液壓缸組件設計說明書

1、晉 中 學 院本科畢業(yè)設計題 目 液壓缸組件設計 院 系 機械學院 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 姓 名 劉曉萍 學 號 0914112114 學習年限 2009年9月至2013年6月指導教師 李彩聯(lián) 職稱 講師 申請學位 工學 學士學位 2013年 05 月 30 日液壓缸組件設計學生姓名：劉曉萍 指導教師：李彩聯(lián)摘 要：在液壓與氣壓傳動系統(tǒng)中，會經常用到液壓活塞缸的形式，它廣泛地存在于各個領域中。通?；钊椎慕M成部分是缸底、缸筒、活塞、活塞桿和端蓋等主要部件。有時，在液壓缸的連接處，比如缸體和缸蓋法蘭部分，缸蓋與活塞部分，活塞與活塞桿部分等需要安裝密封裝置，以減少和防止外部灰塵或者內部油

2、液的進出和泄露。缸體的運動過程中，由于慣性、速度、質量等原因，活塞在運動到行程終端時會與缸底發(fā)生碰撞，從而引起能量的損失和傳動失衡，因此需要在缸體內部安裝緩沖裝置。此外，在必要時還需要在液壓缸體的某些部位安裝排氣裝置和防塵裝置以使整個傳動機構精度提高、效率提升。液壓缸的設計需要根據已給數(shù)據和要求來進行，對液壓缸的結構進行設計、選擇、檢驗、制造等方面的考慮。關鍵字：活塞；活塞桿；缸蓋；缸體；design specification of the hydraulic cylinder assemblyauthors name:liu xiaoping tutor:li cailianabstrac

3、t： the piston cylinder usually be used in the hydraulic and pneumatic drive system,the main part of the piston cylinder is bottom, cylinder, piston, piston rod and cover. to prevent the working medium to the outside of the cylinder or by a high-pressure chamber to the low pressure chamber leakage, a

4、 seal between the cylinder cover, piston and piston rod, piston rod with end caps, piston and cylinder device. the outside of the end cap is also equipped with dust-proof device. in order to prevent impact cylinder head, piston rapid movement to the stroke end cushioning device may also be provided

5、in the end portion of the cylinder. the basic part of the cylinder by cylinder assembly, the piston assembly, the sealing member, and a buffer, the connection member. further, according to the needs cylinder is also provided with the exhaust means and dustproof device. during the design of the hydra

6、ulic cylinder, in accordance with the requirements of the working pressure, velocity, working conditions, processing and disassembly repair sum considering the structure of the various parts of the cylinder.keywords：piston；piston rod；cylinder head；cylinder目 錄1 緒論12 設計內容及所給參數(shù)22.1 設計內容22.2 設計參數(shù)23 液壓缸的

7、設計計算2 3.1 液壓缸設計計算步驟2 3.2 液壓缸性能參數(shù)的計算2 3.3 液壓缸結構參數(shù)的計算3 3.4 液壓缸結構設計74 液壓缸的聯(lián)接計算及校核14 4.1 缸蓋聯(lián)接計算14 4.2 活塞與活塞桿聯(lián)接計算14 4.3 活塞桿穩(wěn)定性計算155 液壓缸組件的工藝規(guī)程設計196 液壓缸組件的工裝設計227 總結22參考文獻 24致謝 251 緒論在本設計中，設計題目和內容是對液壓缸的結構及其液壓缸的主要組件進行設計。首先根據已給的參數(shù)選擇液壓缸的工況，工作環(huán)境，工作方式，工作材料，從而確定液壓缸的基本類型。其次根據具體數(shù)據，比如工作壓力，活塞桿退力等確定組成液壓缸的各部分結構的尺寸和形狀

8、。再次，對液壓缸的組成元件進行選擇。最后，對所設計的結構和選用的零件進行校核、替換。在本次液壓缸的設計中，要對液壓知識，包括傳動和控制都要有了解，對液壓的發(fā)展史以及與液壓缸有關的發(fā)展領域都要有大概和初步的了解。要對機械設計有清楚地認識，包括前期計算，中期選擇構思，后期校核繪圖，都要弄清來龍去脈和前因后果，具體到元件的選擇和替換。要對機械制造工藝規(guī)程設計部分有大概了解，對所設計的零件的制造和加工方法都要做到心中有數(shù)。液壓的發(fā)展及地位：現(xiàn)代機械囊括機械電氣和液壓三個領域，是對這三個技術部分的融會貫通。液壓傳動系統(tǒng)的廣泛運用在機械領域的地位可見一斑、尤其重要。液壓傳動是在近代工業(yè)中興起并迅猛發(fā)展起來

