齿轮马达的困油输出转矩转速及其脉动最小化策略

为明晰齿轮马达困油对输出转矩转速的影响机理及其脉动最小化策略,在马达困油特性分析的基础上,从双齿啮合与单齿啮合两个方面,建立了输出转矩的分段计算式;由注入介质的压差能等于马达输出的动力能,建立了输出转速的分段计算式;根据理论判断出的最大最小转矩位置,给出脉动最小化的轴向双副结构方案.结果表明,齿轮马达的困油现象相对温和,常规双矩形卸荷槽即能满足卸荷要求;齿数为10下的转矩、转速的脉动系数分别为0.26、0.3,齿数为其影响的最大因素;马达齿轮的空转有利于采用轴向错位啮合的双齿轮副构造来实现输出脉动的最小化,改善率分别为61.5％、65.3％.得出双副能实现少齿数的轻量化和超低脉动的目的,为高质量齿轮马达的进一步研发提供了依据.     

齿轮马达的制动机理研究及性能最大化措施

为明晰齿轮马达密闭介质的制动机理及其制动性能的最大化措施,从齿轮副的啮合过程出发,由马达内介质作用的液压转矩等于马达外的负载转矩,推导出负载驱动转速的定量公式,并就制动性能最大化对齿形参数执行最优化设计。结果表明:啮合点的位置不同,负载驱动转速也不同,其中,最小困油位置处的最高,节点啮合处的最低;齿形参数对负载驱动转速的影响很大,案例优化前后的制动性能提高了31.2%~46.1%;负载转矩与马达内客观存在的泄漏途径为驱动转速产生的外因与内因,齿轮较小的宽径比和齿顶高系数能有效控制马达内泄漏等。研究成果为高质量齿轮马达的进一步研究与开发,提供一定的理论依据。     

三从动轮并联齿轮马达的理论研究

阐述了具有3个从动齿轮的并联齿轮马达的结构原理；得出了输出转速和转矩的计算公式；对功率密度、齿轮径向力及输出转速和转矩的脉动进行了分析。结果表明：该马达转矩输出齿轮所受液压径向力平衡，同等输出转矩下，功率密度增加1倍，空转齿轮所受液压径向力减少；适当选取齿数，可使马达的输出转速和转矩的均匀性显著提高。     

梯形卸荷槽对外啮合齿轮泵困油压力与流量脉动影响的研究

为减小"困油"所引起的压力冲击与流量脉动,基于双斜型卸荷槽、根据齿轮的啮合特点以及啮合过程中困油腔容积的变化规律,对原耳形卸荷槽进行优化,设计了一种具有更大卸荷面积、结构更加紧凑且易加工的梯形卸荷槽.在数值模拟过程中,分别监测耳形、梯形卸荷槽所在的齿轮泵流场困油区压力与出油口流量变化情况.结果表明:当转速在1000～4...     

多输出齿轮泵供油条件下双定子马达的输出特性

以四输出齿轮泵和双作用双定子多速液压马达为基础建立传动系统,理论上探讨该传动中马达输出转速和转矩的多样性,根据泵可输出4种流量及马达多输入的特点,泵与马达在普通连接方式下,可以输出26种不同转速及8种转矩;在差动连接方式下,可输出14种不同转速和4种转矩。进一步扩展探讨了m输出泵与n作用双定子多速马达构成的传动系统中马达的转速及转矩,并初步总结出该类传动的输出规律：普通连接方式下可以实现m（2n+n2）种转速和2n+n2种转矩,差动连接方式下可以实现mn2种转速和n2种转矩。     

无另置困油缓冲槽的轴向两段式齿轮泵

为解决齿轮泵现有另置困油缓冲槽所存在的问题，提出了一种具有两种重合度的轴向两段式齿轮泵，重合度大于1的齿轮段的困油负荷流量，由重合度为1的齿轮段的困油缓冲流量来平衡，从而实现困油现象的充分缓解。重点给出了重合度为1的齿轮段脱开缝隙的3D特征测量方法；由困油负荷流量等于困油缓冲流量，建立了困油压力式。最后，进行了实例演示和PumpLinx软件验证。结果表明，两段式齿宽比的灵活调整，弥补了现有另置缓冲槽不可调缓冲能力的不足，工况适用性强；考虑气穴压力的困油压力式，修正了困油膨胀时的负压情况，适用于任何结构下的困油压力计算。得出了该泵能有效缓解困油现象，而无需另置缓冲槽，且结构简单、加工方便的重要结论。     

