螺旋摆动液压缸设计.docx

题 目 名 称
DA-H 40螺旋摆动液压缸设计
系 部
机械系
专 业 班 级

学 生 姓 名

指 导 教 师
／讲师
辅 导 教 师
／讲师
时 间

目 录
任务书 Ⅰ
开题报告 Ⅱ
指导教师审查意见 Ⅲ
评阅教师评语 Ⅳ
答辩会议记录 Ⅴ
中文摘要 Ⅵ
外文摘要 Ⅶ
前言 1
1 选题背景 2
1.1 研究目的和意义 2
1.2 摆动液压缸的结构形式 3
2 国内外螺旋摆动液压缸的发展趋势 5
2.1 课题研究的目的 6
3 液压缸的总体设计 7
3.1 设计思想 7
3.2 液压缸的分类 7
3.3 双螺旋副摆动液压缸的工作原理分析 9
3.4 螺旋摆动液压缸关键部件-----双螺旋副的结构设计 10
3.5 螺旋摆动液压缸的密封装置设计 19
3.6 螺旋摆动液压缸的整体结构设计 20
3.7 本章小结 23
4 螺旋摆动液压缸的传动效率研究 24
4.1 螺旋摆动液压缸传动效率的影响因素分析 24
4.2 螺旋摆动液压缸结构参数与材料参数的设计总结 26
5 总结 28
参考文献 29
致 谢 30
附录1 31

毕业设计(论文)任务书
系 部 机械系 专 业 机械设计制造及其自动化 班级 ：
学生姓名 指导教师/职称 / 讲师
1. 毕业设计（论文）题目: DA-H 40螺旋摆动液压缸设计
2. 毕业设计（论文）起止时间：
3. 毕业设计(论文)所需资料及原始数据（指导教师选定部分）
[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] 工业用液压技术手册.第三版.VIKERS.1996.
[4] 濮良刚，纪名刚. 《机械设计》.8版. 北京：高等教育出版社，2006.
[5] 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.
[6] 杜君文.《机械制造技术装备及设计》[M].1版.天津大学出版社,1998.8.
[7] 陈立周.《机械优化设计》[M].上海:上海科学出版社,1982.
[8] 各种机械类学术期刊发表的相关论文（关键词：摆动液压缸；螺旋式）。
4. 毕业设计(论文)应完成的主要任务
（1）开题报告一份；
（2）毕业设计说明书一份
（3）设计图纸电子档一套；
（4）打印图纸一套（装配图一张，重要零件三张）。

