【正文】 對一般的液壓缸，最小導(dǎo)向長度H應(yīng)滿足以下要求 H≥L20+D2=220020+1252=第33頁共66頁 活塞的寬度B一般取B=（`~）D。 L=2l=21095mm=2190mm根據(jù)表26中的系列尺寸選取L=2200mm。對脆性及塑性材料 式中符號意義同前?；诣T鐵：=25MPa。其值為：鍛鋼：=110~120MPa。起重運(yùn)第31頁共66頁輸機(jī)械和工程機(jī)械的液壓缸，一般用無縫鋼管材料，大多屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，其壁厚按薄壁圓筒公式計算 δ≥PYD2[σ]=1061252110106= 式中 液壓缸壁厚（m）。液壓缸的壁厚一般是指鋼筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度。將代入式（21），可求得D。[2]液壓缸工作壓力主要根據(jù)液壓設(shè)備的類型來確定，對不同用途的液壓設(shè)備，由于工作條件不同，通常采用的壓力范圍也不同。=104N 式中：小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 齒輪齒條傳動一般均加以潤滑，嚙合輪齒間的摩擦力通常很小，計算輪齒受力時，可不予考慮。 由此可得齒輪齒條傳動的幾何尺寸名稱代號齒輪齒條模數(shù)m 88壓力角α 20176。7）計算大、小齒輪的并加以比較。K=KAKVKHαKHβ=1=第26頁共66頁5）查取齒形系數(shù)。故載荷系數(shù)K=KAKVKHαKHβ=1=6）按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式（1010a）得 d 1=d1t3KKt== 7）計算模數(shù)m。直齒輪。 由實際工況可知,液壓缸的線速度基本保持在1m/s以內(nèi),故可取圓周速度v=3）計算齒寬b。 第24頁共66頁7）由圖1019取接觸疲勞壽命系數(shù)=；=。4）由表106查得材料的彈性影響系數(shù)。 由表101選擇小齒輪材料為30CrMnSi (調(diào)質(zhì)) ，硬度為350HBS,齒條材料為20Cr(調(diào)質(zhì))，硬度為300HBS,二者材料硬度差為50HBS.4)選小齒輪齒數(shù)=29，由液壓缸擺動角度為0 360176。 (5) 活塞桿在裝配或正常工作狀態(tài)下，有時會受到?jīng)_擊或表面拉傷，使其不能正常工作。 (2) 密封槽與密封接觸表面質(zhì)量密封件安裝達(dá)不到工作要求的尺寸精度、表面粗糙度及形位公差度的密封副內(nèi)，將導(dǎo)致密封件的損傷，產(chǎn)生泄漏。外泄將導(dǎo)致環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。比較而言，能保證密封效果，摩擦阻力小，安裝方便，制造簡單經(jīng)濟(jì)的密封圈就屬Yx型密封圈了。V形圈的密封效果一般，密封壓力通過壓圈可以調(diào)節(jié)，但摩擦阻力大，溫升嚴(yán)重。(2)動密封部位密封圈的選用由于O型密封圈用于往復(fù)運(yùn)動存在起動阻力大的缺點，所以用于往復(fù)運(yùn)動的密封件一般不用O形圈，而使用唇形密封圈或金屬密封圈。若要進(jìn)一步擴(kuò)大擺動液壓缸的適用范圍，尤其是擺動液壓缸用于電液伺服系統(tǒng)時，其內(nèi)泄漏的變化會影響伺服系統(tǒng)的性能。即在某一低速下運(yùn)動時運(yùn)動件在全程范圍內(nèi)不得有爬行、卡阻甚至停頓的現(xiàn)象發(fā)生。齒輪齒條式擺動液壓缸則可提供最大擺角為720176。擺動液壓缸的擺角，從實際使用的工況來看，90176。因此，擺動液壓缸的應(yīng)用受到局限。齒輪齒條擺動液壓缸由缸蓋、缸筒、活塞、密封件、齒條軸、齒輪軸、殼體組成，在缸筒內(nèi)對稱裝有活塞，與缸筒端面中心以螺紋連接與齒輪軸相嚙合的齒條軸，齒條軸裝在殼體內(nèi)，啟動液壓傳動，活塞就左、右推動齒條使齒輪軸往復(fù)擺動。擺動液壓缸最突出的優(yōu)點是無需任何變速機(jī)構(gòu)就可使負(fù)載直接獲得往復(fù)擺動運(yùn)動。