【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 所受的橫向載荷靠被聯(lián)接件結(jié)合面的摩擦力來傳遞，其實(shí)小形勢(shì)可能出現(xiàn)支架沿結(jié)合面滑移，以及在翻轉(zhuǎn)力矩的做用下，結(jié)合面的上邊可能離縫，下邊可能會(huì)被壓潰。在這次設(shè)計(jì)中，當(dāng)?shù)装迳现谎b4個(gè)螺栓時(shí)，系統(tǒng)受拉力的變形量最大，如下圖，螺栓受工作載荷FR。在工作載荷FR的作用下，螺栓組成受橫向力和翻轉(zhuǎn)力矩：橫向力 ：FR 翻轉(zhuǎn)力矩：M=FR*185為防止被聯(lián)接件之間發(fā)生相對(duì)滑移，有： 或 式中： z —— 螺栓數(shù)目； f —— 結(jié)合面間的摩擦系數(shù)， f= ~ ， 取 f=； m—— 結(jié)合面對(duì)數(shù)； Kf—— 考慮由摩擦力傳遞橫向載荷時(shí)的可靠性系數(shù)，通常 取 ； F’—— 施加載荷后螺栓所受預(yù)緊力；1. 受橫向載荷時(shí)螺栓預(yù)緊力的計(jì)算 緊螺栓聯(lián)接擰緊螺母時(shí)，螺栓螺紋部分不僅受預(yù)緊力F’所產(chǎn)生的拉應(yīng)力作用，同時(shí)還受螺栓螺栓與螺母之間的螺紋摩擦力矩下所產(chǎn)生的扭矩應(yīng)力的作用。根據(jù)第四強(qiáng)度理論及對(duì)大量螺栓擰緊的統(tǒng)計(jì)分析可證明，其復(fù)合應(yīng)力σca的計(jì)算只需將拉伸應(yīng)力σ加大30%，其強(qiáng)度條件為： 即： 則有： 2. 螺栓組工作載荷（橫向力）FR的計(jì)算如上所述： 即 ： 則最大工作載荷： 3. 傾覆力矩的計(jì)算底板為剛體，繞對(duì)稱軸線有翻轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，則力矩：在此力矩的作用下，對(duì)稱軸線上邊的螺栓被拉緊，螺栓軸向力增大。 下邊的螺栓被放松，使螺栓的預(yù)緊力減小。 4. 單個(gè)螺栓所受的工作拉力受力最大螺栓所受的由引起的工作拉力為： 螺栓所受的總工作拉力為： 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 初選 本系統(tǒng)的工作壓力為P=，活塞的運(yùn)動(dòng)速度可調(diào)節(jié)，系統(tǒng)工作時(shí)無桿腔回油，有桿腔進(jìn)油，退回時(shí)無桿腔進(jìn)油，其缸筒內(nèi)徑，無桿腔面積和有桿腔面積計(jì)算如下： 1. 有桿腔活塞有效面積A2 當(dāng)受最大推力，F(xiàn)=, 根據(jù)平衡條件有 即 ： 式中： η ——油缸的機(jī)械效率， η= 則： 2. 缸筒內(nèi)徑D 對(duì)有桿腔面積而言，有：查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得，當(dāng)工作壓力P≤10MPa時(shí)，速比取φ= 則有： 得： D=根據(jù)液壓缸內(nèi)徑系列（GB/T234880），取 D=40mm。3. 活塞桿直徑d根據(jù)上述關(guān)系有： 得： d=20mm根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB234880活塞桿直徑系列，取 d=20mm.。 4. 無桿腔的實(shí)際有效面積A1 5. 有桿腔的實(shí)際有效面積A26. 流量計(jì)算Q按《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》計(jì)算液壓缸工作時(shí)所需流量式中： η —— 容積效率， 彈性密封時(shí) 取 η=1； V1—— 活塞的速度， 根據(jù)工礦 取V1 =。則：7. 實(shí)際工作壓力P2的計(jì)算由最后確定的液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸，計(jì)算出液壓缸實(shí)際的工作壓力為：第六章 螺栓組中螺栓的受力與應(yīng)變的計(jì)算本設(shè)計(jì)中的螺栓組，是受橫向載荷，翻轉(zhuǎn)力矩的螺栓組連接。