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太原理工大學(xué)2015屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目 全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué)　號(hào) 教學(xué)院系 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)年級(jí) 機(jī)械工程及其自動(dòng)化2011級(jí) 指導(dǎo)教師 職　稱 單　　位 機(jī)電工程學(xué)院 輔導(dǎo)教師 職 稱 單　　位 機(jī)電工程學(xué)院 完成日期 2015 年 06 月 摘 要 當(dāng)今社會(huì)，機(jī)械工業(yè)是一個(gè)國(guó)家的支柱產(chǎn)業(yè)，機(jī)械工業(yè)的發(fā)展每分每秒都在影響著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類社會(huì)文明的進(jìn)步與機(jī)械制造的發(fā)展密不可分。在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大環(huán)境下，中國(guó)各個(gè)行業(yè)被其他國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)影響的同時(shí)，越來越多的外國(guó)企業(yè)和品牌傳播到中國(guó)已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。在新的市場(chǎng)需求的推動(dòng)下，對(duì)全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行改良和優(yōu)化是當(dāng)務(wù)之急。有大型全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備企業(yè)對(duì)設(shè)備的安全指標(biāo)的有著一定生產(chǎn)的嚴(yán)格要求。對(duì)于那些做設(shè)備生產(chǎn)的企業(yè)來說，設(shè)備肯定會(huì)有存在的問題，這是他們需要考慮的，從而減少噪聲污染引起的振動(dòng)或不當(dāng)操作設(shè)備的現(xiàn)象等。國(guó)內(nèi)全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)備的研發(fā)及制造要與全球號(hào)召的高效經(jīng)濟(jì)、安全穩(wěn)定主題保持一致。全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)的發(fā)展與人類社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的水平密切相關(guān)。 本次設(shè)計(jì)是關(guān)于全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，通過對(duì)傳統(tǒng)的全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化，使得此種類型的全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的使用范圍更廣泛，更加靈活，而且對(duì)以后我們要設(shè)計(jì)的東西有很大的幫助。 關(guān)鍵詞：全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)；范圍；參考 1 Abstract For a lot of special places, like the risk is very big, or we are difficult to reach, such as disarm bombs, unknown corresponding domains such as detection, probing deep of more dangerous situation usually need to implement the robot. It’s a main part of robot for micro pedipulator, walking robots and more than six feet, compared to the Eight Legged Robot, because of strong bearing capacity, good stability, which the meritss is simple construction, So, a large number of researchers around the world, start generally attach importance. This paper mainly to the four bar mechanism as the main execution elements to design of micro walking the whole scheme of the four bar mechanism. Its principle is diagonal synchronization, leg activity by the structure of the crank rocker, front leg movements around the same, it detailed performance curve characteristics of the connecting rod, when the curve trajectory diagonal straight line segment, the robot is stationary, the motion trajectory when the diagonal curve is slanting line do the walking motion, robot. The miniature walking robot is mainly driven by DC servo motor, so as to drive the leg action driven synchronous belt wheel by a crank and rocker mechanism. so the design of a special press be imperative. Graduation project this time is a tube axial compressive loading machine. This paper introduces the theoretical calculation to design sleeve pressing machine structure, working principle and main parts of the strength check and the advantages of the sleeve, pressing machine is efficient. Key word: pneumatic manipulator； cylinder； pneumatic loop； Fout degrees of freedom. 