JZS125-360度齿轮齿条摆动液压缸毕业设计说明书

设计内容：1．液压传动方案的分析2．液压原理图的拟定3．主要液压元件的设计计算（例游缸）和液压元件，辅助装置的选择。

4．液压系统的验算。

5．绘制液压系统图（包括电磁铁动作顺序表，动作循环表，液压元件名称）A4一张；绘制集成块液压原理图A4一张；油箱结构图 A4一张；液压缸结构图A4一张。

6．编写设计计算说明书一分（3000-5000字左右）。

一、明确液压系统的设计要求对油压机液压系统的基本要求是：1）为完成一般的压制工艺，要求主缸驱动滑块实现“快速下降——压制——保压——快速回退——原位停止”的工作循环，具体要求可参看题目中的内容。

2）液压系统功率大，空行程和加压行程的速度差异大，因此要求功率利用合理。

3）油压机为高压大流量系统，对工作平稳性和安全性要求较高。

二、液压系统的设计计算 1. 进行工况分析，绘制出执行机构的负载图和速度图液压缸的负载主要包括：外负载、惯性阻力、重力、密封力和背压阀阻力(1) 外负载：压制时外负载：=50000 N快速回程时外负载：=8000 N(2) 移动部件自重为：N(3) 惯性阻力：式中：g——重力加速度。

单位为。

G——移动部件自重力。

单位为。

——在t时间内速度变化值。

单位为。

——启动加速段或减速制动段时间。

单位为。

(4) 密封阻力：一般按经验取（F为总负载）在在未完成液压系统设计之前，不知道密封装置的系数，无法计算。

一般用液压缸的机械效率加以考虑，。

(5) 背压阻力：这是液压缸回油路上的阻力，初算时，其数值待系数确定后才能定下来。

根据以上分析，可计算出液压缸各动作阶段中负载，见表1：工况计算公式液压缸的负载（N）启动、加速阶段稳定下降阶段F =压制、保压阶段快退阶段表1(6) 根据上表数据，绘制出液压缸的负载图和速度图2. 拟定液压系系统原理图3. 确定液压缸主要尺寸 (1) 工作压力的确定工作压力可根据负载大小及设备类型来确定由文献<一>表2-1，根据，选定工作压力(2) 计算液压缸的内径D和活塞杆直径按，油缸的机械效率，由文献<一>式2-1：由文献<一>表2-5，液压缸尺寸系列表，将直径圆整成标准直径由文献<一>表2-4，液压缸内径D与活塞杆直径d的关系，取由文献<一>表2-6，活塞杆直径系列，取无杆腔面积：有杆腔面积：按最低工进速度验算液压缸的最小稳定速度：，所以满足最小稳定速度要求。

目录一、设计要求——————————————————————-11、目的—————————————————————————12、题目—————————————————————————1二、总述————————————————————————-21、作者的话——————————————————————--22、设计提要———————————————————————3三、各零部件的设计及验算————————————————-51、缸筒设计———————————————————————52、法兰设计———————————————————————143、活塞设计———————————————————————194、活塞杆设计——————————————————————215、缓冲装置和排气阀设计—————————————————26四、外接线路和程序———————————————————-271、液压设配外接线路———————————————————272、操作板————————————————————————283、程序地址分配—————————————————————294、芯片接线图——————————————————————315、PLC程序指令—————————————————————-33五、参考文献———————————————————————38一、设计要求1、目的①、培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识，独立进行机电控制系统的初步设计工作，并结合设计或实验研究课题进一步巩固和扩大知识领域。

②、培养学生搜集、阅读和综合分析参考资料，运用各种标准和工具书籍以及编写技术文件的能力，提高计算、绘图等基本技能。

③、培养学生掌握机电产品的一般程序和方法，进行工程师基本素质的训练。

④、树立正确的设计思想及严肃认真的工作作风。

2、题目液压油缸的压力和速度控制①、执行元件：液压油缸；②、传动方式：电液比例控制；③、控制方式：单片微机控制、PLC控制；④、控制要求：速度控制、推力控制；⑤、主要设计参数：油缸工作行程————600、400mm；额定工作油压————4MP；移动负载质量————1000、2000kg；负载移动阻力————5000、10000N；移动速度控制————3、6m/min。

