畢業(yè)論文液壓彎軌機(jī)整機(jī)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　液壓彎軌機(jī)整機(jī)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　THE DESIGN OF HYDRAULIC BENDING MACHINE</p><p>　　學(xué)院（部）： 機(jī)械工程學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí)： 機(jī)

2、設(shè)09-10班 </p><p>　　學(xué)生姓名： xxx </p><p>　　指導(dǎo)教師： xxx </p><p>　　2013年 6 月 10日</p><p><b>　　液壓彎軌機(jī)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　摘要&l

3、t;/b></p><p>　　液壓彎軌機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、密封性能好、使用方便、安全可靠， 可以在很大程度上降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，改善軌道施工、維護(hù)質(zhì)量。在設(shè)計(jì)中，缸體和端蓋的連接方式采用整體車削成型。截止閥和調(diào)壓閥都考慮了缸體的整體尺寸，為了達(dá)到精簡(jiǎn)尺寸的目的，都采用了比較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)大小缸的活塞桿和活塞密封時(shí)，都采用了Y型密封圈，而在選擇缸體底部的密封時(shí)采用了O型密封圈。液壓缸的活

4、塞桿與活塞的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同平常的設(shè)計(jì)一樣，在端蓋上加了導(dǎo)向環(huán),在活塞上都加了支承環(huán)，但活塞桿與活塞的連接采用的是過盈連接。在設(shè)計(jì)小缸時(shí)，采用了與螺栓相同的結(jié)構(gòu)，通過螺栓的螺紋實(shí)現(xiàn)小缸與缸體的連接。</p><p>　　關(guān)鍵字：調(diào)壓閥，截止閥，泄露，動(dòng)密封</p><p>　　THE DESIGN OF HYDRAULIC BENDING MACHINE</p><p>

5、<b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Hydraulic bending machine has compact structure, light weight, good sealing performance, easy to use, safe and reliable, can greatly reduce labor intensity and improve

6、work efficiency, improve rail construction, maintenance quality. The graduation design of the cylinder and end caps connection uses the whole turning molding. In designing the butterfly valves and regulator, I consider t

7、he overall size of the cylinder, in order to achieve the purpose of streamlining the size, both adopt a relative</p><p>　　KEYWORDS: valve, globe valve, leakage, dynamic seal </p><p><b>　　目

8、錄</b></p><p><b>　　摘要（中文）I</b></p><p><b>　　摘要（英文）II</b></p><p><b>　　1液壓系統(tǒng)介紹1</b></p><p>　　1.1液壓傳動(dòng)的概念和原理1</p><p&g

9、t;　　1.1.1液壓傳動(dòng)的概念1</p><p>　　1.1.2液壓彎軌機(jī)的工作原理1</p><p>　　1.1.3液壓系統(tǒng)的基本組成2</p><p>　　1.2 液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)和運(yùn)用2</p><p>　　1.2.1液壓傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)2</p><p>　　1.2.2液壓傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)3</p

10、><p>　　1.2.3液壓傳動(dòng)在機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用3</p><p>　　1.3 液壓技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)4</p><p>　　1.3.1 液壓彎軌機(jī)的研究現(xiàn)狀4</p><p>　　1.3.2液壓技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)4</p><p>　　2 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算6</p><p>　　2.

11、1確定設(shè)計(jì)參數(shù)與設(shè)計(jì)要求6</p><p>　　2.2 確定38kg/m的軌道工字鋼的最大彎軌力與尺寸分配6</p><p>　　2.3液壓缸主要零件的結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求7</p><p>　　2.3.1 缸體7</p><p>　　2.3.2 活塞8</p><p>　　2.3.3 活塞桿8</p

12、><p>　　2.3.4 活塞與活塞桿的密封、導(dǎo)向和防塵8</p><p>　　2.4 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算8</p><p>　　2.4.1大液壓缸的缸徑設(shè)計(jì)計(jì)算8</p><p>　　2.4.2 小液壓缸的缸徑設(shè)計(jì)計(jì)算10</p><p>　　2.4.3 壓桿的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)計(jì)算10</p><p&

13、gt;　　2.4.4液壓缸的壁厚設(shè)計(jì)計(jì)算10</p><p>　　2.4.5 活塞桿的壓桿穩(wěn)定性和強(qiáng)度校核12</p><p>　　2.5 彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算13</p><p>　　2.5.1彈簧的分類13</p><p>　　2.5.2彈簧的材料13</p><p>　　2.5.3回程彈簧的選擇與校核14&

14、lt;/p><p>　　2.5.4調(diào)壓閥彈簧的選擇與校核15</p><p>　　2.5.5單向閥閥彈簧的選擇16</p><p>　　2.5.6轉(zhuǎn)動(dòng)腳彈簧的選擇16</p><p>　　2.6 活塞桿與活塞的過盈連接的設(shè)計(jì)計(jì)算17</p><p>　　2.6.1 過盈連接的特點(diǎn)及其運(yùn)用17</p>

15、<p>　　2.6.2過盈連接的工作原理及裝配方法17</p><p>　　2.6.3過盈連接的設(shè)計(jì)計(jì)算18</p><p>　　2.6.4 確定包容件加熱及被包容件冷卻溫度19</p><p>　　3 螺旋傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算20</p><p>　　3.1螺旋傳動(dòng)的類型和應(yīng)用20</p><p>　　

16、3.2滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)和材料21</p><p>　　3.2.1滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)21</p><p>　　3.2.2螺桿和螺母的材料21</p><p>　　3.3滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算21</p><p><b>　　總結(jié)24</b></p><p><b>　　致謝26<

17、;/b></p><p><b>　　1液壓系統(tǒng)介紹</b></p><p>　　1.1液壓傳動(dòng)的概念和原理</p><p>　　1.1.1液壓傳動(dòng)的概念</p><p>　　流體傳動(dòng)可以分為氣壓傳動(dòng)液液體傳動(dòng)。按工作原理不同，流體傳動(dòng)又可以分為液力傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)，前者是利用流體的動(dòng)能傳遞動(dòng)力的，后者是利用液體的靜

18、壓力進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換和傳遞動(dòng)力的，因而稱之為靜壓傳動(dòng)。</p><p>　　液力傳動(dòng)又稱液壓傳動(dòng),是以液體為工作介質(zhì)，靠葉輪與液體之間的液體動(dòng)力作用來(lái)傳遞能量的流體傳動(dòng)。葉輪將動(dòng)力機(jī)(內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)、渦輪機(jī)等)輸入的轉(zhuǎn)速、力矩加以轉(zhuǎn)換，經(jīng)輸出軸帶動(dòng)機(jī)器的工作部分。液體與裝在輸入軸、輸出軸、殼體上的各葉輪相互作用，產(chǎn)生動(dòng)量矩的變化，從而達(dá)到傳遞能量的目的。液力傳動(dòng)與靠液體壓力能來(lái)傳遞能量的液壓傳動(dòng)在原理、結(jié)構(gòu)和性能上