使用壽命與傳統(tǒng)設(shè)計相比,至少提高一倍。(3)實現(xiàn)無泄漏。這種熱負(fù)荷的波動十分頻繁(相當(dāng)于轉(zhuǎn)爐周期)。它不僅用來回收煤氣、蒸汽和煙塵,而且作為轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝的一部分直接參與煉鋼生產(chǎn)。該結(jié)構(gòu)自動補(bǔ)償壓力、溫度和磨損狀態(tài)。下面介紹一種新型油缸密封。由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜,一般采用單密封。通常將排氣閥安裝在液壓缸的端部，雙作用液壓缸應(yīng)安裝兩個排氣閥。螺塞擰松后，錐閥在壓力的推動下脫離密封面而排出空氣。整體排氣塞（圖c、e）由螺紋與缸筒或端蓋連接，靠頭部錐面起密封作用。[14] 液壓系統(tǒng)在安裝過程中或長時間停止工作之后會滲入空氣，油中也會混入空氣，由于氣體具有較大的可壓縮性，將使油缸工作中產(chǎn)生振動、顫抖和爬行，并伴第17頁共66頁隨有噪聲和發(fā)熱等系列不正?，F(xiàn)象。用階梯緩沖時,一系列階梯被計算以逼近理論節(jié)流面積曲線。其特點是勻減效果最理想,可達(dá)恒減速,緩沖壓力低且平坦,但加工起來極其昂貴,不能經(jīng)濟(jì)地用于廣泛的產(chǎn)品范圍。其緩沖性能曲線見圖5。理想的緩沖裝置在缸行程末端產(chǎn)生的較大慣性力必須被停下來而不危及缸和負(fù)載,在減速期間建立起恒定壓力,能實現(xiàn)速度的均勻減速,直至為零。為此,從緩沖和密封結(jié)構(gòu)兩處著手改進(jìn),達(dá)到了滿意的使用效果。過去多采用液壓缸外置行程測量傳感器，如光電編碼器、差動變壓器式位移傳感器、光柵、磁尺等。第13頁共66頁 圖 2 O型密封圈活塞桿的防塵，以往多選用以無骨架防塵圈，目前多采用，既可以防塵又可以密封雙唇形防塵圈(見圖3)。這些密封圈。該孔軸線與活塞桿軸線的垂直度公差值，按6級精度選取。 （4）活塞桿對的徑向徑向跳動公差值。活塞桿頭部與工作機(jī)械的連接，根據(jù)不同的要求，選擇符合要求的結(jié)構(gòu)型式。活塞桿有空心和實心兩種結(jié)構(gòu)。第10頁共66頁[6] （1）活塞外徑對內(nèi)孔的徑向跳動公差值，按8級精度選取。組合式活塞大多數(shù)可以多次拆裝，密封件使用壽命長。[6] 根據(jù)密封裝置型式來選用活塞結(jié)構(gòu)型式（密封裝置則按工作條件選用）。配合過緊，不僅使最低啟動壓力增大，減低機(jī)械效率，而且容易損壞缸筒和活塞的滑動配合表面。法蘭連接是液壓缸中使用最普遍的結(jié)構(gòu)形式。 缸筒與缸蓋、端蓋的連接形式很多，不少于60多種，本設(shè)計采用法蘭式連接。（4）導(dǎo)向孔的表面粗糙度為。鑄鐵等材料。[2] 液壓缸的缸蓋可選用345號鍛鋼或ZG3ZG45鑄鋼或HT200、HT300、HT350第6頁共66頁鑄鐵等材料。[3]缸口部分一般由密封圈、導(dǎo)向套、防塵圈和鎖緊裝置等組成，用作活塞桿的導(dǎo)向和密封等。[7]（2）缸體內(nèi)徑的圓度公差值可按10或11級精度選取，圓柱度公差值應(yīng)按8級精度選用。 第5頁共66頁JZS125360176。根據(jù)設(shè)計需求，本液壓缸采用45號鋼。因20號鋼的機(jī)械性能低，且不能調(diào)質(zhì)，應(yīng)用較少。但是,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，打破常規(guī),引入新的理念進(jìn)行設(shè)計,以人為本，設(shè)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)齒輪齒條擺動液壓缸產(chǎn)品，使齒輪齒條擺動液壓缸產(chǎn)品在性能及特殊用途上達(dá)到突破；探索新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料、新標(biāo)準(zhǔn)等，研制高技術(shù)含量、高參數(shù)、耐強(qiáng)腐蝕、高壽命的齒輪齒條擺動液壓缸產(chǎn)品。[11]第3頁共66頁JZS125360176。