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1、目录毕业论文(设计)题目名称：JZS125-360齿轮齿条摆动液压缸设计题目类型： 毕业设计 学生姓名： 院 (系)： 机械工程学院 专业班级： 机械10905班 指导教师： 时 间： 2013.3 至 2013.6 目录长江大学毕业论文(设计)任务书I长江大学毕业设计开题报告IV长江大学毕业设计指导教师评审意见XVIII长江大学毕业设计评阅教师评语XIX长江大学毕业设计答辩记录及成绩评定XX中文摘要1外文摘要21前言31.1选题的意义31.2齿轮齿条摆动液压缸的研究现状和发展方向31.3本文的研究内容42摆动缸结构方案确定42.1 缸体52.1.1缸体与外部的连接52.1.2缸体的材料52.
2、1.3缸体的技术要求62.2.缸盖62.2.1缸盖的连接62.2.2缸盖的材料62.2.3 缸盖的技术要求72.3缸筒72.3.1缸筒的连接72.3.2缸筒的材料72.4.活塞82.4.1活塞的安装要求82.4.2活塞结构形式82.4.3活塞的密封形式92.4.4 活塞的材料102.4.5活塞的技术要求112.5活塞杆112.5.1活塞杆结构图（图4）112.5.2活塞杆的材料122.5.3活塞杆的技术要求122.6活塞杆的导向、密封和防尘122.6.1导向套122.6.2活塞杆的密封与防尘132.7液压缸的缓冲装置152.8液压缸的排气装置172 .9密封结构设计192.9.1 密封的主要形
3、式192.9.2 密封件的选用22(1)O形密封圈的选用22(2)动密封部位密封圈的选用223几何参数的计算及结构设计233.1齿轮齿条传动及齿轮轴的设计233.1.1选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数243.1.2按齿轮接触强度设计243.1.3.按齿根弯曲强度设计263.1.4.几何尺寸计算273.1.5 轮齿的受力分析293.1.6.齿轮轴的强度校核计算293.2液压缸主要几何尺寸及结构尺寸的计算303.2.1液压缸工作压力的确定303.2.2液压缸内径D和活塞杆直径d的确定303.2.3 液压缸壁厚和外径的计算313.2.4. 液压缸工作行程的确定。323.2.5 缸盖厚度的确定333
4、.2.6 最小导向长度的确定333.2.7 缸体长度的确定344三维造型设计及Ansys分析354.1三维模型设计354.2摆动缸主要零件Ansys-Workbench分析394.2.1齿轮轴的Ansys-Workbench分析394.2.2齿条的Ansys-Workbench分析474.2.3缸体的Ansys-Workbench分析545总结60参考文献61致 谢63附录64 长江大学毕业论文(设计)任务书学院（系） 机械工程学院 专业 机械设计制造及其自动化 班级 机械10905 学生姓名 夏远志 指导教师/职称 1毕业论文(设计)题目：JZS125-360齿轮齿条摆动液压缸设计2毕业论文
5、(设计)起止时间： 2013年4月1日2013年6月15日3毕业论文(设计)所需资料及原始数据（指导教师选定部分）原始数据：（1）额定扭矩12000 Nm；（2）摆动角度0 - 360；（3）液压源额定压力16 MPa。 推荐参考资料： （1）机械设计手册编委会.机械设计手册第3版.北京：机械工业出版社，2004.08.（2）雷天觉.新编液压工程手册.北京：北京理工大学出版社，1998.12.（3）周海强, 陈道良摆动液压缸内部结构改进设计J液压气动与密封，2007， (06).（4）李良福国外机床用的几种液压缸J流体传动与控制，2006，(06).（5）王枭齿轮齿条摆动液压缸P中国专利，20