19、都有很大差別。液力傳動(dòng)的輸入軸與輸出軸之間只靠液體為工作介質(zhì)聯(lián)系，構(gòu)件間不直接接觸，是一種非剛性傳動(dòng)。</p><p>　　1.1.2液壓彎軌機(jī)的工作原理</p><p>　　液壓彎軌機(jī)原理如圖1-1：</p><p><b>　　圖1-1</b></p><p>　　在液壓彎軌機(jī)工作時(shí)，當(dāng)壓下壓桿時(shí)，小活塞缸4的油腔形

20、成局部真空，油箱3中的油液在大氣壓的作用下，頂開單向閥7，經(jīng)吸油管進(jìn)入小缸的油腔，此時(shí)單向閥1處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)提上壓桿時(shí)，小缸4的油腔受到擠壓，壓力升高，迫使單向閥7關(guān)閉，單向閥1被打開而向工作腔輸送壓力油，推動(dòng)工作缸的活塞桿向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)壓桿停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，此時(shí)工作腔內(nèi)為高壓油，迫使單向閥1關(guān)閉，而截止閥2始終處于關(guān)閉狀態(tài)，即可以一直在工作缸5內(nèi)形成高壓油腔，推動(dòng)活塞桿一直向上運(yùn)動(dòng)，完成彎軌的工作過程，當(dāng)彎軌結(jié)束時(shí)，打開截止閥2，高壓油通過

21、截止閥流會(huì)油箱。因?yàn)殍F軌彎曲是不可恢復(fù)彎曲，即當(dāng)高壓缸的油液回流部分后，工作腔的油壓會(huì)立即下降，由于油液有一定黏性，油液不能完全流回油箱，此時(shí)工作腔內(nèi)的回程彈簧有初始?jí)嚎s量，可以提供回油力，即完成油液的全部流回油箱。</p><p>　　1.1.3液壓系統(tǒng)的基本組成</p><p>　　由若干液壓元件和管路組成以完成一定動(dòng)作的整體稱為液壓系統(tǒng)。分析一般液壓系統(tǒng)的原理圖，可以看出液壓系統(tǒng)是由

22、以下幾部分組成的：</p><p>　　動(dòng)力元件：把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能的裝置，由泵和泵的其它附件組成，最常見的是液壓泵，它給液壓系統(tǒng)提供壓力油。</p><p>　　執(zhí)行元件：把液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能帶動(dòng)工作機(jī)構(gòu)做功的裝置。它可以是作直線運(yùn)動(dòng)的液壓缸，也可以是作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓馬達(dá)、</p><p>　　控制元件：對(duì)液壓系統(tǒng)中油液壓力、流量、運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行控制的裝置，主要是

23、指各種閥。</p><p>　　輔助元件：由各種液壓附件組成，包括油箱、油管、管接頭、濾油器、壓力表蓄能器、加熱器、冷卻器等。</p><p>　　工作介質(zhì)：液壓系統(tǒng)中工作介質(zhì)為液體，通常是液壓油，它是能量的載體，也是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)最本質(zhì)的組成部分。系統(tǒng)沒有工作介質(zhì)也就不能構(gòu)成液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，其重要性不言而喻。</p><p>　　考慮到液壓彎軌機(jī)為小型工程機(jī)械，其液壓

24、系統(tǒng)的組成部分可以以其他方式出現(xiàn)，如用手搖液壓缸代替液壓泵為工作缸供應(yīng)高壓油等。</p><p>　　1.2 液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)和運(yùn)用</p><p>　　1.2.1液壓傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)如下：</p><p>　　(1)在同等的體積下，液壓裝置可以比電氣裝置產(chǎn)生出更多的動(dòng)力，由于液壓系統(tǒng)中的壓力能比電樞磁場(chǎng)力大出

25、30~40倍。在同等的功率下，液壓裝置的體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊。</p><p>　　(2)液壓裝置工作比較平穩(wěn)，由于重量輕、慣性小、反應(yīng)快，液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和頻繁的轉(zhuǎn)向。</p><p>　　(3)液壓裝置能在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速，還可以在運(yùn)行的過程中進(jìn)行調(diào)整。</p><p>　　(4)液壓傳動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，這是因?yàn)樗鼘?duì)液體壓力、流量或方向易于

26、進(jìn)行調(diào)整的緣故。</p><p>　　(5)液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，液壓缸和液壓馬達(dá)都能長(zhǎng)期在失速狀態(tài)下工作而不會(huì)過熱，這是電氣傳動(dòng)裝置和機(jī)械傳動(dòng)裝置無(wú)法辦到的。</p><p>　　(6)由于液壓元件已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和使用都比較方便。液壓元件的排列布置也具有較大的機(jī)動(dòng)性。</p><p>　　(7)用液壓傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)比用

27、機(jī)械傳動(dòng)簡(jiǎn)單。</p><p>　　(8)液壓系統(tǒng)一般采用礦物油為工作介質(zhì)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)面可自行潤(rùn)滑，使用壽命長(zhǎng)。 </p><p>　　1.2.2液壓傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)</p><p>　　液壓傳動(dòng)也有其缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：</p><p>　　(1)液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比，這是由液壓油液的可縮性和泄露性等原因造成的。</p&

28、gt;<p>　　(2)液壓傳動(dòng)在工作過程中常有較多的能量損失(摩擦損失、泄露損失等)，長(zhǎng)距離傳動(dòng)時(shí)更是如此。</p><p>　　(3)液壓傳動(dòng)對(duì)油溫變化比較敏感，它的工作穩(wěn)定性很容易受到溫度的影響，因此它不宜在很高或很低的溫度條件下工作。</p><p>　　(4)為了減少泄露，液壓元件在制造精度上的要求較高，因此它額造價(jià)較貴，而且對(duì)油液的污染性比較敏感。</p&g

29、t;<p>　　(5)由于液體流動(dòng)的泄露較大，所以效率較低。</p><p>　　(6)液壓傳動(dòng)要求有單獨(dú)的能源。</p><p>　　(7)液壓傳動(dòng)出現(xiàn)故障時(shí)不易找出原因。</p><p>　　1.2.3液壓傳動(dòng)在機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用</p><p>　　驅(qū)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)以及各種傳動(dòng)和操縱裝置有多種形式。根據(jù)所用的部件和零件，可

30、分為機(jī)械的、電氣的、氣動(dòng)的、液壓的傳動(dòng)裝置。經(jīng)常還將不同的形式組合起來(lái)運(yùn)用——四位一體。由于液壓傳動(dòng)具有很多優(yōu)點(diǎn)，使這種新技術(shù)發(fā)展得很快。液壓傳動(dòng)應(yīng)用于金屬切削機(jī)床也不過四五十年的歷史。航空工業(yè)在1930年以后才開始采用。特別是最近二三十年以來(lái)液壓技術(shù)在各種工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。</p><p>　　在機(jī)床上，液壓傳動(dòng)常應(yīng)用在以下的一些裝置中：</p><p>　　1）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)裝置磨

