jzs125-360度齿轮齿条摆动液压缸毕业设计说明书(编辑修改稿)

jzs125-360度齿轮齿条摆动液压缸毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

重螺旋齿轮的系统之上的。 通过多重螺旋齿轮将活塞的直线运动转化成旋转运动。 活塞的直线运动越长，旋转的角度就越大。 DA 系主要特点： 内部采用螺旋结构，外型尺寸小，输出扭矩大。 18 种系列尺寸，最高扭矩 至 250,000 Nm。 标准工作压力 21Mpa，最大至 32Mpa。 每个系列尺寸都有 4 种转角 : 90176。 , 180176。 , 270176。 和 360176。 开题报告 VII 图 摆动精度，回转间隙可降低至 10分。 最大可实现摆动角度 1500 度的螺旋摆动缸。 双平键驱动轴或花键轴（ DIN 5480）。 驱动轴上的双重密封。 叶片式结构 叶片式摆动液压马达（图 2）的特征就是它内部一段固定的装置，也就是所谓的叶片。 一个叶片段牢牢地固定在外壳上，活塞部分则牢牢地固定在驱动轴上。 叶片式摆动缸设计上非常紧凑。 尽管如此，它的最大旋转角度仍可达到 270 度。 叶片式摆动缸经常用于伺服回转台。 图 常见齿轮齿条摆动液压缸种类 齿轮齿条摆动液压缸有单齿条（图 3）和双齿条两种结构（图 4） ,每种结构都有法兰式和底脚式两种安装方式 ,与负载的联接方式又可分为外轴和内孔两种 ,这样就形成了八个不同的结构形式 ,每种形式又有Φ 40~Φ 200mm 十种不同的缸径 ,同一种缸径又有 0176。 ~90176。 、 0176。 ~180176。 、 0176。 ~270176。 、 0176。 ~360176。 四种标准摆动角度。 由此共组成 320 个不同的型号产品。 用户如有特殊要求，商家可提供 0176。 ~270176。 范围内任意摆角和两端外轴、两端内孔或一段外轴另一端内孔等特殊联接方式的产品。 开题报告 VIII 图 3. 单齿式齿轮齿条摆动液压缸 图 4. 双齿式齿轮齿条摆动液压缸 齿轮齿条摆动缸是通过压力介质加载在齿条活塞上以获得动力，并通过与其啮合的齿轮执行摆动运动，此形式极适合于传递大的扭矩。 如果传递完全相同的运动和扭矩，齿轮齿条摆动缸所占用的空间与旋转叶片摆动缸相比就要大多了。 在实践使用中，对摆动液压缸所提出的各种高要求，不仅仅体现于对各参数如效率、摆动角度、几何尺寸等的严格要求，而且体现于为适应现代技术发展而不断改进的功能性细节。 为了输出更大的扭矩，就必须要采用体积相较摆动式 .叶片式马达 .大很多的齿轮齿条摆动 液压缸。 扭矩生成和传输是靠一个位于带有齿条的驱动轴横向位置的齿开题报告 IX 轮活塞实现的。 根据设计，滚柱 轴承 液压平衡起或支撑起齿轮齿和活塞的反作用产生的剪力。 此摆动缸的原理是将液 压缸的往复运动通过齿条带动齿轮，转化成齿轮轴的正反向摆动旋转，同时将往复缸的推力转化成齿轮轴的输出扭矩。 由于齿轮轴的摆动角度与齿条的长度成正比，因此齿轮轴的摆角可以任意选择，并能大于360176。 ASB 缸有法兰式和脚架式两种安装方式；有单齿条、双齿两种结构型式。 可组合成 8 个系列，每个系列由 10 种缸径组成 10 种型号。 ASB 缸由于具有特殊的结构形式：特种材质和先进的加工工艺；选用高性能进口密封，因此启动压力低，机械效率高，无内外泄漏和无故障周期特别长。 ASB 缸的额定压力： 16MPa，启动压力≤ ，工作温度－ 50℃～＋ 260℃。 当工作温度高于 100℃时，选型时应填写高温标识。 ASB 缸的输出扭矩与工作压力成正比。 输出扭矩的计算见 ASB 缸参数表。 ASB缸的轴和孔两种输出方式都采用双平键结构。 样本视图上标识的双平键位置是在摆角的中间位置上，即在此位置的双平键轴（或孔）可左右各转动二分之一摆角。 在选用双齿条孔输出形式时，请注意校核您的配合轴的扭转强度。 ASB 缸适用于各种矿物油工作介质。 如选用 乳化液 、水乙二醇、磷酸酯等非 矿物油 工作介质时，请注意标识。 其它介质在订货时用文字说明。 ASB 缸一般无需维修。 每使用一年可打开泄油堵，注入适量 润滑油。 