下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 目 錄 摘 要 . I Abstract . II 第 1 章 緒 論 . 1 1.1 概述 . 1 1.1.1 雙層畜禽運輸車的總體結構 . 1 1.1.2 雙層畜禽運輸車的研究現狀 . 1 1.2 研究的意義目的 . 2 1.3 研究的主要內容 . 2 第 2 章 整體方案分析選擇及舉升機構計算與校核 . 3 2.1 概述 . 3 2.2 活動底板的設計計算 . 3 2.2.1 活動底板的結構設計 . 3 2.2.2 上層板剪力及彎矩的求解 . 3 2.2.3 上層板彎曲變形校核 . 5 2.2.4 上層板的撓度計算 . 6 2.3 方案的選擇 . 7 2.4 液壓缸的設計 . 7 2.4.1 液 壓舉升機構的主要技術參數 . 7 2.4.2 液壓缸的設計要求 . 8 2.4.3 三級同步液壓缸結構設計及內徑的確定 . 8 2.4.4 三級同步液壓缸柱塞桿直徑的確定 .11 2.4.5 三級同步液壓缸壁厚、外徑等參數的計算 . 12 2.4.6 三級同步液壓缸外形尺寸的校核 . 15 2.5 液壓缸主要零件結構、材料及技術要求 . 16 2.5.1 缸體 . 16 2.5.2 活塞 . 17 2.5.3 活塞桿 . 18 2.5.4 活塞桿的導向、密封和防塵 . 19 2.5.5 液壓缸的排氣裝置 . 19 2.5.6 液壓缸安裝連接部分的形式和尺寸 . 20 2.6 本章小 結 . 20 第 3 章 液壓泵選擇與設計 . 21 3.1 液壓泵的工作原理 . 21 3.2 液壓泵的形式 . 21 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 3.3 液壓泵主要參數及型號 . 21 3.4 液壓泵主要參數的確定 . 22 3.4.1 液壓泵工作壓力的計算 . 22 3.4.2 液壓泵理論流量的計算 . 22 3.4.3 液壓泵排量的計算 . 22 3.4.4 液壓泵功率的計算 . 22 3.5 液壓系統原理 . 23 3.6 本章小結 . 24 第 4 章 輔助裝置的選擇與計算 . 25 4.1 副車架主要尺寸參數設計計算 . 25 4.1.1 副車架主要尺寸設計 . 25 4.1.2 副車架的強度剛度彎曲適應性校核 . 25 4.2 噴淋裝置的設計計算 . 31 4.2.1 噴淋系統技術方案 . 31 4.2.2 噴淋系統結構 . 31 4.3 登坡板的結構與設計計算 . 32 4.3.1 登坡板的長度 . 32 4.3.2 鋼絲繩的拉力 . 33 4.3.3 卷筒（或滑輪）的直徑 . 34 4.3.4 登坡板提升時所需功率 . 35 4.4 支承座的結構與設計計算 . 35 4.5 上層活動底板上升所需定滑輪和鋼絲繩直徑的計算 . 36 4.6 本章小結 . 37 第 5 章 整車性能分析 . 38 5.1 概述 . 38 5.2 汽車動力性能分析 . 38 5.2.1 基本參數確定 . 38 5.2.2 汽車的 行駛方程 . 39 5.2.3 汽車最高車速的確定 . 42 5.3 汽車燃油經濟性 . 44 5.4 本章小結 . 44 結 論 . 45 參考文獻 . 46 致 謝 . 47 附 錄 A . 48 附 錄 B . 53 黑龍江工程學院本科生畢業設計 I 摘 要 隨著我國國民經濟的發展 ， 人民生活水平的提高。人們對禽類、肉類制品的需求量急劇增加。而畜禽的養殖場地遠離市區，這樣就需要將鮮活畜、禽運輸到指定地點。因此畜禽運輸車的市場需求量也較大。為了能夠同時運輸禽類和中大型動物，滿足消費者和養殖業者的需要，并且從大幅度的提高運輸效率 、 降低運輸成本、減少運輸途中的貨 損和貨差，提高運輸的安全性和減少污染保護環境的方面考慮，設計制造雙層畜禽運輸車成為專用汽車發展道路上的一項重要任務。 首先分析了現在畜禽運輸車的現狀和不足之處，明確了雙層畜禽運輸車的主要優點。在此基礎上，通過對整體方案的分析選擇、舉升機構的計算校核、液壓系統的選擇與設計、輔助裝置的選擇與設計及對整車的性能分析，利用 CAD 軟件繪制出二維圖形。