【文章內容簡介】 ） （3）慣性載荷 一般機械取，所以， 除外載荷外，作用于活塞桿上的載荷還包括液壓密封處的摩擦阻力，一般估算為： （4） 液壓缸的機械效率，一般取 ； 則： 液壓缸不同負載時的工作壓力表2如下：表2 液壓缸不同載荷時的工作壓力表載荷工作壓力故取工作壓力. 圖8為活塞桿受壓狀態(tài)，圖9為受拉狀態(tài) 圖8 活塞桿受力圖（a） 圖9 活塞桿受力圖(b)活塞桿受壓時：，活塞桿受拉時：式中——無桿腔活塞有效作用面積；——有桿腔活塞有效作用面積； ——液壓缸工作腔壓力；——液壓缸回油壓力；一般液壓缸在受力狀態(tài)下工作，其活塞面積為： （5） 運用和關系令，其值是由下表選擇。如表3所示：表3 按工作壓力選取d/D工作壓力 MPa＜~＞d/D ~ ~ 所以可以得出活塞的直徑： （6） 所以，（）， 根據所計算出的結果表4中選擇標準的尺寸。表4 活塞桿和液壓缸直徑速比缸徑24022502863354580455690566010060701106380 速比缸徑212570901408010016090100180100125200110140220125250140所以選擇?；钊麠U直徑的強度在高壓系統(tǒng)中要進行校核： ——活塞桿材料的許用應力，初選材料為20鋼，則許用應力為80MPa。又根據設計需要，（軸承的配合，螺釘的安裝等）此活塞桿為空心桿。令空心桿內徑，空心桿外徑。由于 （7） ——空心桿直徑； ——空心桿內徑； ——空心桿外徑； ——抗扭矩截面系數；所以有空心桿壁厚。 則設計符合要求。 油缸壁厚的設計對于低壓系統(tǒng)或當時，油缸的壁厚有： （8） ——缸筒試壓力，當時，當時， []——缸筒材料的許用應力，20鋼，[]=100Mpa,所以，根據結構需要取。 油缸長度的確定 液壓缸的缸筒長度由最大工作行程決定，缸筒的長度一般最好不超過其內徑20倍。即，設計任務書上給定了伸縮單行程為100m，即取L=135mm。 油口直徑的計算液壓缸的油口直徑根據活塞最高運動速和油口最高液流速度而定， （9）因為，其中，； 式中 ——無桿腔活塞有效作用面積； ——有桿腔活塞有效作用面積； ——活塞直徑 （）； ——活塞桿直徑 （）；由行程L初定換刀過程所用時間為1秒,。令無肛腔進油速，則有桿腔進油速度。所以，液流速度大小等于有桿腔進油速, 即.故。 缸底厚度計算（缸底有油孔）因為考慮到缸底有油孔，所以計算公式有：圖10 液壓缸缸底 （10）式中 ——缸底厚度； ——液壓缸內徑； ——試驗壓力； ——缸底材料許用應力；選取材料為20無縫鋼管， 。 液壓回轉缸的設計 回轉缸內徑的計算作用在動片上的載荷力矩有以下關系：， （11）式中——工作阻力矩（） ——所有回轉缸密封處的摩擦阻力矩（）， ， ，； ——參與回轉運動的零部件，在啟動時產生的慣性力矩（）；； （12）——齒輪回轉時，在啟動運動過程中的角加速度（）；——角速度變化量（），；——啟動過程時間，一般為令； ——參與回轉運動零部件，對回轉軸的轉動慣量（）；——參與回轉運動的刀柄對重心轉動慣量（）；——刀柄與機械手的總重量（）；——刀柄與機械手的重心到回轉軸的距離（）由理論力學得公式，則 （13） 由于背壓力有如下規(guī)定：。 。 