佳木斯大學机械设计制造及其自动化专业（卓越工程师）说明书题目单杆活塞式液压缸的设计学院机械工程学院专业机械设计制造及其自动化（卓越工师) 组员曾瑶瑶、王健跃、杨兰、沈宜斌指导教师臧克江完成日期2016年6月佳木斯大学机械工程学院目录设计要求 (II)第1章缸的设计 (1)1。

1 液压缸类型和结构型式的确定 (1)1。

1.1结构类型 (1)1。

1.2局部结构及选材初选 (1)1。

2液压缸主要尺寸的确定 (2)1.2.1 液压缸筒的内径D的确定 (2)1.2。

2 活塞杆直径d的确定 (2)1。

2.3 缸筒长度l的确定（如图1—3) (3)1.2。

4 导向套的设计 (3)1。

3活塞及活塞杆处密封圈的选用 (4)1。

4缓冲装置设计计算 (4)第2章强度和稳定性计算 (7)2。

1缸筒壁厚和外径计算 (7)2。

2缸底厚度计算 (7)2.3 活塞杆强度计算 (7)致谢 (8)参考文献 (9)设计要求设计单杆活塞式液压缸；系统压力：10MPa；系统流量：100L/min；液压缸行程：450mm；速度:30mm/s；液压缸输出力：5000N；油口尺寸：M24＊1。

5，且两油口尽可能在缸筒的缸底侧；液压缸与外界联接方式缸底固定，活塞杆为耳环联接。

第1章缸的设计1.1 液压缸类型和结构型式的确定1.1。

1结构类型1、采用单作用单杆活塞缸;2、液压缸的安装形式采用轴线固定类中的头部内法兰式安装在机器上。

法兰设置在活塞杆端的缸头上，内侧面与机械安装面贴紧,这叫头部内法兰式。

液压缸工作时，安装螺栓受力不大，主要靠安装支承面承受,所以法兰直径较小，结构较紧凑【1】。

这种安装形式在固定安装形式中应用得最多。

而且压力机的工作时的作用力是推力，则采用图1-1的安装形式。

图1-1安装形式1.1。

2局部结构及选材初选1、缸筒的材料采用45号无缝钢管（如图1—2）；图1-2缸筒的设计2、缸底的材料：采用45号钢，与缸筒采用法兰连接【2】；3、缸盖:采用45号钢，与缸筒采用法兰连接；4、缸体与外部的链接结构为刚性固定：采用头部内法兰式连接；5、活塞：活塞采用铸铁；6、活塞杆：活塞缸采用45号钢，设计为实心；7、排气装置：在缸筒尾端采用组合排气塞；8、密封件的选用：活塞和活塞杆的密封件采用O形密封圈加挡圈【3】。

液压缸的设计一、液压缸类型与安装方式的确定当下各种液压缸规格品种比较少，主要是因各种机械对液压缸的要求差别太 大。

比如对液压缸的内径、活塞杆直径、液压缸的行程和连接方式等要求不一样。

由于本次液压设计主要是实现立式快速的原则， 压缸的设计。

因为是活塞式，故用螺纹连接。

二、液压缸的结构设计1、缸体与缸的连接缸体与缸的连接形式较多，有拉杆连接、3、活塞与活塞杆的连接活塞与活塞杆的连接大多采用螺纹连接结构和卡键连接结构。

螺纹连接结构 形式简单实用，应用较为普遍；卡键连接机构适用于工作压力较大， 工作机械振 动较大的油缸。

因此从多方面的因素考虑选择螺纹连接结构。

4、液压缸缸体的安全系数对缸体来说，液压力、机械力和安全系数有关的因素都对缸体有影响。

液压 缸因压力过高丧失正常工作能力而破坏，往往是强度问题、刚度和定性问题三种 形式给表现出来，其中最重要的还是强度问题。

要保证缸体的强度，一定要考虑 适当的安全系数。

三、液压缸的主要技术性能参数的计算故选双作用单活塞杆立式快速液法兰连接、内半环连接、焊接连接、内螺纹连接等。

在此选用法兰连接，如下图所示：这种连接结构简单，装拆方便。

（一）、压力所谓压力，是指作用在单位面积上的负载。

从液压原理可知，压力等于负载力与活塞的有效工作面积之比。

P=F/A（N/m2）式中：F—作用在活塞上的负载力（NA —活塞的有效工作面积（m）从上述可知，压力值的建立是因为负载力的存在而产生的，在同一个活塞的有效工作面积上，负载越大，所需的压力就越大，活塞产生的作用力就越大。

