【正文】 ]1=KбS==[бF]2=KбS==4）計(jì)算載荷系數(shù)K。，查圖1013得=。根據(jù)v=,7級(jí)精度，由圖108查得動(dòng)載系數(shù)Kv=。 =21()2=2）齒輪的圓周速度v。6）（按工作壽命15年，每年工作300天，兩班制計(jì)算）。 T1=1/2T=6106Nmm3）由表107選取齒寬系數(shù)=。；（3）額定壓力16 MPa第23頁共66頁第23頁共66頁幾何參數(shù)的計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)(1) 選定齒輪齒條類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)1) 選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)2) 擺動(dòng)液壓缸為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度（GB1009588）3) 材料選擇。 (4) 密封件工作環(huán)境如密 封件在高溫環(huán)境下，將加速老化，導(dǎo)致密封件的失效而泄漏。太硬，則難以進(jìn)行有效密封。內(nèi)泄影響液壓油缸的技術(shù)性能，出現(xiàn)出力不足，運(yùn)動(dòng)速度緩慢和工作不平穩(wěn)等現(xiàn)象。U形圈雖是唇形密封圈，但安裝時(shí)需用支撐環(huán)壓住，否則就容易卷唇，而且只能在工作壓力低于10MPa時(shí)使用，對(duì)壓力高的液壓缸不適用。對(duì)內(nèi)泄漏量要求不嚴(yán)而要求耐高溫的液壓缸，使用這種密封圈較合適。靜密封部位使用的密封件基本上都是O形密封圈。全程范第21頁共66頁～。個(gè)別工況甚至要求在全程范圍保持低速穩(wěn)定性。國內(nèi)葉片式擺動(dòng)液壓缸的最大擺角已成功地做到310176。由于使用壓力的提高，輸出轉(zhuǎn)矩的范圍也擴(kuò)大了，從零點(diǎn)幾N﹒m到幾萬N﹒m，少數(shù)可達(dá)十萬N﹒m以上。支承齒條為一小段筒瓦，在齒輪齒條傳動(dòng)產(chǎn)生徑向力下，齒條往復(fù)運(yùn)動(dòng)，筒瓦磨損很快，導(dǎo)致活塞隨著齒條產(chǎn)生徑向位移，破壞密封，產(chǎn)生內(nèi)泄。葉片式擺動(dòng)缸因其葉片呈矩形，周邊四角處的密封尤為困難。它是一種輸出軸能作往復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的液壓執(zhí)行元件。改進(jìn)結(jié)構(gòu)后的油缸,緩沖效果和密封效果明顯提高,自1998年上線運(yùn)行至今,運(yùn)行狀況良好。該變形作用增加接觸面積,防止接觸應(yīng)力增加,并使高負(fù)載活塞有更高的側(cè)向承載力,減少或消除對(duì)止動(dòng)管的需要。當(dāng)吹煉停止時(shí),余熱鍋爐的熱負(fù)荷急劇減小。非金屬減磨環(huán)消除活塞與缸體間隙上金屬對(duì)金屬的接觸,減磨環(huán)的高可嵌入性因數(shù)和擦拭作用的結(jié)合,防止污染進(jìn)入活塞導(dǎo)向第19頁共66頁環(huán)與密封表面之間,因而大大減少劃傷, 轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐在煉鋼廠占有十分重要的地位。該密封件在活塞桿外伸時(shí)是剛性的,在返回時(shí)是撓性的,在行程末端把油液突然擠回。而多重“V”型密封中,通過緊固密封蓋上的壓力便止住泄漏,但同時(shí)增加了摩擦力,增加了磨損。(2)組合密封。排氣閥用于排除缸內(nèi)的空氣，使其工作穩(wěn)定。組合排氣塞一般由螺塞和錐閥組成。排氣裝置的形式和結(jié)構(gòu)見圖2，一般有整體排氣塞和組合排氣塞兩種?？梢钥闯?階梯緩沖不僅降低內(nèi)外沖擊,還節(jié)省緩沖行程期間的時(shí)間,實(shí)現(xiàn)較快的工作循環(huán),減少噪聲和維修。