專利名稱：差速器中的導軌的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及到螺旋卸料離心機中用于實現螺旋及與轉鼓間形成差速轉動的差速器，尤其涉及到差速器中的導軌。
背景技術：
液壓差速器是螺旋卸料離心機實現螺旋與轉鼓間形成差速運動的主要部件之一。通常的機械式差速器結構復雜、加工精度要求高，差轉速固定。液壓螺旋差速器結構簡單、傳遞扭矩大、差轉速無級可調，可充分改善離心機工作轉矩的功效執行。在液壓螺旋差速器中，核心部件是產生扭矩的內曲線導軌(導軌曲面的導線為曲線)。該部件的設計和性能決定了差速器乃至整個離心機的工作性能和壽命。導軌曲面的形式有很多種，對于不同的導軌曲面類型，液壓差速器在運轉中柱塞組的位移、速度和加速度不同，導軌曲面上的受力也不同。可以說，曲面的形狀直接影響到液壓差速器工作的平穩性、效率和壽命。因此，在內曲線液壓差速器的設計工作中很大的工作量是在導軌曲面的設計上。一般來說其應該遵循的設計原則是 (1)差速器的輸出扭矩恒定，即扭矩脈動為零； (2)柱塞運動的加速度不能過大，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。
目前常見的導軌曲面的母線為直線，其導線有以下幾種 (1)余弦曲線； (2)修正余弦曲線； (3)等加速等減速曲線； (4)幅角修正等加速等減速曲線； (5)等接觸應力曲線； 下面分別來闡述各個導軌曲面類型的特點和優劣目前國內的內曲線液壓馬達上的導軌多數采用余弦曲線導軌，這種類型導軌的優點是加工制造比較容易，缺點是液壓差速器的輸出扭矩和流量有較大的脈動率，而且這個脈動現象是不可避免的，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。修正余弦曲線導軌在一定程度上減小了余弦曲線導軌的一些缺點，但是并不能完全消除。等加速等減速曲線導軌的特點是可以使得柱塞在徑向運動的時候做到等加速等減速運動。因此，該類曲線如果設計合理，再配以合適的柱塞數和作用次數就可以在理論上使得液壓差速器的流量脈動和輸出扭矩完全平穩，也即脈動率為零。在柱塞一個行程上(去程或回程)，等加速等減速導軌曲面由五段單獨曲面組成，按照柱塞運動經過的順序，其分別是零速段、等加速段、勻速段，等減速段和零速段。因此，等加速等減速導軌曲面在加工制造上存在一定的困難，這也是該類導軌比較突出的缺點。等加速等減速導軌曲面另外一個比較突出的缺點是導軌曲面所受的應力分布很不均勻，其在加速段的起點位置受到的柱塞沖擊力很大，長時間工作的情況下容易造成導軌表面上產生蝕點，進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上對于幾個曲面分段的幅角進行修正，以減小導軌曲面所受的應力。但是幅角修正的方法只適合于某些特定數目的柱塞數和導軌作用次數，對于大多數的柱塞和作用次數組合，并不能使用幅角修正法來改善導軌的應力狀況，否則會造成輸出扭矩產生脈動。等接觸應力導軌曲面的設計和前面幾種導軌的設計方式不同，其不是根據柱塞的運動速度來分析設計的，而是通過計算在柱塞行程中導軌的受力情況來確定導軌的導線曲線方程，這種導軌曲面的特點是導軌表面的應力分布均勻，因此可以大大提高導軌乃至整個液壓差速器的使用壽命，而且差速器的運行噪聲比較小。但是，其突出的缺點是液壓差速器的輸出扭矩有較大的脈動，低速穩定性不夠好。
實用新型內容本實用新型所要解決的一個技術問題是提供一種可使扭矩脈動率為零、導軌曲面的應力分布均勻的差速器中的導軌。
