一體化電動(dòng)液壓動(dòng)力單元的輕量化研究.pdf

1、傳統(tǒng)的液壓動(dòng)力單元一般是將電動(dòng)機(jī)和液壓泵由聯(lián)軸器連接在一起，呈現(xiàn)“三段式”的離散結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大、噪聲大、效率低、存在潛在的外泄漏等缺點(diǎn)。本課題研究的一體化電動(dòng)液壓動(dòng)力單元是將電動(dòng)機(jī)與液壓泵集成為一體的新一代液壓動(dòng)力單元，它具有低噪聲、無外泄漏、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，與傳統(tǒng)動(dòng)力單元相比，它在結(jié)構(gòu)尺寸上約減小了一半，且質(zhì)量也大大減小。而該液壓動(dòng)力單元還可以進(jìn)行基于殼體的輕量化設(shè)計(jì)，使得它不僅能夠適應(yīng)航空航天、船舶機(jī)械等特殊的應(yīng)

2、用領(lǐng)域，同時(shí)能夠達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。
　　本文針對(duì)課題組研制出的一體化電動(dòng)液壓動(dòng)力單元輕量化的問題，通過理論分析結(jié)合ANSYS軟件的數(shù)值模擬，對(duì)液壓動(dòng)力單元?dú)んw的強(qiáng)度、剛度進(jìn)行分析，并通過采用輕質(zhì)材料替換原殼體材料、改進(jìn)殼體構(gòu)件尺寸的方法來進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)。由于出油口壓蓋存在著疲勞破壞的危險(xiǎn)，故分別對(duì)不同型號(hào)鋁合金材料的壓蓋進(jìn)行疲勞壽命分析。研究分析發(fā)現(xiàn)，液壓動(dòng)力單元原殼體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和疲勞壽命都很高，其殼體的輕量化改進(jìn)具有很大

3、的空間;通過對(duì)輕量化殼體的強(qiáng)度、剛度與疲勞分析，結(jié)合材料密度、成本等因素選出最優(yōu)材料為6061型鋁合金。采用6061鋁合金后，殼體質(zhì)量減小了70.1％，可見輕量化設(shè)計(jì)具有明顯的效果。
　　本論文的主要內(nèi)容如下:
　　第1章，闡述了本課題的研究背景、目的和意義;概述了液壓動(dòng)力單元在國(guó)內(nèi)、外的發(fā)展概況及本課題組對(duì)于一體化電動(dòng)液壓動(dòng)力單元的研究成果;最后概括了本文的主要研究?jī)?nèi)容。
　　第2章，介紹了一體化電動(dòng)液壓動(dòng)力單元的結(jié)

4、構(gòu)，并簡(jiǎn)要介紹了其工作原理，運(yùn)用結(jié)構(gòu)靜力學(xué)理論闡述了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、疲勞壽命的計(jì)算和分析的機(jī)理;介紹了輕量化設(shè)計(jì)的原理，包括輕質(zhì)材料的介紹與選用、多種不同材料連接問題等。
　　第3章，針對(duì)一體化電動(dòng)液壓動(dòng)力單元?dú)んw的結(jié)構(gòu)進(jìn)行較為系統(tǒng)的靜力分析。通過運(yùn)用ANSYS仿真分析了殼體各零部件的強(qiáng)度、剛度;針對(duì)殼體上的連接件進(jìn)行了連接強(qiáng)度分析;液壓泵出口存在壓力脈動(dòng)，故對(duì)出油口壓蓋進(jìn)行了疲勞壽命分析。結(jié)果表明液壓動(dòng)力單元各零部件在輕量化改進(jìn)