雙定子葉片式液壓泵與馬達(dá)：設(shè)計·分析·實(shí)驗(yàn)·仿真·實(shí)例

本書詳細(xì)介紹了雙定子葉片式液壓泵與馬達(dá)的原理、結(jié)構(gòu)以及符號規(guī)定，并提出了力偶型雙定子液壓馬達(dá)的新構(gòu)型。此外，還對雙定子葉片液壓泵與馬達(dá)的運(yùn)動學(xué)特性、動力學(xué)特性、輸出特性等進(jìn)行了詳細(xì)的分析，設(shè)計且試制了雙定子葉片式液壓泵與馬達(dá)典型樣機(jī)，并進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)研究。
本書可為從事液壓元件和系統(tǒng)研究、設(shè)計制造、使用維修等人員提供技術(shù)支持，也可供大中專院校機(jī)械類專業(yè)的師生教學(xué)使用和參考，更可作為液壓專業(yè)的研究生教材。

劉巧燕，博士畢業(yè)于燕山大學(xué)機(jī)械電子工程專業(yè)，現(xiàn)任職于黃淮學(xué)院智能制造學(xué)院，黃淮學(xué)院高端液氣密元件研究所所長。先后發(fā)表論文20余篇，主持/參與省科技攻關(guān)項(xiàng)目3項(xiàng)、河南省高等學(xué)校重點(diǎn)科研項(xiàng)目1項(xiàng)。近三年，主持完成了河南省科技攻關(guān)計劃項(xiàng)目：“雙定子多速葉片液壓馬達(dá)關(guān)鍵零部件的研究”（項(xiàng)目編號212102210330，已結(jié)題），河南省高等學(xué)校重點(diǎn)科研項(xiàng)目：“基于流固耦合理論的雙定子液壓多速馬達(dá)工作機(jī)理研究”（項(xiàng)目編號22A460023，已結(jié)題），主講液壓與氣壓傳動課程入選“黃淮學(xué)院課程思政樣板課程”。

軸轉(zhuǎn)動等寬曲線雙定子泵（馬達(dá)）是國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，本書作者首次提出了由兩個轉(zhuǎn)子和一個定子或兩個定子對應(yīng)一個轉(zhuǎn)子，在一個殼體內(nèi)形成多個相互獨(dú)立的多泵（馬達(dá)）的結(jié)構(gòu)原理，并研發(fā)了單滾柱、雙滾柱、雙滾柱連桿型、滑塊型等多種結(jié)構(gòu)形式的雙定子馬達(dá)。根據(jù)曲線形狀不同又研究發(fā)明了單作用、雙作用、三作用、多作用等不同形式的雙定子多馬達(dá)?！峨p定子葉片式液壓泵與馬達(dá) 設(shè)計·分析·實(shí)驗(yàn)·仿真·實(shí)例》一書以雙定子葉片式液壓泵與馬達(dá)為研究對象，對其結(jié)構(gòu)原理、參數(shù)化設(shè)計、運(yùn)動學(xué)特性、動力學(xué)特性、輸出特性等分別進(jìn)行詳細(xì)的闡述。書中全部章節(jié)均為自主知識產(chǎn)權(quán)的研究內(nèi)容，可為從事液壓元件和系統(tǒng)研究和設(shè)計制造、使用維修等人員提供技術(shù)支持，也可用于大中院校機(jī)械專業(yè)的教師和學(xué)生教學(xué)參考，更可用于液壓專業(yè)研究生教材。這對于提高我國液壓基礎(chǔ)件的研究水平具有重要的實(shí)用價值和指導(dǎo)意義。