6、0620090071，2007.5.（6）韶关市伟光液压油缸有限公司齿轮齿条液压缸P中国专利，200520055246，2006.4.（7）刘衡液压缸的技术发展J液压气动与密封，2004，(03).4毕业论文(设计)应完成的主要内容 （1）齿轮齿条液压摆动缸的概况； （2）齿轮齿条液压摆动缸结构方案；（3）齿轮齿条液压摆动缸基本参数的设计计算；I（4）齿轮齿条液压摆动缸结构设计；（5）强度校核及部分零件Ansys有限元分析。5毕业论文（设计）的目标及具体要求（1）在完成开题报告过程中需阅读较充分的参考资料，基本了解本设计领域的发展状况和趋势，明确完成毕业设计的思路，并做出可行的计划安排；（2）
7、译文原文应来自于英文学术期刊，文句通顺，译意基本正确，译文不少于3千字；（3）毕业设计说明书正文字数不少于 1.2万字或1.2万字篇幅；（4）全部采用计算机绘图：装配图1张；零件图5张。6完成毕业论文（设计）所需的条件及上机时数要求 （1）机械设计手册、液压工程手册和相关文献资料；（2）自学Ansys有限元分析软件；（3）不少于250机时的上机条件。任务书批准日期 2013 年 3 月 7 日 教研室(系)主任(签字) 任务书下达日期 2013 年 3 月 26 日 指导教师(签字) 完成任务日期 2013 年 5 月 30 日 学生（签名） 夏远志 II长江大学毕业设计开题报告题 目 名 称
8、 JZS125-360齿轮齿条摆动液压缸设计 院 （系） 机械工程学院 专 业 班 级 机械10905班 学 生 姓 名 夏远志 指 导 教 师 辅 导 教 师 开题报告日期 2013年 4月 III开题报告IV开题报告长江大学毕业设计开题报告JZS125-360齿轮齿条摆动液压缸设计学 生： 夏远志 机械工程学院1 题目来源该题目来自于生产社会实际2 研究目的和意义近年来，随着制造设备、加工工艺、材料等的技术发展，特别是电子技术、测量技术的飞速发展，液压技术在高压化、大流量、高可控性、高响应、对环境的适应性，以及节能等方面得到了快速发展，满足了用户对液压技术提出的越来越高的要求。传统叶片式摆
9、动缸的摆角受限，齿轮齿条摆动液压缸由于齿轮轴的摆动角度与齿条的长度成正比，因次齿轮轴的摆角可以任意选择，并能大于，而且可以输出大扭矩。齿轮齿条摆动缸广泛用于钢铁、轻工、军事、环保、水电等领域，如炼钢厂中包倾翻摆动缸、高线厂回转臂摆动缸、军舰减摇摆动缸、清扫车用摆动缸、阀门开启摆动缸等。通过本次毕业设计，可以对我们进行综合的工程设计训练，综合检验所学的基本理论和专业知识，锻炼实际动手能力和解决问题的能力。3 阅读的主要参考文献及资料名称1濮良刚，纪名刚. 机械设计（第7版）. 北京：高等教育出版社，2001.2机械设计手册编委会.机械设计手册( 第三版 )M.北京：计息工业出版社，2004.8.
10、3陈立周.机械优化设计 M.上海:上海科学出版社,1982.开题报告4汪凯，涂国芳.机械原理计算机辅助设计M. 广州：华南理工大学出版社，1989.5刘延俊.液压与气压传动 M.第2版，机械工业出版社.6雷天觉.新编液压工程手册 M.北京理工大学出版社.7成大先.机械设计手册 M.化工工业出版社.8王枭齿轮齿条摆动液压缸P中国专利，200620090071，2007.05 9韶关市伟光液压油缸有限公司齿轮齿条液压缸P中国专利，200520055246，2006.04 10李良福国外动力液压缸的发展状况J机械工程师，2002，(09). 11李良福国外机床用的几种液压缸J流体传动与控制，2006
11、，(06).12刘衡液压缸的技术发展J液压气动与密封，2004，(03).13孙时建, 田敬刚, 石明液压缸结构设计探讨J山东冶金，2001，(03).1414吴美红液压缸主件的设计要点J闽西职业大学学，2002，(03).15贾培起液压缸的技术发展趋势和标准化J液压与气动，1981，(03).16刘国民，黄海东摆动液压缸机构设计的一种新方法J工程机械，1998，(01).17曾励, 陈芳,张剑芳新型摆动液压马达的研究J现代机械，1993，(03).18周海强, 陈道良摆动液压缸内部结构改进设计J液压气动与密封，2007， (06).19Swinging type hydraulic cyli