1 目 錄 摘要 I Abstract II 第一章 緒論 1 1.1 課題的來源與研究的目的和意義 1 1.2 液壓傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展概況 2 1.3 本課題研究的內(nèi)容 3 第二章 全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4 2.1 全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)的總體方案圖 7 2.2 全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)的工作原理 10 3.1全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)液壓缸的設(shè)計(jì)及計(jì)算 11 3.1.1 液壓缸的負(fù)載力分析和計(jì)算 11 3.1.2 缸筒設(shè)計(jì)與計(jì)算 12 3.2翻轉(zhuǎn)液壓缸的設(shè)計(jì)及計(jì)算 14 3.2.1 液壓缸的負(fù)載力分析和計(jì)算 17 3.2.2缸筒設(shè)計(jì)與計(jì)算 18 3.3起升液壓缸的設(shè)計(jì)及計(jì)算 20 3.3.1液壓缸的負(fù)載力分析和計(jì)算 22 第四章 主要零部件的強(qiáng)度校核 26 4.1 軸承強(qiáng)度的校核計(jì)算 27 4.2 液壓缸的校核計(jì)算 29 第五章 設(shè)計(jì)總結(jié) 32 結(jié)論 33 致謝 34 參考文獻(xiàn) 35 1 第一章 緒論 1.1課題的來源與研究的目的和意義 由于機(jī)械工程的知識(shí)總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越個(gè)人掌握所有，一些專業(yè)知識(shí)是必不可少的。不過把每個(gè)專業(yè)學(xué)科直接分成兩個(gè)不同的學(xué)科，會(huì)讓人看待事物時(shí)容易只集中在一個(gè)層次，每個(gè)學(xué)科間必須有一定的交流，做科學(xué)研究的，不能只局限于自己的鄰域，要多與別的學(xué)科的專家進(jìn)行溝通，將不同鄰域的知識(shí)融會(huì)貫通，減小各個(gè)學(xué)科間的隔閡，技術(shù)需要通過不斷適應(yīng)各種外界情況，這樣才能得到提高。封閉的專業(yè)知識(shí)的太狹隘，考慮的問題太特殊，在工作中協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀(jì)第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢(shì)。現(xiàn)在的社會(huì)，大家都很關(guān)注書本上的理論基礎(chǔ)，注重拓寬自己的知識(shí)面，將專業(yè)合并為一塊或者分解為幾個(gè)小塊。機(jī)械工程是重要的，在生產(chǎn)過程中不僅僅提高了生產(chǎn)效率和人們的生產(chǎn)積極性，還能提高經(jīng)濟(jì)收益，機(jī)械工程對(duì)于人們的生活至關(guān)重要。在未來，可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)將左右機(jī)械工程的發(fā)展，開發(fā)節(jié)能的新產(chǎn)品，盡量減少能源消耗，減少人為對(duì)壞境的破壞，不僅僅是我國(guó)的政策，也是全世界發(fā)展的方向。機(jī)器能完成人的手和腳，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任務(wù)。現(xiàn)代機(jī)械工程機(jī)械和機(jī)械設(shè)備創(chuàng)造出更多、更精美的越來越復(fù)雜，很多幻想成為過去的現(xiàn)實(shí)。但在未來幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡。人類智慧的增長(zhǎng)并沒有減少手的效果，而是要求我們的手工制造變得更加精細(xì)，鍛煉我們的手工能力。又一方面實(shí)踐促進(jìn)人腦智力。 大腦和手之間的人工智能和機(jī)械工程的近似關(guān)系。在過去，我們必須用手來操控不同種類的機(jī)械，我們僅僅靠人的智力和腦力很難做到非常精細(xì)的計(jì)算和龐大的工作量，在智能化時(shí)代的今天，機(jī)器能更多的幫助我們解決我們無法靠人自身解決的問題。相互促進(jìn)，機(jī)械工程將更多的與信息化智能化聯(lián)系在一起，將在更高層次的新一輪發(fā)展的開始使機(jī)械工程。。封閉的專業(yè)知識(shí)的專家太狹隘，考慮的問題太特殊，實(shí)行起來也是困難重重。因此，自上世紀(jì)第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢(shì)。綜合職業(yè)分化和發(fā)展知識(shí)循環(huán)過程的合成，是合理和必要的。從不同的專業(yè)和專業(yè)知識(shí)的專家，也有綜合的知識(shí)了解不夠，看看其他學(xué)科和項(xiàng)目作為一個(gè)整體，從而形成一種相互強(qiáng)烈的集體工作。 1.2液壓傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展概況 液壓技術(shù)，從１７９５年英國(guó)制造出世界上第一臺(tái)水壓機(jī)誕生算起，已經(jīng)有２００多年的歷史了，然而在工業(yè)上的真正推廣使用卻是２０世紀(jì)中葉的事情了。第二次世界大戰(zhàn)期間，在一些武器裝備上用上了功率大、反應(yīng)快、動(dòng)作準(zhǔn)的液壓傳動(dòng)和控制裝置，大大的提高了武器裝備的性能。同時(shí)，也加速了液壓技術(shù)本身的發(fā)展。戰(zhàn)后，液壓技術(shù)迅速由軍事轉(zhuǎn)入民用，在機(jī)械制造、工程機(jī)械、鍛壓機(jī)械、冶金機(jī)械、汽車、船舶等行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。２０世紀(jì)６０年代以后，原子能技術(shù)、空間技術(shù)、電子技術(shù)等的迅速發(fā)展，再次將液壓技術(shù)向前推進(jìn)，使其在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域得到了更加廣泛的應(yīng)用。 現(xiàn)代液壓技術(shù)與微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)的緊密結(jié)合已經(jīng)形成并發(fā)展成為一種包括傳動(dòng)、控制、檢測(cè)在內(nèi)的自動(dòng)化技術(shù)。當(dāng)前，液壓技術(shù)在實(shí)現(xiàn)高壓、高速、大功率、經(jīng)久耐用、高度集成化等各項(xiàng)要求方面都取得了重大的進(jìn)展，在完善發(fā)展比例控制和伺服控制、開發(fā)數(shù)字控制技術(shù)上也有許多新成果。同時(shí)，液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)和測(cè)試(CAT)、微機(jī)控制、機(jī)電一體化、液電一體化、可靠性、污染控制、能耗控制、小型微型化等方面也是液壓技術(shù)發(fā)展和研究的方向。繼續(xù)擴(kuò)大應(yīng)用服務(wù)領(lǐng)域，采用更先進(jìn)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，將使液壓技術(shù)發(fā)展成為內(nèi)涵更加豐富完整的綜合自動(dòng)化技術(shù)。 目前，液壓技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)裝備上，例如機(jī)械制造、工程、建筑、礦山、冶金、船舶等機(jī)械，上至航空、航天工業(yè)，下至地礦、海洋開發(fā)工程，幾乎無處不見液壓技術(shù)的蹤跡。液壓技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域大致上可以歸納為以下幾個(gè)主要方面： （1）各種舉升、搬運(yùn)作業(yè)。尤其在行走機(jī)械和較大驅(qū)動(dòng)功率的場(chǎng)合，液壓傳動(dòng)已經(jīng)成為一種主要方式。如起重機(jī)、起錨機(jī)等。 （2）各種需要作用力大的推、擠、挖掘等作業(yè)裝置。例如，各種液壓機(jī)、塑料注射成型機(jī)等。 （3）高響應(yīng)、高精度的控制。飛機(jī)和導(dǎo)彈的姿態(tài)控制等裝置。 （4）多種工作程序組合的自動(dòng)操作與控制。如組合機(jī)床、機(jī)械加工自動(dòng)線。 （5）特殊工作場(chǎng)合。例如地下水下、防爆等。 1.3 本課題研究的內(nèi)容 本論文主要研究運(yùn)用SolidWorks對(duì)全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，了解SolidWorks的各種功能。 SolidWorks公司成立于1993年，由PTC公司的技術(shù)副總裁與CV公司的副總裁發(fā)起，總部位于馬薩諸州的康克爾郡（Concord,Massachusetts）內(nèi)。當(dāng)初的目標(biāo)是希望在每一個(gè)工程師的桌面上提供一套具有生產(chǎn)力的實(shí)體模型設(shè)計(jì)系統(tǒng)。從1995年推出第一套SolidWorks三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件至今已經(jīng)擁有位于全球的辦事處，并經(jīng)由300家經(jīng)銷商在全球140個(gè)國(guó)家進(jìn)行銷售與分銷該產(chǎn)品。1997年，Solidworks被法國(guó)達(dá)索（Dassault Systemes）公司收購(gòu)，作為達(dá)索中端主流市場(chǎng)的主打品牌。SolidWorks軟件是世界上第一個(gè)基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)。由于技術(shù)創(chuàng)新符合CAD技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢(shì)，SolidWorks公司于兩年間成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財(cái)務(wù)狀況和用戶支持使得SolidWorks每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽(yù)。該系統(tǒng)在1995-1999年獲得全球微機(jī)平臺(tái)CAD系統(tǒng)評(píng)比第一名。從1995年至今，已經(jīng)累計(jì)獲得十七項(xiàng)國(guó)際大獎(jiǎng)。其中僅從1999年起，美國(guó)權(quán)威的CAD專業(yè)雜志CADENCE連續(xù)4年授予SolidWorks最佳編輯獎(jiǎng)，以表彰SolidWorks的創(chuàng)新、活力和簡(jiǎn)明。至此，SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實(shí)和證明，使用它，設(shè)計(jì)師大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場(chǎng)。 由于SolidWorks出色的技術(shù)和市場(chǎng)表現(xiàn)，不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為華爾街青睞的對(duì)象。終于在1997年由法國(guó)達(dá)索公司以三億一千萬美元的高額市值將SolidWorks全資并購(gòu)。公司原來的風(fēng)險(xiǎn)投資商和股東，以一千三百萬美元的風(fēng)險(xiǎn)投資，獲得了高額的回報(bào)，創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀(jì)錄。并購(gòu)后的SolidWorks以原來的品牌和管理技術(shù)隊(duì)伍繼續(xù)獨(dú)立運(yùn)作，成為CAD行業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司。SolidWorks三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件也成為達(dá)索企業(yè)中最具競(jìng)爭(zhēng)力的CAD產(chǎn)品。 由于使用了Windows OLE技術(shù)、直觀式設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)的parasolid內(nèi)核（由劍橋提供）以及良好的與第三方軟件的集成技術(shù)。SolidWorks成為全球裝機(jī)量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的SolidWorks軟件使用許可約28萬，涉及航空航天、機(jī)車、食品、機(jī)械、國(guó)防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品/消費(fèi)品、離散制造等分布于全球100多個(gè)國(guó)家的約3萬1千家企業(yè)。在教育市場(chǎng)上，每年來自全球4，300所教育機(jī)構(gòu)的近145，000名學(xué)生通過SolidWorks的培訓(xùn)課程。 據(jù)世界上著名的人才招聘網(wǎng)站檢索，與其它3D CAD軟件相比，SolidWorks相關(guān)的招聘廣告比其它軟件的總合還要多，這一事實(shí)說明了越來越多的工程師和設(shè)計(jì)者使用SolidWorks三維軟件，越來越多的企業(yè)需要SolidWorks人才。Solidworks軟件功能強(qiáng)大，易于操作，界面人性化，技術(shù)創(chuàng)新，組件繁多是SolidWorks的五大特點(diǎn)。使得SolidWorks三維軟件成為目前全球領(lǐng)先的三維CAD解決方案。SolidWorks在設(shè)計(jì)時(shí)能夠?yàn)橛脩籼峁┎煌脑O(shè)計(jì)方案，通過方案的篩選，工程師能從中選擇合適的方案，從而在設(shè)計(jì)過程中降低設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。在目前市場(chǎng)上所見到的三維CAD解決方案中，SolidWorks是設(shè)計(jì)過程比較簡(jiǎn)便又通俗易懂的軟件之一。它不僅提供如此人性化的系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者，乃至整個(gè)機(jī)械行業(yè)提供了良好的發(fā)展基礎(chǔ)。SolidWorks軟件是世界上第一個(gè)基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，由于技術(shù)創(chuàng)新符合CAD技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢(shì)，SolidWorks公司于兩年間成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財(cái)務(wù)狀況和用戶支持使得SolidWorks每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽(yù)。該系統(tǒng)在1995-1999年獲得全球微機(jī)平臺(tái)CAD系統(tǒng)評(píng)比第一名；從1995年至今，已經(jīng)累計(jì)獲得十七項(xiàng)國(guó)際大獎(jiǎng)，其中僅從1999年起，美國(guó)權(quán)威的CAD專業(yè)雜志CADENCE連續(xù)4年授予SolidWorks最佳編輯獎(jiǎng)，以表彰SolidWorks的創(chuàng)新、活力和簡(jiǎn)明。至此，SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實(shí)和證明，使用它，設(shè)計(jì)師大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場(chǎng)。由于SolidWorks出色的技術(shù)和市場(chǎng)表現(xiàn)，不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為華爾街青睞的對(duì)象。