s design. In addition, this design also conducted threedimensional modeling第2頁共66頁前言 of hydraulic cylinder design, and we can further increase its awareness of such oscillating cylinder by drawing the overall threedimensional mode and other local models. Finally, we do Ansys analysis for the hydraulic cylinders we designed, and analysis and checking main strength of the force ponents so that to further optimize the analysis.【Key words】 swinging hydraulic cylinder, Gear shaft, Foottype connection Finite Element Analysis1前言[11]近年來，隨著制造設(shè)備、加工工藝、材料等的技術(shù)發(fā)展，特別是電子技術(shù)、測量技術(shù)的飛速發(fā)展，液壓技術(shù)在高壓化、大流量、高可控性、高響應(yīng)、對環(huán)境的適應(yīng)性，以及節(jié)能等方面得到了快速發(fā)展，滿足了用戶對液壓技術(shù)提出的越來越高的要求。s pivot angle may the arbitrary selection, and can be bigger than 360176。s thrust force transformation permanent tooth wheel axle39。 【關(guān)鍵詞】 擺動液壓缸 齒輪軸 設(shè)計計算 Ansys有限元分析第1頁共66頁JZS125360176。大擺角。將液壓缸的往復(fù)運(yùn)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(fù)缸的推力轉(zhuǎn)化成齒輪軸的輸出扭矩。齒輪齒條擺動液壓缸設(shè)計答辯時間 年 月 日 ～ 時答辯地點實訓(xùn)訓(xùn)中心一樓一、答辯小組組成答辯小組組長： 成 員： 二、答辯記錄摘要答辯小組提問（分條摘要列舉）學(xué)生回答情況評判三、答辯小組對學(xué)生答辯成績的評定（百分制）：_______分 畢業(yè)論文(設(shè)計)最終成績評定(依據(jù)指導(dǎo)教師評分、評閱教師評分、答辯小組評分和學(xué)校關(guān)于畢業(yè)論文(設(shè)計)評分的相關(guān)規(guī)定)等級(五級制)：_______答辯小組組長(簽名) ： 秘書(簽名)： 年 月 日中文摘要JZS125360176。評審意見：指導(dǎo)教師簽名： 評定成績（百分制）：_______分長江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計評閱教師評語學(xué)生姓名夏遠(yuǎn)志專業(yè)班級機(jī)械10905班畢業(yè)論文(設(shè)計)題目JZS125360176。第16周：制作畢業(yè)答辯PPT，完善論文，打印論文并準(zhǔn)備答辯。第9周第10周：進(jìn)行齒輪齒條擺動液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計并進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算。：（1）：機(jī)械工業(yè)出版社，.（2）：北京理工大學(xué)出版社，.（3）周海強(qiáng), 陳道良．?dāng)[動液壓缸內(nèi)部結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計[J]．液壓氣動與密封，2007， (06).（4）李良福．國外機(jī)床用的幾種液壓缸[J]．流體傳動與控制，2006，(06).（5）王梟．齒輪齒條擺動液壓缸[P]．中國專利，200620090071，.