【正文】 是對(duì)各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)元件應(yīng)該如何選取，如何連接，如何工作都要進(jìn)行詳細(xì)的了解， 培養(yǎng)設(shè)計(jì)的思維方式和操作 技能， 提高我們 提出問(wèn)題， 分析 問(wèn)題 和解決 問(wèn)題的創(chuàng)造 能力，為今后 能夠解決所面臨的問(wèn)題做準(zhǔn)備 。 2 設(shè)計(jì)內(nèi)容及 所給參數(shù) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 液壓缸的設(shè)計(jì) ； 液壓缸主要組件的設(shè)計(jì) 。 設(shè)計(jì)參數(shù) 公稱(chēng)壓力 P=； 活塞工作推力 F=8KN； 活塞行程 100mm。根據(jù)對(duì)液壓缸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要求，按下表 選擇液壓缸的 具體組 裝方式。 3） 根據(jù)所給的數(shù)據(jù)中的工作壓力和缸體剛度強(qiáng)度的材料進(jìn)行液壓缸結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)和組件 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 液壓缸性能參數(shù)的計(jì)算 1） 液壓缸 缸筒 內(nèi)徑 D和液壓缸活塞桿直徑 d的確定 的計(jì)算 液壓缸內(nèi)徑 D以及 活塞桿直徑 d的確定： 已知 : F=8KN, P =。 2） 液壓缸行程 s 液壓缸行程 s，主要根據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)要求而定， 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 取標(biāo)準(zhǔn)行程系列 100mm。 1) 液壓缸壁厚的計(jì)算 液壓缸的壁厚常常根據(jù)其 的強(qiáng)度條件來(lái)計(jì)算。 本設(shè)計(jì)按照薄壁圓筒設(shè)計(jì)，其壁厚按薄壁圓筒公式計(jì)算為： ][2?? DPy? （ ） Py 試驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的 （ ）倍的 P。 [? ]缸筒材料的許用應(yīng)力 =100～ 110MPa （無(wú)縫鋼管），取 [? ]=100MPa ? 液壓缸壁厚 (m)； D液壓缸內(nèi)徑 (m)； 從公式可以算得，結(jié)果顯示液壓缸的壁厚厚度較低，從而導(dǎo)致整個(gè)缸體剛度不足，在生產(chǎn)加工過(guò)程中容易引起彎曲或在安裝中會(huì)引起力的變形因此導(dǎo)致無(wú)法正常工作，降低工作效率和精度。? 有孔時(shí)： ][)d( y?DPDDt????? 式中： D? — 缸蓋止口內(nèi)徑 (mm) t— 缸蓋有效厚度 (mm) d— 缸蓋孔直徑 t≥ 本設(shè)計(jì)中，缸底選用無(wú)孔與缸體連接式，因此厚度確定為 16mm。 當(dāng)導(dǎo)向長(zhǎng)度低于正常值 時(shí)，會(huì)使液壓缸剛度降低，從而導(dǎo)致液壓缸工作不平緩。 對(duì)一般的液壓缸，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度 H 應(yīng)滿(mǎn)足： mmmmDLH ????? 式中： L— 液壓缸的最大行程 (mm) D— 液壓缸內(nèi)徑 (mm) 取 H=40mm 5） 活塞寬度 B 的確定 活塞的寬度 B一般取 ? ? ~ ??B 即 ? ? ? ?mm63~~ ???B 取 B=60mm 6） 缸蓋 厚度計(jì)算 液壓缸缸蓋由于有法蘭連接，并且需要進(jìn)行連接強(qiáng)度的校核，因此與液壓缸蓋缸底厚度的計(jì)算稍有區(qū)別。 