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摘要本论文设计一种在三爪卡盘上加装摆动式液压缸和平面螺旋机构的螺旋摆动式液压缸增力机构的结构。
传统的机床如车床、铣床上三爪卡盘的工作一般依靠工人用手工进行夹紧,这不但增加了工人的劳动强度，而且所需夹紧力非常大,还常常有夹不紧的情况，阻碍了生产率的提高。
通过在三爪卡盘加装摆动式液压缸和平面螺旋机构构成螺旋摆动式液压缸增力机构，可实现与原有卡盘体的较好结合,并使外加压力能转换成圆周运动,且其结构简单,工作可靠,能达到较高的增力比，具有良好的经济性和可行性。
关键词三爪卡盘，液压缸，夹具，增力目录前言............................................................... ３第1章选题背景.................................................... ４1.1 夹具的特点................................................. ４1.2 研究夹具的目的和意义....................................... ７1.3 夹具的国内外现状和发展趋势................................. ７1.4 夹具的基本结构和工作原理.................................. ８第2章三爪卡盘螺旋摆动式液压缸增力机构的结构及原理设计........... ９第3章主要参数确定与结构计算.................................. １０3.1 液压腔的结构设计......................................... １０3.2 转子叶片数的设计......................................... １０3.3 摆动角的设计............................................ １０3.4 定子圆柱活塞杠面积的设计 ................................... １０第4章. 凹槽轮廓线的设计......................................... １２4.1确定轮廓面段数........................................... １２4.2 活塞杠的升程............................................. １２的设计............................................ １３4.3参数θ14.4参数β的设计............................................. １４第5章夹具在安装和操作时应注意的事项.......................... １６5.1夹具的安装............................................... １６5.2夹具在操作时应注意的事项................................. １６第6章夹具的经济效益分析........................................ １８第7章单工位夹具与成组夹具的分析................................ ２０7.1定位基准与定位元件的选择................................. ２０7.2夹紧元件与夹紧力的选择................................... ２１7.3夹具基体的设计........................................... ２１7.4机壳成组夹具结构......................................... ２１第8章误差分析.................................................. ２４8.1定位误差分析............................................. ２４8.2 装备误差分析............................................. ２４第9章机床夹具公差的灰色综合设计理论与方法...................... ２６结束语........................................................... ３２附录1 参考文献............................................ ３３致谢............................................................. ３４前言随着我国改革开放的不断深入，市场经济体系的不断完善，我国工业逐渐向成熟化发展。
