【終稿全套】車用電動(dòng)液壓千斤頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【5張CAD圖紙+文檔】

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彎曲應(yīng)力摘要：在這項(xiàng)研究中，使用了多體系統(tǒng)仿真程序ADAMS。研究同軸6缸柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上平衡物的質(zhì)量和位置對(duì)主軸負(fù)荷和彎曲應(yīng)力的影響，在分析中，用剛性，梁和曲軸三維實(shí)體模型對(duì)主軸承負(fù)荷和三維實(shí)體模型進(jìn)行了比較，在平衡力的分析中使用了橫梁模型。平衡角為零的平衡物和平衡角為30的平衡物，它們的平衡率認(rèn)為是0，50和100。而且研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著最大主軸承負(fù)荷和彎曲應(yīng)力增加，平衡率的增加和平均主軸承平衡率隨負(fù)載隨之減少。兩種結(jié)構(gòu)都表現(xiàn)出同樣的趨勢(shì)。從軸承負(fù)載和網(wǎng)站彎曲應(yīng)力的表列中可以看出來(lái)，與慣性力的負(fù)荷相比氣體壓力對(duì)曲軸設(shè)計(jì)的影響更為顯著。2007科學(xué)版權(quán)有1 . 導(dǎo)言 新的內(nèi)燃機(jī)引擎必須具有很高的電力，燃油經(jīng)濟(jì)性好，體積小的發(fā)動(dòng)機(jī)，能減少對(duì)環(huán)境的污染。因此，引擎每個(gè)部分的整體性能和效果都需要仔細(xì)的調(diào)查改進(jìn)。內(nèi)燃機(jī)曲軸系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)作為主要負(fù)責(zé)為電力生產(chǎn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能有著重要的影響。 曲軸系統(tǒng)主要由活塞銷，活塞連接連桿，曲軸，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼器和飛輪構(gòu)成的。平衡物放置在每個(gè)曲柄的對(duì)面用來(lái)平衡旋轉(zhuǎn)慣性力。一般而言，平衡物的設(shè)計(jì)其平衡率為50至100。為了可承受最大值和平均主軸承載力，平衡物的質(zhì)量和他們的位置很重要。最大值和平均發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承載力取決于氣缸的壓力，平衡物的質(zhì)量，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和其他曲軸幾何參數(shù)。 對(duì)內(nèi)燃機(jī)曲軸的研究主要集中振動(dòng)和應(yīng)力分析上。盡管曲軸壓力分析可以查看文獻(xiàn)資料，但是沒有平衡物對(duì)主軸負(fù)載和曲軸壓力的影響這方面的研究文獻(xiàn)資料。夏普采用剛性模型研究了V - 8發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的平衡，優(yōu)化了平衡力來(lái)盡量減少主軸的承載負(fù)荷。斯坦利和塔拉扎采用剛性曲軸模型和理想通過研究獲得的4到6缸對(duì)稱行發(fā)動(dòng)機(jī)的最高和平均主軸承的負(fù)荷，估算出理想的平衡物質(zhì)量，和在可接受范圍內(nèi)的最大負(fù)載所造成得影響。在用剛性曲軸模型分析平衡力時(shí)，如果不考慮對(duì)曲軸主軸承的彈性效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致極大的錯(cuò)誤。因此，廣泛對(duì)平衡物在主軸負(fù)載和曲軸壓力所產(chǎn)生的影響的研究仍然是很重要的。 在這項(xiàng)研究中，對(duì)軸向六缸柴油機(jī)曲軸系統(tǒng)上的平衡物的位置和質(zhì)量進(jìn)行了研究。在對(duì)平衡角為零的平衡物和平衡角為30的平衡物，其配重平衡率為0，50和100的的主軸的承載負(fù)荷和曲軸彎曲應(yīng)力的最大值和平均值計(jì)算中，使用多體系統(tǒng)仿真程序， ADAMS/引擎，進(jìn)行了分析。模擬平均轉(zhuǎn)速在1000-2000范圍內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)。2. 發(fā)動(dòng)機(jī)規(guī)格表1給出直列6缸柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的規(guī)格。 9.0升發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸有8個(gè)平衡物在曲柄上1，2，5，6，7，8，11和12。用Pro / E繪制三維曲軸實(shí)體模型如圖1所示，圖中給出了曲軸的示意圖。表2中給出曲柄行程的性質(zhì)。表3給出曲柄的系統(tǒng)數(shù)據(jù)。表1 發(fā)動(dòng)機(jī)規(guī)格單位9.0升發(fā)動(dòng)機(jī)孔徑mm115沖程mm144氣缸軸向距離Mm134峰值發(fā)射壓力MPa19額定功率轉(zhuǎn)速kw/rpm295/2200最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速Nm/rpm1600/1200-1700主要雜志/針直徑mm95/81點(diǎn)火順序-1-5-3-6-2-4飛輪質(zhì)量kg47.84飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Kg mm21.57E+9TV阻尼環(huán)的質(zhì)量kg4.94TV damper housing質(zhì)量kg6.86Moment of inertia of the ringkg mm21.27E+9Moment of inertia of the housingKg mm20.56E+9表2 曲柄行程性質(zhì)123456質(zhì)量（kg）12.509.2512.5012.509.2812.55重心位置的曲柄旋轉(zhuǎn)軸(mm)12.42331.43511.96711.96631.02711.702靜態(tài)不平衡(kg mm)155.265290.767149.734149.734287.871146.856表3 曲軸系統(tǒng)數(shù)據(jù)曲柄半徑（mm）72連桿長(zhǎng)度()239質(zhì)量完全活塞( )3.42連桿往復(fù)質(zhì)量( )0.92往復(fù)式質(zhì)量（每個(gè)氣缸總） ()4.32連桿轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量（ ）2.013. 曲軸系統(tǒng)建模用ADAMS/發(fā)動(dòng)機(jī)，曲軸，可以建立四個(gè)不同的模型方式：剛性曲軸，扭靈活的曲軸，橫梁曲軸和曲軸三維實(shí)體。剛性曲軸模型主要用于獲取自由的力和力矩，來(lái)達(dá)到平衡的目的。扭靈活的曲軸模型用于研究扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。橫梁曲軸模型是代表扭轉(zhuǎn)和彎曲剛度曲軸，用梁模型可以計(jì)算出彎曲應(yīng)力。彈性曲軸三維實(shí)體模型，可使用額外的有限元程序。該過程是漫長(zhǎng)的而費(fèi)時(shí)，通常自由度以百萬(wàn)計(jì)的。為了簡(jiǎn)化有限元模型，我們使用模態(tài)疊加技術(shù)。彈性變形結(jié)構(gòu)是近似的線性組合可表現(xiàn)為模式如下： U=q (1)其中q是模態(tài)向量的坐標(biāo)和是形狀函數(shù)矩陣。彈性體包含兩種類型的節(jié)點(diǎn)，在多體仿真系統(tǒng)（MMS）結(jié)構(gòu)的邊界和焦點(diǎn)的交換處的接口節(jié)點(diǎn)，和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)。在MSS中對(duì)彈性體的位置和彈性變形是由疊加法計(jì)算的。在ADAMS，是用以CraigBampton 方法為基礎(chǔ)的模態(tài)綜合技術(shù)。這種組件模式包含了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性的結(jié)構(gòu)。這些模式的約束模式是通過給每個(gè)DOF一個(gè)位移而發(fā)生靜態(tài)變形，同時(shí)保持其他所有接口自由度固定，固定邊界是解決方案的特征值，我們用固定整個(gè)界面的自由度來(lái)解決這個(gè)問題。模態(tài)在物理自由度和CraigBampton模式之間轉(zhuǎn)換，這種模型是通過他們的模態(tài)坐標(biāo)來(lái)描述：式中的UB和U1分別代表著邊界自由度和內(nèi)部自由度的列向量，分別表示恒等式和零矩陣，C表示在約束模式中物理位移的內(nèi)部自由度的矩陣，n表示在正常模式中物理位移的內(nèi)部自由度的矩陣，qc表示在約束模式中列向量的模態(tài)坐標(biāo)，qn表示在固定邊界的正常模式中列向量的模態(tài)坐標(biāo)，我們?yōu)榱四艿玫椒蛛x設(shè)置的模式，通常將約束模式和正常模式正交。 在MSC.Nastran利用模態(tài)疊加技術(shù)可以得到9.0升發(fā)動(dòng)機(jī)的彈性曲軸三維實(shí)體模型。首先，圖中所示是曲軸的三維實(shí)體模型，1是曲軸的有限元模型，特點(diǎn)是它有30萬(wàn)十節(jié)點(diǎn)四面體和5000000節(jié)點(diǎn)。曲軸的模態(tài)模式具有三十二個(gè)邊界自由度和十六個(gè)接口節(jié)點(diǎn)。從靜態(tài)分析中得到的模態(tài)模式與這些自由度相符合。獲得柔性曲軸模型是通過模態(tài)綜合考慮了40個(gè)固定邊界正常模式。因此靈活曲軸模式的特點(diǎn)是它總共有72個(gè)自由度，這種模式出口到ADAMS/引擎和曲軸系統(tǒng)模型，如圖。4. 曲軸系統(tǒng)和平衡力 在內(nèi)燃機(jī)里的作用力可以分為慣性力和壓力，而慣性力可以進(jìn)一步劃分為兩大類：旋轉(zhuǎn)慣性力和往復(fù)式慣性力。每個(gè)氣缸的旋轉(zhuǎn)慣性力可以用下面的公式表示： 式中的mR 表示旋轉(zhuǎn)質(zhì)量其中包括了曲柄的質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)連桿的部分質(zhì)量； rR從曲軸的旋轉(zhuǎn)中心到旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的重心的這段距離；W曲軸的角速度，h表示與TDC有關(guān)的曲柄行程的角位置。