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SOK型液压马达的输出性能分析

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Vol. 22 No. 3

May 2019

第22卷第3期

2019年5月

西安文理学院学报(自然科学版)

Journal of Xi'an University ( Natural Science Edition)

文章编号：1008-5564 (2019)

03-0066-04

SOK型液压马达的输出性能分析叶素娣，刘玉婷(芜湖职业技术学院电气工程学院，安徽芜湖241000)

摘 要:研究了 SOK型非圆齿轮液压马达的传动原理,分析了该型液压马达的输出排量和输出力

矩的性能特征，根据最大和最小容腔的位置推导出排量的计算公式,又由齿轮间的液压力推导出输出力

矩和输出功率的计算公式.最后以6阶非圆内齿圈、4阶非圆太阳轮、若干个圆柱齿轮组合成的变中心

矩行星轮系为例，绘制了液压马达的瞬时排量和单腔驱动力矩随动坐标系的转角变化的运动规律，为非 圆齿轮液压马达的应用提供了理论依据.关键词:SOK型液压马达;输出排量;输出力矩;非圆齿轮 中图分类号:TH132. 424汀H132.429

文献标志码：A

Analysis on Output

Performance of

SOK Type Hydraulic

Motor

YE Su-di, LIU Yu-ting

(College of

Electrical Engineering, Wuhu Institute of Technology, Wuhu 241000

, China)

Abstract: In this paper, the transmission principle of SOK type non-circular gear hydraulic mo­

tor is studied, the performance characteristics of output displacement and output torque

of

this

type of hydraulic motor are analyzed, the calculation formula of displacement is deduced ac­cording to the position of maximum and minimum volume chamber, and the calculation formula

of output torque and output power is deduced from the hydraulic force between gears. Finally,

taking the variable center moment planetary gear train composed of 6・order non-circular

inner

ring gear, 4・order non-circular sun gear and several cylindrical gears as an example, and the

movement law of instantaneous displacement and single-cavity driving moment of hydraulic mo­

tor with the change of rotation angle in the moving coordinate

system is drawn, which provides

a theoretical basis for the application of the non-circular gear hydraulic motor.

Key words:

SOK type hydraulic motor ； output displacement ； output torque ； non・circular

gear

非圆齿轮液压马达是非圆齿轮行星轮系的一个重要应用.由于行星轮在高速运转时振动噪声较大, 所以非圆齿轮液压马达多作为低速大转矩机械.可以用于作业环境较差的场合,具有较强的抗污染的 能力⑴.

在变中心距行星轮系中，啮合传动的行星轮与内齿圈或太阳轮之间的中心距是变动的•行星轮的轴

收稿日期=2018-07-09基金项目：安徽省高校自然科学研究重点项目

(KJ2017A553)

；

安徽省省级质量工程项目(

2016ckjh227)

作者简介:叶素娣(1969-),女，浙江上虞人，芜湖职业技术学院电气工程学院教授，主要从事CAD/CAE/CAM 研究.第3期叶素娣，等

.SOK型液压马达的输出性能分析

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心既有圆周运动又有径向移动，属于平面复合运动.因为行星轮的回转速度很高，如果使用非圆柱直齿

轮则其动态性能不满足条件，因此在实际工程中较多采用圆柱齿轮作为行星轮⑵

，

内齿圈或太阳轮则

选用非圆柱直齿轮.

1 SOK型液压马达传动原理

如图1

所示

，内齿圈1

、

行星轮

2

和太阳轮

3是

SOK型液压马达的

核心组成部件•这是一个由圆柱齿轮和非圆齿轮组合而成的复合机 构，内齿圈和太阳轮属于非圆齿轮,行星轮属于圆柱齿轮•构件1、2、3

组合成若干数量的、容积不断变化的密闭空间.当液压油被泵入到密闭的容腔后，容腔的容积时刻在发生变化,

压力随之变化，行星轮作周而复始地自转和公转，进而带动太阳轮围 绕输出轴转动来输出动力，完成液压能向机械能的转换.

本文以内齿圈固定的SOK马达为例加以研究.

本文中各参数的定义如下：

r.一一内齿圈节曲线上的极径;『2

—— 行星轮节圆半径;心——

1 -内齿圈;2 -行星齿轮;3

-太阳轮

图1 SOK型液压马达传动原理图

太阳轮节曲线上的极径.n,——内齿圈节曲线的曲边数;"3—

—太阳轮节曲线的曲边数.

5⑺—下标1表示内齿圈的极角，上标为行星轮的位置;血⑺——下标3表示太阳轮的极角

，上

标为行星轮的位置，以下同.