終于在1997年由法國(guó)達(dá)索公司以三億一千萬美元的高額市值將SolidWorks全資并購(gòu)。公司原來的風(fēng)險(xiǎn)投資商和股東，以一千三百萬美元的風(fēng)險(xiǎn)投資，獲得了高額的回報(bào)，創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀(jì)錄。并購(gòu)后的SolidWorks以原來的品牌和管理技術(shù)隊(duì)伍繼續(xù)獨(dú)立運(yùn)作，成為CAD行業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司，SolidWorks三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件也成為達(dá)索企業(yè)中最具競(jìng)爭(zhēng)力的CAD產(chǎn)品。 由于使用了Windows OLE技術(shù)、直觀式設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)的parasolid內(nèi)（由劍橋提供）以及良好的與第三方軟件的集成技術(shù)，SolidWorks成為全球裝機(jī)量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的SolidWorks軟件使用許可約28萬，涉及航空航天、機(jī)車、食品、機(jī)械、國(guó)防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品/消費(fèi)品、離散制造等分布于全球100多個(gè)國(guó)家的約3萬1千家企業(yè)。在教育市場(chǎng)上，每年來自全球4，300所教育機(jī)構(gòu)的近145，000名學(xué)生通過SolidWorks的培訓(xùn)課程。 據(jù)世界上著名的人才網(wǎng)站檢索，與其它3D CAD系統(tǒng)相比，與SolidWorks相關(guān)的招聘廣告比其它軟件的總和還要多，這比較客觀地說明了越來越多的工程師使用SolidWorks，越來越多的企業(yè)雇傭SolidWorks人才。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界用戶每年使用SolidWorks的時(shí)間已達(dá)5500萬小時(shí)。在美國(guó)，包括麻省理工學(xué)院（MIT）、斯坦福大學(xué)等在內(nèi)的著名大學(xué)已經(jīng)把SolidWorks列為制造專業(yè)的必修課，國(guó)內(nèi)的一些大學(xué)（教育機(jī)構(gòu)）如哈爾濱工業(yè)大學(xué)、清華大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)、華中科技大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、大連理工大學(xué)、北京理工大學(xué)、武漢理工大學(xué)等也在應(yīng)用SolidWorks進(jìn)行教學(xué)。Solidworks軟件功能強(qiáng)大，組件繁多。 Solidworks有功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新三大特點(diǎn)，這使得SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks 不僅提供如此強(qiáng)大的功能，而且對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者來說，操作簡(jiǎn)單方便、易學(xué)易用。 SolidWorks在現(xiàn)今社會(huì)階段逐漸廣泛應(yīng)用，并且SolidWorks公司對(duì)中國(guó)市場(chǎng)重點(diǎn)開發(fā)，日后SolidWorks應(yīng)用將會(huì)更加完善，更加普遍。通過前文對(duì)SolidWorks的深入了解后，往后會(huì)對(duì)SolidWorks進(jìn)行個(gè)別應(yīng)用的分析，如建模，裝配，工程圖，力學(xué)分析等。 第二章 全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2.1 全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)的總體方案圖 該機(jī)主要用于貨車搖枕側(cè)架的翻轉(zhuǎn)，便于檢查工件下部各處，并可對(duì)其進(jìn)行修理。本次的全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)的方案圖如下： 2.2 全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)的工作原理 全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)的工作原理及過程如下： 翻轉(zhuǎn)機(jī)工作時(shí)，臺(tái)車到位，需要檢修的搖枕側(cè)架在臺(tái)車上處于水平位置，翻轉(zhuǎn)機(jī)的左右搖臂起升，使手臂正對(duì)搖枕側(cè)架彈簧的空間，然后手臂伸出到搖枕側(cè)架的位置，左右搖臂上升，使手臂稍上抬靠近搖枕側(cè)架，然后手部液壓缸夾緊，左右搖臂起升至終點(diǎn)，保險(xiǎn)桿自鎖，翻轉(zhuǎn)搖枕側(cè)架，最后就可以對(duì)其進(jìn)行檢修。 第三章 各傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)液壓缸的設(shè)計(jì)及計(jì)算 3.1.1 液壓缸的負(fù)載力分析和計(jì)算 本課題任務(wù)要求設(shè)備的主要系統(tǒng)性能參數(shù)為：鋁合金板材的橫截面積為400鋁合金板材的強(qiáng)度極限為12，型材長(zhǎng)度≤1000￡ （1）工作載荷FR 查資料我們知道作用在活塞桿上的擠壓力，彈力，拉力是比較多出現(xiàn)工作載荷的，在這里我們可得 鋁合金板材所受的最大外力為： 式中σ0s----強(qiáng)度極限， ； A-----截面面積， 。 由上式得液壓缸所受工作載荷約為48 （2）單活塞桿雙作用缸液壓缸作伸出運(yùn)動(dòng)時(shí)，其阻力F所需提供的液壓力可表示為 h h h h h h m 式中 FL -----作用在活塞上的工作阻力， ； Fa -----液壓缸起動(dòng)（或制動(dòng)）時(shí)的慣性力，； Ff -----運(yùn)動(dòng)部件處的摩擦阻力， ； FG-----運(yùn)動(dòng)部件的自重（含活塞和活塞桿自重）， ； Fμm-----液壓缸活塞及活塞桿處的密封摩擦阻力， ；通常以液壓缸的機(jī)械效率來反映，一般取機(jī)械效率 μm=0.95h=； FP2 m -----回油管的背壓阻力，。 由資料可得液壓缸的工作阻力并不是恒定的值，隨著外界條件的改變它的工作阻力也會(huì)發(fā)生變化。因?yàn)榇颂幰簤焊字皇亲骼彀宀淖冃巫饔茫势溥\(yùn)動(dòng)速度較小，慣性力和摩擦阻力都較小，得 F≤50KN 液壓缸綜合結(jié)構(gòu)參數(shù)及安全系數(shù)的選擇 在設(shè)計(jì)液壓缸的時(shí)候我們先要確定活塞外徑D和活塞桿直徑d，活塞外徑和活塞桿直徑的確定需要找到液壓缸的負(fù)載情況，進(jìn)行受力分析；在確定了受力情況時(shí)，選擇合適的供液流量，我們就可以大致的確定活塞外徑和活塞桿直徑了。除D和d外，液壓缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)尚有活塞行程S、導(dǎo)向距離H和油口直徑d等。液壓缸的行程應(yīng)根據(jù)工作需要設(shè)定，為簡(jiǎn)化制造工藝和節(jié)約制造成本，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)化行程尺寸系列參數(shù)。