如果每個(gè)曲柄行程有兩個(gè)平衡力，每個(gè)平衡力的作用力由下式給出；式中的yi,j表示偏移角；每個(gè)行程有兩個(gè)平衡力。“i”表示了平衡力的數(shù)目。我們要完成對(duì)平衡率的評(píng)估才能得到配重的大小。如下： 式中的UCW表示每個(gè)配重的靜態(tài)不平衡量；UCrank_throw表示每個(gè)曲柄行程的靜態(tài)不平衡量；mcr-r表示連桿轉(zhuǎn)動(dòng)部分的質(zhì)量;r表示曲柄半徑；K表示一對(duì)內(nèi)部旋轉(zhuǎn)力的不平衡率。下面這個(gè)公式表示在已知曲軸和平衡力大小情況下的平衡率： 對(duì)于一個(gè)軸向的六缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸，它的三對(duì)曲柄行程分布在對(duì)稱軸中心的一百二十度處，旋轉(zhuǎn)力和一二階往復(fù)力處于平衡狀態(tài)。這可以用一二階的向量坐標(biāo)來(lái)解釋，如圖4所示。六缸曲軸產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力和往復(fù)力相互平衡，但是這也導(dǎo)致了內(nèi)部彎矩的產(chǎn)生。高速運(yùn)轉(zhuǎn)，兩個(gè)相同的定向曲柄行程導(dǎo)致中心軸上產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)載荷。氣缸的旋轉(zhuǎn)慣性力通?？梢缘窒糠智S對(duì)面的平衡力。一般來(lái)說，設(shè)計(jì)平衡物時(shí)平衡率在50%到100%之間。附件2：外文原文 南京理工大學(xué)紫金學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書系：機(jī)械工程系專 業(yè)：機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué) 生 姓 名：張躍學(xué) 號(hào)：060104201設(shè)計(jì)(論文)題目：車用電動(dòng)液壓千斤頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起 迄 日 期: 2010年2月24 日2010年6月10 日設(shè)計(jì)(論文)地點(diǎn):南京理工大學(xué)紫金學(xué)院指 導(dǎo) 教 師:邱明專業(yè)負(fù)責(zé)人:發(fā)任務(wù)書日期: 2010年 2 月 23日任務(wù)書填寫要求1畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學(xué)生所在專業(yè)的負(fù)責(zé)人審查、系領(lǐng)導(dǎo)簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開始前一周內(nèi)填好并發(fā)給學(xué)生；2任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼；3任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過所在專業(yè)及系主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫；4任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“系”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應(yīng)寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學(xué)生的“學(xué)號(hào)”要寫全號(hào)；5任務(wù)書內(nèi)“主要參考文獻(xiàn)”的填寫，應(yīng)按照國(guó)標(biāo)GB 77142005文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則的要求書寫，不能有隨意性；6有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國(guó)標(biāo)GB/T 74082005數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2008年3月15日”或“2008-03-15”。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書1本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題應(yīng)達(dá)到的目的：1 培養(yǎng)獨(dú)立運(yùn)用機(jī)械工程及自動(dòng)化的理論知識(shí)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的能力；2 熟練使用AutoCAD或CAXA進(jìn)行工程繪圖的能力；3 較熟練使用一門三維CAD軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的能力；2本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：1 課題任務(wù)本課題設(shè)計(jì)的千斤頂為車用電動(dòng)液壓千斤頂，要求其在滿足工作要求的情況下還要便于攜帶。該千斤頂具有體積小、效率高、工作平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于流動(dòng)性起重，如汽車、拖拉機(jī)等交通運(yùn)輸業(yè)。2 課題要求車用液壓千斤頂需滿足如下條件：（1）具有兩級(jí)的液壓缸；（2）千斤頂頂起的重量為1.0t；（3）千斤頂?shù)捻斏叨葹?50mm；（4）千斤頂?shù)尿?qū)動(dòng)電機(jī)要求電壓為12V直流電壓。本課題根據(jù)對(duì)車用電動(dòng)液壓千斤頂原理的分析，需要設(shè)計(jì)一種驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和底板供油方式。通過確定系統(tǒng)的工作壓力和工作載荷對(duì)電機(jī)進(jìn)行了選擇。同時(shí)需要液壓缸和底板油路。本課題要求學(xué)生具備較好機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用能力。并且能運(yùn)用三維CAD軟件進(jìn)行機(jī)械輔助設(shè)計(jì)，從而培養(yǎng)學(xué)生較好的CAD能力。同時(shí)應(yīng)具備繪制和閱讀機(jī)械圖樣能力。要求學(xué)生積極、廣泛地收集相關(guān)資料，查閱參考文獻(xiàn)。翻譯相關(guān)英文資料。在做論文期間，要求學(xué)生抓緊有限時(shí)間，用于畢業(yè)設(shè)計(jì)。根據(jù)課題工作進(jìn)度計(jì)劃，按期完成相關(guān)工作。應(yīng)有端正、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，定期匯報(bào)工作成績(jī)。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書3對(duì)本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題成果的要求包括畢業(yè)設(shè)計(jì)論文、圖表、實(shí)物樣品等：1. 根據(jù)千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)電動(dòng)液壓千斤頂?shù)目傮w方案。2. 根據(jù)工作情況設(shè)計(jì)液壓千斤頂?shù)木唧w結(jié)構(gòu)，確定主要零部件的參數(shù)，對(duì)千斤頂?shù)牧慵M(jìn)行強(qiáng)度檢驗(yàn)，用Pro/Engineer軟件建立各零件實(shí)體和結(jié)構(gòu)的裝配體模型，并運(yùn)用AutoCAD繪制裝置的裝配圖和主要零件的工程圖。3. 完成畢業(yè)論文的撰寫。4主要參考文獻(xiàn)：1 周士昌. 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2003.2 章宏甲, 黃宜, 王積偉. 液壓與氣壓傳動(dòng)M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2000.3 賈銘新. 液壓傳動(dòng)與控制M. 北京: 國(guó)防工業(yè)出版社, 2001.4 朱文堅(jiān), 黃平, 吳昌林. 機(jī)械設(shè)計(jì)M, 北京: 高等教育出版社, 2005.5 王廣懷. 液壓技術(shù)應(yīng)用M. 北京: 哈爾濱工業(yè)出版社, 2001.6 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì). 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2004.7 林建亞, 何存興. 液壓元件M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1998.8 張利亞. 液壓與氣壓設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1997.9 機(jī)械工業(yè)出版社. 油壓千斤頂M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2002.10 隗金文, 王慧. 液壓傳動(dòng)M. 沈陽(yáng): 東北大學(xué)出版社, 2001.12.11 趙顯新. 工程機(jī)械液壓傳動(dòng)裝置原理與檢測(cè)M. 沈陽(yáng): 遼寧科學(xué)出版社, 1996.10.12 徐灝，邱宣懷，蔡春源，汪愷，余俊. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992.1.13 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).單行本.液壓傳動(dòng)M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.1.14 洪鐘德. 簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2002.5.15 余夢(mèng)生，吳宗澤.