一种基于不完全齿轮齿条传动的高功率密度液压马达

本发明涉及液压传动领域，具体涉及了一种基于不完全齿轮齿条传动的高功率密度液压马达。

背景技术：

1、液压马达是一种输出旋转运动的液压执行元件。传统的液压马达通常使用径向柱塞式、叶片式等结构，针对低速重载的工况要求，传统的低速液压马达多采用径向柱塞式结构，但其由定子、缸体、配油轴和柱塞等原件组成，结构复杂，体积较大，不适用于一些特殊场景。

2、为实现低速液压马达的高功率密度，出现了一些复合式结构的低速高扭矩液压马达，但仍存在系统复杂或扭矩不稳定等问题。

技术实现思路

1、为了解决背景技术中的问题，本发明提出了一种基于不完全齿轮齿条传动的高功率密度液压马达。本发明将多组齿轮齿条传动机构和液压控制回路结合在一起，实现了低转速输出，适用于驱动具有低速大扭矩的工况的回转机构。

2、本发明采用的技术方案是：

3、包括机械传动机构和液压控制回路，机械传动机构和液压控制回路之间通过管道连接；

4、机械传动机构包括外壳体和设置于外壳体内部的齿轮轴、第一传动组件和第二传动组件；齿轮轴套装于第一传动组件和第二传动组件中，第一传动组件和第二传动组件相互垂直正交布置，液压控制回路分别和第一传动组件、第二传动组件连通，由液压控制回路带动第一传动组件和第二传动组件交替运动进而带动齿轮轴转动而实现齿轮轴连续转动。

5、所述的液压控制回路包括油泵、油箱、两位四通电磁阀和控制装置；

6、两位四通电磁阀的进油口p通过油泵连接油箱，两位四通电磁阀的回油口t连接油箱，两位四通电磁阀的油口a和油口b均连接于所述第一传动组件和第二传动组件，所述控制装置和两位四通电磁阀之间电连接，控制装置控制两位四通电磁阀切换控制第一传动组件和第二传动组件交替工作带动齿轮轴连续转动。

7、所述第一传动组件包括第一液压缸和第一不完全齿轮；

8、所述第二传动组件包括第二液压缸和第二不完全齿轮；

9、将第一液压缸和第二液压缸的中部压缩以确保第一液压缸和第二液压缸相互垂直正交布置，第一液压缸内设有第一双齿条活塞，第一双齿条活塞的中部为扁平状，第一双齿条活塞和第一液压缸的内壁间隙配合以在第一液压缸内滑动；

10、第二液压缸设有第二双齿条活塞，第二双齿条活塞的中部为扁平状，第二双齿条活塞和第二液压缸的内壁间隙配合以在第二液压缸内滑动；

11、第一双齿条活塞啮合于第一不完全齿轮，第二双齿条活塞啮合于第二不完全齿轮，所述第一不完全齿轮和第二不完全齿轮均为四分之一圆周有齿的四分之一齿轮，第一不完全齿轮和第二不完全齿轮同轴固定于所述齿轮轴，第一不完全齿轮的齿和第二不完全齿轮的齿同角度设置，第一双齿条活塞和第二双齿条活塞同时往返运动交替啮合各自对应的第一不完全齿轮和第二不完全齿轮进而带动齿轮轴同轴连续转动。

12、所述两位四通电磁阀的油口a分别连接第一液压缸和第二液压缸的一侧腔，两位四通电磁阀的油口b分别连接第一液压缸和第二液压缸的另一侧腔；

13、所述油泵工作时，控制装置控制两位四通电磁阀切换控制油液分别泵入导通到第一液压缸和第二液压缸的两腔中，进而带动第一双齿条活塞和第二双齿条活塞分别交替往复运动，第一双齿条活塞和第二双齿条活塞分别交替作为驱动力经齿轮齿条副带动齿轮轴连续旋转。

14、当所述两位四通电磁阀切换控制油液分别导通到第一液压缸和第二液压缸的一侧腔时，第一液压缸的第一双齿条活塞啮合于第一不完全齿轮进而带动齿轮轴旋转，此时第二液压缸的第二双齿条活塞和第二不完全齿轮之间不啮合进而未带动齿轮轴旋转；

15、当所述两位四通电磁阀切换控制油液分别导通到第一液压缸和第二液压缸的另一侧腔时，第二液压缸的第二双齿条活塞啮合于第二不完全齿轮进而带动齿轮轴旋转，此时第一液压缸的第一双齿条活塞和第一不完全齿轮之间不啮合进而未带动齿轮轴旋转。

16、所述第一不完全齿轮和第二不完全齿轮同时转动180度后控制装置控制两位四通电磁阀切换控制油液的进油出油，进而切换第一双齿条活塞和第二双齿条活塞的运动方向。

17、所述齿轮轴、第一不完全齿轮和第二不完全齿轮上设有键槽，键固定连接在键槽中，第一不完全齿轮和第二不完全齿轮分别和齿轮轴通过键同轴固定连接。

18、本发明利用油泵工作时，控制装置控制两位四通电磁阀切换控制油液分别泵入导通到第一液压缸和第二液压缸的两腔中，进而带动第一双齿条活塞和第二双齿条活塞分别交替往复运动，第一双齿条活塞和第二双齿条活塞分别交替作为驱动力经齿轮齿条副带动齿轮轴连续旋转，通过液压活塞压力与齿轮齿条机构啮合获得低速大扭矩，交错式两组液压缸排布结构紧凑，可实现高功率密度连续低速旋转输出。

19、本发明的有益效果是：

20、1、本发明可实现齿轮轴的低速高扭矩输出。

21、2、本发明通过两组交叉布置的不完全齿轮和双齿条活塞液压缸组，实现转动的接力，可以实现连续旋转输出。

22、3、本发明实现了两组液压缸的反复直线运动，压油回路简单可靠，简化了控制难度，且使得液压马达的旋转连贯流畅，便于止锁。

技术特征：

1.一种基于不完全齿轮齿条传动的高功率密度液压马达，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种基于不完全齿轮齿条传动的高功率密度液压马达，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的一种基于不完全齿轮齿条传动的高功率密度液压马达，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的一种基于不完全齿轮齿条传动的高功率密度液压马达，其特征在于：

5.根据权利要求3所述的一种基于不完全齿轮齿条传动的高功率密度液压马达，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的一种基于不完全齿轮齿条传动的高功率密度液压马达，其特征在于：

7.根据权利要求3所述的一种基于不完全齿轮齿条传动的高功率密度液压马达，其特征在于：

8.根据权利要求3所述的一种基于不完全齿轮齿条传动的高功率密度液压马达，其特征在于：

技术总结
本发明公开了一种基于不完全齿轮齿条传动的高功率密度液压马达。包括机械传动机构和液压控制回路，机械传动机构包括外壳体和外壳体内的齿轮轴、第一传动组件和第二传动组件，齿轮轴套装于第一传动组件和第二传动组件中，第一传动组件和第二传动组件相互垂直正交布置，液压控制回路分别和第一传动组件、第二传动组件连通，由液压控制回路带动第一传动组件和第二传动组件交替运动进而带动齿轮轴转动而实现齿轮轴连续转动。本发明凭借活塞式液压缸稳定地直线运动推动齿条移动，齿轮齿条啮合传动来实现直线运动变旋转运动，保证机构小尺寸的同时，提高输出扭矩，减小输出转速，实现高功率密度输出，且液压控制原理简单可靠、易于锁止。

技术研发人员：王林翔,李俊岑,韩宇翔,陈思媛,胡雪嵘,于敏桐,应子翔,陆俊彦,崔文博
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21