雙端曲面齒輪柱塞泵復合傳動特性分析.pdf

1、柱塞泵是液壓系統(tǒng)中的重要元件，應用范圍覆蓋了工程機械、礦山機械、武器裝備及航空航天等各大領域，其中斜盤柱塞泵應用最為廣泛。斜盤式柱塞副是斜盤軸向柱塞泵最關鍵的部件，決定了柱塞泵工作性能的優(yōu)劣。雙端曲面齒輪柱塞泵是在斜盤式柱塞泵和端曲面齒輪副的研究基礎上提出的一種新型軸向柱塞泵，其采用雙端曲面齒輪代替斜盤，關鍵部位由齒輪副代替摩擦副，結合了滾子凸輪機構與面齒輪副的特點，具有著小周期、大頻率、抗磨損、轉速要求低、不間斷排油等優(yōu)點。在軸向柱塞

2、泵高壓力、大流量、高效率、長壽命的研究趨勢上具有重要的理論意義與潛在工程應用價值。
　　本課題來源于國家自然科學基金項目《變傳動比面齒輪嚙合傳動的設計理論與制造技術研究》（編號：51275537），探討一種新型柱塞泵用雙端曲面齒輪式柱塞機構的傳動特性，為該泵的成品化研究鋪墊理論與實驗基礎。本文針對這種新型的雙端曲面齒輪柱塞泵復合傳動特性，主要進行以下內容的研究：
　　根據(jù)空間齒輪嚙合原理與共軛曲面的基本理論，提出了一種雙端曲

3、面齒輪復合傳動機構，探討了雙端曲面齒輪復合傳動原理，計算了端曲面齒輪節(jié)曲面的參數(shù)方程。闡述了斜盤式柱塞泵與雙端曲面齒輪柱塞泵的工作原理，揭示了雙端曲面齒輪柱塞泵在柱塞運動周期與頻率上具有優(yōu)越性。
　　根據(jù)斜盤式柱塞泵結構設計特點與運動學相關理論，探討了雙端曲面齒輪柱塞機構的布局形式以及柱塞機構的傳動規(guī)律。推導了柱塞往復運動位移、速度和加速度等運動學特性方程。分析了單柱塞、多柱塞、不同盤心率以及不同端曲面齒輪階數(shù)等結構參數(shù)對運動學特

4、性的影響規(guī)律。探討了不同輸入轉速對運動學特性的影響，揭示了雙端曲面齒輪柱塞泵能夠以更低的轉速達到更高的柱塞速度與柱塞泵流量。
　　根據(jù)開路式柱塞泵流量特性相關理論與方法，推導了雙端曲面齒輪柱塞泵平均流量、瞬時流量以及流量脈動的計算公式。討論了柱塞數(shù)量、偏心率與階數(shù)等幾何參數(shù)對瞬時流量特性和流量脈動特性的影響變化關系。得到了一種能夠提高流量脈動性能的參數(shù)優(yōu)化設計方法。
　　運用虛擬樣機技術，建立了該新型泵的六柱塞型仿真模型，提

5、出了該泵的ADAMS通用仿真約束方法，完成了對柱塞泵簡化模型的運動學仿真。提出了一種雙端曲面齒輪柱塞泵的整體結構設計方案。采用增材制造的加工方法，加工了雙端曲面齒輪柱塞泵的關鍵部件，搭建了其柱塞泵模型實驗平臺，完成了可行性實驗驗證。采用數(shù)控加工與線切割等加工方法，加工了柱塞機構及臺架相關組件，搭建了單邊柱塞機構臺架實驗平臺，完成了不加載與加載兩種情況下的柱塞工作實驗，得出了負載變化對柱塞運動特性影響關系，獲得了不同輸入轉速對柱塞運動的實