[发明专利]一种基于弹流润滑的内曲线液压马达滚子优化设计方法

权利要求书

1.一种基于弹流润滑的内曲线液压马达滚子优化设计方法，其特征在于，该方法用于内曲线液压马达有限长线接触摩擦副母线轮廓的优化设计，具体包括如下步骤：

(1)根据对数修型方程，对其进行改进，在对数修型方程的系数和对数项中引入两个变量，消除滚子端部的奇异性；

(2)根据弹性力学理论，采用共轭梯度法计算滚子及其导轨之间的接触压力分布，计算时考虑步骤(1)中改进的滚子对数修型方程修型后的母线轮廓，同时考虑滚子所处的工况；

(3)将滚子沿轴向离散为若干个切片，每个切片与导轨之间的接触压力通过步骤(2)计算得到；根据弹性流体动压润滑理论，油膜厚度计算公式中的载荷参数通过每个切片的接触压力计算得到，进而计算出每个切片与导轨接触的油膜厚度；

(4)以步骤(1)中改进的对数修型方程中引入的两个变量作为内曲线液压马达滚子优化设计参数，以减小接触压力、增加油膜厚度、提高接触压力和油膜厚度分布均匀性、以及提高承载能力为目标对滚子的对数轮廓进行优化，接触压力和油膜厚度分布分别通过步骤(2)和步骤(3)计算得到；最终得到最佳对数修型滚子设计参数。

2.根据权利1所述的基于弹流润滑的内曲线液压马达滚子优化设计方法，其特征在于，根据Lundberg提出的对数修型，改进后的对数修型方程为：

其中，C_k(y)为滚子沿轴向的修型量，y为滚子轴向坐标，坐标原点为滚子轴向中心；p_H为滚子在当前工况下与导轨之间的赫兹接触压力，E为等效弹性模量，Σρ为滚子与导轨的接触曲率之和，l为滚子长度，k₁和k₂为滚子修型轮廓的优化设计变量，初始值均设为1。

3.根据权利2所述的基于弹流润滑的内曲线液压马达滚子优化设计方法，其特征在于，最小油膜厚度计算公式为：

其中，H_m为无量纲膜厚参数，h_m为实际油膜厚度，R_x为当量曲率半径；G^*、U^*分别为无量纲材料参数和无量纲速度参数。

4.根据权利2所述的基于弹流润滑的内曲线液压马达滚子优化设计方法，其特征在于，步骤(4)中，滚子的对数轮廓优化目标函数为：

其中，p_max和p_c分别为滚子轴向接触长度的最大接触压力和中心压力，h_min和h_c分别为滚子轴向接触长度的最小油膜厚度和中心油膜厚度。