9、的。液壓傳動至今已有二百多年的歷史。由于在發(fā)展開始時期各方面機制體制不成熟不完善，而不被廣大社會各界所接收和熟知。當代世界科技的蓬勃起飛以及人們對技術的鉆研和了解，對傳動技術有了不斷的深刻的了解和需求，尤其是在二戰(zhàn)期間，由于軍事上迫切需要反應快、重量輕、功率大的各種武器裝備，而液壓傳動技術的特點和有點能夠很恰當?shù)貪M足這一要求，從而推動了液壓的前進和發(fā)展，在之后的的70年中，液壓傳動技術以迅猛的速度傳向世界各個領域和部門，并且得到了廣泛的認可和應用。在本次畢業(yè)設計中，我的主要工作內容是：通過對大二上半學期和大三下半學期所學的有關液壓的傳動和控制部分的知識進行復習和重新鞏固以及對其他各資料的綜合運

10、用和理解，對本次畢業(yè)要求進行綜合研究并且要結合實際進行液壓傳動設計，將書本只是與實際生活相聯(lián)系，從而完成液壓缸的結構設計，通過這個過程鞏固和完善自己所學到的知識，讓自己各方面的能力有進一步的提升和發(fā)展。在設計和學習過程中，學習和掌握平常所學到的所接觸到的通用液壓元件，尤其是對各類標準元件應該如何選取，如何連接，如何工作都要進行詳細的了解，培養(yǎng)設計的思維方式和操作技能，提高我們提出問題，分析問題和解決問題的創(chuàng)造能力，為今后能夠解決所面臨的問題做準備。液壓傳動的這些突出優(yōu)點，讓它能夠在日常生活和工作中得到廣泛的運用和發(fā)展，比如在汽車飛機輪船制造業(yè)及其他重工產業(yè)中都有較多的運用。2 設計內容及所給參

11、數(shù)2.1 設計內容液壓缸的設計；液壓缸主要組件的設計;工藝規(guī)程設計；工裝設計。2.2 設計參數(shù)公稱壓力p=2.5mpa；活塞工作推力f=8kn；活塞行程100mm。3 液壓缸的設計計算3.1 液壓缸設計計算步驟1） 根據液壓缸系統(tǒng)的運動要求，按下表選擇適合其運動結構的液壓缸類型。根據對液壓缸系統(tǒng)的結構要求，按下表選擇液壓缸的具體組裝方式。2） 根據主機的動力分析和運動分析，根據已知參數(shù)計算主要尺寸。3） 根據所給的數(shù)據中的工作壓力和缸體剛度強度的材料進行液壓缸結構設計和組件結構設計。4） 液壓缸數(shù)據結果進行校核。3.2 液壓缸性能參數(shù)的計算 1） 液壓缸缸筒內徑d和液壓缸活塞桿直徑d的確定的計

12、算液壓缸內徑d以及活塞桿直徑d的確定：已知: f=8kn, =2.5mpa。根據表格4.4選取往復速度比=2查機械設計手冊表23.633、23.634得：d=63mm，d=45mm。2） 液壓缸行程s液壓缸行程s，主要根據機構的運動要求而定，查機械設計手冊表23.6-35取標準行程系列100mm。3.3 液壓缸結構參數(shù)的計算液壓缸的結構參數(shù)，主要包括缸筒壁厚、缸體外徑尺寸、缸蓋厚度、缸體長度等。1) 液壓缸壁厚的計算液壓缸的壁厚常常根據其的強度條件來計算。液壓缸的壁厚一般指缸筒結構中最薄處的厚度。本設計按照薄壁圓筒設計，其壁厚按薄壁圓筒公式計算為： （3.1）-試驗壓力，一般取最大工作壓力的（

