液壓千斤頂系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)</p><p>　題目液壓千斤頂系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　系別機(jī)電系 </p><p>　專業(yè)機(jī)電一體化技術(shù) 　　　　　　　　</p><p>　班級機(jī)電0505

2、 </p><p>　姓名</p><p>　學(xué)號</p><p>　指導(dǎo)教師</p><p>　日期2007年12月 </p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p><

3、;b>　　設(shè)計(jì)題目：</b></p><p><b>　　液壓千斤頂系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　1、分析研究液壓千斤頂結(jié)構(gòu)原理圖；</p><p>　　2、設(shè)計(jì)一個液壓千斤頂，繪制工作結(jié)構(gòu)原理圖；</p>&l

4、t;p>　　3、寫出畢業(yè)設(shè)計(jì)論文：論述方案、參數(shù)選擇、計(jì)算過程等；</p><p>　　4、設(shè)計(jì)要求參數(shù)表： </p><p><b>　　設(shè)計(jì)進(jìn)度要求：</b></p><p><b>　　第一周：確定題目；</b></p><p>　　第二周：資料調(diào)研，設(shè)計(jì)概況；</

5、p><p>　　第三周：按要求參數(shù)選擇、計(jì)算過程；</p><p>　　第四周：材料的整理和錄入；</p><p>　　第五周：完成設(shè)計(jì)的摘要和前言；</p><p>　　第六周：完成全部設(shè)計(jì)；</p><p>　　第七周：交設(shè)計(jì)（論文），指導(dǎo)教師審核，修改設(shè)計(jì)（論文）；</p><p><b

6、>　　第八周：答辯。</b></p><p>　　指導(dǎo)教師（簽名）： </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文從液壓千斤頂結(jié)構(gòu)與工作原理的分析，按要求對參數(shù)進(jìn)行選擇，按參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、教核，四個方面，層層推進(jìn)，步步為營，逐步闡述液壓千斤頂設(shè)計(jì)的全過程。尤其在手柄，頂桿，

7、液壓缸，焊接夾具設(shè)計(jì)中，運(yùn)用已掌握的液壓結(jié)構(gòu)原理知識、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造理論及計(jì)算公式、機(jī)械加工工藝，確定了整個液壓系統(tǒng)各個零件的幾何尺寸，確保了液壓千斤頂?shù)馁|(zhì)量和強(qiáng)度。</p><p>　　該液壓千斤頂額定起重量為5 T，極限為6 T，當(dāng)超過5.5 T時自動泄荷，保證千斤頂不會因?yàn)槌?fù)荷而損壞。該液壓千斤頂系統(tǒng)簡單，實(shí)用性強(qiáng)，成本低，使用維護(hù)方便，抗拉性能強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。手柄的靈活設(shè)計(jì)及低強(qiáng)度運(yùn)行，更增加了千斤頂

8、使用的普便性。</p><p>　　關(guān)鍵詞：工作原理，幾何尺寸，手柄設(shè)計(jì)，加工工藝，強(qiáng)度</p><p><b>　　目　　錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p><b>　　1液壓技術(shù)1</b></p><p&g

9、t;　　1.1液壓技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用1</p><p>　　1.2千斤頂?shù)姆诸惣坝猛?</p><p>　　2液壓千斤頂工作原理分析4</p><p>　　2.1液壓千斤頂?shù)淖饔?</p><p>　　2.2液壓千斤頂主要構(gòu)件分析5</p><p><b>　　3液壓缸的設(shè)計(jì)6</b>&

10、lt;/p><p>　　3.1 液壓缸的主要形式及選材6</p><p>　　3.2（液壓缸主要參數(shù)的計(jì)算）液壓缸的壓力6</p><p>　　3.3液壓缸的輸出力與輸出力7</p><p>　　3.4 液壓缸的輸出速度7</p><p>　　3.5 液壓缸的功率8</p><p>　　3

11、.6小液壓缸的主要參數(shù)計(jì)算8</p><p><b>　　4液壓控制閥9</b></p><p>　　4.1 方向控制閥9</p><p>　　4.2普通單向閥9</p><p><b>　　4.3背壓閥9</b></p><p>　　5拉壓桿和彎曲桿的設(shè)計(jì)10&

12、lt;/p><p>　　5.1 彎曲桿(手柄)的設(shè)計(jì)10</p><p>　　5.2求得支座反力10</p><p>　　5.3梁的剪應(yīng)力FS及彎矩M10</p><p>　　5.4確定危險截面11</p><p>　　5.5活塞桿（拉壓桿）的設(shè)計(jì)13</p><p>　　6液壓油的選用

13、14</p><p>　　7工藝規(guī)程設(shè)計(jì)15</p><p><b>　　7.1熱處理15</b></p><p>　　7.2制訂工藝路線15</p><p>　　8焊接夾具設(shè)計(jì)17</p><p>　　8.1設(shè)計(jì)理由17</p><p>　　8.2焊接夾具的設(shè)計(jì)

14、原理17</p><p>　　8.3 確定夾具結(jié)構(gòu)方案17</p><p><b>　　結(jié) 論22</b></p><p><b>　　致 謝23</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)24</b></p><p><b

