转动导杆—齿轮式叶片差速泵驱动系统力学分析及实验研究

在分析转动导杆—齿轮式叶片差速泵驱动原理的基础上,进行其三维建模与结构设计,确定了转动导杆—齿轮式叶片差速泵驱动系统的技术参数,研制了其原理样机。建立转动导杆—齿轮式驱动系统力学模型,确定了其工作阻力矩的变化规律。构建了转动导杆—齿轮式叶片差速泵的原理样机实验平台,测试了其排液与困液状况。实验结果表明:转动导杆—齿轮式叶片差速泵能够实现排液与吸液,其驱动设计与结构设计正确。     

万向节——齿轮机构驱动的叶片差速泵

万向节机构当其输入轴与输出轴的轴交角不等于零的时候,具有把输入轴的匀速转动转换为输出轴的非匀速转动的特性。利用这一特性,把两个万向节机构和圆柱齿轮机构组合形成了叶片差速泵的驱动系统。该驱动系统使同轴安装于泵壳内的两个叶轮周期性不等速转动,从而,使两个叶轮的相邻叶片周期性张合,来实现密闭容积变化进而完成吸排液过程。万向节机构的输入轴和输出轴的夹角是影响泵性能的一个关键参数。该角越大,泵的排量也越大,但是,随着此角增大,泵的流量脉动加剧,万向节传动效率降低,使泵的工作性能下降。在实际设计中此角取35°~50°比较适宜。     

叶片差速泵偏心圆-非圆齿轮驱动系统的研究

叶片差速泵是一种新型容积泵,它由偏心圆一非圆齿轮驱动系统、泵壳及同轴安装于泵壳内的两个叶轮组成,利用不等速转动的两个叶轮相邻叶片之间周期性张开、闭合来实现密闭容积变化进而完成排液及吸液过程,两叶轮的张合运动由两对偏心圆-非圆齿轮驱动实现。根据偏心圆-非圆齿轮传动的节曲线封闭条件,以及叶片闭合时偏心圆-非圆齿轮的转角关系求出偏心圆-非圆齿轮传动的相对偏心率ε和相对中心距d,进而设计出偏心圆-非圆齿轮的节曲线。通过偏心圆-非圆齿轮的传动分析,确定了叶片的理论最大张开角θmax、理论叶片角γ和配液孔的理论张角β。根据叶片差速泵工作时叶片不干涉条件和配液孔不连通条件确定了实际叶片角γ0和配液孔实际张角β0。     

四叶片差速泵的理论研究

提出了一种新型容积泵——四叶片差速泵,它主要由非圆齿轮驱动系统、泵壳及同轴安装于泵壳内的两个叶轮组成,利用不等速转动的两个叶轮叶片之间周期性张开、闭合来实现密闭容积变化进而完成排液及吸液过程,其两叶轮的张合运动分别由两对非圆齿轮驱动实现。研究了该泵的工作原理、驱动系统中非圆齿轮节曲线以及配液孔的设计方法,并提出了解决困液及叶片干涉问题的可行方案。     

变形偏心圆-非圆齿轮传动及其在叶片差速泵中的应用

偏心圆齿轮在非匀速运动的传动系统中有广泛的应用,但是,没有人使用过变形偏心圆齿轮。通过使偏心圆齿轮节曲线的极坐标方程的极角按整倍数缩小的方法获得了变形偏心圆齿轮节曲线的极坐标方程。变形偏心圆齿轮节曲线的形状随着偏心率的增大而变扁,随着偏心率的减小而趋向于圆。把两个完全相同的变形偏心圆齿轮分别以不同的安装角固连在同一轴上,使其分别与同轴安装的两个完全相同的非圆齿轮啮合传动。则这两对变形偏心圆非圆齿轮的传动比曲线为两条周期相同的曲线,其相位差为两个变形偏心圆齿轮安装角的差。这两条传动比曲线共有交点数为2×非圆齿轮叶数,相邻交点的距离都相等。根据变形偏心圆非圆齿轮传动的这种特性,把它用于叶片差速泵的驱动系统,使泵的两个叶轮周期性的不等速转动,使其相邻叶片周期性张开、闭合来实现密闭容积变化进而完成排液及吸液过程。     

六叶片差速泵工作原理及设计理论的研究

提出了六叶片差速泵的工作原理。这种新型容积泵 ,主要由非圆齿轮驱动系统 (有两个同轴安装的偏心圆齿轮分别与两个近似三角形的非圆齿轮啮合 )、泵壳及同轴安装于泵壳内的两个叶轮组成。它利用非圆齿轮传动驱动两个叶轮周期性不等速转动使两个叶轮上的相邻叶片周期性张开、闭合来实现密闭容积变化进而完成排液及吸液过程。本文研究了该泵的工作原理、驱动系统中非圆齿轮节曲线以及配液孔的设计方法 ,并提出了解决困液及叶片干涉问题的可行方案。     

议椭圆齿轮机构与摆动导杆机构之组合

本文在详细研究椭圆齿轮机构、摆动导杆机构以及两者组合机构的运动规律的基础上,提出一项合理组合椭圆齿轮机构与摆动导杆机构的有效方法。按该方法获得的组合机构与原摆动导杆机构相比较,它具有导杆端部的工作速度较均匀、导杆在工作行程的摆动时间较长以及在空回行程的摆动时间较短等优点。     

