【正文】 100401255016063200五、機(jī)身液壓缸設(shè)計缸筒的設(shè)計（1）材料的選擇 1）要求有足夠的強(qiáng)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(dǎo)致永久的變形。 2）有足夠的的剛度，能承受活塞的側(cè)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(shè)計計算1）驅(qū)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(biāo)準(zhǔn)直徑，以便采用標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)度條件來計算。 液壓缸的壁厚一般是指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度，從材料力學(xué)可知，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)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(yùn)輸機(jī)械和工程機(jī)械的液壓缸，一般用無縫鋼管材料，大多屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，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(jìn)行校核。對于時，應(yīng)按材料力學(xué)中的壁厚圓筒公式進(jìn)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(jī)構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)度要求可用下面?zhèn)z式進(jìn)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(dǎo)向長度的確定 對一般的液壓缸，最小導(dǎo)向長度H應(yīng)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(dāng)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(yīng)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(yīng)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(guān)，所以選用拉桿連接。9）活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu) 查表可得，選用整體式結(jié)構(gòu)。10）活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)機(jī)身主要完成上下移動的動作，由于工作行程較長，故選用導(dǎo)向套和花鍵軸做導(dǎo)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(jié)構(gòu)14）液壓缸的安裝形式根據(jù)設(shè)計的要求采用LB軸向地角型安裝形式。15）液壓缸進(jìn)、出油口形式及大小的確定液壓缸的進(jìn)、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(jìn)、出油口可設(shè)計在活塞桿端部。如果液壓缸無專用的排氣裝置，進(jìn)、出油口應(yīng)設(shè)在液壓缸的最高處，以便空氣能首先從液壓缸排出。進(jìn)、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(jī)械手的整體裝配及其二維工程圖的生成 電纜掛鉤機(jī)械手的整體裝配機(jī)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(zhì)，使進(jìn)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(guān)控制轉(zhuǎn)動的角度，改變行程開關(guān)的位置，可以改變轉(zhuǎn)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(shè)計綜合運(yùn)用了材料力學(xué)，機(jī)械設(shè)計，PLC，液壓傳動，機(jī)電一體化等諸多專業(yè)學(xué)科的知識，密切結(jié)合生產(chǎn)實踐，解決一個具體的設(shè)計問題，對理論知識和綜合能力提出了較高的要求。設(shè)計過程中首先要運(yùn)用機(jī)械設(shè)計學(xué)和機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計，結(jié)合實際工作環(huán)境和實際操作功能情況，確定總體設(shè)計方案。同時，還要運(yùn)用液壓傳動和機(jī)電傳動控制等知識，設(shè)計驅(qū)動系統(tǒng)和電控系統(tǒng)，并進(jìn)行各部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和校核。這次課程設(shè)計的綜合性很強(qiáng)，要求我們用所學(xué)的知識都運(yùn)用到設(shè)計過程中。在本次課程設(shè)計中，我主要負(fù)責(zé)機(jī)械手手臂部分的設(shè)計，對于出現(xiàn)的疑問，能夠運(yùn)用專業(yè)知識加以分析解決，在設(shè)計的過程中，進(jìn)一步熟悉了如何正確的使用參考文獻(xiàn)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，加強(qiáng)了自己的學(xué)習(xí)效果和實際的應(yīng)用能力，并提高了操作proe的熟練程度，大大提高了用計算機(jī)設(shè)計繪圖的能力！自己在這次設(shè)計中，無論是創(chuàng)新能力，設(shè)計能力還是團(tuán)隊合作能力，都得到很好的鍛煉和提高，為將來的工作和進(jìn)一步發(fā)展打下了堅實的專業(yè)基礎(chǔ)。同時，我深刻體會到了團(tuán)隊合作在進(jìn)行設(shè)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(dǎo)下，我們小組緊密團(tuán)結(jié)，密切配合，順利完成了本次專業(yè)課程設(shè)計！九、參考文獻(xiàn)【1】 《機(jī)械設(shè)計及自動化專業(yè)課程設(shè)計指導(dǎo)書》，楊曉紅主編 ，華北電力大學(xué)，2006【2】 《機(jī)械設(shè)計（基礎(chǔ)）課程設(shè)計》（第二版），陳立新主編 ，中國電力出版社，2002【3】 《機(jī)械設(shè)計簡明手冊》，駱?biāo)剀?朱詩順主編， 化學(xué)工業(yè)出版社，2000【4】 《機(jī)械工程手冊》（卷10）沈鴻主編 機(jī)械工業(yè)出版社，1982【5】 《液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊》，楊培元，朱福元主編，機(jī)械工業(yè)出版社，【6】 《現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)》(第三版)，王永華主編，北京航空航天大學(xué)出版社【7】 《工業(yè)機(jī)械手》，張建民編，北京理工大學(xué)出版社32 / 3