船用外行星摆线针轮液压马达的结构优化设计
摆线马达优化设计研究
满足 ( 10)
∀R + C
式中
C 给定常数。 约束函数 g 1 ( X ) = z 2 x2 + C - K
0min
=
m in
# 0
27( z 2 - 1) ( 1- K 1 ) = 0 487 1 3 ( z 2 + 1)
min
2
( 11) ( 12)
= K
min min
则约束函数可以写为 g 1( X ) = z 2 x 2 + C - K
摘 要 : 摆线马达的内转子齿廓曲线是短幅外摆线的等距曲线, 如果设计参数选择不当, 会出现根 切或尖点。应用 MATLAB 优化工具箱, 对摆线马达的参数进行了优化, 并给出了具体计算实例。 关键词 : 摆线马达; MATLAB; 优化设计 中图分类号 : TH132 文献标志码: A 文章编号 : 1003 0794( 2009) 01 0022 02
摆线马达的体积 2 2 2 V = r f B = Be [ z 2 ( m - n ) + 2] r f2 = ( m - n ) z 2 e + 2 e 式中 r f2 外转子齿根圆半径。
为使优化结果具有普遍性, 取 B = 1, e = 1, 并将 z 2 作为设计常量 , 以齿形系数 m 、 弧径系数 n 作为
( 2) 约束函数 摆线马达的内转子齿廓曲线是短幅外摆线的等 距曲线, 它的理论齿廓曲线是短幅外摆线, 实际齿廓 是以理论齿廓曲线为圆心 , 以外转子齿形圆半径 R 为半径的圆族内包络线, 当理论齿廓曲线外凸时 , 若齿形圆半径 R 大于理论齿廓曲线的最小曲率半 径时 , 实际齿廓出现尖点或产生根切, 导致内外转子 不能正确啮合, 影响传动的平稳性! 。因此, 外转子 齿形圆半径 R 必须小于内转子理论齿廓曲线外凸 时的最小曲率半径 0min 。为具有一定的接触强度 , 应使实际齿廓最小曲率半径
摆线液压马达工作原理
摆线液压马达工作原理摆线液压马达是一种应用于液压系统的高效率机械设备。
它将液压能转化为旋转力，将液体压力转换为机械动力，因此适用于需要产生持续高功率输出的工业领域。
本文将介绍摆线液压马达的工作原理及其构造。
1. 摆线液压马达的构造摆线液压马达主要由外部定子、内部滑块、星轮、曲柄轴等部分组成。
外部定子是一圆形筒体，内置有若干数量的星轮凸轮槽。
内部滑块与星轮配合，通常有三个或四个滑块。
滑块通过轴与内部配合移动，使得内部和外部的筒体相互转动。
曲柄轴与内部滑块相连，因此当内部滑块移动时，曲柄轴也会转动。
摆线液压马达工作的原理基于星轮运转的过程，通常包括以下步骤：步骤1：液体通过进口流入摆线液压马达，产生液压压力。
步骤2：液体压力推动内部滑块，使其绕星轮做圆周运动。
步骤3：内部滑块的运动导致连接其它零件的曲柄轴转动，从而使外部定子旋转。
步骤4：定子旋转后，星轮轮槽与滑块对接，并将能量传递到滑块上，使其继续绕着星轮运转。
步骤5：液压流正常进入和离开马达，在其它部件中产生压力或速度。
由于摆线液压马达普遍被设计为低速高扭矩的应用，因此其转速很低，大多数低于1000rpm，但是为了达到较高的功率输出，必须提供高的压力和流量。
因此，摆线液压马达通常被用于要求大功率、缓慢的工业驱动器中，比如：飞机起落架、铲土机、液压机床等。
摆线液压马达有很多的优点：(1) 高效率：摆线液压马达相对于其它液压系统，其效率较高，因为它可以在低速下产生更高的扭矩。
(2) 可靠性：摆线液压马达的设计非常结实耐用，因此适用于最严苛的工业环境，如船舶、农业、矿山等。
(3) 精准性：由于摆线液压马达的设计复杂性较高，但是极其精确，因此可以获得非常精确的控制工作，可以操纵执行器以精确达到自己需求的力量、速度等。
(4) 轻便：摆线液压马达通常比液压缸更轻，因此不仅可以轻松安装在紧凑空间中，而且可以更轻松地操纵。
(5) 长生命周期：由于摆线液压马达的设计耐用，因此在适当维护的情况下，可以保持很长时间的使用寿命。
摆线针齿马达参数优化及CAD设计
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｈ１ ２ ２
文献 标 识 码 ： Ａ
文 章编 号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ（ ２ ０ １ ３） ０ １ ０ — ０ ０ １ ４ — ０ ３
摆线 马 达 结构 简 单 ， 体 积小 、 重量 轻 、 转矩大 、 转 速 范 围广 ， 被 广 泛 应 用 于 多种 领 域 ， 如工业机械 、 农