15、>　　附 錄 A25</b></p><p><b>　　1液壓技術(shù)</b></p><p>　　1.1液壓技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用</p><p>　　自18世紀(jì)末英國制成世界上第一臺水壓機(jī)算起，液壓傳動技術(shù)已有二三百年的歷史。直到20世紀(jì)30年代它才較普遍地用于起重機(jī)、機(jī)床及工程機(jī)械。在第二次世界大戰(zhàn)期間，由于戰(zhàn)爭需要，出現(xiàn)了

16、由響應(yīng)迅速、精度高的液壓控制機(jī)構(gòu)所裝備的各種軍事武器。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用工業(yè)，液壓技術(shù)不斷應(yīng)用于各種自動機(jī)及自動生產(chǎn)線。</p><p>　　本世紀(jì)60年代以后，液壓技術(shù)隨著原子能、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展。因此，液壓傳動真正的發(fā)展也只是近三四十年的事。當(dāng)前液壓技術(shù)正向迅速、高壓、大功率、高效、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化的方向發(fā)展。同時，新型液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

17、(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助測試(CAT)、計(jì)算機(jī)直接控制(CDC)、機(jī)電一體化技術(shù)、可靠性技術(shù)等方面也是當(dāng)前液壓傳動及控制技術(shù)發(fā)展和研究的方向。我國的液壓技術(shù)最初應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備上，后來又用于拖拉機(jī)和工程機(jī)械?，F(xiàn)在，我國的液壓元件隨著從國外引進(jìn)一些液壓元件、生產(chǎn)技術(shù)以及進(jìn)行自行設(shè)計(jì)，現(xiàn)已形成了系列，并在各種機(jī)械設(shè)備上得到了廣泛的使用。</p><p>　　液壓傳動之所以能得到廣泛的應(yīng)用，是由于它具有以下的主要優(yōu)點(diǎn)

18、：</p><p>　　(1)由于液壓傳動是油管連接，所以借助油管的連接可以方便靈活地布置傳動機(jī)構(gòu)，這是比機(jī)械傳動優(yōu)越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液壓傳動來驅(qū)動，以克服長驅(qū)動軸效率低的缺點(diǎn)。由于液壓缸的推力很大，又加之極易布置，在挖掘機(jī)等重型工程機(jī)械上，已基本取代了老式的機(jī)械傳動，不僅操作方便，而且外形美觀大方。</p><p>　　(2)液壓傳動裝置的重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小。

19、例如，相同功率液壓馬達(dá)的體積為電動機(jī)的12%～13%。液壓泵和液壓馬達(dá)單位功率的重量指標(biāo)，目前是發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的十分之一，液壓泵和液壓馬達(dá)可小至0.0025 N/W(牛/瓦),發(fā)電機(jī)和電動機(jī)則約為0.03 N/W。</p><p>　　(3)可在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。借助閥或變量泵、變量馬達(dá)，可以實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速范圍可達(dá)1∶2000，并可在液壓裝置運(yùn)行的過程中進(jìn)行調(diào)速。</p><p>

20、　　(4)傳遞運(yùn)動均勻平穩(wěn)，負(fù)載變化時速度較穩(wěn)定。正因?yàn)榇颂攸c(diǎn)，金屬切削機(jī)床中的磨床傳動現(xiàn)在幾乎都采用液壓傳動。</p><p>　　(5)液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)——借助于設(shè)置溢流閥等，同時液壓件能自行潤滑，因此使用壽命長。</p><p>　　(6)液壓傳動容易實(shí)現(xiàn)自動化——借助于各種控制閥，特別是采用液壓控制和電氣控制結(jié)合使用時，能很容易地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動工作循環(huán)，而且可以實(shí)現(xiàn)遙控。&

21、lt;/p><p>　　(7)液壓元件已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣使用。</p><p><b>　　液壓傳動的缺點(diǎn)是：</b></p><p>　　(1)液壓系統(tǒng)中的漏油等因素，影響運(yùn)動的平穩(wěn)性和正確性，使得液壓傳動不能保證嚴(yán)格的傳動比。</p><p>　　(2)液壓傳動對油溫的變化比較敏感，溫度

22、變化時，液體粘性變化，引起運(yùn)動特性的變化，使得工作的穩(wěn)定性受到影響，所以它不宜在溫度變化很大的環(huán)境條件下工作。</p><p>　　(3)為了減少泄漏，以及為了滿足某些性能上的要求，液壓元件的配合件制造精度要求較高，加工工藝較復(fù)雜。</p><p>　　(4)液壓傳動要求有單獨(dú)的能源，不像電源那樣使用方便。</p><p>　　(5)液壓系統(tǒng)發(fā)生故障不易檢查和排除。

23、</p><p>　　總之，液壓傳動的優(yōu)點(diǎn)是主要的，隨著設(shè)計(jì)制造和使用水平的不斷提高，有些缺點(diǎn)正在逐步加以克服。液壓傳動有著廣泛的發(fā)展前景。</p><p>　　1.2千斤頂?shù)姆诸惣坝猛?lt;/p><p>　　千斤頂是一種起重高度小(小于1ｍ)的最簡單的起重設(shè)備，它主要用于廠礦、交通運(yùn)輸?shù)炔块T作為車輛修理及其它起重、支撐等工作。其結(jié)構(gòu)輕巧堅(jiān)固、靈活可靠，一人即可攜帶和

