【摘要】：目前柱塞泵是水液壓動力元件最為常見的結(jié)構(gòu)形式,雖然部分水液壓柱塞泵產(chǎn)品的工作性能已經(jīng)達到甚至超過油壓產(chǎn)品,但仍無法避免其結(jié)構(gòu)形式所帶來的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、對污染物敏感、自吸性能差、流量/壓力脈動大和振動噪聲等級高等固有弊端,這在一定程度上限制了水液壓傳動技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。水液壓內(nèi)嚙合齒輪泵是將綠色水液壓技術(shù)和高壓內(nèi)嚙合齒輪泵技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物,該泵能夠克服已有水液壓泵存在上述缺點,符合液壓動力元件“高壓化”、“高速化”、“集成化”和“綠色化”的發(fā)展趨勢。 本文選取了新型漸開線內(nèi)嚙合齒輪副(簡稱“漸開線內(nèi)嚙合齒輪副”)作為水液壓內(nèi)嚙合齒輪泵的核心關(guān)鍵元件,該種齒輪副能夠減小齒輪泵的無用死體積和困油體積,因而使內(nèi)嚙合齒輪泵具有更好的工作特性；研究了漸開線內(nèi)嚙合齒輪副的參數(shù)化數(shù)學(xué)建模方法及圖形化建模方法,分析了漸開線內(nèi)嚙合齒輪副的嚙合特性,推導(dǎo)了漸開線內(nèi)嚙合齒輪副避免根切的極限條件；推導(dǎo)了漸開線內(nèi)嚙合齒輪副的參數(shù)化瞬時流量方程以及相關(guān)流體輸運特性評價指標,分析了齒輪設(shè)計參數(shù)對泵流體輸運特性的影響規(guī)律；分析了漸開線內(nèi)嚙合齒輪副運動特性對困油特性的影響,提出了基于內(nèi)嚙合齒輪副圖形模型的困油特性圖形化求解方法,研究了齒輪設(shè)計參數(shù)對泵困油特性的影響,并給出了困油消除結(jié)構(gòu)設(shè)計方法；提出了基于內(nèi)嚙合齒輪副圖形模型的不平衡徑向力精確求解方法,獲得了內(nèi)嚙合齒輪副不平衡徑向力的周期性變化數(shù)值,設(shè)計了水潤滑環(huán)境下齒輪軸滑動軸承和內(nèi)齒輪殼體兩對關(guān)鍵摩擦副的靜壓支承結(jié)構(gòu)；設(shè)計了水液壓內(nèi)嚙合齒輪泵軸向和徑向間隙自動補償控制元件,結(jié)合有限元分析軟件分析了間隙補償元件在工作過程中的應(yīng)力和變形分布狀況,計算了間隙自動補償控制過程中的內(nèi)泄漏量；確定了水液壓內(nèi)嚙合齒輪泵的主要技術(shù)指標及內(nèi)嚙合齒輪副的設(shè)計參數(shù),基于關(guān)鍵零部件的工況特點選定了其材料及對應(yīng)加工工藝；參考油壓齒輪泵相關(guān)標準設(shè)計了水液壓內(nèi)嚙合齒輪泵樣機試驗系統(tǒng),試驗研究了水液壓內(nèi)嚙合齒輪泵樣機的工作性能,分析了其主要失效形式及原因。 第一章概述了水液壓動力元件的發(fā)展現(xiàn)狀及所存在的固有缺點,介紹了本課題的來源、研究目的和意義,簡述了現(xiàn)代水液壓技術(shù)和內(nèi)嚙合齒輪泵技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,指出了水液壓內(nèi)嚙合齒輪泵的優(yōu)勢所在,介紹了本課題的關(guān)鍵問題和主要研究內(nèi)容。 第二章運用二次展成法建立了漸開線內(nèi)嚙合齒輪副的參數(shù)化數(shù)學(xué)模型,基于所獲得的數(shù)學(xué)模型,建立了內(nèi)嚙合齒輪副的圖形模型,分析了該種齒輪副獨特的嚙合運動特性,結(jié)合齒輪嚙合理論推導(dǎo)了漸開線內(nèi)嚙合齒輪副避免根切的極限條件。 第三章推導(dǎo)了漸開線內(nèi)嚙合齒輪副的參數(shù)化瞬時流量公式,提出了考核內(nèi)嚙合齒輪副流體輸運特性的三個性能指標,分析了模數(shù)、變位系數(shù)、齒數(shù)、壓力角和過渡圓角半徑等齒輪設(shè)計參數(shù)對內(nèi)嚙合齒輪副流體輸運特性的影響。 第四章分析了漸開線內(nèi)嚙合齒輪副運動特性對其困油特性的影響,提出了基于內(nèi)嚙合齒輪副圖形模型的困油特性求解方法,分析了模數(shù)、變位系數(shù)、齒數(shù)、壓力角和過渡圓角半徑等齒輪設(shè)計參數(shù)對內(nèi)嚙合齒輪副困油特性的影響,設(shè)計了對應(yīng)困油消除結(jié)構(gòu)。 第五章提出了求解漸開線內(nèi)嚙合齒輪副不平衡徑向力的圖形化求解方法,獲得了不平衡徑向力隨齒輪旋轉(zhuǎn)的周期時變特性,確定了水潤滑條件下、承受周期變負載的齒輪軸滑動軸承和內(nèi)齒輪殼體兩對關(guān)鍵摩擦副靜壓支承結(jié)構(gòu)形式,分析了靜壓支承結(jié)構(gòu)參數(shù)對其承載力和泄漏量的影響,確定了減摩耐磨、泄漏小的靜壓支承結(jié)構(gòu)參數(shù)。 第六章分析了水液壓內(nèi)嚙合齒輪泵利用浮動側(cè)板和月牙塊實現(xiàn)軸向和徑向間隙自動補償控制的原理,基于浮動側(cè)板反推力時變特性設(shè)計了其背壓腔結(jié)構(gòu),利用有限元方法獲得了浮動側(cè)板和月牙塊的應(yīng)力和變形分布,計算了間隙自動補償過程中的泄漏量。 第七章確定了水液壓內(nèi)嚙合齒輪泵的主要技術(shù)指標及對應(yīng)的齒輪設(shè)計參數(shù),確定了內(nèi)嚙合齒輪副高精度加工成形方法以及浮動側(cè)板、月牙塊和滑動軸承等復(fù)合塑料零件的加工工藝,搭建了水液壓內(nèi)嚙合齒輪泵樣機試驗系統(tǒng),試驗研究了水液壓內(nèi)嚙合齒輪泵樣機的工作性能、失效形式。 第八章總結(jié)了本文的研究工作,并對進一步研究做了展望。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH137.51;TH325

