【正文】 的比例范圍，以免塑性變形的發(fā)生： 式中： PPL—— 為缸筒發(fā)生塑性變形的壓力， PPL=即有： ＜ ~ ，故參數(shù)選擇也合理。2. 缸筒壁厚度的驗算對最終采用的缸筒厚度主要應(yīng)做兩方面的驗算：（1） 工作壓力應(yīng)低于一定的極限值，以保證工作安全： 式中： δs—— 為缸筒材料的屈服強度，δs=340 MPa。根據(jù)GB2436—， MPa。第八章 液壓元件的選擇、設(shè)計計算液壓缸是液壓系統(tǒng)地執(zhí)行機構(gòu)，是將液壓能轉(zhuǎn)化為機械能的能量的轉(zhuǎn)換裝置。，且泵站、測試操作臺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。油箱出口安裝濾油器避免油箱油液中的雜質(zhì)進入系統(tǒng)。電磁換向閥的電磁鐵獲得壓力繼電器的電信號后得電執(zhí)行動作，以控制液壓缸的動作。，在擬定液壓系統(tǒng)時，就應(yīng)在需要檢測系統(tǒng)參數(shù)的地方設(shè)置公益街頭以便于安裝檢修儀表。這要求在選擇回路以及在組成系統(tǒng)的整個設(shè)計過程中，應(yīng)力求減少系統(tǒng)壓力和容積損失。這些方面的問題往往被缺乏操作經(jīng)驗的設(shè)計者忽略，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。 、噪聲、漏油污染環(huán)境等，對高溫、低溫、潮濕、腐蝕、灰塵等使用場合，要有專門的措施。為了防止和及時發(fā)現(xiàn)故障，在此較重要的液壓系統(tǒng)中，應(yīng)當(dāng)裝設(shè)諸如故障顯示信號燈、油溫報警器信號、自動停車及停車按鈕等。當(dāng)系統(tǒng)有過在危險存在時，應(yīng)裝設(shè)安全閥；還應(yīng)考慮夫在突然消失造成工作機構(gòu)飛車的可能性。如果幾個油缸的耗油量和工作壓力相差很大時，就應(yīng)考慮用多臺油泵分別單獨供油，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)定的動作。，要防止互相干擾和影響。對于系統(tǒng)所用的每個元件的作用都應(yīng)能夠說明，否則該元件就是多余的，一定要取消。在繪制液壓系統(tǒng)原理圖時，常需注意下面幾個重要的問題：，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，而且會導(dǎo)致故障的增加，多消耗能量，使油液發(fā)熱，維修不方便。并從分析比較當(dāng)中吸取精華，為自己所用。但是能夠滿足同樣要求的液壓系統(tǒng)不會是唯一的，肯定會有多種形式和結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)要從不同的系統(tǒng)中選擇最佳方案。同理，當(dāng)螺栓的個數(shù)從4~14增加時，各螺栓所受的總的工作拉力F及其應(yīng)變ε均可由上述步驟計算，得出表2表二 螺栓個數(shù)變化時受力最大螺栓的力—應(yīng)變計算 螺栓個數(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隨螺栓個數(shù)變化線圖為：F(N)個數(shù)、8的總工作拉力F隨螺栓個數(shù)變化線圖受力最大的螺栓8的應(yīng)變ε隨螺栓個數(shù)變化線圖為：（104） 個數(shù) 受力最大的螺栓8的應(yīng)變ε隨螺栓個數(shù)變化線圖第七章 液壓系統(tǒng)原理圖的設(shè)計 擬定液壓系統(tǒng)原理圖的相關(guān)注意事項 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。單個螺栓受由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? 上述各式中的符號意義同前。 總拉力產(chǎn)生的應(yīng)變?yōu)椋? 式中： εi —— 第i個螺栓的應(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。 計算螺栓組所受的工作載荷 當(dāng)工作載荷為500N時，即橫向力FR =500N，預(yù)緊力F’如前章所計算的 F’=力矩： 計算單個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個螺栓受的拉力，N； Li —— 對稱軸線到第i個螺栓的距離，mm。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稱軸線的距離成正比。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。