马达 的核 心构 件 ， 若 设 计参 数 的选 择 不合 理 ， 会 出现 摆 线 齿 廓根 切 或 者尖 点 现 象 ，影 响 马达 的运 动平 稳 性 ，若 使用 Ｖ Ｂ或 者 Ｖ Ｃ等 编 程语 言 进行 优 化 计算 ， 工作 量大 且 繁琐Ⅲ 。 本 文 充分 借 助 了 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ软件 的优化 工 具箱 简 单、 工 作 量 小 的特 点 ， 对 摆 线 马达 的参 数 进 行 优 化 。 同时 ， 由于摆 线齿 廓 的复 杂性 ， 此 类 齿 轮 的造 型一 直 是 困扰 设计 人 员 的难 题 。然 而 ， 常用 的 Ｃ ＡＤ软件 没
Ｅｑｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎｔ Ｍ ａ ｎ ｕｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎｇ Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎｏ． １ ０， ２ ０１ ３
摆线针齿马达参数优化及 Ｃ Ａ Ｄ设计
唐 文献 ， 丁 浩， 张智敏 ， 金 翔
（ 江 苏科 技大 学 机械 工程 学 院 ， 江苏 镇 江 ２ １ ２ ０ ０ ３ ）
业机械 、 林 业 机械 、 船用 机 械 等 。摆 线齿 轮 作 为摆 线
式（ １ ） 中各个 符号 含 义在表 １ 有 详 细说 明 。
由于 Ｅ的计 算 公 式 比较 复 杂 ，考 虑 到我 们 主要
摆线马达的结构设计和优化
摆线马达的结构设计和优化摆线马达是一种常见的电动机，其结构设计和优化直接影响着其性能和效率。
本文将探讨摆线马达的结构设计原理以及优化策略，以帮助读者更好地理解和应用这一技术。
一、摆线马达的结构设计原理摆线马达是一种基于摆线齿轮的电动机，其工作原理是通过齿轮传动来转化电能为机械能。
其结构包括摆线齿轮、摆线齿轮架、转子和定子等部分。
1. 摆线齿轮：摆线马达的关键部件之一，其齿形为摆线曲线，具有一定的等距特性，能够保证马达的稳定性和高效性。
2. 摆线齿轮架：用于支撑和固定摆线齿轮，保证齿轮的运动平稳，并减小噪音和振动。
3. 转子：摆线马达的旋转部分，通过齿轮传动转化电能为机械能。
4. 定子：摆线马达的静止部分，通过电流传输，产生磁场以使转子旋转。
二、摆线马达的结构优化策略为了提高摆线马达的效率和性能，可以采取以下优化策略：1. 材料选择：选择合适的材料可以提高摆线马达的承载能力和耐磨性。
常见的材料包括高温合金、不锈钢等，具有良好的机械性能和耐腐蚀性。
2. 齿轮设计：优化齿轮的齿形和齿数，可以提高摆线马达的传动效率和运动稳定性。
同时，合理选择齿轮的加工工艺，如热处理、齿面磨削等，能够进一步提高齿轮的质量和使用寿命。
3. 磁场优化：优化摆线马达的磁场分布，可以提高转子与定子之间的耦合效应，减小功耗和能量损失。
通过运用有限元分析等工具，可以对磁场进行模拟和优化，得到最佳的磁场分布。
4. 散热设计：由于摆线马达频繁工作时会产生热量，因此需要设计有效的散热系统。
通过增加散热片、风扇等散热部件，并合理布置散热孔，能够有效降低温升，提高摆线马达的功率密度和使用寿命。
5. 噪音控制：优化结构和减小摩擦可以帮助减小摆线马达的噪音。
通过减少齿轮间的间隙和使用低摩擦材料可以降低噪音产生。
三、摆线马达的应用领域摆线马达由于其高效率、高扭矩和紧凑结构，广泛应用于诸多领域，包括工业自动化、机床、家电、汽车等。
1. 工业自动化：摆线马达作为一种精密的执行器，被广泛应用于工业自动化领域，如机器人、数控机床、纺织机械等。
摆线电机的结构设计和工作机理研究
摆线电机的结构设计和工作机理研究摆线电机是一种通过摆线轮与摆线齿轮之间的啮合来驱动转动的电机。
它具有高效率、高精度、高可靠性等优点，被广泛应用于机器人、医疗器械、航空航天等领域。
本文将从结构设计和工作机理两方面对摆线电机进行研究。
一、结构设计1. 摆线轮摆线轮是摆线电机的核心部件，其结构设计对于电机的性能有着重要的影响。
一般采用的摆线轮结构有四弧齿、七弧齿、八弧齿和十弧齿等，其中十弧齿的结构最为复杂，但能够提供更高的精度。
摆线轮的参数设置也需要考虑到齿数、齿宽、径向距离等因素，以满足电机的转动要求。
2. 摆线齿轮摆线齿轮是与摆线轮相啮合的部件，其结构设计也需要考虑到齿数、齿宽、径向距离等因素。
同时，在确保与摆线轮啮合的情况下，还需要保证其与电机的其他部件的匹配度。
3. 电机壳体电机壳体作为电机的外壳部件，不仅需要满足美观要求，还需要具有足够的承载能力，以保护电机内部零部件。
在结构设计时需要考虑到材料的选择、加工工艺等因素。
4. 电机轴承电机轴承作为电机的载荷传递部件，其结构设计需要考虑到载荷类型、载荷大小等因素。
同时，还需要考虑到轴承的寿命和维护方便性等因素。
