5吨液压举重机液压缸设计.pdf

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1、 沈阳化工大学科亚学院 本 科 毕 业 论 文 题 目：5 吨液压举重机设计 专 业：机械设计制造及其自动化 班 级：1103 学生姓名：付振启 指导教师：侯志敏 论文提交日期：2015 年 6 月 1 日 论文答辩日期：2015 年 6 月 5 日 毕业设计（论文）任务书 机械设计制造及其自动化专业 机制 1103 学生：付振启 毕业设计（论文）题目：5 吨液压举重机设计 毕业设计（论文）内容：1.计算说明书一份，包括原理介绍，结构尺寸计算及校核。设计计算说明书统一用A4 纸，标准格式。正文不少于29 页；2图纸折合成A1 图不少于3 张（必须有总装图）；毕业设计（论文）专题部分：液压缸设计

2、 起止时间：2014 年 12 月 8 日2015 年 6 月 5 日 指导教师：侯志敏 年 月 日 摘要 液压缸是液压系统执行部分,它是一种压力流体的机械能来实现直线往复运动或往复摆动运动能量转换设备。液压缸根据其结构形式,可以分为两类,活塞式液压缸和活塞式液压缸。活塞式液压缸、活塞缸的出口压力和流量,输出的推力和进度。因为主机和主机的液压缸机构有直接的联系,对于不同的主机和机构,不同的用途和工作条件的要求,液压缸的类型和结构是千变万化的,没有统一的规范,不象液压泵和液压阀已经标准化了，因此必须根据实际需要自行设计。液压缸的设计,液压缸的基本原料是负载值,加载速度、中风、液压缸的结构和安装要

3、求,液压缸的设计计算主要是确定液压缸的压力和流量的使用,和液压缸强度的组件检查和性能检查,等等。液压缸的设计步骤：.根据液压缸的工作特性,选择液压缸类型和安装方法。.根据动力和运动分析，确定主要尺寸参数。.设计主要零部件的结构。.液压缸的性能计算。液压缸的设计和使用正确与否,直接影响其性能,没有故障。在这方面,经常遇到液压缸安装不当,活塞杆在部分负荷下,液压缸或下垂活塞和活塞杆的压杆不稳定等等。在本设计中，充分考虑到了这些设计中应该注意的问题，并且针对液压缸两端需要焊接绞座的问题，对金属的可焊性进行了分析。关键词：液压举重机；液压缸；活塞杆 Abstract The hydraulic pre

4、ssure jar is an execution component in the hydraulic pressure system,It is one kind transforms the liquid Mechanical energy to realize the straight line reciprocating movment or pressure reciprocation oscillating motion energy conversion installment.Hydraulic pressure jar according to their structur

5、e form,can divide into piston jar and post fill in two kinds of jars.The piston jar and the plunger jar input for the pressure and the current capacity,outputs for the thrust force and the speed.Because the hydraulic pressure jar has direct contacts with job organization on host computer and host co

6、mputer,Regarding different main engine and organization,along with use and operating mode request difference,hydraulic jar type and structure ever changing,does not have the unification the specification,Did not like Hydraulic pump and hydraulic valve already standardized,therefore had independently

7、 to design according to the actual need.Designs the hydraulic jar the basic firsthand information is the hydraulic jar load value,the load velocity of movement,the stroke value,the hydraulic jar structural style and installs the request and so on,The hydraulic jar Mainly is to determine the design c

8、alculation hydraulic jar the working pressure and the current capacity,and carry on the intensity Check and hydraulic performance jar spare part checking computations and so on.Design step of the hydraulic pressure jar:(1)According to the operating mode characteristic of the hydraulic pressure jar,c

9、hoose the type of the hydraulic pressure jar and installation way.(2)Analyse according to dynamical and movement,confirm the main size parameter(3)Design the structure of the main spare part(4)The performance of the hydraulic pressure jar is calculated The hydraulic jar design and the use is correct

10、 or not,directly affects its performance and easy otherwise to break down.In this respect,Meet hydraulic pressure jar install improper,cylinder rod is lean towards year to bear,hydraulic pressure jar or piston flagging and cylinder rod keep pole mistake question such as being steady often.In this de

11、sign,have fully considered the Problems should be paid attention to these designs,and needs to weld in view of the hydraulic jar beginnings and ends twists the place the question,has carried on the analysis to the metal weldability.Key words:Perform component;Firsthand information;Design procedure 目

