[发明专利]匀隙啮合全液压转向器摆线啮合副及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种全液压转向器中的摆线啮合副(以下简称摆线副)，尤其是一种匀隙啮合摆线啮合副，同时还涉及其加工方法，属于液压传动技术领域。 

背景技术

1921年美国学者Myron F.Hill(Jeffrey X.Dong et al.2004)对摆线齿廓几何特性与摆线泵工作原理进行详细研究，并申请了专利，二十世纪三十年代，制造出了第一台摆线液压泵。1955年，美国查林公司首先研制成功摆线液压马达，经过几年的研究和完善，于1960年取用“查林”商标正式投入生产。1961年，查林公司又研制出摆线式全液压转向器，并申请获得专利。从六十年代初起，各国其他公司先后购买专利，转而大量生产。随着液压技术和制造工艺的发展，不断出现摆线液压马达和液压转向器新产品和新设计，由于其结构紧凑，扭矩大，单位重量功率大等的显著优点而获得广泛的应用。 

目前，摆线马达和全液压转向器主要国外生产商为美国Sauer-Danfoss公司、Eaton公司、Parker公司和White公司等，代表了摆线马达先进水平。虽然公开的文献中有关摆线马达和转向器方面基础理论的资料比较多，真正的技术资料则比较少，核心技术的保密性很强，很难获得第一手的技术文件。所以国外产品经过长期发展，无论是在数量，还是在在质量上，都占据明显的优势。 

摆线副作为全液压转向器的核心元件，在实际生产中，难免存在制造误差，因此存在转动不灵活、甚至卡死的问题，尤其在高精度的传动中更是如此。为了补偿制造误差，保证合理的侧隙以利于装拆方 便和摆线轮在针轮中灵活转动，及避免齿廓之间的润滑油膜被破坏，必须对摆线副进行修形。 

现有文献(关天民2005，蒙运红等2008)提出正等距加负移距修形方法，如能选择合适修形量，可使组合修形后齿廓与转角修形齿廓接近一致，而转角修形齿廓为共轭齿廓，可以增加啮合区间，提高摆线副承载能力，适用于无特殊回转精度要求的通用传动；负等距加正移距齿廓法向变动量小，齿廓的中间部分明显隆起，回转角小，可提高回转精度。 

上述文献得到的结论主要针对的是摆线传动，也可以应用于全液压转向器摆线副的设计中。然而，在无系杆液压摆线副中，承载能力与回转精度都不是追求的目标，所以上述的修形方法不适合此类摆线副。 

发明内容

本发明的目的是：提供一种匀隙啮合全液压转向器摆线啮合副，同时给出其加工方法，从而可以进一步改善摆线副的啮合性能，使摆线轮转动更加灵活。 

理论和实践证明，在工作状态下，全液压转向器摆线副的摆线轮靠其两个啮合点来确定本身的位置(秦维谦等1983，R.Maiti 1991)，实现其在针轮中的转动。摆线轮在针轮中的转动是否灵活，主要取决于摆线副非接触齿的间隙分布。因此，提高接触齿承载能力或回转精度的修形方法不适于全液压转向器摆线副的设计。对这类摆线副齿廓修形的设计，与传动摆线副修形设计不同，通过改变摆线副外廓形状，实现非接触齿的间隙分布均匀是设计的关键目标。 

为达到以上目的，本发明所采用的解决方案是：匀隙啮合全液压转向器摆线啮合副，由构成无系杆行星轮系的圆柱形针轮和摆线轮配 合构成，其改进之处在于：所述摆线轮的外廓为由以下曲线方程确定的封闭曲线： 

以上方程中 

x_c——摆线轮齿廓横坐标mm 

y_c——摆线轮齿廓纵坐标mm 

z_p——针轮齿数 

z_c——摆线轮齿数 

r_p——针轮分度圆半径mm 

r_rp——针轮半径mm 

——摆线轮相位角rad 

k₁——短幅系数 

a——偏心距mm 

Δr_rp——匀隙啮合修形量mm