回轉液壓缸的進油腔壓力油液，作用在動片上的合成液壓力矩即驅動力矩， 回轉缸內徑的計算：根據 （14）式中 ——回轉缸內徑（）； ——作用在動片的外載荷力矩； ——回轉液壓缸的工作壓力（）； ——動片寬度（）； ——輸出軸與動片聯接處的直徑（）；初步設計時按選取。為減少動片與輸出軸的聯接螺釘所受的載荷與動片的懸伸長度，選擇動片寬度（即液壓缸寬度）時，可選用 ——回轉液壓缸的內徑（）；由于慣性力矩必須大于所有摩擦力矩才能使回轉葉片動，即 所以由以上代數式子可以得到： ，代入上面的式子得，得出：；根據所選花鍵軸與之配合取，則。 回轉缸壁厚的計算對于低壓系統(tǒng)或當時，回轉缸的壁厚有： （15） ——缸筒試壓力，當時，當時， []——缸筒材料的許用應力，20鋼，[]=100Mpa；由于設計需要，雖其工作壓力較小，為了滿足穩(wěn)定性，強度及結構的要求取。 缸蓋聯接螺釘計算當工作壓力時應有，初取。螺釘數目Z由公式得：（取）。式中 ——螺釘中心所在圓的直徑；在這種聯接中每個螺釘在危險剖面上所承受的拉力是工作載荷與剩余鎖緊力之和，即： （16）式中 ——工作載荷（）； ——螺釘數目； ——油缸內油液工作壓力（）； ——剩余鎖緊力，歲于要求緊密的聯接取因此，螺釘的強度條件有： （17）式中 ——計算載荷，；這里只考慮靜載荷； ——許用拉應力，（）； ——螺釘材料的屈服極限（）這里選擇45鋼，所以=3600；（參考工業(yè)機械手設計基礎，李允文編） ——安全系數，一般，取。則有 根據設計需要取 動片輸出軸聯接螺釘計算 動片是輸出軸用螺釘聯接的結構，聯接螺釘一般對稱安裝，并用銷釘定位。聯接螺釘的作用：使動片與輸出軸的配合面緊密接觸不留間隙。當油腔通壓油時，動片受油壓作用產生一個合成液壓力矩來克服輸出軸上所受的載荷力矩，動片所受的力矩的平衡條件有： 式中 ——每個螺釘的預緊力（N）； ——動片的寬度（m）； ——回轉液壓缸的工作壓力（）； ——動片外徑（m）； ——動片與輸出軸配合處直徑（m）； ——螺釘數目； ——被連接件配合面間的摩擦系數，鋼對鋼取。螺釘的強度條件為： （18）因為，，。所以有： 又 螺釘的強度條件為 由已知條件可得： 故設計滿足要求。 本章小結本章主要是對液壓傳動系統(tǒng)進行設計，該設計中的液壓系統(tǒng)主要由一個液壓缸和一個擺動液壓缸（回轉液壓缸）兩部分組成。本章的任務是綜合運用所學的知識，通過計算研究，了解與收集有關先進技術，結合實際情況，力求設計出質量好、效率高、結構簡單和操作維護方便的液壓傳動系統(tǒng)，回轉液壓缸是選用的雙葉片式擺動液壓馬達。4 花鍵軸的設計 花鍵軸的計算 軸的材料選擇軸的材料種類很多，設計時主要根據對軸的強度、剛度、耐磨性等要求，以及為實現這些要求而采用的熱處理方式，同時考慮制造工藝問題加以選用，力求經濟合理。軸常用的材料是3450優(yōu)質碳素鋼，最常用的是45鋼。對于受載較小或不太重要的軸，也可用、等普通碳素鋼。對于受力較大，軸的尺寸和重量受到限制，以及有某些特殊要求的軸，可采用合金鋼。根據設計要求由機械設計手冊4分冊軸的材料,如下表5和6所示:表5 軸的材料型號熱處理毛坯直徑硬度45調質200表6 軸的性能機械性能許用彎曲應力650360270155[]60[]100[]220 軸徑的初步計算由于液壓執(zhí)行元件的最大工作壓力與管路上的損失因素則,前面已經計算出液流速度,回轉缸直徑,則 , （19）