12、 录 第一章 引 言 .1 1.1 国内外的发展状况 .1 1.2 液压缸简介 .4 第二章 设计计算 .6 2.1 液压缸的初步设计 .6 2.1.1 液压缸的工作压力 .6 2.1.2 初选缸筒内径及活塞杆直径 .7 2.2 液压缸主要技术性能参数的计算 .8 2.3 液压缸的主要部件设计 .8 2.3.1 缸筒的设计 .8 2.3.2 活塞的设计 .10 2.3.3 活塞杆的设计 .11 2.3.4 端盖上螺栓的校核 .12 2.3.5 导向套的设计 .14 2.3.6 缸筒底部厚度 .15 2.3.7 密封圈的选用 .15 2.3.8 开口销的选用 .16 第三章 金属的可焊性 .17

13、 第四章 液压缸的选用 .18 4.1 液压缸主要参数的确定 .18 4.2 使用工况及安装条件的确定 .18 4.3 缓冲装置的选用 .18 4.4 密封件的选用 .19 4.5 工作介质的选用 .19 结 论 .20 参考文献 .21 致 谢 .22 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 引言 1 第一章 引 言 1.1 国内外的发展状况 液压传动与机械传动相比是一种新技术,但是从17世纪中叶帕斯卡提出液压传动原理,18 世纪的英格兰结束了世界上第一个液压机,石油也有三百岁了。真正促进现代液压传动的使用在工业在20 世纪中叶后,因为这是结合微电子甚至接近,能够提供在尽可能小的空间尽可能

14、大力量和精确控制,特别是在最近10 年出现的新事物。由于使用原油成品油作为传输媒介,现代液压传动,汽车和飞机等,是由19 世纪的兴起和蓬勃发展的石油工业推高。液压传动装置是一个船最早的实践成功的炮塔换位,那么只有液压转塔车床和磨床。由于缺乏成熟的液压元件,一些通用机床液压传动的使用直到1930 年代才介绍，而且还因为各搞一套而无法经验交流。第二次世界大战期间,在一些武器大国,快速响应和行动的液压传动和控制设备,它可以极大地提高武器的性能,也大大促进了液压技术的发展。很快变成了内战,液压技术和各种标准的不断发展和完善,各种组件的标准化、规范化、系列化和机械制造、工程机械、农业机械、汽车制造等行业

15、。20 世纪的60 年代,原子能技术、空间技术、计算机技术、微电子技术),如液压技术的发展又向前,使它成为包括传动、控制、检测、一个完整的自动化技术,这是用于国民经济的各个方面。液压传动在一些地区甚至占据了压倒性的优势,例如,国外今日生产的95%的工程机械、90%的数控加工中心、95%以上的自动线都采用了液压传动。因此,采用液压传动的程度已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。目前,液压技术在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪音、耐用、高集成,取得了重大的进展要求,完美的比例控制,伺服控制,数字控制技术,也有许多新成果。此外,液压元件和液压系统的计算机辅助设计、计算机仿真和优化,和控制微机

16、的发展工作,比如更多的越来越显示了非凡的成就。液压技术在中国开始于1950 年代,其产品主要用于机床和锻造设备,然后使用拖拉机和工程机械。自 1964 年从国外引进一些液压元件生产技术,同时进行设计的液压产品,因为我们的国家已经形成了从低压到高压液压部件生产系列,并已广泛应用于各沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 引言 2 种机械设备。80 年代更加速了计划对西方先进的液压产品和技术介绍,消化、吸收和本地化工作,以确保我国液压技术在产品质量和经济效益,人才培养、研发等各方面各方面赶上世界水平。在机械工业部门使用液压传动的起点是不一样的:一些使用它的传播力量的优势,如工程机械、压力机械和航

17、空工业采用液压传动的主要原因是其结构简单、体积小、重量轻、大输出功率;一些用在操作控制的优点,如机采用液压传动是以其能实现无级速度在工作的过程中,容易实现频繁变换,容易实现自动化,等等。此外,不同的主机的准确性还可以选择不同的控制类型液压传动装备。概略地说，近代液压技术的形成和发展，迄今已大体上经历了：标准化、品种和智能三个阶段。1920 年代前后,当现代液压技术仍处于萌芽状态时，它在舰艇炮塔、转塔车床、磨床、锯机上的使用都已获得成功。但是种种原因阻碍了近代液压技术的发展。后来企业界展开了广泛的横向联系，组织了协会，制订了各种国内、国际标准，普及了专业人员培训和技术考核制度，促使元件生产走上标