如果活塞的有效工作面积一定，压力越大，活塞产生的作用力就越大。

由此可知：1、根据负载力的大小，选择活塞面积合适的液压缸和压力适当的液压泵。

2、根据液压泵的压力和负载力，设计和选用合适的液压缸。

3、根据液压缸的压力和液压缸的活塞面积，确定负载的重量。

在液压系统中，为了便于液压元件和管路的设计选用，往往将压力分级。

级毕业设计（论文）课题名称：D G型液压缸的设计专业：数控技术及应用设计人：指导老师:电话：绪论——————————————第3页第1章液压传动的基础知识————————第4页 1.1 液压传动系统的组成————————第4页 1.2 液压传动的优缺点—————————第4页 1.3 液压传动技术的发展及应用——————第6页第2 章液压传动系统的执行元件——液压缸——————————第8页 2.1 液压缸的类型特点及结构形式——————第8页 2.2 液压缸的组成——————————第11页第3章 D G型车辆用液压缸的设计——————第19页 3.1 简介—————————————第19页 3.2 DG型液压缸的设计----------- —————第20页第4章液压缸常见故障分析与排除方法—————第27页总结——————————————第29 页参考文献——————————————第30页绪论液压传动是研究以有压流体（液体）为传动介质来实现各种机械的传动控制的学科。

液压传动是根据流体力学的基本原理，利用流体的压力能进行能量的传递和控制各种机械零部件运动。

郑州强盛液压制造股份有限公司主要生产：一、冶金设备用系列液压缸二、工程机械系列液压缸（包括机械锁单、双作用的液压缸）三、应用于冶金、矿山、石油化工、机床等设备中的液压站、润滑站系统总成。

等产品的设计与生产。

由于液压系统用途广泛，内部结构原理复杂。

再结合本公司的实际，本次设计主要是针对液压系统的执行元件——液压缸的设计。

具体设计产品为——D G型液压缸。

在本次设计过程中，得到了洛阳大学机电工程学院主任、郑州强盛液压制造股份有限公司产品技术开发部设计师赵建忠老师的悉心指导和大力支持。

在此，对他们表示衷心的感谢！由于资料缺乏，时间仓促，加上设计者本人水平有限，毕业论文中不足之处在所难免，敬请批评指正。

编者：年月日第一章液压传动的基础知识1.1液压传动系统的组成液压传动系统由以下四个部分组成：〈1〉动力元件——液压泵其功能是将原动机输出的机械能转换成液体的压力能，为系统提供动力。

专业资料齿轮齿条传动机构的设计和计算1. 齿轮1，齿轮2与齿轮3基本参数的确定由齿条的传动速度为500mm/s,可以得到齿轮3的速度为500m/s,即,/5003s mm V =又()160d 333n V π=，取,25,25.3202131mm B B mm m Z Z =====，由此可得()265d 31mm mZ d ===，由（1）与（2）联立解得min /r 147n 32==n ，取4i 12=则由4i 211212===n n z z 得80min,/58821==z r n 2. 齿轮1齿轮2与齿轮3几何尺寸确定齿顶高 ()()mm x h m h h h n an a a a 525.57.0125.3321=+⨯=+===* 齿根高 ()()mm x c h m h h n n an f f f 79.17.025.0125.3h 321=-+⨯=-+===** 齿高 mm h h h h f a 315.7h 321=+=== 分度圆直径mmmz d mm mz d 84.26512cos /8025.3cos /,46.6612cos /2025.3cos /d 0220131=⨯===⨯===ββ齿顶圆直径 mm h d d mm h d d a a a a a 34.2772,51.772d 2221131=+==+== 齿根圆直径 mm h d d mm h d d f f f f f 26.2622,88.622d 2221131=-==-== 基圆直径 mm d d mm d d b b b 8.249cos ,45.6220cos 46.66cos d 220131===⨯===αα 法向齿厚为mm m x s s n n n n n n 759.625.3364.07.022tan 22s 1321=⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+===παπ端面齿厚为mm m x s s t t t t t t 94.632.3367.0cos 7.022tan 22s 2321=⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+=⎪⎭⎫⎝⎛+===βπαπ齿距 mm m p p 205.1025.314.3p 321=⨯====π 3. 齿轮材料的选择及校核齿轮选用45号钢或41Cr4制造并经调质，表面硬度均应在56HRC 以上。