其失效形式儲(chǔ)可能時(shí)螺栓被拉斷外，還可能出現(xiàn)支架沿接合面滑移，以及在翻轉(zhuǎn)力矩作用下，接合面的上邊可能產(chǎn)生離縫。橫向載荷是靠螺栓寧緊后在結(jié)合面間產(chǎn)生的摩擦力來傳遞的。設(shè)計(jì)時(shí)，通常以連接的結(jié)合面不滑移作為計(jì)算準(zhǔn)則。而在翻轉(zhuǎn)力矩的作用下，根據(jù)螺栓變形協(xié)調(diào)條件，各螺栓的拉伸變形量與其軸線到螺栓組對(duì)稱軸線的距離成正比。 工作載荷變化時(shí)受力最大螺栓的載荷—應(yīng)變變化計(jì)算對(duì)于如圖的連接形式， 螺栓的連接形式（主視圖）如圖，當(dāng)只有4個(gè)螺栓時(shí)（分別為螺栓14），在工作載荷的作用下，螺栓組承受如下各力和翻轉(zhuǎn)力矩作用：橫向力、翻轉(zhuǎn)力矩， （左視圖）本節(jié)中，將計(jì)算當(dāng)工作載荷變化時(shí)，受力最大的螺栓8的總拉力和應(yīng)變變化值。 計(jì)算螺栓組所受的工作載荷 當(dāng)工作載荷為500N時(shí)，即橫向力FR =500N，預(yù)緊力F’如前章所計(jì)算的 F’=力矩： 計(jì)算單個(gè)螺栓所受的最大工作拉力由M引起的螺栓最大工作拉力為： 式中： FiM —— 由M引起第i個(gè)螺栓受的拉力，N； Li —— 對(duì)稱軸線到第i個(gè)螺栓的距離，mm。 螺栓所受的總拉力及應(yīng)變 式中： Fi—— 第i個(gè)螺栓受的總拉力，N； 查表得：C1/C1+C2=。 總拉力產(chǎn)生的應(yīng)變?yōu)椋? 式中： εi —— 第i個(gè)螺栓的應(yīng)變； E —— 螺栓材料的彈性模量，E=200*109MPa； A —— 螺栓的橫截面面積，mm2。 工作載荷變化時(shí)螺栓的力與應(yīng)變當(dāng)工作載荷在0 ~ 4830N之間變化時(shí)，螺栓8 所受的總拉力及應(yīng)變計(jì)算步驟同上述，可計(jì)算的總拉力及應(yīng)變?nèi)缦卤恚罕硪? 工作載荷變化時(shí)螺栓的力與應(yīng)變外載荷力F(N)應(yīng)變（104）500100015002000250030003500400045004830F1484815026（104） 外載荷——應(yīng)變線圖為：（坐標(biāo)圖1） 螺栓個(gè)數(shù)變化時(shí)受力最大螺栓的力—應(yīng)變計(jì)算1. 當(dāng)只有4個(gè)螺栓時(shí)， 橫向力FR=， 力矩 M=893698Nmm， 預(yù)緊力F’ =。單個(gè)螺栓受由M引起的最大拉力為：螺栓所受的總拉力為：總拉力產(chǎn)生的應(yīng)變?yōu)椋? 上述各式中的符號(hào)意義同前。2. 當(dāng)裝有5個(gè)螺栓時(shí)，受力最大的螺栓仍為螺栓8橫向力 FR=， 力矩M=893698 Nmm ， 預(yù)緊力為： 受橫向載荷的螺栓組聯(lián)接中的相同由M引起的單個(gè)螺栓受最大拉力為： 而由公式 得 螺栓所受總拉力為：總拉力產(chǎn)生的應(yīng)變?yōu)椋荷鲜龈魇街械姆?hào)意義同前。同理，當(dāng)螺栓的個(gè)數(shù)從4~14增加時(shí)，各螺栓所受的總的工作拉力F及其應(yīng)變?chǔ)啪捎缮鲜霾襟E計(jì)算，得出表2表二 螺栓個(gè)數(shù)變化時(shí)受力最大螺栓的力—應(yīng)變計(jì)算 螺栓個(gè)數(shù) 力F(N)應(yīng)變 4567891011121314F1 F7 F8 F141 7 8 1456285183x104x104x104x104x104x104x104x104x104 x104x104F2 F6` F9 F13 2 6 9 13F9=F6=F9=F6=F9=F13=8578F6=F9=F13=F2=67079=6=9=6=9=13=x1046=9=13=2=x104x104x104x104x104x104F3 F5 F10 F123 5 10 12F10=F5= F10 =F5=F10 =F12=F5= F10 =F12=F3=494810=5=10=5=10=12=5=10=12=3=F4 F11 4 11 F11=11=受力最大的螺栓8的總工作拉力F隨螺栓個(gè)數(shù)變化線圖為：F(N)個(gè)數(shù)、8的總工作拉力F隨螺栓個(gè)數(shù)變化線圖受力最大的螺栓8的應(yīng)變?chǔ)烹S螺栓個(gè)數(shù)變化線圖為：（104） 個(gè)數(shù) 受力最大的螺栓8的應(yīng)變?chǔ)烹S螺栓個(gè)數(shù)變化線圖第七章 液壓系統(tǒng)原理圖的設(shè)計(jì) 擬定液壓系統(tǒng)原理圖的相關(guān)注意事項(xiàng) 在確定了上述問題的基礎(chǔ)上，就可以擬定和繪制初步的液壓系統(tǒng)原理圖。