通常,可以使用不同的液压泵和液压马达组合来满足不同系统的要求。定量泵和定量马达配合使用,结果是泵产生固定的液压功率,液压马达输出的转矩和转速是恒定的(假定原动机的输入转速是恒定的)。但液压马达通常都有一个最低的稳定输出转速,当负载的转速低于这个最低转速时,需要用减速器降低转速并提高输出转矩。
定量泵和变量马达组合使用,结果是输入到液压马达的液压功率固定,但是液压马达的转速和输出转矩是可变的。这说明还可通过改变液压马达的排量来改变输出转速,这就是减小液压马达排量,增加液压马达输出转速,但是排量减小也会造成液压马达输出转矩的下降,这往往也是采用减速器的原因。
变量泵和定量马达一起使用,结果是液压马达输出恒定的转矩,但因液压泵的流量是可变的,提供给液压马达的功率和液压马达轴的转速是可变的。由于液压泵的流量变化范围的限制,液压马达输出转速往往也会高出负载的实际转速。
使用变量泵和变量马达的系统具有转速、转矩和功率均可变的灵活性,但也会使调整变得复杂且会成本增加。因此,必要时需要机械减速装置与液压马达一起使用,才能使液压马达与被控对象相匹配,满足负载低速大转矩的要求。
在选择减速器时,总速比偏大有利于系统的稳定性以及低速性能,但也会造成传动级数增加、传动不紧凑、传动精度降低等。
一般高速液压马达做执行元件时,需要确定的因素较多,不像直接驱动选液压马达那样简单。基于得到的车辆牵引力、轴转矩或者绳拉力的技术要求,可选择最终驱动速比。下面介绍一种选择减速比的步骤。
(1)计算最大的驱动轮转矩(轴转矩)
对于车辆驱动,见式(8-23)。
对于绞车驱动,见式(8-24)。
(2)计算最大的液压马达转矩
式中 Tm——液压马达的转矩(N·m);
Vm——液压马达的排量(cm3/r);
p——系统压力(MPa);
ηtm——液压马达的转矩效率(取0.95)。(www.xing528.com)
(3)计算最终传动速比
对于车辆驱动
对于齿轮轴驱动
对于绞车驱动
典型的最终驱动效率为85%~90%。直齿齿轮每次啮合接近2%的效率损失,锥齿轮每次啮合有7%~12%的效率损失。
(4)用于车辆驱动应用的多级齿轮速比的计算
式中 iDR1——最终驱动第一级齿轮速比。计算系数K:
PRem——标准发动机功率;
K——所选液压马达的功率范围和所用的标准发动机功率的比值。而
注意:以上的多级齿轮速比的计算,是基于经计算提供的齿轮速比在输出速度和输出转矩上能给出相同的增量。以上计算给出了在连续的齿轮变速之间有5%的重叠。这些计算仅用来指导选择多速齿轮减速器。
速比分配时,还要考虑以下因素:各级传动比在合理范围内;各级传动尺寸协调,结构匀称合理;尽量使传动装置外廓尺寸紧凑,或重量最轻;尽量使各级大齿轮浸油深度合理;传动零件不产生干涉碰撞。
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