摆动液压缸的工艺工装设计与应用研究摆动液压缸是一种常见的液压元件，被广泛应用于工业机械设备中。
本文将对摆动液压缸的工艺工装设计和应用进行深入研究。
首先，我们将介绍摆动液压缸的基本原理和工作原理，然后讨论工艺工装的设计要点和方法，最后探讨摆动液压缸在工业应用中的具体应用案例。
摆动液压缸是一种将液压能转化为机械能的装置，主要由液压马达、齿轮传动系统和传感器等组成。
它通过液压油的驱动，产生旋转力矩，使机械设备能够实现摆动运动。
摆动液压缸具有结构紧凑、运动平稳、工作可靠等特点，广泛应用于起重机、挖掘机、建筑机械等各种工业设备中。
工艺工装设计是指为了完成特定工艺操作或加工任务而设计的专用工具和装置。
在摆动液压缸的生产过程中，合理设计和使用工艺工装可以提高生产效率、降低成本、保障产品质量。
首先，我们需要根据产品的特点和工艺要求确定工装的基本结构和功能。
例如，对于摆动液压缸的装配工艺，我们可以设计专用的装配夹具，以便在装配过程中固定和定位各个零部件。
其次，需要考虑工装的材料选择和加工工艺。
材料的选择应符合工装的功能要求，同时要考虑其强度、耐磨性和耐腐蚀性等因素。
加工工艺的选择应根据工装的结构和形状，确定合适的加工方法和工艺参数。
最后，需要对工装进行设计和制造，并进行试验验证和改进。
通过这些措施，可以提高工艺工装的效果和可靠性，为摆动液压缸的生产提供有效支持。
摆动液压缸在工业应用中具有广泛的应用场景。
以下是几个典型案例的介绍：1. 挖掘机斗杆控制系统：挖掘机是一种常用的工程机械设备，用于土方开挖和土石方运输。
摆动液压缸在挖掘机斗杆控制系统中起到重要作用。
它通过液压油的驱动，使斗杆能够实现前后摆动运动，提高挖掘和装载效率。
工艺工装的设计和应用可以确保斗杆的安装和调整过程更加简便，提高斗杆的质量和可靠性。
2. 起重机纵摆刹车系统：起重机是一种用于吊装和搬运重物的设备，摆动液压缸在起重机的纵摆刹车系统中发挥着重要作用。
摆动液压缸的基于粒子群算法的优化设计摆动液压缸是一种常见的工程机械装置，广泛应用于各个领域的自动化生产中。
摆动液压缸的设计优化是提高其性能和效率的关键所在。
本文将介绍基于粒子群算法的优化设计方法，以提高摆动液压缸的运行效果。
一、摆动液压缸的结构与原理摆动液压缸是由液压缸和液压电动机组成的一种装置。
液压电动机通过产生的液压力将液压缸的偏心轮带动旋转，实现摆动液压缸的转动。
液压缸通常由柱塞、柱塞杆、缸体和液压泵等部件组成。
在设计摆动液压缸时，需要考虑以下因素：摆动液压缸的转动速度、转动角度、转动频率以及负载能力等。
为了优化设计摆动液压缸，我们可以使用粒子群算法来搜索最佳设计参数。
粒子群算法是一种仿生学算法，通过模拟鸟群觅食的行为，寻找最优解。
二、粒子群算法的原理与实现粒子群算法是一种基于模拟鸟群的群体智能优化算法。
其基本原理是通过一群粒子在解空间中搜索最优解。
每个粒子拥有自己的位置和速度，并通过学习、交流信息来不断更新自身状态。
在实现粒子群算法时，需要考虑以下步骤：1. 初始化粒子群的位置和速度。
2. 计算每个粒子的适应度评估值，以衡量其在解空间中的优劣。
3. 更新每个粒子的速度和位置，以迭代搜索最优解。
4. 重复步骤2和步骤3，直至达到停止准则。
三、基于粒子群算法的摆动液压缸优化设计在优化设计摆动液压缸时，可以将摆动液压缸的设计参数作为优化变量。
例如，柱塞直径、液压泵压力、液压缸缸体直径等。
首先，需要定义目标函数，以衡量摆动液压缸的性能和效果。
例如，可以设置转动速度与负载能力的加权和作为目标函数。
然后，利用粒子群算法搜索最佳的设计参数组合。
在搜索过程中，需要设置合适的迭代次数和粒子群数量。
较大的迭代次数可以增加搜索的准确性，但也会增加计算时间。
适当的粒子群数量能够增加算法的多样性，提高搜索能力。
最后，根据搜索结果得到最佳设计参数组合，进行摆动液压缸的优化设计。
可以通过实际测试来验证优化设计的性能。
大摆角螺旋摆动液压缸的设计螺旋摆动液压缸是一种利用大螺旋升角的螺旋副实现旋转运动的特殊液压缸。
这种液压缸体积小、重量轻、结构紧凑。
与叶片式摆动马达相比，它输出转矩大，容积效率高。
特别是它的摆动范围可以大于360?。
因此，对于需要低速大角度的摆动机构来说，是一种理想的选择。