24、操作。千斤頂是用剛性頂舉件作為工作裝置，通過頂部托座或底部托爪在小行程內(nèi)頂升重物的,輕小起重設(shè)備它有機(jī)械式和液壓式兩種。機(jī)械式千斤頂又有齒條式與螺旋式兩種，由于起重量小，操作費(fèi)力，一般只用于機(jī)械維修工作，在修橋過程中不適用。液壓式千斤頂結(jié)構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn)，有自鎖作用，故使用廣泛。其缺點(diǎn)是起重高度有限，起升速度慢。</p><p>　　液壓千斤頂分為通用和專用兩類。　　</p><p>　　

25、專用液壓千斤頂使專用的張拉機(jī)具，在制作預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件時，對預(yù)應(yīng)力鋼筋施加張力。專用液壓千斤頂多為雙作用式。常用的有穿心式和錐錨式兩種。</p><p>　　穿心式千斤頂適用于張拉鋼筋束或鋼絲束，它主要由張拉缸、頂壓缸、頂壓活塞及彈簧等部分組成。它的特點(diǎn)是：沿拉伸軸心有一穿心孔道，鋼筋(或鋼絲)穿入后由尾部的工具錨固。</p><p>　　近年來隨著科技的飛速發(fā)展，同時帶動自動控制系統(tǒng)日新

26、月異更新，液壓技術(shù)的應(yīng)用正在不斷地走向深入。</p><p>　　2液壓千斤頂工作原理分析</p><p>　　圖2.1 液壓千斤頂工作原理圖</p><p>　　1.杠桿手柄 2.小油缸 3.小活塞 4.單向閥 5.吸油管 6.管道</p><p>　　7.單向閥 8.大活塞 9.大油缸 10.管道 11.截止閥 12.油箱</p&

27、gt;<p>　　圖2.1是液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟韴D。大油缸9和大活塞8組成舉升液壓缸。杠桿手柄1、小油缸2、小活塞3、單向閥4和7組成手動液壓泵。如提起手柄使小活塞向上移動，小活塞下端油腔容積增大，形成局部真空，這時單向閥4打開，通過吸油管5從油箱12中吸油；用力壓下手柄，小活塞下移，小活塞下腔壓力升高，單向閥4關(guān)閉，單向閥7打開，下腔的油液經(jīng)管道6輸入舉升油缸9的下腔，迫使大活塞8向上移動，頂起重物。再次提起手柄吸油時，

28、單向閥7自動關(guān)閉，使油液不能倒流，從而保證了重物不會自行下落。不斷地往復(fù)扳動手柄，就能不斷地把油液壓入液壓缸下腔，使重物逐漸地升起。如果打開截止閥11，液壓缸下腔的油液通過管道10、截止閥11流回油箱，重物就向下移動。這就是液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟怼?lt;/p><p>　　通過對上面液壓千斤頂工作過程的分析，可以初步了解到液壓傳動的基本工作原理。液壓傳動是利用有壓力的油液作為傳遞動力的工作介質(zhì)。壓下杠桿時，小油缸2輸出

29、壓力油，是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成油液的壓力能，壓力油經(jīng)過管道6及單向閥7，推動大活塞8舉起重物，是將油液的壓力能又轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。大活塞8舉升的速度取決于單位時間內(nèi)流入大油缸9中油容積的多少。由此可見，液壓傳動是一個不同能量的轉(zhuǎn)換過程。</p><p>　　2.1液壓千斤頂?shù)淖饔?lt;/p><p>　　本液壓千斤頂是杭州萬海五金經(jīng)營部銷售的QYL5D油壓千斤。為三一重工股份有限公司配套加工的外協(xié)件，它

30、用在飛機(jī)的起落架以及吊車，挖掘機(jī)、裝載機(jī)、推土機(jī)、壓路機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)的支撐架的機(jī)構(gòu)中，主要是起到支撐作用。因此，該零件的質(zhì)量及精度在使用中是非常重要的，必須制作出合理的工藝規(guī)程以確保零件的質(zhì)量。</p><p>　　2.2液壓千斤頂主要構(gòu)件分析</p><p>　　該系統(tǒng)是一個組焊件，技術(shù)條件要求為：組焊后加工，熱處理調(diào)質(zhì)達(dá)到HB240～HB280。表面粗糙度最高達(dá)到Ra2.3 µm

31、，最低達(dá)到Ra12.5 µm，尺寸公差較小，另外有一處位置公差要求，這就需要經(jīng)過粗加工、半精加工、精加工過程。本零件用于大批量生產(chǎn)。本系統(tǒng)主要運(yùn)用了：杠桿原理，帕斯卡原理，單向閥單向?qū)ㄔ淼取?lt;/p><p><b>　　3液壓缸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 液壓缸的主要形式及選材</p><p>　　液壓缸能將液壓能

32、轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，用來驅(qū)動工作機(jī)構(gòu)作直線運(yùn)動或擺動運(yùn)動。它是液壓執(zhí)行元件。液壓缸由于結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，除單個使用外，還可幾個組合或與杠桿、連杠、齒輪齒條、棘輪棘爪、凸輪等其他機(jī)構(gòu)配合，實(shí)現(xiàn)多種機(jī)械運(yùn)動，因此應(yīng)用十分廣泛。</p><p>　　液壓缸有多種類型。按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為活塞式、柱塞式和組合式三大類；按作用方式又可分為單作用式和雙作用式兩種。</p><p>　　由于液壓缸要承受較大壓強(qiáng)