12、nder for gear andrack20 Roy G Baggerly Ph D P E ,Randy K Kent P E.FAILURE OF A SWING BRIDGE HYDRAULIC CYLINDER. 200221 W. Torbacki* Szczecin University of Technology, Al. Piastow 41, 71-065 Szczecin, Poland. Numerical strength and fatigue analysis in application to hydraulic cylinders22 Takahiro KOS
13、AKI and Manabu SANO，Hiroshima City University，Department of Computer Science，3-4-1, Ozuka-higashi, Asaminami-ku， Hiroshima, 731-3194 Japan. AN ANALYTICAL AND EXPERIMENTAL STUDY OF CHAOTIC OSCILLATION IN A PNEUMATIC CYLINDER23 D. Rockwell, M. Ozgoren and N. Saelim, Department of Mechanical Engineerin
14、g and Mechanics, 354 Packard Laboratory, 19 Memorial Drive West, Lehigh University ,Bethlehem, PA 18015.V开题报告4 摆动液压缸种类及结构特点4.1 常见摆动液压缸种类4.1.1双螺旋式结构液压摆动油缸是一个装配紧密的配件，它在很小的空间里运用液压集合了非常高的扭矩。它内部采用组合螺旋齿结构（图1），整个摆动缸在较小的空间内可作出较大的扭矩。尽管动力很高但是他们仍然可以精确容易地控制，HKS摆动缸已经成功地应用在了几乎所有要求有限旋转运动且要大扭矩的领域。 为了达到有效可靠的功能，就需要有高
15、制造精度。缸内部被完好的保护起来可以完全防尘防污防潮。这一精度伴随着结实密封良好的外壳，可以让缸承受达350巴的工作压力。摆动缸也可以用于非常恶劣的条件下，地下及海平面2300米以下的地方。举一个例子，在俄罗斯原子能潜艇“Kursk”号打捞期间使用了224个摆动缸从而将其举出海平面，即此促使海难救援安全执行。摆动缸甚至被运用到了要求高清洁度和卫生保健的药品和食品加工工业。 最强大的HKS摆动缸可将20辆大众Golf轿车从一边转到另一边。这一设计是建立在带有多重螺旋齿轮的系统之上的。通过多重螺旋齿轮将活塞的直线运动转化成旋转运动。活塞的直线运动越长，旋转的角度就越大。 DA系主要特点： 内部采用
16、螺旋结构，外型尺寸小，输出扭矩大。18 种系列尺寸，最高扭矩 至 250,000 Nm 。标准工作压力21Mpa，最大至32Mpa。每个系列尺寸都有4 种转角: 90, 180, 270 和360。 第 1 页 共 88 页图1.撼神北京液压摆动油缸摆动精度，回转间隙可降低至10分。最大可实现摆动角度1500度的螺旋摆动缸。双平键驱动轴或花键轴（DIN 5480）。驱动轴上的双重密封。4.1.2叶片式结构叶片式摆动液压马达（图2）的特征就是它内部一段固定的装置，也就是所谓的叶片。一个叶片段牢牢地固定在外壳上，活塞部分则牢牢地固定在驱动轴上。叶片式摆动缸设计上非常紧凑。尽管如此，它的最大旋转角度