（6）韶關(guān)市偉光液壓油缸有限公司．齒輪齒條液壓缸[P]．中國專利，200520055246，.（7）劉衡．液壓缸的技術(shù)發(fā)展[J]．液壓氣動與密封，2004，(03).：ANSYS軟件，PRO/E軟件，CAD/軟件，OFFICE軟件，新編液壓工程手冊,機(jī)械設(shè)計手冊:結(jié)合本次畢業(yè)論文題目JZS125360176。（2）采用理論計算與有限元分析（ANSYS）結(jié)合來設(shè)計齒輪齒條液壓擺動缸結(jié)構(gòu)強(qiáng)度并校核。 重點研究的關(guān)鍵問題（1）按照設(shè)計要求中齒輪齒條液壓擺動缸的性能，合理地確定基本結(jié)構(gòu)參數(shù)。 （3）目前，行業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)以下特點： （1）節(jié)能化中國是世界上單位產(chǎn)值能耗最高的國家之一，能源利用效率比先進(jìn)國家約低l0％左右，以能源經(jīng)濟(jì)效率指標(biāo)來衡量，單位產(chǎn)品能耗比發(fā)達(dá)國家高20％～80％，節(jié)能是中國能源戰(zhàn)略和政策的核心。將計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)應(yīng)用于齒輪齒條擺動液壓缸設(shè)計，將提升齒輪齒條擺動液壓缸設(shè)計的科學(xué)性和制造的自動化水平。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(gòu)龐大、笨重，同樣能力的設(shè)備，其重量一般都要高出10％～20％?！　〗畮啄陙?，雖然在某些有條件的設(shè)計院所，對液壓缸的關(guān)鍵零部件也能作一些有限元結(jié)構(gòu)分析，但是由于設(shè)計手段落后，這些分析結(jié)果在設(shè)計中未能起到應(yīng)有的作用。 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。此時，就必須考慮采取緩沖和止動措施。無錫第721廠水聲中心生產(chǎn)的YMl .43 6的結(jié)構(gòu)形XII式設(shè)計的產(chǎn)品。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(fù)載加速度。因此，它們不必成為選擇擺動豫壓缸的豐要考慮因素。這是一個在實踐中不易解決的矛盾。這樣，只要輸出轉(zhuǎn)矩能滿足負(fù)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(yīng)用，實踐也證明它是可行的。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(fù)載所需大20%左右。但要注意這里所指的負(fù)載轉(zhuǎn)矩要包括三部分，即負(fù)載摩擦力矩、負(fù)載重量引起的轉(zhuǎn)矩和使負(fù)載獲得必要的角加速度所需的轉(zhuǎn)矩。若把葉片式串聯(lián)使用，也能得到更大的擺角?；蛘咴诟左w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。設(shè)計師選用時往往會碰到困難，下面介紹選用時應(yīng)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。、0176。、0176。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國以液壓缸為主要產(chǎn)品的設(shè)計部門和生產(chǎn)廠已達(dá)百家之多，但CAD的應(yīng)用情況卻令人失望。 液壓缸因具有結(jié)構(gòu)簡單、工藝適應(yīng)性強(qiáng)、環(huán)境污染小等其他設(shè)備不可替代的性能特點，被廣泛應(yīng)用于汽車制造、航空航天、國防、電力電子、塑料、機(jī)械、冶金和輕工等國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域。其它介質(zhì)在訂貨時用文字說明。樣本視圖