【正文】 （32）利用材料力學(xué)中的彎矩與撓度的關(guān)系式則（32）式變?yōu)? （33）此即梁橫向振動(dòng)的偏微分方程。第3章 活塞桿振動(dòng)模型的建立與計(jì)算 梁的自由振動(dòng)偏微分方程活塞桿的振動(dòng)模型是懸臂梁。即可實(shí)現(xiàn)正弦激勵(lì)。當(dāng)液壓缸由中點(diǎn)下行時(shí)，拉動(dòng)傳力機(jī)構(gòu)4下行，使活塞桿3向下彎曲。實(shí)驗(yàn)臺(tái)工作過(guò)程如圖1所示：將活塞桿3一端用夾具2與實(shí)驗(yàn)臺(tái)1剛性的連接在一起，隨著液壓缸做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 減振器活塞桿橫向疲勞實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)方案及工作原理減振器活塞桿橫向疲勞實(shí)驗(yàn)臺(tái)由實(shí)驗(yàn)臺(tái)夾具活塞桿傳力機(jī)構(gòu)液壓缸活塞桿液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)電機(jī)7等部件組成。減振器活塞桿橫向疲勞實(shí)驗(yàn)臺(tái)工作條件1) 激勵(lì)頻率：；2) 加載波形：正弦波形；3) 激勵(lì)次數(shù)：40萬(wàn)次；4) 加載載荷：177。減振器活塞桿的橫向疲勞強(qiáng)度成為其使用壽命及減振性能的一大影響因素。它要傳遞路面對(duì)車(chē)輛的各種作用力，包括牽引力、制動(dòng)力、及這些反力所產(chǎn)生的力矩，承受交變應(yīng)力。180 kgf，并且設(shè)計(jì)專(zhuān)用卡具以滿足各種型號(hào)減振器活塞桿的需要；4）設(shè)計(jì)方案合理、結(jié)構(gòu)正確，試件裝夾方便，并具有一定的通用性；所完成的資料規(guī)范基本符合國(guó)家、行業(yè)和學(xué)校有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)定，并基本能用于生產(chǎn)實(shí)際。 預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)1）掌握減振器的基本組成，以及減振器的工作原理，弄明白其工作時(shí)的受力情況；2）掌握減振器活塞桿的功用，分析活塞桿的受力情況，了解減振器活塞桿的基本實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)原理，以及相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；3）通過(guò)計(jì)算分析，逐步實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的功能：振幅177。運(yùn)用所學(xué)的機(jī)械學(xué)知識(shí)對(duì)其進(jìn)行可行性分析和校核?；跍p振器復(fù)雜的工作情況，利用作用給活塞桿一定條件的脈動(dòng)循環(huán)穩(wěn)定變應(yīng)力調(diào)試其橫向疲勞強(qiáng)度。而減振器又是其中最重要的機(jī)械部件。 題目簡(jiǎn)介懸架是車(chē)架（或車(chē)身）與車(chē)橋（或車(chē)輪）之間的一切傳力和連接裝置的總稱(chēng)。目前，我國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)減振器的試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)手段比較落后，試驗(yàn)規(guī)程和試驗(yàn)方法也存在一定問(wèn)題，嚴(yán)重的制約了我國(guó)減振器行業(yè)的發(fā)展。 Piston rod目 錄第一章 緒 論 5 5 5 5第二章 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的功能設(shè)計(jì) 7 7 7第三章 活塞桿振動(dòng)模型的建立與計(jì)算 9 9 10 10 11第四章 液壓缸的設(shè)計(jì) 14 14 14 14 14 15 15 16第五章 液壓站的設(shè)計(jì) 17 17 17 18第六章 夾具的設(shè)計(jì) 19第七章 工藝過(guò)程的編制 20 上擋板的工藝過(guò)程 20 21 T型槽的工藝過(guò)程 21第八章 結(jié)論 23參考文獻(xiàn) 24致謝 25附錄一 程序編程 26應(yīng)力應(yīng)變程序編程 26附錄二 外文資料及翻譯 39第1章 緒 論隨著我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的不斷發(fā)展，人們對(duì)汽車(chē)的舒適性和安全性的要求也越來(lái)越高，而減振器作為懸架系統(tǒng)的主要部件，其質(zhì)量直接影響到車(chē)輛乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性。 