最后設計出的雙層畜禽運輸車 能夠滿足工藝合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高的加工和使用要求。 關鍵詞： 雙層；運輸；畜禽；改裝；設計 黑龍江工程學院本科生畢業設計 II ABSTRACT Along with the development of our national economy and improvement of peoples living standard. People on the poultry, meat products demand has increased dramatically. And livestock and poultry breeding sites away from downtown, so it needs to fresh livestock and poultry transportation to the designated place. So the market demand of livestock transporters bigger also. In order to can simultaneously transport poultry and medium-large animals, meet the needs of consumers and aquaculture, and those from the large scale enhancement transportation efficiency and reduce the transportation cost, reduce transit goods damage and poor, improve transport safety and reduce pollution of environmental protection into consideration, design and manufacture of special cars do uble livestock transporters become the development path is an important task. First analyzed the status and livestock transporters now deficiency, clear the double livestock transporters main advantage.On this basis, through the analysis of the overall scheme selection, the calculation of lifting mechanism of dynamicrigidity, the selection and design of hydraulic system, auxiliary devices selection and design of the vehicle and the performance analysis, use CAD software rendering the 2d graphics. Finally designed double livestock transporters can meet the technological reasonable, small batch easy processing, low cost, high reliability processing and use requirement. Key words: Double Layer； Transportation； Livestock and Poultry； Modification； Design 黑龍江工程學院本科生畢業設計 1 買文檔送全 套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 黑龍江工程學院本科生畢業設計 2 黑龍江工程學院本科生畢業設計 3 第 1 章 緒 論 1.1 概述 1.1.1 雙層畜禽運輸車的總體結構 雙層畜禽運輸車屬于柵欄式運輸車，其汽車車廂采用柵欄結構，主要適用于運輸牲畜、家禽等。