專利名稱：新型非圓齒輪行星輪系低速大扭矩液壓馬達(dá)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械工業(yè)基礎(chǔ)零部件領(lǐng)域的基礎(chǔ)液壓元件低速大 扭矩液壓馬達(dá)，屬于機(jī)械領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，我國及世界上的機(jī)械設(shè)備大量采用液壓系統(tǒng)。尤其是在 工程機(jī)械、石油機(jī)械、塑料機(jī)械、機(jī)床設(shè)備、船舶機(jī)械、國防工業(yè) 等領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛。非圓齒輪行星輪系低速大扭矩液壓馬達(dá)作為 液壓系統(tǒng)的主要執(zhí)行元件被許多主機(jī)采用。
傳統(tǒng)的非圓齒輪行星輪系低速大扭矩液壓馬達(dá)工作原理如下
圖一示出了傳統(tǒng)的非圓齒輪行星輪系低速大扭矩液壓馬達(dá)的基 本結(jié)構(gòu)，它是由前機(jī)體l、四方齒輪2、三角齒輪3、后機(jī)體4、高 壓油流道5、集流環(huán)6、低壓油流道7、分流環(huán)8、螺栓9、行星輪 10、軸11、圓柱銷35、低壓油配流孔12、密閉工作腔13、高壓油 配流孔14等組成。高壓油液經(jīng)高壓油流入非圓齒輪低速大扭矩液壓 馬達(dá)，其油液經(jīng)集流環(huán)6和分流環(huán)8以及位于后才幾體4上的流道5、 高壓配油孔14輸入液壓馬達(dá)的密閉工作腔13內(nèi)。當(dāng)我們改變集流 環(huán)6和分流環(huán)8的進(jìn)油和排油方向，非圓齒輪液壓馬達(dá)的軸11即產(chǎn) 生順時(shí)針或逆時(shí)針4^轉(zhuǎn)。
圖二示出了該液壓馬達(dá)內(nèi)i殳有7個(gè)密閉工作腔13，密閉工作腔 13是由非圓齒輪行星輪系即三角齒輪3、四方齒輪2和7個(gè)行星齒 輪10相互嚙合的齒形曲線以及前機(jī)體1和后機(jī)體4的兩個(gè)工作端面 包圍而成。密閉工作腔13內(nèi)的壓力油推動三角齒輪3旋轉(zhuǎn)，當(dāng)三角 齒輪3旋轉(zhuǎn)時(shí)，又推動行星齒輪10產(chǎn)生自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)。此時(shí)，三角齒 輪3、四方齒輪2及行星齒輪10組成的密閉工作腔13內(nèi)的密閉容積
4也在不斷的發(fā)生變化，供油時(shí)密閉工作腔13的容積逐漸增大，排油 時(shí)工作腔13的密閉工作腔的容積則逐漸減少，擠壓出的油液經(jīng)低壓 配流孔12、低壓流道配油流道7、集流環(huán)6、分流環(huán)8流向回油管3各， 實(shí)現(xiàn)了吸油和排油的功能。隨著三角齒輪3及輸出軸11不間斷的旋 轉(zhuǎn)，非圓齒輪液壓馬達(dá)也就不斷的循環(huán)往復(fù)的輸出扭矩了 。
后機(jī)體上有四個(gè)高壓配油孔14和四個(gè)低壓配油孔12分別與集 流環(huán)6和分流環(huán)8相通，當(dāng)行星齒輪10公轉(zhuǎn)時(shí)，行星齒輪10順序 封閉或接通高壓配油孔14及低壓配油孔12，構(gòu)成了各自封閉的高、 <氐壓油'液的運(yùn)^f于5各徑。
壓力油流量的大小與輸出軸的轉(zhuǎn)速成正比，控制壓力油流量的 大小，就能實(shí)現(xiàn)輸出軸11轉(zhuǎn)速的無級變速。工作壓力油壓力的大小 以及非圓馬達(dá)排量的大小與主軸11輸出扭矩成正比。馬達(dá)工作系統(tǒng) 的回油背壓大于0. 2Mpa即可正常工作。