理想的緩沖曲線是通過使用反拋物線緩沖而建立起來的,它在緩沖行程末端附近實(shí)現(xiàn)節(jié)流面積的迅速減小。其性能曲線見圖4圖6 單純錐形緩沖示意圖 (3)反拋物線緩沖,見圖5。由于尖峰壓力高,產(chǎn)生很高的沖擊值,造成機(jī)器振動(dòng)、噪聲和磨損,緩沖效果差。這種內(nèi)裝的緩沖裝置的目的是將加速度的突然變化所造成的減速力和尖峰液壓壓力減至最小。對(duì)于執(zhí)行元件——液壓缸,影響其使用壽命的主要因素為緩沖效果和密封效果,傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)存有諸多缺陷,不能滿足連續(xù)性生產(chǎn)的要求。[13]近年來要求液壓缸精確定位及控制液壓缸速度和加速度的場合越來越多。組合式密封圈（K型斯特封）具有低摩擦阻力、啟動(dòng)時(shí)無爬行、極低的泄漏量和抗磨損等特點(diǎn)。以往活塞桿的密封多用O型密封圈，窄斷面Y形密封圈V形密封圈。 （7）活塞桿上若有連接銷孔時(shí)，該孔徑應(yīng)按H11級(jí)加工。 （3）活塞桿的圓周度公差值，應(yīng)按8級(jí)精度選取。有特殊用途的油缸（如液壓支架）應(yīng)按照使用條件來選定材料、結(jié)構(gòu)和尺寸。（表4）表4 活塞桿結(jié)構(gòu)圖第11頁共66頁活塞桿是油缸的主要傳力零件，必須有足夠的強(qiáng)度和剛性。（見表3）第9頁共66頁 表3 活塞密封型式 活塞的材料[21] 液壓缸活塞常用的材料為耐磨鑄鐵、灰鑄鐵(HT300、HT350)、鋼（有的在外徑上套有尼龍6尼龍1010或夾布酚醛塑料的耐磨環(huán)）及鋁合金等。組合式活塞結(jié)構(gòu)多樣，主要受密封形式?jīng)Q定。所以，設(shè)計(jì)活塞時(shí)，主要任務(wù)就是確定活塞的結(jié)構(gòu)形式。[2]由于活塞在液體壓力的作用下沿缸筒往復(fù)滑動(dòng)，因此，它與缸筒的配合應(yīng)適當(dāng)，既不能過緊，也不能間隙過大。法蘭與缸筒為整體式的多為鑄件和鑄件缸筒，加工余量較大，浪費(fèi)材料；焊接法蘭式多為鋼質(zhì)缸筒，將無縫鋼管制成的缸筒與法蘭焊接在一起，其焊縫要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。缸筒是液壓缸的主體，其余零件裝配其上，它的結(jié)構(gòu)形式對(duì)加工和裝配有很大影響，因此其結(jié)構(gòu)必須盡量便于裝配、拆卸和維修。（3）端面A、B與直徑d軸心線的垂直度公差值，應(yīng)按7級(jí)精度選用。如果采用在缸蓋中壓入導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)時(shí)，導(dǎo)向套材料則應(yīng)為耐磨鑄鐵、青銅或黃銅等。值得注意的是缸蓋與缸筒的連接很少采用焊接結(jié)構(gòu)。[2] （5）為了防止腐蝕和提高壽命，剛體內(nèi)表面應(yīng)鍍?yōu)?040的鉻層，鍍后進(jìn)行研磨或拋光。且均需研磨。[2]特殊情況下，可采用鋁合金等材料。一般情況下，均采用45號(hào)鋼，并應(yīng)調(diào)質(zhì)到HB。液壓缸缸體的常用材料為345號(hào)無縫鋼管。特別是密封問題，一直是國產(chǎn)液壓缸最令人頭痛的。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以對(duì)我們進(jìn)行綜合的工程設(shè)計(jì)訓(xùn)練，綜合檢驗(yàn)所學(xué)的基本理論和專業(yè)知識(shí)，鍛煉實(shí)際動(dòng)手能力和解決問題的能力。s putation and the structural design as well as the connection mode, the seal shaping and the buffer mechanism, air exhaust device39。