二、工作机理1. 摆线电机的运动学分析摆线电机是通过摆线轮与摆线齿轮的恒定啮合来驱动转动的。
其运动学分析主要包括摆线轮的运动、摆线轮与摆线齿轮的自由度研究、摆线齿轮的角速度等方面。
2. 摆线电机的动力学分析摆线电机在运动过程中需要克服惯性、摩擦等阻力，其动力学分析主要研究电机转矩的产生机理和转动稳定性等问题。
在实际应用中，需要通过控制电机的电流、电压等参数来实现电机的精确控制。
3. 摆线电机的优缺点分析摆线电机具有齿轮啮合顺滑、精度高、噪音小等优点，但也存在转速低、扭矩过低等缺点。
在实际应用中需要根据具体情况进行选择和优化设计。
总之，摆线电机作为一种高效率、高精度、高可靠性的电机，具有广泛的应用前景。
在结构设计和工作机理研究中，需要考虑到多种因素，以达到更好的电机性能和零部件匹配度。
液压马达的工作原理_液压马达内部结构图
液压马达的工作原理液压马达是一种低速中转矩多作用液压马达，简称摆线马达。
由一对一齿之差的内啮合摆线针柱行星传动机构所组成，采用一齿差行星减速器原理，所以这种马达是由高速液压马达与减速机构组合而成的低速大转矩液压元件。
它瑪戋、石化机械、船舶运圣动、轻工机械、产业机械等设备上有着广泛的应用。
摆线液压马达是利用与行星减速器类似的原理（少齿差原理）制成的内啮合摆线齿轮液压马达。
转子与定子是一对齿轮泵摆线针齿啮合齿轮，转子具有Z，（Zl=6或8）个齿的短幅外摆线等距线齿形，定子具有Z：＝Zi +1个圆弧针齿齿形，转子和定子形成22个封闭齿间封闭容腔，其中一半处于高压区，一半处于低压区。
压力油经配油盘c或配油轴，上的配油窗口进入封闭容腔变大！径向柱塞式液压马达工作原理，当压力油经固定的配油轴4的窗口进入缸体内柱塞的底部时，柱塞向外伸出，紧紧顶住定子的内壁，由于定子与缸体存在一偏心距。
在柱塞与定子接触处，定子对柱塞的反作用力为。
力可分解为和两个分力。
当作用在柱塞底部的油液压力为ｐ，柱塞直径为ｄ，力和之间的夹角为X时，力对缸体产生一转矩，使缸体旋转。
缸体再通过端面连接的传动轴向外输出转矩和转速。
液压马达的工作特点马达应能正、反运转，因此，就要求液压马达在设计时具有结构上的对称性。
当液压马达的惯性负载大、转速高，并要求急速制动或反转时，会产生较高的液压冲击，应在系统中设置必要的安全阀或缓冲阀。
由于内部泄漏不可避免，因此将马达的排油口关闭而进行制动时，仍会有缓惯的滑转。
所以，需要长时间精确制动时，应另行设置防止滑转的制动器。
某些型式的液压马达必须在回油口具有足够的背压才能保证正常工作。
液压马达内部结构图摆缸式液压马达结构如下图：它包含壳体1、曲轴2、缸盖3、摆缸4、柱塞5、柱塞复位弹簧6、主动齿轮7、双头键8、从动齿轮9、配流盘10、辅助配流侧板11、波形弹簧12和配流壳体13，曲轴2 的中部通过曲轴支承套14 套接有柱塞5，柱塞5 外侧设置有柱塞复位弹簧6，柱塞复位弹簧6 外侧设置有摆缸4，摆缸4 外设置有缸盖3，缸盖3 外部设置有壳体1，柱塞5 右端的曲轴2 上固定套接有主动齿轮7，主动齿轮7 通过双头键8、从动齿轮9 与配流盘10 相配合，配流盘10 一侧设置有辅助配流侧板11，辅助配流侧板11通过波形弹簧12 与配流壳体13 相配合。
外行星摆线马达结构设计
外行星摆线马达结构设计摘要科学技术飞速发展的今天,机器已经很大程度上代替了人力劳动，解放了人的类的体力劳动，为工业的进一步展注入了源源不断的动力，更是为人类的进步做出了不可磨灭的作用。
然而，正当机器在人类工业发展中产生了举足轻重的作用的同时，又有一个新的问题摆在我们的面前，源动力怎么办，又如何能更好地利用我们身边的自然资源？横在人类进步这一阶梯面前的又是一联串的新产生的问题——如何来产生源源不断的动力？为了解决一系列所涉及的动力源的问题，马达、电动机、内燃机、泵等一系列的动力机就孕育而生了。
液压马达就像是人的心脏一样，为源源不断地输送转换能量和提供能量。
为科技工业的发展作出了不可磨灭的功绩。
采用行星针轮摆线啮合付的一齿差原理和结构的液压马达，又称它为外行星传动机构，它的产生对开拓液压技术应用范围将是一次重大的突破。
它的技术优势明显，具体可分为：优化的液压机械技术、优化的结构创新设计和具有领先的应用技术和较大的拓展性技术。
对此可进行不断的开拓和创新。
可以预见，此结构在不久的将来，应用范围一定会越来越广，对解决中国能源的紧迫感有重大作用。
应用此技术对国民经济发展中节能、节省资源和降低制造成本也会产生一定的影响，对扩大液压机械的应用开拓是一项重大的贡献。
本课题研究内容和任务，就是以一种新型结构的液压泵和马达液力转换能量方式，取而代之是一种大功率，高效率，小体积，低价格的马达。
