【正文】 ? ? 47 221124 1 1()1 [ ( ) ] c o s c o s2PP r d P r d?? ????? ? ? ? ? ????? ? ?? ? ? ? ? ??? 3221111{ s i n [ c o s c o s ( ) ] }2 2 2Pr ??? ??? ? ? ? ? 56 所示位置， 4 號(hào)缸進(jìn)入排油，這時(shí)， 1 缸進(jìn)入高壓油， 3 缸排油。 假設(shè)配流窗口對(duì)應(yīng)的中心角為 1? ，則 AD 上任意 ? 角處的壓力為： 11 1()2[1 ]PP ????????′ 這里以積分法求徑向力及其作用方向。 AED 42 密封面上存在著由 1P 到 2P 的間隙泄露。下面將對(duì)五缸馬達(dá)配流軸的幾個(gè)不同轉(zhuǎn)角位置，進(jìn)行單位寬度上的徑向力分析，得到徑向力隨著變化的一般規(guī)律。在一般工藝條件下，厚度不超過 ，許用比壓為 420kgf/ 2mm 。 k? — 許用接觸應(yīng)力 推薦： 2(2 5 0 ~ 3 0 0 ) [ / ]k H R C k g f m m? ? 連桿底面的比壓計(jì)算： 22 [ ] [ / ]FP P k g f m mbl? ? ≤ 式中 b— 連桿底面與曲軸的接觸寬度。 鋼對(duì)鑄鐵 [P]=500~ 560kgf/ 2mm (球頭 HRC≈ 60) 鋼對(duì)鑄鐵 [P]=800~ 1000kgf/ 2mm (球頭 HRC≈ 50~ 60) 40 若活塞球窩的直徑設(shè)計(jì)成比連桿球頭直徑稍大，這種情況下需計(jì)算球鉸出的接觸應(yīng)力。馬達(dá)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，慣性已經(jīng)不起主要作用，使馬達(dá)本身固有的脈動(dòng)在輸出中顯示出來，這是低速爬行之一。曲軸連桿的尺寸與結(jié)構(gòu)式影響脈動(dòng)率 的主要因素。 瞬時(shí)壓力及其脈動(dòng)率 單作用的曲軸連桿式液壓馬達(dá)，對(duì)于恒扭矩的外負(fù)載，在輸入流量恒定的情況下，由于角排量隨轉(zhuǎn)角 i? 的不斷變化，輸入馬達(dá)的壓力必隨之有相應(yīng)的變化，形成壓力的脈動(dòng)。 圖 46 z=5 曲軸連桿式液壓馬達(dá)的扭矩變化曲線 瞬時(shí)轉(zhuǎn)速及其脈動(dòng)率 轉(zhuǎn)速時(shí)馬達(dá)的輸出特性之一，排量脈動(dòng)已經(jīng)系統(tǒng)的輸入流量和外負(fù)載的慣性大小，都將影響轉(zhuǎn)速脈動(dòng)。的情況下，可以令 sin 2??? ∴ 2(1 c o s ) 2 s in 2M ???? ? ? 柱塞數(shù)為奇數(shù) z=5 的馬達(dá)，當(dāng)1 2???或者 32? 時(shí)，有 m a x 1 .6 1 82 sin2iPeM P e???? 當(dāng) 1 0?? 或 2? 時(shí)，有 m inc o s sin2[]2 2 c o s2 sin 2iKM P e??? ?? ? ?? = 31 1 .5 9 2i a v P e zM P e??? 所以五柱塞曲軸連桿馬達(dá)的扭矩脈動(dòng)率為 (1 . 6 1 8 1 . 5 0 3 ) 0 . 0 7 21 . 5 9 2M Pe Pe? ??? 柱塞數(shù)增加時(shí)，輸出扭矩脈動(dòng)率減小。 當(dāng) i0 ??≤ ≤ 時(shí) c os si n( 2 )2[]2 2 c os2 si n 2iiiKM Pe? ???? ?????????? ? ?? 當(dāng) i0 ??≤ ≤ 2 時(shí) 3c ossi n( 3 2 )2[]2 2 c os2 si n2iiiKM Pe? ???? ?????????? ? ?? 上兩式是在忽略摩擦力情 況下得到的瞬時(shí)理論扭矩表達(dá)式。 柱塞數(shù)為 z 的馬達(dá)，相鄰柱塞間的夾角為 22=z?? 。力 P 通過 1O ，可分解為切向力 iT 和法向力 iN 。 將柱塞連桿簡(jiǎn)化為圖 44 所示，圖中 O 為曲軸換轉(zhuǎn)中心， O1 是偏心輪中心， O2 為連桿與柱塞連接球鉸中心。