具有雙層車廂結構的柵欄式運輸車運輸效率高，適用與長途運送牲畜、家禽等。柵欄式牲畜運輸車均設有便于牲畜上下的門梯。該門梯通常利用后廂板翻下作為登坡板，也有的采用電動絞盤提升登坡板。 在柵欄式牲畜運輸車中，雙層車廂運輸車最為常見。對于雙層車廂牲畜運輸車，根據其第二層車廂底板的結構特點可分為可拆卸式底板、液壓折 疊式底板和液壓升降式底板三種類型。本設計采用液壓升降式底板。該型式的第二層車廂底板由分布與車廂后面兩個角的兩個液壓缸和鋼絲繩實現上升和下降。裝載時，首先將活動底板擱在底層底板上。當裝滿牲畜后，將其舉升到一定高度后鎖止，然后裝載底層車廂；卸載相反。這種型式的牲畜運輸車優點是裝載、卸載都非常方便，必要時可將活動底板降落在底層底板上，作一般貨車使用。 1.1.2 雙層畜禽運輸車的研究現狀 黑龍江工程學院本科生畢業設計 4 隨著我國國民經濟的發展 ， 人民生活水平的提高。人們對禽類、肉類制品的需求量急劇增加。而畜禽的養殖場地遠離市區，這樣就需要將鮮活畜、 禽運輸到指定地點。因此畜禽運輸車的市場需求量也較大。而雙層畜禽運輸車既可以運輸雞、鴨、鵝等禽類，也可以運輸豬、牛、羊等中大型動物，滿足消費者和養殖業主的需要，因此雙層畜禽運輸 車近年來國內市場需求量越來越大，市場前景十分廣闊。 專用汽車的研制 、生產和應用不僅在實現門到門的專業運輸和作業方面受到社會的廣泛重視和歡迎，而且在大幅度的提高運輸效率 、 降低運輸成本 、 擴大汽車的應用領域等方面都發揮著重要的作用，汽車運輸的專業化，可以減少運輸途中的貨損和貨差，提高運輸的安全性，同時減少了污染，保護了環境。 隨著經濟的發展， 畜禽 運輸車 呈現出重型化、智能化、高檔化，多極化發展的趨勢 。 雖然中國專用汽車發展取得了很大進步，但是，中國專用汽車行業整體上與歐、美、日等國家和地區的先進水平相比，國內專用汽車市場開發比較緩慢，市場細分程度不夠，產品雷同性大，不能滿足用戶個性化需求，低水平競爭還比較嚴重，主要體現在一下幾個方面。（ 1）生產企業過多過散，目前中國大多數專用汽車生產企業的癥狀是：廠點分散，規模較小，開發能力較弱。（ 2）產品結構不合理，由于中國正處于發展中國家向發達國家轉變的過程中，基礎設施建設還處于高峰期，所以中國專用汽車市場的需求 還是以運輸物資、滿足基礎設施建設為主，加上中國勞動力資源比較豐富，該市場形態決定了中國專用汽車現階段呈現結構形式單一、功能單一、低附加值產品過多的狀況。（ 3）科技含量高的產品缺乏自主研發能力。（ 4）生產工藝工裝水平低。（ 5）專用底盤的開發生產與市場需求仍有差距。（ 6）專用汽車市場的拓展受到一定的限制。 1.2 研究的意義目的 近幾十年來它在國內外獲得迅速的發展與普及 ,它最大的優點是 具有自重輕、倉柵欄桿可半拆、全拆和隨意升降、方便實用、安全可靠等 ，并可 根據用戶要求設計制作雙層鮮活動物運輸車、瓜果蔬菜運輸車等。適 合廣大用戶的中短途公路運輸使用，也可作普通載貨汽車使用，在高度發達的公路運輸業，特別是現代物流產業的飛速發展。倉柵式運輸車必將得到迅速的推廣、普及。是城市、城際物流運輸市場開發的經濟型產品。 同時在雙層畜禽運輸車的研究和生產過程中，也帶動了鋼鐵，化工等其它很多行業，又提供了大量的工作崗位，減輕就業壓力， 并日趨完善，成為系列化多品種的產品。 因此，雙層畜禽運輸車的發展是很有必要的。 1.3 研究的主要內容 黑龍江工程學院本科生畢業設計 5 本章針對我所做設計的課題做了綜合性的闡述，通過查找書籍，以及在網絡上查找的資料，我了解了我所做雙層畜禽運輸車的 基本狀況；特別是專用車的設計特點及設計思路，還有在以后的設計中有可能面臨的問題，進行了細致的了解與闡述。本設計主要進行雙層 畜禽運輸車 的整車設計，二類底盤的選型，舉升液壓系統主要技術參數的計算，車廂設計， 以及根據畜禽的運輸需求而增設的降溫噴淋系統。 整車性能分析，利用 CAD軟件建立雙層畜禽運輸車的裝配圖以及零部件圖。 