18、准化、公用化、系列化的路程。一般在现代科学和技术的发展趋势是:提高机器的效率,减少体积和重量,提高了输出功率。液压传动饿主要优点恰好就突出在这些方面。为此，自 20 世纪50 年代末以后的40 年中，液压技术在提高工作压力、增加交通(这意味着加快工作机械),增加力量,等等,有一个引人注目的发展。过去液压系统的工作压力大都在2 7MPa 之间，现在则20 35MPa 的高压已用得很多；组件开发实践和理论研究的新产品已达到总结的定性和定量规律的高度,它使材质的利用、结构的布置和形状的设计都发挥到各自最佳可能的境地。液压泵,液压马达,例如,他们的工作压力会使附近的材料疲劳极限,瞬时高压往往取决于材料

19、屈服点,最高速度为限制条件,不会产生气泡的最低速度似乎没有爬在大负载极限条件下,滑动轴承压力高,高速下可能出现的温升来设计等等。所有这些意味着成就的现代液压技术的综合运用相关学科(如力学、材料科学等）最新成就的结果。当然，液压技术的大踏步前进也使它的种种缺点突出地显露了出来。在高压、高速、大功率下，液压件中的机件变形、间隙变化、对偶件摩擦发热、运动件失蘅、管口连接松动等，会导致磨损加剧、冲击振动增大、正常的油流受阻、到处跑冒低漏。这不仅是一种浪费能源,降低组件的使用时间,而且噪声和泄漏都污染环境，妨碍系统沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 引言 3 的正常使用。如果这个问题不解决,液压技

20、术将会毫无优势。所以30 多年来，防噪、防漏、治污、节能等改进液压元件和液压系统使用质量的研究工作和实践验证从未间断，一直和液压传动的高压化、高速化和大功率化相始终。事实上,这些方面的工作也非常突出。例如,增加组件的海外生活在70 年代改善生活的液压部分由25 倍,在80 年代,一些液压泵在原来的基础上,进一步增加百分之25,某种换向阀的湿式电磁铁曾有通过2 亿次试验性操作不出现明显磨损的记录；在降噪方面，国外在70 年代就有使液压泵噪声声级平均下降15dB（A）上面的记录,并寻出出噪声声级和泵浦功率之间的关联;在防漏方面，通过密封材质的正确选择、密封形状的正确设计、接口技术的更新（淘汰锥管螺

21、纹、采用“热缩”连接的功能），许多液压装置已基本上做到不再漏油；污染的正确选择过滤器和过滤材料结构,安排油滤器的位置,既能使液压系统油位医学学位的纯洁,使液压件的可靠工作寿命提高数倍到数十倍；在节省能量方面，等代的油和水动力恢复实际勘探工作已经取得了很大的进步。所有这些是在这个过程中液压技术在种类的具体内容。同时,为了尽可能在固定的空间输出力量大功率,液压部分的结构不断向小型化的方向发展,集成,通过管状配置一盘配置,箱式配置,集成块配置叠加类型配置、仪器类型配置,体积小,越来越紧凑,减少中间通道。现在有一些液压泵,压力阀,使整个(塞压阀安装在泵壳体)。也有一些液压缸换向阀于一体,简单地插入高压

22、油管连接到泵和回水管连接到油箱,可以构成一个液压系统。这种装置不仅结构紧凑,运行可靠,耐用,使用方便,易于维护。就这样，液压技术又跨上了一个新阶段，并开发出众多新的采取领域来。液压传动和控制时下在航空，航天，雷达，兵工，船舶，海域，能源，动力，勘察，开采，冶炼，化工，轻工，纺织，农林，建筑，起重，交通，传递，铸工，压延和机械制造等行业内的牢固地位成为毋庸争辩的事实。但是，随着客观现实对液压装置要求的不断提高，许多开关系统，不管设计得怎样完善、周到，都无法实现这些要求，不得不让位于伺服系统和比例系统。于是液电结合就成为液压技术发展中的一种趋向。这种趋向在微电子工业崛起之后显得更为猛烈。液压技术在