13、1.25-1.5）倍的p。=mpa。-缸筒材料的許用應力=100110（無縫鋼管），取=100-液壓缸壁厚(m)；d-液壓缸內徑(m)；從公式可以算得，結果顯示液壓缸的壁厚厚度較低，從而導致整個缸體剛度不足，在生產加工過程中容易引起彎曲或在安裝中會引起力的變形因此導致無法正常工作，降低工作效率和精度。所以用經驗法選取壁厚：=16mm2） 缸體缸體外徑的計算缸體外徑，查機械手冊表：外徑取95mm3) 缸底厚度的確定一般液壓缸多為平底缸，其有效厚度常常按照具體的強度要求通過下列方法和下列式子進行計算：無孔時： 有孔時： 式中：缸蓋止口內徑(mm)t缸蓋有效厚度(mm)d缸蓋孔直徑t4.74mm本設

14、計中，缸底選用無孔與缸體連接式，因此厚度確定為16mm。4) 最小導向長度的確定當活塞桿全部外伸時，從活塞支承面中點到缸蓋滑動支承面中點距離為h，稱為最小導向長度。當導向長度低于正常值時，會使液壓缸剛度降低，從而導致液壓缸工作不平緩。因而在設計液壓缸的結構時要保證其最小的導向長度。對一般的液壓缸，最小導向長度h應滿足：式中：l液壓缸的最大行程(mm)d液壓缸內徑(mm)取h=40mm5） 活塞寬度b的確定活塞的寬度b一般取即取b=60mm 6） 缸蓋厚度計算液壓缸缸蓋由于有法蘭連接，并且需要進行連接強度的校核，因此與液壓缸蓋缸底厚度的計算稍有區(qū)別。螺釘連接法蘭式缸頭： （3.2）式中 h缸蓋厚

15、度（m）；圖3.1 最小導向長度f缸蓋受力總和（n）；d密封環(huán)內徑（m）；-密封環(huán)外徑（m）；p系統(tǒng)工作壓力（pa）；q附加密封力（pa）；若采用金屬材料密封時，q取其屈服點；-螺釘孔分布圓直徑（m）；-密封環(huán)平均直徑；-法蘭材料的許用應力（pa）。缸蓋處的密封圈選擇橡膠防塵密封圈a型，內徑45mm，螺釘分布直徑70mm，帶入數(shù)據后，選擇確定缸蓋厚度為60mm。7） 缸體長度的確定根據機械設計手冊中“液壓缸缸體內長度應等于活塞的最大行程、活塞寬度、活塞桿導向長度、活塞桿密封長度和特殊要求的其他長度確定的和”。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向長

16、度。因此一般液壓缸缸體的長度要小于缸體內徑的二十到三十倍。即：缸體內部長度100+60=160mm，活塞桿導向長度40mm。 缸體長度即取缸體長度為266mm8） 液壓缸進、出油口尺寸的確定根據機械設計手冊“液壓缸油口直徑應根據活塞最高運動速度v和油口最高液流速確定。” （3.3）式中 -液壓缸油口直徑（m）；d液壓缸內徑（m）；v液壓缸最大輸出速度（m/min）；-油口液流速度（m/s）。根據計算帶入數(shù)據得：=17.43mm液壓缸的進、出油口可以設計在端蓋、缸底或缸筒上，進、出油口處的流速不大于6m/s，根據機械設計手冊第四卷可查得，油口的連接形式選用螺紋連接。液壓缸進出油口尺寸根據標準查詢

17、可以確定為m181.5，螺紋連接，分別設在缸蓋和缸體上。油口尺寸如圖所示：圖3.2 油口尺寸油口選擇標準如下表：表3.1 油口選擇標準dem50.881.689.516.3514m81101.61111.519.117m101101.61311.5111.120m121.511.52.416141.513.822m141.511.52.418141.515.825m161.5132.42015.51.517.827m181.514.52.42216.5219.829m201.514.52.42417.5221.832m221.515.52.42618223.834m272193.1322222

18、9.440m332193.138222.535.446m42219.53.14722.52.544.456m50221.53.15524.52.552.4663.4 液壓缸結構設計3.4.1 缸體組件缸體組件通常由缸筒、缸底、缸蓋、導向環(huán)和支撐組成。缸體組件與活塞組件構成密封容腔，承受壓力。圖3.3 法蘭連接 液壓缸缸體常用材料為20、35、45號無縫鋼管。因20號缸的力學性能略低，且不能調質，力學性能低不僅影響受力，還會影響整個缸體的傳動效果，因此一般不選。當缸體與缸蓋、耳座等結構需要焊接時，可以采用35缸，因為35缸材料的焊接性能好，它在粗加工之后可以調質。我們在選擇材料時一般選用45缸，