1 结构形式选择在螺旋副传动中，根据相对原理，在不同工作机构中，可以固定螺杆，将需要转动的部件连接在螺母上;或者固定螺母，而将需要转动部件连接在螺杆上。
无论采用哪一种形式，当负载一定时，增大液压缸的输出摆角，都将增大液压缸活塞的工作行程，当摆角大到360?时，活塞行程等于螺旋的螺纹导程，从而使液压缸的尺寸增加。
因此，要合理的选择液压缸的结构形式，使其体积小，结构紧凑，便于整机布置。
1.1 非圆活塞式摆动液压缸图1为非圆活塞式摆动液压缸的结构示意图。
1.缸体2.转动套3.螺旋棒4.活塞图1 非圆活塞式摆动液压缸图中螺旋棒3与缸体1固定。
非圆(椭圆)活塞内表面与螺旋棒啮合。
转动套2内表面形状与活塞外表面形状相同。
因此，当活塞在转动套内液压力作用下，既沿螺旋棒直线运动又转动，旋转运动通过活塞非圆表面及转动套输出。
这种结构轴向尺寸小，但非圆活塞的内外表面加工比较复杂，要采用数控加工。
1.2 花键活塞式摆动液压缸图2为花键活塞螺旋摆动液压缸结构示意图。
图中螺旋棒5与缸体2固定。
活塞4一端加工有花键，转动套3的内圆表面也加工有花键并与活塞花键相啮合。
当活塞受液压力作用沿螺旋棒直线运动时，同时也转动。
这一旋转运动由转动套及法兰盘1输出。
这种结构比较简单，容易加工，能传递较大扭矩。
但由于转动套的轴向长度要大于或等于活塞上花键的长度，而当液压缸摆角大于360?时，这一长度也大于一个导程。
因此，这种结构轴向尺寸大。
1.法兰盘2.缸体3.转动套4.活塞5.螺旋棒图2 花键活塞式摆动液压缸1.3 带导向杆式螺旋摆动液压缸图3为带导向杆式螺旋摆动液压缸结构示意图。
螺旋式液压摆动缸莫维柯意大利公司简介上海华歌实业有限公司是一家经营欧美流体与传动产品的专业公司,是欧美很多著名公司中国一级经销商,公司致力于解决液压,润滑,冷却,传动,仪表,水泵,高压泵等机电领域的问题,特别擅长解决疑难问题。
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螺线型摆动油缸主要特点:扭矩大,体积小,摆动角度设计灵活,误差小,无泄漏,易于安装.MOVECO公司在技术方面不断研发和创新,使公司产品能满足工业自动化和驱动方面不断提出的高要求应用.MOVECO公司除了标准的系列产品外,大部分产品是根据用户的要求特别设计,这样能根据每个用户的特点,设计最符合用户技术要求和安装要求的产品,从而保证提供最佳的产品,最贴近用户的服务。
公司介绍MOVECO公司1988年成立于意大利工业中心米兰,经过20多年的快速发展,目前公司已经成为螺线型摆动油缸的全球主要供应商之一产品遍布全球各个地区,不同行业,主要包括:高空作业车/平台,混凝土机械,路面类机械,矿山隧道类机械,环卫机械,建筑机械,阀门控制,加工中心,农业机械,海事工业,以及需要一定角度旋转的设备中.ÿ,ARM 45ARL 10ARF 53ARL 1000ARC 130ARL 1000ARC 165ARC 850ARC55ARP 265ARP 510ARC 85ARM 60ARM 30/F ARMD 170ARMD 300ARMD600ARMD 750ARMD 1300ARP 25ARP 40ARP 80ARP 140ARP 200ARP 35ARP 350型号Agricultural machines Agricultural machines Agricultural machines Control valves Davits Davits Davits Davits Gateways Gateways GatewaysHorizontal Sliding Tops Mining Equipments Mining EquipmentsMultifunctional Platforms Multifunctional Platforms Multifunctional Platforms Multifunctional Platforms Multifunctional Platforms Platform Platform Platform Platform Platform Platform Platform 农用机械农用机械农用机械液控阀门吊艇架吊艇架吊艇架吊艇架自动门自动门自动门水平滑动天窗高空作业车/平台多功能换刀盘多功能换刀盘多功能换刀盘多功能换刀盘高空作业车/平台高空作业车/平台高空作业车/平台高空作业车/平台高空作业车/平台高空作业车/平台参照应用领域880 Nm 178 Nm 880 Nm 21590 Nm 2953 Nm 21590 Nm 3900 Nm 18840 Nm 1200 Nm 5870 Nm 11350 Nm 1900 Nm 1293 Nm 657 Nm 3667 Nm 6800 Nm 