s length is proportional, therefore gear shaft39。s forward and reverse swinging revolving, simultaneously will move back and forth cylinder39。最后，對(duì)所設(shè)計(jì)的擺動(dòng)液壓缸進(jìn)行了Ansys分析，對(duì)主要受載零件進(jìn)行強(qiáng)度分析和校核，對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化分析。本設(shè)計(jì)采用腳底式連接，軸輸出，雙齒條機(jī)構(gòu)，540176。在缸筒內(nèi)對(duì)稱裝有活塞，與缸筒端面中心以螺紋連接與齒輪軸相嚙合的齒條軸，齒條軸裝在缸體內(nèi)，啟動(dòng)液壓傳動(dòng)，活塞就左、右推動(dòng)齒條使齒輪軸往復(fù)擺動(dòng)。評(píng)語：評(píng)閱教師簽名： 評(píng)定成績（百分制）：_______分XIX中文摘要長江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯記錄及成績評(píng)定學(xué)生姓名夏遠(yuǎn)志專業(yè)班級(jí)機(jī)械10905班畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目JZS125360176。學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和組織紀(jì)律，學(xué)生掌握基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)的情況，解決實(shí)際問題的能力，畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))是否完成規(guī)定任務(wù)，達(dá)到了學(xué)士學(xué)位論文的水平，是否同意參加答辯。第15周：撰寫畢業(yè)論文說明書。 第7周第8周：進(jìn)行齒輪齒條擺動(dòng)液壓缸的理論分析計(jì)算。； (3）液壓源額定壓力16 MPa。 解決思路（1）結(jié)合液壓缸與齒輪齒條傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法，計(jì)算并優(yōu)選滿足性能要求的基本參數(shù)，并參照《液壓工程手冊》進(jìn)行對(duì)比。 5 主要研究內(nèi)容、需重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路 設(shè)計(jì)應(yīng)完成的主要內(nèi)容（1）齒輪齒條液壓擺動(dòng)缸的概況；（2）齒輪齒條液壓擺動(dòng)缸結(jié)構(gòu)方案；（3）齒輪齒條液壓擺動(dòng)缸基本參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算；（4）齒輪齒條液壓擺動(dòng)缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（5）強(qiáng)度校核及部分零件ANSYS有限元分析。因此，開發(fā)新型水介質(zhì)或混合介質(zhì)液壓缸將成為未來的發(fā)展方向。企業(yè)必須提高自主創(chuàng)新能力，更好、更快地轉(zhuǎn)化科技成果，進(jìn)行技術(shù)升級(jí)，并賦予產(chǎn)品更高的技術(shù)附加值，才能在市場競爭中立穩(wěn)腳跟。通過計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品的研究開發(fā)、設(shè)計(jì)、加工制造、試驗(yàn)、使用等，可以提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)速度和加工水平，滿足用戶的要求。