HSE07型摆动液压马达的结构与强度分析

发布时间：2017-07-07 11:15

  本文关键词：HSE07型摆动液压马达的结构与强度分析

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【摘要】：摆动液压马达是液压系统中重要的执行元件之一，拥有无需任何变换装置就使负载直接进行往复摆动的显著特点，其特性的优劣将影响到所有工作元件的稳定性和可靠性。摆动液压马达与同职能的其它传动机构对比拥有结构紧凑、传递效率高、输出扭矩大、性价比高等优点。本文主要对某钢厂使用进口德国HSE07型摆动液压马达的一些关键零部件进行了有限元分析和优化，改善了马达的整体性能、减少了材料浪费，降低了马达的自重，同时也为企业降低经济压力，使得摆动液压马达在要求机动性和轻便性的场合有着更广的应用。 本课题以某钢厂使用摆动液压马达结构测绘数据为输入条件，，首先介绍了该摆动液压马达的组成及工作原理，并计算马达的基本参数；其次，文中认真剖析了叶片式摆动液压马达存在的泄漏面，通过建立泄漏的数学模型对马达轴向和径向的泄漏情况进行了计算，并对其容积效率进行了理论计算；之后，采用Pro/E对摆动马达主要的零部件的进行实体建模及装配，并无损地导入有限元软件ANSYS Workbench中，对正常工作状态下的摆动马达的缸体、输出轴、叶片进行结构强度有限元分析，分析表明摆动马达的缸体、叶片、输出轴完全满足设计要求。为了保证马达实际运行安全性和可靠性，进行了常规的强度校核；最后，利用ANSYS Workbench的优化模块对简化后的马达缸体、定叶片模型进行优化设计，优化结果表明缸体与定叶片在强度刚度允许范围内有质量较大减小，提高了材料利用率，节约加工成本，有利于提高了马达的工作效率。 采用ANSYS Workbench响应曲面分析优化的方法也可以扩展到马达的其它零部件的优化设计，通过对马达关键零部件的优化使马达总的工作性能实现最佳，这样就可以完成整个马达的设计优化，有很好的实用性意义。同时这种方法在其它型号、不同的摆动角度、不同的压力水平的叶片式摆动液压马达的设计优化提供了分析依据，对于研发全新的不同材料、不同规格系列的新型摆动液压马达有着重要的指导意义。
【关键词】：摆动液压马达 泄漏 有限元 ANSYS Workbench 优化
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH137.51
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 课题研究背景和意义9-10
• 1.2 摆动液压马达概述10-14
• 1.2.1 摆动液压马达的分类10-11
• 1.2.2 摆动液压马达的典型结构11-13
• 1.2.3 摆动液压马达的技术特点13-14
• 1.3 摆动液压马达国内外的研究现状14-16
• 1.3.1 国内研究现状14-15
• 1.3.2 国外研究现状15-16
• 1.4 本课题研究的主要内容16-17
• 1.5 本章小结17-18
• 2 HSE07型摆动液压马达介绍与三维建模18-26
• 2.1 摆动液压马达的工作原理18-19
• 2.2 摆动液压马达的组成19-20
• 2.3 摆动液压马达基本性能的理论分析20-22
• 2.3.1 几何排量20
• 2.3.2 流量和转速20-21
• 2.3.3 理论扭矩和瞬时扭矩21-22
• 2.4 摆动液压马达三维建模的建立22-25
• 2.4.1 马达主要构件的三维模型22-24
• 2.4.2 马达装配24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 3 摆动液压马达的密封与泄漏分析26-37
• 3.1 泄漏与密封概述26
• 3.2 摆动液压马达密封形式的选择26-28
• 3.2.1 叶片密封选择27-28
• 3.2.2 端盖与缸体密封选择28
• 3.3 摆动液压马达泄漏分析28-33
• 3.3.1 摆动液压马达轴向泄漏量29-32
• 3.3.2 摆动液压马达径向间隙泄漏32-33
• 3.4 摆动液压马达总泄漏33-34
• 3.5 摆动液压马达的容积效率34-36
• 3.6 本章小结36-37
• 4 摆动液压马达关键零部件的有限元分析37-54
• 4.1 有限元求解思想37-38
• 4.2 叶片的有限元分析38-42
• 4.2.1 叶片应力求解38-39
• 4.2.2 叶片分析前处理39-41
• 4.2.3 叶片结果分析41-42
• 4.3 缸体的有限元分析42-44
• 4.3.1 缸体应力求解42-43
• 4.3.2 缸体前处理43
• 4.3.3 缸体结果分析43-44
• 4.4 花键轴的结构有限元分析44-47
• 4.4.1 花键轴的前处理44-45
• 4.4.2 花键轴的结果分析45-46
• 4.4.3 花键轴强度校核46-47
• 4.5 叶片与缸体接触分析47-50
• 4.5.1 网格划分47
• 4.5.2 载荷与约束47-48
• 4.5.3 接触分析48
• 4.5.4 结果分析48-50
• 4.6 冲击载荷分析50-53
• 4.6.1 求解前处理50-51
• 4.6.2 求解结果分析51-53
• 4.7 本章小结53-54
• 5 摆动液压马达关键零部件的优化分析54-65
• 5.1 优化方法与步骤54-56
• 5.2 缸体壁厚的优化分析56-60
• 5.2.1 缸体优化设计的变量选择56-57
• 5.2.2 响应面分析57-58
• 5.2.3 拟合度曲线分析58-59
• 5.2.4 局部灵敏度分析59
• 5.2.5 结果对比分析59-60
• 5.3 定叶片的优化分析60-64
• 5.3.1 定叶片优化设计的变量选择60-61
• 5.3.2 响应面分析61-63
• 5.3.3 局部灵敏度分析63
• 5.3.4 结果对比分析63-64
• 5.4 本章小结64-65
• 6 结论与展望65-67
• 6.1 研究结论65
• 6.2 展望65-67
• 参考文献67-71
• 在学研究成果71-72
• 致谢72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 黄亚玲;秦大同;罗同云;龚为伦;;基于ANSYS的斜齿轮接触非线性有限元分析[J];四川兵工学报;2006年04期

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3 王增;焦宗夏;汪成文;尚耀星;;叶片式液压摆动马达的非线性泄漏分析[J];北京航空航天大学学报;2014年04期

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本文编号：529970