17、仍可达到270度。叶片式摆动缸经常用于伺服回转台。 图2.撼神北京液压摆动油缸4.1.3 常见齿轮齿条摆动液压缸种类齿轮齿条摆动液压缸有单齿条（图3）和双齿条两种结构（图4）,每种结构都有法兰式和底脚式两种安装方式,与负载的联接方式又可分为外轴和内孔两种,这样就形成了八个不同的结构形式,每种形式又有40200mm十种不同的缸径,同一种缸径又有090、0180、0270、0360四种标准摆动角度。由此共组成320个不同的型号产品。用户如有特殊要求，商家可提供0270范围内任意摆角和两端外轴、两端内孔或一段外轴另一端内孔等特殊联接方式的产品。图3. 单齿式齿轮齿条摆动液压缸图4. 双齿式齿轮齿条摆
18、动液压缸齿轮齿条摆动缸是通过压力介质加载在齿条活塞上以获得动力，并通过与其啮合的齿轮执行摆动运动，此形式极适合于传递大的扭矩。如果传递完全相同的运动和扭矩，齿轮齿条摆动缸所占用的空间与旋转叶片摆动缸相比就要大多了。在实践使用中，对摆动液压缸所提出的各种高要求，不仅仅体现于对各参数如效率、摆动角度、几何尺寸等的严格要求，而且体现于为适应现代技术发展而不断改进的功能性细节。为了输出更大的扭矩，就必须要采用体积相较摆动式.叶片式马达.大很多的齿轮齿条摆动液压缸。扭矩生成和传输是靠一个位于带有齿条的驱动轴横向位置的齿轮活塞实现的。根据设计，滚柱轴承液压平衡起或支撑起齿轮齿和活塞的反作用产生的剪力。此摆
19、动缸的原理是将液压缸的往复运动通过齿条带动齿轮，转化成齿轮轴的正反向摆动旋转，同时将往复缸的推力转化成齿轮轴的输出扭矩。由于齿轮轴的摆动角度与齿条的长度成正比，因此齿轮轴的摆角可以任意选择，并能大于360 。ASB缸有法兰式和脚架式两种安装方式；有单齿条、双齿两种结构型式。可组合成8个系列，每个系列由10种缸径组成10种型号。 ASB缸由于具有特殊的结构形式：特种材质和先进的加工工艺；选用高性能进口密封，因此启动压力低，机械效率高，无内外泄漏和无故障周期特别长。 ASB缸的额定压力：16MPa，启动压力1.5MPa，工作温度50260。当工作温度高于100时，选型时应填写高温标识。 ASB缸的
20、输出扭矩与工作压力成正比。输出扭矩的计算见ASB缸参数表。ASB缸的轴和孔两种输出方式都采用双平键结构。样本视图上标识的双平键位置是在摆角的中间位置上，即在此位置的双平键轴（或孔）可左右各转动二分之一摆角。在选用双齿条孔输出形式时，请注意校核您的配合轴的扭转强度。 ASB缸适用于各种矿物油工作介质。如选用乳化液、水乙二醇、磷酸酯等非矿物油工作介质时，请注意标识。其它介质在订货时用文字说明。 ASB缸一般无需维修。每使用一年可打开泄油堵，注入适量润滑油。经长期使用，打开泄油堵发现有工作介质流出时，可在泄油孔接上回油管将泄漏油引回油箱，继续使用，直至输出扭矩不能满足使用要求时再更换密封和维修。4.
21、2齿轮齿条摆动液压缸的现状 液压缸因具有结构简单、工艺适应性强、环境污染小等其他设备不可替代的性能特点，被广泛应用于汽车制造、航空航天、国防、电力电子、塑料、机械、冶金和轻工等国民经济的各个领域。然而，在国内，液压缸这一块的市场制高点一直被发达国家占据，生产的液压缸大多是比较通用的普通缸，能够获得的产品附加值普遍不高。而且，由于整体技术上的落后，和国外的同等缸比起来，市场竞争力要弱。特别是密封问题，一直是国产液压缸最令人头痛的。据不完全统计，目前我国以液压缸为主要产品的设计部门和生产厂已达百家之多，但CAD的应用情况却令人失望。液压缸设计与制造业的整体技术水平远远落后于工业发达国家，使国际市场
22、的激烈竞争和我国落后的设计水平这一矛盾日趋尖锐。4.2.1齿轮齿条摆动液压缸的型号说明齿轮齿条摆动液压缸的型号很多，现在以下面的SCBFZS 180 360HWRA为例进行说明： SCB F Z S 180 360 H W R A 四方齿轮齿条摆动缸 法兰式F 脚底式J 轴输出Z 孔输出K 单齿条D 双齿条S 缸径：40 50 63 80 100 125 140 160 180 200 摆角：090、0180、0270、0360 带缓冲H 工作介质：无液压油 W水乙二醇，高水基工作温度：无 -30 +100 R -200 +260额定压力：A -0 6.3MPa B 6.3 16MPa4.2.
