• ISSN 0258-2724
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对称型多输出齿轮马达的泄漏分析与容积效率

闻德生,王少朋,田山恒

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闻德生, 王少朋, 田山恒. 对称型多输出齿轮马达的泄漏分析与容积效率[J]. 江南娱乐网页版入口官网下载安装学报, 2020, 55(2): 379-385. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20180226
引用本文: 闻德生, 王少朋, 田山恒. 对称型多输出齿轮马达的泄漏分析与容积效率[J]. 江南娱乐网页版入口官网下载安装学报, 2020, 55(2): 379-385.doi:10.3969/j.issn.0258-2724.20180226
WEN Desheng, WANG Shaopeng, TIAN Shanheng. Leakage Analysis and Volumetric Efficiency of Symmetrical Multiple Output Gear Motors[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2020, 55(2): 379-385. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20180226
Citation: WEN Desheng, WANG Shaopeng, TIAN Shanheng. Leakage Analysis and Volumetric Efficiency of Symmetrical Multiple Output Gear Motors[J].Journal of Southwest Jiaotong University, 2020, 55(2): 379-385.doi:10.3969/j.issn.0258-2724.20180226

对称型多输出齿轮马达的泄漏分析与容积效率

doi:10.3969/j.issn.0258-2724.20180226
基金项目:国家自然科学基金资助项目(50975246)
详细信息
    通讯作者:

    闻德生(1954—),男,教授,研究方向为新型液压元件与新型液压传动系统,E-mail:wendesheng@ysu.edu.cn

  • 中图分类号:TH137.51

Leakage Analysis and Volumetric Efficiency of Symmetrical Multiple Output Gear Motors

    • 摘要:为了研究对称型多输出齿轮马达的泄漏与容积效率,通过对称型多输出齿轮马达的内部结构计算出内外马达不同连接方式下的几何排量,分析了马达的主要泄漏途径,通过建立泄漏的数学模型归纳不同连接下泄漏的一般表达式;同时搭建试验平台测试对称型多输出齿轮马达的容积效率. 研究结果表明:当马达的进出口压力由0.9 MPa增加至5.9 MPa时,内马达工作时容积效率由94.2%下降至80.2%,外马达容积效率由92.5%下降至73.6%,内外马达同时工作时容积效率由88.8%下降至63.2%,差动连接时容积效率由86.0%下降至62.7%;当进出口压差为5.9 MPa时,内马达单独工作容积效率最高为80.2%,差动连接下马达的容积效率最低为62.7%.

    • 图 1对称型多输出齿轮马达结构

      Figure 1.Structure of symmetrical multiple output gear motor

      图 2齿轮马达齿顶与壳体的径向间隙泄漏

      Figure 2.Radial clearance leakage between gear motor top and housing

      图 3测试系统

      Figure 3.Test system

      图 4马达样机与试验现场

      Figure 4.Motor prototype and experiment site

      图 5容积效率

      Figure 5.Volumetric efficiency

      表 1不同连接方式下马达的泄漏量

      Table 1.Leakage of the motor under different connection modes

      马达工作方式 泄漏量
      内马达 外马达
      工作 不工作 $\Delta {Q_2} + \Delta {Q'_2}$
      不工作 工作 $\Delta {Q_1} + \Delta {Q'_1}$
      工作 工作 $\Delta {Q_1} + \Delta {Q'_1} + \Delta {Q_2} + \Delta {Q'_2}$
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      表 2马达的共齿轮设计参数

      Table 2.Co-gear design parameters of the motor

      主要设计参数 取值
      共齿轮齿宽/mm 40
      共齿轮的外齿轮高压腔的包角/rad π/4
      共齿轮的内齿轮高压腔的包角/rad π/2
      共齿轮的外齿轮齿顶圆半径/mm 37.5
      共齿轮的内齿轮齿顶圆半径/mm 15.8
      共齿轮的外齿轮齿根圆半径/mm 30.8
      共齿轮的内齿轮齿根圆半径/mm 19.1
      共齿轮的外齿轮齿轴半径/mm 27
      共齿轮的内齿轮齿轴半径/mm 24
      共齿轮外齿轮齿顶厚度/mm 2.1
      共齿轮内齿轮齿顶厚度/mm 1.7
      共齿轮外齿轮过渡区的齿数/个 17
      共齿轮内齿轮过渡区的齿数/个 11
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      表 3马达的大齿轮设计参数