31、床砂輪架和工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)大部分采用液壓傳動(dòng)；車床、六角車床、自動(dòng)車床的刀架或轉(zhuǎn)塔刀架；銑床、刨床、組合機(jī)床的工作臺(tái)等的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)也都采用液壓傳動(dòng)。這些部件有的要求快速移動(dòng)，有的要求慢速移動(dòng)。有的則既要求快速移動(dòng)，也要求慢速移動(dòng)。這些運(yùn)動(dòng)多半要求有較大的調(diào)速范圍，要求在工作中無(wú)級(jí)調(diào)速；有的要求持續(xù)進(jìn)給，有的要求間歇進(jìn)給；有的要求在負(fù)載變化下速度恒定，有的要求有良好的換向性能等等。所有這些要求都是可以用液壓傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。</p>

32、<p>　　2）往復(fù)主體運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)裝置龍門刨床的工作臺(tái)、牛頭刨床或插床的滑枕，由于要求作高速往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，并且要求換向沖擊小、換向時(shí)間短、能耗低，因此都可以采用液壓傳動(dòng)。</p><p>　　3）仿形裝置車床、銑床、刨床上的仿形加工可以采用液壓伺服系統(tǒng)來(lái)完成。 其精度可達(dá)0.01～0.02mm。此外，磨床上的成形砂輪修正裝置亦可采用這種系統(tǒng)。</p><p>　　4）輔助裝置

33、機(jī)床上的夾緊裝置、齒輪箱變速操縱裝置、絲桿螺母間隙消除裝置、垂直移動(dòng)部件平衡裝置、分度裝置、工件和刀具裝卸裝置、工件輸送裝置等，采用液壓傳動(dòng)后，有利于簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)，提高機(jī)床自動(dòng)化程度。</p><p>　　5）靜壓支承重型機(jī)床、高速機(jī)床、高精度機(jī)床上的軸承、導(dǎo)軌、絲杠螺母機(jī)構(gòu)等處采用液體靜壓支承后，可以提高工作平穩(wěn)性和運(yùn)動(dòng)精度。</p><p>　　液壓傳動(dòng)在其他機(jī)械工業(yè)部門的應(yīng)用如下：&

34、lt;/p><p>　　1.工程機(jī)械 挖掘機(jī)、裝載機(jī)、推土機(jī)、壓路機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)等</p><p>　　2.起重運(yùn)輸機(jī)械 汽車吊、港口龍門吊、叉車、裝卸機(jī)械、皮帶運(yùn)輸機(jī)等</p><p>　　3.礦山機(jī)械 鑿巖機(jī)、開掘機(jī)、開采機(jī)、破碎機(jī)、提升機(jī)、液壓支架等</p><p>　　4.建筑機(jī)械 打樁機(jī)、液壓千斤頂、平地機(jī)等</p><

35、p>　　5.農(nóng)業(yè)機(jī)械 聯(lián)合收割機(jī)、拖拉機(jī)、農(nóng)具懸掛系統(tǒng)等</p><p>　　6.冶金機(jī)械 電爐爐頂及電極升降機(jī)、軋鋼機(jī)、壓力機(jī)等</p><p>　　7.輕工機(jī)械 打包機(jī)、注塑機(jī)、校直機(jī)、橡膠硫化機(jī)、造紙機(jī)等</p><p>　　8.汽車工業(yè) 自卸式汽車、平板車、高空作業(yè)車、汽車中的轉(zhuǎn)向器、減振器等</p><p>　　1.3 液壓技

36、術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)</p><p>　　1.3.1 液壓彎軌機(jī)的研究現(xiàn)狀</p><p>　　到目前為止我過此行業(yè)的已進(jìn)入成熟階段，有多個(gè)廠家設(shè)計(jì)和制造出了有相關(guān)功能的產(chǎn)品，像KWPY300液壓水平彎軌機(jī) KWPY—600/ KWPY—300液壓彎軌機(jī)等，這些產(chǎn)品大多具有相近的性能參數(shù)，包括最大彎軌規(guī)格24kg/m最大彎軌力300KN活塞最大行程70mm整機(jī)質(zhì)量65kg，總的來(lái)說(shuō)

37、此種產(chǎn)品的功能基本穩(wěn)定，使用方便。</p><p>　　1.3.2液壓技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　當(dāng)前液壓技術(shù)的發(fā)展主要集中在以下7個(gè)方面：</p><p><b>　　提高效率：</b></p><p>　　液壓傳動(dòng)作為動(dòng)力傳動(dòng)裝置, 包含了從機(jī)械能轉(zhuǎn)換到液壓能、液壓能傳輸和從液壓能再轉(zhuǎn)換到機(jī)械能并對(duì)外做功的過

38、程; 因此, 在能量轉(zhuǎn)換和傳輸過程不可避免地存在能耗問題, 其系統(tǒng)總效率等于液壓泵站的效率、系統(tǒng)傳輸效率和執(zhí)行機(jī)構(gòu)效率3 者的乘積。一般液壓傳動(dòng)的效率為50% ~ 70% , 而某些行走機(jī)械上其效率則不到10% 。因此, 提高效率是液壓技術(shù)必需解決的重要問題, 也是提高其競(jìng)爭(zhēng)力的有效措施。</p><p><b>　　注重系統(tǒng)設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　近年

39、來(lái), 隨著科技進(jìn)步, 新材料、新工藝、新技術(shù)和先進(jìn)設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用, 液壓元件的質(zhì)量、性能、可靠性、使用壽命都有了很大提高。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用除了注重選用高質(zhì)量的液壓元件外, 也更加注重系統(tǒng)整體匹配的合理性。液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性、先進(jìn)性直接影響到可靠性、節(jié)能、環(huán)保、使用壽命、成本以及維護(hù)性能等。</p><p><b>　　注重環(huán)保：</b></p><p>　　液壓系

40、統(tǒng)噪聲大、泄漏污染環(huán)境多年來(lái)一直是液壓技術(shù)難以解決的兩大難題, 這極大地影響了液壓技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)力。在實(shí)現(xiàn)新型工業(yè)化的過程中, 噪聲、環(huán)保問題已經(jīng)引起社會(huì)和生產(chǎn)企業(yè)越來(lái)越大的關(guān)注, 液壓技術(shù)必須走低噪聲、無(wú)污染的發(fā)展方向。</p><p><b>　　提高工作壓力：</b></p><p>　　提高工作壓力將使液壓元件重量減輕、體積減小,也就使功率質(zhì)量比和功率體積比提高,