缸蓋處的密封圈選擇橡膠防塵密封圈 A 型， 內(nèi)徑 45mm，螺釘分布直徑 70mm， 帶入數(shù)據(jù)后，選擇 確定缸蓋厚度為 60mm。 規(guī)定， 缸體外 部尺寸 要加上缸蓋和缸底的厚度及其活塞工作行程，和緩沖裝置部分以及最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。 即：缸體內(nèi)部長(zhǎng)度 100+60=160mm，活塞桿導(dǎo)向長(zhǎng)度 40mm。 ” v00D? （ ） 式中 d0液壓缸油口直徑（ m）； D— 液壓缸內(nèi)徑 （ m）； v— 液壓缸最大輸出速度（ m/min）； v0 油口液流速度（ m/s）。 液壓缸進(jìn)出油口尺寸根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)查詢(xún)可以確定為 M18 ，螺紋連接，分別設(shè)在缸蓋和缸體上。缸體組件與活塞組件構(gòu)成密封容腔，承受壓力。因 20號(hào)缸的力學(xué)性能略低，且不能調(diào)質(zhì)，力學(xué)性能低不僅影響受力，還會(huì)影響整個(gè)缸體的傳動(dòng)效果，因此一般不選。我們?cè)谶x擇材料時(shí)一般選用 45 缸 ，它 的力學(xué)性能和強(qiáng)度可以滿(mǎn)足普遍要求。 缸體毛坯可選用鑄鐵件，缸蓋與缸筒采用法蘭式連接后可以形成密封容腔，可以承受較高壓強(qiáng) 。 本設(shè)計(jì)中，由于缸蓋較厚，可以用來(lái)充當(dāng)導(dǎo)向套，因此不另設(shè)導(dǎo)向套。 8） 可以保護(hù)密封裝置，使其不易變形； 9） 導(dǎo)向時(shí)可以不用考慮是否有無(wú)潤(rùn)滑液，對(duì)油液運(yùn)動(dòng)及力的傳遞沒(méi)有干擾 ； 9 10） 小巧方便，便于拆卸，經(jīng)濟(jì)費(fèi)用低。 活塞桿處 有多種形式的 密封圈。本設(shè)計(jì)中 為了提高防塵效果和傳動(dòng)精度， 采用粘圈防塵。 2） 表面粗糙度 對(duì)于特殊部分，比如有密封圈處 ： Ra 為 m。 5） 缸體材質(zhì)是 45鋼，在經(jīng)過(guò)熱加工處理后，表面硬度和強(qiáng)度都有所提高，但是化學(xué)性能還是沒(méi)有得到顯著改變，因此，為了提高其防腐蝕和耐磨性，常在缸體表面鍍其他金屬元素，比如鉻等，厚度大約為三十到四十微米，鍍鉻之后會(huì)進(jìn)行其他表面處理，拋光或電冷卻。 在本設(shè)計(jì)中， 缸蓋 厚度較高，因此它同時(shí)可以擔(dān)當(dāng) 活塞桿的導(dǎo)向套 的作用 ， 根據(jù)材料和性能 選用鑄鐵。 缸蓋的技術(shù) 要求： 1） 直徑 d，其基本尺寸同缸筒內(nèi)徑尺寸相同， D2 （活塞桿的緩沖孔）、 D3 (基本尺寸同活塞封圈外徑 )的圓柱度公差值，公差為 8級(jí)。 10 3） 兩個(gè)端面與軸中心線(xiàn)的垂直度公差應(yīng)該選取 7級(jí)精度。 圖 缸蓋的技術(shù)要求 活塞組件 活塞組件主要是由 活塞、 活塞桿和連接件等 組成， 活塞可以是和活塞桿聯(lián)接成一體的形式，也可以是單獨(dú)分離，與活塞桿通過(guò)卡鍵或者螺紋連接的形式 組裝在一起，這樣是為了便于加工和拆卸。 1） 活塞和活塞桿等組件 的連接形式 活塞與活塞桿的連接形式有很多，除螺紋式和半環(huán)式連接結(jié)構(gòu)外還有整體式和焊接式以及錐銷(xiāo)式等無(wú)論何種連接方式，都必須保證連接可靠。錐銷(xiāo)式連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆卸方便，但一般需有螺母放松裝置。 在本設(shè)計(jì)中 活塞與活塞桿的連接形式選擇螺紋式， 因?yàn)檫@種連接方式 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆卸方便 ， 磨損后利于更換， 一般 設(shè)有彈簧墊圈、摩擦、機(jī)械等防松裝置 。 