人工关节磨损试验机液压驱动部分的设计.doc

摘要:本课题完成了人工髋关节磨损试验机液压部分的设计。该设备主要由液压缸，活塞活塞杆及液压辅助元件构成。液压站主要为人体髋关节力学模拟机提供动力，实现关节头试件的前进、后退及载荷的施加。液压站的工作原理是通过电磁比例溢流阀改变液压缸的输入动力从而产生规定的随时间变化的负载。

该液压系统及相应的关节力学模拟机设计时主要考虑因素是怎样实现交流加载特征，使其提供的载荷能再实验环境中模拟人体髋关节的实际受力工况，使试验机产生的关节受力与运动情况与实际条件相符，从而可以准确、可靠地测试人工关节材料的生物摩擦学特性参数，为临床应用提供指导性试验数据。

关键词 人体髋关节；磨损实验；液压加载系统

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 引言-1

1.2 人工关节的生物材料研究现状-2

1.3 人工髋关节模拟试验机的分析与研究-3

1.4 本课题研究内容及拟解决的主要问题-3

2 人体髋关节结构与试验机运动分析-4

2.1 人体髋关节结构-4

2.2 人体髋关节运动分析-4

2.3 人工髋关节结构-6

2.4 试验机工作原理-7

3 液压系统设计-8

3.1 液压系统的设计流程-8

3.2 液压加载系统的工作原理-9

3.3 液压加载系统的回路设计-10

3.4 液压系统参数的计算-11

3.4.1 液压缸主要参数的确定-11

3.4.2 液压泵的性能与参数-15

3.5 液压元件的选择-16

3.5.1控制阀的选择-16

4 液压缸主要零部件设计-21

4.1 缸筒-21

4.1.1 缸筒结构-21

4.1.2 缸筒材料-22

4.1.3 缸筒计算-22

4.2 活塞-24

4.2.1 活塞结构-25

4.2.2 活塞组件的密封形式-25

4.2.3 活塞材料-27

4.2.4 活塞杆的连接形式-27

4.2.5 活塞尺寸及加工公差-28

4.3 活塞杆-28

4.3.1 活塞杆结构-28

4.3.2 活塞杆的材料和技术要求-29

4.3.3 活塞杆尺寸的确定-29

5 液压站的设计-30

5.1 液压泵站的设计-30

5.2 油箱的设计-31

5.2.1 油箱的设计要点-31

5.2.2 油箱的计算-32

5.3 油路板的设计-33

5.3.1 板式连接的特性-33

5.3.2 液压控制阀的布置-33

5.3.3 油路板的设计-34

结论-37

致谢-38

参考文献-39