Shock Absorber。通過(guò)簡(jiǎn)單、典型的液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及傳感器的應(yīng)用，使實(shí)驗(yàn)臺(tái)能夠?qū)Υ蠖鄶?shù)減振器活塞桿的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，進(jìn)而滿足實(shí)驗(yàn)臺(tái)要求。本說(shuō)明書(shū)在已知測(cè)試條件的基礎(chǔ)上，分析如何實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)所需功能，對(duì)減振器活塞桿橫向疲勞實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了功能設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。摘 要本設(shè)計(jì)著重以減振器活塞桿的測(cè)試為例，介紹了減振器活塞桿橫向疲勞實(shí)驗(yàn)臺(tái)的功用及其組成。利用液壓站和液壓缸的組合，實(shí)現(xiàn)作用給活塞桿一定條件的脈動(dòng)循環(huán)穩(wěn)定變應(yīng)力測(cè)試其橫向疲勞強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)臺(tái)由液壓站、液壓缸、臺(tái)架、夾具體以及傳感器組成。關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)臺(tái)；減振器；疲勞強(qiáng)度；活塞桿AbstractThis thesis focused on the piston rod test of shock absorbers,and introduced the corresponding functions and postition of the piston rod test of shock absotbers a design at acrosswise fatigue testbed for piston rod at shocke the hydraulic pressure station and hydraulic cylinder and winch mechanism,the tests of crosswise fatigue strength of the piston rod of the sample shock absorbers were peformed by inputting harmony excitations.The statement in the known test conditions,based on the given testing conditions,the designs of function and structure of the target testbed were carried out in this testbed consists of the hydraulic pressure station, hydraulic cylinder,the scaffolding,the jig body as well as the force some simple,typical fluid drive mechanism and the sensor application,the purpose of piston rod fatigue strength test for shock absorbers can be obtained in this thesis，and then meet the test requirements.Key words：Testbed。 Fatigue strength。現(xiàn)代汽車(chē)中廣泛使用的液壓減振器的結(jié)構(gòu)決定了它在不同路況工作過(guò)程中，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生沖擊振動(dòng)，進(jìn)而使減振器活塞除了要承受來(lái)自徑向的力，還要承受來(lái)自軸向的力，這就要求減振器活塞桿具有一定的耐疲勞強(qiáng)度來(lái)提高活塞桿的質(zhì)量，進(jìn)而提高減振器的壽命。