其中擬定液壓系統(tǒng)原理圖是液壓設(shè)計(jì)中地一個(gè)重要的步驟，這一不要做的工作就是合理應(yīng)用液壓基本回路有關(guān)的知識(shí)和各種液壓元件的基本特及功能的指示，組成一個(gè)滿足實(shí)驗(yàn)臺(tái)要求的液壓系統(tǒng)。但是能夠滿足同樣要求的液壓系統(tǒng)不會(huì)是唯一的，肯定會(huì)有多種形式和結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)要從不同的系統(tǒng)中選擇最佳方案。在擬定液壓系統(tǒng)原理圖同時(shí)時(shí)，還應(yīng)該特別注意分析國內(nèi)外類似設(shè)計(jì)中的液壓系統(tǒng)。并從分析比較當(dāng)中吸取精華，為自己所用。在前人工作成果的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，這對(duì)比較缺乏經(jīng)驗(yàn)的我們來說非常重要的，這樣可以避免重復(fù)性的工作和少走彎路，成功地把握會(huì)大大增大，也應(yīng)當(dāng)要防止一味的照搬照抄，脫離實(shí)際造成浪費(fèi)。在繪制液壓系統(tǒng)原理圖時(shí)，常需注意下面幾個(gè)重要的問題：，避免出現(xiàn)多余回路或多余元件和裝置，不必要的復(fù)雜化，不僅浪費(fèi)，而且會(huì)導(dǎo)致故障的增加，多消耗能量，使油液發(fā)熱，維修不方便。應(yīng)當(dāng)遵循的原則是：完成的動(dòng)作要求使用的元件越少越好，回路越簡(jiǎn)單越好。對(duì)于系統(tǒng)所用的每個(gè)元件的作用都應(yīng)能夠說明，否則該元件就是多余的，一定要取消。設(shè)計(jì)時(shí)，還必須盡力使系統(tǒng)及區(qū)援建符合標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化的“三化”的原則，極可能的選用標(biāo)準(zhǔn)件與通用件，只有在滿足不了要求的情況下，才可以設(shè)計(jì)專用的非標(biāo)件。，要防止互相干擾和影響。例如用一臺(tái)油泵向幾個(gè)油缸或馬達(dá)供油，當(dāng)其中一個(gè)油缸的負(fù)載突然降低時(shí)，會(huì)使并聯(lián)的其他所有的油缸或馬達(dá)的壓力也隨之降低，建立不起壓力，因而不能正常工作。如果幾個(gè)油缸的耗油量和工作壓力相差很大時(shí)，就應(yīng)考慮用多臺(tái)油泵分別單獨(dú)供油，或裝設(shè)單向閥、減壓閥、順序閥等，以便控制油缸或馬達(dá)完成規(guī)定的動(dòng)作。，盡量提高設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率。當(dāng)系統(tǒng)有過在危險(xiǎn)存在時(shí)，應(yīng)裝設(shè)安全閥；還應(yīng)考慮夫在突然消失造成工作機(jī)構(gòu)飛車的可能性。對(duì)于垂直運(yùn)動(dòng)的大質(zhì)量負(fù)載，要有平衡和限速裝置，某些精密元件由于油溫過高或污染，開始引起卡住失靈現(xiàn)象，要對(duì)其凈化裝置尤為注意。為了防止和及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，在此較重要的液壓系統(tǒng)中，應(yīng)當(dāng)裝設(shè)諸如故障顯示信號(hào)燈、油溫報(bào)警器信號(hào)、自動(dòng)停車及停車按鈕等。對(duì)關(guān)鍵性和易出故障的裝置要考慮配有備用件。 、噪聲、漏油污染環(huán)境等，對(duì)高溫、低溫、潮濕、腐蝕、灰塵等使用場(chǎng)合，要有專門的措施。