一、设计要求要求液压系统完成的工作循环是：工件定位----工件夹紧----进给缸快进----进给缸工进----进给缸快退到原位----工件松开----拔定位销。

工件的定位、夹紧都采用液压控制，运动部件的总重量为9800N ，快进与快退速度均为6 m/min ，快进行程为100mm ，工进速度为60--1000 mm/min ，工进行程为50mm ，最大切削力为30468N ，采用平面导轨，往复运动加、减速时间均为0.2s ，夹紧力为152340N ，采用两个夹紧缸，夹紧缸行程为20mm ，夹紧时间为1s 。

二、液压缸的主要设计计算1、负载与运动分析液压缸工况分析图 （手绘）液压缸要承受的负载包括有效工作负载、摩擦阻力和惯性力等。

液压缸的工作压力按负载确定。

对于不同用途的液压设备，由于工作条件不同，采用的压力范围也不同。

该设计是一钻床，负载由以下计算可知：N F L 30468=sV V g G Gfma GfF ssi s 11F F 出末进-⨯+=+=+=sV V gG Gfma GfF ddi d 22F F 出末退-⨯+=+=+=d L d L Gf F F +=+=F F 工F 进----快进时的压力 s f ----静摩擦力s F ----静压力 m----质量i F ----惯性力 V 末1----快进时的末速度G----自重力 V 出1-----快进时的初速度 V 末2----快退时的末速度 V 出2----快退时的初速度S----启动换向时间 a----加速度G=9800N F 切=G=9800N V 末1=6m/min=0.1m/s g=9.8m/s2 V 末2=6m.min=0.1m/s V 出1=0m/min=0m/s V 出2=0m/s S=0.2 s f =0.2 d f =0.1sV V gG Gfma GfF ssi s 11F F 出末进-⨯+=+=+==2460NsV V gG Gfma GfF ddi d 22F F 出末退-⨯+=+=+==1480Nd L d L Gf F F +=+=F F 工=31448NF 工>F 进 F 工>F 退由上可知：负载为31448N 。

1 设计课题1.1设计要求设计一台铣削专用机床液压系统用液压缸，要求液压系统完成的工作循环是：工件夹紧→工作台快进→工作台工进→工作台快退→工件松开。

1.2原始数据运动部件的重力为25000N，快进、快退速度为5m/min，工进速度为100～1200mm/min，最大行程为400mm，其中工进行程为180mm，最大切削力为20000N，采用平面导轨，夹紧缸的行程为20mm,夹紧力为30000N，夹紧时间为1s。

2 液压系统的发展概况一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。

由于液压技术广泛应用了高技术成果，如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展，也使液压系统和元件的质量、水平有一定的提高。