19、它的力學性能和強度可以滿足普遍要求。液壓缸缸體材料為45號無縫鋼管。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。因此在設計時既要考慮材料的剛度強度屈服極限受力情況，又要選擇較為適當?shù)墓に?。本設計中，由于缸蓋較厚，可以用來充當導向套，因此不另設導向套。液壓缸的支承導向裝置就是為了防止活塞與缸筒、活塞活塞桿與端蓋之間的直接接觸,相互摩擦,產生磨損,從而達到降低摩擦,減少磨損,延長壽命,起到導向和支承側向力的作用.導向環(huán)的特點: 1） 避免了金屬之間的接觸；2） 具有較高的徑向載荷承受能力；3） 能補償邊界力；4） 具有很高的耐磨性，使用時間較長；5） 摩擦力

20、??；6） 能抑制機械振動；7） 可以避免受外界塵土進入，抑制漏油，外物不易嵌入；;8） 可以保護密封裝置，使其不易變形；9） 導向時可以不用考慮是否有無潤滑液，對油液運動及力的傳遞沒有干擾；10） 小巧方便，便于拆卸，經濟費用低。導向環(huán)的作用：本設計中的導向環(huán)置于缸蓋與法蘭盤接觸處的內環(huán)形溝槽處，用來給活塞桿定位，以保證在涌動過程中的軸向同軸度，并且可以用來減輕活塞桿對法蘭盤的徑向壓力，使整個系統(tǒng)的傳動更加平穩(wěn)，提高傳動精度增加使用壽命，從而達到導向的目的。活塞桿處有多種形式的密封圈。但是即使有密封圈密封，在密封圈和活塞桿的接口處還是會沾有油漬吸附的灰塵，為了起到清潔作用，同時保障液壓油液的清

21、潔度，減少密封圈因摩擦而導致的磨損，常在端蓋和法蘭連接處安裝防塵圈。本設計中為了提高防塵效果和傳動精度，采用粘圈防塵。缸體的技術要求：圖3.4 缸體的技術要求1） 缸體內徑采用h8、h9配合。2） 表面粗糙度對于特殊部分，比如有密封圈處：為0.4m。3） 缸體內徑d的圓度公差值可按選9級精度，圓柱度公差值應按8級選取4） 缸體端蓋處端面的垂直度公差等級可選8級精度。5） 缸體材質是45鋼，在經過熱加工處理后，表面硬度和強度都有所提高，但是化學性能還是沒有得到顯著改變，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，鍍鉻之后會進行其他表面處理，拋光

22、或電冷卻。缸蓋選用45號鍛鋼。在本設計中，缸蓋厚度較高，因此它同時可以擔當活塞桿的導向套的作用，根據材料和性能選用鑄鐵。同時，應在導向表面上堆熔黃銅、青銅或其他耐磨材料。缸蓋的技術要求：1） 直徑d，其基本尺寸同缸筒內徑尺寸相同，（活塞桿的緩沖孔）、(基本尺寸同活塞封圈外徑)的圓柱度公差值，公差為8級。2） 、與d的同軸度公差值為0.01mm。3） 兩個端面與軸中心線的垂直度公差應該選取7級精度。4） 導向孔內表面應該選取的粗糙度值為3.2。圖3.5 缸蓋的技術要求3.4.2 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，也可以是單獨分離，與活塞桿通過

23、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。隨著缸的工作壓力、工作環(huán)境、制造要求、安裝方式和工作條件的不同，活塞組件可以選擇多種不同的安裝結構形式。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)式連接結構外還有整體式和焊接式以及錐銷式等無論何種連接方式，都必須保證連接可靠。整體式連接和焊接式連接都具有結構簡單，驗算方便，易于定位，但損壞后拆卸不便。錐銷式連接結構簡單，拆卸方便，但一般需有螺母放松裝置。半環(huán)式連接強度高，但是結構復雜，裝拆不便，一般用螺紋連接。在本設計中活塞與活塞桿的連接形式選擇螺紋式，因為這種連接方式其結構簡單，拆卸方便，磨損后利

