【文章內(nèi)容簡介】 重螺旋齒輪的系統(tǒng)之上的。通過多重螺旋齒輪將活塞的直線運動轉(zhuǎn)化成旋轉(zhuǎn)運動?；钊闹本€運動越長，旋轉(zhuǎn)的角度就越大。 DA 系主要特點： 內(nèi)部采用螺旋結(jié)構，外型尺寸小，輸出扭矩大。 18 種系列尺寸，最高扭矩 至 250,000 Nm 。 標準工作壓力 21Mpa，最大至 32Mpa。 每個系列尺寸都有 4 種轉(zhuǎn)角 : 90176。 , 180176。 , 270176。 和 360176。 開題報告 VII 圖 擺動精度，回轉(zhuǎn)間隙可降低至 10分。 最大可實現(xiàn)擺動角度 1500 度的螺旋擺動缸。 雙平鍵驅(qū)動軸或花鍵軸（ DIN 5480）。 驅(qū)動軸上的雙重密封。 葉片式結(jié)構 葉片式擺動液壓馬達（圖 2）的特征就是它內(nèi)部一段固定的裝置，也就是所謂的葉片。一個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)動軸上。葉片式擺動缸設計上非常緊湊。盡管如此，它的最大旋轉(zhuǎn)角度仍可達到 270 度。葉片式擺動缸經(jīng)常用于伺服回轉(zhuǎn)臺。 圖 常見齒輪齒條擺動液壓缸種類 齒輪齒條擺動液壓缸有單齒條（圖 3）和雙齒條兩種結(jié)構（圖 4） ,每種結(jié)構都有法蘭式和底腳式兩種安裝方式 ,與負載的聯(lián)接方式又可分為外軸和內(nèi)孔兩種 ,這樣就形成了八個不同的結(jié)構形式 ,每種形式又有Φ 40~Φ 200mm 十種不同的缸徑 ,同一種缸徑又有 0176。 ~90176。、 0176。 ~180176。、 0176。 ~270176。、 0176。 ~360176。四種標準擺動角度。由此共組成 320 個不同的型號產(chǎn)品。用戶如有特殊要求，商家可提供 0176。 ~270176。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。開題報告 VIII 圖 3. 單齒式齒輪齒條擺動液壓缸 圖 4. 雙齒式齒輪齒條擺動液壓缸 齒輪齒條擺動缸是通過壓力介質(zhì)加載在齒條活塞上以獲得動力，并通過與其嚙合的齒輪執(zhí)行擺動運動，此形式極適合于傳遞大的扭矩。如果傳遞完全相同的運動和扭矩，齒輪齒條擺動缸所占用的空間與旋轉(zhuǎn)葉片擺動缸相比就要大多了。在實踐使用中，對擺動液壓缸所提出的各種高要求，不僅僅體現(xiàn)于對各參數(shù)如效率、擺動角度、幾何尺寸等的嚴格要求，而且體現(xiàn)于為適應現(xiàn)代技術發(fā)展而不斷改進的功能性細節(jié)。 為了輸出更大的扭矩，就必須要采用體積相較擺動式 .葉片式馬達 .大很多的齒輪齒條擺動 液壓缸 。扭矩生成和傳輸是靠一個位于帶有齒條的驅(qū)動軸橫向位置的齒開題報告 IX 輪活塞實現(xiàn)的。根據(jù)設計，滾柱 軸承 液壓平衡起或支撐起齒輪齒和活塞的反作用產(chǎn)生的剪力。此擺動缸的原理是將液 壓缸的往復運動通過齒條帶動齒輪，轉(zhuǎn)化成齒輪軸的正反向擺動旋轉(zhuǎn)，同時將往復缸的推力轉(zhuǎn)化成齒輪軸的輸出扭矩。由于齒輪軸的擺動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 缸有法蘭式和腳架式兩種安裝方式；有單齒條、雙齒兩種結(jié)構型式。可組合成 8 個系列，每個系列由 10 種缸徑組成 10 種型號。 