23、2齿轮齿条摆动液压缸的性能参数及结构特点X 图5. 单齿式齿轮齿条摆动液压缸结构简图 液压系统中,只有当负载作摆动运动时才选用摆动液压缸作为执行元件.从这个意义上讲,摆动液压缸是一种专用液压件。因此，其型号、规格、和生产厂家都没有通用液压件那样多。设计师选用时往往会碰到困难，下面介绍选用时应考虑的因素：（1）摆角的大小液压摆动缸的摆角一般是不能调整的。当它的输出轴直接和负载紧固时，最大摆角与负载所需的的最大摆角角度相等。特殊情况下，可选择摆角大的摆动液压缸。在其外部装上行程开关，负载所需的摆角由两只行程开关的位置设定。或者在缸体内部止挡上加装经过周密计算过的限位块，限制摆动液压缸的摆角。但此种
24、不得已的办法最好让生产厂区做，以避免装拆摆动液压缸时引起诸如外泄露等弊病出现。目前，可供产品的摆动液压缸的最大摆角，叶片式的为304，活塞式为720。若把叶片式串联使用，也能得到更大的摆角。但那样做轴向尺寸会增加，并且安装复杂，费用也多。（2）输出转矩和工作压力大小当摆动液压缸的结构尺寸决定后，其输出转矩只取决于工作压力和它的机械效率。选择摆动液压缸的输出转矩略大于负载所需的转矩是无疑的。但要注意这里所指的负载转矩要包括三部分，即负载摩擦力矩、负载重量引起的转矩和使负载获得必要的角加速度所需的转矩。否则，负载有可能不转或虽转但达不到应有的转速。有些摆动液压缸，由于结构的原因，输出轴上会受到侧向
25、力。此时，应在安装联接方式上采取措施，使输出轴尽可能不承受附加的侧向力。为提高摆动液压缸的使用寿命，实际选用时，摆动液压缸的额定输出转矩可比负载所需大20%左右。目前，叶片式摆动液压缸最大工作压力可达25MPa，活塞式则可达32MPa。选用时，系统工作压力若小于摆动液压缸的工作压力，则除了减小摆动液压缸的部分输出转矩外，对摆动液压缸的使用只会产生有利的影响。反之，当系统工作压力大于摆动液压缸的工作压力时，可在摆动液压缸前面加装一个减压阀，把系统工作压力降到摆动液压缸的工作压力。这样，只要输出转矩能满足负载要求，工作压力较低的摆动液压缸照样能在中高压系统中应用，实践也证明它是可行的。（3）启用压
26、力和内泄漏大小摆动液压缸的启用压力和内泄漏大小主要是与其运动部位的密封紧密质量有关。运动部位密封的紧一些，可减少内泄漏。但启动压力也往往增加了。这是一个在实践中不易解决的矛盾。所以，对于一个高质量的摆动液压缸，应当做到启动压力低而内泄漏也尽可能小。这除了要求工作腔具有严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、密封材质及密封件的压缩量等也应有相当高的要求，摆动液压缸应用在-一般液压系统中时，因为启动压山和工作压力相比往往很小不会对输出转矩产生很大影响。内泄漏造成的系统流量损失与摆动液压缸的排量相比通常也很小。因此，它们不必成为选择摆动豫压缸的丰要考虑因素。但当摆动液压缸应用在动态