关键词：摆线马达液力转换机构配油机构孔销机构The Structure Design Of Extrasolar planetscycloid MotorAbstractRapid development of science and technology of today, machines have largely replaced human labor, liberating the people of the class manual for further industrial development into streams of momentum more to the progress of mankind made an indelible role. However, while the machinery in the industrial development of mankind have a pivotal role, we have a new problem in front of us, how do power source, How can we make better use of the natural resources around us? Wang human progress in the face of the ladder is a joint series of emerging issues -- how to generate a constant supply of power? To solve a series involving the source of power, motors, motor, the internal combustion engine, a series of pump power generator on the breed and health. Hydraulic motors is like the heart, a steady supply of energy conversion and energy. For the development of IT industries has made indelible contributions. Using needles round cycloid planetary meshing pay a tooth difference principle and structure of hydraulic motors, also called extrasolar planets drive, Its appearance on the pioneering application of hydraulic technology will be a major breakthrough. Its technical advantages are obvious, concrete can be divided into : optimization of hydraulic machinery technology, the optimum structure with innovative design and the application of leading technology and the development of more technology. This can be carried out continuously and innovation. It can be foreseen that this structure in the near future, the application will become wider. China to solve the energy of urgency a major role. Application of this technology to the development of the national economy energy, save resources and reduce the cost of manufacturing will have a definite impact Hydraulic machinery to expand the application development is a major contribution. The research content and the task is to a new structure of the hydraulic pump motors and hydraulic energy conversion, Instead of a high power, high efficiency, small size, low price of motors.Key word：cycloid motor Hydraulic Converter Distribution oil sector Kong marketing agencies目录前言 (1)1．