專(zhuān)利名稱(chēng)：差速器中的導(dǎo)軌的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到螺旋卸料離心機(jī)中用于實(shí)現(xiàn)螺旋及與轉(zhuǎn)鼓間形成差速轉(zhuǎn)動(dòng)的差速器，尤其涉及到差速器中的導(dǎo)軌。

背景技術(shù)：
液壓差速器是螺旋卸料離心機(jī)實(shí)現(xiàn)螺旋與轉(zhuǎn)鼓間形成差速運(yùn)動(dòng)的主要部件之一。通常的機(jī)械式差速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工精度要求高，差轉(zhuǎn)速固定。液壓螺旋差速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳遞扭矩大、差轉(zhuǎn)速無(wú)級(jí)可調(diào)，可充分改善離心機(jī)工作轉(zhuǎn)矩的功效執(zhí)行。在液壓螺旋差速器中，核心部件是產(chǎn)生扭矩的內(nèi)曲線(xiàn)導(dǎo)軌(導(dǎo)軌曲面的導(dǎo)線(xiàn)為曲線(xiàn))。該部件的設(shè)計(jì)和性能決定了差速器乃至整個(gè)離心機(jī)的工作性能和壽命。導(dǎo)軌曲面的形式有很多種，對(duì)于不同的導(dǎo)軌曲面類(lèi)型，液壓差速器在運(yùn)轉(zhuǎn)中柱塞組的位移、速度和加速度不同，導(dǎo)軌曲面上的受力也不同?？梢哉f(shuō)，曲面的形狀直接影響到液壓差速器工作的平穩(wěn)性、效率和壽命。因此，在內(nèi)曲線(xiàn)液壓差速器的設(shè)計(jì)工作中很大的工作量是在導(dǎo)軌曲面的設(shè)計(jì)上。一般來(lái)說(shuō)其應(yīng)該遵循的設(shè)計(jì)原則是 (1)差速器的輸出扭矩恒定，即扭矩脈動(dòng)為零； (2)柱塞運(yùn)動(dòng)的加速度不能過(guò)大，以減少回油背壓值； (3)加速度的變化比較均勻，以減小慣性力的沖擊，降低噪聲； (4)使導(dǎo)軌以及與其接觸的零件受力情況良好，加工方便等。
目前常見(jiàn)的導(dǎo)軌曲面的母線(xiàn)為直線(xiàn)，其導(dǎo)線(xiàn)有以下幾種 (1)余弦曲線(xiàn)； (2)修正余弦曲線(xiàn)； (3)等加速等減速曲線(xiàn)； (4)幅角修正等加速等減速曲線(xiàn)； (5)等接觸應(yīng)力曲線(xiàn)； 下面分別來(lái)闡述各個(gè)導(dǎo)軌曲面類(lèi)型的特點(diǎn)和優(yōu)劣目前國(guó)內(nèi)的內(nèi)曲線(xiàn)液壓馬達(dá)上的導(dǎo)軌多數(shù)采用余弦曲線(xiàn)導(dǎo)軌，這種類(lèi)型導(dǎo)軌的優(yōu)點(diǎn)是加工制造比較容易，缺點(diǎn)是液壓差速器的輸出扭矩和流量有較大的脈動(dòng)率，而且這個(gè)脈動(dòng)現(xiàn)象是不可避免的，另外柱塞所受的反力也比較大，這樣就縮短了液壓差速器的使用壽命。修正余弦曲線(xiàn)導(dǎo)軌在一定程度上減小了余弦曲線(xiàn)導(dǎo)軌的一些缺點(diǎn)，但是并不能完全消除。等加速等減速曲線(xiàn)導(dǎo)軌的特點(diǎn)是可以使得柱塞在徑向運(yùn)動(dòng)的時(shí)候做到等加速等減速運(yùn)動(dòng)。因此，該類(lèi)曲線(xiàn)如果設(shè)計(jì)合理，再配以合適的柱塞數(shù)和作用次數(shù)就可以在理論上使得液壓差速器的流量脈動(dòng)和輸出扭矩完全平穩(wěn)，也即脈動(dòng)率為零。在柱塞一個(gè)行程上(去程或回程)，等加速等減速導(dǎo)軌曲面由五段單獨(dú)曲面組成，按照柱塞運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)的順序，其分別是零速段、等加速段、勻速段，等減速段和零速段。因此，等加速等減速導(dǎo)軌曲面在加工制造上存在一定的困難，這也是該類(lèi)導(dǎo)軌比較突出的缺點(diǎn)。等加速等減速導(dǎo)軌曲面另外一個(gè)比較突出的缺點(diǎn)是導(dǎo)軌曲面所受的應(yīng)力分布很不均勻，其在加速段的起點(diǎn)位置受到的柱塞沖擊力很大，長(zhǎng)時(shí)間工作的情況下容易造成導(dǎo)軌表面上產(chǎn)生蝕點(diǎn)，進(jìn)而影響差速器的使用壽命。幅角修正等加速等減速曲面是在等加速等減速曲面的基礎(chǔ)上對(duì)于幾個(gè)曲面分段的幅角進(jìn)行修正，以減小導(dǎo)軌曲面所受的應(yīng)力。