题 目 名 称
DA-H 40螺旋摆动液压缸设计
系 部
机械系
专 业 班 级

学 生 姓 名

指 导 教 师
／讲师
辅 导 教 师
／讲师
开题报告时间

DA-H 40螺旋摆动液压缸设计

一、题目来源
生产实际
二、研究（设计）目的和意义
油缸是液压传动系统中实现往复运动和小于360°回摆运动的液压执行元件。具有结构简单，工作可靠，制造容易以及使用维护方便、低速稳定性好等优点。因此，广泛应用于工业生产各部门。其主要应用有：工程机械中挖掘机和装载机的铲装机构和提升机构，起重机械中汽车起重机的伸缩臂和支腿机构，矿山机械中的液压支架及采煤机的滚筒调高装置，建筑机械中的打桩机，冶金机械中的压力机，汽车工业中自卸式汽车和高空作业车，智能机械中的模拟驾驶舱、机器人、火箭的发射装置等。它们所用的都是直线往复运动油缸，即推力油缸。所以进一步研究和改进液压缸的设计制造，提高液压缸的工作寿命及其性能，对于更好的利用液压传动具有十分重要的意义。
通过学生自己独立地完成指定的课程设计任务，提高理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，学会查阅参考书和工具书的方法，提高编写技术文件的能力，进一步加强设计计算和制图等基本技能的训练，为毕业后成为一名出色的机械工程师打好基础。
液压传动元件以其功率大，安装布置简便，易于受控，操作方便舒适，故障率低，便于维护等优点，非常适于结构形态多变，工作条件恶劣的农业机械的应用。几十年来，液压技术不仅在农机，机床，工程机械，建筑机械，航天航空设备等得到越来越多的应用，而且形成了庞大的市场。全世界液压元件市场销售额已超过二百亿美元，我国液压行业产值已近80亿人民币。按其重要程度计算，在国外发达国家，农机用液压元件市场份额始终属于前5名，我国农机用液压元件需求量在四百万件以上，在国内各行业中，数量最多。进入二十一世纪，液压技术在农机上的应用，呈现出快速展的势头。
国外发达国家在农业现代化装备上广泛应用电子，液压，新型材料等高技术，进一步提高了农机的操纵性、舒适性、方便性和智能化水平，保护农业生态环境，为精确农业提供新的装备。
我国在“十五”期间，将以实现水稻、玉米生产全过程机械化的田间作业机械、节水装备、农用配套动力和关键部件及农用运输等几个领域产品为发展的重点，进行共性关键技术攻关，包括拖拉机，联合收割机动力换档及静液压驱动技术，联合收割机电液自动化作业监测技术与控制技术。
我国到2005年，60%以上的重要农机产品达到国际80年代末期水平，新开发的品种70%以上达到国际90年代水平，拖拉机，联合收割机等重要产品平均无故障间隔时间接近国际80年代后期及90年代初期水平，到2015年，农机综合技术水平基本接近当时的国际水平，这样，液压技术在农机上的应用，得到了契机。
综上所述，在新世纪中，我国液压机械行业将有明显的进步， 液压技术在农机上的应用将显出强大的生命力，为提高农机产品的技术含量，缩小与国外的差距作出重要贡献。
液压传动技术不仅用于传统的机械操纵、助力装置，也用于机械的模拟加工、转速控制、发动机燃料进给控制，以及车辆动力转向、主动悬挂装和制动系统，同时，也扩展到航空航天和海洋作业等领域。而液压油缸是液压传动中将液体的压力能转换成机械能，实现往复直线运动或往复摆动的执行元件，被广泛应用于各种液压机械设备中。液压油缸的设计合理性、制造质量，直接影响整个液压机械设备的使用状态，乃至整个生产系统的正常运行和生产的安全性。所以，液压油缸的合理化设计具有重要的现实意义。
三、阅读的主要参考文献
[1] 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).
[2] 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).
[3] 刘丰彦. 检测液压缸的方法[J]. 工程机械与维修. 2000(03).
