柱塞式液压缸设计计算说明书
液压缸设计计算
8 液压缸设计8.1 结构初选液压缸的安装形式很多，但大致可分为两类：8.1.1轴线固定类这类安装形式的液压缸在工作时，轴线位置固定不变。
机床上的液压缸大多是采用这种安装形式。
（1）通用拉杆式在两端缸盖上钻出通孔，用双头螺杆将缸和安装座连接拉紧。
一般用于短行程、压力低的液压缸。
（2）法兰式用液压缸上的法兰将其固定在机器上。
法兰设置在活塞杆端的缸头上，外侧面与机械安装面贴紧，这叫头部外法兰式。
由于液压缸工作时反作用力的作用，安装螺栓承受液压力的拉伸作用，因而安装螺栓的直径较大，并且要求强度计算。
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。
这种安装形式在固定安装形式中应用得最多。
法兰设置在缸的底部，与机械安装面用螺栓紧固，这叫尾部法兰式。
这种安装形式使液压缸悬伸，安装长度较大，稳定性差。
（3）支座式将液压缸头尾两端的凸缘与支座紧固在一起。
支座可置于液压缸左右的径向、切向，也可置于轴向底部的前后端。
径向安装时，安装面与活塞杆轴线在同一平面上，液压缸工作时，安装螺栓只承受剪切力；切向和轴向安装时，活塞的轴线与支座底面有一定的距离，安装螺栓既受剪切力，又承受因存在倾翻力矩而产生的弯曲力。
切向安装时倾翻力矩比轴向安装时要小一些。
对于支座安装形式，GS3766—83的2.2.2条规定：“支座式液压缸如不采用键或销承受剪切力时，则底脚固定螺栓必须经受全部剪切力而不致引起危险”。
8.1.2轴线摆动类液压缸在往复运动时，由于机构的相互作用使其轴线产生摆动，达到调整位置和方向的要求。
安装这类液压缸，安装形式也只能采用使其能摆动的铰接方式。
工程机械、农业机械、翻斗汽车和船舶甲板机械等所用的液压缸多用这类安装形式。
（1）耳轴式将固定在液压缸上的铰轴安装在机械的轴座内，使液压缸轴线能在某个平面内自由摆动。
耳轴设置在液压缸头部的叫头部耳轴式。
轴向柱塞泵设计说明书
XXXXX学校毕业设计说明书论文题目：轴向柱塞泵设计系部： XXX专业： XXX XXXXX班级： XXX学生姓名： XXXXXXX 学号：XXXXX指导教师： XXXX2015年05月1日摘要液压泵是向液压系统提供一定流量和压力的油液的动力元件,它是每个液压系统中不可缺少的核心元件,合理的选择液压泵对于液压系统的减少能耗﹑提高系统的效率﹑降低噪声﹑改善工作性能和保证系统的可靠工作都十分重要。
本设计对轴向柱塞泵进行了分析,主要分析了轴向柱塞泵的分类,对其中的结构,例如,柱塞的结构型式﹑滑靴结构型式﹑配油盘结构型式等进行了分析和设计,还包括它们的受力分析与计算以及对缸体的材料选用和校核;另外对变量机构分类型式也进行了详细的分析,比较了它们的优点和缺点。
最后该设计对轴向柱塞泵的优缺点进行了整体的分析,对今后的发展也进行了展望。
关键词:柱塞泵；液压系统；结构型式；设计。
Liquid's pressing a pump is the motive component of oil liquid which presses system to provide certain discharge and pressure toward the liquid, it is each core component that the liquid presses the indispensability in the system, reasonable of choice liquid's pressing a pump can consume a exaltation the efficiency, of the system to lower the noise, an improvement work function and assurance system for liquid pressing system of dependable work all very importantThis design filled a pump to carry on toward the pillar to the stalk analytic, mainly analyzed stalk to fill the classification of pump toward the pillar,As to it's win of structure,For example, the pillar fill of the slippery structure pattern,Of the structure pattern went together with the oil dish structure pattern's etc. To carry on analysis and design, also include their is analyze by dint with calculation.The material,which still has a body to the urn chooses in order to and school pit very key; Finally measure an organization classification towards change, the pattern also carried on detailed analysis and compared their advantage and weakness.That design end filled the merit and shortcoming of pump to carry on whole analysis toward the pillar to the stalk and also carried on an outlook to after-time's development.Key Words：Plunger Pump; Hydraulic System; Structure Pattern; Design.摘要 (I)Abstract (II)绪论 (1)第1章直轴式轴向柱塞泵工作原理与性能参数 (3)1.1直轴式轴向柱塞泵工作原理 (3)1.2直轴式轴向柱塞泵主要性能参数 (3)第2章直轴式轴向柱塞泵运动学及流量品质分析 (7)2.1柱塞运动学分析 (7)2.2滑靴运动分析 (9)2.3瞬时流量及脉动品质分析 (10)第3章柱塞受力分析与设计 (14)3.1柱塞受力分析 (14)3.2柱塞设计 (17)第4章滑靴受力分析与设计 (22)4.1滑靴受力分析 (22)4.2滑靴设计 (25)4.3滑靴结构型式与结构尺寸设计 (25)第5章配油盘受力分析与设计 (31)5.1配油盘受力分析 (31)5.2配油盘设计 (34)第6章缸体受力分析与设计 (38)6.1缸体的稳定性 (38)6.2缸体主要结构尺寸的确定 (38)第7章柱塞回程机构设计 (41)第8章斜盘力矩分析 (43)M (43)8.1柱塞液压力矩18.2过渡区闭死液压力矩 (44)M (45)8.3回程盘中心预压弹簧力矩3M (46)8.4滑靴偏转时的摩擦力矩48.5柱塞惯性力矩M (46)58.6柱塞与柱塞腔的摩擦力矩M (47)68.7斜盘支承摩擦力矩M (47)78.8斜盘与回程盘回转的转动惯性力矩M (47)88.9斜盘自重力矩M (47)9第9章变量机构 (49)9.1手动变量机构 (49)9.2手动伺服变量机构 (50)9.3恒功率变量机构 (51)9.4恒流量变量机构 (52)结论 (54)致谢 (55)参考文献 (56)绪论随着工业技术的不断发展，液压传动也越来越广，而作为液压传动系统心脏的液压泵就显得更加重要了。