33、，故液壓缸采用：45號鋼活塞式單作用液壓缸。</p><p>　　3.2（液壓缸主要參數(shù)的計(jì)算）液壓缸的壓力</p><p>　?。?）額定壓力Pn: </p><p>　　也稱為公稱壓力，是液壓缸能用以長期工作的最高壓力。油液作用在活塞單位面積上的法向力圖3.1。單位為Pa，其值為:</p><p>　　Pn=G/A=5×104

34、÷（3.14×0.2×0.2）=3.98×105 Pa</p><p>　　圖3.1 液壓缸的計(jì)算簡圖</p><p>　　式中：為活塞桿承受的總負(fù)載；A為活塞的工作面積。</p><p>　　上式表明，液壓缸的工作壓力是由于負(fù)載的存在而產(chǎn)生的，負(fù)載越大，液壓缸的壓力也越大。</p><p>　　表3

35、.1為國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓缸公稱壓力系列。</p><p>　　表3.1 液壓缸公稱壓力（MPa）</p><p><b>　?。?）工作壓力P：</b></p><p>　　由于活塞的重力大約在g=10 N左右，要遠(yuǎn)比物體的重力小，所以可以忽略不計(jì)。</p><p>　　所以 =(g+G)/A=5.001×

36、104 ÷（3.14×0.2×0.2）</p><p>　　=3.98168×105 Pa</p><p>　　≈Pn = 3.98×105 Pa</p><p>　?。?）最高允許壓力：</p><p>　　也稱試驗(yàn)壓力，是液壓缸在瞬間能承受的極限壓力。通常為</p><

37、;p>　　≤ 1.5Pn =1.5×3.98×105 Pa</p><p>　　=5.97×105 Pa</p><p><b>　　≈0.6 MPa</b></p><p>　　3.3液壓缸的輸出力與輸出力</p><p>　?。?）液壓缸的理論輸出力F 出等于油液的壓力和工作腔有效

38、面積的乘積，即</p><p>　　=AG=5×104 N</p><p>　　由于液壓缸為單活塞桿形式，因此兩腔的有效面積不同。所以在相同壓力條件下液壓缸往復(fù)運(yùn)動的輸出力也不同。由于液壓缸內(nèi)部存在密封圈阻力回油阻力等，故液壓缸的的實(shí)際輸出力小于理論作用力。</p><p>　?。?）液壓缸的理論輸入力：</p><p>　　F入

39、=F 出×A1÷A2=5×104 ×(0.022÷0.22)=5×102 N</p><p>　　式中:A1表示小液壓缸的橫截面積,0.02(m) 表示小液壓缸的半徑 ,A2表示大液壓缸的橫截面積,0.2(m) 表示大液壓缸的半徑。</p><p>　　3.4 液壓缸的輸出速度</p><p>　?。?）大

40、液壓缸的輸出速度</p><p>　　= nSA1/A2=10×0.3×0.01=0.03 m/min</p><p>　　q=nSA1=10×0.3×3.14×(0.02)2=3.768×10-3 L/min </p><p>　　式中：V為液壓缸的輸出速度；q為輸入液壓缸工作腔的流量；A2為大液壓缸工作

41、腔的有效面積；A1表示小液壓缸的橫截面積；n =10表示小液壓缸每分鐘回程10次；S=0.3 m表示小液壓缸工作行程為300 </p><p><b>　　（2） 速比 </b></p><p>　　式中：V1為活塞前進(jìn)速度；V2為活塞退回速度；A1為活塞無桿腔有效面積；A2為活塞有桿腔有效面積。</p><p>　　速度不可過小，以免造成活塞

42、桿過細(xì)，穩(wěn)定性不好。其值如表3.2示：</p><p>　　表3.2 液壓缸往復(fù)速度比推薦值</p><p>　　3.5 液壓缸的功率</p><p>　?。?）輸出功率P0：液壓缸的輸出為機(jī)械能。單位W，其值為:</p><p>　　=5×104×0.03 =1500 W</p><p>　　式

43、中：F為作用在活塞桿上的外負(fù)載；v為活塞平均運(yùn)動速度。</p><p>　?。?）輸入功率：液壓缸的輸入為液壓能。單位為W，它等于壓力和流量的乘積，</p><p>　　即 q=nSA1=10×0.3×3.14×(0.02)2=3.768×10-3 L/min</p><p>　　=3.98168×105 

44、5;3.768×10-3 =1500.3 W</p><p>　　式中：p為大液壓缸的工作壓力；q為大液壓缸的輸入流量。</p><p>　　由于液壓缸內(nèi)存在能量損失（摩擦和泄露等），因此，輸出功率小于輸入功率。</p><p>　　3.6小液壓缸的主要參數(shù)計(jì)算</p><p>　?。?）小液壓缸的輸出力等于大液壓缸的輸入力, 即：

45、</p><p><b>　　F=500 N</b></p><p>　?。?）小液壓缸的流速為：</p><p>　　V=(A大/A小)×V大=100×0.03=3 m/min</p><p>　　（3）小液壓缸的流量為：</p><p>　　q=nSA1=10×0

46、.3×3.14×(0.02)2=3.768×10-3 L/min</p><p><b>　　4液壓控制閥</b></p><p><b>　　4.1 方向控制閥</b></p><p>　　方向控制閥是控制液壓系統(tǒng)中油液流動方向的，它為單向閥和換向閥兩類。單向閥有普通單向閥和液控單向閥兩種。