為減小活塞桿伸出時(shí)與缸體軸線的偏斜，液壓缸應(yīng)有合理的導(dǎo)向長(zhǎng)度。 3.1.2 缸筒設(shè)計(jì)與計(jì)算 缸筒與缸蓋的連接方式 端蓋分為前端蓋和后端蓋。前端蓋將活塞桿（柱塞）腔封閉，并起著為活塞桿導(dǎo)向、密封和防塵之作用。后端蓋即缸底一端封閉，通常起著將液壓缸與其他機(jī)件的作用。 缸筒與端蓋常見的連接方式有8種：拉桿式、法蘭式、焊接式、內(nèi)螺紋式、外螺紋式、內(nèi)卡環(huán)式、外卡環(huán)式和鋼絲擋圈式，其中焊接式只適應(yīng)缸筒與后端蓋的連接。 對(duì)缸筒的要求 缸筒是液壓缸的主要零件，有時(shí)還是液壓缸的直接做功部件（活塞桿或柱塞固定時(shí)）；它與端蓋、活塞（柱塞）構(gòu)成密封容腔，用以容納壓力油液、驅(qū)動(dòng)負(fù)載而做功，因而對(duì)其有強(qiáng)度、剛度、密封等方面的要求。 缸筒的材料選擇 缸筒的毛坯普遍采用退火的冷拔或熱軋的無縫鋼管，市場(chǎng)上已有內(nèi)孔經(jīng)過珩磨或內(nèi)孔經(jīng)過精加工的半成品，只需要按所要求的長(zhǎng)度切割無縫鋼管，材料有20、35、45號(hào)鋼和27SiMn合金鋼。因20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，管接頭或耳軸等件焊接時(shí)，則應(yīng)用焊接性能較好的35號(hào)鋼，粗加工后調(diào)質(zhì)。一般情況下均采用45號(hào)鋼，并應(yīng)調(diào)質(zhì)到241~285HB。 缸筒的計(jì)算 查表缸徑D取80mm 行程80mm 在初步確定缸筒內(nèi)徑D后，下一步的工作是確定液壓缸的壁厚。當(dāng)液壓缸為薄壁液壓缸（ ）,d 可按下式計(jì)算： 式中 Pmax----液壓缸最高（或設(shè)計(jì)或額定）工作壓力， ； D -----液壓缸筒內(nèi)徑（活塞外徑）， -----缸筒材料的許用應(yīng)力， 。 對(duì)于脆性材料，許用應(yīng)可表示為 式中σb -----材料的抗拉強(qiáng)度或斷裂強(qiáng)度； nb -----安全系數(shù)，通?？扇=5， = ]因?yàn)? 所以== 查表取壁厚為7.5mmds′===?′ 通過上述計(jì)算，可得液壓缸缸筒外徑D1 為95 mm 缸筒壁厚的驗(yàn)算 計(jì)算求得缸筒壁厚值后，還應(yīng)進(jìn)行以下4個(gè)方面的驗(yàn)算，以保證液壓缸安全可靠的工作。 （1） 液壓缸的額定工作壓力平Pn 應(yīng)低于一定的極限值，以保證工作安全，即(( = 式中 D1,D-----液壓缸外徑和內(nèi)徑，m 或cm ； σs s -----缸筒材料的屈服強(qiáng)度， 。 == （2） 為了避免缸筒工作時(shí)發(fā)生塑性變形，液壓缸的額定工作壓力應(yīng)與塑性變形壓力有一定的比例關(guān)系： 符合條件 缸筒的徑向變形量 值應(yīng)該在允許范圍內(nèi)，而不能超過密封件允許的范圍： ===0.46mm 為確保液壓缸安全的使用，缸筒的爆裂壓力應(yīng)大于耐壓試驗(yàn)壓力 = 缸筒壁厚符合條件 3.2 翻轉(zhuǎn)液壓缸的設(shè)計(jì)及計(jì)算 3.2.1 液壓缸的負(fù)載力分析和計(jì)算 本課題任務(wù)要求設(shè)備的主要系統(tǒng)性能參數(shù)為：鋁合金板材的橫截面積為400鋁合金板材的強(qiáng)度極限為12 （1）工作載荷FR 常見的工作載荷為活塞桿上所受的擠壓力，彈力，拉力等，在這里我們可得 鋁合金板材所受的最大外力為： 式中σ0s----強(qiáng)度極限， ； A-----截面面積， 。 由上式得液壓缸所受工作載荷約為48 （2）單活塞桿雙作用缸液壓缸作伸出運(yùn)動(dòng)時(shí)，其阻力F所需提供的液壓力可表示為 h h h h h h m 式中 FL -----作用在活塞上的工作阻力， ； Fa -----液壓缸起動(dòng)（或制動(dòng)）時(shí)的慣性力，； Ff -----運(yùn)動(dòng)部件處的摩擦阻力， ； FG-----運(yùn)動(dòng)部件的自重（含活塞和活塞桿自重）， ； Fμm-----液壓缸活塞及活塞桿處的密封摩擦阻力， ；通常以液壓缸的機(jī)械效率來反映，一般取機(jī)械效率 μm=0.95h=； FP2 m -----回油管的背壓阻力，。 在上述諸阻力中，在不同條件下是不同的，因此液壓缸的工作阻力往往是變化的。因?yàn)榇颂幰簤焊字皇亲骼彀宀淖冃巫饔?，故其運(yùn)動(dòng)速度較小，慣性力和摩擦阻力都較小，得 F≤50KN 液壓缸綜合結(jié)構(gòu)參數(shù)及安全系數(shù)的選擇 活塞外徑D和活塞桿直徑d是液壓缸的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)，D與d的選擇與液壓缸的負(fù)載和速度要求相關(guān)；選擇出適當(dāng)?shù)墓ぷ鲏毫凸┮毫髁繚M足負(fù)載和速度要求后，D和d可初步確定下來。除D和d外，液壓缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)尚有活塞行程S、導(dǎo)向距離H和油口直徑d等。液壓缸的行程應(yīng)根據(jù)工作需要設(shè)定，為簡(jiǎn)化制造工藝和節(jié)約制造成本，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)化行程尺寸系列參數(shù)。為減小活塞桿伸出時(shí)與缸體軸線的偏斜，液壓缸應(yīng)有合理的導(dǎo)向長(zhǎng)度。 3.2.2缸筒設(shè)計(jì)與計(jì)算 缸筒與缸蓋的連接方式 端蓋分為前端蓋和后端蓋。前端蓋將活塞桿（柱塞）腔封閉，并起著為活塞桿導(dǎo)向、密封和防塵之作用。后端蓋即缸底一端封閉，通常起著將液壓缸與其他機(jī)件的作用。 缸筒與端蓋常見的連接方式有8種：拉桿式、法蘭式、焊接式、內(nèi)螺紋式、外螺紋式、內(nèi)卡環(huán)式、外卡環(huán)式和鋼絲擋圈式，其中焊接式只適應(yīng)缸筒與后端蓋的連接。 對(duì)缸筒的要求 缸筒是液壓缸的主要零件，有時(shí)還是液壓缸的直接做功部件（活塞桿或柱塞固定時(shí)）；它與端蓋、活塞（柱塞）構(gòu)成密封容腔，用以容納壓力油液、驅(qū)動(dòng)負(fù)載而做功，因而對(duì)其有強(qiáng)度、剛度、密封等方面的要求。 缸筒的材料選擇 缸筒的毛坯普遍采用退火的冷拔或熱軋的無縫鋼管，市場(chǎng)上已有內(nèi)孔經(jīng)過珩磨或內(nèi)孔經(jīng)過精加工的半成品，只需要按所要求的長(zhǎng)度切割無縫鋼管，材料有20、35、45號(hào)鋼和27SiMn合金鋼。因20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，管接頭或耳軸等件焊接時(shí)，則應(yīng)用焊接性能較好的35號(hào)鋼，粗加工后調(diào)質(zhì)。一般情況下均采用45號(hào)鋼，并應(yīng)調(diào)質(zhì)到241~285HB。 缸筒的計(jì)算 查表缸徑D取50mm 行程80mm 在初步確定缸筒內(nèi)徑D后，下一步的工作是確定液壓缸的壁厚。當(dāng)液壓缸為薄壁液壓缸（ ）,d 可按下式計(jì)算： 式中 Pmax----液壓缸最高（或設(shè)計(jì)或額定）工作壓力， ； D -----液壓缸筒內(nèi)徑（活塞外徑）， -----缸筒材料的許用應(yīng)力， 。 對(duì)于脆性材料，許用應(yīng)可表示為 式中σb -----材料的抗拉強(qiáng)度或斷裂強(qiáng)度； nb -----安全系數(shù)，通?？扇=5， = ] 因?yàn)? 所以 查表取壁厚為5s′===?′ 通過上述計(jì)算，可得液壓缸缸筒外徑D1 為60 缸筒壁厚的驗(yàn)算 計(jì)算求得缸筒壁厚值后，還應(yīng)進(jìn)行以下4個(gè)方面的驗(yàn)算，以保證液壓缸安全可靠的工作。 （1） 液壓缸的額定工作壓力平Pn 應(yīng)低于一定的極限值，以保證工作安全，即(( = ) s-￡ 式中 D1,D-----液壓缸外徑和內(nèi)徑，m 或cm ； σs s -----缸筒材料的屈服強(qiáng)度， 。 =92.4 （2） 為了避免缸筒工作時(shí)發(fā)生塑性變形，液壓缸的額定工作壓力應(yīng)與塑性變形壓力有一定的比例關(guān)系： 符合條件 缸筒的徑向變形量 值應(yīng)該在允許范圍內(nèi)，而不能超過密封件允許的范圍： ===0.12m 為確保液壓缸安全的使用，缸筒的爆裂壓力應(yīng)大于耐壓試驗(yàn)壓力 = 缸筒壁厚符合條件 3.3起升液壓缸的設(shè)計(jì)及計(jì)算 3.3.1液壓缸的負(fù)載力分析和計(jì)算 本課題任務(wù)要求設(shè)備的主要系統(tǒng)性能參數(shù)為：鋁合金板材的橫截面積為400鋁合金板材的強(qiáng)度極限為12 型材長(zhǎng)度≤1000￡ （1）工作載荷FR 常見的工作載荷為活塞桿上所受的擠壓力，彈力，拉力等，在這里我們可得 鋁合金板材所受的最大外力為： 式中σ0s----強(qiáng)度極限， ； A-----截面面積， 。 由上式得液壓缸所受工作載荷約為48 （2）單活塞桿雙作用缸液壓缸作伸出運(yùn)動(dòng)時(shí)，其阻力F所需提供的液壓力可表示為 h h h h h h m 式中 FL -----作用在活塞上的工作阻力， ； Fa -----液壓缸起動(dòng)（或制動(dòng)）時(shí)的慣性力，； Ff -----運(yùn)動(dòng)部件處的摩擦阻力， ； FG-----運(yùn)動(dòng)部件的自重（含活塞和活塞桿自重）， ； Fμm-----液壓缸活塞及活塞桿處的密封摩擦阻力， ；通常以液壓缸的機(jī)械效率來反映，一般取機(jī)械效率 μm=0.95h=； FP2 m -----回油管的背壓阻力，。 在上述諸阻力中，在不同條件下是不同的，因此液壓缸的工作阻力往往是變化的。因?yàn)榇颂幰簤焊字皇亲骼彀宀淖冃巫饔?，故其運(yùn)動(dòng)速度較小，慣性力和摩擦阻力都較小，得 F≤50KN 液壓缸綜合結(jié)構(gòu)參數(shù)及安全系數(shù)的選擇 活塞外徑D和活塞桿直徑d是液壓缸的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)，D與d的選擇與液壓缸的負(fù)載和速度要求相關(guān)；選擇出適當(dāng)?shù)墓ぷ鲏毫凸┮毫髁繚M足負(fù)載和速度要求后，D和d可初步確定下來。除D和d外，液壓缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)尚有活塞行程S、導(dǎo)向距離H和油口直徑d等。液壓缸的行程應(yīng)根據(jù)工作需要設(shè)定，為簡(jiǎn)化制造工藝和節(jié)約制造成本，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)化行程尺寸系列參數(shù)。為減小活塞桿伸出時(shí)與缸體軸線的偏斜，液壓缸應(yīng)有合理的導(dǎo)向長(zhǎng)度。 缸筒設(shè)計(jì)與計(jì)算 缸筒與缸蓋的連接方式 端蓋分為前端蓋和后端蓋。前端蓋將活塞桿（柱塞）腔封閉，并起著為活塞桿導(dǎo)向、密封和防塵之作用。后端蓋即缸底一端封閉，通常起著將液壓缸與其他機(jī)件的作用。 缸筒與端蓋常見的連接方式有8種：拉桿式、法蘭式、焊接式、內(nèi)螺紋式、外螺紋式、內(nèi)卡環(huán)式、外卡環(huán)式和鋼絲擋圈式，其中焊接式只適應(yīng)缸筒與后端蓋的連接。 對(duì)缸筒的要求 缸筒是液壓缸的主要零件，有時(shí)還是液壓缸的直接做功部件（活塞桿或柱塞固定時(shí)）；它與端蓋、活塞（柱塞）構(gòu)成密封容腔，用以容納壓力油液、驅(qū)動(dòng)負(fù)載而做功，因而對(duì)其有強(qiáng)度、剛度、密封等方面的要求。 缸筒的材料選擇 缸筒的毛坯普遍采用退火的冷拔或熱軋的無縫鋼管，市場(chǎng)上已有內(nèi)孔經(jīng)過珩磨或內(nèi)孔經(jīng)過精加工的半成品，只需要按所要求的長(zhǎng)度切割無縫鋼管，材料有20、35、45號(hào)鋼和27SiMn合金鋼。因20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，管接頭或耳軸等件焊接時(shí)，則應(yīng)用焊接性能較好的35號(hào)鋼，粗加工后調(diào)質(zhì)。一般情況下均采用45號(hào)鋼，并應(yīng)調(diào)質(zhì)到241~285HB。 缸筒的計(jì)算 查表缸徑D取63mm 行程800mm 在初步確定缸筒內(nèi)徑D后，下一步的工作是確定液壓缸的壁厚。當(dāng)液壓缸為薄壁液壓缸（ ）,d 可按下式計(jì)算： 式中 Pmax----液壓缸最高（或設(shè)計(jì)或額定）工作壓力， ； D -----液壓缸筒內(nèi)徑（活塞外徑）， -----缸筒材料的許用應(yīng)力， 。 對(duì)于脆性材料，許用應(yīng)可表示為 式中σb -----材料的抗拉強(qiáng)度或斷裂強(qiáng)度； nb -----安全系數(shù)，通?？扇=5， = ] 因?yàn)? 所以== 查表取壁厚為5s′===?′ 通過上述計(jì)算，可得液壓缸缸筒外徑D1 為73 缸筒壁厚的驗(yàn)算 計(jì)算求得缸筒壁厚值后，還應(yīng)進(jìn)行以下4個(gè)方面的驗(yàn)算，以保證液壓缸安全可靠的工作。 （1） 液壓缸的額定工作壓力平Pn 應(yīng)低于一定的極限值，以保證工作安全，即(( = ) s-￡ 式中 D1,D-----液壓缸外徑和內(nèi)徑，m 或cm ； σs s -----缸筒材料的屈服強(qiáng)度， 。 =71.9 （2） 為了避免缸筒工作時(shí)發(fā)生塑性變形，液壓缸的額定工作壓力應(yīng)與塑性變形壓力有一定的比例關(guān)系： 符合條件 缸筒的徑向變形量 值應(yīng)該在允許范圍內(nèi)，而不能超過密封件允許的范圍： ===0.4m 為確保液壓缸安全的使用，缸筒的爆裂壓力應(yīng)大于耐壓試驗(yàn)壓力 == 缸筒壁厚符合條件 第4章 主要零部件的強(qiáng)度校核 4.1 軸承強(qiáng)度的校核計(jì)算 軸承的選用在以上的說明中已經(jīng)給出，選用的是帶緊定套的滾子軸承，型號(hào)為22218CK/W33+H318，其基本參數(shù)為主要是額定載荷： C=240000N， =322000N，e=0.23,Y=2.5,，假定軸承的壽命為3年，每天工作10小時(shí)，一年工作300天，所以軸承的基本額定動(dòng)載荷可按一下公式進(jìn)行計(jì)算： C= 其中：C—基本額定動(dòng)載荷計(jì)算值，N； P—當(dāng)量動(dòng)載荷，按式計(jì)算，為軸承所受徑向載荷， 軸向動(dòng)載荷，X為徑向動(dòng)載荷系數(shù)，Y為軸向動(dòng)載荷系數(shù)； —壽命因數(shù)，按表7-2-8選取； —速度因數(shù)，按表7-2-9選?。? —力矩載荷因數(shù)，力矩較小時(shí)=1.5,力矩較大時(shí)=2; —沖擊載荷因數(shù),按表7-2-10選取; —溫度系數(shù),按表7-2-11選取; —軸承尺寸及性能表中所列基本額定動(dòng)載荷; 由表查得=1.19,=0.366,=1.5,=1.2（中等沖擊）,=;1.0； 因?yàn)檩S向載荷=0，即，所以當(dāng)量動(dòng)載荷 即，， ,所以此軸承選的合適,能滿足要求。 4.2 液壓缸的校核計(jì)算 由設(shè)計(jì)任務(wù)可以知道，要驅(qū)動(dòng)的負(fù)載大小為300Kg，考慮到液壓缸未加載時(shí)實(shí)際所能輸出的力，受液壓缸活塞和缸筒之間的摩擦、活塞桿與前液壓缸之間的摩擦力的影響，并考慮到機(jī)械爪的質(zhì)量。在研究液壓缸性能和確定液壓缸缸徑時(shí)，常用到負(fù)載率 β：液壓缸的實(shí)際負(fù)載F/液壓缸的理論負(fù)載×100％ 阻性負(fù)載 慣性負(fù)載的運(yùn)動(dòng)速度v ＜100mm/S 100~500 mm/S ＞500 mm/S β=0.8 ≤0.65 ≤0.5 ≤0.3 現(xiàn)在將移動(dòng)速度控制——3m/min。 