23、1970 年代中期始,微电子行业联系,并相互结合。在不到30 年的时间,结合水平不断增高高,从简单的组装,分散混合的整体集成,各种形式的独立产品,如数沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 引言 4 字泵,数字阀,缸,等。高级形式的他们已经编的距离芯片和液压控制部分,液压部分或能源、检测反馈装置、d/a 转换装置,如集成电路融合为一体。这个链接在一起的耦合体,只要我们收到微处理器或单片机发送信息,可以实现预先设定的任务。在实践中,它已成为一个完整的智能单元独立。智能液压技术才刚刚开始的阶段,但从恒星实践成功的故事,它的成就是很吸引人的。折叠繁荣,例如,取消汽车断路器可以类型汽车,进入容器,根

24、据最紧凑布置位置叠加,大多数时间来加载一个8 单元。微型计算机在一个断路器,它会按预定程序控制八个气缸,结合传感器运动协调联系,把任务。当卸载操作以相反的顺序。另一个例子,驾驶舱模拟器可以6 液压缸采用微电脑控制,实现快速(每秒20 倍)协调行动,为了使培训波音民用飞机的飞行员不需要可以经历神六自由度的动荡摇摆,座椅震动、着陆弹跳等项的运动柑橘人，并能对驾驶员的操作做出拟真的响应 简而言之,在液压技术和微电子技术,微型计算机或微处理器控制下,可以进一步扩大其应用领域,机器人和智能组件的形式使用表单类型,但它的一个最常见的离子。现在一直在各种产业海外通用智能硬件的组合,他们只是用适当的软件可以在

25、不同行业完成不同的任务。最重要的是可以看到,液压行业在国民经济中的作用是伟大的,它往往可以作为衡量一个国家工业水平的重要标志。与世界主要工业国家相比,我国液压工业相当落后,标准化工作需要继续做,工作尚未形成了品种的势头,聪明的就准备开始工作,因此必须急起直追,迎头追上。1.2 液压缸简介 液压缸是液压系统的执行元件,它是一种流体的压力能转换为机械能,以落实直线往复运动的能量转换设施。液压缸结构精简,工作牢靠,已大规模应用于液压系统。可以分成液压缸推力液压缸、摆动液压缸。推力液压缸分为单作用气缸,双作用液压缸,液压缸等几种成分。液压缸根据其布局式样,可以分为两类,活塞式液压缸,活塞式液压缸。活塞

26、式 液压缸和活塞式液压缸投入地壳和流量的出口推力和速率。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 引言 5 液压缸的结构可分为气缸和气缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装备与排气系统五个部分。一般来说,气缸和气缸盖的结构及其使用的材料,工作压力 20 时使用铸钢、锻钢。活塞和活塞杆的结构很多,如锥形销式连接,螺丝扣连接半环交接。常用的密封装置的液压缸空闲密封,密封摩擦环,密封圈密封,等。排气系统通常是两种形式的顶部部分汽缸孔,所有长排气阀排气管道连接到远处,另一个是透气塞上汽缸地区致高的地方。液压缸排气系统是必要的,这是由于油混入大气或液压缸很长一段时间不用时入侵空气积聚在气缸的最高地位,液压

27、缸运动稳定性、低速爬行,当影响开始时,换向时,低精密度等等。本规划对液压缸的缸筒和缸盖、活塞和活塞环、密封装置进行了比较详尽的分析、计算与设计，同时对液压锁进行了设计，并采取Auto CAD拓展了参数化作图。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 设计计算 6 第二章 设计计算 设计液压缸的基本原始资料是液压缸负载值、负载运动速度、行程值、液压缸的结构形式及安装要求等，液压缸的设计计算主要是确定确定液压缸的结构尺寸，确定液压缸的使用压力和流量，并对液压缸的零部件进行强度校核和性能验算等。设计步骤：（1）根据液压缸的工况特点，选择液压缸的类型和安装方式。（2）根据动力和运动分析，确定主要尺寸参