上述傳統(tǒng)的非圓齒輪行星輪系低速大扭矩液壓馬達(dá)雖然具有許 多優(yōu)點(diǎn)，但當(dāng)壓力升高至中高壓范圍內(nèi)時(shí)，易產(chǎn)生液壓馬達(dá)的咬死 造成的早期損壞問題。其產(chǎn)生原因是當(dāng)非圓齒輪輪系中的三角齒 輪3和行星齒輪10在工作過程中受到來自高壓配流孔14中油液的 強(qiáng)大液動力的不平衡擾動，不可避免的產(chǎn)生沿其自身軸線方向的擺 動或串動，從而將三角齒輪3或行星齒輪10壓向前機(jī)體1的工作端 面(圖1示出了這種三角齒輪3和行星齒輪10被壓向前機(jī)體1的工 作端面時(shí)產(chǎn)生的前機(jī)體1工作端面上無間隙的狀態(tài))，由于該推動 力很大，會使三角齒輪3、行星齒輪10與前機(jī)體1的工作端面的配 合間隙迅速減少并最終消失。由于摩擦力的作用，此間隙內(nèi)在極短 的時(shí)間里就可以產(chǎn)生高溫、高壓，造成前機(jī)體1工作端面上的油膜 26迅速燒損，產(chǎn)生前機(jī)體l的工作端面與三角齒輪3和行星齒輪10 的工作端面咬合、發(fā)生積瘤、刮傷的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的不斷擴(kuò)大將 會使前機(jī)體1處的間隙被積瘤堵塞，且積瘤將會在極短的時(shí)間不斷 黏合擴(kuò)大并最終還會導(dǎo)致后機(jī)體4工作斷面處的間隙發(fā)生同樣的問 題，于是馬達(dá)的容積效率急劇下降，壓力不穩(wěn)定，最終三角齒輪3和4亍星齒輪10的工作端面與前機(jī)體1和后才幾體4的工作端面相互咬
合，抱軸咬死，使液壓馬達(dá)早期損壞、性能喪失，不能正常工作。
這種傳統(tǒng)的非圓齒輪行星輪系低速大扭矩液壓馬達(dá)還存在配流 裝置即集流環(huán)和分流環(huán)體積太大，導(dǎo)致馬達(dá)重量較重、無法滿足用 戶要求的問題。由于傳統(tǒng)的非圓齒輪液壓馬達(dá)的前機(jī)體和后機(jī)體上 密布著各類不同用途的孔，圖二示出了這些孔的位置緊湊又不可隨
意改變，所以，可用來減少非圓齒輪液壓馬達(dá)重量的部分很少。雖 經(jīng)多次改良但仍沒有突破，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)一直沒有質(zhì)的突變。
非圓齒輪行星輪系低速大扭矩液壓馬達(dá)急需尋求更好的技術(shù)方
案解決上述2個(gè)問題帶來的困擾，用以提高產(chǎn)品的竟?fàn)巸?yōu)勢。目前 的解決方法是進(jìn)一步提高零件加工精度，這就需要尋求四軸四聯(lián)動 的制齒設(shè)備(國內(nèi)尚無此類機(jī)床)以及能進(jìn)一步穩(wěn)定提高零件硬度 的熱處理方法，但此類方案會使產(chǎn)品成本不斷提高，竟?fàn)幠芰Σ粩?降低。為此，尋找筒單易行的解決方法已成為科研與生產(chǎn)迫在眉睫 的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了 一種新型非圓齒輪行星輪系低速大扭矩液壓馬 達(dá)，包括前機(jī)體15、后機(jī)體17、四方齒輪16、三角齒輪30、多個(gè) 行星齒輪29、軸31、配流器24、位于后機(jī)體17和配流器24上與密 閉工作腔13連通的第一低壓配油流道23以及位于后機(jī)體17和配流 器24上與密閉工作腔13連通的第一高壓配油流道22，其特征在于， 所述的第一高壓配油流道22在后才幾體17中與所述密閉工作腔13連 通之前的位置具有一經(jīng)過四方齒4侖16以及前機(jī)體15與密閉工作腔 13連通的第二高壓配油流道22，，所述的第一低壓配油流道23在 后機(jī)體17中與所述密閉工作腔13連通之前的位置還具有一經(jīng)過四 方齒輪16以及前機(jī)體15與密閉工作腔13連通的第二低壓配油流道 23'。所述第一高壓配油流道22、第二高壓配油流道22，、第一低壓 配油流道23、第二低壓配油流道23，的數(shù)量分別為四個(gè)，且均衡布置。
在前機(jī)體15、后機(jī)體17、四方齒4企16上還設(shè)有四個(gè)新增加的 用于放置緊固螺栓25的螺栓孔28。
所述前機(jī)體15和后機(jī)體17的材質(zhì)為奧貝球鐵。
所述三角齒輪30和所述行星齒輪29的材質(zhì)為錫青銅-合金結(jié)構(gòu) 鋼-錫青銅復(fù)合材料。
錫青銅與合金結(jié)構(gòu)鋼通過釬焊、燒結(jié)或者熱噴涂的方法連接。
三角庫侖30與所述軸31之間相應(yīng)的位置上具有六個(gè)容納鋼3求36 的凹槽及球窩，且在其圓周方向上均布。三角輪30與所述軸31是 用鋼球36連接并用以傳遞扭矩的。
所述配流器24由配流器機(jī)體19、配流器內(nèi)環(huán)20、配流器外環(huán) 21組成。
