柱塞式液压缸设计计算说明书

一、课程设计任务

1.1已知数据：

推力载荷：150KN行程：150mm

速度：1mm/sec

安装方式：后法兰

1.2设计内容及完成的工作量

1）根据给定要求完成装配图和所有非标零件图

2）完成全部零件三维实体造型，并进行装配

3）完成标准件的计算选型

4）完成非标零件精度设计

5）编写设计计算说明书一份

6）原动机经联轴器驱动泵类负载

2.9导向套尺寸的确定

导向套滑动面的长度A，在缸径小于80mm时取

A=（0.6~1.0）D （2-9）

当缸径大于80mm时取

A=（0.6~1.0）d （2-10）

式中：

D—缸筒内径（mm）

d—柱塞杆直径（mm）

由于缸径D=42mm，则A=（0.6~1.0）*42=25.2~42mm

取A=42mm

由于安装与密封原因则套的内径为42mm。

加工要求：导向套与柱塞杆外圆的配合多为H8/f7～H9/f9.

2.10法兰安装方式

采取如图所示的后端法兰安装方式

后端法兰安装方式

2.11密封环

本例中选取静密封的为一般的O型密封圈加挡圈。柱塞杆动密封使用U 形环式组合密封圈，本设计选用d=85mmU形密封圈

2.12防尘圈

查机械设计手册表21-6-28，选用2型特康防尘圈。

2.13各种主要零件名称和材料机械设计手册第五版第4卷表

22.6-62

机械设计手册第五版第5卷

三、各零部件的校核及验算

3.1缸筒设计

3.1.1缸筒结构的选择

连接方式如下图：

选取法兰式连接，并且法兰和缸筒用焊接方式连接。其优点是结构简单，易选取、易装卸；缺点是外径较大，比螺纹连接的重量大。

3.1.2缸筒的要求

有足够强度，能够承受动态工作压力，长时间工作不会变形；

有足够刚度，承受活塞侧向力和安装反作用力时不会弯曲；

内表面和导向件与密封件之间摩擦少，可以保证长期使用；

缸筒和法兰要良好焊接，不产生裂纹。

3.1.3缸筒材料的选取及强度给定

部分材料的机械性能如下表：

缸筒常用无缝钢管材料机械性能

材料

/

b

≥

σMPa /

s

≥

σMPa %

/

s

≥

δ

20 420 250 25

30 500 300 18

35 540 320 17

45 610 360 14

15MnVn 750 500 26

27SiMn 1000 850 12

30CrMo 950 800 12

35CrMo 1000 850 12

所以总效率η=0.8。

3.4法兰连接螺栓的强度计算

连接图如下：

螺栓强度根据下式计算： 螺纹处的拉应力

62

110Z d 4

KF

-⨯=πσ（MPa ） （3-3）

螺纹处的剪切应力

63

10

110Z

d 2.0KFd K -⨯=

τ（MPa ） （3-4） []στσσ≤+=22n 3（MPa ） （3-5） 式中：

F —缸筒端部承受的最大推力（N ）； D —缸筒内径（m ）

d —螺纹外径（m ）

1d —螺纹底径（m ）

K —拧紧螺纹的系数

不变载荷 取 1.51.25K —= 变载荷 取45.2K —=

1K —螺纹连接的摩擦系数12.0K 1=

总结

课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程，使我们对以前所学的理论知识进行了综合应用。所以经过这次课程设计发现自己所学的知识还很贫乏，很多东西都需要去了解，既然从事了这个行业，那么就要做好，而且要带动所有同学做好。

由于时间紧迫，掌握的知识还不是太完全，只是粗略的了解柱塞缸的结构及原理计算的数据均按照参考资料一步一步设计计算，在计算的过程中遇到了许多问题，及时查找资料，以及和同学共同探讨。

而且在课程设计过程中，最让我印象深刻的就是：一个人的力量是有限的，团队的力量是无穷的。经过我们共同的努力，才将课程设计做完、做好。

最重要的一点是无论做任何事情都要有颗责任心，要有上进心。只有这样，困难才会迎刃而解。在整个课程设计的过程中，我发现我们光有理论知识，却缺乏实际的经验。有些地方都是凭想像完成的。总体来说，课程设计对我们的帮助是很大的，它需要我们将学过的相关知识系统地联系来，从中暴露出自身的不足，以待改进，并且提高了我们查阅资料的能力。

本次的课程设计，培养了我综合应用生产实际知识解决工程实际问题的能力；在设计的过程中还培养出了我们的团队精神，同学们共同协作，解决了许多个人无解决的问题；在今后的学习过程中我们会更加努力和团结。

参考资料

[1] 阎邦椿.机械设计手册第五版第4卷.机械工业出版社,2010.1

[2] 成大先.机械设计手册第五版第5卷.北京：化学工业出版社，2008

[3] 范存德.液压技术手册.辽宁科学技术出版社，2004.

[4] 王守成.容一鸣液压传动，2006.8

[5]北京科技大学、东北大学编《材料力学》高等教育出版社.2008

[6]刘品李哲《机械精度设计与检测基础》第6版哈尔滨工业大学出版社.2009