基于我國(guó)現(xiàn)在減振器的發(fā)展情況和測(cè)試需要，開(kāi)發(fā)一種活塞桿橫向疲勞實(shí)驗(yàn)設(shè)備—減振器活塞桿橫向疲勞實(shí)驗(yàn)臺(tái)。一般由彈性元件、減振器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)三部分組成。它要傳遞路面對(duì)車(chē)輛的各種作用力，包括牽引力、制動(dòng)力、側(cè)向力以及這些反力所產(chǎn)生的力矩。 題目主要內(nèi)容通過(guò)學(xué)習(xí)和查閱資料研究減振器的工作原理、了解組成部件尤其是活塞桿的功用、標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)方法以及生產(chǎn)工藝過(guò)程并完成實(shí)驗(yàn)臺(tái)的功能與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。并按任務(wù)書(shū)要求完成實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)裝配圖一套，零件圖4張，程序、譯文1篇。5mm，激勵(lì)次數(shù)40萬(wàn)次以及177。第2章 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的功能設(shè)計(jì) 減振器活塞桿受力簡(jiǎn)介減振器是懸架中最重要的機(jī)械部件。減振器將交變應(yīng)力作用到減振器活塞桿上。因此世界各減振器廠商都對(duì)減振器活塞桿橫向疲勞強(qiáng)度提出了基本要求。1800N。通過(guò)液壓工作站和換向閥的組合工作實(shí)現(xiàn)液壓缸的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，液壓缸通過(guò)傳力機(jī)構(gòu)把載荷作用給試件，通過(guò)改變液壓油的流量實(shí)現(xiàn)加載載荷的調(diào)節(jié)。當(dāng)液壓缸由中點(diǎn)上行時(shí)，傳力機(jī)構(gòu)4向上產(chǎn)生推力傳遞給活塞桿3，使其向上彎曲。電機(jī)7的輸出轉(zhuǎn)速使液壓泵泵油，在通過(guò)換向閥的固定時(shí)間換向使液壓缸的位移是關(guān)于液壓油流量的時(shí)間函數(shù)，是一條近似的正弦曲線。不同型號(hào)的活塞桿在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生不同的撓度，為消除其對(duì)實(shí)驗(yàn)載荷的影響，通過(guò)改變液壓油流量來(lái)調(diào)定實(shí)驗(yàn)載荷的大小。以表示梁的橫向位移，以A表示梁?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的質(zhì)量，EI為截面抗彎剛度，設(shè)梁上作用有單位長(zhǎng)度的分布力。對(duì)于勻質(zhì)等截面梁，當(dāng)時(shí)，（33）式變?yōu)榱?則上式變?yōu)? (34)這是梁的自由振動(dòng)偏微分方程。令此常數(shù)為，則從（36）得兩個(gè)常微分方程 （37） （38）式中式（37）的通解為 （39）其中和為積分常數(shù)。 邊界條件邊界條件大體可分為兩類(lèi)：撓度和轉(zhuǎn)角的限制條件，稱(chēng)為幾何邊界條件；彎矩和剪力的限制條件，稱(chēng)為力邊界條件。 梁懸臂橫彎時(shí)的固有頻率和振型結(jié)合邊界條件，由振型函數(shù)確定梁的固有頻率和振型時(shí)，用到的各階導(dǎo)數(shù)，即 （311）將懸臂梁的邊界條件代入（310）和（311）得 （312）B具有非零解的條件是上式展開(kāi)并整理上式展開(kāi)并整理得頻率方程 以為橫坐標(biāo),作出和的曲線如圖31，兩曲線的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)就是頻率方程的根，如表31所示．當(dāng)時(shí)， 因故固有頻率，i=1,2……。將（35）、（36）式代入式（310）可得各階振型方程以一階主振型為例，繪出主振型。用同樣方法可繪出其它各階主振型。不同懸臂長(zhǎng)度、不用直徑的桿一階固有頻率見(jiàn)表32。第4章 液壓缸的設(shè)計(jì) 基本參數(shù)的確定已知液壓缸振幅5mm，因此液壓缸活塞運(yùn)行速度v=；根據(jù)GB/T 2348—2001標(biāo)準(zhǔn)，初取液壓缸內(nèi)徑D=50mm,活塞桿外徑d=28mm，因此液壓缸工作腔有效面積；由外負(fù)載F=1800N得，因此液壓缸工作腔壓力；流量根據(jù)工作壓力與流量選定撫順天寶重工液壓制造有限公司BGB系列拉桿油缸：BGB（W）ILBB507100AB如圖41圖41 LB型軸向腳架式液壓缸 強(qiáng)度校核對(duì)于液壓缸的鋼筒壁厚、活塞桿直徑d和缸蓋固定螺釘?shù)闹睆?