27、品质要求高的电液何服系统或负载有较高的低速平稳性要求的系统中时，就必须对其启动压力和内泄漏指标加以重视。因为它们会对伺服系统的动态品质造成不良影响。尤其是内泄漏的增加会造成流量从排油腔逸走，使负载的速度减小。内泄漏也常会瞬时改变而引起压力的变化，造成不希望的转矩变化产生不需要的负载加速度。研究表明，内泄漏的变化是影响负载低速稳定性的决定性因素。尤其在负载大时，甚至会使摆动液压缸产生爬行。囝25.4-6的结构形式具有较好的低速平稳性，用于电液伺服系统中性能良好。无锡第721厂水声中心生产的YMl .43 - 304和YM3.7 - 304型单叶片摆动液压缸就是按图25.4 -6的结构形XII式设
28、计的产品。(4)缓冲与止动 摆动液压缸的摆动速度通常较低。当负载不大时，叶片转动到极限位置碰到止挡产生的冲击力缸体自身能够承受，无需另设缓冲或止动装置。但当负载大、转速高时，惯性力会使止挡损坏。此时，就必须考虑采取缓冲和止动措施。缓冲机构可设计在缸体内部，如YMD型和YMS型叶片式摆动液压缸。当高压、高速造成的冲击力很大的时候，可在摆动液压缸的外部采用减速回路，装流量阀或在进出油口处设置小型溢流阀或顺序阀，管路中装蓄能嚣等等办法来消除惯性力和液压力的冲击。必要时，才另装机械止动装置迫使负载止动。4.2.3 齿轮齿条摆动液压缸驱动方式齿轮齿条摆动液压缸是通过液压驱动齿条,然后齿条带动齿轮生成扭矩
29、，扭矩生成和传输是靠一个位于带有齿条的驱动轴横向位置的齿轮活塞实现的。根据设计，滚柱轴承液压平衡起或支撑起齿轮齿和活塞的反作用产生的剪力。摆动缸的原理是将液压缸的往复运动通过齿条带动齿轮，转化成齿轮轴的正反向摆动旋转，同时将往复缸的推力转化成齿轮轴的输出扭矩。由于齿轮轴的摆动角度与齿条的长度成正比，因此齿轮轴的摆角可以任意选择，并能大于360。4.2.4齿轮齿条摆动液压缸的设计新方法近十几年来，虽然在某些有条件的设计院所，对液压缸的关键零部件也能作一些有限元结构分析，但是由于设计手段落后，这些分析结果在设计中未能起到应有的作用。所以，液压缸本体设计中的强度、刚度以及整体工作性能分析，仍然是以材
30、料力学为依据，甚至仅凭经验和直觉。用材料力学解决这样复杂的实际问题，不得不把空间问题简化为平面问题，这样就极大地偏离了实际情况。为此，人们不得不把材料的许用强度降低，以牺牲结构的合理性来换取结构的安全性。由于科技含量相对低，所以与日本同类产品比较，就显得结构庞大、笨重，同样能力的设备，其重量一般都要高出1020。且其成本竞争力也完全处于劣势。4.3.齿轮齿条摆动液压缸研究的主攻方向及发展趋势4.3.1研究的主攻方向齿轮齿条摆动液压缸研究的主攻方向是提升计算机辅助技术应用水平，计算机辅助设计主要内容包括CAD计算机辅助设计、CAM辅助制造技术、CIMS集成制造系统、自动监控、自动调节工况、变频技
31、术应用、故障诊断分析等。通过计算机技术进行产品的研究开发、设计、加工制造、试验、使用等，可以提高产品的设计速度和加工水平，满足用户的要求。将计算机辅助设计技术应用于齿轮齿条摆动液压缸设计，将提升齿轮齿条摆动液压缸设计的科学性和制造的自动化水平。随着科学技术的发展，打破常规,引入新的理念进行设计,以人为本，设计首先考虑安全可靠，其次是操作省力、简便，再者是外观；采用新材料开发齿轮齿条摆动液压缸产品，使齿轮齿条摆动液压缸产品在性能及特殊用途上达到突破；探索新技术、新结构、新工艺、新材料、新标准等，研制高技术含量、高参数、耐强腐蚀、高寿命的齿轮齿条摆动液压缸产品。4.3.2研究的发展趋势随着科技迅猛
