螺旋擺動液壓缸動態(tài)特性的研究.pdf

1、螺旋擺動液壓缸相對于傳統(tǒng)的葉片式、齒輪齒條式、鏈條鏈輪式擺動液壓缸，由于其采用了特有的雙螺旋副結(jié)構(gòu)，具有擺動角度大、承載性能高、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動效率高等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用在工程機(jī)械、建筑機(jī)械、農(nóng)林機(jī)械等設(shè)備上。由于國外對此技術(shù)的壟斷，國內(nèi)在這方面的研究起步較晚，設(shè)計制造重載、高壓、高可靠性、高定位精度、長壽命的螺旋擺動液壓缸技術(shù)，國內(nèi)尚未完全掌握。因此，從結(jié)構(gòu)特性、虛擬樣機(jī)技術(shù)及流體潤滑方面研究，獲得較優(yōu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，具有重要的理論和工程應(yīng)用價

2、值。論文主要進(jìn)行了以下研究工作:
　　 應(yīng)用兩級梯形螺旋副結(jié)構(gòu)設(shè)計了擺動液壓缸，進(jìn)行了螺旋副的承載性能分析。確定了兩級螺旋副的相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù):螺旋升角、螺距、導(dǎo)程、牙型角、公稱直徑、工作長度等。進(jìn)行了螺旋擺動液壓缸整體結(jié)構(gòu)的三維虛擬裝配、各零件間的干涉檢驗。
　　 建立了兩級螺旋機(jī)構(gòu)的動力學(xué)數(shù)學(xué)模型，得到了兩級螺旋機(jī)構(gòu)的運(yùn)動微分方程。分析了兩級螺旋機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)特性。進(jìn)行了兩級螺旋機(jī)構(gòu)的動力學(xué)計算，揭示了螺旋牙型角對最低啟動

3、壓力、輸出螺桿角速度、空心螺桿徑向位移和軸承支座反力的影響規(guī)律。結(jié)果表明螺旋牙型角增大輸出扭矩提高。并對輸出螺桿進(jìn)行了有限元分析，校核了輸出螺桿的抗剪切強(qiáng)度及剛度滿足要求。
　　 推導(dǎo)出了缸體與空心螺桿間螺旋流動特征油膜的潤滑狀態(tài)方程。揭示了不同徑向間隙的同心油膜和在一定偏心率條件下的不同徑向間隙偏心油膜螺旋流的壓力、速度、溫度分布規(guī)律。研究了不同徑向間隙、不同轉(zhuǎn)速、在一定偏心率條件下的不同徑向間隙、同徑向間隙不同偏心距情況下的

4、油膜承載性能及油腔的內(nèi)泄漏，獲得了性能較佳的同心油膜和偏心油膜厚度。引用膜厚比對流體潤滑狀態(tài)進(jìn)行了判定，獲得了完全流體潤滑狀態(tài)的加工表面粗糙度參數(shù)。
　　 揭示了空心螺桿與固定螺母間不同周向間隙和不同螺距油膜的壓力、速度、溫度分布規(guī)律。研究了周向間隙、液壓油粘度、螺距、旋合長度對油膜的承載性能及油腔內(nèi)泄漏的影響。以承載性能及傳動效率為目標(biāo)，獲得了較好的螺旋副周向間隙值、螺距值、旋合長度值和液壓油粘度值。揭示了兩級螺旋副的結(jié)構(gòu)參數(shù)