齿轮转动惯量对行星齿轮流量计动态特性的影响

为了研究转动惯量对三型行星齿轮流量计动态特性的影响，流量计的中心轮、径向轮、内齿轮分别选择不同材料，计算出对应的系统转动惯量，流量计阻尼系数和泄漏系数保持不变，将数据代入编制好的M文件，经MATLAB运算处理后给出了对应的Bode图。分析得到的Bode图和数据，得到了相关结1三型行星齿轮流量计（1）流量计的结构与工作原理三型行星齿轮流量计由前后端盖，中间壳体，前后浮动侧板，前后配流盘，中心轮，径向轮和内齿轮等组成，浮动侧板和配流盘具有配流作用。三型行星齿轮流量计相当于无负载的径向多齿轮马达，当流体进入流量计时，推动齿轮旋转，由于没有负荷，中心齿轮，径向齿轮和内齿轮将空转，将油液从进油口带到出油口，流量计齿轮齿数选定后，其几何排量已知，因此由式（1）、式（2）求出系统的平均流量。图z1中心轮齿数；n流量计中心轮转速。

三型行星齿轮流量计的齿轮结构1.中心轮2.径向轮3.内齿轮（2）流量计中齿轮相关参数的确定由于三型行星齿轮流量计齿两侧的压力很小，出口压力与入口压力差小于0.1MPa，这些特点决定了齿轮的强度要求不高。齿数的确定还需综合考虑流量脉动、压力脉动、压力损失等诸方面因素。从流量角度出发在齿轮分度圆直径不变的情况下，齿数越少，模数越大，其排量就越大；从工作性能出发齿数减少后，对改善困油及降低压力降有利，但其流量及压力的脉动增加，对于流量计的均匀性要求较高及工作噪音尽量低，一般z=14~30.齿数少时会产生根切现象，对于标准齿轮（齿顶转动惯量对行星齿轮流量计动态特性的影响舒斯洁，等高系数h*=1），在压力角a=20°时，不产生根切的*少齿数z=17.若产生了根切，会使s<1，其结果是破坏了传动的连续性，产生撞击和噪声；在出现不连续传动的同时，还会使进液口和出液口相通，使流量计产生测量误差；削弱齿根的强度。根据已有研究得出的结论：在标准齿形条件下，当三型行星齿轮流量计的中心齿轮满足=3注1，内齿轮满足z3=3k3*时，流量均匀性*好即流量脉动系数5*小，并且流量脉动频率f*高；在中心轮和内齿轮之间装入了3个行星轮，要满足均布安装综合考虑，取中心齿轮齿数=19，径向齿轮齿数22=14，内齿轮的齿数z3=47.初选中心轮的转速n=1300r/min，取模数m=3mm，齿宽B=30轮加工采用标准刀具，an=20.，齿顶高系数ha=1.C―流量计总的泄漏系数；Df齿轮流量计排量梯度；（n齿轮流量计固有频率，-体积弹性模数；齿轮流量计腔体的总容积。齿轮流量计的固有频率Wt是重要参数，为了便于简化计算，通常做如下假设：三型行星齿轮流量计的泄漏很小，因而有CfBf/Df21，即可略去不计，则2齿轮材料选择及转动惯量为中心轮、径向轮、内齿轮选择4组不同的材料，同时中心轮不变，3个径向轮采用空转齿轮，内齿轮不变，对应上述4种材料选择方案共有8组转动惯量，如表1所示。表1齿轮材料选择及8组流量计转动惯量齿轮材料中心轮转动惯量径向轮转动惯量内齿轮转动惯量队与齿轮流量计的响应速度相关，固有频率高响应速度快。（2）齿轮的转动惯量对流量计频率的影响为了研究齿轮转动惯量Jfe对流量计频率的影响，取阻尼系数Bf=0.05，取泄漏系数Cf=4.7866e-011，油液的体积弹性模量汉=2x109，流量计的排量梯度Df=3.078x10-5m3/rad，将上述4组材料对应的转动惯量分别代入编制的M文件，运行后得到系统的Bode如所示。系统总的等效转动惯量对应4组材料的系统等效转动惯量分别3流量计传递函数及动态特性研究（1）流量计传递函数推导由、可知齿轮流量计的扭矩平衡方程为以Ql（s）为输入，角速度《（s）为输出的齿轮流量计的传递函数运行后，将对应转动惯量的频率提取后，如表2所示。表2转动惯量-频率数据齿轮材料选择方案频率f/Hz系统转动惯量据表2所示数据，绘制转动惯量-频率关系如所示。煤矿机械基于矿井离心式水泵汽蚀条件的探讨马宪亭（淮安信息职业技术学院，江苏淮安223003）条件，并就如何提高水泵汽蚀性能，避免汽蚀现象的发生进行了探讨。前言在煤矿排水设备中，离心式水泵由于其扬程高、流量大、效率高、运转稳定而被广泛应用。它实质上是一种能量转换装置。在工作运行中，汽蚀现象的出现，会引起水泵发生振动和噪声，同时由于汽蚀时汽泡堵塞叶轮槽道，使流量、扬程均降低，叶轮损坏，效率下降。因此，不希望发生汽蚀现象。1水泵汽蚀现象离心式水泵在工作运行中，第1级叶轮入口附近的压力*低。当该区域的压力低于此时矿井水的饱和蒸汽压力时，矿井水就会发生汽化。汽化产生的汽泡占据了叶轮入口处的有效空间，汽泡随着水流进入高压区后，受压突然凝结，四周的水就向此处补充，造成大的水力冲击，这个连续的局部冲击负荷，会使叶轮金属表面和流道材料的表面逐渐疲劳损坏，引起金属表面剥蚀，进而出现大小蜂窝状蚀洞，把这种破坏现象称为剥蚀。另外，由液体中逸出的氧气等活性气体，借助汽泡凝结时放出的热量，也会对金属起化学腐蚀作用。这种汽泡的形成发展和破裂致使水泵叶轮受到破坏的全部过程，称为水泵的汽（a）固有频率-转动惯量0.00350.0030立频率y/Hz（b）频率-转动惯量转动惯量-频率曲线根据、（a）和（b）可以得到如下结下，可以通过改变齿轮材料来减小齿轮的转动惯量，从而提高流量计固有频率。4结语三型行星齿轮流量计可以应用于液压系统高压侧的流量测量，为了提高其动态响应频率，实现动态测试，在满足流量计齿轮运行工况的条件下，可以合理选择流量计的齿轮材料，以提高流量计的频率。