[4] 戴东华. 液压缸密封的改进[J]. 机械工人.冷加工. 2000(03).
[5] 宋中祥. 特大液压缸的结构设计[J]. 制造业设计技术. 2000(03).
[6] 禤有雄,郑炜,马砚英.压力补偿密封式摆动液压缸[J]. 机床与液压. 1991(01) .
[7] 李钢. 摆动液压缸的典型应用[J]. 金属加工(冷加工). 2013(21).
[8] 孙时建,田敬刚,石明. 液压缸结构设计探讨[J]. 山东冶金. 2001(03).
[9] 石延平,扬力. 大摆角螺旋摆动液压缸的设计[J]. 液压与气动. 1999(06).
[10] 王云岭. 液控自动往复液压缸设计探讨[J]. 液压与气动. 2000(04) .
[11] 李广济,王军,张殿坤. 新型双伸缩液压缸设计[J]. 煤矿机械. 1999(03).
[12] 闫宝芳. 液压缸设计中的几个主要问题的简述[J]. 科技风. 2009(10) .
[13] 郭警惕,臧传宝,王振南. 液压缸故障分析及维护[J]. 科技资讯. 2011(28).
[14] 张占军. 快速液压缸原理及其优缺点[J]. 青海科技. 2011(06) .
[15] 陈璞,于观清. 工程机械中液压缸故障诊断及维修方法探讨[J].科技资讯. 2011(18).
[16] 李静明,邓海顺. 液压缸结构及设计[J]. 煤矿机械. 2009(09).
四、国内外现状和发展趋势
4.1 国内外现状
液压技术，从1795年英国制造出世界上第一台水压机诞生算起，已经有20多年的历史了，然而在工业上的真正推广使用却是20世纪中叶的事情了。第二次世界大战期间，在一些武器装备上用上了功率大、反应快、动作准的液压传动和控制装置，大大的提高了武器装备的性能。同时，也加速了液压技术本身的发展。战后，液压技术迅速由军事转入民用，在机械制造、工程机械、锻压机械、冶金机械、汽车、船舶等行业中得到了广泛的应用和发展。20世纪60年代以后，原子能技术、空间技术、电子技术等的迅速发展，再次将液压技术向前推进，使其在各个工业领域得到了更加广泛的应用。
现代液压技术与微电子技术、计算机技术、传感技术的紧密结合已经形成并发展成为一种包括传动、控制、检测在内的自动化技术。当前，液压技术在实现高压、高速、大功率、经久耐用、高度集成化等各项要求方面都取得了重大的进展，在完善发展比例控制和伺服控制、开发数字控制技术上也有许多新成果。同时，液压元件和液压系统的计算机辅助设计(CAD)和测试(CAT)、微机控制、机电一体化、液电一体化、可靠性、污染控制、能耗控制、小型微型化等方面也是液压技术发展和研究的方向。继续扩大应用服务领域，采用更先进的设计和制造技术，将使液压技术发展成为内涵更加丰富完整的综合自动化技术。
目前，液压技术已广泛应用于各个工业领域的技术装备上，例如机械制造、工程、建筑、矿山、冶金、船舶等机械，上至航空、航天工业，下至地矿、海洋开发工程，几乎无处不见液压技术的踪迹。液压技术的应用领域大致上可以归纳为以下几个主要方面：
（1）各种举升、搬运作业。尤其在行走机械和较大驱动功率的场合，液压传动已经成为一种主要方式。如起重机、起锚机等。
（2）各种需要作用力大的推、挤、挖掘等作业装置。例如，各种液压机、塑料注射成型机等。
（3）高响应、高精度的控制。飞机和导弹的姿态控制等装置。
（4）多种工作程序组合的自动操作与控制。如组合机床、机械加工自动线。
（5）特殊工作场合。例如地下水下、防爆等。
4.2 发展趋势
液压油缸也是基于以密闭容器中的静压力传递力和功率这一原理实现工作目的的。目前以其可实现大范围的无级调速、体积小、质量轻、结构紧凑、惯性小，易于实现自动化、过载保护以及良好的标准化、系列化、通用化特点广泛应用工程领域。当前正继续向着以下几个方面发展：
（1）节能
近年来，由于世界能源的紧缺，各国都把液压传动的节能问题作为液压技术发展的重要课题。20世纪70年代后期，德、美等国相继研制成功负载敏感泵及低功率电磁铁等。最近美国威克斯公司又研制成功用于功率匹配系统的CMX阀。