液壓技術(shù)具有功率密度大、易于調(diào)速與控制等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械等領(lǐng)域。但是目前為止，國內(nèi)各種行業(yè)中所應(yīng)用的液壓傳動系統(tǒng)均由單泵（一個殼體內(nèi)一個轉(zhuǎn)子對應(yīng)一個定子形成的一個泵） 和單馬達(dá)（一個殼體內(nèi)一個轉(zhuǎn)子對應(yīng)一個定子形成的一個馬達(dá)） 組成，這種傳動系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中往往存在著這樣那樣的不足。因此，開發(fā)新型的液壓元件是解決實(shí)際需求的方法之一。
軸轉(zhuǎn)動等寬曲線雙定子泵（馬達(dá)） 是國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，首次提出了由兩個轉(zhuǎn)子對應(yīng)一個定子或兩個定子對應(yīng)一個轉(zhuǎn)子，在一個殼體內(nèi)形成多個相互獨(dú)立的多泵（馬達(dá)）的結(jié)構(gòu)原理，并研發(fā)了單滾柱型、雙滾柱型、雙滾柱連桿型、滑塊型等多種結(jié)構(gòu)形式的雙定子泵（馬達(dá)）。根據(jù)曲線形狀不同又研究發(fā)明了單作用、雙作用、三作用、多作用等不同形式的雙定子多泵（馬達(dá)）。本書以雙定子葉片式液壓泵與馬達(dá)為研究對象，對其結(jié)構(gòu)原理、參數(shù)化設(shè)計、運(yùn)動學(xué)特性、動力學(xué)特性、輸出特性等分別進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。
書中全部章節(jié)均為自主知識產(chǎn)權(quán)的研究內(nèi)容，其中第1章由聞德生著，第2章～第8章由劉巧燕著。本書可為從事液壓元件和系統(tǒng)研究及設(shè)計制造、使用維修等人員提供技術(shù)支持，也可供大中院校機(jī)械專業(yè)的師生教學(xué)使用和參考，更可作為液壓專業(yè)研究生教材，對于提高我國液壓基礎(chǔ)件的研究水平具有重要的實(shí)用價值和指導(dǎo)意義。
此書成形的過程中，得到了國家自然科學(xué)基金委員會、河南省科學(xué)技術(shù)廳和黃淮學(xué)院的大力支持，在此一并表示感謝。
由于水平所限，書中不足之處在所難免，歡迎廣大讀者批評指正。

著者

第1章 雙定子葉片式液壓泵與馬達(dá)概述001
1.1　雙定子葉片式液壓泵與馬達(dá)的結(jié)構(gòu)原理002
1.2　雙定子葉片式液壓泵與馬達(dá)的葉片形式003
1.3　多泵多速馬達(dá)的職能符號004

第2章 雙定子葉片馬達(dá)的參數(shù)化及相似設(shè)計準(zhǔn)則006
2.1　雙定子葉片馬達(dá)的結(jié)構(gòu)原理及主要設(shè)計參數(shù)007
2.1.1　結(jié)構(gòu)原理007
2.1.2　主要設(shè)計參數(shù)008
2.2　外馬達(dá)與內(nèi)馬達(dá)的排量比009
2.3　轉(zhuǎn)子寬度010
2.4　流動阻力對轉(zhuǎn)子寬度的影響015
2.5　葉片數(shù)及葉片結(jié)構(gòu)參數(shù)016
2.5.1　葉片數(shù)016
2.5.2　葉片長度018
2.5.3　葉片厚度019
2.5.4　特殊結(jié)構(gòu)的葉片021
2.6　滾柱與定子間的接觸應(yīng)力023
2.7　雙定子葉片馬達(dá)系列相似設(shè)計準(zhǔn)則025
2.7.1　馬達(dá)的相似判據(jù)025
2.7.2　相似判據(jù)與雙定子葉片馬達(dá)的關(guān)系027
2.7.3　雙定子葉片馬達(dá)相似設(shè)計準(zhǔn)則的應(yīng)用029

第3章 力偶型雙定子葉片馬達(dá)031
3.1　力偶型液壓馬達(dá)的定義與分類032
3.1.1　力偶原理液壓馬達(dá)032
3.1.2　力偶系原理液壓馬達(dá)032
3.1.3　類力偶原理液壓馬達(dá)032
3.2　力偶型雙定子葉片馬達(dá)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)035
3.3　力偶型奇數(shù)作用雙定子馬達(dá)037
3.3.1　作用周期內(nèi)葉片數(shù)相同的雙定子馬達(dá)037
3.3.2　作用周期內(nèi)葉片數(shù)不相同的雙定子馬達(dá)041
3.4　力偶型偶數(shù)作用雙定子馬達(dá)054
3.5　力偶型雙定子葉片馬達(dá)的浮動側(cè)板054
3.5.1　定子端面與浮動側(cè)板的分析054
3.5.2　浮動側(cè)板的應(yīng)用060