基于旋转矢量微分的齿轮转动导杆机构运动特性研究

根据内摆线发生原理,设计了齿轮转动导杆机构;采用旋转矢量微分法,给出了机构的运动矩阵方程,研究了内摆线瓣数和摇块位置对机构运动特性的影响。结果表明,内摆线瓣数只影响转动导杆角速度的波动,而对其速度波动几乎无影响;摇块设定在瓣尖一侧对称线上时,转动导杆角速度尖脉冲出现两次,而设定在内摆线中心点以外的其余位置时,角速度尖脉冲仅出现一次;摇块位置只影响转动导杆作匀加速运动时的行星轮相位角,而对做匀减速运动时的行星轮相位角无影响。     

自动包装机中转动导杆机构的设计分析

介绍转动导杆机构在枕式自动包装机的应用，分析其运动规律，并推导出一些运动设计计算公式。     

具有线性输出的仪表转动导杆机构的计算机辅助尺度综合

将自动化仪表中实现线性输出的六杆导杆机构转化为基础转动导杆机构,应用经典的机构近似综合理论与现代的误差理论,建立了速度逼近常数的数学模型,讨论了主要机械参数存在区域及对运动、动力性能的影响,分析了传动比理论误差,提出了系统完善的计算机辅助尺度综合的步骤与方法。以线图的形式提供了这类设计问题所需初始值的全部信息,使迭代法设计过程在微机上得以实施,运算收敛快,而最佳一致逼近法求解的机构则保证在逼近区间误差最小。     

新型平衡式变量叶片泵

考虑实际中汽车在高速行驶时,液压动力转向系统所产生的液压助力作用会随之加大问题,提出了一种在专利技术基础上的,含有浮动块的新型平衡式变量叶片泵,该泵应用在汽车转向助力泵等工况。同时介绍了新型泵的结构和工作原理,对浮动块进行受力分析,建立数学模型,并对泵在液压转向系统的流量变化动态仿真。结果表明该泵的动态流量特性曲线能够适应汽车转向助力的需要,是一种较有应用前景的新型叶片泵。     

高压子母叶片泵流量均匀性

针对液压用油的可压缩性,研究高压子母叶片泵流量均匀性及其改善的办法。对液压传动领域中传统的忽略油液可压缩性的理论瞬时流量公式进行修正,建立考虑油液可压缩性时的理论瞬时流量数学模型,绘出理论瞬时流量波形图,计算出流量不均匀系数。通过研究泵的工况参数变化与流量不均匀系数的关系,确定影响高压子母叶片泵流量均匀性的主要因素是油液的体积弹性模量、泵的工作压力、转速和阻尼的结构型式及参数,而不是排油腔几何容积变化率的不均匀性。研究结果表明,选择合适的阻尼结构型式及参数,使工作腔在预升压过程中,由机械闭死压缩、阻尼倒灌及吸油区叶片伸出耗油而产生的瞬时损失流量在时域上叠加,并将叠加后的幅值近似为常值,可有效地改善泵的瞬时流量均匀性。     

离心泵无分离条件下叶片型线方程研究

通过对压力面边界层分离条件的分析得出叶片型线方程并给出计算实例。着重强调在离心泵设计时除了重视叶轮出入口参数的选择之外,更不能忽略叶片曲度对微观流动即边界层流动的影响。叶片型线的选择应满足边界层不分离条件及由欧拉方程——泵的基本方程所确定的理论扬程条件。     

伺服泵的电动变量机构

针对一体化电动静液作动器(Electro-hydrostatic actuator,EHA)中电动机转速与泵排量双变量控制的需要,设计了一种电动变量伺服泵,利用电动变量机构来改变泵的排量,取代传统伺服变量泵中的液压伺服机构。对变量泵变量机构驱动力矩进行了分析计算,选用直流伺服电动机作为变量机构执行单元,通过减速机构和扇形齿轮直接驱动斜盘的摆动轴,改变斜盘倾角从而实现变排量,并设计了基于DSP的数字伺服控制器。建立其数学模型, 进行了仿真分析,仿真结果表明伺服泵输出排量可实现无超调的快速调节,调节时间和小信号下的频响均达到了设计要求。     

应用进出油口独立控制原理改善泵控差动缸系统效率

针对新型双调速泵控制的差动缸电液伺服系统,特别是应用于注塑机锁模机构的情况进行了研究。在总压力和腔压力控制的基础上,进一步提出应用缸进口和出口独立控制的思想,使缸在运动过程中,背压保持较低的值,系统的压力始终与负载相适应,在满足系统动静态特性的同时,可充分发挥每台电动机的功率能力,同时降低了系统本身的能量消耗和液压泵的发热,减小电动机功率损失近20％,研究工作得到了仿真和试验验证。     

滑阀真空泵振动机理的研究

对滑阀真空泵的振动机理进行研究，用谱分析和波表分析等技术识别泵的振源；对泵进行动力分析，定量计算振动力的大小。为进一步控制滑阀泵的振动，改进设计提供依据。