41、 這對(duì)于在重量、體積方面有嚴(yán)格求的航空、航天、行走機(jī)械和船舶等工程領(lǐng)域的應(yīng)用顯得更為重要, 這將使主機(jī)實(shí)現(xiàn)輕量化、小型化、節(jié)能化。 提高工作壓力是一種必然趨勢(shì), 但也對(duì)液壓元件和統(tǒng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、機(jī)械加工等提出了更高要求,而且功率損失所產(chǎn)生的發(fā)熱問題更嚴(yán)重; 此外, 為保證高壓系統(tǒng)的安全性和可靠性, 需要研制新的密封材料和密封結(jié)構(gòu)。因此, 確定液壓系統(tǒng)工作壓力要根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)、產(chǎn)品, 對(duì)重量、體積、可靠性、成本、性能和系統(tǒng)發(fā)熱等因素進(jìn)行綜

42、合考慮。</p><p><b>　　機(jī)電一體化：</b></p><p>　　液壓技術(shù)與電子技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合, 實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化集成, 并向自動(dòng)化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。液壓元件和電子技術(shù)進(jìn)一步“融合”, 發(fā)展帶內(nèi)藏電子線路的液壓元件。如帶內(nèi)藏電子控制器的比例閥和伺服閥, 閥體上集成了電子信號(hào)放大、處理、調(diào)節(jié)和功率驅(qū)動(dòng)電路, 可節(jié)省插件和導(dǎo)

43、線, 提高可靠性、降低成本, 而且便于安裝、調(diào)試和維護(hù)。</p><p>　?。?）故障診斷與主動(dòng)維護(hù)</p><p>　　液壓系統(tǒng)維護(hù)已從過去簡(jiǎn)單的故障拆修, 發(fā)展到故障預(yù)測(cè), 即發(fā)現(xiàn)故障苗頭時(shí), 預(yù)先進(jìn)行維修, 清除故障隱患, 避免設(shè)備惡性事故的發(fā)展。要實(shí)現(xiàn)主動(dòng)維護(hù)技術(shù), 必須加強(qiáng)液壓系統(tǒng)故障診斷方法的研究, 使液壓系統(tǒng)故障診斷現(xiàn)代化, 加強(qiáng)對(duì)專家系統(tǒng)的研究, 總結(jié)專家知識(shí), 建立完整

44、的、具有學(xué)習(xí)功能的專家知識(shí)庫(kù), 利用計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入的現(xiàn)象和知識(shí)庫(kù)中的知識(shí), 經(jīng)推理機(jī)的推理方法, 推算出引起故障的原因, 提出維修方案和預(yù)防措施。進(jìn)一步開發(fā)液壓系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)通用軟件, 對(duì)不同的液壓系統(tǒng)只需修改和增減少量的規(guī)則。此外, 還應(yīng)開發(fā)液壓系統(tǒng)自補(bǔ)償系統(tǒng), 包括自調(diào)整、自潤(rùn)滑、自校正, 在故障產(chǎn)生之前進(jìn)行補(bǔ)償, 這是液壓行業(yè)努力的方向</p><p>　　近十余年來(lái), 由于液壓技術(shù)借助微電子技術(shù),

45、大力發(fā)展電液傳動(dòng)與控制, 使液壓技術(shù)產(chǎn)生新的活力。展望未來(lái), 液壓傳動(dòng)的主要競(jìng)爭(zhēng)者是電氣傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)。在當(dāng)今科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的情況下, 液壓技術(shù)必須充分發(fā)揮自身優(yōu)點(diǎn)和借鑒其他領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)成果, 不斷創(chuàng)新, 以提高液壓元件和系統(tǒng)性能, 降低成本, 并符合節(jié)能、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的要求, 才能保持強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)力并不斷擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域。2 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　2.1確定設(shè)計(jì)參數(shù)與設(shè)計(jì)要求</p&g

46、t;<p>　?。?）最大彎軌油壓P≤30Mpa(最大彎軌力F≤50KN)</p><p>　　（2）彎曲半徑R≧2m</p><p>　?。?）手柄操作力F≤400N</p><p>　?。?）活塞行程H≤70mm</p><p>　?。?）適用鋼軌規(guī)格≤38kg／m </p><p>　?。?）整體長(zhǎng)

47、約800mm</p><p>　　2.2 確定38kg/m的軌道工字鋼的最大彎軌力與尺寸分配</p><p>　　查38kg/m鋼軌的性能參數(shù)：</p><p>　　材料為45Mn（優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼） =600Mpa =36.7 </p><p>　　簡(jiǎn)化材料力學(xué)模型如圖2-1：</p><p><b>

48、;　　圖2-1</b></p><p>　　由簡(jiǎn)化模型可把鋼軌的彎曲看成懸臂梁純彎曲 則</p><p><b>　　且 </b></p><p>　　由材料力學(xué)知識(shí)可知最大彎矩在中間支點(diǎn)處</p><p><b>　　由前面幾何關(guān)系可知</b></p><p&

49、gt;<b>　　由設(shè)計(jì)任務(wù)書可知</b></p><p>　　=70mm </p><p>　　此時(shí)取 則</p><p>　　此時(shí)取 則由杠桿定律可知</p><p>　　2.3液壓缸主要零件的結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求</p><p><b>　　2.3.1

50、缸體</b></p><p>　　液壓缸的缸體常用的常用材料為20、35、45號(hào)無(wú)縫鋼管。因?yàn)?0號(hào)鋼的力學(xué)性能略低，且不能調(diào)質(zhì)，應(yīng)用較少。當(dāng)缸筒與缸底、缸頭、管接頭等件需要焊接時(shí)，則應(yīng)采用焊接性能較好的35號(hào)鋼，粗加工后調(diào)質(zhì)。一般情況下應(yīng)采用45號(hào)鋼，并應(yīng)調(diào)質(zhì)倒241～285HB。則此次設(shè)計(jì)大缸缸體采用45號(hào)鋼，并在粗加工后調(diào)質(zhì)到241～285HB。考慮到液壓缸的整體結(jié)構(gòu)，整個(gè)缸體的材料采用Q235

51、，小缸的缸體的材料與螺栓的材料一致，也采用Q235。</p><p>　　取大缸缸蓋與大缸缸體的連接可采用一體車削成型，如圖2-2</p><p><b>　　圖2-2</b></p><p><b>　　2.3.2 活塞</b></p><p>　　液壓缸活塞常用材料為耐磨鑄鐵、灰鑄鐵（HT300

52、、HT350）、鋼（有的在外徑上套有尼龍66、尼龍1010或夾布酚醛的耐磨環(huán)）及鋁合金等。設(shè)計(jì)活塞桿與活塞連接為過盈連接，活塞需要較大的屈服強(qiáng)度，則活塞采用65Mn。并在粗加工后調(diào)質(zhì)到45～55HRC</p><p><b>　　2.3.3 活塞桿</b></p><p>　　活塞桿有實(shí)心桿與空心桿兩種，但考慮到受力較大，空心桿影響壓桿穩(wěn)定，所以此次設(shè)計(jì)時(shí)采用實(shí)心桿。