，在高壓系統(tǒng)中，必須進(jìn)行強(qiáng)度校核。 活塞桿直徑d的校核活塞桿直徑d的校核按式（41）mm （41）式中F—活塞桿上的作用力1800N。d取25mm，因此滿足要求。取20mm，因此滿足要求。活塞桿穩(wěn)定性按式（43）進(jìn)行校核。當(dāng)活塞桿的細(xì)長(zhǎng)比，且=20~120,則= (44)式中l(wèi)—安裝長(zhǎng)度，其值與安裝方式有關(guān)，l=200mm；—活塞桿橫截面最小回轉(zhuǎn)半徑，；—柔性系數(shù)，=85；—由液壓缸支承方式?jīng)Q定的末端系數(shù)。 拉桿計(jì)算液壓缸的缸筒和兩端缸蓋是用四根或更多根拉桿組成一體的。拉桿計(jì)算的目的就是要針對(duì)某一規(guī)定的分離壓力值估出拉桿的預(yù)加載荷量。第5章 液壓站的設(shè)計(jì)由液壓泵、驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)、油箱、溢流閥等構(gòu)成的液壓源裝置或包括控制閥在內(nèi)的液壓裝置。工作原理：電機(jī)帶動(dòng)油泵工作提供壓力源，通過(guò)集成塊、液壓閥等對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置（油缸或馬達(dá)）進(jìn)行方向、壓力、流量的調(diào)節(jié)和控制，實(shí)現(xiàn)各種規(guī)定動(dòng)作。進(jìn)油路上的總壓力損失可以按經(jīng)驗(yàn)資料估計(jì)?；芈分械男孤┝靠砂纯偭髁孔畲笾档?0%～30%估算。參照產(chǎn)品樣本選取液壓泵CBW10：V排10ml/r,，額定轉(zhuǎn)速1450r/min。對(duì)于連續(xù)運(yùn)行，負(fù)載平穩(wěn)，對(duì)啟動(dòng)、制動(dòng)沒(méi)有特殊要求的生產(chǎn)機(jī)械，應(yīng)優(yōu)先采用普通鼠籠異步電動(dòng)機(jī)，它廣泛用那用于各種機(jī)床、水泵和風(fēng)機(jī)等。前兩種電機(jī)能防止來(lái)自任何方向的水滴或異物侵入，灰塵和潮氣也不宜進(jìn)入，使用于潮濕、多塵土、易受風(fēng)雨侵襲、有腐蝕性蒸汽或氣體的各種場(chǎng)合，密閉式電機(jī)常用于浸在液體（水或油）中的生產(chǎn)機(jī)械，例如潛水電泵等。根據(jù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工作條件先取Y90S4型三相異步電動(dòng)機(jī)。表51 電動(dòng)機(jī)相關(guān)參數(shù)額定功率 KW轉(zhuǎn) 速1400 r/min額定電流 A效 率78%功率因數(shù)電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩： Nm 液壓站的選擇將液壓泵的有關(guān)參數(shù)和液壓原理圖提供給有關(guān)液壓站生產(chǎn)廠家，即可設(shè)計(jì)出相關(guān)液壓站。并且裝夾盡量要方便快捷，同時(shí)要滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。把夾具的夾具體下座以及上蓋做成一個(gè)因定直徑的通徑，與外徑相同內(nèi)徑不同的銅合金調(diào)整套配合使用，這樣對(duì)于不同的件只需更換調(diào)整套即可，另一個(gè)影響實(shí)驗(yàn)的主要因素是試件外伸長(zhǎng)度，不同型號(hào)的試件其實(shí)驗(yàn)中臂長(zhǎng)度也不同。當(dāng)調(diào)定好試件懸臂長(zhǎng)度以后，由兩端的鎖止螺母頂死，并用鎖止螺母鎖止，防止其在實(shí)驗(yàn)中因振動(dòng)松脫。圖 61 夾具裝備1滑動(dòng)導(dǎo)向板 2夾具體下座 3夾具體上座 4螺母 5螺栓 6鎖止螺母7鎖止螺栓第7章 工藝過(guò)程的編制上擋板是單件小批量生產(chǎn)的，而在單件小批生產(chǎn)中，一般多采用通用機(jī)床和常規(guī)加工方法。傳動(dòng)軸、活塞桿、連桿的毛坯均應(yīng)選用ZG 200400鑄鋼，并采用鍛造的加工方法。圖71 傳動(dòng)軸零件圖上擋板工藝過(guò)程見(jiàn)表71：表71 上擋板工藝工程工序號(hào)工序名稱(chēng)設(shè) 備1銑上端面銑 床2打φ12光孔鉆 床3粗銑R38半圓槽銑 床4半精銑R38半圓槽銑 床5銑下端面銑 床6銑左右兩側(cè)端面銑 床7銑前后端面銑 床 8去飛邊，毛刺下檔板采用單件小批量生產(chǎn)，毛坯采用ZG 200400鑄鋼，同時(shí)采用鍛造加工方法。72 下檔板零件圖下