      Table 3.Large Motor gear design parameters

      主要设计参数 取值
      大齿轮齿宽/mm 40
      大齿轮高压腔的包角/rad π/3
      大齿轮齿顶圆半径/mm 27
      大齿轮齿根圆半径/mm 20.3
      大齿轮齿轴半径/mm 17
      大齿轮齿顶厚度/mm 2
      大齿轮过渡区的齿数/个 11
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      表 4马达的小齿轮设计参数

      Table 4.Design parameters of motor pinion

      主要设计参数 取值
      小齿轮齿宽/mm 40
      小齿轮高压腔的包角/rad 2π/3
      小齿轮齿顶圆半径/mm 12
      小齿轮齿根圆半径/mm 12
      小齿轮齿轴半径/mm 8.6
      小齿轮齿顶厚度/mm 1
      大齿轮过渡区的齿数/个 5
      齿轮马达的端面间隙/mm 0.015
      齿轮马达的径向间隙/mm 0.03
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      表 5理论与实际泄漏对比

      Table 5.Comparison of theoretical and actual leakage

      工作
      方式
      理论泄漏/(L•min−1 理论容积效率/% 实际泄漏/(L•min−1 实际容积效率/%
      内马达 1.6 91.6 3.8 80.2
      外马达 2.7 85.8 4.3 73.6
      内外马达同时 4.2 78.1 7.0 63.2
      内外马达差动 4.5 76.4 7.6 60.7
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      表 6内马达工作试验数据

      Table 6.Test data of internal motors working

      压差
      /MPa
      输入流量
      /(L•min−1
      理论流量
      /(L•min−1
      容积效率
      /%
      0.9 5.2 4.9 94.2
      2.2 7.2 6.7 93.1
      3.1 9.2 8.4 91.3
      3.9 12.3 10.8 87.8
      5.1 15.4 12.9 83.5
      5.9 19.1 15.3 80.2
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      表 7外马达工作试验数据

      Table 7.Test data of external motors working

      压差
      /MPa
      输入流量
      /(L•min−1
      理论流量
      /(L•min−1
      容积效率
      /%
      0.9 5.2 4.7 92.5
      2.2 7.2 6.5 90.0
      3.1 9.2 8.0 87.2
      3.9 12.3 10.1 82.9
      5.1 15.4 12.1 78.9
      5.9 19.1 14.8 73.6
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      表 8内外马达同时工作试验数据

      Table 8.Test data of internal and external motors working simultaneously

      压差
      /MPa
      输入流量
      /(L•min−1
      理论流量
      /(L•min−1
      容积效率
      /%
      0.9 5.2 4.6 88.8
      2.2 7.2 6.2 86.5
      3.1 9.2 7.7 84.0
      3.9 12.3 9.7 78.2
      5.1 15.4 11.1 72.0
      5.9 19.1 12.1 63.2
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      表 9内外马达差动工作试验数据

      Table 9.Test data of internal and external motor differential working

      压差
      /MPa
      输入流量
      /(L•min−1
      理论流量
      /(L•min−1
      容积效率
      /%
      0.9 5.2 4.6 86.0
      2.2 7.2 6.2 83.5
      3.1 9.2 7.7 80.8
      3.9 12.3 9.7 74.2
      5.1 15.4 10.1 70.0
      5.9 19.1 12.0 62.7
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    出版历程
    • 收稿日期:2018-03-27
    • 修回日期:2018-09-11
    • 网络出版日期:2020-01-04
    • 刊出日期:2020-04-01

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