24、于更換，一般設有彈簧墊圈、摩擦、機械等防松裝置。圖3.6 螺紋式連接2） 活塞與活塞桿活塞由于要受壓力作用在缸筒內作往復運動，因此對它的耐磨度和強度、韌性都具有較高的要求?；钊牧弦话氵x擇鑄鐵或?；钊麠U的運動強度較高，對其材料的強度和硬度、韌性，因此必須進行較高的工藝加工和化學處理，即在表面鍍一些金屬材料，起到防銹、耐磨的作用。如下圖所示，活塞采用整體式結構。圖3.7 活塞的技術要求活塞的技術要求：1） 活塞外徑對內孔的徑向跳動公差值選取7級公差。2） 端面對內孔軸線的垂直度公差值選取7級公差。3） 活塞外徑的圓柱度公差等級值選取8級公差值活塞桿是整個缸體結構中比較重要的結構部件，它主要用來傳

25、遞活塞桿和活塞和缸體的力，因此對其強度和剛度具有較高的要求?；钊麠U在缸蓋、缸體內往復運動，其外圓表面應當耐磨并具有防銹性能，因此，同活塞及缸體一樣，外表面應該進行相應的化學處理、工藝處理，因此，在活塞桿外圓表面應鍍鉻。本設計中活塞桿材料選用45鋼。圖3.8 活塞桿活塞桿頭部由于要直接與工作機械比如耳座等連接，根據推力的要求選用外螺紋連接?；钊麠U的技術要求：活塞桿所需進行的熱處理，粗加工后需進行調制后再經高頻淬火，以便與提高強度和硬度?；钊麠U軸頸處用來與活塞配合的部分選取的的公差值為7級，活塞桿的圓柱度公差值選9級，活塞桿上的螺紋由于要與外部機械連接，要保證可靠度，因此其精度等級選擇6級進行加工

26、，活塞桿上主要工作部分，受力表面和配合表面粗糙度值為0.32?；钊麠U的密封主要用來防止外部灰塵雜質的進入和內部油液的滲出，因此選用o型密封圈來達到此目的。3） 活塞的密封形式o型密封圈有許多優(yōu)點，其中最大的優(yōu)點是小巧輕便、結構簡單、便于安裝、可替代性強、密封效果好、摩擦阻力小，但對于缸筒內壁的粗糙度要求較高。l型皮碗密封優(yōu)點是密封效果好，不易損壞，可靠、耐磨、需通過與壓環(huán)配合，摩擦力相對于o型密封圈來說比較大，一般用于直徑大于150mm的氣缸。y型密封圈性能、彈性和強度都比較好。唇部富有彈性，局部磨損后具有自我恢復能力，當工作條件不穩(wěn)定時，需要和支撐環(huán)配合，提高密封效果和缸體壓力穩(wěn)定性能。小y

27、密封圈密封出除具有y型密封圈的優(yōu)點之外，最大的區(qū)別在于它的兩個唇狀不等高，選用此類密封圈密封時可以進行間隙安裝，因此不需要和支撐環(huán)配合，相比于y型結構簡單，在活塞運動過程中不會產生變形和翻滾，可靠性強。4） 活塞桿伸出端端蓋結構液壓缸常用的活塞桿伸出端端蓋結構主要由密封圈、防塵圈、導向套、壓環(huán)、螺紋連接、卡鍵等組成。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。圖3.9 外螺紋式3.4.3 緩沖裝置當缸筒外部載荷過大質量較高從而引起缸體運動速度過高、慣性過大時，由于缸體本身和機械死角，容易與缸底產生碰撞和沖擊，造成機械能的損失和缸體運動失衡，所以需要在缸的行程終端設置

28、緩沖裝置，以保護液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性工作和缸體和組件的性能和結構。緩沖所應用的知識是當活塞桿帶動活塞完成工作行程走向缸體終端的時候，利用緩沖裝置在出口腔內產生足夠的緩沖壓力，增大液壓油液的出口阻力，從而降低活塞的運動速度，避免與缸底的碰撞。由于在本設計中，液壓缸質量較大，在高速運載下容易產生由于慣性而造成的撞擊情況，所以常常在行程終端設置緩沖裝置，用來避免應碰撞造成的沖擊和噪聲，以及對液壓缸產生的不穩(wěn)定和沖擊。本設計中的液壓缸運動慣性不大、速度也不高，因此選用可調型恒節(jié)流面積緩沖裝置。3.4.4 排氣裝置液壓傳動系統(tǒng)在執(zhí)行運動的過程中往往會混入氣體，造成液壓油液的純度不足、缸內壓力的不穩(wěn)定，從而造

