颈椎康复机器人双作用叶片泵设计

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颈椎康复机器人双作用叶片泵设计

摘要

本设计根据现已广泛应用的叶片泵为基础，对定量叶片泵即双作用叶片泵进行设计。在设计过程中采纳了一些有关叶片泵的新技术和新观点，并用于叶片泵的设计考虑，设计中对双作用叶片泵的叶片倾角进行了探讨，并对比两种观点的优劣，选择了现今已越来越得到更多人承认的叶片倾角为零的一种观点。在定子过渡曲线的设计上也没有拘泥于传统的等加速曲线或阿基米德螺旋线等定子曲线选择，而是结合现今数控机床普及的事实大胆选用高次曲线作为定子过渡曲线的设计基础。
设计中还主要参考了YB型系列的叶片泵相关产品结构和技术参数，在相关类型的叶片泵基础上对叶片泵的定子过渡曲线和叶片前倾角等结构进行了重新设计，使叶片泵的部分或整体性能有所改善。

关键词：双作用叶片泵，叶片倾角，定子过渡曲线

Double acting vane pump for cervical vertebra rehabilitation robot

ABSTRACT

This design has been widely applied to the vane pump, based on quantitative vane pump is double vane pump function design. In the design process of vane pump adopt some new technology and new ideas, and used in the design of vane pump, design of double vane pump function of blade Angle is discussed, and the comparison of two kinds of views, choose now has more and more people admit blade Angle of view a zero. In the design of the stator transition curve is not constrained the acceleration curve or Archimedes spiral such as choice, but the stator curve with universal fact CNC nowadays choose high curve as bold design of stator transition curve.
In the design of main type series of YB vane pump related products structure and technical parameters, the type of vane pump basis of the stator vane pump transition curve and blade Angle structures such as before, the design of vane pump part or whole performance improved.

Keywords: Double vane pump function ，Blade Angle ，The stator transition curve

目录
前言1
第1章绪论2
1.1液压泵分类2
1.2液压泵发展历史2
1.3双作用叶片泵工作原理3
第2章方案设计与选定4
2.1设计总体思路4
2.2泵体结构方案分析与选定4
2.2.1圆形叶片泵4
2.2.2方形叶片泵4
2.2.3方案选定4
第3章参数的计算6
3.1流量计算6
3.1.1平均理论流量6
3.1.2实际流量6
3.2功率计算6
3.2.1输入功率轴功率6
3.2.2有效输出功率液压功率6
3.2.3理论功率6
3.3扭矩计算6
3.3.1理论扭矩6
3.3.2实际扭矩7
3.4双作用叶片泵设计计算参数表7
第4章结构设计计算8
4.1转子的设计8
4.1.1材料选择8
4.1.2转子半径8
4.1.3转子轴向宽度8
4.1.4转子结构尺寸设计9
4.2叶片的设计11
4.2.1叶片材料选择11
4.2.2叶片数11
4.2.3叶片安放角11
4.2.4叶片的厚度12
4.2.5叶片的长度12
4.2.6叶片的结构尺寸设计12
4.2.7叶片的强度校核13
4.3定子的设计14
4.3.1定子材料选择14
4.3.2定子短半径14
4.3.3定子长半径14
4.3.4定子大、小圆弧角15
4.3.5定子过渡曲线的幅角15
4.3.6定子过渡曲线设计15
4.3.7校核定子曲线17
4.3.8定子结构尺寸设计19
4.4左配流盘的设计20
4.4.1左配油盘封油区夹角20
4.4.2左配流盘V形尖槽20
4.4.3左配流盘结构尺寸设计21
4.5右配流盘结构设计22
4.6传动轴的设计23
4.6.1材料选择23
4.6.2花键轴段的设计23
4.6.3校核轴段花键的挤压强度24
4.6.4轴的结构设计25
4.6.5轴上载荷分析27
4.6.6按扭转切应力校核轴的强度28
4.6.7校核轴的刚度28
4.7泵体的设计29
4.7.1泵体材料选择： 29
4.7.2左泵体结构设计30
4.7.2右泵体结构设计30
4.8盖板的设计31
第5章主要标准件的选用32
5.1轴承的选择32
5.1.1左端轴承： 32
5.1.2右端轴承： 32
5.1.3轴承的润滑32
5.2密封件选择： 32
5.2.1旋转轴唇形密封圈选择32
5.2.2 O形橡胶密封圈选择33
5.3螺钉选择33
5.3.1定子、侧板配合螺钉选择： 33
5.3.2盖板螺钉选择： 33
5.3.3挡板螺钉34
5.4螺栓的选择34
5.5标准螺纹选择34
5.5.1吸油孔口螺纹： 34
5.5.2压油孔口螺纹： 34
5.6键的选择34
5.7圆锥销的选择35
第6章总装配配合的选择36
6.1滚动轴承配合36
6.1.1轴承与轴的配合36
6.1.2轴承与壳孔的配合36
6.1.3配合表面粗糙度和形位公差36
6.2花键轴配合37
6.3转子叶片槽配合37
6.4右侧板与左、右泵体37
6.5定子、左配流盘与泵壳孔配合38
6.6端盖与泵壳孔配合38
6.7定子与转子宽度配合38
结论40
谢辞41
参考文献42

前言

液压泵是现代液压设备中的主要动力元件，它决定着整个液压系统的工作能力。在液压系统中，液压泵的功能主要是将电动机及内燃机等原动机的机械能转换成液体的压力能，向系统提供压力油并驱动系统工作。
在液压传动与控制中使用最多的液压泵主要有齿轮式、叶片式和柱塞式三大类型。其中叶片泵是在近代液压技术发展史上最早实用的一种液压泵。
叶片泵与齿轮式、柱塞式相比，叶片泵具有尺寸小、重量轻、流量均匀、噪声低等突出优点。在各类液压泵中，叶片泵输出单位液压功率所需重量几乎是最轻的，加之结构简单，价格比柱塞泵低，可以和齿轮泵竞争。
本设计对定量叶片泵的设计以YB系列的双作用叶片泵为基础，并结合现今的技术特点和最新观点进行设计，在定子过渡曲线和叶片倾角等设计上采用了一些有别于传统的设计方案，在一定程度上提高了泵的工作性能。叶片泵作为液压系统主要部件，对其的设计需要丰富的机械方面的理论知识，以及有关叶片泵的相关专业技术知识，理解所学专业知识，对所学知识有了一次系统的巩固和提高。最重要的是在这次设计过程中，对所学理论知识与实践的结合，提高了能力，并在这过程认识到许多不足。
双作用叶片泵由定子、转子、叶片、配油盘、传动轴、壳体等组成，双作用叶片泵的工作原理和单作用叶片泵相似，不同之处只在于定子表面是由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和四段过渡曲线八个部分组成，且定子和转子是同心的。密封工作腔的容积在左上角和右下角处逐渐增大，为吸油区，在左下角和右上角处逐渐减小，为压油区；吸油区和压油区之间有一段封油区把它们隔开。这种泵的转子每转一转，每个密封工作腔完成吸油和压油动作各两次，所以称为双作用叶片泵。

定子

盖板

叶片泵所有图

右泵体

右配油盘

轴

转子

转子2

左泵体

左配油盘