12000 Nm 17300 Nm 28577 Nm 525 Nm 925 Nm 1744 Nm 3136 Nm 3980 Nm 773 Nm 7620 Nm 最大输出扭矩-1000 Nm-------18000 Nm 32000 Nm--------2500 Nm 4200 Nm 12000 Nm 18000 Nm 18000 Nm-32000 Nm最大弯矩(跨骑安装----26000 Nm 20000 Nm 26000 Nm 26000 Nm 6900 Nm 6500 Nm 9000 Nm 5000 Nm 1400 Nm------800 Nm 1300 Nm 3000 Nm 6500 Nm 6500 Nm 2000 Nm 9000 Nm 最大弯矩(悬臂安装-4000 N--24000 N 60000 N 24000 N 12000 N 12000 N 40000 N 65000 N 5000 N 14000 N 14000 N 12000 N 8000 N 12000 N 18000 N 24000 N 4000 N 6000 N 8000 N 12000 N 40000 N 6000 N 65000 N 最大止推力-2000 N--12000 N 65000 N 12000 N 12000 N 6000 N 40000 N 65000 N 6000 N 4000 N 4000 N 40000 N 28000 N 40000 N 50000 N 80000 N 12500 N 20000 N 30000 N 40000 N 40000 N 4000 N 65000 N最大径向力摆动缸选型参照表ARP 50ARP 500ARC 35ARP 750ARF 210/R ARM 140ARL 600ARM 60ARM 115Platform Platform Platform Platform Ports of Stern Ports of Stern Ports of SternUrban Cleaning Machines Urban Cleaning Machines高空作业车/平台环卫机械环卫机械高空作业车/平台高空作业车/平台1173 Nm 11682 Nm 800 Nm 14335 Nm 4576 Nm 3066 Nm 12977 Nm 1350 Nm 2555 Nm-42000 Nm 3800 Nm 42000 Nm-----3000 Nm 11000 Nm 2300 Nm 11000 Nm-----6500 N 80000 N 20000 N 80000 N-30000 N-19000 N 25000 N6500 N 80000 N 20000 N 80000 N-16000 N-7500 N 12000 N船尾自动舱门船尾自动舱门船尾自动舱门高空作业车/平台矿山/混凝土机械矿山/混凝土机械多功能换刀盘此表以及本样本中都只列出了MOVECO公司部分产品型号,作参考之用,更多型号或要求请咨询MOVECO公司或国内代理商。
液压螺旋摆动油缸（DF系列）
产品参数
压力方向：其它动力：其它
标准：其它型号：DF系列
产品详情
本所自主研发的“DF系列液压螺旋摆动油缸”与传统的齿轮齿条摆动油缸、叶片式摆动油缸相比，具有结构紧凑、占用空间小、安全可靠、免维护、高压、无泄漏、输出扭矩极大等明显优点。
动力强劲、定位精准、易于控制。
螺旋摆动液压油缸几乎在每一需要高扭矩有限摆动运动的场合都得到了应用。
例如：港口机械、工程机械、建筑机械、船舶配载及设备操作、井下工作、高空作业、海底勘探装置及近海平台、特种机器人、物流及交通运输、农林机械及设备、食品工业、烟草机械、制药工业和石油化工等领域。
大多数型号提供标准转角为0-360度。
我所因其对螺旋摆动油缸及工程设备附件新颖的设计而被广为认知。
产品可以在紧凑的空间里提供极大的扭矩，不同寻常的负载支撑力以及坚实可靠的性能。
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该项技术更是填补了国内该领域的空白，获得国家发明专利、实用新型专利。
建立了持续有效的质量保证体系。
具有完全独立的产品开发、设计、制造及配套能力。
其他说明
缸径扭矩转角外形及安装尺寸（ mm ）
(mm)(NM)(°)D1D N d D2B L1L2L3L4L5L6L7D3D4D5M D6n 1202000902101408526010608582035150260150180221412。
螺旋式液压摆动油缸原理
以美国HELA 瑟司的产品为例，对螺旋式摆动油缸的原理进行介绍：
该螺旋式摆动油缸主要由三部分构成：1、壳体（含有内螺旋线结构）；2、花键套（末端连有一体的旋转密封，含有内螺旋线和外螺旋线结构）；3、轴（含有外螺旋线结构，跟输出法兰是一体的）。