29、成液壓缸系統(tǒng)工作失常，產生振動、爬行、前沖等現(xiàn)象，甚至會造成整個液壓系統(tǒng)工作效果出現(xiàn)明顯偏差，精度降低，因此需要在液壓缸內安裝排氣塞等排氣裝置，減少或避免空氣的積壓。有的液壓缸對缸體本身的密封性要求不高，因此有些氣體會及時通過其他渠道排出，從而不需要做專門的排氣設計，同時，將進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，排到郵箱后再從郵箱端口溢出。為使液壓缸運動過程穩(wěn)定可靠，液壓缸在最初安裝未使用前應該進行某些處理，比如加熱或蒸汽燃燒，將油缸內的氣體全部排出，或者在缸體上安裝排氣塞達到此種效果。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滲入空氣 ，在再次使用前必須將空氣排

30、盡，因此，需安裝排氣塞等排氣裝置，以防止爬行、前沖現(xiàn)象的產生而造成的缸體運動失衡的現(xiàn)象。3.4.5 防塵塞防塵圈的選擇原則：1） 不磨損活塞桿；2） 不產生爬行；3） 不粘著滯澀；4） 不對所作用的伺服液壓缸增加摩擦；如果防塵圈的選擇出現(xiàn)偏差，會引起其對缸蓋法蘭蓋的摩擦力的增加，將保護活塞桿與活塞連接部分表面起潤滑作用的粘附性油膜層刮下來，從而造成密封失效，造成粘附性油膜滲漏，對整個缸體的運動和工作是不利的。防塵圈的作用：為了防止活塞桿做伸縮運動時，將系統(tǒng)外的灰塵雜質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。 綜上所述，根據機械設計手冊第四卷，選用丁型無骨架防塵

31、圈，尺寸為45mm4 液壓缸的聯(lián)接計4.1 缸蓋連接計算缸體和缸蓋采用法蘭式螺栓聯(lián)接時：圖4.1 螺栓聯(lián)接螺紋處的拉應力：（k=2，螺紋擰緊系數(shù)。f是缸體螺絲處所受拉力）螺紋處的切應力：（是螺紋內摩擦系數(shù)，一般取0.12）合成應力：（是螺紋材料的許用應力）經計算得符合條件，因此可采用法蘭是螺栓連接。4.2 活塞與活塞桿的聯(lián)接計算 活塞與活塞桿采用螺紋連接時：圖4.2 螺紋聯(lián)接活塞桿危險截面（螺紋退刀槽）處的拉應力是液壓缸輸出拉力，（是活塞桿材料的許用應力）。經計算得符合條件，因此可采用此連接方式4.3 活塞桿的計算4.3.1 活塞桿直徑的計算活塞桿的直徑可以根據速比來確定，公式如下： (4.1

32、)速比=21由公式23.327計算得d=45mm事實上也可以從下面的表格中直接查取，表如4-1所示。因為缸筒內徑為63mm，從上表中選取速比為2的活塞桿直徑是45mm，這也正是之前在確定活塞厚度的時候所用到的數(shù)據。4.3.2 活塞桿強度的計算活塞桿端部的負載連接點，與液壓缸支撐之間的距離為，如果：10d就用下式計算活塞桿強度： （4.2）式中 f液壓缸的最大推力（或拉力） 材料的屈服強度 安全系數(shù)，一般取5 d 活塞桿直徑實際上式中的/n 就是材料的許用應力，之前已經給出了45號鋼的許用應力為：=/n=360/5=72mp最大推力f=31162n于是根據式23.328得到活塞桿的直徑：d23m

33、m可知強度符合要求。表4.1 內徑的選擇活塞桿直徑計算缸筒內徑d/mm速度比21.461.331.251.15d/mm402822201814503628252218634536322822805645403638906050454032100705650453611080605650401259070605645140100807060504.3.3 活塞桿彎矩穩(wěn)定性驗算 根據機械設計手冊第四卷液壓缸承受軸向壓縮載荷時，當活塞桿直徑d與活塞桿的計算長度l之比大于10時，應校核活塞桿的縱向抗彎強度或穩(wěn)定性。（1）若受力完全在軸線上，主要是按下式驗證： （4.3） （4.4）式中：圓截面：圖4.