要特別注意液壓系統(tǒng)的安裝、操作和經(jīng)常性地維護(hù)檢修方便以及對(duì)操作者可靠的安全保護(hù)措施。這些方面的問題往往被缺乏操作經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者忽略，結(jié)果是系統(tǒng)本身合理，但卻不受使用和操作人員的歡迎，也不能算是成功之作。，防止系統(tǒng)過熱。這要求在選擇回路以及在組成系統(tǒng)的整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)力求減少系統(tǒng)壓力和容積損失。它涉及的面廣，比如：要注意選用干效率的液壓元件、輔件；正確選用液壓油；合理選擇油管內(nèi)徑，盡量減少油管長(zhǎng)度和彎曲處；采用效率較高的壓力、流量和功率適應(yīng)回路等。，在擬定液壓系統(tǒng)時(shí)，就應(yīng)在需要檢測(cè)系統(tǒng)參數(shù)的地方設(shè)置公益街頭以便于安裝檢修儀表。 本系統(tǒng)液壓原理圖的擬定由于本設(shè)計(jì)中的液壓系統(tǒng)的作用只是進(jìn)行施加載荷，目的單一，故而系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，元件較少，綜合考慮各遠(yuǎn)見的作用，把它們有機(jī)、合理地組合在一起，擬定出實(shí)驗(yàn)臺(tái)液壓加載系統(tǒng)原理圖如下：該實(shí)驗(yàn)臺(tái)的動(dòng)力來源于電動(dòng)機(jī)，它驅(qū)動(dòng)該實(shí)驗(yàn)臺(tái)的壓力油源——液壓泵，液壓泵出口裝單向閥防止油液對(duì)系統(tǒng)造成沖擊，當(dāng)壓力達(dá)到系統(tǒng)工作壓力時(shí)，壓力繼電器將油液的的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，以控制電磁換向閥動(dòng)作。電磁換向閥的電磁鐵獲得壓力繼電器的電信號(hào)后得電執(zhí)行動(dòng)作，以控制液壓缸的動(dòng)作。溢流閥對(duì)系統(tǒng)定壓。油箱出口安裝濾油器避免油箱油液中的雜質(zhì)進(jìn)入系統(tǒng)。 結(jié)論，具有許多優(yōu)點(diǎn)，比如：在螺栓的尾端貼應(yīng)變片，在與傳感器相連，通過傳感器與計(jì)算機(jī)相連通，便可直接測(cè)試螺栓應(yīng)變，測(cè)試結(jié)果也可直接從計(jì)算機(jī)上得出；在活塞桿和托架之間安裝一個(gè)壓力傳感器，通過計(jì)算機(jī)可方便的測(cè)的系統(tǒng)壓力和隨時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)壓力，測(cè)試簡(jiǎn)單可靠。，且泵站、測(cè)試操作臺(tái)和油箱之間留有不同的距離，所以制造加工容易，拆裝維修方便。，大多采用標(biāo)準(zhǔn)件，也降低了實(shí)驗(yàn)臺(tái)的成本。第八章 液壓元件的選擇、設(shè)計(jì)計(jì)算液壓缸是液壓系統(tǒng)地執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是將液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的能量的轉(zhuǎn)換裝置。 確定壓力P1. 額定壓力Pn： 即公稱壓力，是液壓缸用以長(zhǎng)期工作的壓力。根據(jù)GB2436—， MPa。2. 最高允許壓力Pmax：是液壓缸在瞬間所能承受的極限壓力，一般有：Pmax≤(MPa)對(duì)于本系統(tǒng)最高允許壓力 Pmax=1防塵圈 2 O型密封圈 3 螺釘 4壓蓋 5U型密封圈 6法蘭盤7 導(dǎo)向套8 缸蓋9 支撐環(huán)10出油口 11 拉桿 12 缸體13 前緩沖柱塞 14 導(dǎo)向環(huán) 15 活塞 16 缸蓋 17 整體排氣閥18 后緩沖柱塞 19 進(jìn)油口 20 螺柱 21 螺母 22活塞桿 液壓缸結(jié)構(gòu)圖 缸筒參數(shù)及尺寸的確定在第五章中，已經(jīng)對(duì)缸筒的參數(shù)作了計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如下：最大推力 F