活塞 材料 一般 選擇鑄鐵或 。如下圖所示， 活塞 采用整體式結(jié)構(gòu) 。 2） 端面對(duì)內(nèi)孔軸線(xiàn)的垂直度公差值選取 7級(jí)公差?；钊麠U在缸蓋、缸體 內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其外圓表面應(yīng)當(dāng)耐磨并具有防銹性能， 因此，同活塞及缸體一樣，外表面 應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的化學(xué)處理、工藝處理，因此，在活塞桿外圓表面應(yīng) 鍍鉻。 圖 活塞桿 活塞桿頭部 由于要 直接與工作機(jī)械 比如耳座等 連接，根據(jù)推力的要求選用外螺紋連接 。 活塞桿軸頸處用來(lái)與活塞配合的部分選取的的公差值為 7級(jí)，活塞桿的圓柱度公差值選 9級(jí)，活塞桿上的螺紋 由于要與外部機(jī)械連接，要保證可靠度，因此其精度等級(jí)選擇 6 級(jí) 進(jìn)行加工，活塞桿上主要工作部分，受力表面 12 和配合表面 粗糙度 值 為 Ra 。 3） 活塞的密封形式 O 型密封圈 有許多優(yōu)點(diǎn)，其中最大的 優(yōu)點(diǎn)是 小巧輕便、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 、便于安裝、可替代性強(qiáng)、密封效果好、 摩擦阻力小，但 對(duì)于缸筒內(nèi)壁的粗糙度要求較高 。 Y 型密封 圈性能、彈性和強(qiáng)度都比較好。 小 Y密封圈密封出除具有 Y型密封圈的優(yōu)點(diǎn)之外， 最大的區(qū)別在于它的兩個(gè)唇狀不等高，選用此類(lèi)密封圈密封時(shí)可以進(jìn)行間隙安裝，因此不需要和支撐環(huán)配合，相比于 Y型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在活塞運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生變形和翻滾，可靠性強(qiáng)。 5）活塞桿頭部的連接形式 活塞桿頭部采用外 螺紋連接，這種連接方式通用性強(qiáng)。 緩沖所應(yīng)用的知識(shí)是當(dāng)活塞桿帶動(dòng)活塞完成工作行程走向缸體終端的時(shí)候，利用緩沖裝置在出口腔內(nèi)產(chǎn)生足夠的緩沖壓力 ，增大液壓油液的出口阻力，從而降低活塞的運(yùn)動(dòng)速度，避免與缸底的碰撞。 本設(shè)計(jì)中的液壓缸運(yùn)動(dòng)慣性不大、速度也不高，因此選用 可調(diào)型恒節(jié)流面積 緩沖裝置。有的液壓缸對(duì)缸體本身的密封性要求不高，因此有些氣體會(huì)及時(shí)通過(guò)其他渠道排出，從而不需要做專(zhuān)門(mén)的排氣設(shè)計(jì)，同時(shí)，將進(jìn)出油口布置在油缸的缸筒最高處，也能使空氣隨著液壓油液排出，排到郵箱后再?gòu)泥]箱端口溢出。 另外，由于 系統(tǒng)在安裝或停止工作后 壓力的瞬間變化 常會(huì)滲入空氣 ， 在再次使用前必須將空氣排盡，因此，需安裝排氣塞等排氣裝置，以防止爬行、前沖現(xiàn)象的產(chǎn) 生而造成的缸體運(yùn)動(dòng)失衡的現(xiàn)象。 防塵圈的作用：為了 防止活塞桿 做伸縮運(yùn)動(dòng)時(shí)，將系統(tǒng)外的灰塵雜質(zhì)和其他液體帶到活塞桿與活塞連接處的密封裝置部分從而引起密封失效，降低壽命 。 F 是缸體螺絲處所受拉力） 螺紋處的切應(yīng)力： ZKFK3 01 d??（ K1 是螺紋內(nèi)摩擦系數(shù)，一般取 ） 合成應(yīng)力： ? ?? ???? （ ??? 是螺紋材料的 許用應(yīng)力 ） 經(jīng)計(jì)算得符合條件，因此可采用法蘭是螺栓連接。 經(jīng)計(jì)算得符合條件，因此可采用此連接方式 活塞桿的計(jì)