专利名称：非圆齿轮行星轮系液压马达的制作方法
技术领域：
本发明属于行星齿轮式液压动力执行机构技术领域，具体来说，涉及一种非圆齿轮行星轮系低速大扭矩液压马达。
背景技术：
低速大扭矩液压马达是一种应用极为广泛的液压执行元件，其结构形式多种多样，常见的有柱塞式马达、叶片式马达及内曲线马达等。非圆齿轮行星轮系结构是一种比较新颖的液压马达形式，波兰1971年的第151883号专利，美国1972年的第3852002号专利，中国1990年的90104412.1专利等，都对该马达的结构和原理作了叙述。上述专利文献中所披露的的非圆齿轮行星轮系液压马达，包括四方齿轮、三角齿轮、行星齿轮、轴、分流环、集流环、前机体、后机体、前端盖、后端盖、轴承等部件。四方齿轮、三角齿轮及行星齿轮构成液压马达的行星轮系。该轮系相对应的节曲线凹凸形状不是唯一的，其依据变位设计与离散化处理技术进行多种形式的调整。
上述专利文献对非圆齿轮液压马达的原理及结构作了叙述，有些科研部门或单位据此还做出了样机，但结果并不令人满意。还有许多理论或具体工艺问题没有得到解决，致使该马达一直不能走出实验室，实现工业化生产。
通过研究，本专利申请人发现上述马达专利文献或马达样机中存在以下问题1、对于非圆齿轮液压马达轮系结构运动规律的认识存在偏差。与一般圆齿轮啮合传动相比，非圆齿轮行星轮系要复杂得多。不仅设计参数的变化量多，而且缺乏科学的分析手段，瞬时运动规律没有科学的数学模型或现成的经验公式可循。因此液压马达中非圆齿轮采用的节曲线与理想的理论曲线有较大差距。
2、马达的结构设计不尽合理。由于采用无内圈轴承结构，工况条件下的径向载荷使轴的寿命仅有数百小时，根本无法投入工业化使用。
发明内容
针对上述状况，本专利申请人在经过多年研究及大量实践的基础上，对非圆齿轮的设计与制造提出了新的理论，对非圆齿轮液压马达的结构作了重新的设计，将现代液压技术、数控技术及试验手段结合起来，并进行了大量的实践，成功地解决了长期以来困扰非圆齿轮液压马达的技术难题，实现了非圆齿轮液压马达的批量工业化生产。
本发明的技术方案为1、一种非圆齿轮行星轮系液压马达，包含有四方齿轮、三角齿轮、行星齿轮、轴、分流环、集流环、前机体、后机体、前端盖、后端盖、轴承等部件。三角齿轮、四方齿轮及七个行星齿轮组成马达的行星轮系，其相对应的节曲线是唯一的，是一种连续的函数曲线。加工出来的非圆齿轮节曲线与上述理论曲线完全一致。三角轮节曲线的函数表达式为r(θ)＝P/(1+K*COS3θ)式中r为极坐标下节曲线的向径，θ为向径所对应的转角。系数P和K可以根据该马达四方轮节曲线封闭及轮齿均匀分布两个条件来确定，其中P值在86.29-97.45之间，K值在0.125-0.341之间。
2、在非圆齿轮液压马达的结构设计上，不是采用原来的无内圈轴承结构设计，而是换用了有内圈的轴承，使得马达的径向载荷通过轴承内圈作用在马达的轴上，解决了轴的快速磨损问题，使马达各零部件的理论寿命趋于一致。
利用上述技术制造出来的液压马达，额定工作压力可达25-31.5MPa，容积效率达95-99％，总效率达90％以上，转速达0.2-300转/分，额定工况下的连续使用寿命超过4000小时，并且具有制造工艺简单、成本低、在额定工况下性能指标好、起动扭矩大、传运平稳、噪声低、密封好、强度大、抗污染等特点，明显优于现行各类液压马达。如果该马达批量生产，将在工程机械、石油机械、注塑机械等多领域具有广泛的应用。