53、實(shí)心活塞桿的常用材料為35、45號(hào)鋼。考慮到45號(hào)鋼的屈服極限較高，所以此次設(shè)計(jì)大缸的活塞桿采用45號(hào)鋼，并在粗加工后調(diào)質(zhì)到229～285HB。小缸的活塞桿與活塞結(jié)構(gòu)上為一體，則小缸的活塞桿的材料也采用45號(hào)鋼，并在粗加工后調(diào)質(zhì)到229～285HB。</p><p>　　2.3.4 活塞與活塞桿的密封、導(dǎo)向和防塵</p><p>　　大缸的活塞密封采用Y型密封圈密封和支承環(huán)導(dǎo)向，大活塞桿采

54、用O型密封圈防塵可支承環(huán)導(dǎo)向</p><p>　　小缸的活塞桿采用Y型密封圈密封和O型密封圈防塵，考慮到小缸活塞桿的行程較短，不需要外加導(dǎo)向零件</p><p>　　調(diào)壓閥和截止閥的閥體密封也采用Y型密封圈密圈來(lái)防止泄露。</p><p>　　2.4 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　2.4.1大液壓缸的缸徑設(shè)計(jì)計(jì)算</p>

55、<p>　　查參考文獻(xiàn)[5]《液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)》知，小型工程機(jī)械的工作壓力在1016Mpa Φ=1.5</p><p>　　現(xiàn)分別計(jì)算幾組數(shù)據(jù)，以取較優(yōu)尺寸。D為缸徑，d為活塞桿直徑</p><p><b>　　設(shè)計(jì)初始油壓為</b></p><p><b>　　取D=63mm </b></p>&

56、lt;p>　?、?設(shè)計(jì)初始油壓為</p><p>　　取D=80mm </p><p><b>　　設(shè)計(jì)初始油壓為 </b></p><p>　　取D=50mm </p><p>　　比較上述計(jì)算結(jié)果，考慮到整個(gè)液壓彎軌機(jī)的設(shè)計(jì)尺寸，選取則工作時(shí)大液壓缸的工作壓力約為P=16Mpa</p>

57、<p><b>　　圓整取</b></p><p>　　考慮到活塞上要支承環(huán)和Y型密封圈安裝尺寸、活塞桿與活塞過盈連接需要的配合長(zhǎng)度，取活塞長(zhǎng)度為35mm。</p><p>　　2.4.2 小液壓缸的缸徑設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　設(shè)計(jì)小缸壓桿工作25次大活塞桿達(dá)到預(yù)定行程(70mm)</p><p>　　

58、設(shè)計(jì)小缸的行程為H=20mm</p><p><b>　　此時(shí)取</b></p><p>　　2.4.3 壓桿的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 </p><p>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書要求：手柄操作力F≤400N</p><p>　　簡(jiǎn)化力學(xué)模型為圖2-3 </p><p><b>　　圖2-3</b>

59、;</p><p><b>　　由杠桿定律可知</b></p><p>　　在設(shè)計(jì)的尺寸時(shí)，考慮到缸體的尺寸，取</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　2.4.4液壓缸的壁厚設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　部分工程用液壓缸的外徑系列如表2-1</

60、p><p><b>　　表2-1</b></p><p>　?、?大液壓缸的壁厚設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　查參考文獻(xiàn)[5]《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知，對(duì)于低壓系統(tǒng)液壓缸的壁厚設(shè)計(jì)計(jì)算可按照薄壁圓筒計(jì)算</p><p>　　則 </p><p>　　其中δ為液壓缸缸筒壁厚，為試

61、驗(yàn)壓力(=1.25P) ，=缸體材料的許用應(yīng)力 ，為材料的抗拉強(qiáng)度 ，n為安全系數(shù)，一般取5。</p><p>　　由前面設(shè)計(jì)可知缸體材料為45號(hào)鋼，則=600Mpa P=16Mpa</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)得 δ≥4.2mm</p><p>　　考慮到剛體與缸筒套為螺紋連接，需要在缸體外表面車削螺紋，查閱螺栓的公稱直徑有M64的螺紋，所以設(shè)計(jì)缸體厚

62、度為7mm，則缸體外表面車削螺紋符合條件，缸體壁厚強(qiáng)度也在安全范圍內(nèi)，即選取缸體外徑為64mm</p><p>　　② 小缸的壁厚設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　小缸的缸徑D為18mm，材料為Q235 查閱資料Q235的=460Mpa</p><p>　　帶入上面的公式得 δ≥1.95mm</p><p>　　同樣在考慮到小剛的結(jié)構(gòu)特

63、點(diǎn)，小缸缸體是在螺栓上鉆中心孔，即小缸缸體外表面也是要車削螺紋，在查閱螺栓的公稱直徑系列后去取M24的螺栓，螺紋高度H為0.5倍的螺距，即螺紋高度約為0.5mm，則缸體的實(shí)際壁厚約為2.5mm</p><p>　　大于設(shè)計(jì)壁厚1.95mm，即取M24的螺栓合格</p><p>　　2.4.5 活塞桿的壓桿穩(wěn)定性和強(qiáng)度校核</p><p><b>　?、?壓

64、桿穩(wěn)定性校核</b></p><p>　　由裝配圖的安裝尺寸得 L=270（取極限狀態(tài)分析，實(shí)際小于270） 活塞桿直徑d=30mm 材料為45號(hào)鋼（屬于中碳鋼）</p><p>　　查參考文獻(xiàn)[5]《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 柔性系數(shù)m=85 末端條件系數(shù)n=1/4 </p><p>　　活塞桿斷面回轉(zhuǎn)半徑k=d/4 材料強(qiáng)度=3

65、40Mpa 實(shí)驗(yàn)常數(shù)a=1/5000</p><p>　　活塞桿截面面積A= </p><p><b>　　則</b></p><p>　　此時(shí)用戈登-蘭金公式計(jì)算臨界載荷 </p><p>　　比較和活塞桿的載荷, 即</p><p><b>　　所以壓桿穩(wěn)定合格</b&g

66、t;</p><p><b>　?、趶?qiáng)度校核</b></p><p>　　活塞桿受力為 =30KN 活塞桿直徑d=30mm</p><p>　　查詢45號(hào)鋼的屈服極限</p><p><b>　　即強(qiáng)度合格</b></p><p>　　2.5 彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算</

67、p><p>　　2.5.1彈簧的分類</p><p>　　彈簧按結(jié)構(gòu)特征、工作原理或性能特點(diǎn)劃分小類，在小類中又按結(jié)構(gòu)、原理和用途分為不同系列，在每一個(gè)系列中，依據(jù)主要尺寸、參數(shù)、精度、材料或部分結(jié)構(gòu)形狀的不同區(qū)分品種?，F(xiàn)列舉幾種主要彈簧類型如表2-2</p><p><b>　　表2-2</b></p><p>　　在參考