34、3 活塞桿穩(wěn)定性驗算根據上述要求先計算本液壓缸中活塞桿截面的慣性矩i=46189.304缸體支撐長度=394mm（見缸體裝配圖）因此安裝導向系數(shù)k=1.5分別將以上數(shù)據帶入公式中，得出活塞桿失穩(wěn)力：=2.828n選取安全系數(shù)=5得到最大承載力的判別式f/=4n顯然符合條件，因為最大工作壓力是3.2n，而額定工作壓力只有2.1n。液壓缸結構尺寸如下： 表4.2 液壓缸結構尺寸序號結構尺寸/mm1缸體內徑632缸體總長2903缸體外徑954缸體厚度165活塞桿直徑456活塞桿長度3117活塞內徑328活塞厚度609缸蓋厚度6010缸底厚度2511缸底內徑415 液壓缸組件的工藝規(guī)程設計機械加工工藝

35、過程設計:在保證產品質量的前提下，盡量提高生產率和降低成本，充分利用本企業(yè)現(xiàn)有生產條件，盡可能采用國內外先進工藝技術和經驗，完成“機械加工工藝過程卡片”所包含的內容，所用術語、符號、計量單位、格式等符合相應標準。 機械加工工藝過程設計的主要依據:1） 產品的裝配圖樣和零件圖樣。2） 產品的生產綱領。3） 在進行機械加工時，現(xiàn)有生產條件和資料，是指毛坯材料和尺寸的選擇，生產條件、工裝設備、及專用設備的制造要求和技術工人的生產質量、生產效率和有關資料和有關標準測驗。4) 國內外同類產品的有關工藝資料等。機械加工工藝過程的設計步驟：1） 分析研究產品的裝配圖和零件圖在進行零件機械加工工藝過程規(guī)程設計

36、時，首先應分析零件圖及其所在部件的裝配圖，了解該零件在部件中的裝配位置，功用和對其提出的技術要求，明確零件的形狀和主要表面，以便在擬訂機械加工工藝過程時采取合理方法和措施保證其使用要求。對零件的技術要求進行分析，主要內容包括：掌握零件的結構形狀，材料，硬度和熱處理情況，形成機械加工工藝過程初步構思。分析零件上需要進行加工的表面，那些表面加工精度高，那些表面加工精度低，那些表面需要作為粗基準或精基準等，以及需加工表面的加工尺寸精度、位置精度和形狀精度以及應該進行那些化學處理和熱處理、工藝處理。對各加工表面有初步的加工思路和加工方案，對有關要求進行整理。液壓缸缸體裝配圖和零件圖如下圖所示：圖5.1

37、 裝配體 圖5.2 缸蓋2） 對裝配圖和零件圖進行工藝審查和工藝過程設計、審查零件圖上的視圖、尺寸、公差和技術要求是否統(tǒng)一，正確，完整。3） 確定毛坯的種類和制造方法零件的材料在進行結構設計時已經確定，因此在設計零件的機械加工工藝過程時，主要確定毛坯的尺寸以及相應的制造方法。4） 擬定工藝加工路線選擇定位基準（精基準、粗基準、定位夾緊的表示），確定表面加工方法或方案。工件上的加工表面往往需要經過粗加工、半精加工、精加工等才能逐步達到所要設計的質量要求，具體加工方法的選擇一般要根據設計要求、精度以及尺寸要求，對所要加工的表面進行精度方面的排查和選擇，確定先加工面和后加工面，然后對所加工面進行一系

38、列方案設計，最后確定加工順序。5） 確定各工學的加工余量和公差。由于零件機械加工過程中涉及的因素很多，按計算法確定工序間的機械加工余量目前還缺少充分實踐數(shù)據資料，因此查表法和經驗加查表在生產中應用廣泛。6） 確定各工序采用的設備及工藝裝備機床以及工裝設備備的選擇應在滿足零件加工工藝的需要和可靠地保證零件加工質量的前提下，優(yōu)先考慮標準化的工藝裝備，降低生產準備費用。對于必須改裝的設備，需在經濟和論證的基礎上結合工序設計提出專用設備設計任務書。工藝加工以下是對缸蓋的擬定工藝規(guī)程設計：表5.1 缸蓋的工藝規(guī)程設計工序號工序內容簡要說明01一箱多件沙型鑄造02進行人工時效處理消除內應力03涂漆防止生銹