本章對雙層畜禽運輸車狀況進行了分析，了解了我國雙層畜禽運輸車行業與歐美等國家的差距與需要發展的地方。 目前，我國改裝車市場最大銷售量約 25 萬輛左右，改裝量最大的除了客車外，主要有廂式車、罐式車、自卸 車等主要車型。但是總體來看，這些專用車均存在技術附加值低、工藝較落后等問題。從品種來看，我國改裝車品種較少，僅有 400 多個品種。那么，未來改裝車市場到底是什么市場呢？肯定地說，應該向多品種、高、精、尖方向發展。 經過本章的學習了解，相信在下幾章的設計學習中會有了依據，為本次設計開了一次好頭。 第 2 章 整體方案分析選擇及舉升機構計算與校核 2.1 概述 雙層畜禽運輸車改裝結構中液壓系統；活動底板的結構和車廂結構為其重要組成部分，它直接關系到雙層畜禽運輸車的使用性能和整車布置，它是決定雙層畜禽運輸車改裝 設計優劣的主要因素。因此首先對活動底板進行設計。 2.2 活動底板的設計計算 上層活動底板結構類似于車廂底板，其結構由兩根通長槽型縱梁、四根橫梁和底面分布矩形加強筋的薄鋼板組成。 2.2.1 活動底板的結構設計 上層活動底板是由車架承載的，而縱梁作為上層活動底板的主要承載元件，也是黑龍江工程學院本科生畢業設計 6 車架中最大的加工件，其形狀應力求簡單。其中載貨汽車的車架縱梁延多取平直且斷面也不變或少變，以簡化工藝。因此載貨汽車的斷面多采用開口朝內的槽型，槽型斷面粱的彎曲剛度大、強度高、工藝性好，零件的安裝與緊固方便。同時，由若干根橫梁將左右縱梁 連接在一起，構成一完整的車架，其中橫梁起支承上層活動底板，保證車架有足夠的扭轉剛度，限制其變形和降低某些部位的應力的作用。 本車上層活動底板初選等寬的梯形車架，車架寬度為 2250mm ，車架長度為6000mm 。縱梁采用槽型鋼結構，槽型鋼型號： 14#B（ 140*60*8），橫梁鋼板厚度都采用 8mm ，車架材料采用 Q345。薄鋼板和加強筋的材料采用 45。 2.2.2 上層板剪力及彎矩的求解 作 用在上層板梯形車架上的彎曲力矩主要由車架縱梁承受。由于條件限制，為了計算彎曲力矩，將車架縱梁承受載荷簡化為均布載荷，當車架縱梁承受的是均布載荷時，車架的簡化計算可按下述進行，但需要一定的假設即認為縱梁為簡支梁，忽略不計局部扭矩的影響。 由以上可畫出上層板車架的等效粱受力及剪力和彎矩示意圖： 圖 2.1 上層板額定載荷時的剪力和彎矩圖 黑龍江工程學院本科生畢業設計 7 由以上示意圖可知：縱梁所受到的最大彎矩： 82maxqxM （ 2.1） 式中： q 載荷集度 (N/m)； x 所求截面距支座 A的距離 m ； maxM 最大彎矩 mN 。 NF s 3.1 0 4506.0625.26 8.94 0 00 （ 2.2） 式中：sF 縱梁所 受剪力 N 。 mNxFM s 31 362m a x （ 2.3） 將它們代入式 (2.4)、 (2.5)，則可求出縱梁的最大彎應力。 m a xm a x MnKM dd （ 2.4） WM dw max（ 2.5） 式中： n 疲勞安全系數， 40.115.1n ； dK 動載荷系數， 0.45.2dK； W 縱梁在計算斷面處的彎曲截面系數。 對于槽型斷面縱梁： 6 )6( thbhW （ 2.6） 式中： h 槽型斷面的腹板高 m ； b 翼緣寬 m ； t 梁斷面的厚度 m 。 300 009 33 3.0 mW mNM d 6.11289m a x 因此最大彎應力為： w 120.96Mpa =345Mpa 黑龍江工程學院本科生畢業設計 8 通過以上計算，上層板的剪力和彎矩均符合 要求。 2.2.3 上層板彎曲變形校核 由以上知道上層板梯形車架的等效簡支梁形式，利用疊加法可求得梁的最大撓度maxy和最大轉角max，然后進行上層板梯形車架彎曲變形的校核。 當粱的形式為下圖所示時，粱的撓曲線方程為： 224312 xlEIFxy 20 lx （ 2.7） 梁的轉角方程為： EIFl2 （ 2.8） 式中： F 作用在梁上的力，規定其向下為正，向上為負； E梁構成材料的彈性模量， 52 .1 1 0E M P a ； I為梁的慣性矩。 查閱槽鋼標準可知： 14#b 型的慣性矩yI=61.1 4cm 。 