32、发展，市场对齿轮齿条摆动液压缸提出了更多要求，如提升工作效率、提高产品稳定性、节能环保性、延长使用寿命、控制/监测的自动化和智能化等。企业必须提高自主创新能力，更好、更快地转化科技成果，进行技术升级，并赋予产品更高的技术附加值，才能在市场竞争中立稳脚跟。目前，行业发展呈现以下特点： （1）节能化中国是世界上单位产值能耗最高的国家之一，能源利用效率比先进国家约低l0左右，以能源经济效率指标来衡量，单位产品能耗比发达国家高2080，节能是中国能源战略和政策的核心。齿轮齿条摆动液压缸作为执行元件，又属于摩擦件，在整个液压系统节能上起到关键作用，因此开发节能型、轻量化、小型化齿轮齿条摆动液压缸产品是行
33、业发展的必然趋势。 （2）环保型目前，齿轮齿条摆动液压缸的传导介质均为液压油，液压油在使用过程中无法避免泄漏和挥发，对环境会造成一定影响。因此，开发新型水介质或混合介质液压缸将成为未来的发展方向。 （3）新材料、新技术随着整机厂对产品寿命、性能和稳定性方面的要求越来越高，齿轮齿条摆动液压缸新材料和新技术方面的研究受到广泛关注。目前，齿轮齿条摆动液压缸的材料主要是钢材，今后要向合金钢、铝合金、陶瓷以及合成有机高分子材料等方向发展。 5 主要研究内容、需重点研究的关键问题及解决思路5.1 设计应完成的主要内容（1）齿轮齿条液压摆动缸的概况；（2）齿轮齿条液压摆动缸结构方案；（3）齿轮齿条液压摆动缸
34、基本参数的设计计算；（4）齿轮齿条液压摆动缸结构设计；（5）强度校核及部分零件ANSYS有限元分析。5.2重点研究的关键问题及解决思路5.2.1 重点研究的关键问题（1）按照设计要求中齿轮齿条液压摆动缸的性能，合理地确定基本结构参数。（2）齿轮齿条液压摆动缸结构强度设计与校核。（3）齿轮齿条液压摆动缸密封，缓冲，稳定性等问题的解决。5.2.2 解决思路（1）结合液压缸与齿轮齿条传动的设计方法，计算并优选满足性能要求的基本参数，并参照液压工程手册进行对比。（2）采用理论计算与有限元分析（ANSYS）结合来设计齿轮齿条液压摆动缸结构强度并校核。（3）按照液压缸的密封缓冲，稳定性的设计原则并参照已有
35、的产品结构进行设计或选型。6 完成毕业设计所必须具备的工作条件及解决的方法6.1原始数据：（1）额定扭矩12000 Nm；(2）摆动角度0 - 360；(3）液压源额定压力16 MPa。6.2推荐参考资料：（1）机械设计手册编委会.机械设计手册第3版.北京：机械工业出版社，2004.08.（2）雷天觉.新编液压工程手册.北京：北京理工大学出版社，1998.12.（3）周海强, 陈道良摆动液压缸内部结构改进设计J液压气动与密封，2007， (06).（4）李良福国外机床用的几种液压缸J流体传动与控制，2006，(06).（5）王枭齿轮齿条摆动液压缸P中国专利，200620090071，2007.
