摘要 文章介紹的非圓齒輪輪系是一種新型低速大扭矩液壓馬達的動力部分。是一種性能良好的低速大扭矩液壓馬達。具有結(jié)構(gòu)簡單、工作壓力高、排量大、噪聲低、對污染敏感性低等特點。對輪系節(jié)曲線參數(shù)的確定、加工中的問題和解決方法以及實物試驗等作了全面的說明。
關(guān)鍵詞：非圓齒輪輪系 節(jié)曲線 加工 試驗
低速大扭矩液壓馬達具有轉(zhuǎn)速低輸出扭矩大的特點。這類液壓馬達的輸出扭矩一般都大于1000Nm,大排量馬達的扭矩可達105N·m以上，其穩(wěn)定工作車速可低至每分鐘數(shù)轉(zhuǎn)。由于它的低速大扭矩特點，使用時可以直接驅(qū)動負載，一般不用減速裝置。采用低速成大乞求矩液壓馬達直接驅(qū)動負載，具有低速運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、啟動效率高、轉(zhuǎn)動慣量小、加速和制動時間短、結(jié)構(gòu)緊湊、布置靈活等優(yōu)點。但一般情況下由于輸出扭矩大，需要安裝尺寸較大的制動器。較為多見的低速大扭矩液壓馬達，主要是柱塞式、擺線齒輪式和葉片式，一般齒輪式液壓馬達則多為高速和中速。
1 結(jié)構(gòu)
此種新型的低速大扭矩液壓馬達采用的結(jié)構(gòu)如圖1所示，它由帶齒的非圓轉(zhuǎn)子1、行星齒輪2、內(nèi)側(cè)帶齒的定手齒圈4、前端蓋3、后端蓋6及轉(zhuǎn)軸8組成。非圓轉(zhuǎn)子周圍是行星齒輪，它們相互嚙合。前、后端蓋分別于裝置的前、后端。轉(zhuǎn)軸位于裝置的中部，垂直穿過前、后端蓋和其中的非圓轉(zhuǎn)子，并與非圓轉(zhuǎn)子固結(jié)在一起。前、后端蓋與非圓轉(zhuǎn)子、行星齒輪和定子齒圈之間形成密封空間。圖1中的結(jié)構(gòu)在通入液壓油后，行星齒輪在高壓油的作用下一方面繞自身轉(zhuǎn)軸自轉(zhuǎn)，一方面在密封空間中移動，與行星齒輪嚙合的非圓轉(zhuǎn)子隨之轉(zhuǎn)動，通過轉(zhuǎn)軸輸出扭矩。行星齒輪的移動及非圓轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動導致內(nèi)部密封空間的容積隨著變化，這樣有些密封容積變大，需要輸入液壓油；有些密封容積變小，需要排出液壓油；因此我們在后端蓋上合適的位置設置進油孔、出油孔可以使正常運轉(zhuǎn)。
非圓齒輪輪系液壓馬達最重要的就是其能量轉(zhuǎn)換部件；非圓齒輪輪系如圖2（圖中的齒輪以節(jié)曲線表示）所示，圖中節(jié)曲線為三角形的齒輪為圖1中的帶齒非圓轉(zhuǎn)子，節(jié)曲線為四方形的齒輪為內(nèi)側(cè)帶齒的定子齙 圈，7個圓柱齒輪為行星輪，1、3、5、7為進油孔，2、4、6、8為出油孔。
2 輪系節(jié)曲線參數(shù)的確定
液壓馬達設計時，首先應根據(jù)尺寸、輸出扭矩、排量要求來選擇合適的模數(shù)和齒數(shù)。模數(shù)在可能的情況下選取最大的，有利于提高齒輪的強度，但同時應考慮行星輪的齒數(shù)，模數(shù)過大，在相同尺寸的要求下，齒數(shù)太少則行星輪承受載荷能力受到影響；根據(jù)行星輪齒數(shù)得到輪系的變位系數(shù)，三角輪、四方輪節(jié)曲線的曲率較大，一般不考慮根切問題，然后得到三角輪、四方輪節(jié)曲線；輪系的壓力角過大影響傳動效率，但可以提高輪齒的強度，而且與機械退刀不會發(fā)生干涉。
下面我們具體設計一種此類型的低速大扭矩液壓馬達。它的性能要求如下：最大工作壓力為18MPa，輸出扭矩為5000N·m；排量為1.75L/r；輪系尺寸要求：長度和寬度均小于200mm，高度為80mm。
設計出如下的非圓齒輪輪系，輪系中各齒輪的設計參數(shù)如下：
模數(shù)=2；輪系高度=80mm；
三角輪：齒數(shù)=78；齒頂高系數(shù)=0.8；齒根高系數(shù)=1.25；變位系數(shù)=0.4；負變位；長軸=85.656;短軸=65.998。
四方輪：齒數(shù)=104；齒頂高系數(shù)=0.8；齒根高系數(shù)=1.25；變位系數(shù)=0.4；正變位；長軸=109.656;短軸=89.998。
行星輪：個數(shù)=7；齒數(shù)=12；變位系數(shù)=0.4；正變位。
3 加工中的問題及解決
三角輪和四方輪是在數(shù)控插齒機上加的，機床一共有三個軸：Y、B、C。Y軸平行于機床導軌。刀具在Y軸上直線移動，B軸是刀具旋轉(zhuǎn)軸；C軸是工件旋轉(zhuǎn)軸，如圖3所示。
在實際加工過程中，主要遇到了