28、数。（3）设计主要零部件结构。（4）液压缸的性能验算。2.1 液压缸的初步设计 原始资料是给的负载为5 吨，上升速度为0.02m/s，下降时为0.05m/s。行程3m。主要参数的确定：液压缸着重大小参数总括：液压缸的缸筒内径D，活塞环半径d/2，液压缸途程s。2.1.1 液压缸的工作压力：液压缸的输出力F 由任务压力p 和活塞环的使得面积A 决定，而液压缸的出口速率v 由液压缸的流量q 和活塞的有效面积A 来决定，即：F=p*A v=q/A 要求输出的载荷为5 吨，考虑安全系数为1.2。因为同时有4 个液压缸工作。所以每个液压缸要输出的载荷为（5*1.2*10）/4 即：F=15000N。沈阳

29、化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 设计计算 7 2.1.2 初选缸筒内径及活塞杆直径 据资料中表2-3-1 选用工作压力为1.6MPa 即 p=1.6Mpa 据液压缸的理论输出力F 以及系统选定供油压力p 来算出缸筒内径D（m），D=34F10p (2-1)D=34 15000103.14 1.6=0.1093m 取 100mm 根据组织的速率和选定的液压泵流量来计算液压缸的内径，计算公式 D=4qv=4 1.60.10933.14 0.02 材料选45 抗拉强度 b=6002/mmN 屈服强度 s=3552/mmN 伸长率 5=16%选活塞杆直径 根据速度比要求计算活塞杆直径d d=D1

30、 (2-2)21v0.52.5v0.2 故 d=1001.577.452.5 取 80mm 材料选45 抗拉强度 b=6002/mmN 屈服强度 s=3552/mmN 伸长率 5=16%沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 设计计算 8 2.2 液压缸主要技术性能参数的计算 行程时间 活塞杆伸出时间 1t=1s3150v0.02s 活塞杆缩回时间 2t=2vS=30.05=60s 2.3 液压缸的主要部件设计 2.3.1 缸筒的设计 缸筒材料的选择 一般要求有足够的强度和冲击韧性，对焊接的缸筒还要求有良好的焊接性。据液压缸的参数，用途和毛坯的信息来源等可选用以下各类素材：25，S35，等；

31、25CrMo,35CrMo,38CrMoAl等；ZG200-400，ZG230-450，1Cr18Ni9,ZL105,LF3,LF6 等；ZGAl9-4,ZGAl10-3-1.5 等。缸筒毛坯：普遍采用退火的冷拔或热轧无缝钢管，国内外市面上已有内径经珩磨或内孔精加工，只需按所需求的尺寸割切无缝钢管。对此工作要求低于-50的液压缸缸筒，务必用S35，S45 号钢，且要调质处理。与端盖焊接的缸筒，采取S35 号钢，预加工后再调质。不与其它组件焊连的缸筒，使用调质的45 号钢。较厚壁的毛坯仍用铸件或锻件，或用厚钢质板卷成筒形，焊接以后退火，焊缝须用X 光射线或磁力探伤查验。对缸筒的要求 有足够的力量

32、,可以长期在高压下工作和短期动态测试无永久变形;有足够的刚度,可以承受活塞侧向力和安装一个没有弯曲的反应;沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 设计计算 9 与活塞密封和导向环的内表面在摩擦的作用下,穿少了,可以长期工作尺寸公差水平,形式和位置公差水平足以保证活塞密封圈密封;需要焊接的缸筒还要求有良好的可焊性，以便在焊上法兰或管接连后不致出现裂纹或过大的变形。在采用铸铁缸筒时，其组织应紧密无渗漏现象。总之,主要的液压缸缸部件,它与零件,如汽缸缸,油口,一个密封腔,以适应石油的压力,同时,它是活塞运动“轨迹”。缸筒的计算 结构 选用E 型重载液压缸。材料 选用45 抗拉强度 b=2/600m

33、mN 屈服强度 s=2/355mmN 伸长率 5=16%缸筒内径D=100mm,外径D1=120mm,壁厚=10mm。缸筒壁厚验算 np0.3521221)(DDDs=2220.16 1201000.35120=37.97MPa 缸筒完全发生塑性变形的压力 rLp=2.3slogDD1=64.25MPa 缸筒径向变形 D=)(221221DDDDEDpr 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 设计计算 10=67.50E 缸筒内径采用8H级配合 np（0.35 0.42）=rLp(23.91 28.70)MPa 缸筒的爆裂压力 rp=2.3blogDD1 rp=2.3600log12010

