微小型高转速摆线内啮合齿轮泵的研究

发布时间：2020-10-09 04:16

　　摆线内啮合齿轮泵是容积式液压泵的一种,具有结构简单、排量体积比大、填充性好、质量轻等优点,广泛应用于机床、车辆运输、食品机械等领域,其高端产品也应用在航空发动机中。随着外骨骼机器人技术的不断发展和我国对高端制造业的投入增多,摆线泵有了更广泛的应用场合与发展前景,同时也对其提出了更高的性能要求。本文以微小型高转速摆线内啮合齿轮泵为研究对象,主要对其工作原理、基本参数、静力学特性、摩擦副特性和流量特性进行理论和仿真研究,并通过实验验证。首先,研究内外转子齿廓的生成原理,建立内转子齿廓方程和转子副啮合方程,确定微小型摆线泵转子副的基本参数以及范成系数和弧径系数的取值范围,给出其对齿廓形状、曲率半径和啮合特性的影响规律。根据摆线泵工作原理确定主要结构参数,为后续的静力学和摩擦副特性、流量特性和实验研究提供基础。其次,对摆线泵转子副进行静力学仿真分析,得出转子副处于不同啮合位置,在驱动转矩和压力油作用下的的应力和形变云图,完成静力学校核与模态分析。根据静力学分析结果,对摆线泵三组主要摩擦副开展研究,建立齿间滑移摩擦副弹流润滑模型、外转子圆周摩擦副流体动压润滑模型和轴向间隙油膜泄漏模型,完成对摩擦副油膜的分析与计算。然后,对微小型高转速摆线内啮合齿轮泵的流量特性进行分析,根据瞬时排量曲线建立AMESim仿真模型,研究配流盘吸排油窗口始末位置对摆线泵流量特性和压力脉动的影响规律。通过CFD软件对摆线泵进行流场分析,研究间隙油膜厚度、转速和压力对摆线泵流量特性的影响规律。最后,开展对微小型高转速内啮合摆线泵的实验研究。设计并加工摆线泵实验样机与高转速小型液压泵测试实验台,完成微小型高转速摆线泵的样机实验,验证了理论分析与仿真的正确性。实验结果表明样机能够在高转速下正常工作,满足性能指标要求。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH137.51
【部分图文】：

样机,摆线泵,月牙板,外啮合齿轮泵

图 1-2 BLEEX 样机图对比外啮合齿轮泵和渐开线内啮合齿未特殊说明，后文中以摆线泵代指摆线内（1）易于实现小型化a）摆线泵结构简单，在所有泵中零了月牙板的加工，需要机械加工的零件数

摆线泵,发动机润滑系统,航空发动机

将泵的工作压力提高到 6 MPa，可以满足下肢外骨骼机器人的使用需3]。此外，摆线泵也广泛应用于汽车与航空发动机的润滑系统中（图 1-4），为发动机系统提供带有一定压力的润滑油，最高工作转速达 13000 r/min[14]。在大力发展高端制造业和航空发动机的背景下，对高转速摆线泵研究的重要性而喻。

摆线泵,日本,工程硕士学位,行走机械

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文于行走机械的 EIPR 系列摆线泵产品（如图 1-8 所示），其额定工作压力为 20 MP最小排量为 1.5 mL/r，最高转速为 1500 r/min，其外形尺寸为 76×76×67.5 mm3，量为 1 kg。

【参考文献】