhuǎn)輪直徑和液壓油的流量或弧形油道可獲得不同的力矩和轉(zhuǎn)速，從而減少減速機(jī)的使用范圍，獲得較高的機(jī)械效率。而電動機(jī)轉(zhuǎn)速較高,傳遞較大扭矩動力時需配備相應(yīng)型號減速機(jī)，使機(jī)械效率降低。需高速運(yùn)行時可以連接變速齒輪以達(dá)到生產(chǎn)要求;</p><p

96、>　　f) 由于是全密封結(jié)構(gòu)，且工作時產(chǎn)生的大部分熱量會被液壓油帶走,所以對工作環(huán)境條件的要求不高，也不需要專門的散熱機(jī)構(gòu)，適用面廣;</p><p>　　g) 在無電網(wǎng)供電的情況下使用內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組為電動機(jī)提供電力效率相對較低:內(nèi)燃機(jī)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能效率約為75 % ，電能再經(jīng)電動機(jī)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能效率進(jìn)一步降低約10 %(電動機(jī)效率約85 %)，轉(zhuǎn)輪裝置可以直接將內(nèi)燃機(jī)動力通過簡單的液壓機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，效

97、率至少可提高20 %;</p><p>　　h) 使用一臺液壓泵為多臺轉(zhuǎn)輪裝置提供動力的方式組織規(guī)模生產(chǎn)，投資少，效率高。該裝置通過定期的鏜缸可以延長設(shè)備使用壽命。</p><p>　　4.3.3 新型液壓馬達(dá)的應(yīng)用</p><p>　　廣泛適用于油污、粉塵、水下、高溫、易燃易爆等場所,如礦山、井下、石油開采運(yùn)輸冶煉和化工等領(lǐng)域。在石化工業(yè)中,新型液壓馬達(dá)最廣泛地用

98、途是在普通工業(yè)泵組和化工泵組中替代電動機(jī)的使用。新型液壓馬達(dá)在工業(yè)泵組中應(yīng)用時需配備一臺液壓泵用以向轉(zhuǎn)輪裝置提供所需動力,液壓泵功率的大小應(yīng)為各工業(yè)泵所需功率的總和。液壓泵型號的選擇可參照各生產(chǎn)廠家的不同產(chǎn)品型號進(jìn)行確定。該裝置也可應(yīng)用于面粉生產(chǎn)機(jī)組、污水處理設(shè)備、管道運(yùn)輸設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)設(shè)備以及車床等的動力供應(yīng)。該裝置還可以用在地質(zhì)勘探設(shè)備中。地質(zhì)勘探設(shè)備在野外施工大多沒有電網(wǎng)支持,需自帶發(fā)電設(shè)備。安裝大扭矩低轉(zhuǎn)速的新型液壓馬達(dá)后內(nèi)燃

99、機(jī)驅(qū)動液壓油泵,將機(jī)械能直接轉(zhuǎn)化為液體壓力能,油泵輸出的高壓液壓油通過油管驅(qū)動新型液壓馬達(dá),從而實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)的旋轉(zhuǎn)、加壓和提升等動作,整機(jī)效率將提高20 %左右。新型液壓馬達(dá)在重型特種車輛中可以直接用做各部分的驅(qū)動。</p><p>　　第5章 外行星擺線針輪液壓馬達(dá)傳動研究</p><p>　　5.1　液力傳動機(jī)構(gòu)的研究</p><p>　　它含有帶左右軸上裝角接觸軸

100、承4的擺線齒輪被固定為太陽輪，裝著活動針齒2的行星針輪為行星輪，它們相互嚙合構(gòu)成,針輪上近外圓設(shè)4個均布的w通孔，擺線齒輪3的右軸端到左軸端底部設(shè)中心盲孔W，又設(shè)3只均布徑向孔，通到左軸頭外圓上環(huán)形槽。</p><p>　　5.1.1液力傳動的自身特點(diǎn)</p><p>　　(1)具有良好的濾波性能和過載保護(hù)性能</p><p>　　以油為介質(zhì)的變矩器取代機(jī)械連接的主

101、離合器，工作液力油吸收和消除了來自發(fā)動機(jī)和外載兩方面的振動和沖擊，保護(hù)了柴油機(jī)和傳動系統(tǒng)，提高了工程機(jī)械的使用壽命，減少了維修工作量和費(fèi)用。當(dāng)外載荷突然增大或不可克服時，發(fā)動機(jī)也不會熄火，保證了各個油泵的工作，提高了裝載機(jī)的安全性和可靠性。</p><p>　　(2)具有極強(qiáng)的自動適應(yīng)性能</p><p>　　能自動調(diào)節(jié)輸出扭矩和轉(zhuǎn)速。使工程機(jī)械可以根據(jù)道路狀況和阻力大小自動變更速度和牽引