34、0=105.48MPa 2.3.2 活塞的设计 结构形式 活塞根据密封设施形式来采用其组织式样，而密封设施则按工作压力，境况温度，介质标准来选定。活塞与活塞杆的联结形式 活塞与活塞杆的联结形式有：整体联结 用于工作压力较高，活塞直径较小的情况。螺纹联结 常用联结方式。半环联结 用于工作压力、机械振动较大的情况。材料 活塞的材料可不同于缸筒的原料，特别是无导向环的活塞。无导向环的活塞：可用耐磨铸铁、灰铸铁。有导向环的活塞：可用碳素钢20、35、45 钢，特别情况还可用铝合金。加工要求 活塞的宽度尺寸，可根据密封结构形式来确定。活塞的外径d 对内孔D 的径向公差值，按7，8 级精密度选择。活塞套设

35、计的注意事项 由于液体压力的作用下活塞,汽缸反复滑行，,从而,它与气缸的匹配应适合,既不太近,空隙不能太大。与紧密合作,不仅使最小启动压力的增加,减低了机沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 设计计算 11 械效率,并易损坏汽缸和活塞滑动配合;表面空隙太大,将导致液压缸内部泄漏,减低容积效率。活塞的结构型式 根据活塞结构密封设备类型(选择密封设施根据工作条件)。通常可分为两类,总体和组合活塞。作为一个整体可以使用活塞环,活塞“O”形环型、唇形密封和迷宫式密封,等等。复合活塞可以采取组合密封圈,但其结构复杂,加工量大。具体结构见零件图 2.3.3 活塞杆的设计 初步设计 结构 活塞杆采用实心

36、杆体，并且杆外端焊接球头。材料选用45 抗拉强度 b=2/600mmN 屈服强度 s=355N/2mm 直径 d=80mm 活塞杆的计算 强度计算 许用应力=ns=8355=44.375 =26410dp=26308.041010617.40=8.08MPa 危险截面处合应力 n=1.8222dP=1.83624.29710100.032=6.53N/2mm40.617KN (其中，安全系数kn=3.5)所以，符合要求。活塞杆采用Y 型密封圈密封。活塞杆的结构如零件图所示 2.3.4 端盖上螺栓的校核 当压力油进入无杆时，活塞杆处于受压状态，设背压为零，其输出压力为 211mmFA pD p4

37、 （2-3）式中，1A为无活塞杆腔有效工作面积；D 为液压缸内径；p 为工作压力；m为液压缸的机械效率。当压力油进入有活塞杆腔时，活塞杆处于受拉状态，设背压为零，其输出拉力为 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 设计计算 13 2222mmFA pDdp4 （2-4）由上可知，当以无活塞杆腔作为工作腔时，输出推力为最大，而运动速度为最小，故只需要校核后端盖上的螺栓强度即可。而此时活塞杆受的压力为15000N。后端盖上的螺栓受拉力。并且属于紧螺栓联接，故螺纹一部分不但受预紧力PQ所产出的拉应力，同时还受螺纹副间的摩擦力矩1T所产生的改变应力的作用。拉伸应力 p21Qd4 PQ（0.60.7

38、）s1A s螺栓材料的屈服极限 1A螺栓危险截面的面积 1A21d4 pQ=0.6 355 3.14 （212/4）=96310N 故21s21d0.64d40.6s =213N/2mm 扭转应力 2pvp12Tv3211z1dQtanQT2d2tanddWd164 （2-4）关于常见的M10M68 钢制普通螺丝扣，将1d，2d，取分等值代入，并取v=arctanvf=arctan0.15，则得T=0.5=178 N/2mm 因为螺栓材料的塑性材料,拉伸和扭转应力,因此,根据第四强度理论来确定应力计算的螺纹部分,即 2222caT33 0.51.3 螺栓连接,因此,尽管复合应力的影响通过拉伸和

39、扭转,但计算可以根据纯拉伸螺沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 设计计算 14 栓强度计算,将会增加紧张只有30%,为了考虑转矩的影响。出于螺栓是受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓连接，这种受力形式的紧螺栓联接应用最广，安装时均匀拧紧各螺栓，每个螺栓受有预紧力pQ。F 在轴向载荷下工作时,由于弹性变形,螺栓和连接螺栓的总张力不等于预紧力和工作压力的总和,但与刚度、F 和螺栓和连接刚度。应变在弹性变形时,机械部件根据静力平衡和变形协调条件进行了分析。此时螺栓的总拉力为LppLFCQQFQFCC 由于联接之间没有垫片，所以LLFCCC可取0.20.3 Q=96310+0.25 15000=100