^,（1，）—

—对应行星轮

1'

的位置内齿圈的极角;

对应行星轮1'的位置太阳轮的极角-

图2为

SOK

行星轮系的极坐标系，

以内齿圈和太阳轮的中心作

为原点，

建立静坐标系

0也匕，

与太阳轮固连的动坐标系设为

0}x3y3,与行星轮固连的动坐标系为O2x2y2.在初始状态，坐标轴

。2了2、。3丁3和。皿在同一个方位上⑶•

在行星轮系转动的某一个瞬时，设行星轮2

的节圆与内齿圈的

节曲线的切点为C点,与太阳轮的节曲线的切点为D点.在静坐标系

0声仍中,C点的极径为

rg）（

极角®由

0皿轴算起，顺时针方向

为正，逆时针方向为负）.则C点的直角坐标公式为{x} = r} sin^!

二厂］

cos®

令C点的节曲线切线正向与内齿圈的极径口的夹角为凶，

则

：

y\ x2图2 SOK行星轮系的坐标系简图

ri

siryi]

vV +

口"

CD - 2r2s\YyjL}

在动坐标系。3巧力中，D的极径为『3 ,D点极角为0 ,太阳轮的回转角速度为5 ,

则:

332[] _

『2(口2 + 2叮2 _ r/|") (rj + 2口'2)-15]

1 -2r2 (r,2 +2^,2)-°'5动坐标系0}x3y.的转角为*>1

0则太阳轮节曲线的极坐标方程为:

厂3二厂1

- CD

卩3二入3 一卩1

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液压马达说明

液压马达说明


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驱动力矩大体上相当于一个齿面油压作用力产生的力 矩，可见外啮合齿轮马达仅适用于小扭矩场合。
m
b
a
2、叶片式马达
9
1）结构
定子环 压力侧板
叶片 转子
后盖 定子环
弹簧摇臂
轴承 密封 轴承
弹簧挡圈
键
壳体
输出轴 10
伊顿M系列结构：动力芯由定子环、转子、12个叶片 和6对弹簧摇臂组成。摇臂弹簧保持叶片伸出并顶在定子 环内壁上，叶片随转子转动在定子环压迫下在转子槽内往 复滑动。转子与输出轴花键连接，输出轴由两付轴承支承。
斜轴式变量轴向柱塞马达结构与工作原理
变量马达通过变量活 塞驱动销摆动缸体改 变排量
变量控制阀
限位螺钉
变 量 活 驱塞 动 销
4、径向柱塞式低速大扭矩马达
1）内曲线多作用马达
力士乐MCR系列
1、2—前后壳体；3、4—转子活塞组件； 5—凸轮盘；
6—输出轴；7—配油轴；8—滚子；环向油道D;工作腔E。
从下图可以看出，双作用叶片马达高压 窗口或低压窗口各呈180°，对转子作用的液 压力，相互抵消成液压平衡状态。
B
A1
A
双摇臂扭簧的两臂分别支撑着互成 90°的两枚叶片，其作用是在马达启动之 前将叶片从叶片槽中推出顶在定子环内壁 上，否则叶片滑落在槽内，导致高低压窗 口串通，系统无法建立压力，马达也无法 启动。可以看出，互成90°的两枚叶片当 其中一枚伸出时另一枚正在缩回，这样扭 簧在马达运转过程中，是绕着安装在转子 上的销轴转动，摇臂受力恒定，因而提高 了扭簧的工作寿命。
11
转子（动力芯）一端与压力侧板（配流盘）接触，另
一端与前壳体接触。压力侧板（配流盘）装在后盖内并通
液压马达的工作原理

液压马达的工作原理

液压马达的⼯作原理液压马达⼯作原理⼀、液压马达的特点及分类液压马达是把液体的压⼒能转换为机械能的装置，从原理上讲，液压泵可以作液压马达⽤，液压马达也可作液压泵⽤。