2 2 c os2 si n 2 si n22KAez Ae???? ??????????? 作為近似計(jì)算，可令 2 2 sin22z ??? ?? 所以 ( 1 c o s ) t a n s i n2 2 2q K??????? ? ????? （ 42） 通常設(shè)計(jì)中取 K≤ ，為了便于比 較，作為粗略計(jì)算，式中第二項(xiàng)可略去不計(jì)，則有： 22sin4q ?? ? （ 43） 因?yàn)閺墓?42 變換得出公式 43時(shí)忽略了第二項(xiàng)，所以公式 41計(jì)算的脈動(dòng)率大于按照公式 43計(jì)算的脈動(dòng)率。2()iq?? 具有最大值： 39。2()iq?? 具有最小值： 39。2 m in( ) 0 .0 3 6 3iq A e? ??? 當(dāng) 5i ???時(shí)，瞬時(shí)角排量 39。39。39。 21 設(shè)有 z個(gè)沿圓周等分的柱塞，其序號(hào)為 1,2,3?? i，第一個(gè)柱塞離起始 x軸相角為 1? ， 其余分別為 2? 、 3? ?? i? ，相鄰柱塞間的夾角為： 22 z??? 圖 43 單作用馬達(dá)柱塞所在相角圖 于是由圖 43得： 11??? 212? ? ??? 314? ? ??? ?? 22 1 2( 1)i i? ? ?? ? ? 所以 11 2 10s i n s i n s i n s i n ( 2 )ii n n? ? ? ? ???? ? ? ? ??… … 11 sinzi ???? 11 2 10c o s c o s c o s c o s ( 2 )ii n n? ? ? ? ???? ? ? ? ??… … 11 coszi ???? 12 1s i n 2 s i n 2 s i n 2 s i n 2ziii? ? ? ??? ? ? ? ?… … 12 1c o s 2 c o s 2 c o s 2 c o s 2ziii? ? ? ??? ? ? ? ?… … 現(xiàn)對(duì) z=5 的曲軸連桿馬達(dá)進(jìn)行角排量脈動(dòng)變化分析，得出瞬時(shí)角排量的最大值，最小值和角排量的脈動(dòng)系數(shù)。但馬達(dá)在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，由于柱塞運(yùn)動(dòng)速度隨轉(zhuǎn)角不斷變化，因此在每一瞬時(shí)，它的排量也是變化的定義隨轉(zhuǎn)角二變化的瞬 20 時(shí)排量為角排量。理論上曲柄連桿機(jī)構(gòu)的曲柄長(zhǎng)度就是偏心距 e，連桿長(zhǎng)度等于 R+L。 δ 一般取為 δ ≈ 。 O點(diǎn)是油馬達(dá)回轉(zhuǎn)中心， O′ 點(diǎn)是曲軸偏心圓中心。因此要求： ? ?min ~ ＞ 所以 minL＞ 40~50mm 連桿的球頭應(yīng)盡可能的取大一些，以降低球頭上的比壓。 z=5 連桿式油馬達(dá)與靜力平衡油馬達(dá)相比，由于活塞承受的側(cè)向力較小，所以偏心距 e 和活塞直徑 d 的壁紙相對(duì)可以取的較大，通常比值： 1 0 .3 8 ~ 0 .4 0ek d?? （ 32） 所以將上式帶入公式 31 可得 11 312qd kz? π 若取 1k =，則 310 ? [ mm] d=[mm] d≈ 100[mm] 根據(jù)公式 32，且 1k =， d=100mm 可得： e=100 =40mm 額定輸出扭矩計(jì)算 額定輸出扭矩由下式計(jì)算： M =q m??? （ 33） 式中 q馬達(dá)排量 。 活塞直徑 d 和偏心距 e 的選擇 根據(jù)馬達(dá)的幾何參數(shù) ,排量公式 q又可按下式計(jì)算 : 2 32 104q d z e ?? ? ? ?π （ 31）式中 d活塞直徑 [mm]； z缸數(shù) ； e— 曲軸偏心距 [mm]。其缺點(diǎn)是體積和重量較大，扭矩脈動(dòng)較大，以往的產(chǎn)品低速穩(wěn)定性較差。 第三，行星減速器相比于普通的二級(jí)減速器 體積小、 重量輕，使用壽命長(zhǎng)，噪音低，適用于多種的工作環(huán)境。綜合運(yùn)用知識(shí)，多種方案比較，確定方案。 