40、060N 由于螺栓受变载荷，设计时一般先按受静载荷强度计算公式初选，然后验算疲劳强度。螺栓受的拉力幅为pLLFQQCF1F222 CC 相应的应力幅为maxminLa22LF11FC2F22CCdd4 受变载的组件多为疲劳强度，又特别绝定于应力幅a。从而，螺栓疲劳强度的验算公式为 Laa2LF1C2FCCd （2-5）a=0.25 22 15000/63.14 12=2.76 2N/mm a螺栓的许用应力幅；MPa，按所给公式计算 a=sS S 取 1.21.5，所以 a=3551.5=236.72.76 2N/mm 所以选择M12 的螺栓肯定能满足强度要求 2.3.5 导向套的设计 杆端的液

41、压缸的活塞杆导向套装在端盖,指导的活塞杆密封装置确保活塞杆的密封腔。还能防止活塞杆的杂质,灰尘和水分密封装置,密封装置损坏。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 设计计算 15 导向套的典型结构型式，有轴套式和端盖式两种。结构 采用端盖式结构。材料 导向套通用原料为耐磨铸铁、铸工青铜、聚四氟乙烯、夹布酚醛树脂等。导向套滑动面长度 A=0.6 1.0d 取A=0.6d=49mm。导向套外圆与端盖内孔配合7/8 fH。内圈配合取H9/f9；表面粗糙度为aR0.63-1.25m。2.3.6 缸筒底部厚度 有油孔时：m a x0PD2.1 100h0.443D0.443 100Dd44.37510

42、015 =10.5mm 2.3.7 密封圈的选用 活塞杆上Y 型密封圈 1d=78.5mm 2d=80.8mm,D=95mm,1L=9.5mm 活塞上Y 型密封圈 d=80；2L=16；3D=101.8mm；4D=99mm。缸体上的O 型密封圈 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 设计计算 16 1d125mm 2d3.550.1mm 2.3.8 开口销的选用 公称直径 d=6.3mm,长度l=120mm。材料为低碳钢，不经表面处理。代号：GB91 86-6.3 120。沈阳化工大学科亚学院毕业设计计算说明书 第三章 金属的可焊性 17 第三章 金属的可焊性 金属的焊接性,是指采用一定的

43、焊接金属材料的焊接方法、工艺材料、工艺参数和结构条件下,获得优质焊接接头的难度。相同的金属材料,使用不同的焊接方式和材料,其可焊性有很大区分。可焊性有两方面：工艺可焊性特别指焊接接头处产生各样裂纹的可能，亦称抗裂性。使用焊接性指的是焊接使用的准确性,包含焊接接头的力学性能(强度，延性，韧性，硬度和抗裂口壮大能力,等等)和其他特殊通性(如耐高温，耐腐蚀，具有优异的耐寒性，耐疲劳、耐老化，等)。可通过碳当量公式的估算或可焊性试验进行评价。碳当量法是根据钢的化学成分、焊接热影响区淬透性的影响程度,大致的焊接裂纹倾向和脆化倾向的一种估算方式。碳钢及低合金组织钢通用的碳化学当量公式（国内外焊接学会引荐）

44、如：1556CuNiVMoCrMnCCE （3-1）对合金成分为%5.0C、%6.1Mn、%1Cr、%5.3Ni、.0Mo6%、%1Cu的合金钢，其碳当量公式推荐如下：21341556PCuSiMoNiVCrMnCCE （3-2）根据经验：当EC0.6%时，钢材的淬硬倾向强，属于较难焊的钢材，需采用较高的预热 温度和严厉的工艺方法。沈阳化工大学科亚学院毕业设计计算说明书 第四章 液压缸的选用 18 第四章 液压缸的选用 4.1 液压缸主要参数的确定 确定工作压力一般取决于整个液压系统，采取液压体系的压力级别，便于选择液压系统所选用的控制阀、密封式样、辅佐部件等。在规划计算的基础上，开始算出液压

