柱塞泵缸体-主轴花键齿面修形及抗磨损研究

摘要

轴向柱塞泵在运行过程中，其柱塞腔内压力的变化易使缸体和主轴花键碰撞时产生应力集中现象，加剧齿面的微动磨损。为了延长其花键的使用寿命，结合有限元法和Archard模型，对柱塞泵缸体和主轴花键抗磨损设计进行了研究。首先利用有限元法建立了轴向柱塞泵缸体-主轴花键碰撞有限元模型;然后提出一种新的渐开线花键副修形方法，对比传统的齿向修形方法，对花键副修形前后的接触特性进行分析;最后结合Archard模型对花键副修形前后的齿面微动磨损进行预测和对比。结果表明：对花键齿面进行适当的修形后，其接触时的应力集中现象有所缓解，齿面的最大接触应力有所减小;四种修形法都可以降低花键两端的齿面微动磨损，精准齿面修形法的修形效果比传统的齿向修形法好一些。研究结果对柱塞泵花键运行的可靠性和抗磨损设计有一定的指导意义。

关键词

轴向柱塞泵 / 有限元法 / 齿向修形 / 接触特性 / 微动磨损

基金资助

国家自然科学基金(52175062); 福建省自然科学基金(2021J01049、2021J011202); 航空科学基金(20220007068002)