機(jī)械零部件手冊(cè)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996.6.16 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).單行本.潤(rùn)滑與密封M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.1.17 姚興軍，汪曉云，唐建文.AutoCAD2004中文版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 北京：兵器工業(yè)出版社，北京希望電子出版社，2004.12.18 范云霄.實(shí)用三維機(jī)械M.徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2001.9.19 張利平.液壓站設(shè)計(jì)與使用M.北京：海洋出版社，2004.2.畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書5本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題工作進(jìn)度計(jì)劃：起 迄 日 期工 作 內(nèi) 容2010年2月24日 3月19日 3月20日 3月31日4月1日 4月14日 4月15日 4月30日5月1日 5月25日5月26日 6月5日完成開題報(bào)告、英文翻譯完成液壓千斤頂?shù)目傮w方案設(shè)計(jì)完成千斤頂中各個(gè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和零件的三維模型完成工程圖的繪制完成畢業(yè)論文撰寫論文答辯所在專業(yè)審查意見：負(fù)責(zé)人： 2010年 2 月 22日學(xué)院（系）意見：院（系）領(lǐng)導(dǎo)： 2010 年 2 月23 日南 京 理 工 大 學(xué) 紫 金 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)前期工作材料學(xué)生姓名:張躍學(xué) 號(hào)：060104201系：機(jī)械工程專 業(yè):機(jī)械工程及自動(dòng)化設(shè)計(jì)(論文)題目:車用電動(dòng)液壓千斤頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師:邱明講師 (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))材 料 目 錄序號(hào)名 稱數(shù)量備 注1畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)選題、審題表12畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書13畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告含文獻(xiàn)綜述14畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯含原文15畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表12010年 3 月注：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查工作結(jié)束后，請(qǐng)將該封面與目錄中各材料合訂成冊(cè)，并統(tǒng)一存放在學(xué)生“畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料袋”中（打印件一律用A4紙型）。 南京理工大學(xué)紫金學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題、審題表系： 機(jī)械工程系 專業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化 指導(dǎo)教師姓 名邱明專業(yè)技術(shù)職 務(wù)講師課題名稱車用電動(dòng)液壓千斤頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)適用專業(yè)機(jī)械工程及自動(dòng)化課題性質(zhì)ABCDE課題來(lái)源ABCD課題預(yù)計(jì)工作量大小大適中小課題預(yù)計(jì)難易程度難適中易備注:課題簡(jiǎn)介液壓千斤頂是一種常用的舉升設(shè)備，具有體積小、效率高、工作平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于流動(dòng)性起重，如汽車、拖拉機(jī)等交通運(yùn)輸業(yè)。本課題擬構(gòu)思一種用于轎車的由電能驅(qū)動(dòng)的液壓千斤頂，要求完成其方案設(shè)計(jì)和具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制設(shè)計(jì)方案圖和部分零、部件工程圖紙，進(jìn)行有關(guān)設(shè)計(jì)分析計(jì)算。通過本課題的研究，使學(xué)生分析問題和解決問題的能力、工程機(jī)械設(shè)計(jì)能力和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力等都能得到比較全面的鍛煉和提高。課題應(yīng)完成的任務(wù)和對(duì)學(xué)生的要求課題應(yīng)完成的任務(wù)：1. 調(diào)研、收集資料，并閱讀、消化資料；2. 電動(dòng)液壓千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)需滿足相關(guān)的功能和指標(biāo)的要求；3. 完成電動(dòng)液壓千斤頂?shù)姆桨冈O(shè)計(jì)；4. 繪制相關(guān)零、部件工程圖紙；5. 進(jìn)行有關(guān)分析、計(jì)算； 6. 按要求撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。本課題要求學(xué)生能綜合運(yùn)用機(jī)械工程及自動(dòng)化的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)；同時(shí)具備一定的三維CAD軟件操作能力。所在專業(yè)審定意見： 專業(yè)負(fù)責(zé)人(簽名)： 年 月 日注：本課題由 張躍 同學(xué)選定，學(xué)號(hào)： 060104201 注：1該表由指導(dǎo)教師填寫，經(jīng)所在專業(yè)負(fù)責(zé)人簽名后生效，作為該專業(yè)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題使用；2有關(guān)內(nèi)容的填寫見背面的填表說明，并在表中相應(yīng)欄內(nèi)打“”； 3課題一旦被學(xué)生選定，此表須放在學(xué)生“畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料袋”中存檔。填 表 說 明1該表的填寫只針對(duì)1名學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）時(shí)選擇使用，如同一課題由2名及2名以上同學(xué)選擇，應(yīng)在申報(bào)課題的名稱上加以區(qū)別（加副標(biāo)題），并且在“設(shè)計(jì)（論文）要求”一欄中說明。2“課題性質(zhì)”一欄：A產(chǎn)品設(shè)計(jì)；B工程技術(shù)研究；C軟件開發(fā)；D研究論文或調(diào)研報(bào)告；E其它。3“課題來(lái)源”一欄：A自然（社會(huì)）科學(xué)基金與?。ú浚⑹屑?jí)以上科研課題；B企、事業(yè)單位委托課題；C院、系級(jí)基金課題；D自擬課題。4“課題簡(jiǎn)介”一欄：主要指該課題的背景介紹、理論意義或?qū)嵱脙r(jià)值。 南 京 理 工 大 學(xué) 紫 金 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告學(xué) 生 姓 名：張躍學(xué) 號(hào)：060104201專 業(yè)：機(jī)械工程及自動(dòng)化設(shè)計(jì)(論文)題目：車用電動(dòng)液壓千斤頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指 導(dǎo) 教 師:邱明 2009年 3 月 19 日開題報(bào)告填寫要求1開題報(bào)告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效；2開題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見；3“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打印）在本開題報(bào)告第一欄目?jī)?nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊(cè)）；4有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國(guó)標(biāo)GB/T 74082005數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2007年3月15日”或“2007-03-15”。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告1結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述：文 獻(xiàn) 綜 述千斤頂作為一種傳統(tǒng)頂舉重物的工具，在建筑、鐵路、醫(yī)療、汽車維修等各領(lǐng)域均得到廣泛的應(yīng)用。早在 2 0 世紀(jì)40年代，臥式千斤頂就已經(jīng)開始在國(guó)外的汽車維修部門使用，。在 90 年代后期國(guó)外研制出了便攜式液壓千斤頂?shù)刃滦颓Ы镯?。我?guó)千斤頂技術(shù)起步較晚，由于歷史的原因，直到1979年才接觸到類似于國(guó)外臥式千斤頂這樣的產(chǎn)品。但是經(jīng)過全面改進(jìn)和重新設(shè)計(jì)，在外形美觀，使用方便，承載力大，壽命長(zhǎng)等方面，都超過了國(guó)外的同類產(chǎn)品，并且迅速打人歐美市場(chǎng)。經(jīng)過多年設(shè)計(jì)與制造的實(shí)踐，除了臥室千斤頂以外，我國(guó)還研制出了新型折疊式液壓千斤頂、快速升降千斤頂?shù)榷喾N千斤頂。