所述非圓齒輪行星輪系低速大扭矩液壓馬達(dá)可以正反兩個(gè)方向 運(yùn)轉(zhuǎn)。


圖1是傳統(tǒng)非圓齒輪行星輪系低速大扭矩液壓馬達(dá)的總裝圖。 圖2是傳統(tǒng)非圓齒輪行星輪系低速大扭矩液壓馬達(dá)在A-A處的剖 視圖。
圖3是新型非圓齒輪行星輪系低速大扭矩液壓馬達(dá)的總裝圖。 圖4是新型非圓齒輪行星輪系低速大扭矩液壓馬達(dá)在B-B處的剖 視。
圖5是后機(jī)體17的主視圖。 圖6是圖5在C-C處的吾(j視圖。 圖7是四方齒輪16的主視圖。 圖8是圖7在D-D處的剖視圖。 圖9是前^L體15的主^f見圖。圖IO是圖9在E-E處的剖視圖。
圖ll是三角齒輪的主視圖。
圖12是圖ll在F-F處的剖視圖。
圖13是行星齒輪的主視圖
圖14是軸的主視圖
圖15是圖14在A-A處的剖視圖
圖16是配流器24的零件一配流器機(jī)體19的剖視圖
圖17是配流器24的零件一配流器內(nèi)環(huán)20的剖視圖
圖18是配流器24的零件一配流器外環(huán)21的剖視圖
圖19是配流器24的總成主視圖。
圖20是圖19在A-A處的剖視圖。
圖21是非圓齒輪行星輪系低速大扭矩液壓馬達(dá)在雙端面配流時(shí) 油液流動及油膜建立狀況的示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下列舉具體實(shí)施例對本發(fā)明做出進(jìn)一步的說明，其他人根據(jù)
本發(fā)明做出的非本質(zhì)的修改和調(diào)整仍屬于本發(fā)明的保護(hù)內(nèi)容。
1.新型非圓齒輪行星輪系低速大扭矩液壓馬達(dá)的構(gòu)成及特征。 所述非圓齒輪行星輪系低速大扭矩液壓馬達(dá)其非圓齒輪輪系 (四方齒輪16、三角齒輪30、行星齒輪29)的嚙合原理與傳統(tǒng)非圓 齒輪液壓馬達(dá)的非圓齒輪輪系(四方齒輪2、三角齒輪3、行星齒輪 IO)完全相同，不在本發(fā)明內(nèi)容之中，這里就不再贅述。
所述發(fā)明的內(nèi)容涉及到非圓齒輪行星輪系低速大扭矩液壓馬達(dá) 內(nèi)部的具體配油流道結(jié)構(gòu)、內(nèi)部傳動零件的連接方式以及與上述相 關(guān)的零件所使用的新型材料等。
圖3示出了新型非圓齒輪低速大扭矩液壓馬達(dá)包括前機(jī)體15、 后機(jī)體17、四方齒輪16、三角齒輪30、多個(gè)行星齒輪29、軸31、 配流器24、封油堵塞18、新增加的四個(gè)螺栓25、圓鋼球36、密封 件、標(biāo)準(zhǔn)件以及位于后機(jī)體l7、前才幾體l5、四方齒輪l6上的第一
8高壓配油流道22、第二高壓配油流道22， 第 一低壓配油流道2 3 、 第二低壓配油流道23，。所述第一高壓配油流道22、第二高壓配油 流道22'、第一低壓配油流道23、第二低壓配油流道23，的數(shù)量分 別為四個(gè)，且均衡布置。
所述非圓齒輪行星輪系低速大扭矩液壓馬達(dá)裝配、試驗(yàn)、使用 方法與傳統(tǒng)的非圓齒輪液壓馬達(dá)基本相同。
所述非圓齒輪行星輪系低速大扭矩液壓馬達(dá)具有以下5個(gè)方面 的特征
1. 1 具有圖21示出的/人前才幾體15和后才幾體17的兩個(gè)工作端 面上同時(shí)向液壓馬達(dá)密閉工作腔13內(nèi)輸送高壓油和輸出低壓油的雙 端面配;克功能。
進(jìn)油特征
當(dāng)高壓油液經(jīng)過新型配流器24的高壓油孔在進(jìn)入高壓配油孔14
之前先進(jìn)行分流。
其中一路是經(jīng)過位于新型后機(jī)體17工作端面上的高壓配油孔" 直接進(jìn)入非圓齒輪輪系內(nèi)的密閉工作腔13內(nèi)的第一高壓配油流道 22。
另外一路經(jīng)過新型后機(jī)體17 、新型四方齒輪16 、新型前機(jī)體15 、 位于前機(jī)體15工作端面上的高壓配油孔14再進(jìn)入非圓齒輪輪系內(nèi) 的密閉工作腔13內(nèi)的第二高壓配油流道22'。
所述第一高壓配油流道22和第二高壓配油流道22，中的高壓油 液進(jìn)入密閉工作腔13后推動三角齒輪30旋轉(zhuǎn)并通過軸11輸出扭矩。
排油特征
隨著三角齒4侖的旋轉(zhuǎn)，馬達(dá)排出的低壓油液也分為2 3各排出。 其中一路是通過后機(jī)體17工作端面上的低壓配油孔12再經(jīng)過
