【正文】 100401255016063200五、機身液壓缸設計缸筒的設計（1）材料的選擇 1）要求有足夠的強度和沖擊韌性，對焊接的缸筒還要求有良好的抗熱性能，取鑄鋼為材料。 2）缸筒毛坯，普通采用退火的冷拔或熱處理。（2）對缸筒的要求 1）有足夠的的剛度，能長期承受最高工作壓力及短期動態(tài)，試驗壓力不至于導致永久的變形。 2）有足夠的的剛度，能承受活塞的側向力和安裝的的反作用力而不致產(chǎn)生彎曲。 3）內(nèi)表面的一活塞的密封件的摩擦力的作用下，能長期工作而磨損少于公差等級及形位公差等級足以保證活塞密封件的密封性。 4）需焊接的缸筒還要求有良好的可焊性，以便在焊接上法蘭盤接頭后，不致于產(chǎn)生裂紋或過大的變形。 (3) 液壓缸的設計計算1）驅動力作的確定 根據(jù)公式 算得 2）液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d的確定 因為是單活塞桿，所以由公式 （2—1）式中 ——液壓缸工作壓力， 活塞桿直徑可由d/D值算出,由計算所得的D與d值分別按表圓整到，相 近的標準直徑，以便采用標準的密封元件。 查表得，D圓整為200mm，所以d==100 mm 3）液壓缸壁厚和外徑的計算 液壓缸的壁厚由液壓缸的強度條件來計算。 液壓缸的壁厚一般是指缸筒結構中最薄處的厚度，從材料力學可知，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應力分布規(guī)律因壁厚的不同而各異。一般計算時可氛圍薄壁圓筒和臂厚圓筒。 液壓缸的內(nèi)徑D與其壁厚的比值的圓筒稱為薄壁圓筒。起重運輸機械和工程機械的液壓缸，一般用無縫鋼管材料，大多屬于薄壁圓筒結構，其壁厚按薄壁圓筒公式計算 因為材料是鑄鋼，所以取=108MPa把數(shù)據(jù)代入上式可一得到所以圓整壁厚為15mm在低壓液壓系統(tǒng)中，按上式計算所得液壓剛液壓缸的壁厚往往很小，使的缸體的剛度往往很不夠，如在切削加工過程中的變形、安裝變形等引起液壓缸工作過程卡死或漏油。因此一般不作計算，按經(jīng)驗選取，必要時按上式進行校核。對于時，應按材料力學中的壁厚圓筒公式進行壁厚的計算。液壓缸的壁厚算出后，即可求出缸體的外徑為 所以mm。4）液壓缸工作行程的確定 液壓缸工作行程長度，可根據(jù)執(zhí)行機構實際工作的最大行程來確定，并參照表2—6中的系列尺寸來選取標準值。根據(jù)工作要求，選工作行程為500mm。5）缸蓋厚度的確定 一般液壓缸多為平底缸蓋，其有效厚度t按強度要求可用下面?zhèn)z式進行近似計算。 有空時 把數(shù)據(jù)代入公式，圓整后得t=50mm。6）最小導向長度的確定 對一般的液壓缸，最小導向長度H應該滿足以下要求： 因為 L=500mm D=200mm代入公式 mm 活塞的寬度B=（~）D。缸蓋滑動支承面的長度；根據(jù)液壓缸的內(nèi)徑D而定； 當D80mm時,取所以取 又因為D80mm, 所以7) 缸體長度的確定 液壓缸缸體的內(nèi)部長度應等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外型長度還要考慮到倆端端蓋的厚度。一般液壓缸缸體長度不應大于內(nèi)徑的20~30倍。 所以缸體的長度8）缸體與缸蓋的連接形式 缸體端部與缸蓋的連接形式與工作壓力、缸體材料以及工作條件有關，所以選用拉桿連接。9）活塞桿與活塞的連接結構 查表可得，選用整體式結構。