【正文】 工成本（見表2）。組合式活塞結(jié)構(gòu)多樣，主要受密封形式?jīng)Q定。通常分為整體活塞和組合活塞兩類（見表1）。所以，設(shè)計活塞時，主要任務(wù)就是確定活塞的結(jié)構(gòu)形式。間隙過大，會引起液壓缸內(nèi)部泄露，減低容積效率，使液壓缸達(dá)不到要求的設(shè)計性能。[2]由于活塞在液體壓力的作用下沿缸筒往復(fù)滑動，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。第7頁共66頁[16]缸筒常用345號無縫鋼管，當(dāng)缸筒上需要焊接缸底、耳軸或管接頭時，多采用35號鋼管。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)行強度計算。缸筒端部設(shè)計有法蘭，用螺栓將其與端蓋連接起來。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。[1]缸筒的兩端分別與端蓋相連，構(gòu)成密閉的壓力腔，因而它的結(jié)構(gòu)形式往往和缸蓋及缸底密切相關(guān)。（3）端面A、B與直徑d軸心線的垂直度公差值，應(yīng)按7級精度選用。[2] 缸蓋的技術(shù)要求[6]（1）直徑d（基本尺寸同缸徑）、（活塞桿的緩沖孔）、（基本尺寸同活塞桿密封圈外徑）的圓柱度公差值，應(yīng)按10或11級精度選用。如果采用在缸蓋中壓入導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)時，導(dǎo)向套材料則應(yīng)為耐磨鑄鐵、青銅或黃銅等。 當(dāng)缸蓋本身又是活塞桿的導(dǎo)向套時，缸蓋最好選用鑄鐵。值得注意的是缸蓋與缸筒的連接很少采用焊接結(jié)構(gòu)。缸孔和活塞桿直徑不同，缸口部分的結(jié)構(gòu)也有所不同，缸蓋與缸筒的典型連接結(jié)構(gòu)有，外螺紋連接，它的外徑小，質(zhì)量輕，但結(jié)構(gòu)工藝性較差；內(nèi)半環(huán)連接，內(nèi)卡環(huán)常由三個半環(huán)組成，其結(jié)構(gòu)簡單而且緊湊，拆裝也較方便，但缸壁上的環(huán)槽削弱了缸筒的強度；法蘭連接，特點是結(jié)構(gòu)簡單而且緊湊，拆裝和加工容易。[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。[11]（3）缸體端面T的垂直度公差值可按7級精度選取。且均需研磨。齒輪齒條擺動液壓缸設(shè)計（1）缸體內(nèi)徑采用HH9配合。[2]特殊情況下，可采用鋁合金等材料。 缸體毛胚也可采用鍛鋼、鑄鋼或鑄鐵件。一般情況下，均采用45號鋼，并應(yīng)調(diào)質(zhì)到HB。當(dāng)鋼筒、缸頭。液壓缸缸體的常用材料為345號無縫鋼管。主要研究內(nèi)容：（1）齒輪齒條液壓擺動缸的概況；（2）齒輪齒條液壓擺動缸結(jié)構(gòu)方案；（3）齒輪齒條液壓擺動缸基本參數(shù)的設(shè)計計算；（4）齒輪齒條液壓擺動缸結(jié)構(gòu)設(shè)計；（5）強度校核及部分零件ANSYS有限元分析。特別是密封問題，一直是國產(chǎn)液壓缸最令人頭痛的。齒輪齒條擺動液壓缸設(shè)計在國內(nèi)，液壓缸這一塊的市場制高點一直被發(fā)達(dá)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。通過本次畢業(yè)設(shè)計，可以對我們進(jìn)行綜合的工程設(shè)計訓(xùn)練，綜合檢驗所學(xué)的基本理論和專業(yè)知識，鍛煉實際動手能力和解決問題的能力。傳統(tǒng)葉片式擺動缸的擺角受限，齒輪齒條擺動液壓缸由于齒輪軸的擺動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。s putation and the structural design as well as the connection mode, the seal shaping and the buffer mechanism, air exhaust device39。. The swinging hydraulic cylinder most prominent merit does not need any gearshift mechanism to be possible to cause the load to obtain the reciprocation oscillating motion directly. This design uses the foottype connection, the axis output, the double rack organization and 540176。s length is proportional, therefore gear shaft39。s output torque. Because gear shaft39。s forward and reverse swinging revolving, simultaneously will move back and forth cylinder39。