ASB 缸由于具有特殊的結(jié)構形式：特種材質(zhì)和先進的加工工藝；選用高性能進口密封，因此啟動壓力低，機械效率高，無內(nèi)外泄漏和無故障周期特別長。 ASB 缸的額定壓力： 16MPa，啟動壓力≤ ，工作溫度－ 50℃～＋ 260℃。當工作溫度高于 100℃時，選型時應填寫高溫標識。 ASB 缸的輸出扭矩與工作壓力成正比。輸出扭矩的計算見 ASB 缸參數(shù)表。 ASB缸的軸和孔兩種輸出方式都采用雙平鍵結(jié)構。樣本視圖上標識的雙平鍵位置是在擺角的中間位置上，即在此位置的雙平鍵軸（或孔）可左右各轉(zhuǎn)動二分之一擺角。在選用雙齒條孔輸出形式時，請注意校核您的配合軸的扭轉(zhuǎn)強度。 ASB 缸適用于各種礦物油工作介質(zhì)。如選用 乳化液 、水乙二醇、磷酸酯等非 礦物油 工作介質(zhì)時，請注意標識。其它介質(zhì)在訂貨時用文字說明。 ASB 缸一般無需維修。每使用一年可打開泄油堵，注入適量 潤滑油 。經(jīng)長期使用，打開泄油堵發(fā)現(xiàn)有工作介質(zhì)流出時，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再更換密封和維修。 齒輪齒條擺動液壓缸的現(xiàn)狀 液壓缸因具有結(jié)構簡單、工藝適應性強、環(huán)境污染小等其他設備不可替代的性能特點，被廣泛應用于汽車制造、航空航天、國防、電力電子、塑料、機械、冶金和輕工等國民經(jīng)濟的各個領域。然而 ，在國內(nèi)，液壓缸這一塊的市場制高點一直被發(fā)達國家占據(jù)，生產(chǎn)的液壓缸大多是比較通用的普通缸，能夠獲得的產(chǎn)品附加值普遍不高。而且，由于整體技術上的落后，和國外的同等缸比起來，市場競爭力要弱。特別是密封問題，一直是國產(chǎn)液壓缸最令人頭痛的。 據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國以液開題報告 X 壓缸為主要產(chǎn)品的設計部門和生產(chǎn)廠已達百家之多，但 CAD 的應用情況卻令人失望。液壓缸設計與制造業(yè)的整體技術水平遠遠落后于工業(yè)發(fā)達國家，使國際市場的激烈競爭和我國落后的設計水平這一矛盾日趨尖銳。 齒輪齒條擺動液壓缸的型號說明 齒輪齒條擺動液壓缸的型號很多，現(xiàn)在以下面的 SCBFZS 180 360HWRA 為例進行說明： SCB F Z S 180 360 H W R A ○ 1 ○ 2 ○ 3 ○ 4 ○ 5 ○ 6 ○ 7 ○ 8 ○ 9 ○10 ○ 1 四方齒輪齒條擺動缸 ○ 2 法蘭式 —— F 腳底式 —— J ○ 3 軸輸出 —— Z 孔輸出 —— K ○ 4 單齒條 —— D 雙齒條 —— S ○ 5 缸徑： 40 50 63 80 100 125 140 160 180 200 ○ 6 擺角： 0176。 ~90176。、 0176。 ~180176。、 0176。 ~270176。、 0176。 ~360176。 ○ 7 帶緩沖 —— H ○ 8 工作介質(zhì)：無 —— 液壓油 W—— 水 — 乙二醇，高水基 ○ 9 工作溫度：無 —— 30 ~ +100℃ R—— 200 ~ +260℃ ○10 額定壓力： A—— 0 ~ B—— ~ 16MPa 齒輪齒條擺動液壓缸的性能參數(shù)及結(jié)構特點開題報告 XI 圖 5. 單齒式齒輪齒條擺動液壓缸結(jié)構簡圖 液壓系統(tǒng)中 ,只有當負載作擺動運動時才選用擺動液壓缸作為執(zhí)行元件 .從這個意義上講 ,擺動液壓缸是一種專用液壓件。因此，其型號、規(guī)格、和生產(chǎn)廠家都沒有通用液壓件那樣多。