内曲线形式对径向柱塞式液压马达输出特性影响研究

论文摘要

液压马达是液压系统的关键元件,将液压系统的液压能转化为机械能向外输出,因此马达输出特性的好坏决定了液压系统输出特性的优劣。内曲线径向柱塞式液压马达由于具有体积小、排量大等特点,特别适用于低速大扭矩的应用场合,可以不用减速装置而直接与驱动装置连接,在工程行走类机械静压驱动系统中具有广泛的应用。内曲线径向柱塞马达的输出特性主要取决于马达内曲线导轨的形式,导轨的内曲线形式的改进和设计一直是该类马达研究开发的重点。本文从曲线的性质进行分析,分析了内曲线对马达柱塞运动规律的影响,形成马达内曲线必须满足的几何性质。分析了马达输出轴所受径向力的影响因素以及内曲线形式对马达输出特性的影响因素。对圆弧形式内曲线和修正心形线形式内曲线所形成的马达的排量脉动情况进行了分析和研究,同时考虑到等加速—等减速内曲线对马达的冲击问题,提出了修正椭圆曲线。选择修正椭圆曲线作为马达的内曲线形式,将修正椭圆曲线与修正心形线在相同的结构尺寸下进行了优化对比。针对所设计的曲线选择了对应的配流结构,对无倾覆力矩下的端面配流盘的轴向分离力进行了计算。分析了马达内部泄漏的主要影响因素,给出了马达容积效率的计算公式。分析了柱塞处于密封区时柱塞腔内的困油现象。考虑油液实际的体积弹性模量,对处于过渡区时柱塞腔内油液的压力变化情况进行了分析。求得马达最终的内曲线形式,根据所分析的结果编写马达系列化设计的程序,应用所编写的程序设计了一种马达,根据得到的结果对马达进行三维设计与运动仿真。综合对马达排量脉动情况、预升压-预降压、柱塞运动规律和受力的分析,表明修正椭圆曲线是一种输出特性良好的马达内曲线形式。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景和来源
• 1.2 课题研究的目的和意义
• 1.3 国内外的研究发展现状及趋势
• 1.3.1 HST 技术简介
• 1.3.2 国外的研究发展简介
• 1.3.3 国内的研究发展简介
• 1.3.4 内曲线径向柱塞马达的发展趋势
• 1.4 主要研究内容
• 第2章 内曲线性质及其对马达排量脉动影响的分析
• 2.1 内曲线性质对柱塞运动和马达受力影响的分析
• 2.1.1 内曲线马达的工作原理
• 2.1.2 内曲线性质的分析
• 2.1.3 马达轴所受径向力的分析
• 2.1.4 内曲线马达的输出特性
• 2.2 圆弧形式内曲线马达排量脉动分析
• 2.2.1 圆形内曲线马达分析
• 2.2.2 圆弧直线耦合式内曲线马达分析
• 2.3 修正心形线形式内曲线马达排量脉动分析
• 2.3.1 修正心形线形式内曲线马达脉动情况分析
• 2.3.2 马达脉动流量脉动情况仿真验证
• 2.4 修正椭圆曲线形式内曲线马达分析
• 2.4.1 马达脉动情况分析
• 2.4.2 修正椭圆形式内曲线导轨受力分析
• 2.4.3 柱塞数选取的原则
• 2.4.4 曲线曲率半径分析
• 2.4.5 内曲线马达的优化设计
• 2.5 本章小结
• 第3章 内曲线马达配流、泄漏和困油分析
• 3.1 配流方式的选择
• 3.1.1 端面分离力的计算
• 3.1.2 配流端面尺寸的确定
• 3.2 马达泄漏的分析
• 3.2.1 柱塞副泄漏的分析
• 3.2.2 端面配流副之间的泄漏分析
• 3.3 柱塞腔内困油现象的分析
• 3.3.1 密封区内困油分析
• 3.3.2 柱塞腔内油液预升压-预降压分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 内曲线马达的三维建模与运动仿真分析
• 4.1 内曲线导轨实际轨迹方程
• 4.2 修正椭圆曲线形式马达系列化设计程序开发
• 4.3 修正椭圆曲线形式马达实体造型和运动仿真
• 4.4 修正椭圆曲线与短幅外摆线所形成马达相比较
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