齒輪齒條擺動液壓缸設(shè)計外文摘要The Design of the JZS Gear and Rack Swinging Hydraulic CylinderStudent: Xia YuanZhi, School of Mechanical EngineeringTutor: 【Abstract】 The JZS Gear and Rack Swinging hydraulic cylinder, is the hydraulic actuator in the new mechanical device domain. This equipment is consisted of the cylinder block, cylinder head, rack, gear shafts, bearings and other ponents. The piston is symmetrically located in the cylinder tube, with the cylinder tube end surface center the rack axis which meshes by the screw joint and the gear shaft, the rack axis installs in the cylinder body, start the hydraulic transmission, the piston impetus the rack swinging on the left and right and causes gear shaft reciprocation.. Drives the gear hydraulic cylinder39。最后，對所設(shè)計的擺動液壓缸進(jìn)行了Ansys分析，對主要受載零件進(jìn)行強度分析和校核，對其進(jìn)行了優(yōu)化分析。通過總體結(jié)構(gòu)方案確定，幾何參數(shù)的計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計以及連接方式、密封件的選型和緩沖裝置、排氣裝置的設(shè)計。本設(shè)計采用腳底式連接，軸輸出，雙齒條機構(gòu)，540176。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。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，齒條軸裝在缸體內(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。齒輪齒條擺動液壓缸的設(shè)計學(xué) 生：夏遠(yuǎn)志，機械工程學(xué)院指導(dǎo)老師： 【摘要】JZS125360176。評語：評閱教師簽名： 評定成績（百分制）：_______分XIX中文摘要長江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計答辯記錄及成績評定學(xué)生姓名夏遠(yuǎn)志專業(yè)班級機械10905班畢業(yè)論文(設(shè)計)題目JZS125360176。齒輪齒條擺動液壓缸設(shè)計評閱教師職 稱評閱日期評閱參考內(nèi)容：畢業(yè)論文(設(shè)計)的研究內(nèi)容、研究方法及研究結(jié)果，難度及工作量，質(zhì)量和水平，存在的主要問題與不足。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)知識的情況，解決實際問題的能力，畢業(yè)論文(設(shè)計)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。8 指導(dǎo)教師審查意見長江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計評閱教師評語長江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師評審意見學(xué)生姓名夏遠(yuǎn)志專業(yè)班級機械10905班畢業(yè)論文(設(shè)計)題目JZS125360176。第15周：撰寫畢業(yè)論文說明書。第11周第12周：繪制齒輪齒條擺動液壓缸裝配圖及主要零件圖。 第7周第8周：進(jìn)行齒輪齒條擺動液壓缸的理論分析計算。齒輪齒條擺動液壓缸設(shè)計及有限元分析，首先我們要對擺動液壓缸，齒輪齒條的相關(guān)知識進(jìn)行了解，包括其原理，構(gòu)造；其次我們要復(fù)習(xí)我們所學(xué)過的機械原理，機械設(shè)計，液壓與氣壓傳動等基礎(chǔ)專業(yè)課，打牢基礎(chǔ)知識；再者，我們要加強學(xué)習(xí)CAD, ProE, ANSYS 等軟件，熟悉掌握計算機繪圖技能及有限元能力，利用電腦輔助我們進(jìn)行設(shè)計和檢驗。； (3）液壓源額定壓力16 MPa。（3）按照液壓缸的密封緩沖，穩(wěn)定性的設(shè)計原則并參照已有的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計或選型。 解決思路（1）結(jié)合液壓缸與齒輪齒條傳動的設(shè)計方法，計算并優(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)行對比。（2）齒輪齒條液壓擺動缸結(jié)構(gòu)強度設(shè)計與校核。 5 主要研究內(nèi)容、需重點研究的關(guān)鍵問題及解決思路 設(shè)計應(yīng)完成的主要內(nèi)容（1）齒輪齒條液壓擺動缸的概況；（2）齒輪齒條液壓擺動缸結(jié)構(gòu)方案；（3）齒輪齒條液壓擺動缸基本參數(shù)的設(shè)計計算；（4）齒輪齒條液壓擺動缸結(jié)構(gòu)設(shè)計；（5）強度校核及部分零件ANSYS有限元分析。新材料、新技術(shù)隨著整機廠對產(chǎn)品壽命、性能和穩(wěn)定性方面的要求越來越高，齒輪齒條擺動液壓缸新材料和新技術(shù)方面的研究受到廣泛關(guān)注。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。齒輪齒條擺動液壓缸作為執(zhí)行元件，又屬于摩擦件，在整個液壓系統(tǒng)節(jié)能上起到關(guān)鍵作用，因此開發(fā)節(jié)能型、輕量化、小型化齒輪齒條擺動液壓缸產(chǎn)品是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。