設計師選用時往往會碰到困難，下面介紹選用時應考慮的因素：（ 1）擺角的大小 液壓擺動缸的擺角一般是不能調(diào)整的。當它的輸出軸直接和負載緊固時，最大擺角與負載所需的的最大擺角角度相等。特殊情況下，可選擇擺角大的擺動液壓缸。在其外部裝上行程開關，負載所需的擺角由兩只行程開關的位置設定。或者在缸體內(nèi)部止擋上加裝經(jīng)過周密計算過的限位塊，限制擺動液壓缸的擺角。但此種不得已的辦法最好讓生產(chǎn)廠區(qū)做，以避免裝拆擺動液壓缸時引起諸如外泄露等弊病出現(xiàn)。目前，可供產(chǎn)品的擺動液壓缸的最大擺角，葉片式的為 304176。，活塞式為 720176。若把葉片式串聯(lián)使用，也能得到更大的擺角。但那樣做軸向尺寸會增加，并且安裝復雜， 費用也多。 （ 2）輸出轉(zhuǎn)矩和工作壓力大小 當擺動液壓缸的結(jié)構尺寸決定后，其輸出轉(zhuǎn)矩只取決于工作壓力和它的機械效率。選擇擺動液壓缸的輸出轉(zhuǎn)矩略大于負載所需的轉(zhuǎn)矩是無疑的。但要注意這里所開題報告 XII 指的負載轉(zhuǎn)矩要包括三部分，即負載摩擦力矩、負載重量引起的轉(zhuǎn)矩和使負載獲得必要的角加速度所需的轉(zhuǎn)矩。否則，負載有可能不轉(zhuǎn)或雖轉(zhuǎn)但達不到應有的轉(zhuǎn)速。有些擺動液壓缸，由于結(jié)構的原因，輸出軸上會受到側(cè)向力。此時，應在安裝聯(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。為提高擺動液壓缸的使用壽命，實際選用時，擺動液壓缸的額定輸出轉(zhuǎn)矩 可比負載所需大 20%左右。 目前，葉片式擺動液壓缸最大工作壓力可達 25MPa，活塞式則可達 32MPa。選用時，系統(tǒng)工作壓力若小于擺動液壓缸的工作壓力，則除了減小擺動液壓缸的部分輸出轉(zhuǎn)矩外，對擺動液壓缸的使用只會產(chǎn)生有利的影響。反之，當系統(tǒng)工作壓力大于擺動液壓缸的工作壓力時，可在擺動液壓缸前面加裝一個減壓閥，把系統(tǒng)工作壓力降到擺動液壓缸的工作壓力。這樣，只要輸出轉(zhuǎn)矩能滿足負載要求，工作壓力較低的擺動液壓缸照樣能在中高壓系統(tǒng)中應用，實踐也證明它是可行的。 （ 3）啟用壓力和內(nèi)泄漏大小 擺動液壓缸的啟用壓力和內(nèi)泄漏大小主要是與其運動部位的密封緊密質(zhì)量有關。運動部位密封的緊一些，可減少內(nèi)泄漏。但啟動壓力也往往增加了。這是一個在實踐中不易解決的矛盾。所以，對于一個高質(zhì)量的擺動液壓缸，應當做到啟動壓力低而內(nèi)泄漏也盡可能小。這除了要求工作腔具有嚴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、密封材質(zhì)及密封件的壓縮量等也應有相當高的要求，擺動液壓缸應用在 一般液壓系統(tǒng)中時，因為啟動壓山和工作 壓力相比往往很?。粫敵鲛D(zhuǎn)矩產(chǎn)生很大影響。內(nèi)泄漏造成的系統(tǒng)流量損失與擺動液壓缸的排量相比通常也很小。因此，它們不必成為選擇擺動豫壓缸的豐要考慮因素。但當擺動液壓缸應用在動態(tài)品質(zhì)要求高的電液何服系統(tǒng)或負載有較高的低速平穩(wěn)性要求的系統(tǒng)中時，就必須對其啟動壓力和內(nèi)泄漏指標加以重視。因為它們會對伺服系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)造成不良影響。