目前我國(guó)出口的千斤頂已達(dá)到門類、規(guī)格齊全，形成系列產(chǎn)品根據(jù)傳動(dòng)類型的不同，可分為機(jī)械傳動(dòng)千斤頂和液壓傳動(dòng)千斤頂，液壓斤頂是一種將密封在油缸中的液體作為介質(zhì)，把液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能從而將重物向上頂起的千斤頂。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，舉升力大，易于維修。自18世紀(jì)末英國(guó)制成世界上第一臺(tái)水壓機(jī)算起，液壓傳動(dòng)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(zhēng)需要，出現(xiàn)了由響應(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，戰(zhàn)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(dòng)機(jī)及自動(dòng)生產(chǎn)線。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(dòng)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(shí)，新型液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)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(dòng)及控制技術(shù)發(fā)展和研究的方向。我國(guó)的液壓技術(shù)最初應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備上，后來(lái)又用于拖拉機(jī)和工程機(jī)械?，F(xiàn)在，我國(guó)的液壓元件隨著從國(guó)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。液壓傳動(dòng)的工作原理，可以用一個(gè)液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟韥?lái)說明1杠桿手柄2小油缸3小活塞4，7單向閥5吸油管6，10管道8大活塞9大油11截止閥12油箱圖1. 液壓千斤頂工作原理圖圖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(dòng)液壓泵。如提起手柄使小活塞向上移動(dòng)，小活塞下端油腔容積增大，形成局部真空，這時(shí)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(dòng)，頂起重物。再次提起手柄吸油時(shí)，單向閥7自動(dòng)關(guān)閉，使油液不能倒流，從而保證了重物不會(huì)自行下落。不斷地往復(fù)扳動(dòng)手柄，就能不斷地把油液壓入舉升缸下腔，使重物逐漸地升起。如果打開截止閥11，舉升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(dòng)。這就是液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟?。通過對(duì)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(dòng)的基本工作原理。液壓傳動(dòng)是利用有壓力的油液作為傳遞動(dòng)力的工作介質(zhì)。壓下杠桿時(shí)，小油缸2輸出壓力油，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(dòng)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(shí)間內(nèi)流入大油缸9中油容積的多少。由此可見，液壓傳動(dòng)是一個(gè)不同能量的轉(zhuǎn)換過程。傳統(tǒng)的千斤頂都是用手動(dòng)操作，這樣既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。本文擬用電能來(lái)驅(qū)動(dòng)液壓千斤頂，手動(dòng)千斤頂制造簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，但使用時(shí)必須用手不斷操作才能升降套筒或舉臂，所以費(fèi)時(shí)費(fèi)力，使用不方便;電動(dòng)千斤頂相對(duì)提高了工作效率，避免了繁重的體力勞動(dòng)，為司機(jī)創(chuàng)造出一種方便、高效、省力的修車環(huán)境和條件。參考文獻(xiàn)1 周士昌. 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2003.2 章宏甲, 黃宜, 王積偉. 液壓與氣壓傳動(dòng)M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2000.3 賈銘新. 液壓傳動(dòng)與控制M. 北京: 國(guó)防工業(yè)出版社, 2001.4 朱文堅(jiān), 黃平, 吳昌林. 機(jī)械設(shè)計(jì)M, 北京: 高等教育出版社, 2005.5 王廣懷. 液壓技術(shù)應(yīng)用M. 北京: 哈爾濱工業(yè)出版社, 2001.6 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì). 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2004.7 林建亞, 何存興. 液壓元件M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1998.8 張利亞. 液壓與氣壓設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1997.9 機(jī)械工業(yè)出版社. 油壓千斤頂M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2002.10 隗金文, 王慧. 液壓傳動(dòng)M. 沈陽(yáng): 東北大學(xué)出版社, 2001.11 趙顯新. 工程機(jī)械液壓傳動(dòng)裝置原理與檢測(cè)M. 沈陽(yáng): 遼寧科學(xué)出版社, 1996.12 徐灝，邱宣懷，蔡春源，汪愷，余俊. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992.13 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).單行本.液壓傳動(dòng)M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.14 洪鐘德. 簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2002.15 余夢(mèng)生，吳宗澤.機(jī)械零部件手冊(cè)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996.16 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).單行本.潤(rùn)滑與密封M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.17 姚興軍，汪曉云，唐建文.AutoCAD2004中文版機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 北京：兵器工業(yè)出版社，北京希望電子出版社，2004.18 范云霄.實(shí)用三維機(jī)械M.徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2001.19 張利平.液壓站設(shè)計(jì)與使用M.北京：海洋出版社，2004.畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：一本課題要研究的問題本課題設(shè)計(jì)的千斤頂為車用電動(dòng)液壓千斤頂，要求其在滿足工作要求的情況下還要便于攜帶。該千斤頂具有體積小、效率高、工作平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于流動(dòng)性起重，如汽車、拖拉機(jī)等交通運(yùn)輸業(yè)。車用液壓千斤頂需滿足如下條件：（1）具有兩級(jí)的液壓缸；（2）千斤頂頂起的重量為1.0t；（3）千斤頂?shù)捻斏叨葹?50mm；（4）千斤頂?shù)尿?qū)動(dòng)電機(jī)要求電壓為12V直流電壓。圖2 . 單向閥二本課題擬采用的技術(shù)路線電動(dòng)液壓千斤頂?shù)墓ぷ鞣绞绞峭ㄟ^液壓的傳動(dòng)，能量之間的轉(zhuǎn)換。由給出的條件可以得到千斤頂最后所要做的機(jī)械能。由帕斯卡原理可以算出大活塞上的壓力。由杠桿原理有當(dāng)我們?cè)谛』钊献饔靡粋€(gè)很小的力時(shí)，可以在大活塞上產(chǎn)生一個(gè)很大的力來(lái)舉起負(fù)載。通過計(jì)算可以的得到要在小活塞上施加多大的力，選擇液壓泵等裝置。根據(jù)能量的守恒可以算出需要的電能來(lái)選擇電機(jī)。最后根據(jù)算出的數(shù)據(jù)畫出零件圖和裝配圖。三本課題擬采用的研究手段1嚴(yán)格按照畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求及安排的進(jìn)度，在綜合運(yùn)用機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，針對(duì)電動(dòng)液壓千斤頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，按照課題要求，得到電動(dòng)液壓千斤頂?shù)母鱾€(gè)零件計(jì)算尺寸。2查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)等相關(guān)資料，選出各個(gè)零件的尺寸并算出其余部位的尺寸小。 3根據(jù)安裝要求運(yùn)用二維和三位CAD軟件進(jìn)行機(jī)械輔助設(shè)計(jì)，畫出平面圖和一張立體圖。