【正文】 m a x2 2 2 1 . 6 2 1 4 . 5s in 7 2 2 s in 2 5Vd m mzR? ? ? ?? ? ?? ? ?2 m a x2 s in4V d z R? ???0 m a x m a x2 sin ( 2 .2 ~ 2 .7 ) 2 sin 5 5L l l R d R m m??? ? ? ? ? ? ? 共 38 頁(yè) 第 24 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ 。 柱塞長(zhǎng)度 L 應(yīng)等于柱塞的最小留缸長(zhǎng)度 0l 、最小外伸長(zhǎng)度 dl ?? 和最大行程m axm ax sin2 ?RS ? 之和。 由于柱塞圓球中心作用有很大的徑向力，為使柱塞不致卡死以及保持有足夠的密封長(zhǎng)度，應(yīng)保證最小留缸長(zhǎng)度 0l 。 (1) 柱塞分布圓半徑 (323) 式中 V — 馬達(dá)排量（ mL r? ）； z — 柱塞數(shù)（ 7?z ）； ? — 彎軸角（ ?? 25~7?? ）。在保證性能、強(qiáng)度、剛度的前提下，通常用繪制草圖法，試算出最緊湊 的結(jié)構(gòu)尺寸，并考慮有較好的工藝性。液壓油還可以通過(guò)主柱塞中心 孔及傳動(dòng)軸中心孔，沿滑平面泄露，從而保證傳動(dòng)軸與軸承等配合零件之間有一層油膜潤(rùn)滑，減少摩擦和磨損。 已知馬達(dá)工作參數(shù)：最高工作壓力 ，最大流量 120 minL ，馬達(dá)最高轉(zhuǎn)速可達(dá)rpm5500 ，彎軸角 ?? 25~7?? 。 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 高壓馬達(dá)的性能和壽命在很大程度上取決于主要零部件的材質(zhì)、熱處理方法和加工質(zhì)量，其中尤其以選用合理的摩擦副材料最為重要。但對(duì)于斜軸式軸向柱塞泵來(lái)說(shuō)，承受軸向分力的軸承負(fù)荷較重，設(shè)計(jì)較困難；承受徑向分力的軸承負(fù)荷相對(duì)較輕，較易選用。傳動(dòng)軸上的徑向力也由傳動(dòng)軸上的圓錐滾子軸承承受。計(jì)算傳動(dòng)軸上的止推軸承時(shí)，為了安全起見(jiàn)，可取 2)1( ??? zz 。式中 z? 為處于高壓區(qū)的柱塞數(shù)。與斜盤(pán)式軸向柱塞泵不一樣的是傳動(dòng)軸法蘭盤(pán)必須繞自身軸線旋轉(zhuǎn)。由于柱塞與缸腔123c os ( )2sin4 2 sin2shq d R? ?? ?????2m a x sin() 8 sin2shq d R??? ??2m in sin() 4 t a n2shq d R??? ??m a x m i n( ) ( ) ta n24s h s hqtqqq z z??? ???260 30q nz nzf ?? 共 38 頁(yè) 第 22 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 之間的傾角 ?? 4~21 ???? ，可以近似認(rèn)為傳動(dòng)軸法蘭盤(pán)上受到柱塞球頭的作用力與缸體軸線平行。 1? 的最大值為柱塞的半錐角 ? ，一般 ?? 4~2?? ，所以 F? 并不大，且缸體轉(zhuǎn)動(dòng)所需克服的摩擦力矩也不大，因此斜軸泵中柱塞與缸腔間的徑向作用力比斜盤(pán)泵小得多。假如驅(qū)動(dòng)柱塞在高壓區(qū) ，上述兩個(gè)力同時(shí)存在，柱塞對(duì)缸體的正壓力為兩者的合力。為減少磨損，斜盤(pán)式軸向柱塞泵的斜盤(pán)傾角 ? 一般不超過(guò) 20? 。 奇數(shù)柱塞的瞬時(shí)理論流量 對(duì)于柱塞數(shù)為奇數(shù) 的泵，當(dāng) ?? ?? 10 時(shí)， ， 可得 （ 312） （ 313） 此時(shí)，斜軸泵的瞬時(shí)理論流量為 （ 314） 對(duì)于柱塞數(shù)為奇數(shù)的泵，當(dāng) ??? 21 ?? 時(shí)， 可得 （ 315） （ 316） 1 ( 1)2mz??? ? 111c o s( )2sin 2 12 sin 2mii? ??? ???? ? ??????? ? 111sin ( )2c o s 2 12 sin 2mii? ??? ???? ? ??????12 c o s( )2sin4 2 sin2shq d R? ?? ?????1 ( 1)2mz??? ? 1113c o s( )2sin 2 12 sin 2mii? ??? ???? ? ??????? ? 1113sin ( )2c o s 2 12 sin 2mii? ??? ???? ? ?????? 