102、力以適應(yīng)不斷變化的各種工況。掛檔后，從起步到該擋的最大速度之間可以自動無級變速，起步平穩(wěn)加速性能好。遇有坡度或突然的道路障礙，無須換檔而能夠自動減速增大牽引力并以任意小的速度行駛，越過障礙。外阻力減小后又能很快地自動增速以提高作業(yè)效率;當(dāng)鏟裝物料時，能以較大的速度切入料堆，并隨著阻力增大而自動減速提高輪邊牽引力以保證切入。由于上述優(yōu)越性而使工程機(jī)械的平均行駛速度提高，縮短了每一循環(huán)的周期，提高了生產(chǎn)率。</p><p

103、>　　(3)變矩比大、高效區(qū)域?qū)?lt;/p><p>　　液力機(jī)械變矩器的采用，使工程機(jī)械能夠充分利用發(fā)動機(jī)的功率，發(fā)揮牽引力和速度，經(jīng)濟(jì)性能好。</p><p>　　(4)簡化了工程機(jī)械的結(jié)構(gòu)</p><p>　　雙渦輪液力機(jī)械變矩器有兩個渦輪，從低速重載工況過渡到高速輕載工況，相當(dāng)于兩檔速度，并且是自動實(shí)現(xiàn)的。使變速箱的排檔數(shù)顯著減少，簡化了結(jié)構(gòu)降低了制造成本

104、。</p><p>　　(5)提高了工程機(jī)械的舒適性</p><p>　　由于振動和沖擊的消除、主離合器的省略、無級變速和換檔次數(shù)的減少，大大減輕了司機(jī)操作的勞動強(qiáng)度，精神上不致于過度緊張，從而提高了操作工程機(jī)械的舒適性。</p><p>　　(6)成本高、變矩器本身的效率比較底</p><p>　　液力傳動與一般的機(jī)械傳動相比，成本高，液力

105、變矩器本身效率也比較低。</p><p>　　5.1.2液力傳動在使用中注意事項</p><p>　　(1) 　液力油的使用</p><p>　　液力油的使用數(shù)量和牌號應(yīng)嚴(yán)格要照工程機(jī)械使用說明書的要求執(zhí)行。在第一次加油后，應(yīng)啟動發(fā)動機(jī)，運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘后,檢查油液面高度。在使用中必須按規(guī)定時間檢查油位，保證用油量。在啟動發(fā)動機(jī)前,應(yīng)進(jìn)行冷油平面檢查。在啟動時必須有足夠的

106、油量，定期檢查油液質(zhì)量,定期換油。如果發(fā)現(xiàn)油液中有污物或油液變質(zhì),應(yīng)提前換油。換油一般在作業(yè)完后，立即進(jìn)行。此時易于清洗油中污物。</p><p>　　(2) 　液力機(jī)械變矩器的壓力補(bǔ)償</p><p>　　在液力變矩器中，因?yàn)楸幂喌倪M(jìn)口處壓力最低，所以容易產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象。由于液體經(jīng)泵輪后壓力升高，所以在渦輪中通常不可能產(chǎn)生氣蝕。如果有氣蝕發(fā)生，則會破壞工作輪的正常工作， 效率降低，傳遞功率

107、減小。為消除氣蝕，需采用補(bǔ)償泵將工作液體以一定的壓力輸送到變矩器內(nèi)，以防止循環(huán)圓內(nèi)壓力過低。</p><p>　　(3) 　液力機(jī)械變矩器的油液冷卻</p><p>　　液力變矩器在工作時，由于能量的損失，會產(chǎn)生很多熱量，這和液力變矩器傳遞的功率和效率有關(guān)。補(bǔ)償泵補(bǔ)償壓力的同時，也不斷將工作液體從變矩器中引出進(jìn)行冷卻。目前多采用水冷式的油冷卻器。</p><p>　

108、　5.2運(yùn)動輸出機(jī)構(gòu)的研究</p><p>　　運(yùn)動輸出機(jī)構(gòu)含有4根圓柱銷軸6，其上裝有固定的等長粉末冶金套，支承滾針軸承7靈活旋轉(zhuǎn)，成為圓柱銷軸組件。由它串聯(lián)行星針輪1上4個W孔和左右端蓋8、9上的4個孔,裝配定位，用螺母擰緊所構(gòu)成。左右端蓋8、9的內(nèi)孔中設(shè)3 只隔角為徑向孔，與內(nèi)側(cè)面上的月牙槽相通。槽的所在面積大小和位置，可各自包容高低油齒腔區(qū),左端蓋上的 槽弧度尺寸應(yīng)小于 (即兩針齒所對嚙合角)，右端蓋9

109、上的槽弧度尺寸，可按旋轉(zhuǎn)方向略大2 輸出機(jī)構(gòu)的受力分析于。左右端蓋8、9上的月牙槽裝配的空間相位角差為。</p><p>　　5.2.1擺線輪柱銷孔和柱銷之間初始間隙的計算</p><p>　　理論上，擺線輪柱銷孔的半徑和柱銷套外半徑及偏心距之間存在如下關(guān)系: 。如果柱銷的個數(shù)為 ， 此時理論上有半數(shù)柱銷同時參與傳動,但為補(bǔ)償尺寸鏈誤差, 實(shí)際上柱銷孔要稍大一些,即 ( 值的大小根據(jù)加工