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告指導(dǎo)教師意見：1對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語(yǔ)：文獻(xiàn)綜述能基本總結(jié)千斤頂及液壓千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)發(fā)展史與研究現(xiàn)狀，思路清晰，條理清楚。反映了該生有較好的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和閱讀科研文獻(xiàn)的能力。2對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)：從開題報(bào)告看，該生能較好的理解本課題所要研究的對(duì)象和擬解決的主要問題，并給出了較可行的技術(shù)路線。本課題以車用液壓千斤頂作為研究對(duì)象，采用機(jī)械設(shè)計(jì)的基本理論設(shè)計(jì)一套具有兩級(jí)的液壓缸和合適驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及底板供油方式的電動(dòng)液壓千斤頂，有較好的深度和廣度。設(shè)計(jì)要求用三維CAD軟件得到液壓千斤頂各個(gè)部分的三維零件實(shí)體和裝配體，并繪制出結(jié)構(gòu)的裝配圖和主要非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖，有較合理的設(shè)計(jì)工作量。開題報(bào)告中給出了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，預(yù)測(cè)畢業(yè)論文能按正常進(jìn)度完成。 指導(dǎo)教師： 2010 年3月25日所在專業(yè)審查意見： 負(fù)責(zé)人： 2010 年3月27日 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 頁(yè) 共頁(yè) 目 次 1 緒論 .1 1.1 課題研究的目的和意義 .1 1.2 課題的國(guó)內(nèi)外發(fā)展研究現(xiàn)狀 .2 1.3 課題研究的主要內(nèi)容 .2 2 電動(dòng)液壓千斤頂概論 .3 2.1 液壓千斤頂工作原理 .3 2.2 設(shè)計(jì)要求 .3 2.3 確定總體方案 .4 2.4 電動(dòng)液壓千斤頂使用注意事項(xiàng) .8 3 參數(shù)確定 .9 3.1 電機(jī)選擇 .9 3.2 頂升液壓缸參數(shù)的確定 .11 3.3 吸油缸參數(shù)的計(jì)算 .15 3.4 油箱的設(shè)計(jì) .18 3.5 密封圈的選擇 .19 3.6 彈簧的設(shè)計(jì) .21 3.7 鍵的選擇 .24 4 技術(shù)要求 .25 4.1 缸體技術(shù)要求 .25 4.2 缸蓋技術(shù)要求 .26 5 強(qiáng)度校核 .27 5.1 缸體與缸蓋焊接強(qiáng)度校核 .27 5.2 缸頭螺紋聯(lián)接處強(qiáng)度校核 .28 5.3 底座的校核 .29 5.4 柱塞缸缸體校核 .29 結(jié)論 .31 致謝 .32 參考文獻(xiàn) .33 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第34頁(yè) 共33頁(yè)1 緒論1.1 課題研究的目的和意義據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)的轎車保有量2005年已達(dá)到900余萬(wàn)輛, 在現(xiàn)實(shí)生活中，轎車、吉普在路途上換胎一直是駕車者們一件頭痛的事，尤其是在酷熱的夏天和嚴(yán)寒而綿綿細(xì)雨的冬天，半個(gè)多時(shí)晨換下胎來(lái)，不僅身心勞累，且渾身油泥。隨著技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，一種起重工具液壓千斤頂大量涌現(xiàn)于市場(chǎng)，其構(gòu)造簡(jiǎn)單、操作方便，修理汽車、拖拉機(jī)等可用它將車身頂起，方便修理。液壓千斤頂是根據(jù)帕斯卡原理工作，它由油箱、大小不同的兩個(gè)壓力油缸、單向閥等幾個(gè)部分組成。工作時(shí)，提起小活塞將油吸入小壓力油缸，當(dāng)壓下小活塞時(shí)將油液壓進(jìn)大壓力油缸。通過兩個(gè)單向閥門的控制，小活塞對(duì)油的壓強(qiáng)傳遞給大活塞，將重物頂起來(lái)。小活塞不斷地往復(fù)動(dòng)作，就可以把重物頂?shù)揭欢ǖ母叨取９ぷ魍戤?，打開關(guān)截止閥，使大壓力油缸和油箱連通。這時(shí)，只要在大活塞上稍加壓力，大活塞即可下落，油回到油箱中去。千斤頂分為機(jī)械千斤頂和液壓千斤頂兩種，原理各有不同。從原理上來(lái)說，液壓千斤頂所基于的原理為帕斯卡原理，在比較小的活塞上面施加的壓力比較小，而大的活塞上施加的壓力也比較大，這樣能夠保持液體的靜止。通過液體的傳遞可以得到不同端上的不同的壓力，這樣就可以達(dá)到一個(gè)變換的目的。機(jī)械千斤頂采用機(jī)械原理，以往復(fù)扳動(dòng)手柄，拔爪即推動(dòng)棘輪間隙回轉(zhuǎn)，小傘齒輪帶動(dòng)大傘齒輪、使舉重螺桿旋轉(zhuǎn)，從而使升降套筒獲得起升或下降，而達(dá)到起重拉力的功能。但不如液壓千斤頂簡(jiǎn)易。千斤頂采用液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：(1)由于液壓傳動(dòng)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(dòng)機(jī)構(gòu)，這是比機(jī)械傳動(dòng)優(yōu)越的地方。(2)液壓傳動(dòng)裝置的重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小。(3)傳遞運(yùn)動(dòng)均勻平穩(wěn)，負(fù)載變化時(shí)速度較穩(wěn)定。(4)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(shí)液壓件能自行潤(rùn)滑，因此使用壽命長(zhǎng)。(5)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。隨著生活水平的發(fā)展，設(shè)計(jì)人性化的產(chǎn)品越來(lái)越受到人們的喜愛。電動(dòng)液壓千斤頂采用液壓傳動(dòng)，與機(jī)械手動(dòng)千斤頂相比，具有使用攜帶方便、運(yùn)行平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)。目前液壓技術(shù)日趨完善且被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，與液壓傳動(dòng)相關(guān)的產(chǎn)品成本也將逐漸降低，因此，低成本的電動(dòng)液壓千斤頂具有巨大的市場(chǎng)。1.2 課題的國(guó)內(nèi)外發(fā)展研究現(xiàn)狀自18世紀(jì)末英國(guó)制成世界上第一臺(tái)水壓機(jī)算起，液壓傳動(dòng)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(zhēng)需要，出現(xiàn)了由響應(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，戰(zhàn)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(dòng)機(jī)及自動(dòng)生產(chǎn)線。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(dòng)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(shí)，新型液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)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(dòng)及控制技術(shù)發(fā)展和研究的方向。我國(guó)的液壓技術(shù)最初應(yīng)用于機(jī)床和鍛壓設(shè)備上，后來(lái)又用于拖拉機(jī)和工程機(jī)械?，F(xiàn)在，我國(guó)的液壓元件隨著從國(guó)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?，F(xiàn)在，液壓技術(shù)被廣泛應(yīng)用與各個(gè)領(lǐng)域，液壓千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)也越來(lái)越趨向人性化，目前，國(guó)內(nèi)外的千斤頂在性能滿足要求的同時(shí)，還要考慮千斤頂操作的靈活方便。根據(jù)實(shí)際需要，目前市場(chǎng)的千斤頂有YZ系列千斤頂、超薄型千斤頂、自鎖式千斤頂?shù)阮愋汀ＧЫ镯斶€分為電動(dòng)千斤頂和手動(dòng)千斤頂。電動(dòng)千斤頂一般以液壓系統(tǒng)為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)，具有頂起重量大、起升平穩(wěn)、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。手動(dòng)千斤頂以螺紋千斤頂為代表，通過螺紋傳動(dòng)來(lái)頂起重物。1.3 課題研究的主要內(nèi)容（1）根據(jù)千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)電動(dòng)液壓千斤頂?shù)目傮w方案。（2）根據(jù)工作情況設(shè)計(jì)液壓千斤頂?shù)木唧w結(jié)構(gòu)，確定主要零部件的參數(shù)，對(duì)千斤頂?shù)牧慵M(jìn)行強(qiáng)度檢驗(yàn)。（3）繪制二維零件圖及總體裝配圖。2 電動(dòng)液壓千斤頂概論2.1 液壓千斤頂工作原理圖2.1 液壓千斤頂工作原理圖1杠桿手柄 2小油缸 3小活塞 4，7單向閥 5吸油管 6，10管道8大活塞 9大油缸 11截止閥 12油箱圖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(dòng)液壓泵。如提起手柄使小活塞向上移動(dòng)，小活塞下端油腔容積增大，形成局部真空，這時(shí)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(dòng)，頂起重物。再次提起手柄吸油時(shí)，單向閥7自動(dòng)關(guān)閉，使油液不能倒流，從而保證了重物不會(huì)自行下落。