新型配流器24直接進(jìn)入回油管路的位于后機(jī)體17上的第一低壓配
油流道23。另一路則是通過前機(jī)體15工作端面上的低壓配油孔12、再經(jīng)過 新型配流器24流入回油管3各的位于前才幾體15、四方齒4企16、后才幾 體17上的第二低壓配油流道23，。
這種雙端面配油功能的實(shí)施，使三角齒輪30和行星齒輪29的 兩個(gè)端面上的動態(tài)受力狀態(tài)由原來的軸向單一端面受壓于液動力， 變化為兩個(gè)端面同時(shí)接受液動力，從而保證了三角齒輪30和行星齒 輪29的兩個(gè)工作端面軸向受力基本相等并平衡，因此獲得了良好的 居中性能。三角齒輪30和行星齒輪29兩個(gè)端面的機(jī)械間隙因此也 得到了有效的保持。前后機(jī)體工作端面上的油膜26可以隨時(shí)動態(tài)生 成和保持，避免了高壓配油孔14內(nèi)流出的液體產(chǎn)生的強(qiáng)大的液動力 對三角齒輪3和行星齒輪10的擠壓所導(dǎo)致的油膜26燒毀及損壞。 也就是說從根本上杜絕了非圓齒輪行星輪系低速大扭矩液壓馬達(dá)設(shè) 計(jì)缺陷所造成的早期損壞及咬死現(xiàn)象的發(fā)生。
1.2.新型配流器24體積小、重量輕。
這種新型配流器具有如下特征
特征一它將原來的配流機(jī)構(gòu)的兩個(gè)零件集流環(huán)6和分流環(huán)8 改為三個(gè)零件配流器機(jī)體19、配流器內(nèi)環(huán)20和配流器外環(huán)21。其 功能是完成向非圓齒輪液壓馬達(dá)有序的輸入高壓油和輸出低壓油的。
特征二新型配流器24與原有的集流環(huán)和分流環(huán)結(jié)構(gòu)相比較， 其體積和重量小了 50%以上，同時(shí)加工更加方便，取消了原有的斜孔 加工，使用普通機(jī)床就可以方l更的加工。
1. 3 前機(jī)體(15 )和后機(jī)體(17 )的材質(zhì)為奧貝球鐵。 傳統(tǒng)非圓齒輪液壓馬達(dá)的前機(jī)體(15)和后機(jī)體(17)的材質(zhì) 為氮化鋼，這種材料價(jià)格很貴且熱處理成本也很高，熱處理工藝也 很不穩(wěn)定。采用了奧貝球鐵制造。大大降低了材料和熱處理工藝成 本，同時(shí)還使零件的硬度增加更具耐磨性。與三角齒輪3和行星齒 輪10組合而成的摩擦副也更具合理性。它可以組合在不同壓力級別 的非圓齒輪液壓馬達(dá)中。1. 4三角齒輪3和行星齒輪10采用了雙金屬三層復(fù)合材料制造。 傳統(tǒng)非圓齒輪液壓馬達(dá)的三角齒輪3、行星齒輪IO、前機(jī)體l、 后機(jī)體4均采用合金結(jié)構(gòu)鋼制造，它帶來的問題是三角輪和行星輪 的材料和前后機(jī)體的材料都屬于同一類合金結(jié)構(gòu)鋼材料，經(jīng)過熱處 理后這對摩擦副的硬度接近，摩擦系數(shù)也較接近，在液壓馬達(dá)高溫、 高壓下易產(chǎn)生粘合，影響了非圓齒輪液壓馬達(dá)整體的機(jī)械效率。同
時(shí)這種傳統(tǒng)的材料和加工工藝成本^f艮高，制約了產(chǎn)品的竟?fàn)幠芰Α?br> 圖11示出了這種采用雙金屬三層復(fù)合材料制造的新型三角齒輪 30和行星齒輪29的具體結(jié)構(gòu)。它的特點(diǎn)是在傳統(tǒng)的三角齒輪3和行 星齒輪10的兩個(gè)工作端面上，采用釬焊、燒結(jié)或者熱噴涂的方法將 錫青銅板材37和38牢固的附著在基體為合金結(jié)構(gòu)鋼的三角輪3、行 星齒輪10的兩個(gè)工作端面上。
這種加工方法使二種材料以三層的形態(tài)出現(xiàn)，齒面部分突出使 用了合金結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度和硬度，而兩個(gè)工作端面則突出使用了錫青 銅板材37和38的耐磨損、低摩擦系數(shù)的優(yōu)越性能，這種新的復(fù)合 材料大大提升了新型三角齒輪30和新型行星齒輪29的整體機(jī)械性 能，由此又使得非圓齒輪液壓馬達(dá)獲得了更高的耐磨性、可靠性、 抗咬合性和機(jī)械效率。