但是幅角修正的方法只適合于某些特定數(shù)目的柱塞數(shù)和導(dǎo)軌作用次數(shù)，對(duì)于大多數(shù)的柱塞和作用次數(shù)組合，并不能使用幅角修正法來(lái)改善導(dǎo)軌的應(yīng)力狀況，否則會(huì)造成輸出扭矩產(chǎn)生脈動(dòng)。等接觸應(yīng)力導(dǎo)軌曲面的設(shè)計(jì)和前面幾種導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)方式不同，其不是根據(jù)柱塞的運(yùn)動(dòng)速度來(lái)分析設(shè)計(jì)的，而是通過(guò)計(jì)算在柱塞行程中導(dǎo)軌的受力情況來(lái)確定導(dǎo)軌的導(dǎo)線(xiàn)曲線(xiàn)方程，這種導(dǎo)軌曲面的特點(diǎn)是導(dǎo)軌表面的應(yīng)力分布均勻，因此可以大大提高導(dǎo)軌乃至整個(gè)液壓差速器的使用壽命，而且差速器的運(yùn)行噪聲比較小。但是，其突出的缺點(diǎn)是液壓差速器的輸出扭矩有較大的脈動(dòng)，低速穩(wěn)定性不夠好。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種可使扭矩脈動(dòng)率為零、導(dǎo)軌曲面的應(yīng)力分布均勻的差速器中的導(dǎo)軌。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為差速器中的導(dǎo)軌，包括圓環(huán)體，圓環(huán)體的內(nèi)壁上設(shè)置有N個(gè)結(jié)構(gòu)相同、且相互銜接的導(dǎo)向曲面，每個(gè)導(dǎo)向曲面由兩個(gè)對(duì)稱(chēng)分布、且相互銜接的導(dǎo)向弧面構(gòu)成，導(dǎo)向弧面的母線(xiàn)為直線(xiàn)、且所有素線(xiàn)相互平行，其中的一個(gè)導(dǎo)向弧面的導(dǎo)線(xiàn)的極坐標(biāo)方程式為 R1＝98.1×K (0<α≤4/N)； R2＝[98.1+0.06425(α-1)2]×K (4/N<α≤40/N)； R3＝[98.1+0.06425×(18α-99)]×K (40/N<α≤50/N)； R4＝[98.1-0.06425α2+2.76275α-16.3998]×K (50/N<α≤86/N)； R5＝111.4×K (86/N<α≤90/N)； 以上極坐標(biāo)方程的坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心；α采用角度制，單位為度；K為比例因子，與導(dǎo)軌的尺寸相適應(yīng)，其取值范圍為0<K<∞。
本實(shí)用新型的有益效果是構(gòu)成本實(shí)用新型的導(dǎo)向弧面的導(dǎo)線(xiàn)結(jié)合了等加速等減速曲線(xiàn)和等接觸應(yīng)力曲線(xiàn)，在高壓油區(qū)域使用修正的等接觸曲線(xiàn)段，其余的區(qū)域使用幅角修正等變速曲線(xiàn)，同時(shí)，在加速區(qū)域向減速區(qū)域過(guò)渡的行程段采用補(bǔ)償曲線(xiàn)，用于彌補(bǔ)兩類(lèi)曲線(xiàn)銜接時(shí)造成的流量脈動(dòng)，使得流量脈動(dòng)在理論上保持零值。這樣，導(dǎo)軌曲面既可以實(shí)現(xiàn)理論輸出扭矩恒定，也即扭矩脈動(dòng)率為零，還可以使得導(dǎo)軌曲面的應(yīng)力分布相對(duì)均勻，改善各個(gè)部件的受力情況，從而大大提高了液壓差速器的使用壽命。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的左視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是圖1中A部分的放大結(jié)構(gòu)示意圖； 圖1至圖3中1、圓環(huán)體，2、導(dǎo)向弧面； 其中R1、R2、R3、R4、R5分別為構(gòu)成導(dǎo)向弧面的五段曲面的導(dǎo)線(xiàn)的極坐標(biāo)方程式，坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心O。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，詳細(xì)描述本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案。