10）活塞桿導向部分的結構機身主要完成上下移動的動作，由于工作行程較長，故選用導向套和花鍵軸做導向裝置。11）活塞及活塞桿處密封圈的選用查表得選用O形密封圈。12）液壓缸的緩沖裝置查表選用環(huán)狀間隙式節(jié)流緩沖裝置。13) 液壓缸的安裝連接結構14）液壓缸的安裝形式根據(jù)設計的要求采用LB軸向地角型安裝形式。15）液壓缸進、出油口形式及大小的確定液壓缸的進、出油口，可布置在端蓋或缸體上。對于活塞桿固定的液壓缸，進、出油口可設計在活塞桿端部。如果液壓缸無專用的排氣裝置，進、出油口應設在液壓缸的最高處，以便空氣能首先從液壓缸排出。進、出油口的形式一般選用螺孔或法蘭連接。根據(jù)表2—14選取。 六、電纜掛鉤機械手的整體裝配及其二維工程圖的生成 電纜掛鉤機械手的整體裝配機械手裝配圖如下： 各個部分的三維圖 液壓控制原理圖及PLC控制原理圖 液壓源回路：主回路由油箱，過濾器，液壓源和溢流閥組成。溢流閥保證液壓源輸出壓力為定值。過濾器過濾油箱中的雜質，使進到系統(tǒng)中區(qū)的油液的污染度降低，保證系統(tǒng)正常工作。 腰部活塞缸回路:在該回路中，腰部活塞缸提供上下移動自由度。一個三位四通閥控制油路。 擺動缸回路：一個三位四通閥控制油路。行程開關控制轉動的角度，改變行程開關的位置，可以改變轉動的角度。 手部夾緊缸回路：一個三位四通閥控制油路 。下面為PLC控制原理圖： 八、 心得體會這次專業(yè)課程設計綜合運用了材料力學，機械設計，PLC，液壓傳動，機電一體化等諸多專業(yè)學科的知識，密切結合生產(chǎn)實踐，解決一個具體的設計問題，對理論知識和綜合能力提出了較高的要求。設計過程中首先要運用機械設計學和機械系統(tǒng)設計，結合實際工作環(huán)境和實際操作功能情況，確定總體設計方案。同時，還要運用液壓傳動和機電傳動控制等知識，設計驅動系統(tǒng)和電控系統(tǒng)，并進行各部件的結構設計和校核。這次課程設計的綜合性很強，要求我們用所學的知識都運用到設計過程中。在本次課程設計中，我主要負責機械手手臂部分的設計，對于出現(xiàn)的疑問，能夠運用專業(yè)知識加以分析解決，在設計的過程中，進一步熟悉了如何正確的使用參考文獻和標準規(guī)范，加強了自己的學習效果和實際的應用能力，并提高了操作proe的熟練程度，大大提高了用計算機設計繪圖的能力！自己在這次設計中，無論是創(chuàng)新能力，設計能力還是團隊合作能力，都得到很好的鍛煉和提高，為將來的工作和進一步發(fā)展打下了堅實的專業(yè)基礎。同時，我深刻體會到了團隊合作在進行設計過程中的重要性，要集思廣益，通力合作，才能提高效率！在老師的指導下，我們小組緊密團結，密切配合，順利完成了本次專業(yè)課程設計！九、參考文獻【1】 《機械設計及自動化專業(yè)課程設計指導書》，楊曉紅主編 ，華北電力大學，2006【2】 《機械設計（基礎）課程設計》（第二版），陳立新主編 ，中國電力出版社，2002【3】 《機械設計簡明手冊》，駱素軍 朱詩順主編， 化學工業(yè)出版社，2000【4】 《機械工程手冊》（卷10）沈鴻主編 機械工業(yè)出版社，1982【5】 《液壓系統(tǒng)設計簡明手冊》，楊培元，朱福元主編，機械工業(yè)出版社，【6】 《現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術》(第三版)，王永華主編，北京航空航天大學出版社【7】 《工業(yè)機械手》，張建民編，北京理工大學出版社32 / 3