68、各種彈簧的性能的參數(shù)后，此次液壓彎軌機(jī)的設(shè)計(jì)所用彈簧均為圓柱螺旋彈簧。</p><p>　　2.5.2彈簧的材料</p><p>　　彈簧的材料要求具有較高的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、彈性模量、疲勞強(qiáng)度和沖擊韌度，并要具有較好的工藝性能。高溫環(huán)境下工作的彈簧材料要求具有一定的熱穩(wěn)定性。儀器、儀表彈簧要求恒彈性等性能。此次設(shè)計(jì)所用彈簧的材料均為40號(hào)鋼</p><p>　　

69、2.5.3回程彈簧的選擇與校核</p><p>　　此次設(shè)計(jì)的液壓缸的活塞桿直徑為30mm，活塞在缸體內(nèi)的活動(dòng)行程為70mm，考慮到回程彈簧的尺寸，在沒安裝彈簧的情況下，活塞的最大行程為120mm，即彈簧的壓縮后長(zhǎng)度為約為120mm，為了保證彈簧又初始的預(yù)緊力，彈簧還必須有一定的初始?jí)嚎s量。其結(jié)構(gòu)圖為圖2-4：</p><p><b>　　圖2-4</b></p

70、><p>　　查閱參考文獻(xiàn)[5]《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 選擇節(jié)距P=10mm，D=35mm，d=4 n=14 </p><p>　　則c=D/d=8 材料為45號(hào)鋼</p><p>　　則彈簧的初始?jí)嚎s量為</p><p><b>　　初始預(yù)緊力</b></p><p>　　彈簧的最大壓縮量為

71、</p><p><b>　　最大壓縮力</b></p><p>　　液壓缸工作時(shí)活塞桿受力為30KN，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于彈簧的最大壓縮力,所以不用重新設(shè)計(jì)液壓缸的設(shè)計(jì)油壓</p><p><b>　　圖2-5</b></p><p>　　2.5.4調(diào)壓閥彈簧的選擇與校核</p><p&g

72、t;　　調(diào)壓閥的結(jié)構(gòu)如圖2-5</p><p>　　在設(shè)計(jì)調(diào)壓閥時(shí)，考慮到缸體的結(jié)構(gòu)尺寸，為了達(dá)到結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計(jì)彈簧的壓縮后長(zhǎng)度左右。設(shè)計(jì)初始油壓為16Mpa 油口直徑為4mm</p><p>　　則高壓油作用在鋼球上的力F為：</p><p>　　選取D=8mm，c=5，d=1.6mm，n=5 材料為40號(hào)鋼</p><p>　　則

73、初始達(dá)到設(shè)計(jì)油壓16Mpa的壓縮量為：</p><p><b>　　取</b></p><p>　　考慮到調(diào)壓閥的螺紋p=1mm，即每當(dāng)螺栓拎轉(zhuǎn)一圈后入口油壓增加1Mpa。</p><p>　　2.5.5單向閥閥彈簧的選擇</p><p>　　單向閥控制油的走向，只允許低壓油進(jìn)入小油缸能阻止高壓油流回油箱，為了達(dá)到這樣的

74、機(jī)能，其閥芯必須有壓縮彈簧提供初始的壓應(yīng)力，以阻止高壓油流回油箱。單向閥的結(jié)構(gòu)如圖2-6</p><p><b>　　圖2-6</b></p><p>　　設(shè)計(jì)初始參數(shù)D=8mm，d=0.8，c=10，n=7</p><p>　　設(shè)計(jì)初始油壓為0.3Mpa，油口直徑為4mm</p><p><b>　　則初始?jí)?/p>

75、縮量為：</b></p><p>　　2.5.6轉(zhuǎn)動(dòng)腳彈簧的選擇</p><p>　　轉(zhuǎn)動(dòng)腳為活塞桿頂端的爪勾提供更好的靈活性，其結(jié)構(gòu)如圖2-7</p><p>　　設(shè)計(jì)初始參數(shù) D=5mm，d=1，c=5，n=6</p><p>　　則彈簧的初始?jí)嚎s量為：</p><p><b>　　初始彈簧壓

76、縮力為：</b></p><p><b>　　圖2-7</b></p><p>　　2.6 活塞桿與活塞的過盈連接的設(shè)計(jì)計(jì)算 </p><p>　　2.6.1 過盈連接的特點(diǎn)及其運(yùn)用</p><p>　　過盈連接是利用零件之間的配合過盈來(lái)達(dá)到連接目的的。這種連接也叫干涉配合連接或緊配合連接。過盈連接主要用于軸

77、和轂的連接、輪圈與輪芯之間連接以及滾動(dòng)軸承與軸或座孔的連接等。這種連接的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、對(duì)中性好、承載能力達(dá)、承受沖擊載荷性能好、對(duì)軸的消弱少，但配合面的加工精度要求高、拆裝不便。</p><p>　　2.6.2過盈連接的工作原理及裝配方法</p><p>　　過盈連接是將外徑為被包容件壓入內(nèi)徑為的包容件中。由于配合直徑間有過盈量，在裝配后的配合面上，便產(chǎn)生了一定的徑向力。當(dāng)連接承受軸向力

78、或轉(zhuǎn)矩時(shí)，配合面上便產(chǎn)生摩擦阻力或摩擦阻力矩以抵抗和傳遞外載荷。</p><p>　　過盈連接的裝配方法有壓入法和脹縮法（溫差法）</p><p>　　壓入法是利用壓力機(jī)將被包容件直接壓入包容件中。由于過盈量的存在，在壓入過程中配合表面微觀不平度的峰尖不可避免的要受到擦傷或壓平，因而降低了連接的緊固性。在包容件和被包容件分別制出導(dǎo)錐，并對(duì)配合表面進(jìn)行潤(rùn)滑，可以減輕上述缺點(diǎn)。但對(duì)連接質(zhì)量要求

79、更高時(shí)，應(yīng)采用脹縮法進(jìn)行裝配。即加熱包容件或冷卻被包容件，使之既可以方便裝配，又可以減少或避免損傷配合表面，而在常溫下即達(dá)到牢固的連接。脹縮法一般式采用電加熱，冷卻則多采用液態(tài)空氣或固態(tài)二氧化碳。加熱時(shí)應(yīng)防止配合面產(chǎn)生氧化皮。加熱法常用于配合直徑較大時(shí)，冷卻法常用于配合直徑較小時(shí)。</p><p>　　2.6.3過盈連接的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　初始設(shè)計(jì)參數(shù)：活塞直徑=50mm，連接

80、長(zhǎng)度l=30mm，活塞連接孔d=25mm，活塞桿為實(shí)心桿=0，摩擦系數(shù)f=0.2，活塞材料為65Mn，活塞桿為45號(hào)鋼。</p><p><b>　　1.確定壓力P</b></p><p>　　在F=30KN載荷的作用下，連接應(yīng)具有一定徑向壓力P</p><p>　　2.確定最小有效過盈量，選定配合種類</p><p>

81、　　1）求滿足上面P值得最小過盈量</p><p>　　根據(jù)材料力學(xué)有關(guān)厚壁圓筒的計(jì)算理論，過盈連接所需最小過盈量為</p><p>　　其中、—分別為包容件和被包容件的剛性系數(shù)</p><p>　　D—為配合的公稱直徑</p><p>　　因?yàn)榛钊c活塞桿均為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼，則==0.3</p><p><b