則：7. 實際工作壓力P2的計算由最后確定的液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸，計算出液壓缸實際的工作壓力為：第六章 螺栓組中螺栓的受力與應(yīng)變的計算本設(shè)計中的螺栓組，是受橫向載荷，翻轉(zhuǎn)力矩的螺栓組連接。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.。 下邊的螺栓被放松，使螺栓的預(yù)緊力減小。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)合面對數(shù)； Kf—— 考慮由摩擦力傳遞橫向載荷時的可靠性系數(shù)，通常 取 ； F’—— 施加載荷后螺栓所受預(yù)緊力；1. 受橫向載荷時螺栓預(yù)緊力的計算 緊螺栓聯(lián)接擰緊螺母時，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。連接中所受的橫向載荷靠被聯(lián)接件結(jié)合面的摩擦力來傳遞，其實小形勢可能出現(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，下邊可能會被壓潰。查《機械設(shè)計手冊》得其力學(xué)性能為： 設(shè)計中取螺栓的直徑為： d=10mm選取螺栓數(shù)目為： 14對鋼質(zhì)螺栓：式中： [σ]—— 螺栓聯(lián)接的許用應(yīng)力，MPa； σs—— 螺栓材料的屈服極限，MPa； S —— 安全系數(shù)， S= ~ ， 設(shè)計中取 S=。液壓缸采用豎直安裝，活塞桿工作時承受拉應(yīng)力。本設(shè)計系統(tǒng)中，選擇一般的普通液壓油。液壓傳動系統(tǒng)幾乎都采用前兩種油液，特別是各種礦物油，它既可滿足一般液壓系統(tǒng)的要求，價格又便宜；合成油液具有優(yōu)良的品質(zhì)指標(biāo)和特殊物質(zhì)，但目前產(chǎn)量較少，成本高，不宜多用，常用于某些有專門技術(shù)要求的精密系統(tǒng)中。4. 確定控制方式控制方式從不同的角度來分，可有手動、機動、氣動、電動、液動、電液動等；也可分為壓力控制、形成控制；還可分為內(nèi)控制和外控制等；就競選用那種方式，應(yīng)視系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)、功率范圍、精度要求、自動化程度、能源形勢、使用的場合以及機器使用的頻率程度和利用率等因素而定，本設(shè)計采用電液動結(jié)合的控制方式。同樣，這也不是絕對的，例如，對于那些形成長的直線運動或要求唯一準(zhǔn)確的直線運動機構(gòu)，也可采用油馬達(dá)徑向絲杠傳動。本系統(tǒng)是中低壓系統(tǒng)，因此采用葉片泵。一般情況下，中低壓系統(tǒng)多使用齒輪泵和葉片泵，而高壓系統(tǒng)則主要使用各種柱塞泵。在明確了液壓系統(tǒng)要完成的任務(wù)和要求的基礎(chǔ)上，粗略的計算一下系統(tǒng)的輸出功率，便可以確定液壓系統(tǒng)的基本形式，包括以下幾個具體內(nèi)容：1. 選用開式系統(tǒng)或是閉式系統(tǒng)通常對于固定是機械總是采用開式系統(tǒng)，及系統(tǒng)中包含一個主油箱，作為油液循環(huán)的開口環(huán)節(jié)，有利于油液的冷卻和凈化，但不夠緊湊，考慮到實際情況，本設(shè)計系統(tǒng)采用開式系統(tǒng)。這樣可實現(xiàn)同樣的功能而精低成本。（3） 采用電磁控制，就能較簡單地實現(xiàn)控制的自動化、簡便性；（4） 工作環(huán)境是實驗室內(nèi)，能提供較好的工作環(huán)境，所以由于外界條件限制的因素，可以不予考慮。（2） 由于活塞運動距離較短，所以多液壓活塞的運動速度并沒有較高的要求。（2） 液壓系統(tǒng)必須完成那些動作，其先后順序以及彼此之間的連鎖關(guān)系；（3） 液壓驅(qū)動機構(gòu)的運動形式及運動速度；（4） 對調(diào)速、調(diào)壓范圍，運動平穩(wěn)性，轉(zhuǎn)換精度等性能方面的要求；（5） 各種動作機構(gòu)的載荷大小及其性質(zhì)；（6） 實現(xiàn)自動化控制的程序，操作可靠的要求；（7） 對防塵、防凍、噪聲、安全可靠的要求；（8） 對效率等方面的要求；綜上所述，在設(shè)計液壓系統(tǒng)時，主要針對以下幾點基本要求：（1） 對于液壓缸而言，其完成得使直線往復(fù)運動，所以選擇普通的活塞液壓缸進行加載。一邊決定系統(tǒng)選用的元件精度和基本回路的形式，還要明白系統(tǒng)的工作環(huán)境情況，如高溫、低溫、潮濕、灰塵、振動、腐蝕等因素，以便采取相應(yīng)的特殊措施，還要知道設(shè)備是固定使用還是行走使用等。