為此，人們不得不把材料的許用強(qiáng)度降低，以犧牲結(jié)構(gòu)的合理性來換取結(jié)構(gòu)的安全性。由于齒輪軸的擺動(dòng)角度與齒條的長度成正比，因此齒輪軸的擺角可以任意選擇，并能大于360186。必要時(shí)，才另裝機(jī)械止動(dòng)裝置迫使負(fù)載止動(dòng)。但當(dāng)負(fù)載大、轉(zhuǎn)速高時(shí)，慣性力會(huì)使止擋損壞。用于電液伺服系統(tǒng)中性能良好。尤其是內(nèi)泄漏的增加會(huì)造成流量從排油腔逸走，使負(fù)載的速度減小。內(nèi)泄漏造成的系統(tǒng)流量損失與擺動(dòng)液壓缸的排量相比通常也很小。但啟動(dòng)壓力也往往增加了。反之，當(dāng)系統(tǒng)工作壓力大于擺動(dòng)液壓缸的工作壓力時(shí)，可在擺動(dòng)液壓缸前面加裝一個(gè)減壓閥，把系統(tǒng)工作壓力降到擺動(dòng)液壓缸的工作壓力。此時(shí)，應(yīng)在安裝聯(lián)接方式上采取措施，使輸出軸盡可能不承受附加的側(cè)向力。選擇擺動(dòng)液壓缸的輸出轉(zhuǎn)矩略大于負(fù)載所需的轉(zhuǎn)矩是無疑的?；钊綖?20176。在其外部裝上行程開關(guān)，負(fù)載所需的擺角由兩只行程開關(guān)的位置設(shè)定。因此，其型號(hào)、規(guī)格、和生產(chǎn)廠家都沒有通用液壓件那樣多。~270176。~90176。特別是密封問題，一直是國產(chǎn)液壓缸最令人頭痛的。經(jīng)長期使用，打開泄油堵發(fā)現(xiàn)有工作介質(zhì)流出時(shí)，可在泄油孔接上回油管將泄漏油引回油箱，繼續(xù)使用，直至輸出扭矩不能滿足使用要求時(shí)再更換密封和維修。如選用乳化液、水乙二醇、磷酸酯等非礦物油工作介質(zhì)時(shí)，請注意標(biāo)識(shí)。ASB缸的軸和孔兩種輸出方式都采用雙平鍵結(jié)構(gòu)。 ASB缸的額定壓力：16MPa，啟動(dòng)壓力≤，工作溫度－50℃～＋260℃。 。扭矩生成和傳輸是靠一個(gè)位于帶有齒條的驅(qū)動(dòng)軸橫向位置的齒輪活塞實(shí)現(xiàn)的。圖3. 單齒式齒輪齒條擺動(dòng)液壓缸圖4. 雙齒式齒輪齒條擺動(dòng)液壓缸齒輪齒條擺動(dòng)缸是通過壓力介質(zhì)加載在齒條活塞上以獲得動(dòng)力，并通過與其嚙合的齒輪執(zhí)行擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，此形式極適合于傳遞大的扭矩。由此共組成320個(gè)不同的型號(hào)產(chǎn)品。~270176。~90176。葉片式擺動(dòng)缸設(shè)計(jì)上非常緊湊。雙平鍵驅(qū)動(dòng)軸或花鍵軸（DIN 5480）。, 270176。18 種系列尺寸，最高扭矩 至 250,000 Nm 。這一設(shè)計(jì)是建立在帶有多重螺旋齒輪的系統(tǒng)之上的。擺動(dòng)缸也可以用于非常惡劣的條件下，地下及海平面2300米以下的地方。盡管動(dòng)力很高但是他們?nèi)匀豢梢跃_容易地控制，HKS擺動(dòng)缸已經(jīng)成功地應(yīng)用在了幾乎所有要求有限旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)且要大扭矩的領(lǐng)域。齒輪齒條擺動(dòng)缸廣泛用于鋼鐵、輕工、軍事、環(huán)保、水電等領(lǐng)域，如煉鋼廠中包傾翻擺動(dòng)缸、高線廠回轉(zhuǎn)臂擺動(dòng)缸、軍艦減搖擺動(dòng)缸、清掃車用擺動(dòng)缸、閥門開啟擺動(dòng)缸等。