為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為差速器中的導軌，包括圓環體，圓環體的內壁上設置有N個結構相同、且相互銜接的導向曲面，每個導向曲面由兩個對稱分布、且相互銜接的導向弧面構成，導向弧面的母線為直線、且所有素線相互平行，其中的一個導向弧面的導線的極坐標方程式為 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)； 以上極坐標方程的坐標原點為圓心；α采用角度制，單位為度；K為比例因子，與導軌的尺寸相適應，其取值范圍為0<K<∞。
本實用新型的有益效果是構成本實用新型的導向弧面的導線結合了等加速等減速曲線和等接觸應力曲線，在高壓油區域使用修正的等接觸曲線段，其余的區域使用幅角修正等變速曲線，同時，在加速區域向減速區域過渡的行程段采用補償曲線，用于彌補兩類曲線銜接時造成的流量脈動，使得流量脈動在理論上保持零值。這樣，導軌曲面既可以實現理論輸出扭矩恒定，也即扭矩脈動率為零，還可以使得導軌曲面的應力分布相對均勻，改善各個部件的受力情況，從而大大提高了液壓差速器的使用壽命。
圖1是本實用新型的結構示意圖； 圖2是圖1的左視結構示意圖； 圖3是圖1中A部分的放大結構示意圖； 圖1至圖3中1、圓環體，2、導向弧面； 其中R1、R2、R3、R4、R5分別為構成導向弧面的五段曲面的導線的極坐標方程式，坐標原點為圓心O。
具體實施方式
以下結合附圖，詳細描述本實用新型的具體實施方案。
如圖1、圖2所示，本實用新型所述的差速器中的導軌，包括圓環體1，圓環體1的內壁上設置有四個結構相同、且相互銜接的導向曲面，每個導向曲面由兩個對稱分布、且相互銜接的導向弧面2構成，導向弧面2的母線為直線、且所有素線相互平行，如圖3所示，其中的一個導向弧面的導線的極坐標方程式為 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度的對稱形式；R1至R5的單位為毫米，公差為±0.2毫米；坐標原點為圓心O；α采用角度制，單位為度。
構成本實用新型的導向弧面的導線結合了等加速等減速曲線和等接觸應力曲線，在高壓油區域使用修正的等接觸曲線段，其余的區域使用幅角修正等變速曲線，同時，在加速區域向減速區域過渡的行程段采用補償曲線，用于彌補兩類曲線銜接時造成的流量脈動，使得流量脈動在理論上保持零值。這樣，導軌曲面既可以實現理論輸出扭矩恒定，也即扭矩脈動率為零，還可以使得導軌曲面的應力分布相對均勻，改善各個部件的受力情況，從而大大提高了液壓差速器的使用壽命。
權利要求1.差速器中的導軌，包括圓環體，圓環體的內壁上設置有N個結構相同、且相互銜接的導向曲面，其特征在于每個導向曲面由兩個對稱分布、且相互銜接的導向弧面構成，導向弧面的母線為直線、且所有素線相互平行，其中的一個導向弧面的導線的極坐標方程式為
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)；
以上極坐標方程的坐標原點為圓心；α采用角度制，單位為度；K為比例因子，其取值范圍為0<K<∞。
專利摘要本實用新型公開了一種可使扭矩脈動率為零、導軌曲面的應力分布均勻的差速器中的導軌，包括圓環體，圓環體的內壁上設置有N個結構相同、且相互銜接的導向曲面，每個導向曲面由兩個對稱分布、且相互銜接的導向弧面構成，導向弧面的母線為直線、且所的素線相互平行，其中的一個導向弧面的導線的極坐標方程式為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)。本實用新型的使用，大大提高了差速器的使用壽命。
文檔編號F16H48/18GK201193692SQ20082003232
公開日2009年2月11日 申請日期2008年2月26日 優先權日2008年2月26日
發明者吳志明, 史學禮, 黃衛彬, 嵬 蔣 申請人:江蘇華大離心機制造有限公司