经长期使用，打开泄油堵发现有工作介质流出时，可在泄油孔接上回油管将 泄漏油引回 油箱 ，继续使用，直至输出扭矩不能满足使用要求时再更换密封和维修。 齿轮齿条摆动液压缸的现状 液压缸因具有结构简单、工艺适应性强、环境污染小等其他设备不可替代的性能特点，被广泛应用于汽车制造、航空航天、国防、电力电子、塑料、机械、冶金和轻工等国民经济的各个领域。 然而 ，在国内，液压缸这一块的市场制高点一直被发达国家占据，生产的液压缸大多是比较通用的普通缸，能够获得的产品附加值普遍不高。 而且，由于整体技术上的落后，和国外的同等缸比起来，市场竞争力要弱。 特别是密封问题，一直是国产液压缸最令人头痛的。 据不完全统计，目前我国以液开题报告 X 压缸为主要产品的设计部门和生产厂已达百家之多，但 CAD 的应用情况却令人失望。 液压缸设计与制造业的整体技术水平远远落后于工业发达国家，使国际市场的激烈竞争和我国落后的设计水平这一矛盾日趋尖锐。 齿轮齿条摆动液压缸的型号说明 齿轮齿条摆动液压缸的型号很多，现在以下面的 SCBFZS 180 360HWRA 为例进行说明： SCB F Z S 180 360 H W R A ○ 1 ○ 2 ○ 3 ○ 4 ○ 5 ○ 6 ○ 7 ○ 8 ○ 9 ○10 ○ 1 四方齿轮齿条摆动缸 ○ 2 法兰式 —— F 脚底式 —— J ○ 3 轴输出 —— Z 孔输出 —— K ○ 4 单齿条 —— D 双齿条 —— S ○ 5 缸径： 40 50 63 80 100 125 140 160 180 200 ○ 6 摆角： 0176。 ~90176。 、 0176。 ~180176。 、 0176。 ~270176。 、 0176。 ~360176。 ○ 7 带缓冲 —— H ○ 8 工作介质：无 —— 液压油 W—— 水 — 乙二醇，高水基 ○ 9 工作温度：无 —— 30 ~ +100℃ R—— 200 ~ +260℃ ○10 额定压力： A—— 0 ~ B—— ~ 16MPa 齿轮齿条摆动液压缸的性能参数及结构特点开题报告 XI 图 5. 单齿式齿轮齿条摆动液压缸结构简图 液压系统中 ,只有当负载作摆动运动时才选用摆动液压缸作为执行元件 .从这个意义上讲 ,摆动液压缸是一种专用液压件。 因此，其型号、规格、和生产厂家都没有通用液压件那样多。 设计师选用时往往会碰到困难，下面介绍选用时应考虑的因素：（ 1）摆角的大小 液压摆动缸的摆角一般是不能调整的。 当它的输出轴直接和负载紧固时，最大摆角与负载所需的的最大摆角角度相等。 特殊情况下，可选择摆角大的摆动液压缸。 在其外部装上行程开关，负载所需的摆角由两只行程开关的位置设定。 或者在缸体内部止挡上加装经过周密计算过的限位块，限制摆动液压缸的摆角。 但此种不得已的办法最好让生产厂区做，以避免装拆摆动液压缸时引起诸如外泄露等弊病出现。 目前，可供产品的摆动液压缸的最大摆角，叶片式的为 304176。 ，活塞式为 720176。 若把叶片式串联使用，也能得到更大的摆角。 但那样做轴向尺寸会增加，并且安装复杂， 费用也多。 （ 2）输出转矩和工作压力大小 当摆动液压缸的结构尺寸决定后，其输出转矩只取决于工作压力和它的机械效率。 选择摆动液压缸的输出转矩略大于负载所需的转矩是无疑的。 但要注意这里所开题报告 XII 指的负载转矩要包括三部分，即负载摩擦力矩、负载重量引起的转矩和使负载获得必要的角加速度所需的转矩。 否则，负载有可能不转或虽转但达不到应有的转速。 有些摆动液压缸，由于结构的原因，输出轴上会受到侧向力。 此时，应在安装联接方式上采取措施，使输出轴尽可能不承受附加的侧向力。 为提高摆动液压缸的使用寿命，实际选用时，摆动液压缸的额定输出转矩 可比负载所需大 20%左右。 目前，叶片式摆动液压缸最大工作压力可达 25MPa，活塞式则可达 32MPa。 选用时，系统工作压力若小于摆动液压缸的工作压力，则除了减小摆动液压缸的部分输出转矩外，对摆动液压缸的使用只会产生有利的影响。 反之，当系统工作压力大于摆动液压缸的工作压力时，可在摆动液压缸前面加装一个减压阀，把系统工作压力降到摆动液压缸的工作压力。 