1. 5. 三角齒輪3和馬達(dá)軸11采用了鋼球連接的方式。 傳統(tǒng)非圓齒輪行星輪系低速大扭矩液壓馬達(dá)是采用圓柱銷35連 接馬達(dá)軸11與三角齒輪3的，用以傳遞液壓馬達(dá)的輸出扭矩。但其 帶來的問題是這種連接方式對三角齒輪3和馬達(dá)軸11上的六個(gè)半圓 的圓柱銷孔的加工精度和位置精度要求極高， 一點(diǎn)微小的差異將導(dǎo) 致裝配好的三角齒輪3的工作端面與馬達(dá)軸11的剛性不垂直狀態(tài)。 致使液壓馬達(dá)的三角齒輪3的兩個(gè)端面與前機(jī)體1或后機(jī)體4的工 作端面相互擠壓，刮傷、損壞。
鋼球連接使得相連接的這兩個(gè)零件接觸面積很小，屬于點(diǎn)接觸 范圍。三角齒輪30在液壓馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)中始終處于自由的浮動狀態(tài)，由 鋼球自動定心并傳遞扭矩，避免了三角齒輪3與馬達(dá)軸11的剛性的
ii不垂直狀態(tài)的發(fā)生。避免了三角輪3與馬達(dá)軸11在不垂直狀態(tài)下強(qiáng) 行運(yùn)轉(zhuǎn)所造成的三角齒輪3的端面與前機(jī)體1、后機(jī)體4的工作端面 拉傷、的現(xiàn)象。
同時(shí)這種結(jié)構(gòu)對零件加工精度要求較低，降低了加工成本，又
具有很大的扭矩傳遞能力。
以上所述的5個(gè)特征，使非圓齒輪行星輪系低速大扭矩液壓馬 達(dá)在降低了生產(chǎn)成本的同時(shí)還不需進(jìn)口昂貴的數(shù)控制齒設(shè)備，就可 以達(dá)到高壓水平(30Mpa以上)，同時(shí)滿足了高壓力、高容積效率、 高機(jī)械效率、高可靠性、低噪音的技術(shù)性能要求。
2.后才幾體17的實(shí)施方法
圖5示出了后機(jī)體17的具體結(jié)構(gòu)以及配油流道的位置分布。 我們首先在原后^f幾體4的外圓處軸向的適當(dāng)位置，沿原4個(gè)第 一高壓配油流道22、 4個(gè)第一^f氐壓配油流道23的徑向加工4個(gè)第二 高壓配油流道22，和4個(gè)第二低壓配油流道23，并使他們互相垂直接通。
再在后機(jī)體4的工作端面的適當(dāng)位置加工8個(gè)垂直于上述4個(gè) 第二高壓分流流道22'和4個(gè)第二低壓分流流道23'的橫孔并使他 們互相垂直相通，構(gòu)成高、低壓油液在后4幾體17上的流動通道。
而后在上述8個(gè)橫孔的工作端面加工安裝密封圈的座孔用以安 裝密封圈，再用油塞18在后機(jī)體17的外圓上堵住油液向后機(jī)體17 外圓的外部流動的通路(該油塞18和密封圏也可在產(chǎn)品裝配時(shí)封堵 或安裝，圖3示出了油塞封住位于后機(jī)體17上的8個(gè)徑向孔即高壓 配油流道22和j氐壓配油流道23時(shí)的狀態(tài))。
圖5中示出的4個(gè)件號為28的孔是新增加的四個(gè)用于安裝緊固 螺栓25的安裝孔。 '
圖6是圖5的剖視圖，圖6示出了第二低壓配油流道23，加工 完畢后其在后機(jī)體17的位置及空間狀態(tài)。所有的第二高壓配油流道 22，和第二低壓配油流道23，的空間狀態(tài)均與該剖視圖相同，不同 點(diǎn)僅在于每個(gè)配油流道的具體的角度不 一樣。在上述實(shí)施過程中，我們還對后機(jī)體17采用了奧貝球鐵制造。 大大降低了制造成本，同時(shí)還使零件的硬度增加更具耐磨性。它可 以組合在不同壓力級別的非圓齒輪液壓馬達(dá)中。
3. 四方齒4侖16的實(shí)施方法
圖7示出了四方齒輪16的結(jié)構(gòu)。圖中近似四方形的內(nèi)曲線是四 方齒輪的內(nèi)齒齒形，該齒形不在本發(fā)明內(nèi)容之列故圖中未詳細(xì)繪出， 以節(jié)曲線代之。
圖7中同時(shí)還示出了第二高壓配油流道22'和第二低壓配油流 道2 3，以及新增加的四個(gè)用于安裝緊固螺栓的安裝孔28的具體位置。
四方齒輪16新增加的功能是將后機(jī)體17上的第二高壓配油流 道22，和第二低壓配油流道23，內(nèi)的高壓油和低壓油引向四方4侖16、 前機(jī)體15的配油流道內(nèi)。
圖8是圖7的剖視圖，它示出了第二高壓分流流道22，以及新 增加的四個(gè)用于安裝緊固螺才全25的安裝孔28的空間位置狀態(tài)。四 個(gè)第二高壓配油流道22'和四個(gè)第二^f氐壓配油流道23'的加工狀態(tài) 相同，均為通孔。