47、</p><p><b>　　4.2普通單向閥</b></p><p>　　普通單向閥簡稱單向閥，它的作用是使用油液只能沿一個方向流動，不許反向倒流。圖4.1 所示為直通式單向閥的結(jié)構(gòu)及圖形符號。壓力油從p1流入時，克服彈簧3作用在閥芯2上的力，使閥芯2向右移動，打開閥口，油液從p1口流向p2口。當(dāng)壓力油從p2口流人時，液壓力和彈簧力將閥芯壓緊在閥座上，使閥口關(guān)閉，液

48、流不能通過。 </p><p>　　（a）結(jié)構(gòu)原理圖 （b）圖形符號</p><p>　　圖4.1單向閥 </p><p>　　1、閥體；2、閥芯；3、彈簧</p><p>　　單向閥的彈簧主要用來克服閥芯的摩擦阻力和慣性力，使閥芯可靠復(fù)位，為了減小壓力損失，彈簧鋼度較小，一般單向閥的開啟為

49、0.03 MPa～0.05 MPa（如換上剛度較大的彈簧，使閥的開啟壓力達(dá)到0.2 MPa～0.6 MPa，便可當(dāng)背壓閥使用）。</p><p><b>　　4.3背壓閥</b></p><p>　　為了液壓缸不超過最高允許壓力=0.6 Mpa，需要在回油路上并聯(lián)一個0.55 MPa的背壓閥。只需將4.2中設(shè)計(jì)的單向閥換上剛度較大的彈簧，使閥的開啟壓力達(dá)到0.55 M

50、Pa，便可當(dāng)背壓閥使用。這樣，當(dāng)壓力超過0.55 MPa時，背壓閥自動打開泄荷，使液壓缸免受損壞。</p><p>　　5拉壓桿和彎曲桿的設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1 彎曲桿(手柄)的設(shè)計(jì)</p><p>　　工程中常存在大量受彎曲的桿件,這些桿件在外力作用下常發(fā)生彎曲變形,以彎曲為主要變形的桿件稱為梁.工程力學(xué)中對梁作以下規(guī)定:</p><

51、p>　　梁任一橫截面上的剪力,其值等于該截面任一側(cè)梁上所有橫向力的代數(shù)和。</p><p>　　梁任一橫截面上的彎矩,其值等于該截面任一側(cè)所有外力對形心的力矩的代數(shù)和。</p><p><b>　　5.2求得支座反力</b></p><p>　　試選擇45號正火鋼,設(shè)計(jì)為環(huán)形截面(如圖5.5),畫出受力圖(如圖5.1 a)進(jìn)行受力分析,由

52、梁的平衡方程求得支座反力(如圖5.2 b): </p><p>　　F1 + F2 - F = 0 (式5-1)</p><p>　　F1L1 - FL2 = 0 (式5-2)</p><p>　　聯(lián)立(1)(2)代入數(shù)據(jù) F2=500 N L1=1 M L2=0.2 M ,得:</p><p>　　

53、F1= 125 N F = 625 N</p><p>　　5.3梁的剪應(yīng)力FS及彎矩M</p><p>　　以B點(diǎn)為分界點(diǎn)將AC桿分為兩段:</p><p>　　AB段: FS(A) = F1 = 125 N</p><p>　　M(B點(diǎn)右側(cè))=125×(1-0.2)=100 N*M</p>

54、<p>　　BC段: FS(C) = - F2 = -500 N</p><p>　　M(B點(diǎn)右側(cè))= 500×0.2 =100 N*M</p><p>　　根據(jù)以上結(jié)果可繪出剪力圖(圖5.3 c)和彎矩圖(圖5.4 d)：</p><p>　　圖5.1a 受力圖，圖5.2b支座反力，圖5.3c 剪力圖,圖5.4d 彎矩圖</p>

55、<p><b>　　5.4確定危險截面</b></p><p>　?。?）B點(diǎn)所在截面的彎矩最大, 即正應(yīng)力最大, C點(diǎn)所在截面的剪力最大,即切應(yīng)力最大。所以C,B兩點(diǎn)所在截面為危險截面。</p><p>　?。?）B截面的截面系數(shù)為:</p><p>　　其中： D為外徑, d為內(nèi)徑(如圖5.5)</p><

56、;p><b>　　B截面的正應(yīng)力為:</b></p><p>　　σmax =M/WZ =100/1.5986×10-3 =6.25×104 Pa</p><p><b>　　C截面的切應(yīng)力為:</b></p><p>　　Tmax =2FS/A =2×500/(3.14×0.

57、3×0.3)=3.538×103 Pa</p><p>　　有機(jī)械設(shè)計(jì)手冊查得45號，正火鋼的許用切應(yīng)力為30 MPa～40 MPa，許用正應(yīng)力為275 MPa，由于B截面的正應(yīng)力遠(yuǎn)小于其許用應(yīng)力，C截面的切應(yīng)力遠(yuǎn)小于其許用應(yīng)力，這樣勢必造成鋼材的浪費(fèi)，為節(jié)省鋼材降低成本，提高效益，需要重新選擇材料。</p><p>　　圖 5.5 環(huán)形截面

58、 圖5.6 實(shí)心截面</p><p>　?。?）重新選擇材料設(shè)計(jì)截面</p><p>　　選用實(shí)心圓柱松木梁(如圖5.6),其許用正應(yīng)力為[σ]=7 MPa，其許用切應(yīng)力為[T]=1 MPa。</p><p>　　B截面的彎曲截面系數(shù)為：</p><p>　　WZ = WY = 3.14D3/32 =3.14×0