（2）与微电子、计算机技术结合
20世纪80年代以来，逐步完善和普及的计算机控制技术和集成传感技术为液压技术与电子技术相结合创造了条件。随着微电子、计算机技术的发展，出现了各种数字阀和数字泵，并出现了把单片机直接装在液压组件上的具有位置或力反馈的闭环控制液压元件及装置。
（3）运行的可靠性
由于有限元法在液压元件设计中的应用，可靠性实验、研究工作的广泛开展以及新材料、新工艺的发展等，使液压元件的寿命得到提高。由于对飞机、船舶、冶金等一些重要液压系统采用多裕度设计，并在系统中设置旁路净化回路及具有初级智能的自动故障检测仪表等，加强了油液的污染度控制。上述领域内的一些重要成果，使液压系统的可靠性逐年提高。
（4）高度的集成化
把叠加阀、集成块、插装阀以及各种控制阀集成于液压泵及液压执行元件上形成组合元件，有些还把单片机等集成在其控制机构上，达到了集机、电、液于一体的高度集成化。
（5）高压、低躁声、提高密封性能等
高压、高转速、低噪声组件的研究，高效滤材的研究，环保型工作介质及其相应高压液压组件的研究等也是值得注意的动向。
(6)发展状况
由于液压缸的液压系统和整体及认购方面，已经比较成熟，国内外液压缸的发展主要体现在控制系统方面。微电子技术的飞速发展，为改进液压缸的性能、提高稳定性、价格效率等方面提供了可能。相比较来讲，国内液压缸的机型虽种类齐全，但技术含量相对较低，缺乏技术含量高的高档液压缸，这与机电液一体化中小批量柔性生产的发展趋势不相适应。
在国内外液压缸产品中，按照控制系统，液压缸可分为三种类型：一种是以继电器为主控原件的传统型液压缸；一种是采用可编程控制器控制的液压机；第三种是应用高级微处理器（或工业控制计算机）的高性能液压缸。三种类型功能各有差异，应用范围也不尽相同。但总的发展趋势是高速化、智能化。
（1）继电器控制方式是延续了几十年的传统控制方式，其电路简单，技术要求不高，成本较低，相应控制功能简单，适应性不强。其适用于单机工作、加工产品精度要求不高的大批量生产（如餐具、厨具产品等），其也可组成简单的生产线，但由于电路的限制，稳定性、柔性差。现在，国内外许多液压缸厂家是以这种机型的生产能力，而主要面向以下两种技术含量高的机型组织生产。
（2）可编程控制器是在继电器控制和计算机控制发展的基础上开发出来的，并逐渐发展成以微处理器为核心，把自动化技术，计算机技术，通讯技术融为一体的新型工业自动控制装置。目前已被广泛的应用于各种生产机械以及自动化生产过程中。随着技术的不断发展，可编程序控制器的功能更加丰富。早期的可编程序控制器在功能上只能进行简单的逻辑控制。后来一些厂家开始采用微电子处理器作为可编程序控制器的中央处理单元（CPU），从而扩大了控制器的功能，使其不仅可以进行逻辑控制，而且还可以对模拟量进行控制。因此，可编程控制方式是介于继电器电器方式和工业控制机控制方式之间的一种控制方式。可编程控制器有较高的稳定性和灵活性，但在功能方面与工业控制机相比有一定差异。现在,国内有些厂家 采用可编程控制器控制方式,如天津锻压机械厂有近60%的产品装有PLC。。通过采用PLC控制,使系统的控制性能和可靠性大大提高。国外厂家如丹麦的STENHQJ公司采用了SIEMENS的可编程控制器,实现对压力和位移的控制。
（3）工业控制机控制方式是在计算机控制技术成熟发展的基础上采用的一种高技术含量的控制方式。这种控制方式以工业控制机或单片/单板机作为主控单元，通过外围接口器件（如A/D，D/A板等）或直接应用数字阀实现对液压系统的控制，同时利用各种传感器组成闭环回路式的控制，达到精确控制的目的。
4.2.1 液压缸故障诊断及处理
1}原因和处理方法有以下几种：
(1)阀芯卡住或阀孔堵塞。当流量阀或方向阀阀芯卡住或阀孔堵塞时，液压缸易发生误动作或动作失灵。此时应检查油液的污染情况；检查脏物或胶质沉淀物是否卡住阀芯或堵塞阀孔；检查阀体的磨损情况。