任務(wù)書批準(zhǔn)日期 2013 年 3 月 7 日 教研室(系)主任(簽字) 任務(wù)書下達(dá)日期 2013 年 3 月 26 日 指導(dǎo)教師(簽字) 完成任務(wù)日期 2013 年 5 月 30 日 學(xué)生（簽名） 夏遠(yuǎn)志 II長江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告題 目 名 稱 JZS125360176。；（3）液壓源額定壓力16 MPa。JZS125360176。齒輪齒條擺動(dòng)液壓缸設(shè)計(jì)2．畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))起止時(shí)間： 2013年4月1日～2013年6月15日3．畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))所需資料及原始數(shù)據(jù)（指導(dǎo)教師選定部分）原始數(shù)據(jù)：（1）額定扭矩12000 Nm；（2）擺動(dòng)角度0 360176。6．完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）所需的條件及上機(jī)時(shí)數(shù)要求 （1）機(jī)械設(shè)計(jì)手冊、液壓工程手冊和相關(guān)文獻(xiàn)資料；（2）自學(xué)Ansys有限元分析軟件；（3）不少于250機(jī)時(shí)的上機(jī)條件。傳統(tǒng)葉片式擺動(dòng)缸的擺角受限，齒輪齒條擺動(dòng)液壓缸由于齒輪軸的擺動(dòng)角度與齒條的長度成正比，因次齒輪軸的擺角可以任意選擇，并能大于，而且可以輸出大扭矩。它內(nèi)部采用組合螺旋齒結(jié)構(gòu)（圖1），整個(gè)擺動(dòng)缸在較小的空間內(nèi)可作出較大的扭矩。這一精度伴隨著結(jié)實(shí)密封良好的外殼，可以讓缸承受達(dá)350巴的工作壓力。 最強(qiáng)大的HKS擺動(dòng)缸可將20輛大眾Golf轎車從一邊轉(zhuǎn)到另一邊。 DA系主要特點(diǎn)： 內(nèi)部采用螺旋結(jié)構(gòu)，外型尺寸小，輸出扭矩大。, 180176。最大可實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)角度1500度的螺旋擺動(dòng)缸。一個(gè)葉片段牢牢地固定在外殼上，活塞部分則牢牢地固定在驅(qū)動(dòng)軸上。 常見齒輪齒條擺動(dòng)液壓缸種類齒輪齒條擺動(dòng)液壓缸有單齒條（圖3）和雙齒條兩種結(jié)構(gòu)（圖4）,每種結(jié)構(gòu)都有法蘭式和底腳式兩種安裝方式,與負(fù)載的聯(lián)接方式又可分為外軸和內(nèi)孔兩種,這樣就形成了八個(gè)不同的結(jié)構(gòu)形式,每種形式又有Φ40~Φ200mm十種不同的缸徑,同一種缸徑又有0176。、0176。四種標(biāo)準(zhǔn)擺動(dòng)角度。范圍內(nèi)任意擺角和兩端外軸、兩端內(nèi)孔或一段外軸另一端內(nèi)孔等特殊聯(lián)接方式的產(chǎn)品。為了輸出更大的扭矩。由于齒輪軸的擺動(dòng)角度與齒條的長度成正比，因此齒輪軸的擺角可以任意選擇，并能大于360176。 ASB缸由于具有特殊的結(jié)構(gòu)形式：特種材質(zhì)和先進(jìn)的加工工藝；選用高性能進(jìn)口密封，因此啟動(dòng)壓力低，機(jī)械效率高，無內(nèi)外泄漏和無故障周期特別長。輸出扭矩的計(jì)算見ASB缸參數(shù)表。 ASB缸適用于各種礦物油工作介質(zhì)。每使用一年可打開泄油堵，注入適量潤滑油。而且，由于整體技術(shù)上的落后，和國外的同等缸比起來，市場競爭力要弱。齒輪齒條擺動(dòng)液壓缸的型號(hào)很多，現(xiàn)在以下面的SCBFZS 180 360HWRA為例進(jìn)行說明： SCB F Z S 180 360 H W R A 四方齒輪齒條擺動(dòng)缸 法蘭式——F 腳底式——J 軸輸出——Z 孔輸出——K 單齒條——D 雙齒條——