36、5.（6）韶关市伟光液压油缸有限公司齿轮齿条液压缸P中国专利，200520055246，2006.4.（7）刘衡液压缸的技术发展J液压气动与密封，2004，(03).6.3完成以上论文题目的条件：ANSYS软件，PRO/E软件，CAD/软件，OFFICE软件，新编液压工程手册,机械设计手册6.4完成以上论文题目的必要准备:结合本次毕业论文题目JZS125-360齿轮齿条摆动液压缸设计及有限元分析，首先我们要对摆动液压缸，齿轮齿条的相关知识进行了解，包括其原理，构造；其次我们要复习我们所学过的机械原理，机械设计，液压与气压传动等基础专业课，打牢基础知识；再者，我们要加强学习CAD, Pro-E,
37、 ANSYS 等软件，熟悉掌握计算机绘图技能及有限元能力，利用电脑辅助我们进行设计和检验。7 工作的主要阶段、进度与时间安排第5周-第6周：收集资料，并翻译一篇不少于3000字的外文资料，阅读文献并完成开题报告。 第7周-第8周：进行齿轮齿条摆动液压缸的理论分析计算。第9周-第10周：进行齿轮齿条摆动液压缸的结构设计并进行结构强度计算。第11周-第12周：绘制齿轮齿条摆动液压缸装配图及主要零件图。第13周-第14周：齿轮齿条摆动液压缸主要零件的ANSYS分析。第15周：撰写毕业论文说明书。第16周：制作毕业答辩PPT，完善论文，打印论文并准备答辩。8 指导教师审查意见长江大学毕业设计评阅教师评
38、语长江大学毕业设计指导教师评审意见学生姓名夏远志专业班级机械10905班毕业论文(设计)题目JZS125-360齿轮齿条摆动液压缸设计指导教师职 称评审日期评审参考内容：毕业论文(设计)的研究内容、研究方法及研究结果，难度及工作量，质量和水平，存在的主要问题与不足。学生的学习态度和组织纪律，学生掌握基础和专业知识的情况，解决实际问题的能力，毕业论文(设计)是否完成规定任务，达到了学士学位论文的水平，是否同意参加答辩。评审意见：指导教师签名： 评定成绩（百分制）：_分长江大学毕业设计评阅教师评语学生姓名夏远志专业班级机械10905班毕业论文(设计)题目JZS125-360齿轮齿条摆动液压缸设计评
39、阅教师职 称评阅日期评阅参考内容：毕业论文(设计)的研究内容、研究方法及研究结果，难度及工作量，质量和水平，存在的主要问题与不足。学生掌握基础和专业知识的情况，解决实际问题的能力，毕业论文(设计)是否完成规定任务，达到了学士学位论文的水平，是否同意参加答辩。评语：评阅教师签名： 评定成绩（百分制）：_分XIX中文摘要长江大学毕业设计答辩记录及成绩评定学生姓名夏远志专业班级机械10905班毕业论文(设计)题目JZS125-360齿轮齿条摆动液压缸设计答辩时间 年 月 日 时答辩地点实训训中心一楼一、答辩小组组成答辩小组组长： 成 员： 二、答辩记录摘要答辩小组提问（分条摘要列举）学生回答情况评判
40、三、答辩小组对学生答辩成绩的评定（百分制）：_分 毕业论文(设计)最终成绩评定(依据指导教师评分、评阅教师评分、答辩小组评分和学校关于毕业论文(设计)评分的相关规定)等级(五级制)：_答辩小组组长(签名) ： 秘书(签名)： 年 月 日中文摘要JZS125-360齿轮齿条摆动液压缸的设计学 生：夏远志，机械工程学院指导老师： 【摘要】JZS125-360齿轮齿条摆动液压缸，属新型机械设备领域中的液压执行元件，该设备由缸体、缸盖、齿条、齿轮轴、轴承等组成。在缸筒内对称装有活塞，与缸筒端面中心以螺纹连接与齿轮轴相啮合的齿条轴，齿条轴装在缸体内，启动液压传动，活塞就左、右推动齿条使齿轮轴往复摆动。将
41、液压缸的往复运动通过齿条带动齿轮，转化成齿轮轴的正反向摆动旋转，同时将往复缸的推力转化成齿轮轴的输出扭矩。由于齿轮轴的摆动角度与齿条的长度成正比，因此齿轮轴的摆角可以任意选择，并能大于360。摆动液压缸最突出的优点是无需任何变速机构就可使负载直接获得往复摆动运动。本设计采用脚底式连接，轴输出，双齿条机构，540大摆角。通过总体结构方案确定，几何参数的计算及结构设计以及连接方式、密封件的选型和缓冲装置、排气装置的设计。此外，这次设计还进行了液压缸三维造型设计，通过绘制整体三维模型和其他局部模型，进一步提高了对此类摆动液压缸的认识。最后，对所设计的摆动液压缸进行了Ansys分析，对主要受载零件进行
42、强度分析和校核，对其进行了优化分析。 【关键词】 摆动液压缸 齿轮轴 设计计算 Ansys有限元分析第1页共66页JZS125-360齿轮齿条摆动液压缸设计外文摘要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 components. The piston is symmetrically located in the cylinder tube, with the cylinder tube end