尤其是內(nèi)泄漏的增加會造成流量從排油腔逸走，使負載的速度減小。內(nèi)泄漏也常會瞬時改變而引起壓力的變化，造成不希望的轉(zhuǎn)矩變化產(chǎn)生不需要的負載加速度。研究表明，內(nèi)泄漏的變化是影響負載低速穩(wěn)定性的決 定性因素。尤其在負載大時，甚至會使擺動液壓缸產(chǎn)生爬行。囝 的結(jié)構形式具有較好的低速平穩(wěn)性，用于電液伺服系統(tǒng)中性能良好。無錫第 721 廠水聲中心生產(chǎn)的 YMl .43 304 和 304 型單葉片擺動液壓缸就是按圖 6 的結(jié)構形開題報告 XIII 式設計的產(chǎn)品。 (4)緩沖與止動 擺動液壓缸的擺動速度通常較低。當負載不大時，葉片轉(zhuǎn)動到極限位置碰到止擋產(chǎn)生的沖擊力缸體自身能夠承受，無需另設緩沖或止動裝置。但當負載大、轉(zhuǎn)速高時，慣性力會使止擋損壞。此時，就必須考慮采取緩沖和止動措施。緩沖機構可設計在缸 體內(nèi)部，如 YMD 型和 YMS 型葉片式擺動液壓缸。當高壓、高速造成的沖擊力很大的時候，可在擺動液壓缸的外部采用減速回路，裝流量閥或在進出油口處設置小型溢流閥或順序閥，管路中裝蓄能囂等等辦法來消除慣性力和液壓力的沖擊。必要時，才另裝機械止動裝置迫使負載止動。 齒輪齒條擺動液壓缸驅(qū)動方式 齒輪齒條擺動液壓缸是通過液壓驅(qū)動齒條 ,然后齒條帶動齒輪生成扭矩，扭矩生成和傳輸是靠一個位于帶有齒條的驅(qū)動軸橫向位置的齒輪活塞實現(xiàn)的。根據(jù)設計，滾柱軸承液壓平衡起或支撐起齒輪齒和活塞的反作用產(chǎn)生的剪力。擺動缸的原理是將液壓缸的往復運動通過齒條帶動齒輪，轉(zhuǎn)化成齒輪軸的正反向擺動旋轉(zhuǎn)，同時將往復缸的推力轉(zhuǎn)化成齒輪軸的輸出扭矩。由于齒輪軸的擺動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。 齒輪齒條擺動液壓缸的設計新方法 近十幾年來，雖然在某些有條件的設計院所，對液壓缸的關鍵零部件也能作一些有限元結(jié)構分析，但是由 于設計手段落后，這些分析結(jié)果在設計中未能起到應有的作用。所以，液壓缸本體設計中的強度、剛度以及整體工作性能分析，仍然是以材料力學為依據(jù)，甚至僅憑經(jīng)驗和直覺。用材料力學解決這樣復雜的實際問題，不得不把空間問題簡化為平面問題，這樣就極大地偏離了實際情況。為此，人們不得不把材料的許用強度降低，以犧牲結(jié)構的合理性來換取結(jié)構的安全性。由于科技含量相對低，所以與日本同類產(chǎn)品比較，就顯得結(jié)構龐大、笨重，同樣能力的設備，其重量一般都要高出 10％～ 20％。且其成本競爭力也完全處于劣勢。 開題報告 XIV 研究的主攻方向 齒輪齒條擺動液壓缸研究的主攻方向是提升計算機輔助技術應用水平，計算機輔助設計主要內(nèi)容包括 CAD 計算機輔助設計、 CAM 輔助制造技術、 CIMS 集成制造系統(tǒng)、自動監(jiān)控、自動調(diào)節(jié)工況、變頻技術應用、故障診斷分析等。通過計算機技術進行產(chǎn)品的研究開發(fā)、設計、加工制造、試驗、使用等，可以提高產(chǎn)品的設計速度和加工水平，滿足用戶的要求。將計算機輔助設計技術應用于齒輪齒條擺動液壓缸設計，將提升齒輪齒條擺動液壓缸設計的科學性和制造的自動化水平。 隨著科學技術的發(fā)展，打破常規(guī) ,引入新的理念進行設計 ,以人為本，設計首先考慮安全可靠，其次是操作省力、簡便，再者是外觀；采用新材料開發(fā)齒輪齒條擺