概述 (3)1．1液压马达 (3)1．3摆线马达的相关问题 (4)2．摆线及其相关的问题 (10)2．1问题的提出 (10)2．2摆线的定义与研究历史 (10)2．4摆线的两个重要性质 (12)2．5摆线的其他有关方面 (13)3．摆线轮的结构与工作原理及其分析计算 (15)3．1概述 (15)3．2啮合原理 (16)3．3摆线轮的啮合特性 (18)3．4摆线针轮作用力的理论分析 (23)3．5摆线针轮的齿面接触强度的理论分析 (26)4. 摆线轮机构及其相关部分机构的方案设计及其计算 (29)4．1参数方案选择设计 (29)4．2实际参数设计计算 (33)5．其它部分设计分析 (38)5．1参数选择分析与计算 (38)5．2 柱销与孔的作用力分析 (40)5．3螺栓分析与计算 (42)5．4 轴承的设计计算 (45)5．5壳壁主要部分的设计计算 (48)5．6封密装置的设计分析 (49)结束语 (51)致谢 (51)参考文献 (52)附录 (53)前言浙江是中国海岸线最长、岛屿最多的海洋大省。
摆线减速机的优化设计与制造
摆线减速机的优化设计与制造摆线减速机是一种高效、耐用、减速比大的减速装置，在工业企业及机械制造中得到广泛应用。
在其创新发展的过程中，优化设计和制造已成为了一个不可或缺的环节。
本文旨在探讨如何通过优化设计和制造来提高摆线减速机的工作效率。
一、优化设计在摆线减速机的设计流程中，优化设计是一个核心环节，它关系到摆线减速机工作效率的提高。
下面从摆线轮、摆线节数、轴承、箱体四个方面探讨优化设计。
（一）摆线轮设计优化摆线轮是摆线减速机的核心部件，其设计和制造质量的稳定性和高度是保障减速器稳定工作的基础。
目前，常用的摆线轮一般都选用20CrMnTi合金轮齿钢。
在摆线轮的设计中，齿形设计是关键。
目前市面上常见的齿形设计有三种：S 型、C型、U型。
在实际运用中，S型是最优化的设计。
因为过流区域较小，能有效减少节渐变，并且较佳的预正和后逆微调效果，使摆线减速机运营更为平稳。
（二）摆线节数设计优化在设计摆线减速机时要注意摆线节数的设定，因为节数个数直接关系到其传动比和传动效率。
在制造摆线减速机时，选取多少节数，应根据实际的工作要求和工作环境来设定。
一般而言，节数的增多会降低传动效率，但是齿床误差影响反而会更小。
因此，有时候，增加一个节数可能会提高减速器的平稳程度。
关键在于如何掌握其配置方式。
一种实际可行的做法是以65、100、120、145、175、205的数列值作为摆线节数进行摆线减速机的设计。
（三）轴承设计优化轴承设计也是优化设计的重要环节，选用质量稳定的轴承能够增加减速器的稳定性，而不同型号的轴承也会直接影响减速器的寿命和效率。
三排圆柱滚子轴承结合式和双列锥形滚子轴承都可使用在摆线减速机中。
对于近几年来双列锥形滚子轴承较为流行，选择这种轴承的原因主要是因为其传力与轴向力更稳定，是一种较为理想的结构轴承。
（四）箱体设计优化通过优化箱体的结构，可以减小减速器在工作中对油温、噪音等的影响。
合适的箱体设计是通过计算得来的，箱体内部结构的合理设计能让减速器在工作中得到更好的润滑和冷却，同时减少摆线减速机的噪音。
一种新型的行星针轮摆线液压马达设计研究
ｒ ＝中心距 Ｏｗ ｐ 。 Ｏ ＝中心距 Ｏ Ｏ ， 因 Ｏ Ｏ ｌ ２又 ｌ ｗ＝ｒ ＝
Ｏ Ｏ。故 四边 形 Ｏｌ ２ 。 为 一 平 行 四边 形 。 因 此 ， ２ ， ＯＯＯ 不论 行 星针轮 １ 到任 何位 置 ， ２ 总 平行 于 Ｏ】ｗ 转 Ｏ Ｏ。 Ｏ ， 这 就表 明输 出轴 ５的转 速始 终与 行星针 轮 １的转速 相 同。 当行星针 轮 （ 获得 一绝 对 角速 度 时 ， Ｚ） ４个 ｗ 孑 通过 滚针 轴承 ７ 牵连 圆柱 销轴 ６带动 左右端 盖 ８９ Ｌ ， 、
槽 弧度尺寸 ， 可按旋转 方 向略大 于 Ｃ Ｎ。左右端 盖 ８ Ｐ 、
液压 马达 。
２ 新 型针 轮摆 线液压 马 达的 运动原 理 此新 型针轮 摆线 液压 马 达的最 作 原 理 如 图 １ 这 。在 行 星 针 轮
（ 】的轮辐板上 ， Ｚ） 沿半径为 １ ０的圆周上制 有 ４个 ｗ 孑 ， Ｌ
Ｚ ＨＡＮＧ —ｉｎ Ｙｕ ｌ ，Ｚ ａ ＨＡＮＧ ｉ Ｈａ
（ 江 海 洋 学 院 工 程 学 院 ， 江 舟 山 ３ ６ ０ ） 浙 浙 １０ ４
摘
要： 对一种行 星针 轮摆 线 液压马 达进行 了研 究。此 马 达采 用 孔销 输 出机 构 ， 实现 了 同步端 面 配流 ，
