液压扳手执行机构结构参数的优化设计-【新闻】

液压扳手执行机构结构参数的优化设计袁昕华北水利水电学院机械工程系河南郑州450M550水枪机组水枪机转子法兰盘上的大螺钉为背景，建立了执行机构的优化设计敖学模型。并得出较与理想的优化结果，使液压扳手执行机构的重量得以大幅度降低。

1主要机构的设计1.1摇臂运动方案液压扳手执行机构1.

活塞杆推动销轴并带动摇臂转动，摇臂通过销轴对活塞杆会产生径向力。对液压汕缸的密封及活塞杆的稳定性十分不利，因此，在机壳内壁两侧沿活塞缸轴向设计对平行滑道，将摇臂的销孔设计成长孔2，使销轴严格按直线运动。这样摇臂可简化为端固结，端为滑动支座的超静定结构。

对该超静定结构。

F活寒杆的推力；L活塞杆中心线与棘轮转动中心的麻1.2棘轮棘爪结构设计由于拆装扭矩巨大，通常的棘轮棘爪结构不能满足弘渡要求。渺应考虑棘轮棘爪结构的变异设计。具体方案为采用多齿数小模数的棘轮和整体型棘爪；工作时。山3个棘轮轮齿同时参与传递扭矩，3个棘轮轮齿与3个同棘轮轮齿精密配合的具有内齿的整体型棘爪相啮合；摇臂通过棘爪推动棘车才魂棘知与方轴潮斤线4键联接，从巾使方轴带动螺栓螺钉转动，完成拆装作业的单向间歇运动。

对于棘轮轮齿，当作用力作用于齿顶时最为不利，可导致齿根弯曲折断和齿顶线压力磨损。为保证外啮合棘轮的齿根+被祈断，需满足弯曲强度条件W单个棘轮轮，的抗弯模带；M棘轮传递的乃矩；n参与传递力矩的棘轮齿数；K考虑实际压力不均匀的载荷不均匀系数。

设；为模数，2为数。则棘轮各部分尺寸为齿顶圆直径77齿岛=；阳顶宽单个棘轮轮齿所受的力户由分配力矩财产因此M=代入2式从1私2建立优化设计数学模型2.1设计变量计变量，其主要结构参数是；液压缸的内径；V5销轴的直径V6活塞杆中心线与棘轮转动中心的距离；2.2目标函数取液压扳手执行机构的重量最轻为目标函数，实际上是其体积最小。

作用力臂等因素外，执行机构的体积主要有2部分组成，即1=液压油缸的体积+摇臂及棘轮棘爪机构的体积，积=缸筒体积+油缸端部体枳活塞体积及活塞杆=摇臂及棘轮棘爪机3摇臂及棘轮棘爪机构构的本积=销轴体积摇的截面积计算简臂体积+棘轮体积+棘爪体枳。摇臂及棘轮棘爪机构的截而积可简化为等边梯形3中阴影部分部分与上下两个半圆的面积之和。

2.3约束条件根据执行机构运动方案和力学要求，可列出项约束条件，主要约束条件有1活塞杆推力条件液压缸的内径37，户为液压系统压力。

2缸简厚度及缸底厚度条件棘轮强度条件由式得出其中值可参照花键各齿载荷分布系数确定。

4销轴抗剪条件销轴受力尚4项目参考数据液压缸的内径液压缸缸筒的厚度液压缸的长度缸底的厚度销轴的直径活塞杆销轴与棘轮的中心距棘轮的齿数棘轮的模数棘轮的厚度5单位工作循环棘轮转角条件。

机构运动尤千涉以及各项结构尺寸对应年这样，结构参数优化设计的数学模型为miiiFAi 3优化结果和分析以门峡电厂50河贾水轮机组为背景，利用复合型法对建立的数学模型进汀优化，将讣穿结果整并校核后得出官关数据，1.

根据算数据。讨得出执行机构的整体尺寸近似值为380135，似4，长皮。高度厚度。由此推算重量可控制在588左右。对于名普通工人来说，独立操作液压扳手应没有问。

由于机壳内侧为平行滑道，在液压缸结构设计时，可减小导向长度值，进步缩短缸体的长度。

活塞厚度和活塞杆直径取低限值，并进行强度和稳定性的校核。

液压泵站的系统压力直接影响执行机构的重量，采用超高压液压系统设计可有效地减小执行机构的尺寸。

棘轮轮齿可采用直角齿形，以，加齿根的抗弯模量，提高齿根的抗弯强度，从而减小棘轮模数，进步减小棘轮棘爪机构的尺寸。黄纯颖。等。机械创新设计。北京高等教育出版社。

2成大先。机械设计手册肘。北京化学工业出版社，3陈长顺。涂进永。工程机械销轴结构设计工程机械，斗沈莲，疋广程村料以北京机械工业出版社妙。

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