【參考文獻】

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1 田愛國,郭強;聚醚醚酮及其復(fù)合材料的特性與應(yīng)用研究進展[J];工程塑料應(yīng)用;2002年02期

2 張欣;張耀東;;論硬齒面齒輪的應(yīng)用[J];承鋼技術(shù);2006年Z1期

3 張人佶,馮顯燦;聚醚醚酮及其復(fù)合材料的摩擦學(xué)研究進展[J];材料研究學(xué)報;2002年01期

4 趙連春,許賢良,孫長敬;三惰輪復(fù)合齒輪泵密封塊瞬態(tài)徑向力分析[J];重慶大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2001年06期

5 余祖耀,李壯云,楊曙東,聶松林,唐群國;水液壓柱塞泵滑靴球鉸副存在的問題和改進設(shè)計[J];工程設(shè)計學(xué)報;2002年03期

6 陳遠玲,周華,楊華勇;純水軸向柱塞泵滑履的靜壓支承設(shè)計[J];工程設(shè)計學(xué)報;2002年03期

7 羅驥 ,蔡盈 ,吳盛林 ,袁子榮 ,王強;內(nèi)嚙合齒輪泵油/水介質(zhì)對比試驗與研究[J];機床與液壓;2003年02期

8 羅驥,蔡盈,吳盛林,袁子榮;水液壓內(nèi)嚙合齒輪泵的制造技術(shù)分析[J];機床與液壓;2003年06期

9 李宏偉;張方曉;;內(nèi)嚙合齒輪泵齒形干涉的研究[J];機床與液壓;2006年03期

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4 張煒;內(nèi)嚙合擺線轉(zhuǎn)子齒輪泵的優(yōu)化設(shè)計及加工工藝分析[D];福州大學(xué);2006年

5 劉志剛;內(nèi)嚙合齒輪泵浮動側(cè)板對泵壽命及效率的影響[D];蘭州理工大學(xué);2009年

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本文編號：2411070