螺旋式摆动液压缸的结构分析及其仿真研究

发布时间：2017-05-24 08:06

  本文关键词：螺旋式摆动液压缸的结构分析及其仿真研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：螺旋式摆动液压缸由于其具有输出扭矩大、结构紧凑、摆动角度大等优点，已在各类工程设备得到了大量应用。但是目前国内对螺旋式摆动液压缸的研究还处于起步阶段，螺旋式摆动液压缸的结构设计、密封装置研究及性能分析等理论知识尚未形成体系，且加工工艺也达不到相应要求，因而还没有相应的成熟产品面世，大部分还是依赖进口产品。因此，，本课题对螺旋式摆动液压缸的结构、密封装置、效率及零部件的强度进行研究，所得到的成果对螺旋式摆动液压缸的国产化具有重要意义。 本文以德国ECKART公司生产的螺旋式摆动液压缸为研究对象，主要研究工作如下： (1)在查阅国内外关于螺旋式摆动液压缸的相关资料基础上，参考德国ECKART公司生产的螺旋式摆动液压缸技术资料，分析其工作原理及其组成部分，完成螺旋式摆动液压缸的主要结构部分——双级螺旋齿轮副、缸筒及缸盖的结构及连接方式、轴承类型、联接螺钉尺寸及进回油口等结构的设计。 (2)在螺旋式摆动液压缸结构及密封机理的基础上，完成其密封装置的设计；利用ANSYS软件，在相同的预压缩、相同的液压油工作压力、相同的缸筒和活塞及O形圈密封件的直径相同的情况下，对比分析O形圈密封件和格来圈组合密封件的最大接触应力与变形情况，并对其接触应力图进行曲线拟合及数据预测，得出接触应力与油液工作压力的大致关系曲线；分析两种密封件密封性能及使用寿命，为螺旋式摆动液压缸的密封装置的设计提供理论依据；利用SolidWorks软件建立其各组成部件的三维模型，完成其动态装配、干涉检查及爆炸视图，验证螺旋式摆动液压缸的设计的正确性及指导实物的装配。 (3)基于赫兹接触理论，推导出螺旋齿轮副接触副接触应力的理论公式；分析其接触应力的影响因素，并在分析结果的基础上，提出改善其接触应力的措施。 (4)利用SolidWorks和ANSYS软件，校核传动轴及联接螺钉两个零部件，验证其能否满足螺旋式摆动液压缸在正常工作时的要求，并将传动轴分析结果导入Fatigue中，分析传动轴的疲劳寿命，验证所设计的传动轴能否满足使用寿命长的要求。 (5)分析螺旋式摆动液压缸的螺旋齿轮副传动效率、容积效率及其它机械效率，并分析其传动效率及容积效率的影响因素，并提出提高螺其总效率的方法；最后对其使用寿命影响因素进行简单的分析，提出提高其使用寿命的方法。 本文所对螺旋式摆动液压缸的结构设计、密封装置的设计及密封件性能分析、工作效率分析及关键零部件的校核等所得结果，对实际的螺旋式摆动液压缸的设计有一定的指导价值。
【关键词】：螺旋式摆动液压缸 结构分析 螺旋齿轮 密封 零件校核
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH137.51
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 课题背景及意义10-15
• 1.1.1 各类液压缸的特性分析10-13
• 1.1.2 螺旋式摆动液压缸的应用13-14
• 1.1.3 研究意义14-15
• 1.2 国内外研究现状15-18
• 1.2.1 国外研究现状15-17
• 1.2.1.1 螺旋式摆动液压缸15-16
• 1.2.1.2 螺旋齿轮16-17
• 1.2.2 国内研究现状17-18
• 1.2.2.1 螺旋式摆动液压缸17
• 1.2.2.2 螺旋齿轮17-18
• 1.3 主要研究内容18-19
• 1.4 本章小结19-21
• 第2章 螺旋式摆动液压缸结构的分析计算21-36
• 2.1 技术参数21-22
• 2.2 螺旋式摆动液压缸组成原理22-23
• 2.3 螺旋式摆动液压缸主要结构分析23-35
• 2.3.1 螺旋齿轮理论基础23-26
• 2.3.2 双级螺旋齿轮副的选型分析26-32
• 2.3.3 缸体组件的结构特点32-35
• 2.4 本章小结35-36
• 第3章 螺旋式摆动液压缸密封装置及液压缸三维模型的建立36-55
• 3.1 密封机理36-38
• 3.2 螺旋式摆动液压缸密封装置的选配38-41
• 3.2.1 静密封38-40
• 3.2.2 动密封40-41
• 3.3 密封件的有限元分析41-50
• 3.4 三维模型的建立及动态装配50-54
• 3.4.1 软件介绍50
• 3.4.2 模型的建立50-52
• 3.4.3 动态装配52-54
• 3.5 本章小结54-55
• 第4章 双级螺旋齿轮副接触副应力分析55-63
• 4.1 赫兹接触理论55-57
• 4.2 螺旋齿轮副接触副的应力特性57-59
• 4.3 螺旋齿轮副接触副应力的影响因素59-62
• 4.4 本章小结62-63
• 第5章 关键零部件的校核及寿命分析63-72
• 5.1 软件介绍63-64
• 5.2 传动轴的校核64-68
• 5.2.1 传动轴受力分析64
• 5.2.2 传动轴模型的建立64-65
• 5.2.3 ANSYS 分析过程65-67
• 5.2.4 结果分析67-68
• 5.3 传动轴的疲劳寿命分析68-69
• 5.4 联接螺钉的校核69-71
• 5.5 本章小结71-72
• 第6章 螺旋式摆动液压缸的效率分析72-78
• 6.1 传动效率分析72-74
• 6.2 容积效率分析74-76
• 6.3 影响因素76
• 6.4 寿命分析76-77
• 6.5 本章小结77-78
• 第7章 总结与展望78-80
• 7.1 全文总结78-79
• 7.2 工作展望79-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-84

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：390174