径向低速大转矩水液压马达定子曲线特性分析

提出了一种采用自然水(含海水和淡水)作为液压介质进行工作的径向低速大转矩马达.研究了不同类型运动规律下的定子曲线相对应的马达输出转矩及其脉动、输出转速及其脉动、接触应力等特性,并对相关特性进行了详细的分析.分析结果表明,具有过渡区的等加速运动规律下的定子曲线,其相应的马达输出转矩和转速变化较为均匀,转矩脉动和最大接触应力相对都比较小.其余几种运动规律下的定子曲线相对应的水压马达在各方面的综合特性上则相对要差一些.通过对水压马达定子曲线特性的分析,得到了马达输出转矩、转速、脉动率和接触应力的一些重要结论,对径向低速大转矩海淡水液压马达的设计和研发具有重要意义.     

齿轮泵与齿轮马达的脉动差异性及其轻量化设计

为了明晰齿轮泵/齿轮马达输出量的脉动机理及其差异性,基于由性能到参数的逆向设计方法和渐开线齿廓的无根切特点,以最能反映输出脉动与困油等性能的重合度和轻量化效果的齿数为渐开线齿廓的构造变量,重点推导出无量纲节法线长度等齿廓参数式;据此,重构出齿轮泵输出流量和齿轮马达输出转速的脉动系数式;由许可脉动系数下的轻量化设计方法,确定出相应的最小重合度及其最少齿数。结果表明,重合度是影响脉动系数的关键参数,齿轮马达的转速脉动系数大于齿轮泵的流量脉动系数,重合度越大,脉动系数越小,脉动差异性越小,但困油负荷越大;重合度和齿数是影响轻量化效果的两个关键参数,重合度越大或齿数越少,轻量化效果越好;最小重合度由许可脉动系数唯一确定,最少齿数由最小重合度、许可齿顶压力角和许可齿顶圆心角等共同确定,从而完善了齿轮泵/齿轮马达就脉动系数方面的现有结论。     

基于AMESim的低速大转矩液压马达的仿真分析

介绍了低速大转矩液压马达的结构和工作原理,并且在AMESim仿真软件中建立了低速大转矩乳化液马达的液压模型,通过仿真得到液压马达柱塞的流量和位移曲线,并且得出其输出转矩、转速与输入流量之间的关系,为低速大转矩液压马达的研究提供依据。     

锚绞机齿轮箱齿轮泵吸及困油效应损失功率分析

一对齿轮在高油位高速转动时会出现泵吸效应和齿间困油现象,这种现象会损失一定功率。为确定这种功率损失的大小,通过理论计算得出齿轮啮合损失功率和齿轮搅油因油阻损失功率,结合锚绞机三级齿轮箱试验得到齿轮总消耗功率,用差值可近似得到泵吸和困油效应损失的功率,分析了不同工况下功率损失的变化情况。结论表明,泵吸及困油效应损失功率随转速和油位的增大而增大。     

变位系数对齿轮泵困油的影响

通过Pro/e5.0软件对齿轮泵的困油容积进行虚拟测量,并将变位齿轮泵和非变位齿轮泵的困油容积变化进行对比,结果表明:采用变位齿轮的齿轮泵困油程度会得到一定减轻;对非变位齿轮泵来说,可以通过增加两个齿轮的安装中心距来缓解困油现象。     

齿轮泵高速困油研究及卸荷槽创新

为满足齿轮泵高速下困油的充分卸荷,基于同样的齿形参数和工况条件,先后进行了实验、仿真和理论分析。给出了新槽的形位及尺寸;进行了困油压力的实例运算。由实验、仿真和理论结果的一致性,说明了理论分析的正确性;在0. 03 mm小侧隙下,当转速分别为1 000 r/min、3 000 r/min、5 000 r/min时,新槽、矩形槽的压力峰值增加率分别为1. 75%、15. 00%、41. 5%和9. 50%、85. 00%、236. 25%,说明矩形槽能满足低速困油卸荷要求,新槽能满足中速困油卸荷要求;转速5 000 r/min和0. 2 mm大侧隙下,新槽的压力峰值增加率为22. 75%,说明能满足高速下的卸荷要求。     

消除外啮合斜齿齿轮泵困油现象的方法

根据齿轮泵产生困油的条件及斜齿轮啮合传动的特点,分析了斜齿轮泵运行特性。推导了产生困油现象时重舍度的有关公式,得出可以利用斜齿轮泵的优化齿轮几何参数消除困油现象的结论,给出了不困油时螺旋角的范围,对工程应用有重要的参考价值。     