分配閥隨輸出軸同步旋轉(zhuǎn)，圖示位置為 I、 V、 IV 進(jìn)高壓油， II、 III 與回油路 E 相通。 高壓油 I 進(jìn)入配流軸后民警分配閥通過放射形油路①、⑤、④引入相應(yīng)的缸 I、 V、 IV中高壓油作用在柱塞上的力，通過連桿 傳遞至偏心輪上。缸中的柱塞2中心設(shè)有球窩，連桿 3通過置于球窩中的球頭用彈性卡圈與柱塞相連 ，連桿另一端的圓柱地面緊貼曲軸 4 的偏心輪。但近年來這種馬達(dá)的主要摩擦副大 多采用靜壓支承或靜壓平衡結(jié)構(gòu)，其性能有所提高，低速穩(wěn)定性也有很大改善，其最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速可達(dá) 3r/min。 液壓行業(yè)以美國(guó) Vickers 公司 1921 年建立為象征，各大工業(yè)國(guó)于上世紀(jì) 50年代建立了液氣工業(yè)協(xié)會(huì)為標(biāo)志已經(jīng)歷了大半個(gè)世紀(jì)。液壓馬達(dá)主要產(chǎn)品中，柱塞馬達(dá)產(chǎn)值所占比重最大，擺線馬達(dá)的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的比重為 7%。 液壓馬達(dá)的優(yōu)點(diǎn)在于不易損壞，適合沖擊力較大的場(chǎng)合使用，缺點(diǎn)是沒有定位精度，需要依靠限位開關(guān)來控制其運(yùn)行。通過本課程的學(xué)習(xí)，可以開發(fā)學(xué)生的智力，培養(yǎng) 3 學(xué)生敏銳的觀察能力、豐富的想象能力、科學(xué)的思維能力 以及解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力。特別是近年來流體技術(shù)與微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，使液壓與氣動(dòng)技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。通過改變輸入輸出流量的方向使馬達(dá)迅速換向，并在兩個(gè)方向產(chǎn)生等價(jià)值的扭矩。內(nèi)齒圈與殼體固定能接在一起，從油口進(jìn)入的油推動(dòng)轉(zhuǎn)子繞一個(gè)中心點(diǎn)公轉(zhuǎn)。 但是由于我國(guó)對(duì)這種低俗大扭矩液壓馬達(dá)的研究較晚，還不能到達(dá)西方的先進(jìn)水平，滿足市場(chǎng)的要求，我們就需要通過研究進(jìn)一步的提高我們國(guó)家液壓馬達(dá)的科技含量。如將配流軸轉(zhuǎn) 180176。此力通過連桿作用在偏心輪中心，使輸出軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)配流軸隨著一起轉(zhuǎn)動(dòng)。但近年來這種馬達(dá)的主要摩擦副大多采用靜壓支承或靜壓平衡結(jié)構(gòu)，其性能有所提高，低速穩(wěn)定性也有很大改善，其最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速可達(dá) 3r/min。并對(duì)曲軸連桿式液壓馬達(dá)中的偏心輪，活塞缸，曲軸，連桿等部件進(jìn)行分析與設(shè)計(jì) 關(guān)鍵詞：曲軸連桿 ， 液壓馬達(dá)，低速大扭矩，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，建筑工程機(jī)械。液壓泵只是單向轉(zhuǎn)動(dòng) ,而液壓馬達(dá)則能正反轉(zhuǎn) ,故齒輪馬達(dá)的進(jìn)出油口對(duì)稱，而齒輪泵進(jìn)口大而出口小。國(guó)內(nèi)有廣泛運(yùn)用并在一些萬噸貨輪，刨煤機(jī)，拖拉機(jī)，挖掘機(jī)石油鉆井機(jī)等機(jī)器上進(jìn)行了試用。 