具體實(shí)施方法是在四方齒輪16的側(cè)面與后機(jī)體17工作端面上 的四個(gè)第二高壓配油流道22，和四個(gè)第二^f氐壓配油流道23，相對應(yīng) 的位置上加工8個(gè)通孔即第二高壓配油流道22，和第二j氐壓配油流 道23，，并^f吏它們互相4妄通。
4. 前才幾體15的實(shí)施方法
圖9示出了前機(jī)體15的具體結(jié)構(gòu)。
首先在傳統(tǒng)非圓齒輪行星輪系低速大扭矩液壓馬達(dá)的前機(jī)體1 上按照后機(jī)體17上的4個(gè)第一高壓配油孔14、 4個(gè)第一低壓排油孔 12的相對位置及深度加工出4個(gè)高壓配油孔14、4個(gè)低壓排油孔12。 再將其按圖示擴(kuò)孔至與第二高壓配油流道22，、第二低壓配油流道 23，相適應(yīng)的尺寸，形成四'個(gè)第二高壓配油流道22，和四個(gè)第二低 壓配油流道23，。再在前才幾體1上的外圓周邊的適當(dāng)位置向著上述四個(gè)第二高壓
配油流道22，和四個(gè)第二低壓配油流道23，的徑向垂直加工四個(gè)第 二高壓配油流道22'和四個(gè)第二1氐壓配油流道23'并使他們互相4妄通。
再在前才幾體1的工作端面的適當(dāng)位置加工8個(gè)垂直于上述4個(gè) 第二高壓分流流道22，和4個(gè)第二低壓分流流道23，的橫孔并使他 們互相垂直接通，構(gòu)成高、低壓油液在后機(jī)體17上的流動通道。
最后再在上述該8個(gè)橫孔的工作端面方向加工安裝密封圈的座 孔用以安裝密封圈，而后用油塞18在前機(jī)體1的外圓上封住8個(gè)徑 向孔，堵住油液向后才幾體外部流動的通路(該油塞和密封圏也可在 非圓馬達(dá)裝配時(shí)封堵或安裝)。圖9示出了上述孔系加工完畢后各配油流道在后機(jī)體17的位置 及空間狀態(tài)。
圖10是圖9的剖^L圖，圖10示出了第二^f氐壓配油流道23'加 工完畢后其在前機(jī)體15上的位置及空間狀態(tài)。所有的高壓配油流道 22，和低壓配油流道23'的空間狀態(tài)均與圖IO所示的相同，不同點(diǎn) ^又在于每個(gè)配油流道的具體的角度不一樣。
圖9示出的4個(gè)件號為28的孔是新增加的四個(gè)用于安裝緊固螺 栓28的安裝孔。
最后再用油塞或者焊接的方法在前才幾體15的外圓上封住上述4 個(gè)第二高壓配流油道22，和4個(gè)第二低壓配流油道23',堵住油液 向前機(jī)體15外圓的外部流動的通路(該油塞或焊接工作也可在非圓 馬達(dá)裝配時(shí)實(shí)施，圖3示出了焊接后封住位于新型前機(jī)體15上的4 個(gè)第二高壓配油流道22，和4個(gè)第二低壓配油流道23，時(shí)的狀態(tài)。
在上述實(shí)施過程中，我們還對前機(jī)體15采用了奧貝球鐵制造， 大大降低了制造成本，同時(shí)還使零件的硬度增加更具耐磨性。它可 以組合在不同壓力級別的非圓齒輪行星輪系低速大扭矩液壓馬達(dá) 中。
5. 三角齒4侖30的實(shí)施方法。圖11示出了這種三角齒輪30的外形，該圖的外廓是齒形，因 該齒形不在本發(fā)明內(nèi)容之列，故圖中未詳細(xì)繪出，僅以節(jié)曲線代之。
圖12是圖11的剖視圖，他示出了三角齒輪30的具體結(jié)構(gòu)，它 是在原三角齒輪3的基礎(chǔ)上去掉一定的零件厚度，再在其兩端面采 用釬焊、燒結(jié)或者熱噴涂的方法將錫青銅板材37牢固的附著在基體 為合金結(jié)構(gòu)鋼的新型三角輪30的兩個(gè)工作端面上即可。這兩個(gè)錫青 銅板37的總厚度應(yīng)滿足三角輪30總體厚度的要求。
也可先將這種雙金屬三層復(fù)合材料加工成所需厚度的板材，再 完成后續(xù)機(jī)械加工及其他工藝。
6. 行星齒輪29的實(shí)施方法。
圖13是這種行星齒輪29的剖面視圖，它示出了行星齒輪29的 具體結(jié)構(gòu)，它是在原行星齒輪10 (普通的圓形的圓齒輪)的基礎(chǔ)上 去掉一定的零件厚度，再在其兩端面采用釬焊、燒結(jié)、粘結(jié)或者熱 噴涂的方法將錫青銅板材38牢固的附著在基體為合金結(jié)構(gòu)鋼的新型 行星齒輪29的兩個(gè)工作端面上即可。這兩個(gè)錫青銅板材38的總厚 度應(yīng)滿足行星齒輪29總體厚度的要求。
也可先將這種雙金屬三層復(fù)合材料加工成所需厚度的板材，再 完成后續(xù)機(jī)械加工及其他工藝。
7. 軸11的實(shí)施方法。.