1、图1A和1B分别是现有技术的非圆齿轮液压马达的行星轮系剖视图和结构剖视图；2、图2A和2B分别是本发明非圆齿轮液压马达的行星轮系剖视图和结构剖视图；3、图3A是本发明非圆齿轮液压马达轴承部分的局部剖视图；图3B是现有技术非圆齿轮液压马达轴承部分的局部剖视图。
具体实施例方式
图1A和1B是现有技术非圆齿轮液压马达的剖视图，其结构主要包括1四方齿轮、2三角齿轮、3行星齿轮、4配流孔、5后机体、6前机体、7推力轴承、8滚针轴承、9前端盖、10轴、11挡板、12后盖、13集流环、14分流环等部件。四方齿轮1和三角齿轮2的节曲线是通过离散或变位等近似办法加工出来的，与理论曲线不能完全吻合。这是现有技术非圆齿轮液压马达与根据本专利实施的非圆齿轮液压马达的最关键区别之所在。
在图1A和1B所示的马达结构中，轴10是通过轴承8安装在马达的前机体6及后机体5上。轴承8是一种无内圈的滚针轴承，马达可能承受的径向负载通过轴承8的圆柱滚子直接作用在马达的轴10上。
图2A和2B是根据本专利实施的非圆齿轮液压马达的剖视图，各部件名称同图1A及1B。图中四方齿轮1和三角齿轮2的节曲线经过重新设计，与理论曲线完全一致且是唯一的。其中三角轮节曲线的函数表达式为r(θ)＝P/(1+K*COS3θ)式中r为极坐标下节曲线的向径，θ为向径所对应的转角。系数P和K可以根据该马达四方轮节曲线封闭及轮齿均匀分布两个条件来确定，其中P值在86.29-97.45之间，K值在0.125-0.341之间。
在图2A和2B所示的马达结构中，轴10是通过轴承8安装在马达的前机体6及后机体5上的。轴承8是一种有内圈的轴承，马达可能承受的径向负载通过轴承的内圈作用在马达的轴10上。
图3A和3B是上述两种采用不同轴承马达的局部剖视图。图3A中的滚针轴承8不带内圈；图3B中的滚针轴承8带内圈。由于图3B中的滚针轴承8带内圈，因此马达承受的径向荷载通过轴承8的内圈作用在轴10上，极大地延长了轴10的使用寿命。
权利要求
1.一种非圆齿轮行星轮系液压马达，包含有四方齿轮、三角齿轮、行星齿轮、轴、分流环、集流环、前机体、后机体、前端盖、后端盖、轴承等部件；三角齿轮、四方齿轮及七个行星齿轮组成的马达的行星轮系；三角齿轮和四方齿轮的节曲线是一种连续且唯一的函数曲线；其中三角轮节曲线的函数表达式为r(θ)＝P/(1+K*COS3θ)式中r为极坐标下节曲线的向径，θ为向径对应的转角，系数P和K可以根据该马达四方轮节曲线封闭及轮齿均匀分布两个条件来确定，其中P值在86.29-97.45之间，K值在0.125-0.341之间。
2.根据权利要求1所述的液压马达，其特征在于所述马达采用的轴承是有内圈的轴承。
全文摘要
一种非圆齿轮行星轮系液压马达，包含有四方齿轮、三角齿轮、行星齿轮、轴、分流环、集流环、前机体、后机体、前端盖、后端盖、轴承等部件；三角齿轮、四方齿轮及七个行星齿轮组成的马达的行星轮系；三角齿轮和四方齿轮的节曲线是一种连续且唯一的函数曲线；其中三角轮节曲线的函数表达式为r(θ)＝P/(1+K＊COS3θ)，而且其所采用的轴承是有内圈的轴承。
文档编号F01C1/113GK1563674SQ200410029618
公开日2005年1月12日 申请日期2004年3月29日 优先权日2004年3月29日
发明者吴序堂, 潘峰, 陈国强 申请人:北京非圆时代科技有限公司