最大撓度maxy： 0 0 0 2 5 6 6 0 8.064943101.611.2128 33.1045 294m a x lly 29.0101.61101.2 6 0 0 03.1 0 4 5 45 2m a x 由計算的撓度和轉角，參照選材的許用撓度和許用最大轉角，均在許用數值之內。 圖 2.2 上層板梯形車架等效簡支粱 2.2.4 上層板的撓度計算 為了保證整車及有關機件的正常工作，對縱梁的最大撓度應予以限制。這就要求對縱梁的彎曲剛度進行校核。如果把縱梁看成支承跨度 l 為軸距的簡支梁，根據材料力黑龍江工程學院本科生畢業設計 9 學給出的截面極慣性矩 J 的簡支梁在其跨度 l 的中間承受集中載荷 P 時，撓度 f 與剛度EJ 的關系式如下： EJPlf 483 （ 2.9） 可知 EfPlJ 483 （ 2.10） 根據德國對各種汽車車架的實驗結果表明，當軸距 l 的單位為 m， J 的單位為 cm4，為使縱梁在滿載時的撓度在容許值以內，則應使 12/ 3 lJ ，或應使 312lJ 。大多數汽車的 3/lJ 值在 20-30 間，日本一些 4t 平頭載貨汽車甚至達到 58.3。 由此，取 3/lJ 值為 20 ，已知上層板所需轉載 質量為 4000kg,上層板的跨度l =6000mm，彈性模量 E 為 51006.2 Mpa。 因此跨度 l 的中間承受的集中載荷 P 如下： NP 3 9 2 0 08.94 0 0 0 （ 2.11） 由公式 2.10 得 EJPlf 483 000161879.0 同時得知 43 232020 cmlJ 通過以上計算可知，上層板的撓度符合要求。 2.3 方案的選擇 由設計任務書要求設計的雙層畜禽運輸車的最大裝載質量為 8 噸，以及上層板和車廂質量。查閱相關資料可知 CA1160 型載貨車的最大裝載質量符合本次的設計需求，因此選擇 CA1160 作為改裝 所用二類底盤，其主要技術參數如下表： 表 2.1 CA1160 的主要技術參數 名稱 數值 汽車總長 /mm 9000 黑龍江工程學院本科生畢業設計 10 汽車總寬 /mm 汽車總高 /mm 最大總質量 /t 整車整備質量 /t 最大裝載質量 /t 貨箱長度 /mm 貨箱寬度 /mm 前后懸 /mm 軸距 /mm 輪距 /mm 輪胎數 2494 2805 16 5.4 10.405 6800 2300 1400/2200 4800 1800 6 2.4 液壓缸的設計 2.4.1 液壓舉升機構的主要技術參數 1、舉升高度： 1.4m ； 2、上 升時速度： 0.06m/s ； 3、下降時速度： 0.04m/s ； 4、最大舉升質量： 5 噸 。 2.4.2 液壓缸的設計要求 液壓缸的設計要考慮下列基本要求： 1、 液壓缸承受最大的負載力 。 2、 輸出最大速度或動作時間 t。 3、 液壓缸最大行程 L。 2.4.3 三級同步液壓缸結構設計及內徑的確定 三級同步液壓缸結構簡圖如圖 2.3 所示。它由一級活塞和兩級活塞套疊而成，直徑最小的一級為柱塞。在兩級活塞的底部各有 1 個單向閥，它們在正常運行時是關閉的，從而形成獨立的容腔 1 和 2，容腔 3 通過油口和液壓系統相連。當液 壓缸上行時，壓力油進入容腔 3，推動最大一級活塞向上移動，缸筒與活塞之間的環形體積縮小，其中的油液通過活塞桿上的側向小孔進入下一級活塞腔，使較小一級活塞也向上移動，相似的環形容腔的油液進入下一級，推動最小一級的活塞向上移動。通過合理設計有關幾何參數，就能實現三級的同步動作，而且相對速度相同。下行過程也可以做同樣的分析。值得注意的是在運行過程中，由于各容腔的壓力321 PPP ，所以兩個單向閥始終關閉，在下降行程接近極限位置時，單向閥閥芯的導向桿碰到缸底，使閥口打黑龍江工程學院本科生畢業設計 11 開，油液流出直至各 級間達到平衡狀態，使其消除累積的同步誤差。 具有同步伸縮是這種三級液壓缸的最大特點，而且縮回速度遠大于伸出速度，因而使三級同步伸縮液壓缸比一般的三級伸縮液壓缸工作效率提高了幾倍。另外由于三級同步伸縮液壓缸的工作速度連續平穩，并且當負載變化時，液壓缸中的工作壓力又能隨負載平穩自行調節，是這種液壓缸工作時，既平穩又無沖擊振動，大大改善了液壓系統的工作性能。