在本設(shè)計中液壓系統(tǒng)的工作任務(wù)是傳動； 明確工作機構(gòu)的運動形式，使直線往復(fù)運動、回轉(zhuǎn)運動還是擺動，以確定選用什么形式的執(zhí)行機構(gòu)———油缸、油馬達(dá)或是擺動油缸，本設(shè)計的工作機構(gòu)均是直線運動，故而選用油缸； 明確系統(tǒng)所需執(zhí)行機構(gòu)的數(shù)量、動作順序、相互之間的位置關(guān)系以及自動化程度要求、精度要求等，以及確定采用什么控制方式，本液壓系統(tǒng)采用一個定量泵，系統(tǒng)中用一個油缸作為執(zhí)行元件。如能綜合運用各種傳動方式，注意揚長避短，設(shè)計出的機器才會是先進的和合理的。因為盡管液壓傳動具有一系列的優(yōu)點。在擬定系統(tǒng)方案以前，必須要明確哪些工做機構(gòu)需要用液壓系統(tǒng)來完成，哪些工作機構(gòu)應(yīng)用其他傳動方式去完成更合理。由于具體條件的不同，系統(tǒng)的設(shè)計步驟不可能是固定不變的，通常總要把前后步驟反復(fù)交叉進行，不斷的調(diào)整和修改設(shè)計內(nèi)容。除了要達(dá)到這幾個方面的要求，技術(shù)上的問題以外，還必須要具有正確的設(shè)計指導(dǎo)思想和豐富的實踐經(jīng)驗。 框架結(jié)構(gòu) 被聯(lián)接件部分 其要保證連接面大小吻合和平整的要求，為了使活塞桿有足夠的接觸面和加載時保持載荷的穩(wěn)定性，必須使被連接部位的剛度得以保證，同時在實現(xiàn)加載傾覆力矩時，各螺栓受力變形成對稱布置，有利于錯誤分析，設(shè)計成如下圖。還要考慮到貼片的方便。以上部分均借鑒機械實驗室同類設(shè)計部件。 聯(lián)接形式在前面的章節(jié)中，已經(jīng)對螺栓的形式作了介紹，下面就連接件與被聯(lián)接件作詳細(xì)的設(shè)計說明：對于聯(lián)接件，與之相配的螺母強度等級為5級。具體形式由拉伸、剪切、扭轉(zhuǎn)和傾覆力矩這四種，單一載荷與上述四種基本載荷的任意組合可組成復(fù)合載荷。 比較機械加載與液壓加載方式，考慮到本次設(shè)計的要求，本次設(shè)計采用液壓加載方式。而液壓加載裝置則是相反的，它的結(jié)構(gòu)簡單而緊湊，其主要優(yōu)點有以下幾項：（1） 多數(shù)液壓系統(tǒng)元件以實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化；（2） 液壓加載裝置的體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊；（3） 液壓系統(tǒng)操做方便簡單，使用壽命長；（4） 液壓系統(tǒng)已于實現(xiàn)過載保護；（5） 液壓系統(tǒng)傳動簡單，加載較精確，試驗誤差較??；（6） 液壓加載裝置的傳動比較穩(wěn)，主要表現(xiàn)在重量輕、慣性小、 反應(yīng)快，易于實現(xiàn)快速啟動、制動和頻繁的換向；（7） 液壓系統(tǒng)的設(shè)計制造和維修也較為方便簡單； 但是液壓系統(tǒng)也有其缺點：一般的液壓元件的造價都比較貴?？紤]兩種加載方式的優(yōu)缺點，本次設(shè)計會采用液壓加載方式。從上述可以知道，我們會選用臺式的試驗機。但臺式試驗機的空間會比立式占用的空間要小。㈡ 從對空間里用來分析，無論是臺式還是立式。選擇臺式結(jié)構(gòu)主要原因有：㈠ 對加載裝置的分析，如果實驗臺的底座設(shè)計的較低的話，在整臺試驗機在沒有別的支撐時，會造成操作面過低，帶來工作上的不方便；若降低座設(shè)計的較高的話，則會造成材料上的浪費，會制造成本的增加，導(dǎo)致其經(jīng)濟性較差。其他內(nèi)容作一般介紹。第三章 螺栓組實驗臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計本章介紹的主要內(nèi)容有：試驗機的型式、載荷施加方式、試驗機可以實現(xiàn)地功能、被聯(lián)接件的型式等。求出受力最大螺栓及其受力值以后，即可進行單個螺栓連接的強度計算。在實際的使用中，螺栓組聯(lián)接所受的工作載荷通常是以上四種簡單受力狀態(tài)的不同組合。于是有： (b) 式中： Fmax—— 受力最大螺栓的工作拉力； Lmax—— 受力最大螺栓至軸線OO的距離。并且底板有繞對稱軸線OO翻轉(zhuǎn)的趨勢，對稱軸線左側(cè)的螺栓被擰緊時螺栓的軸向力增大；而對稱軸線右側(cè)的螺栓被放松時使螺栓的預(yù)緊力F’減小。根據(jù)作用在底板上的力矩平衡條件，應(yīng)有：由上式可得各螺栓所需要的預(yù)緊力為： 式中：