如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型所述的差速器中的導(dǎo)軌，包括圓環(huán)體1，圓環(huán)體1的內(nèi)壁上設(shè)置有四個(gè)結(jié)構(gòu)相同、且相互銜接的導(dǎo)向曲面，每個(gè)導(dǎo)向曲面由兩個(gè)對(duì)稱(chēng)分布、且相互銜接的導(dǎo)向弧面2構(gòu)成，導(dǎo)向弧面2的母線(xiàn)為直線(xiàn)、且所有素線(xiàn)相互平行，如圖3所示，其中的一個(gè)導(dǎo)向弧面的導(dǎo)線(xiàn)的極坐標(biāo)方程式為 R1＝98.1 (0<α≤1)； R2＝98.1+0.06425(α-1)2 (1<α≤10)； R3＝98.1+0.06425×(18α-99) (10<α≤12.5)； R4＝98.1-0.06425α2+2.76275α-16.3998 (12.5<α≤21.5)； R5＝111.4 (21.5<α≤22.5)； 這里給出的是0度到22.5度的方程，22.5度到45度為0度到22.5度的對(duì)稱(chēng)形式；R1至R5的單位為毫米，公差為±0.2毫米；坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心O；α采用角度制，單位為度。
構(gòu)成本實(shí)用新型的導(dǎo)向弧面的導(dǎo)線(xiàn)結(jié)合了等加速等減速曲線(xiàn)和等接觸應(yīng)力曲線(xiàn)，在高壓油區(qū)域使用修正的等接觸曲線(xiàn)段，其余的區(qū)域使用幅角修正等變速曲線(xiàn)，同時(shí)，在加速區(qū)域向減速區(qū)域過(guò)渡的行程段采用補(bǔ)償曲線(xiàn)，用于彌補(bǔ)兩類(lèi)曲線(xiàn)銜接時(shí)造成的流量脈動(dòng)，使得流量脈動(dòng)在理論上保持零值。這樣，導(dǎo)軌曲面既可以實(shí)現(xiàn)理論輸出扭矩恒定，也即扭矩脈動(dòng)率為零，還可以使得導(dǎo)軌曲面的應(yīng)力分布相對(duì)均勻，改善各個(gè)部件的受力情況，從而大大提高了液壓差速器的使用壽命。
權(quán)利要求1.差速器中的導(dǎo)軌，包括圓環(huán)體，圓環(huán)體的內(nèi)壁上設(shè)置有N個(gè)結(jié)構(gòu)相同、且相互銜接的導(dǎo)向曲面，其特征在于每個(gè)導(dǎo)向曲面由兩個(gè)對(duì)稱(chēng)分布、且相互銜接的導(dǎo)向弧面構(gòu)成，導(dǎo)向弧面的母線(xiàn)為直線(xiàn)、且所有素線(xiàn)相互平行，其中的一個(gè)導(dǎo)向弧面的導(dǎo)線(xiàn)的極坐標(biāo)方程式為
R1＝98.1×K (0<α≤4/N)；
R2＝[98.1+0.06425(α-1)2]×K (4/N<α≤4/N)；
R3＝[98.1+0.06425×(18α-99)]×K (4/N<α≤50/N)；
R4＝[98.1-0.06425α2+2.76275α-16.3998]×K (50/N<α≤86/N)；
R5＝111.4×K (86/N<α≤90/N)；
以上極坐標(biāo)方程的坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心；α采用角度制，單位為度；K為比例因子，其取值范圍為0<K<∞。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種可使扭矩脈動(dòng)率為零、導(dǎo)軌曲面的應(yīng)力分布均勻的差速器中的導(dǎo)軌，包括圓環(huán)體，圓環(huán)體的內(nèi)壁上設(shè)置有N個(gè)結(jié)構(gòu)相同、且相互銜接的導(dǎo)向曲面，每個(gè)導(dǎo)向曲面由兩個(gè)對(duì)稱(chēng)分布、且相互銜接的導(dǎo)向弧面構(gòu)成，導(dǎo)向弧面的母線(xiàn)為直線(xiàn)、且所的素線(xiàn)相互平行，其中的一個(gè)導(dǎo)向弧面的導(dǎo)線(xiàn)的極坐標(biāo)方程式為R1＝98.1×K(0＜α≤4/N)；R2＝[98.1+0.06425(α-1)2]×K(4/N＜α≤40/N)；R3＝[98.1+0.06425×(18α-99)]×K(40/N＜α≤50/N)；R4＝[98.1-0.06425α2+2.76275α-16.3998]×K(50/N＜α≤86/N)；R5＝111.4×K(86/N＜α≤90/N)。本實(shí)用新型的使用，大大提高了差速器的使用壽命。
文檔編號(hào)F16H48/18GK201193692SQ20082003232
公開(kāi)日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2008年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月26日
發(fā)明者吳志明, 史學(xué)禮, 黃衛(wèi)彬, 嵬 蔣 申請(qǐng)人:江蘇華大離心機(jī)制造有限公司