而且這種三級同步液壓缸具有一般性，其工作原理同樣適用于二級、四級及多級同步伸縮液壓缸。 圖 2.3 三級同步液壓缸結構簡圖 黑龍江工程學院本科生畢業設計 12 圖 2.4 三級同步液壓缸受力 分析簡圖 油缸選型主要依據所需的最大作用力maxF以及最大工作行程來確定的。根據液壓系統中油缸的工作特點， 由圖 2.4 可知 24 iii DPF （ 2.12） 式中： i第 i級活塞缸； p 液壓系統額定工作壓力（ MPa） ； 系統效率，通常按 =0.8。 如 表 2.2 所示 選取 p ,p 越高，對密封要求也越高，成本亦隨之上升；根據機構的類型及其工作特點，取 10P MPa。 表 2.2 液壓設備常用的工作壓力 設備類型 機床 農業機械或中型工程機械 液壓機、重型機械、起重運輸機械 磨床 組合機床 龍門刨床 拉床 工作壓力 P/（ MPa） 0.82.0 35 28 810 1016 2032 黑龍江工程學院本科生畢業設計 13 其中，單個液壓缸的最大作用力： NgmGF 2 4 5 0 022 m a xm a x （ 2.13） 由式（ 2.12）可知： mmPFD 46.62411 （ 2.14） 表 2.3 缸筒內徑尺寸系列 （ GB/T2348-1993） 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 （ 90） 100 （ 110） 125 （ 140） 160 （ 180） 200 （ 220） 250 （ 280） 320 （ 360） 400 （ 450） 500 取第一級液壓缸內徑 mmD 631 因 1122 2 APAP 2233 2 APAP （ 2.15） 所以 22112 22 AFA APP 33223 42 PFA APP （ 2.16） 由公式分析，如不計缸筒壁厚時，有321 PPP （ 2.17） mmPFD 33.88822 （ 2.18） mmPFD 92.1 2 41633 （ 2.19） 由表 2.3 取第二級液壓缸內徑 mmD 1002 ；取第三級液壓缸內徑 mmD 1253 。 2.4.4 三級同步液壓缸柱塞桿直徑的確定 在單桿活塞中， d 值可由 D 和 v 求的，標準液壓缸的 v 系列值為 1.06、 1.12、 1.25、1.4、 1.6、 2、 2.5、和 5，為了減少沖擊（即不使往返運動速度相差過大），一般推薦 v1.6。活塞運動速度受結構的限制，范圍 0.1 0.2m/sv1m/s。 活塞桿直徑也可以按其工作時的受力情況由如表 2.4 所示 初步選取。 表 2.4 活塞桿直徑的選取 活塞桿受力情況 工作壓力 p/MPa 活塞桿直徑 d 受 拉 d=(0.3 0.5) D 黑龍江工程學院本科生畢業設計 14 受壓及拉 p5 d=(0.5 0.55)D 受壓及拉 57 d=0.7D 液壓系統各液壓缸均采用雙作用 三級同步 活塞缸。即受壓也受拉，而且工作壓力p 大于 7 所以活塞桿直徑選公式： 17.0 Dd（ 2.20） 將 D 值代入（ 2.20）式中，可求得 mmDd 1.447.0 1 表 2.5 液壓缸活塞桿外徑尺寸系列 （ GB/T2348-1993） 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 56 63 70 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 280 320 360 根 據表 2.5 取活塞桿直徑 d 為 45 mm。 2.4.5 三級同步液壓缸壁厚、外徑等參數的計算 液壓缸的壁厚由液壓缸的強度條件來計算。 液壓缸的壁厚一般是指缸筒結構中最薄處的厚度。從材料力學可知，承受內壓力的圓筒，其內應力分布規律因壁厚的不同而各異。一般 計算時可以分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。 液壓缸的內徑 D 與其壁厚 的比值 D/ 10的圓筒稱為薄壁圓筒。