这三部分即为三个相对运动构件，形成了两对螺旋线啮合，分别为：1、壳体的
内螺旋线跟花键套的外螺旋线这对啮合；2、花键套的内螺旋线和轴的外螺旋线这对啮合。
旋转密封将缸体分为左右两个腔，缸体上有左右两个油口，每个油口对应一个腔。
1、壳体固定（通过螺栓把四个底脚与结构件固定）时，假设一油口进油将推动花键套边旋转边朝另一个油口的方向运动，从而带动了轴的旋转（没有轴向的移动），即实现了输出法兰的旋转。
2、输出法兰固定（通过一圈螺栓将输出法兰与结构件固定）时，原理亦然，可实现壳体的转动（从而带动与四个底脚相连的结构件的摆动）。
法
轴
体
它
机
构
动
出跟一，动机摆 输兰是的带械的
的
线
套
旋
键螺■成花内ktnj 花键套外螺旋线
轴的外螺旋线
壳体内螺旋线。
本科毕业设计 (论文)双导向杆式螺旋回转液压缸及其电液伺服控制系统设计Double guide rod spiral rotary hydraulic cylinder and the hydraulic servo control system design学院：机械工程学院专业班级：机械电子工程机电081学生姓名：学号：指导教师：2012 年 5 月目录1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 设计总览 (2)2 液压缸主要部件材料选择 (4)2.1 缸体材料的选择及其加工工艺 (4)2.2 螺杆的材料选择及其加工工艺 (6)2.3 活塞的材料选择及其加工工艺 (6)2.4 密封件的选用 (7)3 液压缸的主要尺寸计算 (8)3.1 螺杆的尺寸计算选用 (8)3.2 活塞的尺寸计算选用 (10)3.3 钢筒的尺寸计算选用 (13)3.4 其他部件的尺寸计算选用 (15)4 电液伺服控制的设计 (20)4.1 电液伺服控制概述 (20)4.2 电液伺服阀的选用 (21)4.3 液压阀座集成块的设计 (24)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (28)1 绪论1.1 引言如今社会的方方面面都离不开机械的运转，而机械的运转是需要动力的提供，当今主流的机械原动力又分为电力、液力和气动力。
液力传动广泛的运用在各行各业的机械中，它可将油液压力转换为机械能去驱动机器运转，能够实现直线往复运动、连续转动和摆动等运动，满足了绝大部分机械运动做功的需求。
在实际操作中，液压传动系统又有传动平稳、质量轻体积小、承载能力大、容易实现无级调速、易于实现过载保护、容易实现复杂的动作和便于实现自动化等等一系列的优点。
因此，液压传动在实际生产等活动中占有十分重要的低位。
十九世纪是蒸汽时代，二十世纪是电力时代，如今二十一世纪是计算机时代。
当前计算机控制技术取得了很大的进步和发展，而随着应用了电子技术、计算及技术、信息技术、自动控制技术及新工艺、新材料的发展和应用，液压传动技术也在不断创新。
螺旋摆动油缸机械标准螺旋摆动油缸是一种常见的机械设备，在工业生产中具有广泛的应用。
它主要用于实现机械设备的摆动运动，能够带动其他部件完成相应的工作。
螺旋摆动油缸机械标准是指对螺旋摆动油缸的设计、制造、安装和使用过程中的技术要求和规范，旨在确保螺旋摆动油缸的安全性、可靠性和性能。
首先，螺旋摆动油缸机械标准要求对螺旋摆动油缸的结构设计进行合理的规划。
螺旋摆动油缸通常由缸体、活塞、螺杆、密封件、阀门等部件组成，各个部件之间的连接要求紧密、稳固，以确保油缸的工作性能。
此外，螺旋摆动油缸的结构设计还应考虑到使用环境的特点，如温度、湿度、振动等因素，确保油缸在各种复杂的工况下都能正常工作。
其次，螺旋摆动油缸机械标准要求对油缸的制造工艺和质量控制进行严格的规定。
油缸的制造质量直接影响到油缸的性能和寿命，因此在制造过程中需要遵循相关的标准和规范，确保油缸的各个部件能够满足设计要求。
制造过程中还需要对油缸的各个部件进行严格的检测和测试，确保油缸的质量达到标准要求。
此外，螺旋摆动油缸机械标准还要求对油缸的安装和维护进行规范的要求。
油缸的安装过程中需要确保油缸与其他机械设备的连接牢固，安装位置合适，以避免在工作过程中产生松动或脱落的情况。
在油缸的使用过程中，还需要定期对油缸进行维护保养，检查油缸的各个部件是否正常，及时发现和处理问题，确保油缸的安全可靠性和使用寿命。
总的来说，螺旋摆动油缸机械标准是确保螺旋摆动油缸在设计、制造、安装和使用过程中的质量和性能的保证，能够提高油缸的可靠性和稳定性，减少故障的发生，保证生产的顺利进行。
制定和遵守螺旋摆动油缸机械标准对于保障工业生产的安全和高效具有重要的意义。