59、.027/32=2.649×10-3 M3</p><p><b>　　B截面的正應(yīng)力為:</b></p><p>　　σmax = M/WZ =100/2.649×10-3=3.7×104 Pa</p><p><b>　　C截面的切應(yīng)力為:</b></p><p>

60、　　Tmax = 4FS/3A =4×500/3×(3.14×0.152)=9.436×103 Pa</p><p><b>　　(4)校核強(qiáng)度：</b></p><p>　　σmax = 3.7×104 Pa＜[σ]= 7 MPa</p><p>　　Tmax = 9.436×10

61、3 Pa＜[T]= 1 MPa</p><p>　　因此，梁的強(qiáng)度是足夠的，其實(shí)際生活中，許多木材都是能夠滿足其強(qiáng)度的，如柳木，楊木。所以，將梁制成可活動的零件，則千斤頂?shù)膽?yīng)用，尤其是在農(nóng)業(yè)、工業(yè)生活中的應(yīng)用，更為廣泛和方便。</p><p>　　5.5活塞桿（拉壓桿）的設(shè)計(jì)</p><p>　　工程實(shí)際中經(jīng)常遇到承受軸向拉伸或壓縮的構(gòu)件。例如，內(nèi)燃機(jī)中的連桿，鋼

62、木組合桁架中的鋼拉桿等。</p><p>　　承受軸向拉伸或壓縮的桿件稱為拉壓桿。實(shí)際拉壓桿的形狀，加載和連接方式各不相同，但都可簡化成圖5.7所示的計(jì)算簡圖，它們的共同特點(diǎn)是作用于桿件上的外力的合力作用線與桿件軸線重合，桿件的主要變形是沿軸線方向的伸長或縮短。</p><p>　　(1)千斤頂?shù)幕钊麠U即為簡單的拉壓桿，圖5.7即為水平放置的活塞桿，試選材HT100，有《機(jī)械設(shè)計(jì)制造基礎(chǔ)》

63、（陳立德主編）查得其許用拉應(yīng)力為[σ]= 80 MPa</p><p>　　(2)設(shè)計(jì)截面：選擇拉壓桿的半徑為r= 4則其許用應(yīng)力為：</p><p>　　σmax = F/A= 500/(3.14×0.004×0.004)=9.95 MPa</p><p><b>　　(3)教核強(qiáng)度:</b></p><

64、;p>　　σmax = 9.95 MPa ＜[σ]= 80 MPa</p><p>　　由此可見,滿足其強(qiáng)度。</p><p>　　(4)確定許用載荷:</p><p>　　Fmax ≤ A×[σ]= (3.14×0.004×0.004)×80×106= 4×103 N</p><

65、;p>　　圖5.7 拉壓桿計(jì)算簡圖</p><p><b>　　6液壓油的選用</b></p><p>　　液壓傳動所用液壓油一般為礦物油。它不僅是液壓系統(tǒng)傳遞能量的工作介質(zhì)，而且還有潤滑，冷卻和防銹的作用。液壓油質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響液壓系統(tǒng)的工作性能。</p><p>　　為了更好地傳遞運(yùn)動和動力，液壓油應(yīng)具備如下性能：</p&g

66、t;<p><b>　　(1)潤滑性能好；</b></p><p>　　(2)純凈度好，雜質(zhì)少；</p><p>　　(3)合適的粘度和良好的粘溫特性；</p><p>　　(4)抗泡沫性，抗乳化性和防銹性好，腐蝕性??；</p><p>　　(5)對熱，氧化，水解都有良好的穩(wěn)定性，使用壽命長；</p&

67、gt;<p>　　(6)對液壓系統(tǒng)所用金屬及密封件材料等有良好的相容性；</p><p>　　(7)比熱和傳熱系數(shù)大，體積膨脹系數(shù)小，閃點(diǎn)和燃點(diǎn)高，流動點(diǎn)和凝固點(diǎn)低。</p><p>　　一般根據(jù)液壓系統(tǒng)的使用性能和工作環(huán)境等因素確定液壓油的品種。當(dāng)品種確定后，主要考慮油液的粘度。在確定油液粘度時主要應(yīng)考慮系統(tǒng)工作壓力，環(huán)境溫度及工作部件的運(yùn)動速度。當(dāng)系統(tǒng)的工作壓力大，環(huán)境溫

68、度較高，工作部件運(yùn)動速度較大時，為了減少泄漏，宜采用粘度較高的液壓油。當(dāng)系統(tǒng)工作壓力小，環(huán)境溫度較低，而工作部件運(yùn)動速度較高時，為了減少功率損失，宜采用粘度較低的液壓油。</p><p>　　當(dāng)選購不到合適粘度的液壓油時，可采用調(diào)和的方法得到滿足粘度要求的調(diào)和油。當(dāng)液壓油的某些性能指標(biāo)不能滿足某些系統(tǒng)較高要求時，可在油中加入各種改善其性能的添加劑，如抗氧化，抗泡沫，抗磨損，防銹以及改進(jìn)粘溫特性的添加劑，使之適用于

69、特定的場合。</p><p>　　因此，該千斤頂選用千斤頂專用液壓油。</p><p><b>　　7工藝規(guī)程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　7.1熱處理</b></p><p>　　千斤頂絲杠是由連接頭和缸體組成的,它們都是采用45鋼的。而在它們加工前要經(jīng)過正火處理，以增加它們的切削性能