缩短 了轴 向尺寸 ， 大减轻 了重 量 。总体 结构相 对 简单和 紧凑 ， 高了转速 和 效率 ， 密封 性能 良好 。 大 提 且
收稿 日期 ：０ ６０ —６ ２ ０ —２１
作 者简 介 ： 玉 莲 （９４ ）女 ， 江 浦 江 人 ， 教 授 ， 士 研 张 １６ 一 ， 浙 副 硕 究生 ， 主要 从 事 液 压 系统 的研 究 工 作 。
摆线液压马达原理
摆线液压马达是一种独特的液压传动装置，其工作原理基于摆线齿轮的啮合运动和内外齿圈之间的容积变化。
摆线液压马达以其高效、低噪音、大扭矩等特点，在工程机械、船舶、冶金等领域得到了广泛应用。
本文将详细阐述摆线液压马达的工作原理，以期为读者提供更为深入的了解。
一、摆线液压马达的基本结构摆线液压马达主要由内齿圈（定子）和摆线齿轮（转子）组成。
内齿圈是一个固定的圆环，其内部加工有一定数量的圆弧针齿。
摆线齿轮则是一个与内齿圈相配合的旋转部件，其齿形为短幅外摆线的等距线。
摆线齿轮与内齿圈之间保持一齿之差，以实现其工作原理。
二、摆线液压马达的工作原理摆线液压马达的工作原理基于行星减速器的基本工作原理，即利用少齿差行星传动原理来实现。
当液压油进入马达时，它会被分配到各个封闭的齿间容积中。
随着摆线齿轮的旋转，这些容积会不断发生变化，从而实现液压油的吸入和排出。
具体来说，当液压油从马达的进口进入时，它会被分配到摆线齿轮和内齿圈之间的各个封闭齿间容积中。
这些容积随着摆线齿轮的旋转而不断变化，使得液压油产生压力。
由于摆线齿轮与内齿圈之间保持一齿之差，因此当摆线齿轮旋转一周时，每个封闭的齿间容积都会完成一次吸油和排油的过程。
在液压油的作用下，摆线齿轮会产生一个扭矩，从而驱动马达的输出轴旋转。
由于摆线齿轮的齿形特殊，使得马达在旋转过程中能够保持较高的扭矩输出，同时降低噪音和振动。
三、摆线液压马达的特点高效率：摆线液压马达采用内啮合齿轮传动，具有较高的传动效率。
与传统的外啮合齿轮马达相比，其效率更高，能够更好地满足工程机械等设备的动力需求。
大扭矩：由于摆线齿轮的特殊齿形设计，摆线液压马达能够在较小的体积内实现较大的扭矩输出。
这使得马达在应对高负载、大扭矩的工况时具有更好的性能表现。
低噪音、低振动：摆线液压马达的内外齿圈采用特殊的摆线齿形设计，使得马达在运转过程中能够保持较低的噪音和振动水平。
这有助于提高设备的整体舒适性，降低操作人员的疲劳程度。
一种新型船用摆线液压马达的设计研究的开题报告
一种新型船用摆线液压马达的设计研究的开题报告题目：一种新型船用摆线液压马达的设计研究研究背景：随着经济、科技的发展，船舶作为一种重要的交通工具，日益得到广泛的应用。
在船舶运行中，液压系统起着至关重要的作用，其中液压马达作为液压系统的重要组成部分，其性能的优劣直接影响到船舶的性能和效益。
传统的液压马达采用柱塞式或齿轮式结构，虽然具有成熟的技术和应用经验，但由于其存在体积大、重量重、噪音大等缺点，不利于实现船舶轻量化、高效率、低噪音和环保等要求；而摆线液压马达由于具有体积小、重量轻、转矩平稳、节流损失小等优点，能够满足船舶液压系统的特殊要求，成为液压系统结构的重要发展方向。
研究目的：本课题旨在研究一种新型的船用摆线液压马达，提高其运行性能和适应性，解决传统液压马达存在的缺陷，为船舶液压系统提供更为优秀的选择。
研究内容：1.新型船用摆线液压马达的结构设计；2.新型船用摆线液压马达的工作原理和运转特点分析；3.摆线液压马达的流场与力学特性分析；4.优化设计并制作实验样机，对其进行性能测试和实验研究分析。
研究方法：1.利用CAD软件进行新型摆线液压马达的结构设计，绘制3D模型并进行优化设计；2.建立数学模型，分析新型摆线液压马达的工作原理和运转特点；3.采用数值计算与实验相结合的方法，对摆线液压马达的流场与力学特性进行研究；4.制备实验样机，进行性能测试，并对实验结果进行分析和优化。
预期成果：通过研究设计一种新型船用摆线液压马达，实现液压转换的高效、高质量、低噪音和环保，具有广阔的市场应用前景。
同时，本课题研究成果的应用也将为我国液压技术的发展提供技术支撑和理论指导，具有一定的工程和经济价值。
基于PSO的摆线液压马达摆线轮的优化修形
基于PSO的摆线液压马达摆线轮的优化修形
巴图;周燕飞;向伦凯
【期刊名称】《机械设计与制造工程》
【年(卷),期】2016(045)003
【摘要】针对摆线液压马达优化修形的问题,提出一种以总效率为目标函数的基于粒子群算法(PSO)的优化修形方法.以某型号摆线液压马达为优化对象,建立了摆线针轮行星机构的容积效率、机械效率及总效率的数学模型,并以总效率为目标函数,对其使用PSO进行优化搜索最优修形值.结果表明,该方法可以使效率达到98.55%,比传统优化方法提高4%.
