液压与气动技术 课件 任务三：液压缸的设计计算.pptx

项目四：液压执行元件任务三：液压缸的设计计算授课教师：

掌握液压缸设计的要点及主要尺寸的计算方法，了解液压缸的强度与刚度的校核。任务概述

知识与技能在工程实际应用中，应优先选用推荐的标准系列液压缸，但常常还需自行设计一些非标准液压缸。不同使用场合的液压缸有着不同的设计内容和要求，一般设计液压缸时可参考以下步骤进行。

确定液压缸结构类型和各部分的连接形式01液压缸基本参数和结构尺寸的计算02目录CONTENT液压缸主要零部件强度的校核03

01确定液压缸结构类型和各部分的连接形式

一、确定液压缸结构类型和各部分的连接形式(1)确定液压缸结构类型、安装方式；确定缸体和缸盖连接形式；(2)(4)确定密封、防尘、缓冲、排气装置。确定活塞与活塞杆连接形式；(3)连接形式

02液压缸基本参数和结构尺寸的计算

二、液压缸基本参数和结构尺寸的计算液压缸的基本参数主要有缸筒内径D、活塞杆直径d和缸筒长度L等。液压系统压力的大小主要由负载大小或设备类型来定，还要考虑装配空间、成本等条件。负载一定时，工作压力低，要加大执行元件的结构尺寸，材料消耗加大；若压力太高，泵、缸、阀的材质、密封、制造精度等也要求高，提高设备成本。

液压缸内径的确定分两种情况，下面以单杆活塞缸为例进行讲解。以下公式中的参数见图4.5。液压缸的内径D1图4.5柱塞式液压缸（a）单柱塞（b）双柱塞（c）图形符号①动力较大的设备液压缸的内径D常由最大负载F和选取的工作压力P1确定。对于单杆缸，初算时常设回油背压P2=0。（4-15）??（4-16）??

①动力较小的设备对于轻载高速设备，液压缸的内径D常由液压缸运动速度和液压泵的流量确定。（4-17）无杆腔进油时，由公式（4-1）得?（4-18）有杆腔进油时，由公式（4-3）得?

活塞杆直径d2?（4-19）?②当按工作压力或设备类型确定活塞杆直径时，可按表4.1、表4.2选取d。工作压力p/MPa5?77推荐活塞杆直径d(0.5~0.55)D(0.6?0.7)D0.7D表4.1液压缸工作压力与活塞杆直径设备类型磨床、珩磨、研磨插、拉、刨钻、镗、车、铣活塞杆直径d(0.2?0.3)D0.5D0.7D表4.2设备类型与活塞杆直径

为了便于与活塞、活塞杆的密封件的选用，计算所得的D和刀都要圆整为标准值，见表4.3和表4.4。表4.3液压缸内径尺寸系列单位：mm810121620253240506380(90)100(110)125(140)160(180)200(220)250(280)320(360)400(450)500???表4.4活塞杆直径尺寸系列单位：mm456810121416182022252832364045505663708090100110125140160180200220250280320360?????注：括号内值为非优先选用值。

液压缸长度的确定3如图4.26所示液压缸的缸筒长度L应根据活塞所需最大工作行程、活塞宽度、导向长度和活塞杆密封长度等而定。图4.26液压缸缸筒长度但从制造工艺考虑，为减小加工难度，缸筒长度不能太长，一般取L≤(20?30)D。图中活塞宽度B=(0.6~1)D。当D≤80时，导向套导向长度取C=(0.6?1)D，当D＞80时，C=(06?l)d，活塞工作行程的系列标准如表4.5所列。

表4.5液压缸活塞行程系列单位：mm第一系列2550801001251602002503204005006308001000125016002000250032004000第二系列406390110140180220280360450550700900110014001800220028003600?第三系列240260300340380420480530600650750850950105012001300150017001900210024002600300034003800?????注：行程参数依次按第一、第二、第三系列顺序优先选用。

03液压缸主要零部件强度的校核

三、液压缸主要零部件强度的校核液压缸壁厚σ的校核1在低压系统中，缸筒壁厚σ主要由结构要求确定，一般壁厚能满足强度要求，不作校核。在中、高压系统中，可分几种情况进行壁厚校核。?（4-20）??（4-21）??（4-22）?

式中?D——缸筒内径，m；[σ]——缸筒材料的许用应力，MPa。[σ]=σb/n,σb为材料的抗拉强度，n为安全系