不斷地往復(fù)扳動(dòng)手柄，就能不斷地把油液壓入舉升缸下腔，使重物逐漸地升起。如果打開截止閥11，舉升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(dòng)。這就是液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟怼Ｔ诒敬卧O(shè)計(jì)中，為使液壓千斤頂?shù)牟僮鞲邮×Γ瑢⑿』钊?qū)動(dòng)由手動(dòng)改為電動(dòng)，利用汽車點(diǎn)煙器上的電源，通過電機(jī)帶動(dòng)合適的偏心輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)活塞上下運(yùn)動(dòng)。2.2 設(shè)計(jì)要求本課題的設(shè)計(jì)要求（1）設(shè)計(jì)一個(gè)兩級(jí)的液壓缸。（2）千斤頂頂起的重量為1.0t。（3）千斤頂?shù)捻斏叨葹?50mm。（4）千斤頂?shù)尿?qū)動(dòng)電機(jī)要求電壓為12V直流電壓。2.3 確定總體方案2.3.1 液壓回路設(shè)計(jì)圖2.2 液壓回路原理圖根據(jù)液壓千斤頂工作原理圖2.1，結(jié)合本課題設(shè)計(jì)要求及布置情況，設(shè)計(jì)的液壓千斤頂液壓回路原理圖如圖2.2所示。圖中液壓泵擬采用單向柱塞泵，通過偏心輪驅(qū)動(dòng)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，吸油行程柱塞泵通過單向閥2從油箱吸油，壓油行程中單向閥2關(guān)閉，單向閥1打開，液壓油輸出到頂升液壓缸將負(fù)載頂起，頂升到所需位置時(shí)，切斷電機(jī)電源，柱塞泵停止運(yùn)動(dòng)，單向閥1和二位二通電磁閥都處于關(guān)閉位置，阻止了液壓油流回油箱，負(fù)載保持在所需位置不動(dòng)。當(dāng)負(fù)載需要放回時(shí)，只需操縱控制器上的相應(yīng)開關(guān)，打開二位二通電磁閥，油液便可流入油箱。為了防止電機(jī)及液壓系統(tǒng)過載損壞，在油路中設(shè)計(jì)了安全閥，當(dāng)出現(xiàn)管路堵塞或其它情況使油壓過大時(shí)，液壓油便打開安全閥流回油箱。2.3.2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的千斤頂結(jié)構(gòu)如圖2.3所示。 圖2.3 液壓千斤頂結(jié)構(gòu)圖該電動(dòng)液壓千斤頂由12V直流電機(jī)、偏心輪機(jī)構(gòu)、柱塞缸、兩級(jí)頂升液壓缸和若干控制閥及操縱控制器等組成。大小活塞和兩級(jí)液壓缸體組成頂升液壓缸。工作時(shí)，將電源插頭插入汽車點(diǎn)煙器上插座，按下操縱控制器上的開關(guān)，12V直流電機(jī)帶動(dòng)偏心輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)偏心輪機(jī)構(gòu)使柱塞向右移動(dòng)時(shí)，柱塞下端油腔容積增大，形成局部真空，這時(shí)聯(lián)接油箱油路上的彈簧小球使油路相通，柱塞缸通過吸油管將液壓油吸入腔內(nèi)。柱塞左移時(shí)，柱塞下腔壓力升高，彈簧小球使油關(guān)閉，下腔的油液經(jīng)管道輸入頂升油缸的下腔，迫使大活塞向上移動(dòng)，頂起重物。柱塞再次右移時(shí)，與頂升液壓缸相連接的彈簧小球使大液壓缸的油口自動(dòng)關(guān)閉，使油液不能倒流，從而保證了重物不會(huì)自行下落。不斷地使柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，就能不斷地把油液壓入頂升缸下腔，使重物逐漸地升起。如果打開二位二通電磁閥，頂升缸下腔的油液通過管道、電磁閥流回油箱，重物就向下移動(dòng)。2.3.3 底板油路設(shè)計(jì)為了攜帶方便，千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)尺寸不能太大。在傳動(dòng)比一定的情況下，設(shè)計(jì)的柱塞缸的尺寸一般較小，若用管聯(lián)接，管的內(nèi)徑較小，管路的油壓損失較大。液壓油一般較稠，管的內(nèi)徑小使管路較易堵塞，影響千斤頂正常工作。采用底板油路不僅減少了許多管部件，以及管聯(lián)接方面的許多麻煩，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，同時(shí)也使油路的內(nèi)徑增大。設(shè)計(jì)的底板油路如圖2.4所示。圖2.4 底板裝配圖底板的設(shè)計(jì)過程中充分考慮了加工的可行性。柱塞桿向外運(yùn)動(dòng)時(shí)，柱塞缸內(nèi)的壓力變小，彈簧球1被頂開，彈簧球2將油路封住，此時(shí)液壓油吸入液壓缸。柱塞桿下壓時(shí)，柱塞缸內(nèi)的壓力變大，彈簧球1將油路關(guān)閉，彈簧球2被頂開，油液被壓入頂升液壓缸。當(dāng)負(fù)載需要放回時(shí)，將二位二通電磁閥打開，液壓油便可進(jìn)入油箱。當(dāng)油路某處堵塞時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的油壓將增大，此時(shí)上端的安全閥彈簧被頂開，油液通過安全閥流回油箱。2.3.4 頂升液壓缸設(shè)計(jì)頂升液壓缸設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)圖如圖2.5所示圖2.5 頂升液壓缸結(jié)構(gòu)圖為了減小液壓千斤頂?shù)耐庑纬叽?，便于攜帶，本次設(shè)計(jì)的頂升液壓缸采用兩級(jí)活塞驅(qū)動(dòng)。第一級(jí)液壓缸的活塞桿是第二級(jí)的缸筒，伸出時(shí)，可以獲得較長(zhǎng)的工作行程，縮回時(shí)可保持很小的結(jié)構(gòu)尺寸。第一級(jí)液壓缸缸體與缸底采用焊接，缸體與缸頭采用螺紋聯(lián)接。第二級(jí)活塞與活塞桿采用整體式?；钊c缸體間采用O形密封圈密封；為了使千斤頂使用安全方便，在活塞桿端部用螺紋件聯(lián)接了一個(gè)凹槽部件與轎車上相應(yīng)的凸起配合，支撐轎車。千斤頂在工作過程中，第一級(jí)活塞升到最高時(shí)，第二級(jí)開始頂出，此時(shí)系統(tǒng)內(nèi)的壓力較第一級(jí)增大。2.3.5 柱塞缸設(shè)計(jì)柱塞缸結(jié)構(gòu)圖如圖2.6所示圖2.6柱塞缸結(jié)構(gòu)圖本次設(shè)計(jì)的柱塞缸由柱塞、彈簧、密封工作腔等組成，其工作原理是依靠密封工作腔容積大小交替變化來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它是一種將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能的能量轉(zhuǎn)換裝置，它為液壓系統(tǒng)提供具有一定壓力和流量的液體，是液壓系統(tǒng)的重要組成部分。其性能的好壞直接影響液壓系統(tǒng)工作的可靠性和穩(wěn)定性。柱塞桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生容積的變化配合相應(yīng)的單向閥進(jìn)行吸油和壓油。一般柱塞和缸體內(nèi)孔都是圓柱表面，容易得到高精度的配合，密封性較好，因此效率一般較高。2.4 電動(dòng)液壓千斤頂使用注意事項(xiàng)1) 使用前，應(yīng)將蓄電池充足電，以免電力不足。 2) 舉升汽車時(shí)，應(yīng)使發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，將變速器置于空檔位置并拉緊手制動(dòng)。 3) 必要時(shí)，可以用發(fā)電機(jī)發(fā)電助力，此時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)工作，但一定要將變速器置于空檔，防止汽車移動(dòng)傷人。汽車舉起后，應(yīng)將發(fā)動(dòng)機(jī)立即熄火。 4) 在汽車底下工作時(shí)，必須把汽車用可靠的支撐物安全穩(wěn)妥地支撐住，以保證安。3 參數(shù)確定3.1 電機(jī)選擇圖3.1 電機(jī)根據(jù)系統(tǒng)的具體情況,參考有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)，確定系統(tǒng)壓力p12.5MPa,液壓缸的最大支撐重量F=1.010N設(shè)定第二級(jí)液壓缸的上升速度v=0.005m/s則根據(jù)公式(3.1)式中d液壓缸內(nèi)徑，mm；p系統(tǒng)工作壓力，MPa；F最大支撐重量，N。取d32mm此時(shí)液壓缸內(nèi)的壓力流量Q系統(tǒng)的流量，。此時(shí)液壓缸用來(lái)支撐重物的功率為(3.2)(3.3)式中 電機(jī)的額定功率，W；機(jī)械損失，即由于摩擦而使功率的損失，本系統(tǒng)中近似認(rèn)為兩個(gè)液壓缸的效率相同，故用，一般0.9。本系統(tǒng)取0.9.容量損失 因內(nèi)泄漏、氣穴和油液在高壓下受壓縮而造成的流量上的損失，內(nèi)泄露是主要原因，本設(shè)計(jì)取=1。帶入相關(guān)數(shù)據(jù)可得取=70W根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)及網(wǎng)上相關(guān)資料查詢，選擇電機(jī)為12v直流、70W、n=30r/min。驗(yàn)算電機(jī)是否滿足第一級(jí)的要求：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)初步選擇第一級(jí)內(nèi)徑 d=50mm,則對(duì)應(yīng)的外徑取D=60mm。第一級(jí)的上升平均速度為(3.4)式中 Q系統(tǒng)的流量，；d液壓缸內(nèi)徑，mm；上升速度，m/s。帶入數(shù)據(jù)可得根據(jù)可得(3.5)式中 F負(fù)載力，N；電機(jī)的額定功率，W；機(jī)械損失；容量損失。滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)也說明電機(jī)的選擇合理此時(shí)系統(tǒng)的工作壓力3.2 頂升液壓缸參數(shù)的確定采用伸縮式套筒液壓缸，本課題設(shè)計(jì)要求伸縮量為150mm，所以采用二級(jí)液壓缸即可，該類型的液壓缸運(yùn)動(dòng)時(shí)，其輸出速度和輸出力都是變化的，其原理圖如下圖3.2 頂升液壓缸原理圖3.2.1 液壓缸的輸出力液壓缸的輸出力為頂起重物的重力，即負(fù)載力。根據(jù)本課題的要求，千斤頂要求頂起的重量為1.0t，即最大負(fù)載是F=。