(2)活塞杆与缸筒卡住或液压缸堵塞。此时无论如何操纵，液压缸都不动作或动作甚微。这时应检查活塞及活塞杆密封是否太紧，是否进入脏物及胶质沉淀物：活塞杆与缸筒的轴心线是否对中，易损件和密封件是否失效
(3)液压系统控制压力太低。控制管路中节流阻力可能过大，流量阀调节不当，控制压力不合适，压力源受到干扰。此时应检查控制压力源，保证压力调节到系统的规定值
(4)液压系统中进入空气。主要是因为系统中有泄漏发生。此时应检查液压油箱的液位，液压泵吸油侧的密封件和管接头，吸油粗滤器是否太脏。若如此，应补充液压油，处理密封及管接头，清洗或更换粗滤芯
(5)液压缸初始动作缓慢。在温度较低的情况下，液压油黏度大，流动性差，导致液压缸动作缓慢。改善方法是，更换黏温性能较好的液压油，在低温下可借助加热器或用机器自身加热以提升启动时的油温。　　
2}液压缸工作时不能驱动负载
主要表现为活塞杆停位不准、推力不足、速度下降、工作不稳定等其原因是：
(1)液压缸内部泄漏。液压缸内部泄漏包括液压缸体密封、活塞杆与密封盖密封及活塞密封均磨损过量等引起的泄漏活塞杆与密封盖密封泄漏的原因是，密封件折皱、挤压、撕裂、磨损、老化、变质、变形等，此时应更换新的密封件
(2)活塞密封过量磨损的主要原因是速度控制阀调节不当，造成过高的背压以及密封件安装不当或液压油污染。其次是装配时有异物进入及密封材料质量不好。其后果是动作缓慢、无力，严重时还会造成活塞及缸筒的损坏，出现“拉缸”现象。处理方法是调整速度控制阀，对照安装说明应做必要的操作和改进；清洗过滤器或更换滤芯、液压油
(3)液压回路泄漏。包括阀及液压管路的泄漏。检修方法是通过操纵换向阀检查并消除液压连接管路的泄漏
(4)液压油经溢流阀旁通回油箱。若溢流阀进入脏物卡住阀芯，使溢流阀常开，液压油会经溢流阀旁通直接流回油箱，导致液压缸没油进入。若负载过大，溢流阀的调节压力虽已达到最大额定值，但液压缸仍得不到连续动作所需的推力而不动作。若调节压力较低，则因压力不足达不到仍载所需的椎力，表现为推力不够。此时应检查并调整溢流阀、液压缸活塞滑移或爬行液压缸活塞滑移或爬行将使液压缸工作不稳定。主要原因如下：
a、液压缸内部涩滞。液压缸内部零件装配不当、零件变形、磨损或形位公差超限，动作阻力过大，使液压缸活塞速度随着行程位置的不同而变化，出现滑移或爬行。原因大多是由于零件装配质量差，表面有伤痕或烧结产生的铁屑，使阻力增大，速度下降。例如：活塞与活塞杆不同心或活塞杆弯曲，液压缸或活塞杆对导轨安装位置偏移，密封环装得过紧或过松等。解决方法是重新修理或调整，更换损伤的零件及清除铁屑。
b、润滑不良或液压缸孔径加工超差。因为活塞与缸筒、导轨与活塞杆等均有相对运动，如果润滑不良或液压缸孔径超差，就会加剧磨损，使缸筒中心线直线性降低。这样，活塞在液压缸内工作时，摩擦阻力会时大时小，产生滑移或爬行。排除办法是先修磨液压缸，再按配合要求配制活塞，修磨活塞杆，配置导向套。
c、液压泵或液压缸进入空气。空气压缩或膨胀会造成活塞滑移或爬行。排除措施是检查液压泵，设置专门的排气装置，快速操作全行程往返数次排气。
d、密封件质量与滑移或爬行有直接关系。O形密封圈在低压下使用时，与U形密封圈比较，由于面压较高、动静摩擦阻力之差较大，容易产生滑移或爬行；U型密封圈的面压随着压力的提高而增大，虽然密封效果也相应提高，但动静摩擦阻力之差也变大，内压增加，影响橡胶弹性，由于唇缘的接触阻力增大，密封圈将会倾翻及唇缘伸长，也容易引起滑移或爬行，为防止其倾翻可采用支承环保持其稳定。
3}使用维护
(1)、安装
液压缸的安装形式主要分为两类：一类是轴线固定式，另一类是轴线摆动式。细分为底座式、法兰式、拉杆式、轴销式、耳环式、球头式、中间球铰式、带加强筋的法兰式、及法兰底角并用式等。一般地说液压缸可随意安装在需要的地方。
