[发明专利]起吊用外啮合齿轮马达注入压力的动态确定方法

说明书

起吊用外啮合齿轮马达注入压力的动态确定方法，包括如下步骤：步骤一、由齿轮副啮合过程确定波动的输出液压转速和输出液压转矩；步骤二、由波动的输出液压转速计算输出液压转速的角加速度；步骤三、由输出液压转速的角加速度计算动态的起吊负载转矩；步骤四、由起吊负载转矩等于输出液压转矩耦合计算出动态的注入压力。本发明通过所给出的起吊负载下注入压力的简洁公式，明晰注入压力与额定注入流量和额定回油背压的工况条件，基圆半径、节圆半径、齿宽、轴端半径的起吊用渐开线齿轮‑轴几何参数，及起吊负载物质量间的耦合机理，弥补现有齿轮马达输出液压转矩及其波动系数计算方面的不足，进而提高了齿轮马达的设计质量及其起吊特性的评估质量。

技术领域

本发明涉及液压马达技术领域，具体涉及起吊用外啮合齿轮马达注入压力的动态确定方法。

背景技术

外啮合齿轮马达(简称为齿轮马达)是与外啮合齿轮泵(简称为齿轮泵)工作原理相反、结构基本一致的容积式液压动力元件，由两同尺寸齿轮构成的大侧隙外啮合齿轮副(简称为齿轮副)为其结构核心，在起重吊装(简称为起吊)方面应用广泛，不过转速相对较低，考虑到该类起吊用齿轮马达正反向的旋转需要，与大侧隙对应的双困油卸荷槽基本上采用对称设置。其中，由齿轮副周期性啮合所决定的输出波动大为齿轮泵/马达共存的结构性问题。正如齿轮泵的输出压力由负载所决定一样，齿轮马达的注入压力本也应由起吊负载所决定。但目前的相关研究及其性能评估，基本上是针对某一具体的注入压力和注入流量而展开的，比如起吊用齿轮马达的输出液压转速和输出液压转矩及其波动系数的计算等，这些撇开起吊物的将齿轮马达作为一个单独的研究对象，所得结果与实际起吊应用情况间会存在较大的差距。原因在于齿轮马达的输出液压转速及其波动情况主要由注入流量和齿轮副几何参数所确定，输出液压转矩及其波动情况主要由注入压力和齿轮副几何参数所确定，输出液压转速的波动会使齿轮副-轴和起吊负载物产生惯性转矩，这些惯性转矩将直接影响到注入压力和起吊负载转矩的波动，即注入压力与起吊负载转矩间是耦合的，注入压力理应由额定注入流量下齿轮副-轴与起吊负载物的一体化动态起吊特性所确定。

发明内容

本发明针对背景技术中的不足，提供了一种起吊用外啮合齿轮马达注入压力的动态确定方法，即齿轮马达注入压力与起吊负载转矩的动态确定方法，目的在于：通过注入压力符合起吊实情的精确计算与分析，以期明晰注入压力与起吊负载物动态特性间的耦合机理，进而提高齿轮马达的设计质量及其起吊特性的评估质量。

起吊用外啮合齿轮马达注入压力的动态确定方法，所涉及的齿轮副-轴，包括起吊用渐开线齿轮-轴和空套用渐开线齿轮-轴，所述起吊用渐开线齿轮、空套用渐开线齿轮的尺寸与结构相同，由前期的齿轮马达设计结果所确定；起吊用渐开线齿轮-轴的轴伸部分用于输出液压转速与液压转矩供起吊负载物，起吊用渐开线齿轮-轴的轴伸部分长于空套用渐开线齿轮-轴的轴伸部分。

起吊用外啮合齿轮马达注入压力的动态确定方法，包括如下步骤：

步骤一、由齿轮副啮合过程确定波动的输出液压转速和输出液压转矩；步骤二、由波动的输出液压转速计算输出液压转速的角加速度；

步骤三、由输出液压转速的角加速度计算动态的起吊负载转矩；

步骤四、由起吊负载转矩等于输出液压转矩耦合计算出动态的注入压力。

所述步骤一中，在齿轮副的旋转过程中，因齿轮副重合度大于1的传动需要，所以其旋转工作过程为一个单、双啮合点交替变化的周期性啮合过程，设节点到单啮合点或双啮合点中前一啮合点的矢量长度为f，其中，指向注入流量侧的f为正，指向回油背压侧的f为负，由此得双困油卸荷槽对称设置下大侧隙齿轮副的一个周期性啮合过程为

-0.5P_b≤f≤0.5P_b(1)和注入流量无损失假设下的