齿轮马达
2.2.1 类型特征
(l)按分类齿轮马达是基于啮合原理的液压马达,属于高速液压马达,是各类液压马达中结构最简单的一种,其详细分类如图y所示。其中,两档式渐开线外啮合齿轮马达应用最为广泛。
(2)特性如下表所示。
齿轮马达的特点
类型 | 主要优点 | 主要缺点 |
渐开线外啮合齿轮马达 | ①结构简单,工艺性好 | ①启动转矩较小;输出转矩脉动大 |
②体积小,重量轻 | ②效率低 |
③抗污染能力强 | ③低速稳定性差 |
④耐冲击,惯性小 | ④噪声大 |
摆线内啮合齿轮马达 | ①体积小,重量轻,功率重量比大 | 结构复杂 |
②输出转矩大 |
③转速范围宽 |
④价格低廉 |
2.2.2 工作原理
(l)二档式渐开线外啮合齿轮马达的工作原理及应注意的问题
①工作原理图Z示出了两齿轮式渐开线外啮合齿轮马达的工作原理。两个啮合齿轮I、II的中心分别为O1、O2,啮合点半径分别为R1、R2。齿轮I为带负载的输出轴。当高压油P1(P2为回油压)进入由齿1’、2’、3’和1’、2’、3’、4’表面及壳体、端盖相关内表面构成的齿轮马达进油腔时,由于啮合点半径小于齿顶圆半径,在齿1’、2’齿面上将产生如箭头所示的不平衡油压。该油压对轴01、02产生扭矩,在扭矩作用下,齿轮马达按图示方向连续旋转。随着齿轮的转动,油被带到回油腔并排出。只要给齿轮马达不断供给压力油,马达就会不断转动并输出扭矩和转速。在齿轮马达转动过程中,由于啮合点不断变换位置,所以马达的输出扭矩是脉动的。
② 与齿轮泵相比,齿轮马达存在以下问题。
a.齿轮马达有正反转的要求,因此其内部结构和油道是对称的。
b.马达低压腔内的油液被齿轮挤出,因此低压腔内的压力略高于大气压力,所以马达不会像齿轮泵那样因吸入流量大而产生气蚀现象。
c.由于电机回油有背压,为防止电机正反转时损坏轴端密封,在齿轮马达壳体上单独设置了漏油口,将轴承部分的漏油引至壳体外的油箱,而不是像齿轮泵那样将漏油引至低压腔。
d.齿轮泵提供压力和流量,强调容积效率,而齿轮马达产生输出扭矩,强调机械效率,并力求具有良好的起动性能和较低的最低稳定转速。为提高起动性能,必须降低摩擦扭矩、降低起动压力和减少死区(见图a)。降低最低稳定转速就是使马达在很低的转速下稳定运行,不产生爬行现象。因此,通常采取以下措施。
i.常采用滚针轴承来减小电动机的起动摩擦扭矩。
二、改善轴承的润滑和冷却条件,尤其要保证起动瞬间的良好润滑。
三、减小径向力减少轴承所受的负荷,从而减少摩擦扭矩。
四、应尽量减小间隙补偿装置的压缩系数,使补偿装置与齿轮仅以较弱的紧力轻微接触,以减少摩擦扭矩。
5、齿轮马达的齿数一般比齿轮泵的齿数多,以减少扭矩的波动,降低最低稳定转速,提高低速稳定性,改善起动性能。另外,增加齿数还有利于减少振动和噪声。与电动机输出轴相连的齿轮的齿数Z1大于或等于14。高压齿轮泵的齿数一般为z=6~14(为防止根切,削弱齿根强度,需对齿廓进行修形)。