安装过程中应保持清洁，为防止液压缸丧失功能或过早磨损，安装时应尽量避免拉力作用，特别应使其不要承受径向力。安装管接头或有螺纹的部位时应避免挤压、撞伤。油灰、麻线之类的密封材料决不可用，会引起油液污染，从而导致液压缸丧失功能。安装液压油管时应注意避免产生扭力。.
(2)、启动
液压缸用油一定要符合厂家的说明，连接液压缸之前，必须彻底冲洗液压系统。冲洗过程中，应关闭液压缸连接管。建议应连续冲洗约半个小时，然后才能将液压缸接八液压系统。
(3)、维修保养
在冲击载荷大的情况下，应密切注意液压缸支承的润滑。尤其是新系统启动后，应反复检查液压缸的功能及泄漏情况。启动后，还应检查轴心线是否对中，若不对中，则应重新调节液压缸体或机器元件中心线，实现对中。
保持液压油洁净是非常重要的。注油时，要用低于60m的过滤器进行过滤。接在系统中的过滤器开始运转阶段至少每工作100h清洗一次，然后每月一次，至少每次换油时清洗一次。建议换油时全部更换新油，并将油箱彻底清洗。使用过程中，应注意做好液压缸的防松、防尘及防锈工作。长时间停用后再重新使用时，注意用干净棉布擦净暴露在外的活塞杆表面。启动时先空载运转，待正常后再挂接机具。
(4)、贮藏
作为备件的液压缸建议贮存在干燥、隔潮的地方，贮藏处不能有腐蚀物质或气体。应加注适当的防护油，最好先以该油作为介质使液压缸运行几次。当启用时，要彻底清洗掉液压缸中的防护油，建议第一次更换新油的时间间隔应比通常情况短一些。贮存过程中液压缸进、回油口应严格密封，保护好活塞杆免受机械损伤或氧化腐蚀。
五、主要研究内容、关键问题及解决思路
螺旋摆动液压缸的概况；
螺旋摆动液压缸结构方案；
螺旋摆动液压缸基本参数的设计计算；
螺旋摆动液压缸结构设计；
5.2.1 重点研究的关键问题
按照设计要求螺旋摆动液压缸的性能，合理地确定基本结构参数。
螺旋摆动液压缸结构强度设计与校核。
螺旋摆动液压缸密封、缓冲、稳定性等问题的解决。
5.2.2 解决思路
（1）结合螺旋摆动液压缸的设计方法，计算并优选满足性能要求基本参数，并参照《液压工程手册》进行对比。
（2）采用理论计算来校验螺旋摆动液压缸的结构强度。
（3）按照螺旋摆动液压缸的密封缓冲，稳定性的设计原则并参照已有的产品结构进行设计或选型。六、完成毕业设计所必需具备的工作条件及解决的方法
（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）工业用液压技术手册.第三版.VIKERS.1996.
（4）濮良刚，纪名刚. 《机械设计》.8版. 北京：高等教育出版社，2006.
（5）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.
（6）杜君文.《机械制造技术装备及设计》[M].1版.天津大学出版社,1998.8.
（7）陈立周.《机械优化设计》[M].上海:上海科学出版社,1982.
结合本次毕业设计题目DA-H 40螺旋摆动液压缸设计，首先我们要对摆动液压缸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，大牢基础知识；再者，我们要加强学习CAD、Solideorks等软件，熟悉掌握计算绘图技能，利用电脑辅助我们进行设计和检验。
七、预期成果（达到目标）
1）完成螺旋摆动液压缸设计方案分析；
2）完成螺旋摆动液压缸相关零件强度计算；
3）绘制螺旋摆动液压缸零部件图和总装配图各一套;
八、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2000子的外文资料，阅读文献并完成开题报告。
第7周-第8周：进行摆动液压缸的理论分析计算。
第9周-第10周：进行摆动液压缸的结构设计并进行结构强度设计。
第11周-第12周：绘制摆动液压缸装配图及主要零件图。
第13周-第14周：对摆动液压缸零件进行强度校核，并查阅资料。
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。
九、指导教师审查意见