運(yùn)動(dòng)速度 ，取，所以實(shí)際液壓缸的負(fù)載大小為： ; ; 缸徑的直徑計(jì)算： 由液壓缸缸徑選型公式F=PXS可知（液壓壓取值0.6Mpa) =39.9mm ，考慮到液壓缸推出和拉回的力的作用系數(shù)不同，在此工況下，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，取k值為3，所以液壓缸缸徑為D=39.9X3=119.7，圓整為D=120mm。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)液壓缸選型樣本，選擇缸徑D=125MM，根據(jù)系統(tǒng)工況，液壓缸行程取600mm滿足要求。 液壓缸缸徑尺寸系列 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 320 400 500 630 活塞桿直徑的確定 由d=0.3D ，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，估取活塞桿直徑 d=40mm 活塞桿直徑系列 mm 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 56 63 70 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 280 320 360 400 缸筒長(zhǎng)度的確定 缸筒長(zhǎng)度S=L+B+30 L為活塞行程；B為活塞厚度 活塞厚度B=(0.6~1.0)D= 0.7×125=87.5mm 由于液壓缸的行程L=600mm ,所以S=L+B+30=717.5mm 導(dǎo)向套滑動(dòng)面長(zhǎng)度A: 一般導(dǎo)向套滑動(dòng)面長(zhǎng)度A，在D<80mm時(shí)，可取A=(0.6~1.0)D；在D>80mm 時(shí), 可取A=(0.6~1.0)d。 所以A=36mm 最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H： 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)液壓缸的最大行程為L(zhǎng)，缸筒直徑為D，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度為： H≥L/20+D/2 代入數(shù)據(jù) 即最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H≥800/20+110/2 =95 mm 活塞桿的長(zhǎng)度l=L+B+A+80=600+87.5+36+95=818.5mm 液壓缸筒的壁厚的確定 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可查液壓缸筒的壁厚δ可根據(jù)薄避筒計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算：δ =P×D/2 σ 式中 δ—缸筒壁厚（m）； D—缸筒內(nèi)徑（m）； P—缸筒承受的最大工作壓力（MPa）； σ —缸筒材料的許用應(yīng)力 （MPa） 實(shí)際缸筒壁厚的取值：對(duì)于一般用途液壓缸約取計(jì)算值的7倍；重型液壓缸約取計(jì)算值的20倍，再圓整到標(biāo)準(zhǔn)管材尺碼。 參考《液壓與液壓壓傳動(dòng)》缸筒壁厚強(qiáng)度計(jì)算及校核 σ =σb/n ,我們的缸體的材料選擇45鋼，σb=600 MPa， σ =600/5 =120 MPa n為安全系數(shù) 一般取 n=5； σb 缸筒材料的抗拉強(qiáng)度(Pa) P—缸筒承受的最大工作壓力（MPa）。當(dāng)工作壓力p≤16 MPa時(shí)，P=1.5p；當(dāng)工作壓力p＞16 MPa時(shí)，P=1.25p 由此可知工作壓力6.3MPa小于16 MPa，P=1.5p=1.5×6.3=9.45MPa δ=P×D/2σ = 9.45×125/2×120 =4.9mm 參照下表 液壓缸筒的壁厚圓整取δ = 8 mm 材料 液壓缸直徑 50 80 100 125 160 200 250 320 壁厚 鑄鐵HT15-33 7 8 10 10 12 14 16 16 A3、45 5 7 8 8 9 9 11 12 鋁合金ZL3 8~12 12~14 14~17 液壓缸進(jìn)排液壓口直徑d0: 液壓缸進(jìn)排液壓口直徑 mm 液壓缸內(nèi)徑 進(jìn)排液壓口直徑 40 8 50 63 10 80 100 125 15 140 160 180 20 所以取液壓缸排液壓口直徑為15 mm 活塞桿的校核 由于所選活塞桿的長(zhǎng)度L>10d，所以不但要校核強(qiáng)度校核，還要進(jìn)行穩(wěn)定性校核。綜合考慮活塞桿的材料選擇45鋼。 參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本》 由《液壓液壓動(dòng)技術(shù)手冊(cè)》 穩(wěn)定性校核： 由公式 FP0 ≤ FK/nK 式中 FP0— 活塞桿承受的最大軸向壓力（N）； FP0=5000N FK — 縱向彎曲極限力（N）； nK — 穩(wěn)定性安全系數(shù)，一般取1.5~4。綜合考慮選取2 K—活塞桿橫截面回轉(zhuǎn)半徑，對(duì)于實(shí)心桿K=d/4 代入數(shù)據(jù) K =36/4=9mm 由于細(xì)長(zhǎng)桿比L/K ≥ 85 m 即 FK = m EJπ2/ 實(shí)心圓桿： J = π/64 式中 L— 液壓缸的安裝長(zhǎng)度 ； m— 末端系數(shù)；選擇固定—自由 m = 1/4 E— 材料彈性模量，鋼材 E = 2.1 × Pa ； J— 活塞桿橫截面慣性矩（）； d— 活塞桿的直徑（m） L— 液壓缸的安裝長(zhǎng)度為活塞桿的長(zhǎng)度為1008mm 代入數(shù)據(jù)得 FK = 1.34× 105 N 因?yàn)? FK/nK= 6.69 × 104 > FP0 所以活塞桿的穩(wěn)定性滿足條件； 強(qiáng)度校核： 由公式 d ≥ Fp0/π σ σ =σb/n ，n為安全系數(shù) 一般取 n=5； σb 缸筒材料的抗拉強(qiáng)度(Pa) 45鋼的抗拉強(qiáng)度，σb=600 MPa ， σ =σb/n = 600/5 = 120 MPa ； 則 Fp0/π×σ =13.3mm ＜ d ，所以強(qiáng)度滿足要求； 綜上所述：活塞桿的穩(wěn)定性和強(qiáng)度滿足要求。 第五章 設(shè)計(jì)總結(jié) 通過本次設(shè)計(jì)，再次提升了利用三維軟件的水平，并吸收了大量的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出以下幾點(diǎn)。關(guān)于圖紙的繪制方面，當(dāng)零件的尺寸已經(jīng)給出，不考慮圖紙尺寸不合適的，基于三維零件圖，裝配時(shí)必須考慮的大小是合適的，因?yàn)锳utoCAD繪圖效果不好，也會(huì)引起的尺寸誤差，甚至出現(xiàn)欠定義大小，因此，必須通過在這個(gè)時(shí)候?qū)α慵M(jìn)行測(cè)量，進(jìn)行修改，直到符合要求。該工具是方便的輸入數(shù)據(jù)映射，通過選擇部分的類型，標(biāo)準(zhǔn)件，可以生成，但有時(shí)需要在工具集使用部分可能找不到，所以在這個(gè)時(shí)候隨機(jī)應(yīng)變，其他部分而不是通過修改或滿足要求增加組件的使用。三維地圖應(yīng)該是靈活的，解決問題的方法總比問題多，當(dāng)一個(gè)方法不能正常映射，試試另一種方法，它不僅可以完成零件的生產(chǎn)，而且還可以開發(fā)映射一個(gè)更好的主意，并打破了新思想的規(guī)則。 學(xué)習(xí)使用一些可以節(jié)省時(shí)間的命令，如鏡像，陣列，能省則省。在裝配過沉重，曾給了我一個(gè)很大的障礙，是要花很多時(shí)間去找出為什么。