双输出轴向柱塞泵基本性能计算及受力分析

摘要

本文根据空间RCCR机构的运动特点，以七对传力杆空间RCCR机构为基础，设想出一种双输出轴向柱塞泵，该泵能避开采用连杆来连接主动轴和缸体的结构形式。此外，本文对空间 RCCR机构的发展历程进行了阐述，并结合空间 RCCR机构在工程上的应用，阐述了双输出轴向柱塞泵的研究进程。由于双输出轴向柱塞泵在结构上与现有斜轴式轴向柱塞泵结构相似，故而对斜轴式轴向柱塞泵（简称斜轴泵）的研究现状进行了综述，并详细阐述了各个阶段斜轴泵的发展状况以及特点，研究并探讨双输出轴向柱塞泵与现有斜轴泵相比所具有的特点。
　　本文计算了双输出轴向柱塞泵的排量以及流量脉动。此外，对双排柱塞下双输出轴向柱塞泵的性能参数进行计算，并与单排柱塞下双输出轴向柱塞泵的性能参数进行对比分析，结果发现：双输出轴向柱塞泵的总排量为第一泵体与第二泵体的排量之和，因此在结构上该泵具有流量大的优点；双输出轴向柱塞泵柱塞连接处的运动轨迹是一椭圆，克服了现有斜轴泵传动时需要连杆的缺限；双输出轴向柱塞泵的运动规律清晰，与斜轴泵相比，该泵的运动规律示意图为一平滑正弦曲线；双输出轴向柱塞泵流量脉动系数符合一般柱塞泵脉动系数的特点，间接证明了该泵应用的可能性；与单排柱塞下双输出轴向柱塞泵相比，双排柱塞下的双输出轴向柱塞泵具有排量大、流量脉动较小的特点。
　　对双输出轴向柱塞泵进行约束力计算与仿真分析，得到约束力函数解析式及理论图解,发现：无论在低速高压还是高速高压情况下，双输出轴向柱塞泵受力状态良好，证明了双输出轴向柱塞泵能承受不同情形的系统压力，也证明了双输出轴向柱塞泵具有工程实际应用的可能性；双输出轴向柱塞泵在受到不同形态的系统压力时，其输入力矩形态会发生变化；双输出轴向柱塞泵在受到不同形态的系统压力时，Z轴方向的约束力相近，仅幅值不同，而在X、Y轴方向的约束力曲线形状是不同的。
　　本文还对双排柱塞下双输出轴向柱塞泵进行了约束力理论计算与约束力仿真分析,结果发现：在双输出轴向柱塞泵具有双排柱塞工况下，内外两排柱塞转动副 Z向约束力均接近于余弦曲线，并相差一相位角，二者幅值之比等于二者偏距之比；在双输出轴向柱塞泵具有双排柱塞工况下，内外排柱塞转动副 Z向约束力形态优于单排柱塞受力，其形态更接近于余弦曲线。
　　在双输出轴向柱塞泵工况下，采用一种柱塞固接的连接方式，来承受柱塞连接处所受到的较大的力，并对其进行约束力仿真分析，将所得结果与铰接时约束力的求解结果进行对比分析,结果发现：无论柱塞铰接或是固接，二者在该连接处所受到的约束力是相同的，但是在柱塞与泵体连接圆柱副处的Z向约束力矩是不同的。

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符号说明

1绪论

1.1双输出轴向柱塞泵的研究进程

1.2双输出轴向柱塞泵与斜轴式轴向柱塞泵

1.3课题的研究目的和意义

1.4课题的主要研究内容

2 双输出轴向柱塞泵结构原理介绍以及性能参数分析

2.1双输出轴向柱塞泵结构原理

2.2双输出轴向柱塞泵性能参数计算

2.3双输出轴向柱塞泵与斜轴泵的性能参数的比较

2.4 双排柱塞下双输出轴向柱塞泵性能参数的计算

2.5 双输出轴向柱塞泵流量脉动比较

2.6本章小结

3双输出轴向柱塞泵约束力计算与仿真分析

3.1工况一时双输出轴向柱塞泵的静力学分析

3.2工况一时双输出轴向柱塞泵受惯性力时的动约束力分析

3.3 其它工况时双输出轴向柱塞泵约束力分析

3.4本章小结

4双排柱塞下双输出轴向柱塞泵约束力计算与仿真分析

4.1 工况一时双排柱塞下双输出轴向柱塞泵约束力理论计算与仿真分析

4.2 其它工况时双排柱塞下双输出轴向柱塞泵约束力分析

4.3本章小结

5双输出轴向柱塞泵柱塞杆固接时泵的约束力分析

5.1双输出轴向柱塞泵柱塞杆固接方式的分析与设计

5.2 双输出轴向柱塞泵柱塞杆固接时泵的约束力仿真分析

5.3 双输出轴向柱塞泵柱塞杆固接与铰接时泵的约束力比较

5.4本章小结

6 双输出轴向柱塞泵支撑处受力分析

6.1 单排柱塞下双输出轴向柱塞泵支撑处约束力分析

6.2 双排柱塞下双输出轴向柱塞泵支撑处约束力分析

6.3本章小结

7 总结与展望

7.1 课题研究总结

7.2 课题展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表学术论文及研究工作