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非圆齿轮液压马达的性能分析

发布时间:2018-03-28 15:14

  本文选题:非圆齿轮液压马达 切入点:结构设计 出处:《沈阳工业大学》2017年硕士论文


【摘要】:非圆齿轮液压马达是结合了非圆齿轮、行星传动轮系、齿轮马达而发明的新型低速大扭矩液压马达,其主要由非圆齿轮系、配流盘、端盖、输出轴、壳体等组成。因其结构简单紧凑、同排量下体积小、容积效率高、脉动小等优点,在采矿、船舶、建筑等领域得到广泛的应用。本文以太阳轮为高阶椭圆的4-6型非圆齿轮液压马达为研究对象,对马达进行整体结构设计和性能分析。首先在掌握非圆齿轮液压马达工作原理及非圆齿轮设计理论的基础上,对马达内部机构非圆齿轮系、配流盘、输出轴等进行结构设计,建立马达三维模型。在此基础上,对马达核心零部件进行有限元分析,并对马达实际装配过程中存在装配效率较低的问题,提出逆向装配的解决办法。其次,根据马达的配流规律及各密封容腔随太阳轮转角周期性变化规律,用计算法和作图法两种方法完成对马达理论排量的分析计算,并以进油腔瞬时截面积随太阳轮转角的变化反映马达流量脉动的方法对马达脉动进行简要分析计算。根据马达内部结构的特殊性,得到非圆齿轮马达的泄露途径,利用流体力学的理论基础,建立太阳轮与配流盘、行星轮与配流盘之间泄漏模型,进而推导马达的内部泄漏量和功率损失表达式,并以功率损失最小原则求得马达轴向最优间隙。液压力作用下两配流盘产生静态变形,影响马达轴向间隙,在分析此静态变形的基础上,提出按阶梯状设计内齿圈、行星轮、太阳轮厚度控制齿轮端面间隙的方法,保证马达正常运转,同时减小内部泄漏,以提高马达总效率。最后,理论分析影响非圆齿轮马达启动扭矩的因素,并且通过软件模拟马达在空载和带负载情况下的启动性能。在了解电动机变转速技术和传统液压调速回路的基础上,设计变转速非圆齿轮液压马达调速回路,并且仿真比较泵控和阀控两种调速回路各自优缺点后,设计变转速马达复合调速回路,使非圆齿轮马达调速达到最优化。
[Abstract]:Non-circular gear hydraulic motor is a new type of low-speed and high-torque hydraulic motor invented by combining non-circular gear, planetary transmission gear train and gear motor. The hydraulic motor is mainly composed of non-circular gear system, flow plate, end cover, output shaft, etc. Because of its simple and compact structure, small volume under the same displacement, high volumetric efficiency, small pulsation, etc., in mining and shipping, In this paper, the 4-6 non-circular gear hydraulic motor with solar wheel as high order ellipse is taken as the research object. On the basis of mastering the working principle of hydraulic motor with non-circular gear and the design theory of non-circular gear, the structure design of non-circular gear system, distribution disk, output shaft and so on are carried out. On the basis of this, the finite element analysis of motor core parts is carried out, and the solution of reverse assembly is put forward to solve the problem of low assembly efficiency in the actual assembly process of motor. According to the distribution law of the motor and the periodic variation of each seal chamber with the rotation angle of the sun wheel, the theoretical displacement of the motor is analyzed and calculated by two methods, the calculation method and the drawing method. The transient cross section area of the inlet cavity with the change of the solar wheel rotation angle is used to reflect the motor flow pulsation. According to the particularity of the internal structure of the motor, the leakage path of the non-circular gear motor is obtained. Based on the theory of hydrodynamics, the leakage model between solar wheel and disk, planetary wheel and disk is established, and the expressions of internal leakage and power loss of motor are deduced. Based on the principle of minimum power loss, the optimal axial clearance of the motor is obtained. The static deformation of the two distribution disks is produced under the action of liquid pressure, which affects the axial clearance of the motor. Based on the analysis of the static deformation, the design of the inner gear ring and the planetary gear according to the step shape is proposed. The method of solar wheel thickness controlling gear face clearance can ensure the normal running of the motor and reduce the internal leakage to improve the overall efficiency of the motor. Finally, the factors affecting the starting torque of the non-circular gear motor are analyzed theoretically. Based on the understanding of motor variable speed technology and traditional hydraulic speed regulation circuit, the variable speed non-circular gear hydraulic motor speed regulation loop is designed. After comparing the advantages and disadvantages of pump control and valve control, the variable speed motor compound speed regulation loop is designed to optimize the speed regulation of non-circular gear motor.
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TH137.51

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本文编号:1676870

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