【正文】 431kg,α=300 故代入數(shù)據(jù)得 δ=2Ψmω/cos178。α=2 cos/ ? 178。300 = 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 最大卸荷力 0F 的確定 為了減少傳到車身上的沖擊力，當(dāng)減振器活塞振動(dòng)速度達(dá)到一定值時(shí)，減振器打開卸荷閥。此時(shí)活塞速度成為卸荷速度 zv 。 zv =Aωcosα=A mc/ cosα （ ） 式中， zv 為卸荷速度， A 為車身振幅，取 ? 40mm 代入數(shù)據(jù)得： zv =40 ?030co s431/ 伸張行程時(shí)的阻尼系數(shù)為 δ=，在伸張行程的最大卸 荷力為 0F =δ zv == 筒式減振器工作缸直徑 D 的確定 根據(jù)伸張行程的最大卸荷力 F0 計(jì)算工作缸直徑 D 為 D=)1]([ 4 20 ?? ?p F （ ） 式中， [p]為工作缸最大允許壓力，取 ； λ為連桿直徑與缸筒直徑比，雙筒式減振器取 λ=； 代入數(shù)據(jù)得： D=)1]([ 4 20 ?? ?p F=)( 2??? ? =20mm 減振器的工作缸直徑 D 有 20mm、 30mm、 40mm、（ 45mm） 50mm、 65mm 等，選取直徑 D=30mm。 儲(chǔ)油筒直徑 sD ==45mm，材料選 45 鋼。 筒式減振器活塞行程的確定 減振器活塞行程即液壓缸的工作行程。液壓缸的工作行程長度，可以根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大行程來確定，參照表 和表 設(shè)計(jì)要求來選取標(biāo)準(zhǔn)值，故選取活行程為 200mm。 液壓缸壁厚、缸蓋、活塞桿長度的計(jì)算及校核 液壓缸的壁厚的計(jì)算 液壓缸的壁厚一般指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的壁厚。當(dāng)缸筒壁厚 δ與內(nèi)徑 D 的比值小于 時(shí)，稱為薄壁缸筒。壁厚按照材料力學(xué)薄壁 圓通公式計(jì)算。 計(jì)算公式如下式： ][2?? DPy? （ ） 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 式中 yP —— 實(shí)驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的（ ~）倍； Δ—— 液壓缸壁厚； D—— 液壓缸內(nèi)徑； [ζ]—— 缸筒材料的許用應(yīng)力。其值為： [ζ]=100~110MPa. 計(jì)算得： ??][2?? DPy 66 101002 ?? ??? = 表 復(fù)原阻力和壓縮阻力取值 （ N） 工作缸直徑 D（ mm） 復(fù)原阻力 壓縮阻力 20 2001200 不大于 600 30 10002800 不大于 1000 40 16004500 4001800 （ 45） 25005500 6002021 50 40007000 7002800 65 500010000 10003600 表 減振器活塞行程 （ mm） 工作缸直徑 D 活 塞 行 程 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 20 － － － － － － － － － － － 30 － － － － － － － － － － 40 － － － － － － － － 45 － － － － － － 50 － － － － 65 － － 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 表 減振器設(shè)計(jì)尺寸 （ mm） 工作缸 直徑 D 基長 貯液筒最大外徑 1D 防塵罩最大外徑 2D 壓縮到底長度 minL 允差 最大拉伸長度 maxL 允差 1l （ HH型） 3l （ CG 型） 2l （ HG 型） （ GH 型） 20 90 70 80 34 40 +3 負(fù)值不限 +4 負(fù)值不限 3 正值不限 4 正值不限 30 120 86 103 48 56 40 160 120 140 65 75 （ 45） 70 80 50 190 120 155 80 90 65 210 130 170 90 102 注： 基長 1 2 3()lll、 、 為設(shè)計(jì)尺寸，其值為 minLS? 。 S 為行程。 壓縮到底長度 minL l S?? 。 最大拉伸長度 max 2L l S?? 。 在中低壓液壓系統(tǒng)中，按上式計(jì)算所得的液壓缸壁厚往往很小，是缸體的剛度不夠，如在切削過程中的變形、安裝變形等引起液壓缸工作過程卡死或漏油。因此一般不做計(jì)算，按經(jīng)驗(yàn)取值，然后進(jìn)行校核。 缸筒內(nèi)徑確定后，由強(qiáng)度條件確定 壁厚；然后求出缸筒外徑 1D 。 當(dāng)缸筒壁厚 δ與內(nèi)徑 D 的比值小于 時(shí)稱為薄壁缸筒厚的校核按照材料力學(xué)薄壁圓筒公式計(jì)算。在設(shè)計(jì)中選定的缸筒壁厚為 2mm，內(nèi)徑為 30mm。 ?D? ? 因?yàn)楸戎敌∮?，故 ][2?? DPy? （ ） 式中 p—— 液壓缸的最大工作壓力； Δ—— 缸筒材料的抗拉強(qiáng)度極限； 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 N—— 安全系數(shù)，一般取 n=5。 [ζ]—— 活塞桿材料的許用應(yīng)力， [ζ]= b? /n。 設(shè)計(jì)中的工作壓力 3MPa 內(nèi)徑 D 已知為 30mm。查閱 GB699—88 取 b? =376MPa。 [ζ]= 5376?MPa ][2?? DPy?= ? ??