共 38 頁(yè) 第 21 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 此時(shí)，斜軸泵的瞬時(shí)理論流量為 （ 317） 最大瞬時(shí)流量為 (318) 最小瞬時(shí)流量為 (319) 此時(shí)的流量不均勻 系數(shù)為 (320) 對(duì)于奇數(shù)柱塞的泵而言，流量脈動(dòng)頻率為 (321) 表 31 軸向柱塞泵流量不均勻系數(shù)與柱塞數(shù)的關(guān)系 z 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (%)q? 斜軸式軸向柱塞泵的受力分析 由于斜軸式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)和斜盤(pán)式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)不同，所以受力情況也不完全一樣。然而，當(dāng)柱塞數(shù)較大時(shí)， q? 的減小并不顯著。顯然，奇數(shù)柱塞明顯優(yōu)于柱塞數(shù)相近的偶數(shù)柱塞，因此軸向柱塞馬達(dá)的設(shè)計(jì)選用奇數(shù)柱塞。它們離開(kāi)上死點(diǎn)的轉(zhuǎn)角 i? 各不相同，故斜軸泵的瞬時(shí)理論流量為同一瞬間所有在排油區(qū)柱塞的瞬時(shí)流量之和，即 （ 38） 如果斜軸泵的柱塞數(shù)為 z ，則兩相鄰柱塞間的夾角為 （ 39） 假如在排油 區(qū)中離上死點(diǎn)最近的一個(gè)柱塞的轉(zhuǎn)角是 1? （ z?? 20 ?? ），共有 m 個(gè)柱塞處于排油區(qū)，則以下幾個(gè)柱塞距上死點(diǎn)的轉(zhuǎn)角分別為 ??? 212 ?? ， ? ， ??? )1(21 ??? ii ， ? ，??? )1(21 ??? mm 。但事實(shí)上由于轉(zhuǎn)角差很小，且一般的泵都采用正遮蓋配流盤(pán)，所以這部分 排量損失可以忽略不計(jì)。為了減小排量損2 s in c o siiidvaRdt ? ? ???22 si n42V d zS d zR?? ??? 共 38 頁(yè) 第 19 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 22 s in s in44i i iq d v d R?? ? ? ???失，可將配流盤(pán)逆缸體轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)過(guò)一定角度，使吸、排油槽的位置與柱塞的運(yùn)動(dòng)相適應(yīng)。但是由于缸體滯后一個(gè)轉(zhuǎn)角差，故缸體上的柱塞通油孔仍和吸油槽相通。 傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)一周，柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的形成為 ?sin2RS ? （ 35） 此時(shí)，斜軸泵的排量為 （ 36） 式中 d — 柱塞直徑； z — 柱塞數(shù)。因此，某一柱塞相對(duì)缸腔軸向運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度可近似寫(xiě)成 ii Rv ??? sinsin? （ 33） 式中 ? — 傳動(dòng)軸的角速度； R — 柱塞端部球頭在傳動(dòng)軸法蘭上的分布圓半徑； i? — 傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)角； ? — 傳動(dòng)軸與缸體軸線之間的夾角（彎軸角）。為了使柱塞具有足夠的彈性，通常柱塞的兩端 淬火（增加耐磨性），而中間部分不淬火。理論上這將使缸體的加速度達(dá)到無(wú)限大，這意味著柱塞和缸腔發(fā)生劇烈的撞擊。 式 （ 31） 中的 ??dd 為缸體傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)角差對(duì)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)角的導(dǎo)數(shù)。每個(gè)柱塞的工作范圍為 z? 。傳動(dòng)軸與缸體之間的轉(zhuǎn)角差為各柱塞轉(zhuǎn)角差中的最小值，如圖中實(shí)線所示。傳動(dòng)軸和缸體的轉(zhuǎn)角差等于每時(shí)刻各柱塞以單柱塞驅(qū)動(dòng)時(shí)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)角差中的最小值。