这样，只要输出转矩能满足负载要求，工作压力较低的摆动液压缸照样能在中高压系统中应用，实践也证明它是可行的。 （ 3）启用压力和内泄漏大小 摆动液压缸的启用压力和内泄漏大小主要是与其运动部位的密封紧密质量有关。 运动部位密封的紧一些，可减少内泄漏。 但启动压力也往往增加了。 这是一个在实践中不易解决的矛盾。 所以，对于一个高质量的摆动液压缸，应当做到启动压力低而内泄漏也尽可能小。 这除了要求工作腔具有严格的工作尺寸和形位公差外，工作腔的表面粗糙度和密封形式、密封材质及密封件的压缩量等也应有相当高的要求，摆动液压缸应用在 一般液压系统中时，因为启动压山和工作 压力相比往往很小．不会对输出转矩产生很大影响。 内泄漏造成的系统流量损失与摆动液压缸的排量相比通常也很小。 因此，它们不必成为选择摆动豫压缸的丰要考虑因素。 但当摆动液压缸应用在动态品质要求高的电液何服系统或负载有较高的低速平稳性要求的系统中时，就必须对其启动压力和内泄漏指标加以重视。 因为它们会对伺服系统的动态品质造成不良影响。 尤其是内泄漏的增加会造成流量从排油腔逸走，使负载的速度减小。 内泄漏也常会瞬时改变而引起压力的变化，造成不希望的转矩变化产生不需要的负载加速度。 研究表明，内泄漏的变化是影响负载低速稳定性的决 定性因素。 尤其在负载大时，甚至会使摆动液压缸产生爬行。 囝 的结构形式具有较好的低速平稳性，用于电液伺服系统中性能良好。 无锡第 721 厂水声中心生产的 YMl .43 304 和 304 型单叶片摆动液压缸就是按图 6 的结构形开题报告 XIII 式设计的产品。 (4)缓冲与止动 摆动液压缸的摆动速度通常较低。 当负载不大时，叶片转动到极限位置碰到止挡产生的冲击力缸体自身能够承受，无需另设缓冲或止动装置。 但当负载大、转速高时，惯性力会使止挡损坏。 此时，就必须考虑采取缓冲和止动措施。 缓冲机构可设计在缸 体内部，如 YMD 型和 YMS 型叶片式摆动液压缸。 当高压、高速造成的冲击力很大的时候，可在摆动液压缸的外部采用减速回路，装流量阀或在进出油口处设置小型溢流阀或顺序阀，管路中装蓄能嚣等等办法来消除惯性力和液压力的冲击。 必要时，才另装机械止动装置迫使负载止动。 齿轮齿条摆动液压缸驱动方式 齿轮齿条摆动液压缸是通过液压驱动齿条 ,然后齿条带动齿轮生成扭矩，扭矩生成和传输是靠一个位于带有齿条的驱动轴横向位置的齿轮活塞实现的。 根据设计，滚柱轴承液压平衡起或支撑起齿轮齿和活塞的反作用产生的剪力。 摆动缸的原理是将液压缸的往复运动通过齿条带动齿轮，转化成齿轮轴的正反向摆动旋转，同时将往复缸的推力转化成齿轮轴的输出扭矩。 由于齿轮轴的摆动角度与齿条的长度成正比，因此齿轮轴的摆角可以任意选择，并能大于 360186。 齿轮齿条摆动液压缸的设计新方法 近十几年来，虽然在某些有条件的设计院所，对液压缸的关键零部件也能作一些有限元结构分析，但是由 于设计手段落后，这些分析结果在设计中未能起到应有的作用。 所以，液压缸本体设计中的强度、刚度以及整体工作性能分析，仍然是以材料力学为依据，甚至仅凭经验和直觉。 用材料力学解决这样复杂的实际问题，不得不把空间问题简化为平面问题，这样就极大地偏离了实际情况。 为此，人们不得不把材料的许用强度降低，以牺牲结构的合理性来换取结构的安全性。 由于科技含量相对低，所以与日本同类产品比较，就显得结构庞大、笨重，同样能力的设备，其重量一般都要高出 10％～ 20％。 且其成本竞争力也完全处于劣势。 开题报告 XIV 研究的主攻方向 齿轮齿条摆动液压缸研究的主攻方向是提升计算机辅助技术应用水平，计算机辅助设计主要内容包括 CAD 计算机辅助设计、 CAM 辅助制造技术、 CIMS 集成制造系统、自动监控、自动调节工况、变频技术应用、故障诊断分析等。 通过计算机技术进行产品的研究开发、设计、加工制造、试验、使用等，可以提高产品的设计速度和加工水平，满足用户的要求。 将计算机辅助设计技术应用于齿轮齿条摆动液压缸设计，将提升齿轮齿条摆动液压缸设计的科学性和制造的自动化水平。 随着科学技术的发展，打破常规 ,引入新的理念进行设计 ,以人为本，设计首先考虑安全可靠，其次是操作省力、简便，再者是外观；采用新材料开发齿轮齿条摆。