【总页数】4页(P21-24)
【作者】巴图;周燕飞;向伦凯
【作者单位】南京航空航天大学机电学院,江苏南京 210016;南京航空航天大学机电学院,江苏南京 210016;南京航空航天大学机电学院,江苏南京 210016
【正文语种】中文
【中图分类】TH137.51
【相关文献】
1.摆线针轮传动中摆线轮齿廓修形技术研究 [J], 赵大兴;明廷伯;余金舫;高博
2.摆线针轮行星传动中摆线轮最佳修形量的分析与计算 [J], 张世安
3.基于多目标遗传算法的摆线液压马达摆线副基本参数优化 [J], 吴方文;周燕飞;牛德奎;王小博;王兆华
4.船用外行星摆线针轮液压马达的结构优化设计 [J], 戎瑞亚;章海;刘全良
5.摆线针轮行星传动中摆线轮齿廓修形参数的优化设计 [J], 贺俊林;丁临菊
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一种新型摆线液压马达
一种新型摆线液压马达王舰;王春涛;张态成【摘要】介绍一种全新的摆线液压马达设计的结构和工作原理，并从理论上分析其性能特点。
研究的摆线液压马达与现有的各类液压马达相比具有结构紧凑，体积小，重量轻，系列数多，排量大，密封性和能量转换率高等特点。
%The structure and working principle of a new type of cycloidal hydraulic motor were introduced, and its performance features were analyzed in theory.This cycloidal hydraulic motor has many features such as compact structure, small volume, more series number, big output volume, and high leakproofness and energy conversion rate compared with the existing various types of hydraulic motors.【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】3页(P121-123)【关键词】针轮摆线;液压马达;工作原理;结构性能【作者】王舰;王春涛;张态成【作者单位】浙江海洋学院船舶与海洋工程学院，浙江舟山 316022;浙江海洋学院船舶与海洋工程学院，浙江舟山 316022;浙江海洋学院船舶与海洋工程学院，浙江舟山 316022【正文语种】中文【中图分类】TH137.51液压马达习惯上是指输出旋转运动，将液压泵提供的液压能转变为机械能的能量转换装置[1]。
摆线液压马达具有结构简单、体积小、重量轻、输出扭矩大以及单位质量功率比其他类型液压马达大等特点[2]，广泛应用于工程、农业、船舶运输、矿山及渔业等各种机械设备中。
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研究设计的新型外行星摆线针轮液压马达主要 由如图 1 所示的液力转换机构、如图 2 所示的孔销输 出机构、如图 3 所示的端面配油机构及其他附件组成。 马达二维图形结构参见文献［2］，外形如图 4 所示。
液力转换机构采用带左右轴头上装有角接触轴
* 浙江省科技厅资助项目( 2008C21147)
图 11 应力探测
835 MPa，安全性高，材 料 富 裕 度 过 大，可 以 减 小 其 内、
外径尺寸，也可以选用屈服极限相对较小的材料，以
降低成本。
2. 2 摆线齿轮轴尺寸优化分析
1) 设计变量 X 的建立: X = ［x1 ，x2 ，x3 ，x4］T = ［D，A，K，b］T 式中: D 为摆线齿轮轴的外径( 为当量直径) ; A 为该轴
由液力转换机构中的轴摆线齿轮处进油，径向输 入，轴向输出到针轮体，在针轮体中进行液力转换，内 部转 1 圈，外部转 7 圈。再由轴向输出动力到孔销输 出机 构，由 孔 销 输 出 机 构 带 动 花 键 轴 转 动，完 成 液 压 马达的动力传动。
2 主要结构件优化分析
优化的基本原理是通过建立优化模型，让其满足 设计 条 件，运 用 优 化 方 法，求 得 目 标 函 数 的 极 小 值 而 得到最优设计方案。
URES / m 1. 06E － 06 1. 16E － 06 8. 34E － 07 4. 56E － 07 4. 70E － 07 1. 46E － 06 8. 52E － 07
x / mm 50. 025 50. 9 59. 65 48. 275 48. 275 53. 525 59. 65
0 引言
传统的内行星摆线齿轮液压马达以其结构简单、 体积 小、转 矩 大、单 位 质 量 功 率 远 比 其 他 类 型 的 液 压 马达大，且转速范围广、使用可靠、低速稳定性好和价 格低廉等优点，自问世以来获得了迅速发展; 被广泛 用于塑 料 机 械、工 程 机 械、农 业 机 械、煤 矿 机 械、起 重 运输机械、渔业( 船舶) 机械以及专用机床等。
轴的许用扭转角，此处取［Φ］= ( 0. 5 ～ 1) ° / m。
( 2) 马达排量 q 为:
[ ] q =
4KZp br2p sin
180( Zp
1
－
0.
1619
×
1 + K) KK2
×
( ) 1 + 1 Zc
式中: rp为针轮针齿分度圆半径; K2 为针轮短幅系数。
( 3) 马达扭矩:
Mmax
2011 年第 3 期
现代制造工程( Modern Manufacturing Engineering)
设备设计 /诊断维修 /再制造
船用外行星摆线针轮液压马达的
*
结构优化设计
戎瑞亚1 ，章海2 ，刘全良2 ( 1 浙江海洋学院船舶与建筑工程学院，舟山 316000; 2 浙江海洋学院机电工程学院，舟山 316000)
四点的雅克比式检查进行网格划分，得到网格化有限 元模型，如图 6 所示。
图 6 网格化有限元模型
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2011 年第 3 期
现代制造工程( Modern Manufacturing Engineering)
在模态研究 中，分 别 添 加 设 计 变 量 和 约 束，得 到 位移、应力和应变图解，如图 7、图 8 和图 9 所示; 并在 齿轮中依次取 7 个节点进行探测，其静态位移如表 1 所示，位移、应力探测结果如图 10、图 11 所示。
