專利名稱：差速器中的導(dǎo)軌的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及到螺旋卸料離心機中用于實現(xiàn)螺旋及與轉(zhuǎn)鼓間形成差速轉(zhuǎn)動的差速器，尤其涉及到差速器中的導(dǎo)軌。

背景技術(shù)：
液壓差速器是螺旋卸料離心機實現(xiàn)螺旋與轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工精度要求高，差轉(zhuǎn)速固定。液壓螺旋差速器結(jié)構(gòu)簡單、傳遞扭矩大、差轉(zhuǎn)速無級可調(diào)，可充分改善離心機工作轉(zhuǎn)矩的功效執(zhí)行。在液壓螺旋差速器中，核心部件是產(chǎn)生扭矩的內(nèi)曲線導(dǎo)軌(導(dǎo)軌曲面的導(dǎo)線為曲線)。該部件的設(shè)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(dǎo)軌曲面的形式有很多種，對于不同的導(dǎo)軌曲面類型，液壓差速器在運轉(zhuǎn)中柱塞組的位移、速度和加速度不同，導(dǎo)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(wěn)性、效率和壽命。因此，在內(nèi)曲線液壓差速器的設(shè)計工作中很大的工作量是在導(dǎo)軌曲面的設(shè)計上。一般來說其應(yīng)該遵循的設(shè)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(dǎo)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(dǎo)軌曲面的母線為直線，其導(dǎo)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(yīng)力曲線； 下面分別來闡述各個導(dǎo)軌曲面類型的特點和優(yōu)劣目前國內(nèi)的內(nèi)曲線液壓馬達上的導(dǎo)軌多數(shù)采用余弦曲線導(dǎo)軌，這種類型導(dǎo)軌的優(yōu)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(xiàn)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(dǎo)軌在一定程度上減小了余弦曲線導(dǎo)軌的一些缺點，但是并不能完全消除。等加速等減速曲線導(dǎo)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(shè)計合理，再配以合適的柱塞數(shù)和作用次數(shù)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(wěn)，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(dǎo)軌曲面由五段單獨曲面組成，按照柱塞運動經(jīng)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(dǎo)軌曲面在加工制造上存在一定的困難，這也是該類導(dǎo)軌比較突出的缺點。等加速等減速導(dǎo)軌曲面另外一個比較突出的缺點是導(dǎo)軌曲面所受的應(yīng)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(dǎo)軌表面上產(chǎn)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(chǔ)上對于幾個曲面分段的幅角進行修正，以減小導(dǎo)軌曲面所受的應(yīng)力。但是幅角修正的方法只適合于某些特定數(shù)目的柱塞數(shù)和導(dǎo)軌作用次數(shù)，對于大多數(shù)的柱塞和作用次數(shù)組合，并不能使用幅角修正法來改善導(dǎo)軌的應(yīng)力狀況，否則會造成輸出扭矩產(chǎn)生脈動。等接觸應(yīng)力導(dǎo)軌曲面的設(shè)計和前面幾種導(dǎo)軌的設(shè)計方式不同，其不是根據(jù)柱塞的運動速度來分析設(shè)計的，而是通過計算在柱塞行程中導(dǎo)軌的受力情況來確定導(dǎo)軌的導(dǎo)線曲線方程，這種導(dǎo)軌曲面的特點是導(dǎo)軌表面的應(yīng)力分布均勻，因此可以大大提高導(dǎo)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(wěn)定性不夠好。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的一個技術(shù)問題是提供一種可使扭矩脈動率為零、導(dǎo)軌曲面的應(yīng)力分布均勻的差速器中的導(dǎo)軌。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案為差速器中的導(dǎo)軌，包括圓環(huán)體，圓環(huán)體的內(nèi)壁上設(shè)置有N個結(jié)構(gòu)相同、且相互銜接的導(dǎo)向曲面，每個導(dǎo)向曲面由兩個對稱分布、且相互銜接的導(dǎo)向弧面構(gòu)成，導(dǎo)向弧面的母線為直線、且所有素線相互平行，其中的一個導(dǎo)向弧面的導(dǎo)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(dǎo)軌的尺寸相適應(yīng)，其取值范圍為0<K<∞。
本實用新型的有益效果是構(gòu)成本實用新型的導(dǎo)向弧面的導(dǎo)線結(jié)合了等加速等減速曲線和等接觸應(yīng)力曲線，在高壓油區(qū)域使用修正的等接觸曲線段，其余的區(qū)域使用幅角修正等變速曲線，同時，在加速區(qū)域向減速區(qū)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(dǎo)軌曲面既可以實現(xiàn)理論輸出扭矩恒定，也即扭矩脈動率為零，還可以使得導(dǎo)軌曲面的應(yīng)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(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的左視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是圖1中A部分的放大結(jié)構(gòu)示意圖； 圖1至圖3中1、圓環(huán)體，2、導(dǎo)向弧面； 其中R1、R2、R3、R4、R5分別為構(gòu)成導(dǎo)向弧面的五段曲面的導(dǎo)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(jié)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(dǎo)軌，包括圓環(huán)體1，圓環(huán)體1的內(nèi)壁上設(shè)置有四個結(jié)構(gòu)相同、且相互銜接的導(dǎo)向曲面，每個導(dǎo)向曲面由兩個對稱分布、且相互銜接的導(dǎo)向弧面2構(gòu)成，導(dǎo)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(dǎo)向弧面的導(dǎo)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(gòu)成本實用新型的導(dǎo)向弧面的導(dǎo)線結(jié)合了等加速等減速曲線和等接觸應(yīng)力曲線，在高壓油區(qū)域使用修正的等接觸曲線段，其余的區(qū)域使用幅角修正等變速曲線，同時，在加速區(qū)域向減速區(qū)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(dǎo)軌曲面既可以實現(xiàn)理論輸出扭矩恒定，也即扭矩脈動率為零，還可以使得導(dǎo)軌曲面的應(yīng)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(quán)利要求1.差速器中的導(dǎo)軌，包括圓環(huán)體，圓環(huán)體的內(nèi)壁上設(shè)置有N個結(jié)構(gòu)相同、且相互銜接的導(dǎo)向曲面，其特征在于每個導(dǎo)向曲面由兩個對稱分布、且相互銜接的導(dǎo)向弧面構(gòu)成，導(dǎo)向弧面的母線為直線、且所有素線相互平行，其中的一個導(dǎo)向弧面的導(dǎo)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(dǎo)軌曲面的應(yīng)力分布均勻的差速器中的導(dǎo)軌，包括圓環(huán)體，圓環(huán)體的內(nèi)壁上設(shè)置有N個結(jié)構(gòu)相同、且相互銜接的導(dǎo)向曲面，每個導(dǎo)向曲面由兩個對稱分布、且相互銜接的導(dǎo)向弧面構(gòu)成，導(dǎo)向弧面的母線為直線、且所的素線相互平行，其中的一個導(dǎo)向弧面的導(dǎo)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(yōu)先權(quán)日2008年2月26日
發(fā)明者吳志明, 史學(xué)禮, 黃衛(wèi)彬, 嵬 蔣 申請人:江蘇華大離心機制造有限公司