水下機(jī)械手用螺旋擺動缸研究.pdf

1、螺旋擺動缸是一種能將液壓能轉(zhuǎn)化成扭矩輸出的液壓缸，它具有旋轉(zhuǎn)角度大、擺角精確、輸出扭矩大以及結(jié)構(gòu)緊湊的特點，因此很適合應(yīng)用于液壓設(shè)備中的大扭矩輸出旋轉(zhuǎn)運動。本螺旋擺動缸的研究主要是根據(jù)ROV機(jī)械手的作業(yè)任務(wù)要求，設(shè)計實現(xiàn)機(jī)械手腕部360°旋轉(zhuǎn)與大扭矩穩(wěn)定輸出的螺旋擺動缸。ROV在水下作業(yè)時需要完成各種動作，設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械手360°旋轉(zhuǎn)并輸出大扭矩的螺旋擺動缸能大大提升機(jī)械手性能和水下作業(yè)能力。論文主要做了以下的研究工作：
　　首

2、先根據(jù)ROV機(jī)械手的擺角、輸出扭矩等性能要求，設(shè)計螺旋擺動缸的兩級螺旋副結(jié)構(gòu)，首先確定螺旋副的公稱直徑與螺距，在此基礎(chǔ)上逐一確定其他螺紋參數(shù)。并對所有設(shè)計的結(jié)構(gòu)參數(shù)校核，保證設(shè)計質(zhì)量。應(yīng)用SolidWorks軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)的三維建模并虛擬裝配，檢查干涉。
　　其次對所設(shè)計的兩級螺旋副結(jié)構(gòu)進(jìn)行運動學(xué)和動力學(xué)分析，得出各設(shè)計參數(shù)之間的動力學(xué)方程和變化關(guān)系，從而研究參數(shù)對螺旋擺動缸性能的影響規(guī)律，優(yōu)化設(shè)計結(jié)構(gòu)，驗證了當(dāng)活塞行程為73mm時

3、，機(jī)械手能完成360°轉(zhuǎn)動。研究了機(jī)構(gòu)的傳動效率，主要受機(jī)械傳動效率與容積效率的影響，并根據(jù)效率公式研究了結(jié)構(gòu)參數(shù)對傳動效率的影響。
　　然后用ANSYS軟件對重要零件做有限元法做靜力學(xué)分析，對輸出軸與活塞仿真其承受最大扭矩負(fù)載時的應(yīng)力與應(yīng)變情況，對照材料系數(shù)與變形要求檢驗了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；對缸筒仿真其受系統(tǒng)最大壓強(qiáng)時的應(yīng)力應(yīng)變及變形情況，檢驗其滿足強(qiáng)度性能。
　　最后分析了缸體內(nèi)部存在的兩處間隙油膜，表明油膜對螺旋擺動缸的效率與