=
Δpmax qη总 2π
式中: Mmax 为马达最大扭矩; Δpmax 为马达进出口最大 压差; η总 为机械效率。
( 4) 摆线齿轮齿宽: 取 14≤b≤20，即 14≤x4 ≤20。 ( 5) 短幅系数: 取 0. 4375≤K≤1，即 0． 4375≤x3 ≤ 1。
( 6) 当量外径 D 和内径 d: 取 27≤D≤30，12≤d≤
图 8 中，齿轮轴在加载情况下的 VonMises 应力比 较小，最大应力约100. 3MPa，远小于材料的屈服极限
图 10 位移探测
图 7 位移图解( 合力位移)
图 8 应力图解( Von Mises)
图 9 应变图解( 等量)
表 1 静态位移
节点 51996 52594 52760 90420 61886 52710 6034
现有内行星摆线齿轮液压马达是一种以针轮作 为 固 定 太 阳 轮，摆 线 齿 轮 为 行 星 轮 的 液 力 传 动 机 构， 其运动输出采用一球形内齿外套万向节轴来连接花 键轴头，轴向尺寸相对较大; 另其循环油路设计复杂， 密封不充分，采 用 的 轴 向 配 流 方 式 因 其 流 量 不 断 变 化，使得液压马达的总效率和调速范围难以提高; 齿 数和功率受到原理性结构限制，很难大幅度扩展，在
Structural optimization design of a marine outer planet-cycloid hydraulic motor
RONG Rui-ya1 ，ZHANG Hai2 ，LIU Quan-liang2 ( 1 School of Navel Architecture and Civil Engineering，Zhejiang Ocean University，
3) 约束条件的选择: 目标函数应受到的约束条件
如下。
戎瑞亚，等: 船用外行星摆线针轮液压马达的结构优化设计
2011 年第 3 期
( 1) 刚度条件: 该摆线齿轮轴应满足扭转刚度要
求，最大扭转角 Φmax 为:
Φmax
=
180 32T π πG( D4 － d4 )
≤ ［Φ］
式中: T 为轴的扭矩; G 为材料剪变弹性模量; ［Φ］为
船舶动力传动应用中有很大的局限性［1］。 本文提出一种其相对运动原理与内行星摆线齿
轮一致的一齿差“外行星摆线针轮”液压马达，该外行 星摆线针轮液压马达可以有更大的转矩、更高的转速 和更大的 功 率，且 体 积 小，应 用 更 为 广 泛。 为 使 设 计 的新型液压马达结构更趋紧凑合理，通过 SolidWorks 建模并运用 CosmosWorks 和 Matlab 优化工具箱对其 主要结构件进行优化设计。
和针轮的偏心距; K 为短幅系数; b 为摆线齿轮齿宽。
2) 目标函数的确定: 以摆线齿轮轴的最小体积为
目标函数。
对轴的体积 V 进行简化计算:
V
=
π(
d24 － 4
82 )
L1
+
π(
D2 － 4
d2 )
L2
+
π( d22 － d23 ) b + π( d23 － d2 ) b
8
4
式中: d4 为轴输出端直径，d4 = 15mm; d 为摆线齿轮轴 内径，d = ZcA = 6A，Zc为摆线齿轮齿数，Zc = 6; d2 为摆 线齿轮齿顶圆直径，d2 = 2 ( r + A － d1 /2) ，r 为针齿分 度圆半径，r = Zp A / K，Zp 为针轮数，Zp = Zc + 1，d1 为针 柱体直径，d1 = 16mm; d3 为齿根圆直径，d3 = 2( r － A － d1 /2) ; L1 、L2 见图 5，L1 = 21. 6mm，L2 = 83. 8mm。
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戎瑞亚，等: 船用外行星摆线针轮液压马达的结构优化设计
2011 年第 3 期
图 1 液力转换机构
图 2 孔销输出机构
图 3 端面配油机构 图 4 外行星针轮摆线液压马达
承的摆线齿轮( 内齿轮) 固定为太阳轮，针轮为行星轮 活套组合构成，以外行星摆线针轮啮合传动原理为基 础，将液压能通过齿轮副啮合旋转运动转化为液力矩。
Zhoushan 316000，Zhejiang，China; 2 School of Electromechanical Engineering， Zhejiang Ocean University; Zhoushan 316000，Zhejiang，China)
Abstract: Proposes a new marine outer planet-cycloid hydraulic motor． Based on SolidWorks，3D solid model is analysed by CosmosWorks software and then structure sizes are optimized by Matlab optimum toolbox． In the result，the optimal structure of the hydraulic motor is obtained． The hydraulic motor is more compact and better performance． Key words: outer planet; cycloid pin wheel; hydraulic motor; structures optimized
y / mm － 21. 375 － 10. 948
－ 0. 95541 9. 7932
－ 22. 966 － 16. 976 － 23. 413
注: URES 为合力位移。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
118
z / mm － 15. 42 － 18. 341 － 26. 698 － 19. 586
7. 0129 － 17. 235 － 12. 604
摘要: 研究设计了一种新型船用外行星摆线针轮液压马达。以 SolidWorks 三维造型软件为基础，采用 CosmosWorks 有限 元分析软件与 Matlab 优化工具箱相结合，以体积为目标建立结构优化设计模型，完成了新型船用外行星摆线针轮液压 马达主要结构件的优化设计。结果表明，通过该方法设计的液压马达结构紧凑，体积更小，性能更优。 关键词: 外行星; 摆线针轮; 液压马达; 结构优化 中图分类号: TP391. 7 文献标志码: A 文章编号: 1671—3133( 2011) 03—0116—04