本文關(guān)鍵詞：圓弧牙型螺旋擺動缸設(shè)計優(yōu)化與螺旋副間油膜分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：兩級螺旋副擺動液壓缸是一種利用液壓油的直線壓力推動產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的液壓裝置。油壓通過兩級螺旋副傳遞,可以在較短液壓行程內(nèi)輸出大的角位移。兩級螺旋擺動液壓缸結(jié)構(gòu)緊湊、輸出扭矩大,運轉(zhuǎn)平穩(wěn),有著葉片式、齒輪齒條式擺動液壓缸不可比擬的優(yōu)勢,在工程機械與機器人等裝配中應(yīng)用廣泛。特別在低速大扭矩工況下,螺旋擺動液壓缸的作用尤為突出。目前,國內(nèi)尚沒有能夠生產(chǎn)出大扭矩、高效率、長壽命的兩級螺旋擺動液壓缸。 本文運用虛擬樣機技術(shù)對兩級螺旋副進行設(shè)計優(yōu)化,針對擺動油缸的關(guān)鍵參數(shù),提出了相應(yīng)的分析優(yōu)化方法。運用RecurDyn多體動力學(xué)對油缸的齒形、螺旋升角計算優(yōu)化,對油缸螺旋副的間隙流場做了動壓潤滑研究。 首次將圓弧牙型螺紋運用到兩級螺旋擺動油缸中,推導(dǎo)出多頭圓弧牙型螺紋的數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)油缸轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩的計算公式,建立多套不同參數(shù)的油缸模型,對各零部件裝配。 運用RecurDyn軟件進行運動學(xué)建模和動力學(xué)建模,分析不同牙型參數(shù)以及不同螺旋副螺紋升角與扭矩輸出的關(guān)系,并分析不同螺紋升角對軸向力和傳遞效率的影響。將圓弧牙型螺紋與梯形牙型螺紋做了相應(yīng)的分析對比。最終得到效率較優(yōu)的螺紋參數(shù)。 采用ICEM將三維油膜劃分結(jié)構(gòu)網(wǎng)格,運用動網(wǎng)格,編寫UDF對網(wǎng)格移動進行控制,深入分析螺旋副間隙油膜動壓潤滑的關(guān)鍵因素,對油膜厚度、入口壓力等參數(shù)對油膜進行分析研究。研究得到動壓油膜存在油膜力矩拐點,并得出動壓油膜強度與間隙參數(shù)的相關(guān)規(guī)律,得到實際的油缸螺旋副間隙參數(shù)。 對油缸關(guān)鍵地方做了有限元靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析,校核了在最佳參數(shù)下的油缸設(shè)計,并進一步優(yōu)化螺旋副設(shè)計參數(shù)。并對油缸的整體效率做了推導(dǎo)計算,重新定義了擺動油缸在動壓潤滑狀態(tài)下的傳遞效率,得到油缸的容積效率,并進一步得到油缸的總體效率。
【關(guān)鍵詞】：兩級螺旋擺動液壓缸 RecurDyn 結(jié)構(gòu)網(wǎng)格 動網(wǎng)格 圓弧螺紋
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH137.51
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 論文研究背景及目的意義9
• 1.2 擺動液壓缸的發(fā)展9-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 本文的主要研究思路及內(nèi)容15-17
• 1.4.1 研究思路15
• 1.4.2 本文的主要研究內(nèi)容15-17
• 第二章 螺旋擺動液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計計算17-27
• 2.1 擺動油缸的工作原理17-18
• 2.1.1 擺動油缸的螺旋副運動說明18
• 2.1.2 油缸內(nèi)各腔液壓油流動簡介18
• 2.2 油缸輸出參數(shù)分析計算18-20
• 2.2.1 螺旋輸出角度計算19
• 2.2.2 螺旋輸出軸扭矩計算19-20
• 2.2.3 螺旋升角的選取20
• 2.2.4 確定油缸技術(shù)參數(shù)20
• 2.3 螺旋副牙型參數(shù)20-24
• 2.3.1 梯形螺紋參數(shù)21-22
• 2.3.2 圓弧牙型參數(shù)22-24
• 2.4 基于UG·NX的兩級螺旋擺動液壓缸三維建模24-26
• 2.4.1 螺旋擺動油缸各零部件三維模型的建立24-25
• 2.4.2 螺旋擺動液壓缸的虛擬裝配25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第三章 螺旋擺動液壓缸螺旋副參數(shù)優(yōu)化27-41
• 3.1 多體動力學(xué)理論基礎(chǔ)27-28
• 3.1.1 多體系統(tǒng)動力學(xué)發(fā)展及研究方法27-28
• 3.1.2 RecurDyn軟件介紹及應(yīng)用28
• 3.2 螺旋擺動液壓缸的運動分析28-31
• 3.2.1 運動學(xué)建模28-30
• 3.2.2 數(shù)值計算30-31
• 3.3 螺旋副參數(shù)優(yōu)化31-39
• 3.3.1 動力學(xué)建模31-33
• 3.3.2 數(shù)值計算33-35
• 3.3.3 螺旋副主要參數(shù)優(yōu)化35-38
• 3.3.4 擺動油缸效率體積比38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 第四章 兩級螺旋擺動油缸螺旋副間隙流場分析41-61
• 4.1 CFD簡介41-42
• 4.2 間隙流場流動的基本控制方程42-45
• 4.2.1 質(zhì)量守恒方程42-43
• 4.2.2 動量守恒方程43-44
• 4.2.3 能量守恒方程44
• 4.2.4 湍流模型的選取44-45
• 4.3 螺旋副間隙流場動壓潤滑的分析思路45-47
• 4.3.1 問題的提出45-46
• 4.3.2 問題解決的手段46
• 4.3.3 分析計算方法46
• 4.3.4 計算流程46-47
• 4.4 油膜模型的建立與網(wǎng)格劃分47-51
• 4.4.1 模型建立47
• 4.4.2 結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分47-50
• 4.4.3 動網(wǎng)格的選用50-51
• 4.5 求解器及邊界條件51-53
• 4.5.1 選擇求解器51
• 4.5.2 邊界條件設(shè)置51-52
• 4.5.3 壁面的邊界條52-53
• 4.6 設(shè)置求解條件53
• 4.7 螺旋副間隙油膜流場結(jié)果及分析53-59
• 4.7.1 油膜流場初始狀態(tài)53-55
• 4.7.2 負載穩(wěn)態(tài)流場55-57
• 4.7.3 分析結(jié)果數(shù)據(jù)提取57
• 4.7.4 不同入口油壓的油膜強度57-58
• 4.7.5 分析不同間隙下的油膜承載情況58-59
• 4.8 本章小結(jié)59-61
• 第五章 油缸強度校核與總體效率計算61-70
• 5.1 擺動液壓缸有限元強度校核61-66
• 5.1.1 擺動油缸有限元結(jié)構(gòu)分析61-62
• 5.1.2 劃分網(wǎng)格62-64
• 5.1.3 定義接觸對64
• 5.1.4 邊界條件定義與載荷施加64
• 5.1.5 有限元分析后處理64-66
• 5.2 擺動油缸總體效率66-69
• 5.2.1 滑動摩擦下的效率66-68
• 5.2.2 動壓潤滑下的油缸效率68-69
• 5.3 本章小結(jié)69-70
• 第六章 總結(jié)與展望70-71
• 6.1 總結(jié)70
• 6.2 展望70-71
• 致謝71-72
• 參考文獻72-74

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：圓弧牙型螺旋擺動缸設(shè)計優(yōu)化與螺旋副間油膜分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：284329