82、>　　代入數(shù)據(jù)得</b></p><p>　　2）選定標(biāo)準(zhǔn)配合，確定標(biāo)準(zhǔn)過盈量</p><p>　　設(shè)計(jì)在裝配時(shí)采用脹縮法裝配，則不需要考慮粗糙度的影響</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　考慮到所受的軸向力較大，由公差表選H7/t6配合，其軸的公差為，孔的公差為，則由此標(biāo)準(zhǔn)

83、配合可能產(chǎn)生的最大過盈量；最小過盈量為大于，即選用的配合滿足最小過盈條件。</p><p>　　3.校核過盈連接的強(qiáng)度</p><p>　　因所選標(biāo)準(zhǔn)配合可以產(chǎn)生足夠的徑向壓力，故連接強(qiáng)度以保證?，F(xiàn)只需校核連接零件本身的強(qiáng)度。已知連接所選配合的最大過盈量為254um，故裝配后可能產(chǎn)生的最大徑向壓力為：</p><p>　　查取包容件材料為65Mn的屈服極限，則由下式

84、求得</p><p>　　因?yàn)?，即活塞的?qiáng)度足夠</p><p>　　查取被包容件材料為45號(hào)鋼的屈服極限為，則由下式求得</p><p>　　因?yàn)?，即活塞桿的強(qiáng)度足夠。</p><p>　　2.6.4 確定包容件加熱及被包容件冷卻溫度</p><p>　　由于此次設(shè)計(jì)的過盈連接的直徑較小，故在用脹縮法裝配時(shí)采用冷卻被

85、包容件的方法進(jìn)行裝配。由機(jī)械設(shè)計(jì)可得冷卻溫度T為</p><p>　　其中 —為裝配時(shí)為了避免配合面互相擦傷所需的最小間隙。通常采用同樣公稱直徑的間隙配合H7/g6的最小間隙</p><p>　　—為被包容件材料的線膨脹系數(shù)</p><p>　　—為裝配環(huán)境的為溫度</p><p>　　查閱參考文獻(xiàn)[5]《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得，=25，=20&

86、lt;/p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得</b></p><p>　　即在裝配時(shí)應(yīng)先將活塞桿冷卻至左右再進(jìn)行裝配</p><p>　　3 螺旋傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　3.1螺旋傳動(dòng)的類型和應(yīng)用</p><p>　　螺旋傳功是利用螺桿和螺母組成的螺旋副來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)要求的。它主要用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)

87、變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，同時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。</p><p>　　根據(jù)螺桿和螺母的相對(duì)關(guān)系，螺旋傳動(dòng)的常用運(yùn)動(dòng)形式，主要有一下兩種：一種是螺母移動(dòng)，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，多用于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)中；一種是螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)，多用于起重器或螺旋壓力機(jī)中。</p><p>　　螺旋傳動(dòng)根據(jù)用途的不同，可分為以下三種類型：</p><p><b>　　1）傳力螺旋。</b>

88、;</p><p>　　它以傳動(dòng)動(dòng)力為主，要求以較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向推力，用以克服工件阻力，如各種起重或加壓裝置的螺旋。這種傳力螺旋主要承受很大的軸向力，一般為間歇性工作，每次的工作時(shí)間較短，工作速度也不高，而且通常需要由反向自鎖能力。</p><p><b>　　2）傳導(dǎo)螺旋。</b></p><p>　　它以傳遞運(yùn)動(dòng)為主，有時(shí)也承受較大

89、的軸向載荷，如機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的螺旋等。傳導(dǎo)螺旋需要在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)連續(xù)工作，工作速度較高，因此要求具有較高的傳動(dòng)精度。</p><p><b>　　3）調(diào)整螺旋。</b></p><p>　　它用于調(diào)整和固定零件的相對(duì)位置，如機(jī)床、儀器及測(cè)試裝置中的微調(diào)機(jī)構(gòu)的螺旋。調(diào)整螺旋不經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)，一般空載下調(diào)整。</p><p>　　螺旋傳動(dòng)根據(jù)螺旋副摩擦性質(zhì)

90、的不同，又可分為滑動(dòng)螺旋、滾動(dòng)螺旋和靜壓螺旋。滑動(dòng)螺旋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便與制造，易于自鎖，但其主要缺點(diǎn)是摩擦阻力大，傳動(dòng)效率低，磨損快、傳動(dòng)精度低等。相反，滾動(dòng)螺旋和靜壓螺旋的摩擦阻力小，傳動(dòng)效率高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，特別是靜壓螺旋還需要供油系統(tǒng)。因此只有在高精度。高效率的重要傳動(dòng)中宜采用，如數(shù)控、精密機(jī)床、測(cè)試裝置或自動(dòng)控制系統(tǒng)中的螺旋傳動(dòng)等。本次設(shè)計(jì)采用滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)。</p><p>　　3.2滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)和材料<

91、;/p><p>　　3.2.1滑動(dòng)螺旋的結(jié)構(gòu)</p><p>　　螺旋傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)主要指螺桿、螺母的固定和支承的結(jié)構(gòu)形式。螺旋傳動(dòng)的共作剛度與精度等和支承結(jié)構(gòu)由直接關(guān)系，當(dāng)螺桿短而粗且垂直布置時(shí)，可以利用螺母本身作為支承。當(dāng)螺桿細(xì)長(zhǎng)且水平布置時(shí)，應(yīng)在螺桿兩端或中間附加支承，以提高螺桿的工作剛度。</p><p>　　螺母的結(jié)構(gòu)有整體螺母、組合螺母和刨分螺母等形式。整體螺母

92、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但由磨損產(chǎn)生的軸向間隙不能補(bǔ)償，只適合咋精度要求較低的螺旋中使用。對(duì)于經(jīng)常雙向傳動(dòng)的傳導(dǎo)螺旋，為了消除軸向間隙和補(bǔ)償旋合螺紋的磨損，避免反向傳動(dòng)時(shí)的空行程，常常采用組合螺母和刨分螺母。</p><p>　　滑動(dòng)螺旋采用的螺紋類型有矩形、梯形和鋸齒形。其中以鋸齒形和梯形運(yùn)用最廣。螺桿常用右旋螺紋。傳力螺旋和調(diào)整螺旋要求自鎖時(shí)，應(yīng)采用單線螺紋。對(duì)傳導(dǎo)螺旋，為了提高其傳動(dòng)效率及直線運(yùn)動(dòng)速度，可采用多線螺紋。此

93、次設(shè)計(jì)采用的是鋸齒形整體螺母。</p><p>　　3.2.2螺桿和螺母的材料</p><p>　　螺桿材料要有足夠的強(qiáng)度和耐磨性。螺母材料除了要有足夠的強(qiáng)度外，還要求在與螺桿材料配合時(shí)摩擦系數(shù)小和耐磨。常用材料如表3-1</p><p><b>　　表3-1</b></p><p>　　3.3滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算&l