3.2.2 液壓缸工作過程中的阻力液壓缸工作中除了要克服負(fù)載力外，還受到慣性力、運(yùn)動(dòng)部件的摩擦阻力、運(yùn)動(dòng)部件的自重、回油背壓阻力等作用。本次設(shè)計(jì)利用液壓缸的效率來(lái)近似決定液壓缸各部件的尺寸,因此，對(duì)各阻力的大小等不再做詳細(xì)的研究。3.2.3 液壓缸的輸出速度單桿活塞式液壓缸和柱塞式液壓缸外伸時(shí)的速度(3.6)式中 v活塞的外伸速度，m/s；Q 進(jìn)入液壓缸的流量，；A 活塞的作用面積，；d 活塞直徑，m。第二級(jí)液壓缸的速度定為0.002m/s由上述公式知：第一級(jí)液壓缸的速度為3.2.4 液壓缸的上升時(shí)間(3.7)活塞桿伸出時(shí)式中t液壓缸的作用時(shí)間，s；V液壓缸的容積，；A液壓缸的作用面積，；s液壓缸行程，m；Q進(jìn)入（或流出）液壓缸的流量，。液壓缸上升時(shí)間為第一級(jí)和第二級(jí)的時(shí)間之和即第一級(jí)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，s；第二級(jí)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，s。在本次設(shè)計(jì)中，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，定第一級(jí)的行程為90mm，第二級(jí)的行程為63mm。則3.2.5 液壓缸的儲(chǔ)油量液壓缸的儲(chǔ)油量(3.8)式中V液壓缸的儲(chǔ)油量，；A液壓缸的作用面積，；s液壓缸行程，m。根據(jù)公式的液壓缸的儲(chǔ)油量為3.2.6 液壓缸輸出功率液壓缸的輸出功率(3.9)式中N液壓缸的輸出功率，W；F液壓缸的輸出力，N；v液壓缸的輸出速度，m/s。液壓缸的最大輸出功率為3.2.7 液壓缸缸筒厚度計(jì)算本次設(shè)計(jì)中采用標(biāo)準(zhǔn)液壓缸外徑，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)知:第一級(jí)液壓缸的參數(shù)選為，。參數(shù)表如表3.1所示表3.1 工程機(jī)械用液壓缸外徑系列缸徑mm液壓缸外徑 mm缸徑mm液壓缸外徑 mmP16MPa202531.5P16MPa202531.5405063809010050607695108121506076951081215463.5831021141275463.5.83102114127110125140160180200133146168194219245133146168194219245133152168194219245140152168194219245第二級(jí)按中等壁厚計(jì)算 當(dāng)時(shí)，液壓缸缸筒厚度，此時(shí)(3.10)式中強(qiáng)度系數(shù)，對(duì)于無(wú)縫鋼管，1；C計(jì)入壁厚公差及腐蝕的附加厚度，通常圓整到標(biāo)準(zhǔn)厚度值。試驗(yàn)壓力，p16MP時(shí)，1.5PMPa3.2.8 液壓缸油口直徑的計(jì)算液壓缸油口直徑應(yīng)根據(jù)活塞最高運(yùn)動(dòng)速度v和油口最高液流速度而定。本次設(shè)計(jì)中，最大速度不好確定，由電機(jī)帶動(dòng)的偏心輪的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可選取平均速度的2倍代替。已知液壓缸的第二級(jí)平均速度為0.005m/s.即可取v =0.01m/s.管內(nèi)液體的流動(dòng)速度定為2m/s。(3.11)式中液壓缸油口直徑，m；d 液壓缸直徑，m；v 液壓缸最大輸出速度，m/s；油口液流速度，m/s。根據(jù)加工的需要，取油口直徑4mm3.2.9 缸底厚度的計(jì)算圖3.3 有孔平行缸底本設(shè)計(jì)采用的是平行缸底,當(dāng)缸底有油口時(shí):(3.12)式中h缸底的厚度，mm；d液壓缸內(nèi)徑，mm；缸底油口直徑，mm；試驗(yàn)壓力，1.5PMPa；缸底材料的需用應(yīng)力，MPa。根據(jù)上述公式取d=10mm3.3 吸油缸參數(shù)的計(jì)算3.3.1 吸油缸速度計(jì)算該液壓缸選擇柱塞式類型，選定內(nèi)徑d=10mm。根據(jù)液壓缸的流量相同。即(3.13)式中A吸油缸的柱塞面積，；吸油缸的柱塞運(yùn)動(dòng)速度，m/s；起升液壓缸的第一級(jí)內(nèi)徑面積，；起升液壓缸的第一級(jí)的上升速度，m/s。則3.3.2 作用于吸油缸柱塞上的力已知液壓系統(tǒng)中最大壓力為p=12.44MP,則作用于柱塞上的力吸油缸的行程系統(tǒng)的流量與柱塞的行程、柱塞的面積以及電機(jī)的轉(zhuǎn)速有關(guān)，其關(guān)系如下式中d吸油缸的內(nèi)徑，mm；h柱塞的行程，mm；n電機(jī)的轉(zhuǎn)速，r/s；Q系統(tǒng)的流量，。根據(jù)上述公式：3.3.3 吸油缸壁厚的計(jì)算按中等壁厚計(jì)算，當(dāng)時(shí)，吸油缸缸筒屬于中等壁厚，此時(shí)式中強(qiáng)度系數(shù)，對(duì)于無(wú)縫鋼管，1；c計(jì)入壁厚公差及腐蝕的附加厚度，通常圓整到標(biāo)準(zhǔn)厚度值。帶入相關(guān)數(shù)值得：0.112c取3mm。3.3.4 油口直徑的確定液壓缸油口直徑應(yīng)根據(jù)活塞最高運(yùn)動(dòng)速度v和油口最高液流速度而定。本次設(shè)計(jì)中，最大速度不好確定，由電機(jī)帶動(dòng)的偏心輪的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可選取平均速度的2倍代替。已知吸油缸的平均速度為0.08m/s.即可取v =0.16m/s.管內(nèi)液體的流動(dòng)速度定為2m/s.由油口的直徑計(jì)算公式式中吸油缸油口內(nèi)徑，m；d 吸油缸直徑，m；v 吸油缸最大輸出速度，m/s；油口液流速度，m/s。取油口直徑4mm3.3.5 缸底厚度的計(jì)算本設(shè)計(jì)采用的是平行缸底,當(dāng)缸有油口時(shí)式中h缸底的厚度，mm；d液壓缸內(nèi)徑，mm；試驗(yàn)壓力，1.5P.MPa；缸底材料的需用應(yīng)力，MPa。根據(jù)上述公式取d=3mm3.4 油箱的設(shè)計(jì)圖3.4 油箱1吸油管2網(wǎng)式濾油器3濾油網(wǎng)4通氣孔5回油管6頂蓋7油面指示器8、10隔板9放油塞油箱容量的計(jì)算油箱容量與系統(tǒng)的流量有關(guān)，一般容量可取最大流量的3-5倍。另外，油箱容量大小可從散熱角度去設(shè)計(jì)。a) 系統(tǒng)發(fā)熱量計(jì)算在液壓系統(tǒng)中，凡系統(tǒng)中的損失都變成熱能散發(fā)出來(lái)，在一個(gè)周期中，每一個(gè)工況其效率不同，因此損失也不同，在本次設(shè)計(jì)中，近似認(rèn)為每個(gè)工況的效率相同，一個(gè)周期發(fā)熱的功率計(jì)算公式為：(3.14)式中H一個(gè)周期的平均發(fā)熱功率，W；T一個(gè)周期時(shí)間，s；第i個(gè)工況的輸入功率，W；第i個(gè)工況的效率；第i個(gè)工況的持續(xù)時(shí)間，s。b) 散熱量計(jì)算 當(dāng)忽略系統(tǒng)中其他地方的散熱，只考慮油箱散熱時(shí)，即系統(tǒng)的總發(fā)熱功率H全部由油箱散熱來(lái)考慮。這時(shí)油箱的散熱面積A的計(jì)算公式為(3.16)式中A油箱的散熱面積，；H油箱需要散熱的熱功率，W；油溫（一般以55考慮）與周圍環(huán)境溫度的溫差，；K散熱系數(shù)。與油箱周圍通風(fēng)條件的好壞而不同，通風(fēng)很差時(shí)K89，良好時(shí)K=1517.5，風(fēng)扇強(qiáng)行冷卻時(shí)K2023，強(qiáng)迫水冷時(shí)110175。本次設(shè)計(jì)選擇K=9,此時(shí)散熱面積為：0.0269c 油箱容量的計(jì)算設(shè)油箱的長(zhǎng)、寬、高比值為a:b:c=1:1:1 ,邊長(zhǎng)分別為at、bt、ct時(shí)，t的計(jì)算公式為（3.17）式中A散熱面積，。代入數(shù)據(jù)可得則油箱的容積為V=389由頂升液壓缸的容積為V=227知，油箱中油量一般為油箱的80，因?yàn)楣手拖涞娜莘e可取為283，綜合油箱的其他形狀，取油箱的容積為400。3.5 密封圈的選擇根據(jù)系統(tǒng)壓力以及活塞的運(yùn)動(dòng)速度，本課題設(shè)計(jì)選擇O形橡膠密封圈，其有關(guān)圖形和尺寸公差如 時(shí)，。內(nèi)徑的公差為時(shí)，。內(nèi)徑的公差為如圖3.5所示圖3.5 O形橡膠密封圈相關(guān)參數(shù)如表3.2所示表3.2 O形橡膠密封圈公差及尺寸d1d2d1d2內(nèi)徑公差1.800.082.650.093.550.105.300.137.000.15內(nèi)徑公差1.800.082.650.093.550.105.300.137.000.1514.015.016.017.018.00.17*51.553.054.556.058.060.061.563.065.067.069.071.073.075.077.080.00.440.53*19.020.021.222.423.525.025.826.528.030.00.2231.532.533.582.585.03.6 彈簧的設(shè)計(jì)3.6.1 單向閥彈簧的設(shè)計(jì)此設(shè)計(jì)要求彈簧充當(dāng)單向閥的作用，不需要彈簧有很大的彈性系數(shù)，但要求彈簧有一定的剛度，在外載荷的作用下，彈簧不能發(fā)生失效變形。設(shè)計(jì)如下圖3.6 圓柱螺旋壓縮彈簧的結(jié)構(gòu)參數(shù)根據(jù)公式 （3.18）式中P彈簧負(fù)荷，MPa；D彈簧中徑，mm；d彈簧材料直徑，mm；K屈服系數(shù)，其中為繞度比。根據(jù)油口的直徑確定彈簧的外徑D= 3 mm，C=8,則d=0.375 mm，K=0.937，取P=1N。則50MPa，滿足要求。3.6.2 柱塞彈簧的設(shè)計(jì)彈簧的材料選擇為彈簧鋼，彈簧的作用是將活塞桿推回，且推動(dòng)為橫向推動(dòng)，其推力初步定為P=1N，其切應(yīng)力根據(jù)相關(guān)資料查詢確定為100MPa，初步定繞度比C7。由此初步確定彈簧材料直徑d由知D=7d式中P彈簧負(fù)荷，N；D彈簧中徑，mm；d彈簧材料直徑，mm；K屈服系數(shù)，其中為繞度比。當(dāng)C=7時(shí)，K=0.932。取d=0.4mm則D=7d=2.8mm彈簧的材料選擇為彈簧鋼，彈簧的作用是將活塞桿推回，且推動(dòng)為橫向推動(dòng)，其推力初步定為P=1N，其切應(yīng)力根據(jù)相關(guān)資料查詢確定為100MPa，初步定繞度比C7。