外啮合齿轮泵搅油损失的研究

在外啮合齿轮泵工作过程中,由于困油压缩产生高压,形成阻力矩,从而会产生一定的搅油损失。为了确定这部分损失的大小,提出了通过困油压力预测齿轮泵搅油损失的计算方法。利用FLUENT软件的动网格技术对某型号外啮合齿轮泵进行了二维的仿真计算,分析了一个困油周期内搅油损失随转速、工作压力的变化情况。结果表明,搅油损失主要受到困油压力的影响,并随着转速和工作压力的增大而增大,其大小占输入功率的0.43%~5.26%。     

斜齿齿轮泵困油机理与解除困油的方法

基于斜齿齿轮副的啮合特点,分析了斜齿齿轮泵的运行特性,推导了产生困油现象时的重合度计算公式。斜齿齿轮泵可以通过优化齿轮几何参数消除困油现象,给出了不发生困油现象的临界螺旋角与齿宽计算方法。     

齿轮泵卸荷槽设计的新方法

当代齿轮泵设计中,通过开设卸荷槽来缓解困油现象是设计工作者的常用手段。而困油面积的变化对卸荷槽的开设起着决定作用。以两个齿轮的压力角为变量,推导出了无侧隙齿轮泵单、双齿困油时的困油面积计算式,结合CAXA软件的使用,计算出了困油面积值;并通过Pro/E 5.0对齿轮泵困油面积进行虚拟测量,两者得到的数值进行比对,验证了计算式的可靠性。通过困油面积计算式可以找到双齿困油时,困油面积的最小位置,这是传统卸荷槽的开设位置。同时,提出了一种只在排油腔开设卸荷槽并配合轮齿卸荷降压槽使用的设计新方案,该方案将卸荷槽开设在单、双齿困油的临界位置,这个位置可以通过CAXA软件找到;通过Fluent12对泵内流场仿真,验证了该方案的可行性。     

双斜盘马达性能特点的分析

文章对双斜盘液压马达的性能特点：输出转矩大、体积小、效率高、噪声低、转速范围宽、寿命长及压力高等进行了较为深入的分析、研究。     

温度场影响下滤波减速器静力学分析

利用ANSYS Workbench软件分析了不同工况下,滤波减速器轮齿的温度场分布特点及其静力学状态.通过ANSYS Workbench提供的间接耦合方法,对固定齿轮与双联齿轮进行温度与静力学耦合计算,重点讨论了不同输入转速和输出转矩下产生的不同温度场分布特性及静力学特点.结果表明:齿轮负载转矩和输入转速的增大、环境温度的升高,都将提高齿轮本体温度和增大轮齿的应变、应力和压力.通过研究可以有效增加齿轮在空间环境下的可靠性,为航空、航天提供理论依据,从而保证航天器的安全.     

压力角对齿轮泵整体性能的耦合影响与分析

为挖掘压力角对齿轮泵整体性能的综合影响及分析，以20°标准压力角及25°大压力角和大侧隙齿轮副为例，在分析压力角对齿轮副传动平稳性、泵内密封、输出流量特性、泵轻量化效果等性能的基础上，重点分析大压力角对重迭系数和卸荷面积及其困油压力的综合影响。结果表明：相对于20°的标准压力角，25°时虽然重迭系数下降9.64%,流量脉动系数下降7.33%,单位排量泵体积下降0.37%,最大困油流量下降49.14%,但齿顶压力角增大10.58%,顶齿厚角下降16.36%,卸荷面积大幅下降69.20%,由此虽然明显改善了流量脉动，但是降低了传动平稳性和径向密封效果，且对泵的轻量化效果和困油现象的改善很小；轴向缝隙对困油现象的缓解效果更灵敏更明显；针对齿轮泵整体性能的改善而言，大压力角并非有效方案。     

油液压缩性影响柱塞泵容积效率的机理分析

为揭示油液压缩性对轴向柱塞泵容积效率的影响机理,在考虑由于压缩性引起的困油和压缩容积损失的基础上,建立了描述柱塞泵容积效率的数学模型。基于建立的数学模型利用FLUENT对柱塞泵内部流场进行了仿真分析,分析结果表明:困油与压缩容积损失随着压力和转速的升高而增大,因油液压缩损失的容积效率在总容积效率损失中的比重随着转速和负载的增大而增大。仿真与实验结果基本吻合,相对误差小于2.1%,验证了机理的正确性。