94、t;/p><p><b>　　設(shè)計(jì)初始參數(shù)：</b></p><p>　　已知螺桿的工作載荷約為F=100KN。為了有良好的自鎖性能，此次設(shè)計(jì)采用鋸齒形螺紋，查閱參考文獻(xiàn)[5]《機(jī)械設(shè)計(jì)師》上冊(cè)圖18-3可知鋸齒形螺紋牙形半角β=15，高徑比ψ=2。由《機(jī)械設(shè)計(jì)師》上冊(cè)表18-10查取滑動(dòng)螺旋副材料的許用比壓=1318（8-10級(jí)精度），此次設(shè)計(jì)取=18。摩擦系數(shù)取f=

95、0.14.螺桿材料用40號(hào)鋼，螺母材料用鑄鐵。</p><p>　　1、從耐磨觀點(diǎn)計(jì)算所需的中徑</p><p>　　選取=34.75mm 螺距P=7mm 公稱直徑：</p><p>　　2、自鎖性的判斷和螺母</p><p><b>　?。é褳楫?dāng)量摩擦角）</b></p><p>　　若，則滿足

96、自鎖要求。</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得</b></p><p><b>　　故滿足自鎖要求。</b></p><p><b>　　計(jì)算螺母高度：</b></p><p><b>　　確定旋合圈數(shù)：</b></p><p>

97、;<b>　　3.校核計(jì)算</b></p><p>　　已知：工作載荷F=100KN.螺紋類型為鋸齒形螺紋。螺桿大徑d=40mm，螺母旋合圈數(shù)n=10，螺桿為40號(hào)鋼，查《機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)》表18-11可得，。螺母為鑄鐵,</p><p><b>　?、倌湍バ孕：?lt;/b></p><p><b>　　螺紋工作高度：

98、</b></p><p><b>　　螺旋副壓強(qiáng)</b></p><p><b>　　即耐磨性合格。</b></p><p><b>　?、诼輻U強(qiáng)度校核</b></p><p>　　計(jì)算危險(xiǎn)斷面的當(dāng)量應(yīng)力</p><p><b>　

99、　故螺桿強(qiáng)度通過。</b></p><p>　?、?螺母螺牙強(qiáng)度校核</p><p><b>　　牙根部寬度</b></p><p>　　1）計(jì)算螺牙切應(yīng)力：</p><p><b>　　螺桿 </b></p><p><b>　　螺母 </

100、b></p><p>　　即螺母螺桿的切應(yīng)力強(qiáng)度合格</p><p><b>　　2）計(jì)算彎曲應(yīng)力</b></p><p><b>　　螺桿</b></p><p><b>　　螺母</b></p><p><b>　　螺牙彎曲強(qiáng)度合格&

101、lt;/b></p><p><b>　?、芊€(wěn)定性校核</b></p><p>　　長(zhǎng)度系數(shù).螺桿受壓長(zhǎng)度</p><p><b>　　故無(wú)需校核穩(wěn)定性</b></p><p><b>　　總結(jié) </b></p><p>　　此次畢業(yè)設(shè)計(jì)參考了現(xiàn)有

102、的一些結(jié)構(gòu)，像缸體端蓋的整體連接方式，調(diào)壓閥閥體的結(jié)構(gòu)，這樣設(shè)計(jì)使液壓缸的密封性較好，工藝性好，成本較低。在設(shè)計(jì)截止閥和調(diào)壓閥都考慮了缸體的整體尺寸，為了達(dá)到精簡(jiǎn)尺寸的目的，都采用了比較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，但在設(shè)計(jì)密封圈時(shí)，沒有使用O型密封圈，而采用了密封性更好的Y型密封圈，Y型密封圈較O型密封圈具有較好的耐磨性和密封性。這次設(shè)計(jì)涉及到幾個(gè)彈簧選擇，在設(shè)計(jì)回程彈簧時(shí)，為了使彈簧的最大壓縮力不影響液壓缸的工作力，在查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》選擇參數(shù)時(shí)，盡

103、量選擇的參數(shù)使彈簧有較小剛度，這樣彈簧的在最大壓縮量的情況下彈簧不致過大。在設(shè)計(jì)調(diào)壓閥彈簧時(shí)，彈簧的壓縮要與螺栓的轉(zhuǎn)動(dòng)要有一定的線性關(guān)系，這樣能比較準(zhǔn)確的調(diào)整進(jìn)油的壓力。在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)腳彈簧時(shí)，盡量考慮到鉆孔的尺寸即可。</p><p>　　此次的設(shè)計(jì)的液壓缸的活塞桿與活塞的設(shè)計(jì)同平常的設(shè)計(jì)過程一樣，只是在考慮密封時(shí)，也是使用的Y型密封圈，同時(shí)在活塞上都加了支承環(huán)，和在端蓋上加了導(dǎo)向環(huán)，以增加對(duì)中性。</p&g

104、t;<p>　　鑒于時(shí)間和實(shí)驗(yàn)條件的限制，本論文在許多方面做得還不夠完善，由于時(shí)間倉(cāng)促，本論文中的還存在以下問題有待解決怎樣選擇更簡(jiǎn)單合理的截止閥和進(jìn)油口單向閥、選擇什么樣的密封圈更合理、螺旋傳動(dòng)是選擇梯形螺紋還是鋸齒形螺紋等等。參考文獻(xiàn)</p><p>　　[1] 任濟(jì)生，唐道武，馬克新..機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì).徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2008.08</p><p>　　

105、[2] 胡成立.材料成型基礎(chǔ).武漢:武漢理工出版社，2012.07</p><p>　　[3] 毛平準(zhǔn).互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ).北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2011.07</p><p>　　[4] 沈興全.液壓傳動(dòng)與控制.北京:國(guó)防工業(yè)出版社，2005.01</p><p>　　[5] 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)（上、下冊(cè)）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.01</p&

106、gt;<p>　　[6] 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì).西安，西北工業(yè)大學(xué)出版社，2011.05</p><p>　　[7] 王文斌.機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)（新版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.09</p><p>　　[8] 孫桓，陳作模，葛文杰..機(jī)械原理.北京：高等教育出版社，2010.12</p><p>　　[9] 雷天覺.液壓工程手冊(cè)M. 北京:機(jī)

107、械工業(yè)出版社,1990.</p><p>　　[10] 趙程，楊建民.機(jī)械工程材料.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.06</p><p>　　[11] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè)，第一卷.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.5</p><p>　　[12] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè)，第二卷.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.5</p><p>　　[13]

108、Rajput R K. Elements of mechanical Engineering. Katson Publ. House,1985 </p><p>　　[14] Mechanical Drive(reference Issue). Machine Design.52(14),1980致謝</p><p>　　在作此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，本人得到了x老師的精心指導(dǎo)，正是因?yàn)槔蠋?/p>