1 減速裝置的曲軸連桿式液壓馬達(dá)的畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 摘 要 曲軸連桿式液壓馬達(dá)的特點(diǎn)是 可靠性好、效率高、壽命長(zhǎng)、噪音低轉(zhuǎn)速范圍寬等一系列特點(diǎn) ， 因而適用范圍廣，可廣泛應(yīng)用于建筑工程機(jī)械 、起重運(yùn)輸設(shè)備、重型冶金機(jī)械、石油煤礦機(jī)械、船舶甲板機(jī)械、 機(jī)床、塑料、地質(zhì)鉆探設(shè)備等各種機(jī)械的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中。 等優(yōu)點(diǎn)，因而在內(nèi)獲得了廣泛的應(yīng)用。齒輪馬達(dá)和葉片馬達(dá)屬于高速馬達(dá)，它們的慣性和輸出扭矩很小，便 于起動(dòng)和反向，但在低速時(shí)速度不穩(wěn)或效率顯著降低。 通過此次研究了解曲軸連桿式液壓馬達(dá)的工作原理，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。其缺點(diǎn)是體積和重量較大，扭矩脈動(dòng)較大，以往的產(chǎn)品低速穩(wěn)定性較差。 曲軸連桿式 液壓馬達(dá)工作原理， 通壓力油的柱塞缸受液壓力的作用，在柱塞上產(chǎn)生推力 P。當(dāng)改變油流方向時(shí)，便可改變馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)方向。殼轉(zhuǎn)馬達(dá)可用來驅(qū)動(dòng)車輪和絞車卷筒等。 2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展形勢(shì) 19 世紀(jì) 50 年代末期，最初的低速大扭矩液壓馬達(dá)是由油泵的一個(gè)定轉(zhuǎn)子部件發(fā)展而來的，這個(gè)部件由一個(gè)內(nèi)齒圈和一個(gè)與之相配的齒輪或轉(zhuǎn)子組成。這種馬達(dá)在內(nèi)置的齒圈中安裝了滾子 .具有滾子的馬達(dá)能提供較高的啟動(dòng)與運(yùn)行扭矩，滾子減少了摩擦，因而提高了效率，即使在很低的轉(zhuǎn)速下輸出軸也能產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出。至上世紀(jì) 50～ 70 年代，隨著工藝水平的極大提高，液壓技術(shù)也得到了迅速發(fā)展，成為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代傳動(dòng)和控制的關(guān)鍵技術(shù)，其發(fā)展速度僅次于電子技術(shù)。 液壓與氣動(dòng)技術(shù)是利用有壓流體（壓力油或壓縮空氣）為介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和各種機(jī)械的傳動(dòng)，它在工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用，在機(jī)械類及近機(jī)類高等教育的課程中，已成為一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，而且也是一門能直接用于工程實(shí)際技術(shù)的學(xué)科。 現(xiàn)在的液壓馬達(dá)在工業(yè)生產(chǎn)中采用的越來越少 了，現(xiàn)在都采用電機(jī)或私服電機(jī)。目前全國(guó)液壓馬達(dá)制造企業(yè)共有 20 家，其中合資企業(yè)有 2 家。但差距仍大 ,如何在近 35 年內(nèi)再躍至第5 位乃至更前仍我們行業(yè)界之所望。其缺點(diǎn)是體積和重量較大，扭矩脈動(dòng)較大，以往的產(chǎn)品低速穩(wěn)定性較差。圖中五個(gè)缸沿圓周按徑向放射狀等分布置，殼體 1呈星形。 由 B— B 斷面可見配流軸上有兩排環(huán)形槽和放射形孔，通過殼體上的一對(duì)油孔分別與液壓系統(tǒng)的進(jìn)油路 I 和回油路 E接通麥克體重有五條放射狀油路使分配閥（見 C— C斷面）與五個(gè)缸連同，分配閥通過配流軸中的直流道與進(jìn)、回油路接通。顯然，這種由壓力油推動(dòng)柱塞在缸內(nèi)移動(dòng)，通過連桿和偏心輪驅(qū)使輸出軸帶動(dòng)外負(fù)載旋轉(zhuǎn)，是單作用活塞泵的曲柄連桿動(dòng)作原理。