毕业设计(论文)指导教师审查意见
学生姓名
曹剑
专业班级

毕业设计
(论文)题目
DA-H 40螺旋摆动液压缸设计
指导教师

职 称
讲师
审查日期

审查参考内容：毕业设计(论文)的研究（设计）内容、方法及结果，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。毕业设计(论文)是否完成规定任务，同意参加答辩等。
审查意见：

指导教师签名： 评定成绩（百分制）：__________分

毕业设计(论文)评阅教师评语
学生姓名
曹剑
专业班级

毕业设计
(论文)题目
DA-H 40螺旋摆动液压缸设计
评阅教师

职 称
讲师
评阅日期

评阅参考内容：毕业设计(论文)的研究（设计）内容、方法及结果，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。毕业设计(论文)是否完成规定任务，，是否同意参加答辩等。
评语：

评阅教师签名： 评定成绩（百分制）：__________分

毕业设计(论文)答辩记录及成绩评定
学生姓名
曹剑
专业班级

毕业设计
(论文)题目
DA-H 40螺旋摆动液压缸设计
答辩时间
年 月 日 ～
答辩地点

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

三、答辩小组对学生答辩成绩的评定（百分制）：_______分

毕业设计(论文)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设计(论文)评分的相关规定
成绩(百分制)：_______分

答辩小组组长(签名) ： 秘书(签名)： 年 月 日
系答辩委员会主任(签名)： 系 (盖章)

DA-H 40螺旋摆动液压缸设计
，指导教师：，机械系

[摘要] 螺旋摆动液压缸相对于传统的叶片式、齿轮齿条式、链条链轮式摆动液压缸，由于其采用了特有的双螺旋副结构，具有摆动角度大、承载性能高、结构紧凑、传动效率高等优点，广泛应用在工程机械、建筑机械、农林机械等设备上。由于国外对此技术的垄断，国内在这方面的研究起步较晚，设计制造重载、高压、高可靠性、高定位精度、长寿命的螺旋摆动液压缸技术，国内尚未完全掌握。因此，从结构特性、虚拟样机技术及流体润滑方面研究，获得较优的结构参数，具有重要的理论和工程应用价值。论文主要进行了以下研究工作：
应用两级梯形螺旋副结构设计了摆动液压缸，进行了螺旋副的承载性能分析。确定了两级螺旋副的相关结构参数：螺旋升角、螺距、导程、牙型角、公称直径、工作长度等。进行了螺旋摆动液压缸整体结构的三维虚拟装配、各零件间的干涉检验。
揭示了空心螺杆与固定螺母间不同周向间隙和不同螺距油膜的压力、速度、温度分布规律。研究了周向间隙、液压油粘度、螺距、旋合长度对油膜的承载性能及油腔内泄漏的影响。以承载性能及传动效率为目标，获得了较好的螺旋副周向间隙值、螺距值、旋合长度值和液压油粘度值。揭示了两级螺旋副的结构参数和工艺参数对螺旋摆动液压缸传动效率的影响规律。建立了螺旋摆动液压缸传动的总效率模型。
[关键词] 螺旋式；摆动液压缸；流体动力润滑；间隙

DA - H 40 spiral swing hydraulic cylinder design
Student: Cao Jian Department of Mechanical Engineering
Instructor: Yang Qin Department of Mechanical Engineering