當(dāng)傳動(dòng)軸等速旋轉(zhuǎn)時(shí)，缸體只能以一個(gè)角速度運(yùn)動(dòng)。 3． 1 斜軸式軸向柱塞泵的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 由于泵的柱塞數(shù) 1?z ，每個(gè)柱塞都可以驅(qū)動(dòng)缸體，因而屬于多柱塞驅(qū)動(dòng)。實(shí)際上，斜軸式軸向柱塞泵具有 z （通常 7?z ）跟柱塞。兩者差值 ??? ?? 稱為轉(zhuǎn)角差。當(dāng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)過(guò)一定角度后，柱塞側(cè)面與缸腔內(nèi)壁接觸，迫使柱塞偕同缸體一起轉(zhuǎn)動(dòng)。為了便于理解，假定只有一個(gè)具有一定錐度（半錐角為 ? ）的柱塞工作。高壓自動(dòng)變量是按工作壓力自動(dòng)地控制馬達(dá)排量，從而改變馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩和馬達(dá)旋轉(zhuǎn)速度；液控變量是用外壓油的力制馬擺角化，達(dá)到改變馬達(dá)排量、輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的目的。 TJVM5型變量馬達(dá)的缸體最小 擺角為 7? 、最大擺角為 25?。 產(chǎn)品介紹 如圖 23 TJVM5斜軸式軸向柱塞變量馬達(dá) 共 38 頁(yè) 第 15 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 23 TJVM4— HA1 TJVM型斜軸式軸向柱塞變量馬達(dá)一般用作馬達(dá)，但在閉式系統(tǒng)中也可作變量泵使用。只有零部件質(zhì)量都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，才能生產(chǎn)出性能合格、安全可靠的產(chǎn)品。 總之斜軸式柱塞馬達(dá)屬于精密加工的元件。因此，可以始終大致保持流量與壓力乘積不變，即所謂恒功率變量。這時(shí)，變量活塞又在另一位置處于新的平衡狀態(tài)。 當(dāng) 高壓油壓力減小， 調(diào)節(jié)彈簧通過(guò)作用于控制閥 芯、導(dǎo)桿傳到先導(dǎo)活塞上的壓力大于先導(dǎo)活塞上端的液壓力時(shí)，控制閥芯在調(diào)節(jié)彈簧的作用下向閥套上方移動(dòng)，將變量活塞大腔的控制油與低壓腔溝通，變量活塞小端壓力高而大端壓力低，所以變量活塞又在壓差的作用下向下移動(dòng)，使缸體與主軸之間的擺角增大。與此同時(shí)， 由于改變了扭矩和排量，因此高壓油的壓力發(fā)生相應(yīng)變化 。由于這個(gè)推動(dòng)力大于調(diào)節(jié)彈簧的力，所以控制閥芯向下移動(dòng)，使高壓油通過(guò)一橫孔流入變量活塞的下腔。這時(shí)，變量活塞上腔為高壓、下腔為低壓，在壓差作用下，變量活塞處于下端，即處于最大擺角，此時(shí)的流量最大。 變量活塞怎樣才能在后蓋中上下移動(dòng)呢？在設(shè)計(jì)時(shí)， 控制 活 塞的上腔是通過(guò)油道與壓油口的高壓油相同，同時(shí)這股高壓油連通到換向閥 閥芯的兩個(gè)臺(tái)階之間。當(dāng)控制 活塞上下滑動(dòng)時(shí)，便帶動(dòng)配流盤(pán)沿著后蓋的弧形滑道滑動(dòng)，從而改變缸體軸線與主軸之間的夾角?？刂苹钊?4 是一個(gè)階梯狀的柱塞。從輸出軸方向看，如果壓力油從后蓋左側(cè)進(jìn)入，則輸出軸為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)（右轉(zhuǎn)）；如果壓力油從后蓋右側(cè)進(jìn)入，則輸出軸為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（左轉(zhuǎn)）。運(yùn)動(dòng)至上止點(diǎn)的柱塞在其它柱塞力的推動(dòng)下，繼續(xù)由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)方向運(yùn)動(dòng)，將工作過(guò)的油液經(jīng)后蓋的排油口排出低壓油。 馬達(dá)的作用是將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，其輸出軸轉(zhuǎn)速與輸入流量成正比，輸出轉(zhuǎn)矩隨高壓側(cè)與低壓側(cè)之間的壓差增大而增大。直柱塞，擺角為7~? 25? Z*B泵 、 、 481 手動(dòng)變量