由此初步確定彈簧材料直徑d由，知D=7d式中P彈簧負(fù)荷，N；D彈簧中徑，mm；d彈簧材料直徑，mm；K屈服系數(shù)，其中為繞度比。當(dāng)C=7時(shí)，K=0.932。取d=0.4mm則D=7d=2.8mm根據(jù)柱塞的設(shè)計(jì)要求知，柱塞的行程為10.2mm，所以彈簧的變形量F=10.2mm。根據(jù)彈簧的變形量公式mm（3.19）式中P彈簧負(fù)荷，N；D彈簧中徑，mm；d彈簧材料直徑，mm；n彈簧有效圈數(shù)；G材料切變模量，MPa；F彈簧的變形量，mm。查參數(shù)資料知3.6.3 安全閥彈簧的設(shè)計(jì)圖3.7 彈簧安全閥彈簧的作用是限制系統(tǒng)的最大壓力，當(dāng)系統(tǒng)壓力超過一定壓力時(shí)，油液將安全閥彈簧頂開，并通過安全閥流回油箱。安全閥彈簧選擇圓柱螺旋壓縮彈簧，其材料強(qiáng)度要求相對(duì)較高。從安全和實(shí)際工作角度考慮，安全閥能承受的最大的壓力要稍大于系統(tǒng)的最大壓力，但又不能超過最大壓力太多，否則達(dá)不到保護(hù)系統(tǒng)的作用。系統(tǒng)的壓力為中壓，根據(jù)壓力選擇彈簧的材料為硅錳彈簧鋼，因?yàn)橄到y(tǒng)的最大壓力為12.44MPa，故取安全閥彈簧的最大承受壓力為15MPa，其切應(yīng)力根據(jù)相關(guān)資料查詢確定為100MPa，初步定繞度比C5。由此初步確定彈簧材料直徑d由知D=5d 故有 式中P彈簧負(fù)荷，N；安全閥溢流的最小壓力；D彈簧中徑，mm；d彈簧材料直徑，mm；K屈服系數(shù)，其中為繞度比。當(dāng)C=5時(shí)，K=0.915彈簧的作用取d= 1.8mm則D=5d=9mm3.7 鍵的選擇本次設(shè)計(jì)選用的鍵為平鍵，其結(jié)構(gòu)圖如下圖3.7 平鍵聯(lián)接的剖面和尺寸4 技術(shù)要求4.1 缸體技術(shù)要求a) 缸體端部的聯(lián)接結(jié)構(gòu)采用焊接。如下圖圖4.1 缸體b) 缸體的材料常采用20、35、45號(hào)無(wú)縫鋼管，因20號(hào)鋼機(jī)械性能略低，且不能調(diào)質(zhì)，應(yīng)用較少，當(dāng)缸筒與缸底，缸頭，管接頭或耳軸等件需焊接時(shí)，則應(yīng)采用焊接性能較好的35鋼，粗加工后調(diào)質(zhì)。一般情況下，均采用45號(hào)鋼，并調(diào)質(zhì)到。缸體毛坯液可采用鍛鋼、鑄鋼或鑄鐵件。鑄鋼可采用ZG35B等材料，鑄鐵可采用HT200-HT350間的幾個(gè)牌號(hào)或球墨鑄鐵。本次設(shè)計(jì)中考慮到千斤頂結(jié)構(gòu)要小巧，因此選擇的材料要較好才能滿足性能要求，故選擇45鋼。c) 缸體的技術(shù)要求如下1) 缸體內(nèi)徑采用H8配合。本次設(shè)計(jì)采用的粗糙度為Ra1.6，且均需珩磨。 圖4.2 耳環(huán)型、柱塞型缸體2) 本次設(shè)計(jì)中缸體內(nèi)徑d的公差值可按9，10或11級(jí)精度選取，圓柱度公差值應(yīng)按8級(jí)精度選取3) 缸體端面T的垂直度公差值按7級(jí)精度選取。4) 缸體與缸頭采用螺紋聯(lián)接，螺紋取6級(jí)精度的公制螺紋。5) 缸體帶有耳環(huán)或銷軸，孔徑或軸線的中心線對(duì)缸體內(nèi)孔軸線的垂直度公差值按9級(jí)精度選取。6) 為了放置腐蝕和提高壽命，缸體內(nèi)表面應(yīng)鍍厚度為的鉻層。鍍后進(jìn)行珩磨或拋光。4.2 缸蓋技術(shù)要求a) 缸蓋的材料液壓缸的缸蓋可選用35鋼，45號(hào)鍛鋼或ZG35，ZG45鑄鋼HT200,HT300,HT350鑄鐵等材料。本次選用的是45鋼。b) 缸蓋的技術(shù)要求直徑d(基本尺寸同缸徑)、（活塞桿的緩沖孔）、（基本尺寸同活塞桿密封圈外徑）的圓柱度公差值，按10級(jí)精度選取。、與d的同軸度公差值為0.03mm。端面A、B與直徑d軸心線的垂直度公差值，按7級(jí)精度選取。導(dǎo)向孔的表面粗糙度為Ra1.25。圖4.3 缸蓋5 強(qiáng)度校核這里僅對(duì)主要零部件的強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，以及一些焊接部位的計(jì)算校核。只要校核缸體與缸底焊接處的強(qiáng)度、螺紋聯(lián)結(jié)處的強(qiáng)度、安全閥彈簧的強(qiáng)度等。5.1 缸體與缸蓋焊接強(qiáng)度校核缸蓋連接計(jì)算液壓缸缸底采用對(duì)焊，圖如下 圖5.1 缸底對(duì)焊焊縫的拉應(yīng)力為（5.1）式中 d液壓缸直徑，mm；液壓缸外徑，mm；焊縫底徑，mm；焊接效率，通常取0.7。, 取則a式中F液壓缸輸出的最大推力，N；在本次設(shè)計(jì)中最大壓力即為負(fù)載最大重力F=1.0N.5.2 缸頭螺紋聯(lián)接處強(qiáng)度校核缸體與缸蓋用螺紋聯(lián)接時(shí)，圖如下圖5.2 螺紋聯(lián)接剛體螺紋處的拉應(yīng)力為：螺紋處的切應(yīng)力為： （5.2）合成應(yīng)力為：（5.3）式中F缸體螺紋處所受的壓力N在壓強(qiáng)最大時(shí)F最大，最大為1008N.液壓缸內(nèi)徑，mm；液壓缸外徑，mm；螺紋外徑，mm；K螺紋擰緊系數(shù)，靜載時(shí)，取K=1.25-1.5,動(dòng)載時(shí)取K=2.5-4.螺紋內(nèi)摩擦系數(shù)，一般取0.12螺紋處的拉應(yīng)力，MPa；螺紋處的切應(yīng)力，MPa；合成應(yīng)力，MPa；螺紋材料的許用應(yīng)力，MPa；螺紋材料的屈服極限，MPa；n 安全系數(shù)，通常取n=1.5-2.5。取K=2.5, =0.12, =80MPa將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入公式知拉應(yīng)力切應(yīng)力合成應(yīng)力5.3 底座的校核底座承受的是柱塞缸的橫向切應(yīng)力，其大小為（5.4）式中橫向切應(yīng)力，MPa；F柱塞對(duì)底座的壓力，N；h 支座寬度，m；b支座長(zhǎng)度，m。滿足要求5.4 柱塞缸缸體校核柱塞缸缸壁較薄，作用與缸體上的力較大，故需要校核，缸體受到的力為拉力，校核如下 式中缸體橫向拉應(yīng)力，MPa；F缸體受到的橫向拉力，N；缸體外徑，m；d缸體內(nèi)徑，m。滿足要求結(jié)論本次設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一種體積小、高效率、穩(wěn)定性高的車用電動(dòng)液壓千斤頂。在參考了液壓傳動(dòng)方面的文獻(xiàn)，根據(jù)其工作原理完成了對(duì)千斤頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和零件的計(jì)算校核。運(yùn)用CAD對(duì)千斤頂?shù)难b備圖和主要零件的繪制。根據(jù)千斤頂?shù)墓ぷ髟砗驮O(shè)計(jì)要求 ，確定了千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)采用了凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)和底板油路的設(shè)計(jì)。在對(duì)底板油路進(jìn)行時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)考慮到過載加入安全閥，保護(hù)了系統(tǒng)。通過對(duì)液壓系統(tǒng)的分析，確定該系統(tǒng)的工作壓力，結(jié)合設(shè)計(jì)的要求對(duì)電機(jī)進(jìn)行了選擇。根據(jù)設(shè)計(jì)要求計(jì)算確定了頂升缸和液壓缸的壁厚等參數(shù)并進(jìn)行了校核驗(yàn)算。通過查表選擇了密封圈和鍵。最后確定了缸體的材料和技術(shù)要求。在此次設(shè)計(jì)過程中，不僅把大學(xué)四年所學(xué)到的理論知識(shí)很好的運(yùn)用到畢業(yè)設(shè)計(jì)中，而且培養(yǎng)了自己認(rèn)真思考的能力，并加強(qiáng)了和同學(xué)之間進(jìn)行探討和解決問題的能力。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)我思考問題和解決問題的能力。對(duì)今后的工作將有很大的幫助，對(duì)一名即將踏入社會(huì)的大學(xué)生起到了很重要的指導(dǎo)作用。設(shè)計(jì)中一定存在不少問題，請(qǐng)老師和同學(xué)批評(píng)指正。致謝光陰似箭，歲月如梭，四年的大學(xué)生涯轉(zhuǎn)瞬即逝。驀然回首，不論是大二做的金工實(shí)習(xí)，大三的課程設(shè)計(jì)還是大四的參觀實(shí)習(xí)，都是學(xué)校對(duì)我們走上社會(huì)之前的專業(yè)知識(shí)的考察。那么，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)然就是對(duì)我們大學(xué)四年里所有所學(xué)所知的一次綜合考驗(yàn)。完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我要感謝指導(dǎo)教師邱明老師，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)他教會(huì)了我如何去設(shè)計(jì)，怎么去設(shè)計(jì)，以及在最初構(gòu)思時(shí)，應(yīng)該注意的各種問題。是他對(duì)本人的精心指導(dǎo)，是他的耐心教導(dǎo)和積極督導(dǎo)，才使我能按時(shí)按量完成本畢業(yè)設(shè)計(jì)。我還要感謝進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查的各位領(lǐng)導(dǎo)和機(jī)械工程系的其他老師，他們及時(shí)的給我指出了畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中的不足，并且給予我很多完成設(shè)計(jì)的便利條件。“三人行，必有我?guī)煛?。我還要特別感謝，我們同一個(gè)設(shè)計(jì)組的其他同學(xué)，他們給了我很多不錯(cuò)的建議。在各位老師和同學(xué)的大力幫助下，才使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)得以完成。最后，再次對(duì)他們給予我的幫助，表示衷心的感謝！并對(duì)論文審閱老師的辛勤勞動(dòng)表示敬意。參 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