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1 绪论1

1.1 引言1

1.2 流量计的分类1

1.2.1 差压式流量计1

1.2.2 容积式流量计2

1.2.3 超声流量计3

1.2.4 漩涡流量计4

1.2.5 质量流量计6

1.2.6 热膜（丝）流量计7

1.2.7 叶轮式流量计8

1.2.8 其他形式的流量计9

1.3 高压液压系统动态流量测试的国内外研究概况9

1.3.1 国内研究进展10

1.3.2 国外研究概况12

1.4 本书研究内容和目的13

1.4.1 研究背景13

1.4.2 研究内容和意义15

1.4.3 研究技术方案17

2 行星齿轮流量计的原理与分析18

2.1 行星齿轮流量计的原理18

2.1.1 外啮合齿轮流量计18

2.1.2 内啮合齿轮流量计20

2.1.3 三型行星齿轮流量计21

2.2 三型行星齿轮流量计特性分析23

2.3 齿轮流量计动态测量原理25

3 齿轮流量计瞬态流量特性研究27

3.1 外啮合齿轮流量计27

3.1.1 瞬态流量分析27

3.1.2 流量脉动分析28

3.1.3 流量特性仿真30

3.2 内啮合齿轮流量计31

3.2.1 瞬态流量分析31

3.2.2 流量脉动分析31

3.2.3 流量特性仿真33

3.3 三型外啮合齿轮流量计34

3.3.1 瞬态流量分析34

3.3.2 流量脉动分析36

3.3.3 流量特性仿真37

3.3.4 中心齿轮齿数与流量的错位叠加关系38

3.4 三型内啮合齿轮流量计39

3.4.1 瞬态流量分析39

3.4.2 流量脉动分析41

3.4.3 流量特性仿真41

3.4.4 内齿轮齿数与流量的错位叠加关系42

3.5 三型行星齿轮流量计42

3.5.1 齿轮齿数选择与流量的错位叠加关系43

3.5.2 瞬态流量分析46

3.5.3 流量脉动分析48

3.5.4 流量特性仿真48

4 行星齿轮流量计动态特性研究50

4.1 齿轮动能及其影响50

4.1.1 外啮合齿轮流量计50

4.1.2 内啮合齿轮流量计51

4.1.3 三型行星齿轮流量计52

4.2 流体动能及其影响53

4.2.1 外啮合齿轮流量计53

4.2.2 内啮合齿轮流量计54

4.2.3 三型行星齿轮流量计55

4.3 行星齿轮流量计动态特性分析56

4.3.1 传递函数的推导56

4.3.2 动态特性分析59

4.3.3 稳定性分析62

4.3.4 快速性分析63

5 三型行星齿轮流量计的有限元研究65

5.1 三型行星齿轮流量计实体建模65

5.1.1 中心齿轮渐开线齿廓的生成65

5.1.2 齿轮实体的生成65

5.1.3 其他零件的实体建模和装配67

5.2 三型行星齿轮流量计的静力分析68

5.2.1 研究专题的建立和材料定义68

5.2.2 载荷与约束的添加68

5.2.3 网格划分69

5.2.4 计算结果分析70

5.2.5 齿轮改用的MC尼龙材料72

5.3 行星齿轮流量计运动仿真75

5.3.1 外啮合齿轮运动分析75

5.3.2 内啮合齿轮运动分析82

5.3.3 行星齿轮运动分析84

5.3.4 小结85

5.4 行星齿轮流量计的模态分析86

5.4.1 模态分析概述86

5.4.2 三型行星齿轮流量计的模态分析理论88

5.4.3 三型行星齿轮流量计的模态分析90

5.4.4 小结98

5.5 行星齿轮流量计泄漏的流场仿真98

5.5.1 计算流体动力学99

5.5.2 Cosmosflow软件101

5.5.3 流场仿真数学模型101

5.6 基于AMESim液压系统旁路法数值模拟实验108

5.6.1 旁路法测量装置109

5.6.2 旁路法系统中主油路和支油路平均流量分配关系110

5.6.3 旁路法原理中系统流量的动态流量测量118

6 齿轮流量计的结构设计124

6.1 齿轮流量计的结构和特点124

6.2 两齿轮流量计的结构参数设计124

6.2.1 两齿轮流量计的几何排量和流量124

6.2.2 齿轮参数的选取125

6.2.3 齿轮齿根弯曲疲劳强度校核和齿面接触疲劳强度校核130

6.2.4 卸荷槽尺寸设计132

6.2.5 滑动轴承和齿轮轴的选取132

6.2.6 连接螺栓的设计计算134

6.2.7 其他零部件参数的设计134

6.3 多齿轮流量计的结构参数设计135

6.3.1 多齿轮流量计的结构和特点135

6.3.2 多齿轮流量计的几何排量和流量137

6.3.3 齿轮参数的选取138

6.3.4 齿轮齿根弯曲疲劳强度校核和齿面接触疲劳强度校核139

6.3.5 卸荷槽、滑动轴承和齿轮轴的选取141

6.3.6 连接螺栓的设计计算141

6.3.7 其他零部件参数的设计142

6.4 行星齿轮流量计多目标优化设计142

6.4.1 MATLAB多目标优化问题143

6.4.2 行星齿轮流量计优化数学模型145

6.4.3 运用MATLAB工具箱求解148

6.4.4 小结149

7 齿轮流量计实验研究150

7.1 多功能齿轮流量计转速检测实验台150

7.1.1 实验台搭建的目的和意义150

7.1.2 实验台简介151

7.1.3 实验台配套零部件的设计154

7.2 齿轮流量计转速信号采集156

7.3 实验内容及结果分析158

7.3.1 传感器安装位置的确定158

7.3.2 传感器测试距离的确定159

7.3.3 不导磁材料在不同磁钢强度下的测试距离163

7.4 实验样机设计164

7.4.1 实验样机结构形式的确定164

7.4.2 材料和技术要求166

7.4.3 样机模型166

7.5 流量计校准实验台166

7.6 实验设计及信号采集169

7.6.1 流量计仪表系数标定实验170

7.6.2 压力损失及压力脉动实验172

7.7 动态液压缸实验台175

7.8 流量计动态信号实验台176

参考文献178