第4章 雙定子葉片馬達(dá)的運(yùn)動學(xué)特性066
4.1　連桿外滾柱運(yùn)動學(xué)特性067
4.1.1　外滾柱的速度分析068
4.1.2　外滾柱的加速度分析069
4.2　連桿內(nèi)滾柱運(yùn)動學(xué)特性070
4.2.1　內(nèi)滾柱的速度分析071
4.2.2　內(nèi)滾柱的加速度分析072
4.3　連桿運(yùn)動學(xué)特性073
4.3.1　連桿的速度分析074
4.3.2　連桿的加速度分析075
4.4　運(yùn)動學(xué)仿真分析實(shí)例076

第5章 雙定子葉片馬達(dá)的動力學(xué)特性079
5.1　雙定子葉片馬達(dá)的轉(zhuǎn)子受力080
5.1.1　轉(zhuǎn)子所受徑向力080
5.1.2　轉(zhuǎn)子半徑和轉(zhuǎn)子槽個數(shù)的關(guān)系083
5.1.3　轉(zhuǎn)子受力仿真實(shí)例085
5.2　雙定子葉片馬達(dá)的滾柱連桿組受力089
5.2.1　油液的液壓作用力089
5.2.2　慣性力091
5.2.3　定子對滾柱連桿組的作用力092
5.2.4　轉(zhuǎn)子對滾柱連桿組的作用力093
5.3　滾柱連桿組的參數(shù)095
5.4　轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學(xué)特性096
5.4.1　轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的應(yīng)力研究096
5.4.2　轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的模態(tài)分析098

第6章 雙定子葉片泵及馬達(dá)的輸出特性103
6.1　平衡式雙定子葉片泵的輸出特性104
6.1.1　平衡式雙定子泵的原理104
6.1.2　平衡式雙定子泵密封容積的形成機(jī)理105
6.1.3　平衡式雙定子泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計111
6.1.4　平衡式雙定子葉片泵的理論排量與流量116
6.1.5　雙定子葉片泵的流量波動性分析118
6.1.6　平衡式雙定子葉片泵的泄漏分析122
6.2　平衡式雙定子泵排油流道流場數(shù)值模擬實(shí)例126
6.2.1　幾何建模與網(wǎng)格劃分127
6.2.2　數(shù)值模擬建模及邊界條件128
6.2.3　計算結(jié)果分析129
6.3　雙定子馬達(dá)的輸出特性132
6.3.1　雙定子馬達(dá)的排量推導(dǎo)132
6.3.2　雙定子馬達(dá)的瞬時流量、瞬時轉(zhuǎn)矩、瞬時轉(zhuǎn)速134
6.3.3　雙定子馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩特性136
6.3.4　雙定子馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速特性142
6.3.5　輸出脈動與葉片數(shù)的關(guān)系144

第7章 雙定子單作用變量泵147
7.1　雙定子單作用變量泵的變量機(jī)構(gòu)148
7.2　雙定子單作用變量泵的流量分析153
7.3　雙定子單作用變量泵轉(zhuǎn)子徑向受力165
7.4　雙定子單作用變量泵的性能分析175

第8章 雙定子葉片馬達(dá)樣機(jī)及原理性實(shí)驗(yàn)184
8.1　雙定子葉片馬達(dá)樣機(jī)185
8.1.1　總體結(jié)構(gòu)185
8.1.2　物理樣機(jī)186
8.2　液壓馬達(dá)樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)測試187
8.2.1　樣機(jī)基本參數(shù)187
8.2.2　測試系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)測試裝置187
8.3　雙定子葉片液壓馬達(dá)測試結(jié)果分析189
8.3.1　空載實(shí)驗(yàn)189
8.3.2　加載實(shí)驗(yàn)192

參考文獻(xiàn)198