圖14示出了這種馬達(dá)軸11的外形，實(shí)際上它與傳統(tǒng)的馬達(dá)軸 基本相似，唯一的不同點(diǎn)僅在于我們將原來準(zhǔn)備安裝圓柱銷的六處 半圓的銷柱孔改為準(zhǔn)備安裝鋼球的六處半圓球窩孔。
圖15是圖14的剖視圖，它示出了這六個(gè)半圓球窩孔的空間分 布位置。
傳統(tǒng)非圓齒輪行星輪系低速大扭矩液壓馬達(dá)是采用圓柱銷35連 接馬達(dá)軸11與三角齒輪3的，用以傳遞液壓馬達(dá)的輸出扭矩。但其 帶來的問題是這種連接方式對三角齒輪3和馬達(dá)軸11上的六個(gè)半圓 的圓柱銷孔的加工精度和位置精度要求極高， 一點(diǎn)微小的差異將導(dǎo) 致裝配好的三角齒輪3的工作端面與馬達(dá)軸11的剛性不垂直狀態(tài)。致使液壓馬達(dá)的三角齒輪3的兩個(gè)端面與前機(jī)體1或后機(jī)體4的工
作端面相互擠壓，刮傷、損壞。
鋼球連接使得相連接的這兩個(gè)零件接觸面積很小，屬于點(diǎn)接觸
范圍。三角齒輪30在液壓馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)中始終處于自由的浮動狀態(tài)，由 鋼球自動定心并傳遞扭矩，避免了三角齒輪3與馬達(dá)軸11的剛性的 不垂直狀態(tài)的發(fā)生。避免了三角輪3與馬達(dá)軸11在不垂直狀態(tài)下強(qiáng) 行運(yùn)轉(zhuǎn)所造成的三角齒輪3的端面與前機(jī)體1、后機(jī)體4的工作端面 拉傷、的現(xiàn)象。
圖3和圖21示出了采用鋼球連接新型三角齒輪30和新型馬達(dá) 軸31的連接方法。這種鋼永連接方式很好的解決了上述問題。同時(shí) 這種結(jié)構(gòu)對零件加工精度要求較低，降低了加工成本，又具有很大 的扭矩傳遞能力。
8.配流器24的實(shí)施方法。
受制于傳統(tǒng)非圓齒輪液壓馬達(dá)集流環(huán)和分流環(huán)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)約 束，非圓齒輪液壓馬達(dá)的重量較重，與其他形式的液壓馬達(dá)例如柱 塞馬達(dá)、擺線馬達(dá)等相比形成不了太多的重量上的優(yōu)勢。
配流器24解決了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中分流環(huán)8和集流環(huán)9笨重、體積大 的問題。
圖16示出了配流器機(jī)體19的結(jié)構(gòu)。 圖17示出了配流器內(nèi)環(huán)20的結(jié)構(gòu)。 圖18示出了配流器外環(huán)21的結(jié)構(gòu)。
圖19是配流器24的主視圖。圖19示出了配流器24在新型非 圓齒輪行星輪系低速大扭矩液壓馬達(dá)上的安裝孔34、與后機(jī)體17相 互接通的4個(gè)第一高壓配油流道22、 4個(gè)第一低壓配油流道23、泄 油孔32,進(jìn)油孔27、出油孔33的具體位置、
圖20是圖19的剖視圖。圖20示出了配流器是由配流器機(jī)體19、 配流器內(nèi)環(huán)20、配流器外環(huán)21及相應(yīng)的密封件構(gòu)成。
16其實(shí)施方法是按照圖16、圖17、圖18所示加工出配流器機(jī) 體19、配流器內(nèi)環(huán)20、配流器外環(huán)21，清洗后按圖19組裝即可形 成一個(gè)完整的配流器24。
新型配流器24與傳統(tǒng)集流環(huán)6和分流環(huán)8的安裝孔的具體位置 完全一樣，在進(jìn)行總裝時(shí)按原有的安裝位置將配流器24固定安裝在 非圓齒4侖液壓馬達(dá)的后才幾體17上即可。
至此，所有專用零件的加工實(shí)施就完成了。
按照裝配圖裝配后就可以形成具有雙端面配流功能、安裝有新 型配流器24、采用了新型非圓齒輪輪系、鋼球傳遞輸出扭矩結(jié)構(gòu)的 新型非圓齒輪行星輪系低速大扭矩液壓馬達(dá)。
權(quán)利要求