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，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。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)、耐強腐蝕、高壽命的齒輪齒條擺動液壓缸產(chǎn)品。通過計算機技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品的研究開發(fā)、設(shè)計、加工制造、試驗、使用等，可以提高產(chǎn)品的設(shè)計速度和加工水平，滿足用戶的要求。且其成本競爭力也完全處于劣勢。為此，人們不得不把材料的許用強度降低，以犧牲結(jié)構(gòu)的合理性來換取結(jié)構(gòu)的安全性。所以，液壓缸本體設(shè)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(xué)為依據(jù)，甚至僅憑經(jīng)驗和直覺。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。根據(jù)設(shè)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。必要時，才另裝機械止動裝置迫使負(fù)載止動。緩沖機構(gòu)可設(shè)計在缸體內(nèi)部，如YMD型和YMS型葉片式擺動液壓缸。但當(dāng)負(fù)載大、轉(zhuǎn)速高時，慣性力會使止擋損壞。(4)緩沖與止動 擺動液壓缸的擺動速度通常較低。用于電液伺服系統(tǒng)中性能良好。研究表明，內(nèi)泄漏的變化是影響負(fù)載低速穩(wěn)定性的決定性因素。尤其是內(nèi)泄漏的增加會造成流量從排油腔逸走，使負(fù)載的速度減小。但當(dāng)擺動液壓缸應(yīng)用在動態(tài)品質(zhì)要求高的電液何服系統(tǒng)或負(fù)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(biāo)加以重視。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。所以，對于一個高質(zhì)量的擺動液壓缸，應(yīng)當(dāng)做到啟動壓力低而內(nèi)泄漏也盡可能小。但啟動壓力也往往增加了。（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(guān)。反之，當(dāng)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。目前，葉片式擺動液壓缸最大工作壓力可達(dá)25MPa，活塞式則可達(dá)32MPa。此時，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。否則，負(fù)載有可能不轉(zhuǎn)或雖轉(zhuǎn)但達(dá)不到應(yīng)有的轉(zhuǎn)速。選擇擺動液壓缸的輸出轉(zhuǎn)矩略大于負(fù)載所需的轉(zhuǎn)矩是無疑的。但那樣做軸向尺寸會增加，并且安裝復(fù)雜，費用也多?；钊綖?20176。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)。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。當(dāng)它的輸出軸直接和負(fù)載緊固時，最大擺角與負(fù)載所需的的最大擺角角度相等。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。~360176。~270176。~180176。~90176。液壓缸設(shè)計與制造業(yè)的整體技術(shù)水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于工業(yè)發(fā)達(dá)國家，使國際市場的激烈競爭和我國落后的設(shè)計水平這一矛盾日趨尖銳。特別是密封問題，一直是國產(chǎn)液壓缸最令人頭痛的。然而，在國內(nèi)，液壓缸這一塊的市場制高點一直被發(fā)達(dá)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。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。 ASB缸一般無需維修。如選用乳化液、水乙二醇、磷酸酯等非礦物油工作介質(zhì)時，請注意標(biāo)識。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缸的軸和孔兩種輸出方式都采用雙平鍵結(jié)構(gòu)。 ASB缸的輸出扭矩與工作壓力成正比。 ASB缸的額定壓力：16MPa，啟動壓力≤，工作溫度－50℃～＋260℃。可組合成8個系列，每個系列由10種缸徑組成10種型號。 。此擺動缸的原理是將液壓缸的往復(fù)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(fù)缸的推力轉(zhuǎn)化成齒輪軸的輸出扭矩。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。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(yán)格要求，而且體現(xiàn)于為適應(yīng)現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展而不斷改進(jìn)的功能性細(xì)節(jié)。