開題報告課題名稱齒輪齒條擺動液壓缸的設計及加工工藝規(guī)程的制定課題類型工程設計-X導師姓名一、選題依據(jù)1.課題來源濟南瑞原液壓氣動設備有限公司2.研究的目的與意義中國自20世紀50年代末期開始發(fā)展液壓工業(yè)，80年代—90年代，國家對液壓行業(yè)進行了重點改造，先后引進許多項國外技術，使我國液壓行業(yè)的產(chǎn)品水平有了大幅提高。液壓缸的功用在不斷地被開發(fā)利用，近年來，隨著制造設備、加工工藝、材料等的技術發(fā)展，特別是電子技術、測量技術的飛速發(fā)展，液壓技術在高壓化、大流量、高可控性、高響應、對環(huán)境的適應性，以及節(jié)能等方面得到了快速發(fā)展，滿足了用戶對液壓技術提出的越來越高的要求，與此同時設備的可靠性越來越引起用戶的極大關注。

為了適應市場的需求，液壓缸的規(guī)格、品種正日趨齊全，結(jié)構(gòu)也在不斷改進。液壓缸已有很大發(fā)展，這不僅表現(xiàn)在液壓缸工作性能的提高、工作范圍的擴大、品種規(guī)格的增多和結(jié)構(gòu)的改進，而且還表現(xiàn)在對液壓缸的研究正在逐步深化，設計、研發(fā)、計算的理論正在逐步完善。專業(yè)化生產(chǎn)不僅能提高生產(chǎn)效率，而且還能提高質(zhì)量、縮短生產(chǎn)周期、降低成本，更主要的是保證性能指標的穩(wěn)定。80年代后，擺動液壓缸的結(jié)構(gòu)不斷改善，工藝逐步精良，尤其是密封材料品種擴大，性能提高，又因其擺角大而結(jié)構(gòu)緊湊，輸出轉(zhuǎn)矩大而啟動壓力低，效率高而壽命長可適用多種工作介質(zhì)的各種擺動液壓缸由于其突出的優(yōu)點和良好的質(zhì)量正被越來越多的設備所采用。齒輪齒條擺動液壓缸由于其結(jié)構(gòu)簡單，密封容易轉(zhuǎn)矩和角速度傳遞都比較平穩(wěn)，位置精度便于控制，且齒輪齒條擺動液壓缸齒輪軸的擺動角度與齒條的長度成正比，因次齒輪軸的擺角可以任意選擇，并能大于360°。所以齒輪齒條擺動缸廣泛用于鋼鐵、輕工、軍事、環(huán)保、水電等領域，如煉鋼廠中包傾翻擺動缸、高線廠回轉(zhuǎn)臂擺動缸、軍艦減搖擺動缸、清掃車用擺動缸、閥門開啟擺動缸等。盡管如此，若要進一步擴大擺動液壓缸的使用范圍，尤其是擺動液壓缸用于電液伺服系統(tǒng)時，其內(nèi)泄露的變化會影響伺服系統(tǒng)的性能，因此改進擺動油缸上運動部位的密封性是至關重要的。3.國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及原理液壓傳動相對于機械傳動來說，它是一門新學科，17世紀中葉帕斯卡提出靜壓傳動原理，只是由于早期技術水平和生產(chǎn)需求的不足，液壓傳動技術沒有得到普遍地應用。1795年英國約瑟夫·布拉曼在倫敦用水作為工作介質(zhì)，以水壓機的形式將其應用于工業(yè)上，誕生了世界上第一臺水壓機。第二次世界大戰(zhàn)期間，在兵器上采用了功率大、反應快、動作準的液壓傳動和控制裝置，它大大提高了兵器的性能，也大大促進了液壓技術的發(fā)展。戰(zhàn)后，液壓技術迅速轉(zhuǎn)向民用，并隨著各種標準的不斷制訂和完善及各類元件的標準化、規(guī)格化、系列化而在工程機械、農(nóng)業(yè)機械、汽車制造等行業(yè)中推廣開來。我國液壓工業(yè)于50年代初從機床行業(yè)生產(chǎn)仿蘇的磨床、拉床、仿形車床等液壓傳動起步，液壓元件由機床廠的液壓車間生產(chǎn)，自產(chǎn)自用。進入60年代后，液壓技術的應用從機床逐漸推廣到農(nóng)業(yè)機械和工程機械等領域，原來附屬于主機廠的液壓車間有的獨立出來，成為液壓件專業(yè)生產(chǎn)廠。進入80年代，隨著機械工業(yè)的發(fā)展，我國將原有分散在機床、農(nóng)業(yè)機械、工程機械等行業(yè)的液壓、氣動和密封件的專業(yè)廠，統(tǒng)一劃歸到通用基礎件局管理，從而使該行業(yè)在規(guī)劃、投資、引進技術和科研開發(fā)等方面得到基礎件局的指導和支持，促使我國液壓行業(yè)進入了快速發(fā)展期。近年來，經(jīng)過技術改造和技術攻關，一批主要企業(yè)技術水平進一步提高，我國液壓工業(yè)工藝裝備得到很大改善，為形成高起點、專業(yè)化、批量生產(chǎn)打下了良好基礎。擺動液壓缸又稱擺動液壓馬達，它是輸出軸能作往復擺動的液壓執(zhí)行元件，輸入量是壓力和流量，輸出量是轉(zhuǎn)矩和角速度、角位移（擺角）。