70、，來消除應(yīng)力，細(xì)化組織，防止產(chǎn)生變形與開裂。接著進(jìn)行粗加工、調(diào)質(zhì)和精加工。然后需要進(jìn)行高頻感應(yīng)加熱淬火和低溫回火，以便提高表面的硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度；低溫回火的目的是消除應(yīng)力，防止，磨削加工時產(chǎn)生裂紋。</p><p>　　加工后需要進(jìn)行保溫處理，可以使工件不易變形，誤差較小。最后用冷卻液進(jìn)行處理，為以后使連接頭和缸體的裝配打下基礎(chǔ)。</p><p><b>　　7.2制訂工藝

71、路線</b></p><p>　　制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。</p><p>　?。?）連接頭的加工工序如下：</p><p>　　工

72、序一：選擇實(shí)心鋼外徑為ф140的毛坯，在下料機(jī)上取L=100長。</p><p>　　工序二：在CA6140x1500車床上夾右端外圓車左端外圓車成ф133、車成ф121、ф42、ф100、8×45°、1.5×45°，掉頭夾外圓找正車成SR80球面。</p><p><b>　　工序三：檢驗(yàn)。</b></p>&l

73、t;p>　?。?）杠體的加工工序如下：</p><p>　　工序一：選擇毛皮ф168×28管材，在下料機(jī)上取L=500長。</p><p>　　工序二：車距左、右端面100往里車架位見圓，L-60，在左端面車深孔引孔 ，L=90深。</p><p>　　工序三：深孔鏜：粗、精鏜內(nèi)孔為。</p><p>　　工序四：夾左端內(nèi)孔，

74、右端上中心架，在右端車接頭止口配合尺寸，L=16深。</p><p>　?。?）組焊件的加工工序如下：</p><p>　　工序一：鉗工：①將焊接件備齊，并清洗干凈。</p><p>　?、谟米灾茒A具按焊接圖裝配并點(diǎn)焊牢固。</p><p>　　工序二：焊接：局部預(yù)熱按圖要求焊接成型，保證質(zhì)量。

75、 </p><p>　　工序三：熱處理：硬質(zhì)為HB240～280后（ф120內(nèi)孔酸洗干凈）。</p><p>　　工序四：夾右端ф130，左端架中心架車端面?？咨?75mm。車成外圓ф167內(nèi)孔倒角2×45°，調(diào)頭夾外圓上中心架車成Ф130、焊接尺寸、打中心孔A3?？傞L，夾頂車成Ф150、Ф143、Tr150×6-7e各尺寸，調(diào)頭夾外圓找正在0.05內(nèi)上中心架

76、車成、。 </p><p>　　工序五：劃Z3/8位置線。</p><p>　　工序六：鉆孔Z3/8、Ф14.4。</p><p><b>　　工序七：檢驗(yàn) 。</b></p><p><b>　　8焊接夾具設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　8.1設(shè)計(jì)理

77、由</b></p><p>　　千斤頂絲杠連接頭和缸體在粗加工后，要將兩者焊接到一起，進(jìn)行熱處理，再進(jìn)行最后的成型加工。因本工件是大批量的生產(chǎn)，為了提高加工效率，并能保證加工精度，因此，需設(shè)計(jì)制造專用焊接夾具來保證裝配關(guān)系、焊接效率和質(zhì)量。</p><p>　　8.2焊接夾具的設(shè)計(jì)原理</p><p>　　千斤頂絲杠為軸類零件，一般都以中心軸線為基準(zhǔn)來加

78、工其外表面。焊接夾具就是以千斤頂絲杠的中心軸線為基準(zhǔn)而設(shè)計(jì)的。</p><p>　　將千斤頂絲杠ф150的部分放到60°的V形槽，（如圖8.1所示）。</p><p>　　圖 8.1 V形槽 圖 8.2 特制螺栓固定</p><p>　　絲杠缸體的軸線與裝夾在機(jī)床上的連接頭的軸線重合，用另一部分V形槽夾

79、緊杠體，使用特制的螺栓固定(如圖8.2所示)。</p><p>　　這樣千斤頂絲杠和連接頭就被固定。用電焊機(jī)進(jìn)行點(diǎn)焊，使工件的位置固定。點(diǎn)焊后，取下工件，按照技術(shù)要求進(jìn)行焊接就可以了。此焊接夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于制造，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，定位作用好。</p><p>　　8.3 確定夾具結(jié)構(gòu)方案</p><p><b>　　（1）確定夾具結(jié)構(gòu)</b><

80、/p><p>　　根據(jù)夾具原理的設(shè)計(jì)可知：夾具必須加緊杠體，使之在機(jī)床上固定，避免松動。為了使連接頭更好的和缸體焊接起來，就設(shè)計(jì)了兩種形狀的夾具，形狀如圖8.3 。</p><p>　　零件草圖 V型塊草圖</p><p><b>　　圖 8.3 草圖</b></p&

81、gt;<p>　?。?）夾具非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖</p><p>　　a.夾緊蓋零件圖樣8.4如下:</p><p><b>　　圖8.4 夾緊蓋</b></p><p>　　b.夾緊螺栓零件圖樣8.5如下:</p><p>　　圖8.5 夾緊螺栓</p><p>　　c.連接鉸鏈零件