但事实上同类型的液压泵和液压马达虽然在结构上相似，但由于两者的⼯作情况不同，使得两者在结构上也有某些差异。

例如：1.液压马达⼀般需要正反转，所以在内部结构上应具有对称性，⽽液压泵⼀般是单⽅向旋转的，没有这⼀要求。

2.为了减⼩吸油阻⼒，减⼩径向⼒，⼀般液压泵的吸油⼝⽐出油⼝的尺⼨⼤。

⽽液压马达低压腔的压⼒稍⾼于⼤⽓压⼒，所以没有上述要求。

3.液压马达要求能在很宽的转速范围内正常⼯作，因此，应采⽤液动轴承或静压轴承。

因为当马达速度很低时，若采⽤动压轴承，就不易形成润滑滑膜。

4.叶⽚泵依靠叶⽚跟转⼦⼀起⾼速旋转⽽产⽣的离⼼⼒使叶⽚始终贴紧定⼦的内表⾯，起封油作⽤，形成⼯作容积。

若将其当马达⽤，必须在液压马达的叶⽚根部装上弹簧，以保证叶⽚始终贴紧定⼦内表⾯，以便马达能正常起动。

5.液压泵在结构上需保证具有⾃吸能⼒，⽽液压马达就没有这⼀要求。

6.液压马达必须具有较⼤的起动扭矩。

所谓起动扭矩，就是马达由静⽌状态起动时，马达轴上所能输出的扭矩，该扭矩通常⼤于在同⼀⼯作压差时处于运⾏状态下的扭矩，所以，为了使起动扭矩尽可能接近⼯作状态下的扭矩，要求马达扭矩的脉动⼩，内部摩擦⼩。

由于液压马达与液压泵具有上述不同的特点，使得很多类型的液压马达和液压泵不能互逆使⽤。

液压马达按其额定转速分为⾼速和低速两⼤类，额定转速⾼于 500r/min 的属于⾼速液压马达，额定转速低于 500r/min 的属于低速液压马达。

⾼速液压马达的基本型式有齿轮式、螺杆式、叶⽚式和轴向柱塞式等。

它们的主要特点是转速较⾼、转动惯量⼩，便于启动和制动，调速和换向的灵敏度⾼。

通常⾼速液压马达的输出转矩不⼤（仅⼏⼗⽜?⽶到⼏百⽜?⽶），所以⼜称为⾼速⼩转矩液压马达。

⾼速液压马达的基本型式是径向柱塞式，例如单作⽤曲轴连杆式、液压平衡式和多作⽤内曲线式等。

行走液压马达基本参数

行走液压马达基本参数

行走液压马达基本参数
行走液压马达是汽车驱动系统中的一种主要驱动部件。

它结合机械变速箱，及油门控制装置，可以通过增大或减小油泵的压力和流量来调节主机的行走速度。

下面列举了关于行走液压马达的基本参数：
1.马达的输入功率：一般情况下行走液压马达的输入功率为
12kW，最大功率可达35kW。

2.液压油质量及流量：流量一般为1
3.6L/min，应选用质量较高的抗磨损的液压油。

3.动力转矩：常规行走液压马达的输出转矩能大于1000N.m，动力转矩可达2500N.m左右。

4.马达转速：一般转速范围为0-3000转/分，可调节步进范围为20步/秒。

5.噪音：使用最新设计技术，行走液压马达噪音一般在90dBA以下。

液压马达参数计算

液压马达参数计算

（1）液压马达参数计算①液压马达理论输出扭矩T ：12m DF T η⋅⋅=式中：1m η为传动机械效率，取95.01=m η 则：m N T ·76.26695.0052.05400=⨯⨯=②液压马达理论每转排油量q ：mp Tq ηπ⨯=2 式中：p 为液压马达工作压力，Mpa p 8= m η为液压马达机械效率，取9.0=m η 则 r ml p T q m /2339.0815976.2662=⨯⨯=⨯=ηπ 故液压马达实际输出转矩为：m N pq T m·7.2669.02338159.02s =⨯⨯⨯==πη ③液压马达转速n ：摩擦轮处转速：n 1min /7.36104.014.3602.0r d v =⨯⨯==π 由于马达转速较高，因此选择减速器作为中间减速装置，选取减速器传动比6.5=i ，传动效率为90%。

则液压马达转速：n i n ⨯=1min /5.2057.366.5r =⨯= ④液压马达所需流量Q ：vn q Q η1⋅⋅=式中：v η为容积效率，取9.0=v η 则m in /2.539.015.2051023313l n q Q v=⨯⨯⨯=⋅⋅=-η ⑤液压马达输出功率P ：2.612.61mv c q p q p P ηηηη⋅⋅⋅⋅=⋅⋅= 式中：c η为减速器传动效率，9.0=c ηv η为液压马达容积效率，9.0=v η m η为液压马达机械效率，9.0=m η 则Kw q p q p P m v c 1.52.619.09.09.02.5382.612.61=⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅⋅=⋅⋅=ηηηη P ＞min P ，因此液压马达可使设备进行传动。

（2）液压马达型号的选择在对液压马达进行选型时需要考虑转速范围、工作压力、运行扭矩、总效率、容积效率、滑差率以及安装等因素和条件。

首先根据使用条件和要求确定马达的种类，并根据系统所需的转速和扭矩以及马达的持性曲线确定压力压力降、流量和总效率。