水下機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、輸出扭矩大以及結構緊湊的特點，因此很適合應用于液壓設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機械手的作業(yè)任務要求，設計實現(xiàn)機械手腕部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，設計能夠?qū)崿F(xiàn)機械手360°旋轉(zhuǎn)并輸出大扭矩的螺旋擺動缸能大大提升機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機械手的擺角、輸出扭矩等性能要求，設計螺旋擺動缸的兩級螺旋副結構，首先確定螺旋副的公稱直徑與螺距，在此基礎上逐一確定其他螺紋參數(shù)。并對所有設計的結構參數(shù)校核，保證設計質(zhì)量。應用SolidWorks軟件進行結構的三維建模并虛擬裝配，檢查干涉。
　　其次對所設計的兩級螺旋副結構進行運動學和動力學分析，得出各設計參數(shù)之間的動力學方程和變化關系，從而研究參數(shù)對螺旋擺動缸性能的影響規(guī)律，優(yōu)化設計結構，驗證了當活塞行程為73mm時

3、，機械手能完成360°轉(zhuǎn)動。研究了機構的傳動效率，主要受機械傳動效率與容積效率的影響，并根據(jù)效率公式研究了結構參數(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分析，對輸出軸與活塞仿真其承受最大扭矩負載時的應力與應變情況，對照材料系數(shù)與變形要求檢驗了結構強度；對缸筒仿真其受系統(tǒng)最大壓強時的應力應變及變形情況，檢驗其滿足強度性能。
　　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