尽管如此，走向二十一世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。

液压系统在将机械能转换成压力能及反转换方面，已取得很大进展，但一直存在能量损耗，主要反映在系统的容积损失和机械损失上。

如果全部压力能都能得到充分利用，则将使能量转换过程的效率得到显著提高。

为减少压力能的损失，必须解决下面几个问题：减少元件和系统的内部压力损失，以减少功率损失。

主要表现在改进元件内部流道的压力损失,采用集成化回路和铸造流道,可减少管道损失,同时还可减少漏油损失。

减少或消除系统的节流损失，尽量减少非安全需要的溢流量，避免采用节流系统来调节流量和压力。

采用静压技术，新型密封材料，减少磨擦损失。

发展小型化、轻量化、复合化、广泛发展通径电磁阀以及低功率电磁阀。

改善液压系统性能，采用负荷传感系统，二次调节系统和采用蓄能器回路。

为及时维护液压系统，防止污染对系统寿命和可靠性造成影响，必须发展新的污染检测方法，对污染进行在线测量，要及时调整，不允许滞后，以免由于处理不及时而造成损失。

齿轮齿条机构设计说明书一、原理说明：齿轮齿条机构,就是完成直线运动和转动相互转化的机构。

其各部分功用及相互关系如下：a. 齿条——也称作直线齿轮，它与小齿轮相互啮合。

b.小齿轮——与齿条相互啮合，依靠齿条的直线驱动，齿轮的输出轴做回转运动。

c. 直进与回转的关系——齿条的移动量与齿条的转角，无论在任何位置都保持一定，所以这是等值直进回转交换机构。

当齿条的移动量与齿轮圆周相等时，齿条驱动一次，齿轮转动一周。

在本机构中，输出齿轮的直径是啮合齿轮的2倍，所以输出齿轮的圆周距离也是啮合齿轮的2倍。

◆齿条驱动齿轮转动——齿条驱动一次，则输出的大齿轮转一周，线速度是小齿轮的2倍。

◆齿轮驱动齿条移动——从输出轴处驱动齿条做直线运动时，与前面相反，机构将呈1/2减速。

f.相互关系：L=齿条的进给量；R1=啮合齿轮的节圆半径；R2=输出齿轮的节圆半径；S=输出齿轮的圆周距离；N=R2/R1；S=2×3.14×R2=2×3.14×R1×N图１机构总装配图１图２机构总装配图２图３机构装配爆炸图二、主要部件设计说明1、啮合齿轮的数据确定设模数m=3，z=17，α=20º，其宽选择20，计算如下：d=m×z=3×17=51d a=d+2h a=51+2×1×3=57d f=d-2h f=51-2×1.25×3=43.52、输出齿轮的数据确定设模数m=3，z=34，α=20º，其宽选择15，计算如下：d=m×z=3×34=102d a=d+2h a=102+2×1×3=108d f=d-2h f=102-2×1.25×3=94.53、齿条的设计设模数m=3，z=40，α=20º，其宽选择20+10，即有齿部分为20，没有齿部分为10，计算如下：p=π×m=9.425L=p×z=377ha= m ×ha*=3hf= m ×(ha*+c*)=3.75其他的部件均在设计中一步步确定，详细请参考图纸。

机械设计课程设计说明书设计名称：机械设计课程设计设计时间 2014年02-06月系别汽车与机械工程系专业车辆工程班级 13班姓名邱裕海指导教师杨卓老师2014年 06 月 08 日目录一、课程设计任务………………………………………………...............................错误！未定义书签。

二、设计方案的拟定 (7)三、各种形式转向器现状比较 (9)四、传动系统运动参数选择与计算 (11)五、车辆转向器的发展 (14)六、齿轮齿条设计 (15)七、附图 (16)八、总结 (19)一、任务设计题目：轿车液压助力齿轮齿条转向器设计1、课程设计目的：1）培养学生理论联系实际的设计思想，巩固和加强所学的相关专业课程的知识；2）熟悉和掌握车辆机构设计过程和方法，提高综合运用所学的知识进行车辆设计能力；3）熟悉车辆液压系统的设计思路和系统实现过程，掌握车辆液压系统图纸的表达方法；2、课程设计时间：2014年02~06月3、整车性能参数：4、设计要求：1)、建模仅设计转向器部分2)、根据参数计算，绘制转向（左或右）极限位置机构运动图带转向梯形（A4）3)、根据实物分析绘制车辆液压转向助力液压系统回路图（A4）;4)、转向器具体结构可参考汽车实验室相关制动器结构，也可由学生自行设计。

5、课程设计流程Ⅰ、课程设计的步骤1)、实验室实物拆装参考，确定设计方案；2)、设计计算；3)、3D建模、绘制装配图（A0装配图一张）4）、拟定说明书。

Ⅱ、设计进度安排表1-2 课程设计进度安排Ⅲ．设计中应注意的问题1）．独立思考、严谨认真、精益求精，多于指导教师沟通。

2）．设计过程中，需要综合考虑多种因素，采取多种办法进行分析、比较和选择，来确定方案、尺寸和结构，边设计、边计算、反复修改以完善设计是正常的，必须耐心、认真地对待。

3）．利用好实验室现有实物，但不应盲目地、机械地抄袭。

根据具体条件和要求，大胆创新5、齿轮齿条转向器的简介图1-1所示为捷达轿车的齿轮齿条式转向器。