39、04銑47mm孔的端面先加工面05銑53mm孔的端面06銑47mm孔和53mm孔在同一基準的兩個端面07鉆深12.5mm的孔和寬6mm的孔08車8mm孔和12mm的基準面09分別鉆、擴、鉸53mm的孔，倒角4510鉆8mm和鉆、半精鉸、12mm孔，倒角4511鉆、半精鉸、精鉸12mm的孔,倒角4512鉆螺紋孔6mm，攻絲m8-6h13鉆6mm的深螺紋孔，锪120的倒角后加工孔14倒角15檢驗16入庫6 液壓缸的工裝設計根據設計要求合理選擇機床設備是一件很重要的工作，機床設備選擇是否合理，對于工件的制造及其加工質量都有很到的影響，因此在選擇機床時應考慮以下幾個因素：機床的尺寸規(guī)格要與被加工的工件

40、的外廓尺寸、精度要求相適應。機床的生產率應與被加工工件的生產類型相適應。機床的選擇應考慮工廠的現(xiàn)有設備條件。機床夾具選擇要與生產類型相適應，單件小批生產盡量采用通用夾具，大批量生產采用高效或專用夾具。刀具選擇主要取決于加工方法，工件材料，加工要求，生產率和經濟性等，應盡量采用標準刀具。大批量生產可采用高效率復合刀具。量具主要取決于生產類型和零件的加工精度要求，單件小批量生產盡量采用通用量具，大批大量生產采用量規(guī)或高校專用檢驗夾具。機械加工工藝裝備主要包括刀具，夾具，量具和輔具。金屬切削刀具的種類很多，結構多種多樣，常用的刀具有車刀、鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、絲錐、銑刀、齒輪刀具等，除大批大量生產采用

41、專用刀具、復合刀具和特殊零件采用特殊刀具外，生產中一般采用標準刀具，刀具材料一般為高速鋼和硬質合金。在選擇量具時，主要根據被加工零件的精度尺寸、形狀、和生產類型等條件進行選擇。機床附件（通用夾具）是指機床的通用夾具，其結構參數(shù)已標準化或通用化，一般以機床附件的形式可共供用戶選擇。機床輔具是連接機床與道具的工具，簡稱輔具，包括各種刀桿、刀夾、刀座、刀套、夾頭、夾套、過渡套、中間套、接長套、接長桿等。一般按使用機床的類型分為車床輔具、銑床輔具、鉆床輔具、鏜床輔具、刨床輔具、拉床輔具、磨床輔具、齒輪加工機床輔具等。機床輔具是機械加工必不可少的工藝裝備之一，對保證加工質量和提高生產效率有重要影響。7

42、總結經過三個多月的學習，我的畢業(yè)課題最終結果也浮出水面，從剛開始的問題層出不窮，到中間逐步解決，再到最后有了整體思路，在這個過程中，不斷的學習和探索，請教老師、和同學討論，都讓我的畢業(yè)設計有了充實和豐厚的體驗。在設計過程中，通過對液壓缸的結構組件的分析、計算、選擇、構思、繪圖、總體校驗，每個過程都經過了反復的審核。液壓缸結構參數(shù)的計算包括活塞桿直徑、缸體內徑、外徑、厚度等。液壓缸結構設計包括缸體和缸蓋的連接、活塞和活塞桿的連接、缸底和缸體的連接、活塞等。液壓缸結構組件的設計包括對各個組件的選擇和配合，對密封裝置和緩沖裝置進行搭配等。我在本次畢業(yè)設計過程中，難點是緩沖裝置的設置。剛開始設計成可調型緩沖節(jié)流裝置，后期在老師的指導下，選擇了缸內緩沖。我們在設計過程中，不單單考慮形狀問題，而且也要考慮加工問題，考慮實際生產問題。參考文獻1 姜繼海.液壓與氣壓傳動m.北京：高等教育出版社，2009.2 機械設計手冊編委會.機械設計手冊單行本m.北京：機械工業(yè)出版社，2007.3 高等學校畢業(yè)設計指導手冊m。北京：高等教育出版社，1998.4 機械設計手冊m.北京：化學工業(yè)出版社，2008.6 左鍵民.液壓與氣壓傳動m.北京：機械工業(yè)出版社，2008