擺動液壓缸最突出的優(yōu)點是：無需任何變速機構(gòu)就可以使負載從直線運動直接獲得旋轉(zhuǎn)運動（往復擺動運動），它能使輸出軸在較低的轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生很大的扭矩、平穩(wěn)的角速度、角位移。它是能把壓力能轉(zhuǎn)換成扭矩能的最合理最緊湊的裝置，扭矩與重量尺寸比值很高。4.主要參考文獻[1]韶關市偉光液壓油缸有限公司.齒輪齒條液壓缸[P].中國專利，201220127114.9，2012.03.30[2]大連聯(lián)重科技有限公司.一種齒輪齒條擺動液壓缸[P].中國專利，200920247570.5，2009.10.27[3]王梟.齒輪齒條擺動液壓缸[P].中國專利，200620090071.6，2006.03.31[4]張鴻鴣.陳磊.任國慶.基于有限元法的齒輪齒條擺動液壓缸的強度分析[J].機械設計與制造工程，2005，44（01）[5]劉衡.液壓缸的技術發(fā)展[J].液壓氣動與密封，2004，（03）[6]劉曉明.葉瑋.液壓缸結(jié)構(gòu)設計及運行特性分析[J].液壓氣動與密封,2013(07)[7]趙虹輝.淺析液壓缸活塞桿密封泄露的原因及改進方法[J].液壓氣動與密封，2006（04）[8]李俊.液壓活塞桿斷裂原因分析[J].中國設備工程，2017[9]魚花.劉義倫.擺動液壓缸的改進及優(yōu)化設計[J].拖拉機與農(nóng)用運輸車，2015，42（05）[10]羅心偉.齒輪齒條擺動液壓缸工作原理及故障分析[J].梅山科技，2012，（03）[11]孫時建.田敬剛.石明.液壓缸結(jié)構(gòu)設計探討[J].山東冶金，2001，(03)[12]周海強.陳道良.擺動液壓缸內(nèi)部結(jié)構(gòu)改進設計[J].液壓氣動與密封，2007，（06）二、設計內(nèi)容1、查閱資料文獻了解齒輪齒條擺動液壓缸的概況，熟悉擺動液壓缸的型號類型及應用，思考齒輪齒條擺動液壓缸的發(fā)展前景及未來研究生產(chǎn)方向。2、擬定原始數(shù)據(jù)和工作環(huán)境，確定齒輪齒條擺動液壓缸結(jié)構(gòu)方案。3、齒輪齒條擺動液壓缸基本參數(shù)的設計計算，4、齒輪齒條擺動液壓缸各個部件的加工工藝規(guī)程的制定5、利用三維造型軟件繪制出零部件的三維模型以及裝配圖。在設計過程中應注意零件的裝配工藝性。利用軟件進行仿真，保證產(chǎn)品功能的實現(xiàn)可靠，并根據(jù)三維模型繪制出二維加工圖紙。6、為更好地闡述自己的設計理念，附加一份設計說明書。設計說明書包括設計背景及要求、方案設計、零部件設計以及參數(shù)優(yōu)化、三維建模以及工程圖繪制、模型仿真和機械加工工藝分析六大部分。三、設計方法及技術路線課題的設計通過從圖書館及各網(wǎng)絡文庫查詢資料、文獻，進行資料收集與分析，了解設計的思路，明確設計目標，進行方案設計，確定最佳方案，計算設計參數(shù)，整理制作工藝；借助SolidWorks繪制三維模型并進行裝配，完成產(chǎn)品的裝配圖以及主要的零件圖，進行受力分析后，繪制并整理工藝圖紙，完成詳細的設計說明書。查閱文獻、資料明確設計目標明確設計目標文獻翻譯文獻綜述開題報告文獻翻譯文獻綜述開題報告確定設計方案確定設計方案理論分析計算理論分析計算材料結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)強度計算材料結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)強度計算繪制三維模型繪制三維模型制作二維工藝圖制作二維工藝圖不符合要求進行受力分析不符合要求進行受力分析符合要求符合要求制定加工工藝制定加工工藝完成設計完成設計四、時間安排第一周明確課題，收集資料，查閱書籍、文獻，翻譯外文，寫文獻綜述。第二周確定總體設計方案，撰寫開題報告第三周進行理論分析計算第四周結(jié)構(gòu)設計，結(jié)構(gòu)強度計算強度校核第五周繪制三維模型進行分析第六周導出零件二維圖紙，確定加工工藝第七周撰寫畢業(yè)設計說明書第八周準備答辯所需的材料，制作畢業(yè)答辯PPT第九周完善論文，準備答辯五、預期成果通過調(diào)查和分析計算，制定出方案，然后經(jīng)過不斷的改進和優(yōu)化，確定最后的產(chǎn)品尺寸結(jié)構(gòu)，計算并校驗齒輪齒條擺動液壓缸的各個數(shù)據(jù)。然后通過SolidWorks軟件完成液壓缸的實體三維建模，并制定加工工藝流程。繪制裝配圖和主要的零件圖，組成三張AO圖紙，及重要零件工藝圖紙，完成機械說明書。