[Abstract ] Spiral swing hydraulic cylinder compared with traditional vane, gear and rack type, the chain sprocket type swing hydraulic cylinder, because of its double helix structure, using the swing Angle is big, high performance, compact structure, high transmission efficiency, etc. Due to foreign technology monopoly, domestic started relatively late in this study, design and manufacture of overload, high pressure, high reliability, high precision, long life of spiral swing hydraulic cylinder technology, domestic has not been fully mastered. Therefore, from the structural characteristics, the virtual prototype technology and fluid lubrication research, to obtain the optimal structure parameters, is of important theoretical and engineering application value. Thesis mainly conducted the following research work:
Application of two levels of trapezoidal screw pair of swinging hydraulic cylinder structure design, the bearing capacity of screw pair analysis. Determine the related structural parameters of two-stage screw pair: lead, helix Angle, pitch, tooth type Angle, nominal diameter, length etc. The whole structure of the spiral swing hydraulic cylinder of 3 d virtual assembly, interference between the various parts of inspection.
Reveals the hollow screw with a fixed nut and different circumferential clearance between different pitch of the oil film pressure, speed, temperature distribution. Bearing performance and transmission efficiency as the goal, to get the better screw pair of circumferential clearance value, pitch, screw length value and the hydraulic oil viscosity values. Reveals the two levels of structure parameters and technological parameters of screw pair to screw the influence law of swinging hydraulic cylinder transmission efficiency. The establishment of a spiral swing hydraulic cylinder drive total efficiency model.
[Keywords] spiral swing hydraulic cylinder, hydrodynamic lubrication, clearance

DA-H 40螺旋摆动液压缸设计
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。
传统叶片式摆动液压缸的摆角受限，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，因此此轮轴的摆角可以任意选择，并能大于3600，，而且可以输出大扭矩。出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、军舰减速摆动缸、清洁车用摆动缸、阀门开启摆动缸等。
液压传动元件以其功率大，安装布置简便，易于受控，操作方便舒适，故障率低，便于维护等优点，非常适于结构形态多变，工作条件恶劣的农业机械的应用。几十年来，液压技术不仅在农机，机床，工程机械，建筑机械，航天航空设备等得到越来越多的应用，而且形成了庞大的市场。全世界液压元件市场销售额已超过二百亿美元，我国液压行业产值已近80亿人民币而液压油缸是液压传动中将液体的压力能转换成机械能，实现往复直线运动或往复摆动的执行元件，被广泛应用于各种液压机械设备中。液压油缸的设计合理性、制造质量，直接影响整个液压机械设备的使用状态，乃至整个生产系统的正常运行和生产的安全性。所以，液压油缸的合理化设计具有重要的现实意义。
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。

1.1 研究目的和意义
液压传动元件以其功率大，安装布置简便，易于受控，操作方便舒适，故障率低，便于维护等优点，非常适于结构形态多变，工作条件恶劣的农业机械的应用。几十年来，液压技术不仅在农机，机床，工程机械，建筑机械，航天航空设备等得到越来越多的应用，而且形成了庞大的市场。全世界液压元件市场销售额已超过二百亿美元，我国液压行业产值已近80亿人民币。按其重要程度计算，在国外发达国家，农机用液压元件市场份额始终属于前5名，我国农机用液压元件需求量在四百万件以上，在国内各行业中，数量最多。进入二十一世纪，液压技术在农机上的应用，呈现出快速发展的势头。
国外发达国家在农业现代化装备上广泛应用电子，液压，新型材料等高技术，进一步提高了农机的操纵性、舒适性、方便性和智能化水平，保护农业生态环境，为精确农业提供新的装备。
我国在“十五”期间，将以实现水稻、玉米生产全过程机械化的田间作业机械、节水装备、农用配套动力和关键部件及农用运输等几个领域产品为发展的重点，进行共性关键技术攻关，包括拖拉机，联合收割机动力换档及静液压驱动技术，联合收割机电液自动化作业监测技术与控制技术。
我国到2005年，60%以上的重要农机产品达到国际80年代末期水平，新开发的品种70%以上达到国际90年代水平，拖拉机，联合收割机等重要产品平均无故障间隔时间接近国际80年代后期及90年代初期水平，到2015年，农机综合技术水平基本接近当时的国际水平，这样，液压技术在农机上的应用，得到了契机。
综上所述，在新世纪中，我国液压机械行业将有明显的进步， 液压技术在农机上的应用将显出强大的生命力，为提高农机产品的技术含量，缩小与国外的差距作出重要贡献。
液压传动技术不仅用于传统的机械操纵、助力装置，也用于机械的模拟加工、转速控制、发动机燃料进给控制，以及车辆动力转向、主动悬挂装和制动