82、圖樣8.6如下:</p><p>　　圖8.6 連接鉸鏈</p><p>　?。?）繪制夾具總裝圖</p><p>　　a.布置圖面 選擇適當(dāng)比例，在圖紙上繪出所設(shè)計(jì)的工裝簡略圖（圖8.7），（圖8.8）各視圖之間要留有足夠的空間以便繪制夾具元件及標(biāo)注尺寸。</p><p>　　b.繪制定位元件 根據(jù)選好的定位基準(zhǔn)面確定定位元件類型

83、、尺寸、結(jié)構(gòu)，將其繪制在相應(yīng)位置上（圖8.9）。</p><p>　　c.布置對刀、引導(dǎo)元件 用于保證刀具和夾具相對位置的對刀元件類型，結(jié)構(gòu)，空間位置，將其視圖繪制在相應(yīng)位置上。</p><p>　　d.設(shè)計(jì)夾具裝置輔助支承 根據(jù)所確定的夾緊裝置和輔助支承將其視圖繪制在相應(yīng)位置上（圖8.10）。</p><p>　　圖 8.7 浮動V型塊 <

84、/p><p>　　圖 8.8 工裝簡略圖</p><p>　　圖 8.9 定位元件</p><p>　　圖 8.10 夾具裝置輔助支承</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完大學(xué)全部基礎(chǔ)課以及專業(yè)課之后進(jìn)行的，它是一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是

85、一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要目的是培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所掌握的專業(yè)技術(shù)理論和基本技能來分析和解決工程技術(shù)問題，使我們建立正確的工程設(shè)計(jì)思想。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們把理論與實(shí)踐相結(jié)合，初步學(xué)會了如何編寫技術(shù)文件、正確使用技術(shù)資料手冊及相關(guān)的工具書，培養(yǎng)了我們嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍和實(shí)事求是的工作作風(fēng)，進(jìn)一步鞏固和提高自己所掌握的基礎(chǔ)知識、基本理論和基本技能，提高了自己的設(shè)計(jì)、計(jì)算、制圖以及計(jì)算機(jī)

86、繪圖的能力。是從一名學(xué)生向一名工程技術(shù)人員轉(zhuǎn)變的過渡過程，為我們以后走上工作崗位打下了一個很好的基礎(chǔ)。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的題目為液壓千斤頂系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是理論性、應(yīng)用性、實(shí)踐性、綜合性的設(shè)計(jì)過程。液壓千斤頂系統(tǒng)設(shè)計(jì)是集液壓技術(shù)，機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造于一身的實(shí)踐與理論與一體的大練兵！</p><p>　　機(jī)械加工工藝、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造是企業(yè)技術(shù)人員的一項(xiàng)主要工作內(nèi)容。機(jī)械加工工藝規(guī)程的制

87、訂與生產(chǎn)實(shí)際有著密切的聯(lián)系，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造要求設(shè)計(jì)者具有一定的專業(yè)技術(shù)理論。</p><p>　　這種千斤頂廣泛使用于中小型城市及農(nóng)村的日常生活，主要用于廠礦、交通運(yùn)輸?shù)炔块T作為車輛理及其它起重、支撐等工作。其結(jié)構(gòu)輕巧堅(jiān)固、靈活可靠，一人即可攜帶和操作。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　豐富多彩的三年求學(xué)生

88、涯即將結(jié)束，實(shí)在舍不得離開學(xué)院這片充滿了關(guān)愛的三色土，更舍不得朝夕相處的老師和同學(xué)。有太多的事歷歷在目，宛如昨日，有太多人的音容笑貌，躍然紙上，揮之不去。三年的時間，如同白駒過隙，轉(zhuǎn)眼之間的事情會一下子浮現(xiàn)在眼前。學(xué)院的興盛需要一屆又一屆同學(xué)們的繼續(xù)奮斗，希望在未來的日子里，可以看到一個更加美好的學(xué)院，屹立在這片我曾經(jīng)并將一直熱愛的土地上。</p><p>　　非常感謝我的老師在此次論文設(shè)計(jì)中給予的關(guān)心和幫助，經(jīng)

89、過兩個月的精心籌備，等諸位老師的指導(dǎo)下，我終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。在此，感謝所有曾在論文寫作期間對我提供幫助的老師和同學(xué)！</p><p>　　最后再次感謝指導(dǎo)老師，他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我們學(xué)習(xí)的榜樣，它將引導(dǎo)著我們在以后的學(xué)習(xí)、工作中開拓?zé)o限空間。</p><p>　　請接受我們最誠摯的謝意！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b

90、></p><p>　　[1] 林文煥.機(jī)床夾具設(shè)計(jì).北京.國防工業(yè)出版社,1987</p><p>　　[2] 陳立德.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).北京.高等教育出版社,2004</p><p>　　[3] 喬世民.機(jī)械制造基礎(chǔ).北京.高等教育出版社,2003</p><p>　　[4] 徐 灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.北京.機(jī)械工業(yè)出版社,1991<

91、;/p><p>　　[5] 姜佩東.液壓與氣動技術(shù).北京.高等教育出版社,2000</p><p>　　[6] 楊黎明.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊.北京.國防工業(yè)出版社,1993</p><p>　　[7] 李 云.機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊.北京.機(jī)械工業(yè)出版社,1996</p><p><b>　　附 錄 A</b><