= 設(shè)計(jì)的壁厚為 2mm， 1D =34mm符合強(qiáng)度要求。 液壓缸的穩(wěn)定性驗(yàn)算 按照材料力學(xué)的理論，一根受壓的直桿，在其軸向負(fù)載超過穩(wěn)定臨界力 KF 時(shí)，即失去原有狀態(tài)下的平衡，稱為失穩(wěn)。對(duì)液壓缸其穩(wěn)定條件為 KKFF n? （ ） 式中 F—— 液壓缸最大推力； KF —— 液壓缸的穩(wěn)定臨界力； Kn —— 穩(wěn)定性安全系數(shù)，一般取 Kn =2～ 4。 液壓缸的穩(wěn)定臨界力值與活塞桿和缸體的材料 、長度、剛度、及其兩端的支撐狀況等因素有關(guān)。 220 ?? 因?yàn)楫?dāng) 10ld? 時(shí)要進(jìn)行穩(wěn)定性校核，依據(jù)長度折算系數(shù)知 320 2021ld ?? 故需要對(duì)液壓缸進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算，由式（ ）與式（ ）可知： 1 22 0lrr?? ??? （ ） 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 22( 0 .1 6 )640 .2 5( 0 .1 6 )4IrA???? ? ?? （ ） 得： 11 2 2 0 1 2 2 08800 . 2 5r????? ? ? ? 表 穩(wěn)定校核相關(guān)系數(shù) 材 料 A B λ1 λ2 鋼（ Q235） 3100 105 61 鋼（ Q275） 4600 100 60 硅 鋼 5890 100 60 鑄 鐵 7700 120 80 — 由下式計(jì)算： 22()k EIF l??? （ ） 222 1 1 429()2. 1 10 [ ( 0. 16 ) ]64( 0. 7 0. 22 )2. 0 10kEIFlN?????? ? ? ????? KKFF n? （ ） 41 3 4 3 1 0 45 .3 7 2 1 0 [ ]KKKF F nF??? ? ?? ? ? 經(jīng)過校核，液壓缸穩(wěn)定性符合要求。 缸蓋厚度的計(jì)算 一般液壓缸多為平底缸蓋，其有效厚度 t 按強(qiáng)度要求可以用下面兩式進(jìn)行近似計(jì)算。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 無孔時(shí) ][ 2 ?yPDt ? （ ） 有孔時(shí) )]([ 02 22 dD DPDt y ?? ? （ ） 式中 t—— 缸蓋有效厚度； D2 —— 缸蓋止口內(nèi)徑； 0d —— 缸蓋空的直徑； [ζ]—— 材料許用應(yīng)力； yP —— 實(shí)驗(yàn)壓力； 因?yàn)榛钊麠U的直徑為 18mm，所以 0d =18mm，而儲(chǔ)液筒的最大外徑 46mm，除去筒壁厚度 2m, D2 =42mm。 經(jīng)計(jì)算得 t) ( 04 6?? ?????= 活塞桿的計(jì)算 減振器活塞桿（或前叉管）承受來自活塞和連桿部件拉伸和壓縮載荷以及或大或小的側(cè)向力。因其表面粗超度對(duì)減振器滲漏油影響較大 ，在減振器所有零部件中被列為 A 類件。其要求必須有足夠的強(qiáng)度、剛度和較低的表面粗糙度。 活塞桿（或前叉管）材料一般采用 3 4 40Cr 等冷拉圓鋼，其硬度為HRC18~HRC32。取活塞桿的材料為 45 鋼，硬度為 HRC18。 由于活塞的行程 S 為 200mm，活塞桿的長度應(yīng)該大于活塞的行程，初步確定活塞桿的長度為 340mm。 對(duì)桿強(qiáng)度進(jìn)行校核 活塞桿的強(qiáng)度校核，前面已知活塞的復(fù)原阻力和壓縮阻力分別是 1800N 和 700N。 液壓缸的穩(wěn)定性驗(yàn)算，按照材料力學(xué)的理論，其穩(wěn)定條件為 DnFF kk? （ ） 式中 F—— 液壓缸最大推力； kF —— 液壓缸的穩(wěn)定臨界力； 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 kn —— 穩(wěn)定性安全系數(shù)，一般取 kn =2~4。 液壓缸的穩(wěn)定性臨界力值與活塞桿和缸體的材料、長度、剛度及其兩端的支撐狀況等因素有關(guān)。 l/d=220/16= 當(dāng) l/d 的比值大于 10 時(shí)要進(jìn)行穩(wěn)定性校核，經(jīng)過校核穩(wěn)定性符合條件。 rvl?? =220/r （ ） AI??= （ ） 10 .7 2 2 0 0 .7 2 2 06160 .2 5r????? ? ? ? 由歐拉公式計(jì)算 2 11 42 10 ( )64 10( ) ( )k EIFNl????? ? ? ?? ? ? ?? KKFF n? 413 43 10 4 5. 37 2 10 [ ]K K KF F n F? ? ? ? ? ? ? ? 因此，符合要求。 62212 1013 434)( 4 ??? ?????? dd F?? （ ） 式中 d1—— 空心活塞桿內(nèi)徑，對(duì)實(shí)心桿， d1=0。 活塞桿材料的許用應(yīng)力 ns?? ?][ ， s? 為材料的屈服強(qiáng)度，安全系數(shù) n=～ 2，系數(shù)越高，安全性越好，取 n為 2。 6 62 1 6 1 0[ ] 1 0 8 1 02? ?? ? ? 故 ? ?s??? ，符合要求。 活塞桿穩(wěn)定性的校核 當(dāng)活塞桿的長徑比 l/d 大于 10，且活塞桿承受壓力時(shí)，需要對(duì)壓桿穩(wěn)定性進(jìn)行校核。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 1 0 .7 0 .2 64 5 .50 .0 0 4l