谐波齿轮泵径向间隙优化设计减少功率损失

"外波发生器谐波齿轮泵径向间隙设计 (2014年) - 吴宏能,祝海林,宁鹏,潘俊 - 常州大学学报(自然科学版) - 第26卷第1期" 本文详细探讨了外波发生器谐波齿轮泵的径向间隙设计，这是提升该类泵效率的关键因素之一。谐波齿轮泵是一种利用波发生器产生的弹性变形来实现齿轮啮合的特殊泵，其工作原理基于谐波传动。这种泵的主要特点是能够实现较高的减速比和精度，广泛应用于航空航天、机器人以及精密设备等领域。 在描述中，作者首先阐述了谐波齿轮泵的基本结构和工作原理，强调了泵内流体的流动特性对整体性能的影响。流体在泵内部的流动状态直接影响到泵的效率和寿命。尤其是径向间隙，它不仅是造成泵功率损失的重要原因，还会影响泵的密封性和稳定性。 接着，文章深入分析了径向间隙对功率损失的具体影响。当齿轮在旋转过程中，由于径向间隙的存在，会导致流体在齿轮和泵壳之间泄漏，从而产生额外的功率损失。作者以径向间隙作为设计变量，通过理论推导得出了径向泄漏引起的总功率损失的数学模型。这一步骤对于优化泵的设计至关重要。 然后，文章运用极值法对这个数学模型进行求解，找到了刚轮齿顶与月牙板（即柔性齿轮与固定部件之间的接触部分）之间的最优间隙值。这个最优值可以最大限度地减少因径向泄漏造成的功率损失，提高泵的工作效率。 最后，为了验证所提出的理论计算结果的合理性，作者进行了实例分析。通过对比优化前后的性能参数，证明了采用最优径向间隙设计后，谐波齿轮泵的功率损失确实得到了显著降低，进一步证实了这种方法的有效性。 这篇论文对外波发生器谐波齿轮泵的径向间隙设计提供了理论依据和实用方法，对于提高此类泵的性能和节能具有重要的实践指导意义。通过精确控制和优化径向间隙，可以改善谐波齿轮泵的功率效率，延长使用寿命，并有助于实现更环保、更经济的流体传输解决方案。