45、缸的内径D、活塞杆半径d/2 和行程s，然后对那些值进行圆整，然后选用适合国家标准GB2348-80 的数值，才会便于选用密封件和配件。4.2 使用工况及安装条件的确定（1）工况为剧烈冲击时，缸体材料不能用脆性材料。（2）活塞行程长时，要注意活塞杆应有足够的刚度。（3）工作环境污染严重时，对活塞杆要加防尘措施。(4)安装原则:加载力和活塞杆在同一轴或同一架飞机(指耳环、耳轴安装形 式),目的是为了避免活塞横向荷载的影响,必要时,加载和指导。法兰安装,不要安装螺钉拉力。4.3 缓冲装置的选用 一般当液压缸的工作压力大于10.0Mpa、活塞速度大于01./s 时，应该采用缓冲设施或其他缓冲溶液。这

46、是一个参考条件,还需要看具体情况和液压缸的用途决定。需求变化缓慢,例如,液压缸,当活塞速度大于0.05 0.12 米/秒,应使用缓冲装置。当活塞速率大于1.0m/s 时，缸内缓冲组织绝不能全部运动能，须杂缸外应加装制动结构，主要办法是在油路中增大隔绝功能或收取能量性能。沈阳化工大学科亚学院毕业设计计算说明书 第四章 液压缸的选用 19 4.4 密封件的选用 详情可见相关密封件的参考资料。4.5 工作介质的选用 对于工作介质的要求，一般液压缸所适用的工作介质粘度范围是 1228 2mm/s。与一般弹性密封的液压缸、介质过滤精度为 20 25,过滤精度的伺服液压缸是不到 10;使用液压缸活塞环,过

47、滤精度可达 200。当然,考虑到过滤精度不能局限于液压缸,更多的要考虑整个液压系统。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 结 论 20 结 论 本次设计由侯志敏老师指导，经过近四个多月的毕业设计，对大学四年所学的基础知识和专业知识进行了系统的复习和巩固，经过侯老师的耐心教导，从资料室到图书馆查阅了大量的书籍材料，把以前学过的知识加以归纳和总结，并综合运用于实践之中，终于在自己的设计课题上画上圆满的句号。就本次设计的优缺点而言，我们在目前所掌握的资料的基础上，借鉴了大专时候的设计，对于一些欠合理的地方做了一些适当的改动，并对于基本零件的尺寸及强度，刚度以及技术要求等进行了科学的理论计算和校核，并在此

48、基础上，增加了对液压缸设计过程的了解，使我们加深了对液压系统的进一步认识，巩固了以前书本上的理论知识。最重要的是，在毕业设计中，我们也学会了机械设计如何入手，怎样分析问题，怎样解决问题，开阔了视野，同时也锻炼了自己独立思考和互相合作的能力。但是，在这次设计中也存在着一些不可避免的欠缺和不足。因为以前对这些接触很少，缺少设计经验，会有许多地方考虑不周，存在错误，希望在以后的设计工作中尽量减少不足。我相信，这几个月的设计，将使我终生受益。很多东西将会在以后的实际工作中都会用得上。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 参考文献 21 参考文献 1黎启伯,刘树道.液压元件手册M.北京:冶金工业出版社,机械

49、工业出版社,1999:124-171.2洪英发,程国珩.液压与气动技术M.沈阳:东北大学出版社,1996;156-177.3曾海泉,杨得武,鄢利群.机械设计基础M.长春:吉林科学技术出版社,2002:155-165.4吴宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册M.北京:高等教育出版社,1998;19-45.5温松明,互换性与测量技术基础M.长沙:湖南大学出版社,1998;226-330.6章宏甲,黄谊.液压传动M.北京:机械工业出版社,1992;55-77.7张磊.实用液压技术300 题 M.北京:机械工业出版社,1998;1-5.8甘永立.几何量公差与检测M.上海科学技术出版社,2005;67-7

50、7.9孟少农.机械加工工艺手册M.北京:机械工业出版社,1992;135-163.10李益明.机械制造工艺设计简明手册M.北京:机械工业出版社,1993;10-25.11吴宗泽、罗圣国.机械设计课程设计手册M.北京:高等教育出版社,2006;1-9.12杨培元、朱福元.液压系统设计简明手册M.北京:机械工业出版社,1999;9-19.13左健明.液压与气压传动M.北京:机械工业出版社,2007;77-94.14濮良贵,纪名刚.机械设计M.北京:高等教育出版社,2006;88-103.15孙桓,陈作模,葛文杰.机械原理M.北京:高等教育出版社,2006;99-122.沈阳化工大学科亚学院学士学位