起重運輸機械和工程機械的液壓缸，一般用無縫鋼管材料，大多屬于薄壁圓筒結構，其壁厚按薄壁圓筒公式計算 ： 2Dpy （ 2.21） 式中 ： 液壓缸壁厚； D 液壓缸的內徑； 黑龍江工程學院本科生畢業設計 15 yp試驗壓力，取yp=16 MPa； 缸筒材料的許用應力。其值為：鍛鋼： =110 120 MPa； 鑄鋼： =100 110 MPa；鋼管： =100 110 MPa； 高強度鑄鐵： =60 MPa；灰 鑄鐵： =25 Mpa； 取yp=1.5 10 610 =15 MPa 本設計的轉向液壓缸的材質是鋼管，其 =100 110 MPa，所以選 =110 MPa。 將 Py、 值代入（ 3-10）式中，可求得 mmDp y 30.42 11 mmDp y 82.62 22 mmDp y 52.82 33 液壓缸壁厚度算出后，即可求出缸體的外徑為 111 2 DD （ 2.22） 222 2 DD （ 2.23） 333 2 DD（ 2.24） 將 值 分別 代入 式（ 2.22）、式（ 2.23）、式（ 2.24） 中，可求得 mmDD 6.712 111 mmDD 64.1 1 32 222 mmDD 04.1 4 22 333 分別取 mmD 721 ； mmD 1142 ； mmD 1433 。 液壓缸無桿腔面積 ： 24211 106.314 mDA 黑龍江工程學院本科生畢業設計 16 24222 105.784 mDA 24233 107.1 2 24 mDA 液壓缸有桿腔面積 ： 242211 1026.154 mdDA 2421222 1034.474 mDDA 2422233 1016.444 mDDA 導向長度 H ： 35 2SDH 60mm 活塞寬度 B (0.6B 1.0)D 40mm 導向套滑動面長度 A (0.6A 1.6)D 53mm 已知： KgM 4500 ； 1000S mm ； 63D mm ； 45d mm ； 21 31.6A cm ； 21 26.15 cmA ； 48.011 AA 。 求固有頻率 140 1 2EASM srad /08.53 式中 ： M 取起升總質量為 4500Kg； S 液壓缸行程 ()mm ； E 油彈性模量 (Kg cm 2)s ,查表取 721 . 4 1 0E K g c m s ； 有桿腔面積與無桿腔面積比； 黑龍江工程學院本科生畢業設計 17 求最小加速時間mintmin 35t =0.66s 求液壓缸的最大速度maxVm a x m i n()t o tV S t t=2.94m/s 式中 tot總循環時間 ()s ，據液壓手冊選取； 求最大加速度maxam a x m a x m ina V t245.4 sm 求液壓缸運動過程中需要達到的最大壓力maxP，其中： 1m a x AMgFP 1m a x AMgM =9.8Mpa 2.4.6 三級同步液壓缸外形尺寸的校核 1、缸筒外徑強度校核 當 3.008.0D 時，按下式校核強度，即 m axm ax32 PDP m3109.8 式中 ： 缸體材料的許用應力 ()MPa ，取 1 1 0 M P a ； maxp最高工作壓力 ()Pa ； yp試驗壓力 ()MPa ，工作壓力小于 20MPa 時， 1.5yLPP， 10LP MPa； 液壓缸缸筒厚度 ()m ； D 液壓缸內徑 ()m ； 黑龍江工程學院本科生畢業設計 18 強度系數，對于無縫鋼管， 1 ； c 壁厚公差及腐蝕的附加厚度，通常圓整到標準厚度值； 通過以上計算，缸筒外徑 強度滿足設計要求。 2、活塞桿直徑強度及穩定性校核 活塞桿直徑強度按下式檢驗強度，即 LFd 4m04.0 式中 ：LF液壓缸負載 ()N ； 缸底材料的 許用應力 ()MPa 。 當安裝桿長度 l 與其直徑 d之比 ld10，并且桿件承受壓載荷時，則需校驗穩定性。液壓缸承受的壓負載LF，不能大于液壓缸保持工作穩定性所允許的臨界負載kF。 液壓缸的穩定條件為 ： kLkFFn式中 kF液壓缸臨界負載 ()N ； kn穩定安全系數，通常取 2 4。 