液压与气压传动--液压马达.ppt

1、第4章 液压马达,目的任务 掌握各种液压马达的结构、工作原理和参数计算 重点难点 低速液压马达的结构与工作原理,4.1 概 述,作用：将泵输入的液压能转换为机械能。 分类: 按结构形式：齿轮、叶片、柱塞马达 按照转速分：高速转速大于500r/min 低速转速小于500r/min 按照排量分：定量、变量马达,4.1.1 液压马达与液压泵比较, 功用完全不同；, 转向要求不同；马达需正反转，结构需对称；泵可以单向转，结构不一定对称。, 自吸性能的要求不同；, 初始密封性能要求不同；, 转速要求不同。,所谓爬行现象，就是当液压马达工作转速过低时，往往保持不了均匀的速度，进入时动时停的不稳定状态。,原

2、因: (1)摩擦力的大小不稳定；,(2)液压马达的泄漏量不稳定。,4.1.2 液压马达的基本参数及其计算,(1) 压力,入口压力,(工作压力),pm,出口压力,(回油压力或称背压),pM,压力差,pM,(2) 排量,qM,(3) 流 量,理论流量,泄漏流量,实际流量,=pm,-pM,(4) 平均转矩,理论转矩,Mt,摩擦损失转矩,实际转矩,M,M,(5) 效率,容积效率,机械效率,总效率,背压 pM =0,背压 pM /=0,(6) 转 速,实际转速,理论转速,(7) 功率,理论功率,输入功率,输出功率,理论液压功率,理论机械功率,PBQB,4.1.3 液压马达的主要性能指标,(1) 启动性能

3、,(启动机械效率),(2) 制动性能,滑转值小，制动性能好。,(3) 工作平稳性,(4) 最低稳定转速,1. 判断下列说法正确与否： (1) 液压马达的入口压力取决于它的输入流量； (2) 液压马达的输入转速只取决于其输入流量而与其排量和入口压力无关; (3) 液压马达的输出转矩取决于工作压力、输入流量； 液压马达的理论流量总是大干它的实际流量； 液压马达的理论转矩总是大于它的实际转矩。,2. 已知:,求:,3. 有一油泵向一油马达供油。油泵的转速为1450 r/min，出口压力为10MPa，入口压力为0；油泵和油马达的排童均为10 mL/r ,油泵和油马达的容积效率和机械效率均为0.9，若不

4、计管路损失和马达回油压力，试求:,1)油泵的输入功率； 2)油马达的输出转速： 3)油马达的输出转矩； 4)油马达的输出功率,4.1.4液压马达图形符号,4.2 高速液压马达,4.2.1 外啮合齿轮马达,(1) 基本工作原理,(2) 基本参数计算, 排量, 输出转速, 输出转矩,(3) 典型结构及特点, 结构是对称的；, 设有单独的泄漏口；, 采用滚针轴承；, 齿数多于同类型马达。,结构简单，体积小，价格低，使用可靠。,优点：,不足：,(1) 启动机械效率低，通常只有0.7-0.8；,(2) 低速稳定性差。,4.2.2 叶片马达,(1) 单作用叶片马达基本工作原理,(2) 基本参数计算,(2)

5、 双作用叶片马达基本工作原理,基本参数计算,结构特点:,(1) 叶片马达必须有叶片压紧机构，使启动时的叶片能紧贴定子内表面，形成密闭的工作容腔。,(2) 泵只需单方向回转，而马达常需正、反向回转，为此对马达有以下要求：,在壳体上设有单独的泄油口。,安装有交替逆止阀。,叶片径向布置。,进、出油口大小相同。,叶片马达体积小、转动惯量小，因此动作灵敏。,泄漏较大，低速稳定性和效率较低。,优点：,缺点：,4.2.3 轴向柱塞马达,(1)基本工作原理,(2) 基本参数计算,（2） 斜轴式轴向柱塞马达,4.2.4 摆动液压马达,4.3.1 行星转子式摆线马达,4.3 低速液压马达,其瞬时啮合传动状况如图所

6、示，内齿圈(即定子)的轮齿齿廓(即针轮)是以d为直径的圆弧构成；小齿轮(即转子)的轮齿齿廓是圆弧的共扼曲线，即圆弧 中心轨迹 (整条的短幅外摆线)的等距曲线，转子和定子之间有偏心距A。当两轮齿数差为 1 时，两轮所有的轮齿都能啮合，并形成和定子针齿数目相同的密封腔。,摆线马达的啮合状态,如图所示，导圆 1在生成圆 2内，它们相切于P点。定子的圆弧齿(针齿)中心M分布于半径为r的分度圆上。当生成圆 2 相对于导圆1作纯滚动时，针齿中心M点的轨迹。即为短幅外摆线。,摆线的形成,(2)基本参数计算,(3)基本结构,4.3.2 曲轴连杆马达,(2) 基本参数计算,(3) 瞬时转矩,F,Fi,(4)典型

7、结构,2) 转矩脉动及低速稳定性,3) 启动转矩,(5) 几个问题,1) 关于连杆磨损,4.3.3 静力平衡马达,(2) 静力平衡分析,1) 柱塞的静力平衡,F1,F2,2) 压力环的静力平衡,3) 五星轮的静力平衡,特点:,静力平衡液压马达与曲轴连杆马达相比，结构牧简单，工艺性较好，对材料要求不高,启动转大，可达正常运转时转矩的95。,静力平衡马达若设计或工艺处理不当，会产生柱塞活动不灵，压力环过度倾斜和五星轮偏转等问题，会使柱塞底面和压力环之间不能紧密接触而造成开口，丧失密封，导致喷油现象，使马达容积效率大大降低，压力下降，甚至无法工作。另外，弹簧往复次数过多，容易疲劳破坏或折断。静力平衡

8、马达的另一缺点是柱塞受侧向力较大。,4.3.4 内曲线径向柱塞马达,(1)基木结构及工作原理,N,T,pH,(2) 平均参数,(3) 柱塞副典型结构,内曲线马达的典型结构,(4) 定子曲线,1) 等加速类导轨曲线:,2) 余弦类导轨曲线:,等加速-等速-等减速曲线,3) 正弦类导轨曲线:,4) 圆弧导轨曲线：,(5)柱塞组件的运动学分忻,度速度,度加速度,柱塞相对运动的线速度和线加速度,(6) 转矩-转速均匀性分析,液压马达本身泄漏的不稳定；,液压泵的流量脉动；,油液的容积压缩；,液压马达定子曲线的形状。,转距不均匀系数=0的条件,马达转矩或转速不均匀系数为0的充要条件:,(7) 瞬时转矩的脉

9、动周期,(8) 柱塞组件动力学分析及背压值的确定, 动力学分析, 最小背压值的确定,(9) 幅角分配系数,所谓幅角分配系数是指定子曲线各区段所包含的幅角(夹角)与脉动周期角之比值。,若使马达的转矩和转速脉动系数均为零，则必须使加速段及减速段的幅角均为脉动周期角的整数倍。,已知: Z10，X6,最大公约数 m2,作用幅角:,脉动周期角：,总的幅角分配系数：,为保证液压马达的M和n均为零,加速区段幅角：,减速区段幅角:,若选。1.5。，则等速区段的幅角为,(10) 变速方式,1) 改变作用次数X的变量方法, 改变柱塞数Z, 改变双排柱塞的串、并联, 改变柱塞的工作排数。,(11) 基本结构参数的选择,作用次数 X 住塞数 Z 柱塞直径 d 柱塞行程 H 往塞排数 Y 滚道最小半径, 作用次数 X。, 单排