第 40 卷 第 6 期
2014 年 6 月
北 京 工 业 大 学 学 报
JOURNAL OF BEIJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
Vol. 40 No. 6
Jun. 2014
双锥对置锥螺杆海水液压泵的运动学分析
王新华, 高摇 燕, 龚志奔, 蔡娇艳
(北京工业大学 机械工程与应用电子技术学院, 北京摇 100124)
摘摇 要: 为了研究双锥对置锥螺杆海水液压泵的运动特性,建立了锥螺杆球断面中心点及其外表面上点的位移方
程及速度方程,并对锥螺杆-衬套副的运动学特性进行了仿真分析. 结果表明:锥螺杆基锥半锥角越小,其球断面
中心点的运动轨迹越趋于一条直线;锥螺杆外表面上不同点的运动轨迹为大小不同的“球面椭圆冶;锥螺杆球断面
中心点及外表面上点的位移、速度沿各坐标轴方向的分量均呈周期变化,沿 x、y 轴方向的变化周期为锥螺杆运动
一周的时间,沿 z 轴方向的变化周期为锥螺杆运动半周的时间;当锥螺杆球断面中心点及其外表面上点的位移幅值
最小时,其运动速度达到最大,反之最小.
关键词: 双锥对置; 锥螺杆; 衬套; 运动学方程
中图分类号: TH 137郾 51 文献标志码: A 文章编号: 0254 - 0037(2014)06 - 0801 - 08
Kinematics Analysis of Opposed Biconical Cone Screw
Seawater Hydraulic Pumps
WANG Xin鄄hua, GAO Yan, GONG Zhi鄄ben, CAI Jiao鄄yan
(College of Mechanical Engineering and Applied Electronics Technology, Beijing University of Technology,Beijing 100124,China)
Abstract: To study the motion characteristics of the opposed biconical cone screw seawater hydraulic
pump, the displacement and velocity equations of different points on the screw were presented. The
motion simulation of points on the screw was also conducted on the basis of the three鄄dimensional model
and virtual assembly. Analysis shows that trajectory of the screw spherical section center is prone to a
straight line with smaller basal cone蒺s half cone angle; trajectories of different exterior surface points are
spherical ovals in different sizes; displacement and velocity蒺s components on each axis of the screw
spherical section center and its exterior surface points vary periodically, and variation period on x鄄axis
and y鄄axis is equal to the time in which screw runs a circle, while the screw runs half a circle on z鄄axis;
when the displacement of above points reaches its minimum, the velocity reaches its maximum, and vice
versa.
Key words: opposed biconical; cone screw; bush; kinematics equation
收稿日期: 2013鄄05鄄16
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51075008)
作者简介: 王新华(1969—),男,教授,主要从事流体传动与控制技术、机电伺服驱动技术方面的研究,E鄄mail:wxhemma2005@
163. com
摇 摇 直接以天然海水为介质的海水液压技术以其独
特的优势已成为适应海洋开发与发展现代海洋装备
技术而产生的一门通用技术. 动力元件海水液压泵
是保障海水液压系统正常工作的关键
[1鄄2]
,目前关
于海水液压泵的研究都是借鉴油压泵的结构形式,
以柱塞式海水液压泵为主,但柱塞式海水液压泵的
关键摩擦副较多,结构复杂,对摩擦磨损、润滑密封
及腐蚀与污染控制技术提出了很高要求. 此外,无
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