按等截面法，將活塞桿與缸體視為一個整體桿件，可按歐拉公式計算臨界負載，即： 22 Pkn E IF L N5104 則： kL kFFnN5101 式中 pI活塞桿截面二次極矩 4()m ， d 為活塞直徑 ()m 對于實心桿， 64pId； E 活塞桿材料彈性模量，對于鋼材 112 .1 1 0E P a ； 黑龍江工程學院本科生畢業設計 19 n 末端條件系數， 1n ； L 活塞桿計算長度 ()m ； 根據以上計算 活塞桿直徑強度及穩定性校驗滿足強度要求。 2.5 液壓缸主要零件結構、材料及技術要求 2.5.1 缸體 1、 缸體端部聯接模式 采用簡單的焊接形式，其特點：結構簡單，尺寸小，重量輕，使用廣泛。缸體焊接后可能變形，且內徑不易加工。所以在加工時應小心注意。主要用于柱塞式液壓缸。2、 缸體的材料 液壓缸缸體的常用材料為 20、 35、 45 號無縫鋼管。因 20 號鋼的機械性能略低，且不能調質，應用較少。當缸筒與缸底、缸頭、管接頭或耳軸等件需要焊接時，則應采用焊接性能比較 好 的 35 號鋼，粗加工后調質。 本設計 采用 45 號鋼，并應調質到241285HB。 缸體毛坯可采用鍛剛，鑄鐵或鑄鐵件。鑄剛可采用 ZG35B 等材料，鑄鐵可采用HT200HT350 之間的幾個 牌號或球墨鑄鐵。特殊情況可采用鋁合金等材料。 3、 缸體的技術要求 (1)缸體內徑采用 H8、 H9 配合。表面粗糙度：當活塞采用橡膠密封圈時， Ra 為0.10.4 m ，當活塞用活塞環密封時， Ra 為 0.20.4 m 。且均需衍磨。 (2)缸體內徑 D 的圓度公差值可按 9、 10 或 11 級精度選取，圓柱度公差值應按 8級精度選取。 (3)缸體端面 T 的垂直度公差可按 7 級精度選取。 (4)當缸體與缸頭采用螺紋聯接時，螺紋應取為 6 級精 度的公制螺紋。 (5)當缸體帶有耳環或銷軸時，孔徑或軸徑的中心線對缸體內孔軸線的垂直公差值應按 9 級精度選取。 (6)為了防止腐蝕和提高壽命，缸體內表面應鍍以厚度為 3040 m 的鉻層，鍍后進行衍磨或拋光。 2.5.2 活塞 1、 活塞與活塞桿的聯接型式 如 表 2.6 所示 黑龍江工程學院本科生畢業設計 20 表 2.6 活塞與活塞桿的聯接型式 聯接方式 備注說明 整體聯接 螺紋連接 半環聯接 用于工作壓力較大而活塞直徑又較小的情況 常用的聯接方式 用于工作壓力、機械震動較大的情況下 這里采用螺紋 聯接。 2、 活塞與缸體的密封結構 隨工作壓力、環境溫度、介質等條件的不同而不同。常用的密封結構 如 表 2.7 所示。 表 2.7 常用的密封結構 密封形式 備注說明 間隙密封 活塞環密封 O 型密封圈密封 Y 型密封圈密封 用于低壓系統中的液壓缸活塞的密封 適用于溫度變化范圍大，要求摩擦力小、壽命長的活塞密封 密封性能好，摩擦系數小；安裝空間小，廣泛用于固定密封和運動密封 用在 20MPa 下、往復運動速度較高的液壓缸密封 結合本設計所需要求，采用 O 型密封圈密封比較合適。 3、 活塞的材料 液壓缸常用的活塞材料 為耐磨鑄鐵、灰鑄鐵（ HT300、 HT350）、鋼及鋁合金等，這里采用 45 號鋼。 4、 活塞的技術要求 (1)活塞外徑 D 對內孔 D1 的徑向跳動公差值，按 7、 8 級精度選取。 (2)端面 T 對內孔 D1 軸線的垂直度公差值，應按 7 級精度選取。 (3)外徑 D 的圓柱度公差值，按 9、 10 或 11 級精度選取。 2.5.3 活塞桿 1、 端部結構 活塞桿的端部結構分為外螺紋、內螺紋、單耳環、雙耳環、球頭、柱銷等多種形式。根據本設計的結構，為了便于拆卸維護，可選用內螺紋結構外接單耳環。 黑龍江工程學院本科生畢業設計 21 2、 活塞桿材料 活塞桿有實心和空心兩種。實心活塞桿的材 料為 35、 45 號鋼；空心活塞桿材料為35、 45 號無縫鋼管。本設計采用實心活塞桿，選用 45 號鋼。 3、 活塞桿的技術要求 (1)活塞桿的熱處理：粗加工后調質到硬度為 229285HB，必要時，再經過高頻淬火，硬度達 HRC4555。在這里只需調質到 230HB 即可。 (2)活塞桿的圓度公差值，按 911 級精度選取。這里取 10 級精度。 (3)活塞桿的圓柱度公差值，應按 8 級精度