1. 一種非圓齒輪行星輪系低速大扭矩液壓馬達(dá)，其包括前機(jī)體(15)、后機(jī)體(17)、四方輪(16)、三角輪(30)、多個(gè)行星齒輪(29)、軸(31)、配流器(24)、位于后機(jī)體(17)和配流器(24)上與密閉工作腔(13)連通的第一低壓配油流道(23)以及位于后機(jī)體(17)和配流器(24)上與密閉工作腔(13)連通的第一高壓配油流道(22)，其特征在于，所述的第一高壓配油流道(22)在后機(jī)體(17)中與所述密閉工作腔(13)連通之前的位置具有一經(jīng)過四方輪(16)以及前機(jī)體(15)與密閉工作腔(13)連通的第二高壓配油流道(22’)，所述的第一低壓配油流道(23)在后機(jī)體(17)中與所述密閉工作腔(13)連通之前的位置還具有一經(jīng)過四方輪(16)以及前機(jī)體(15)與密閉工作腔(13)連通的第二低壓配油流道(23’)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非圓齒輪行星輪系低速大扭矩液壓馬 達(dá)，其特征在于，所述第一高壓配油流道(22)、第二高壓配油流 道(22，)、第一低壓配油流道(23)、第二低壓配油流道(23，) 的數(shù)量分別為四個(gè)，且均衡布置。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1-2之一所述的非圓齒輪行星輪系低速大扭矩 液壓馬達(dá)，其特征在于，在前機(jī)體(15)、四方輪(16)、后機(jī)體(17 )上還設(shè)有四個(gè)新增加的用于放置緊固螺栓25的螺栓孔(28 )。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的非圓齒輪行星輪系低速大扭矩 液壓馬達(dá)，其特征在于，所述前機(jī)體(15)和后機(jī)體(17)的材質(zhì) 選用奧貝球4失。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l-4之一所述的非圓齒輪行星輪系低速大扭矩 液壓馬達(dá)，其特征在于，所述三角齒輪(30)和所述行星齒輪(29)的材質(zhì)選用錫青銅-合金結(jié)構(gòu)鋼-錫青銅復(fù)合材料。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的非圓齒輪液壓馬達(dá)，其特征在于，錫青銅與合金結(jié)構(gòu)鋼通過釬焊、燒結(jié)或者熱噴涂的方法連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1-6所述的非圓齒輪液壓馬達(dá)，其特征在于， 所述三角輪(30)與所述軸(31)之間相應(yīng)的位置上具有六個(gè)容納 鋼球(36)的凹槽或球窩，且在其圓周方向上均布。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l-7之一所述的非圓齒輪液壓馬達(dá)，其特征在 于，所述三角輪(30)與所述軸(31)是用鋼球(36)連接并傳遞 扭矩的。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l-8之一所述的非圓齒輪液壓馬達(dá)，其特征在 于，所述新型配流器(24)由配流器機(jī)體19、配流器內(nèi)環(huán)20、配流 器外環(huán)21組成。
全文摘要
新型非圓齒輪行星輪系低速大扭矩液壓馬達(dá)具有從前機(jī)體(15)和后機(jī)體(17)的兩個(gè)工作端面同時(shí)向液壓馬達(dá)內(nèi)的密閉工作腔(13)中輸送高壓油和輸出低壓油的雙端面配流功能，改變了三角齒輪(3)行星齒輪(10)在軸向受到單一方向較大壓力的狀態(tài)，使三角輪(30)和行星齒輪(29)軸向受力平衡、有效保持了機(jī)械間隙和油膜的動態(tài)建立，避免了高壓狀態(tài)下早期咬死損壞現(xiàn)象的發(fā)生。同時(shí)該馬達(dá)還去除了集流環(huán)(6)和分流環(huán)(8)，采用新型配流器(24)，并選用奧貝球鐵材料、雙金屬三層復(fù)合材料制造關(guān)鍵零件，對三角齒輪(30)和馬達(dá)軸(11)采用了鋼球連接的方式，使非圓馬達(dá)具備了高壓力、體積小、重量輕、成本低、可靠性高的特征。
文檔編號F03C2/00GK101463792SQ20081009807
公開日2009年6月24日 申請日期2008年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月26日
發(fā)明者吳序堂, 峰 潘, 榮世德, 劍 董, 賀敬良, 青 陶 申請人:北京非圓時(shí)代科技有限公司