在一個(gè)活躍的子組件，雖然活動(dòng)范圍會(huì)產(chǎn)生干擾，可以設(shè)置該復(fù)合物的活動(dòng)范圍，如先進(jìn)的范圍內(nèi)，和角度范圍，即使在這個(gè)范圍內(nèi)不影響母配體，不能設(shè)置。因?yàn)橐坏┰O(shè)定的范圍內(nèi)，在父組件將被視為完全定義的組件模型，它將沖突分總成，將無法完成裝配?？吹貓D是最重要的任務(wù)是理解零件圖，圖表工具，沒有工具是沒有法律的零件圖，所以不要急著寫，想通過零件的結(jié)構(gòu)，并認(rèn)為通過線圖，這是重中之重，映射。部分建模，一般應(yīng)的特點(diǎn)進(jìn)行深入分析，找出零件是由幾個(gè)特點(diǎn)，擺脫所有的形狀特點(diǎn)，它們之間的連接相對(duì)位置、表面，然后按主次特征造型的關(guān)系，按一定的順序。一個(gè)復(fù)雜的部分，有許多簡(jiǎn)單的功能，通過切除或重疊相交。所以部分建模，序列特征是很重要的，雖然不同的建模過程可以構(gòu)造出相同的實(shí)體部分，但其建模過程和實(shí)體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有直接的影響，實(shí)體模型可以修改應(yīng)用程序，可理解性和實(shí)體模型。特別是在二維圖紙，我們只能看到元器件的布局，并用虛線給說的內(nèi)部特征，除了部分的相貫線，這條線的各個(gè)特征在路口出現(xiàn)。在選型過程中零件，必須選擇第一個(gè)草圖平面，這是非常重要的，決定了后續(xù)的模型飛機(jī)的命令，使用簡(jiǎn)單的說，一個(gè)圓柱形圍成一個(gè)圈，然后繪制，也可以作為一個(gè)長(zhǎng)方體旋轉(zhuǎn)，雖然他們的結(jié)果都是一樣的，但草圖平面和命令的使用。如果我們想要一個(gè)軸，那么我們應(yīng)該選擇第二個(gè)方法以及。 由于該零件的設(shè)計(jì)不規(guī)則零件，用于為拉伸和旋轉(zhuǎn)命令，許多零部件都是對(duì)稱的，所以為了節(jié)省時(shí)間，提高效率，通常用于指揮鏡特性。 一個(gè)完整的工程圖紙應(yīng)該包含以下4個(gè)方面。 一組視圖：一組視圖（包括視圖，剖面，斷面，局部視圖）是正確的，完整的，對(duì)各部分的結(jié)構(gòu)和形狀表達(dá)清楚。 尺寸：尺寸的確定和零件的形狀各部分的位置 技術(shù)要求：表明部分的一些要求必須在制造和檢驗(yàn)完成，如表面粗糙度，尺寸公差，形位公差，材料和熱處理的方法和指標(biāo)。 標(biāo)題欄：注明產(chǎn)品名稱，材料，數(shù)量，拉伸比和拉伸，等。 單擊[新建]圖標(biāo)以顯示新的文件系統(tǒng)，繪圖軟件文件對(duì)話框中，單擊“選項(xiàng)”對(duì)話框中的組件，你可以進(jìn)入裝配工作模式，進(jìn)行以后的設(shè)計(jì)工作。 結(jié) 論 在最近的一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識(shí)，而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，會(huì)遇到不清楚的地方，蔣老師和身邊的同學(xué)都能給予我及時(shí)的指導(dǎo)，確保我的設(shè)計(jì)進(jìn)度。我所設(shè)計(jì)的是全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我系統(tǒng)地了解到了大學(xué)4年所學(xué)知識(shí)的重要性，從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好。總之，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最后，感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 參考文獻(xiàn) [1]張福學(xué)編著.全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)的應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2000。 [2]何發(fā)昌著，邵遠(yuǎn)編著.全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)的原理及應(yīng)用.北京：高等教育出版社，1996。 [3]宋學(xué)義著. 全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)速查手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.3。 [4]陳奎生著. 液壓與液壓壓傳動(dòng). 武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2008.5。 [5]SMC（中國(guó)）有限公司. 全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)實(shí)用技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.10 [6]徐文燦著.全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995。 [7]曾孔庚.全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì). 機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用論壇。 [8]壽慶豐 機(jī)械設(shè)計(jì)1999年第3期，第3卷。 [9]高微,楊中平,趙榮飛等.全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì). 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造2006.1。 [10]孫兵,趙斌,施永輝.全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)的研制. 中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫。 [11]馬光,申桂英.工業(yè)機(jī)器人的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì). 中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫2002年。 [12]李如松.全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望. 中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫1994年第4期。 [13]李明.全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì).制造技術(shù)與機(jī)床2005年第7期。 [14]李杜莉，武洪恩，劉志海.全液壓貨車轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析. 煤礦機(jī)械2007年2月 [15]成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1994。 [16]Hirohiko Arai, Kazuo Tanie, and Susumu Tachi. Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space. 致 謝 直到今天，論文總算完成了，我的心里感到特別高興和激動(dòng)，在這里，我打心里向我的導(dǎo)師和同學(xué)們表示衷心的感謝！因?yàn)橛辛死蠋煹恼佌伣虒?dǎo)，才讓我學(xué)到了很多知識(shí)和做人的道理，由衷地感謝我親愛的老師，您