3.1液压缸的分类和基本计算
π
4
d 2 p1η v
（3.9）
两腔进油,差动联接
A1 A2
F3
A1 − A2
F3
P1
v3
等效
P1
v3
q
(c)差动联接 差动联接
q
差动连接时 液压缸的有效作用面积是 差动连接时,液压缸的有效作用面积是活塞杆的横截 面积，工作台运动速度比无杆腔进油时的大，而输出力则 面积 较小。 差动连接是在不增加液压泵容量和功率的条件下， 差动连接是在不增加液压泵容量和功率的条件下，实 现快速运动的有效办法。 现快速运动的有效办法。
当活塞式液压缸行程较长时，加工难度大,使得制造成 本增加。 某些场合所用的液压缸并不要求双向控制,柱塞式液压 缸正是满足了这种使用要求的一种价格低廉的液压缸。
A
缸筒
图3.3柱塞式液压缸
柱塞 p q
（a）
如图3.3（ 如图3.3（a）所示，柱塞缸由缸筒、柱塞、 3.3 所示，柱塞缸由缸筒、柱塞、 缸筒 导套、密封圈和压盖等零件组成 等零件组成， 导套、密封圈和压盖等零件组成，柱塞和缸筒内 壁不接触，因此缸筒内孔不需精加工， 壁不接触，因此缸筒内孔不需精加工，工艺性 成本低。 好，成本低。
F1
F2
q
P1
P2
v1
P1
P2
q
v2
(a)无杆腔进油 无杆腔进油
(b)有杆腔进油 有杆腔进油
A1
A2
F3
两腔进油 , 差动联接
P1
v3
(c)差动联接 差动联接
q
当单杆活塞缸两腔同时通入压力油时，由于无杆腔 有效作用面积大于有杆腔的有效作用面积，使得活塞向 右的作用力大于向左的作用力，因此，活塞向右运动， 活塞杆向外伸出；与此同时，又将有杆腔的油液挤出， 使其流进无杆腔，从而加快了活塞杆的伸出速度，单活 差动连接。 塞杆液压缸的这种连接方式被称为差动连接 差动连接
液压缸组件设计说明书
液压缸组件设计说明书晋中学院本科毕业设计题目液压缸组件设计院系机械学院专业机械设计制造及其自动化姓名刘晓萍学号0914112114学习年限2009年9月至2013年6月指导教师李彩联职称讲师申请学位工学学士学位2013年05 月30 日液压缸组件设计学生姓名：刘晓萍指导教师：李彩联摘要：在液压与气压传动系统中，会经常用到液压活塞缸的形式，它广泛地存在于各个领域中。
通常活塞缸的组成部分是缸底、缸筒、活塞、活塞杆和端盖等主要部件。
有时，在液压缸的连接处，比如缸体和缸盖法兰部分，缸盖与活塞部分，活塞与活塞杆部分等需要安装密封装置，以减少和防止外部灰尘或者内部油液的进出和泄露。
缸体的运动过程中，由于惯性、速度、质量等原因，活塞在运动到行程终端时会与缸底发生碰撞，从而引起能量的损失和传动失衡，因此需要在缸体内部安装缓冲装置。
此外，在必要时还需要在液压缸体的某些部位安装排气装置和防尘装置以使整个传动机构精度提高、效率提升。
液压缸的设计需要根据已给数据和要求来进行，对液压缸的结构进行设计、选择、检验、制造等方面的考虑。
关键字：活塞；活塞杆；缸盖；缸体；Design specification of the hydraulic cylinder assembly Author’s Name:Liu Xiaoping Tutor:Li CailianABSTRACT：The piston cylinder usually be used in the hydraulic and pneumatic drive system,the main part of the piston cylinder is bottom, cylinder, piston, piston rod and cover. To prevent the working medium to the outside of the cylinder or bya high-pressure chamber to the low pressure chamber leakage, a seal between the cylinder cover, piston and piston rod, piston rod with end caps, piston and cylinder device. The outside of the end cap is also equipped with dust-proof device. In order to prevent impact cylinder head, piston rapid movement to the stroke end cushioning device may also be provided in the end portion of the cylinder. The basic part of the cylinder by cylinder assembly, the piston assembly, the sealing member, and a buffer, the connection member. Further, according to the needs cylinder is also provided with the exhaust means and dustproof device. During the design of the hydraulic cylinder, in accordance with the requirements of the working pressure, velocity, working conditions, processing and disassembly repair sum considering the structure of the various parts of the cylinder. KEYWORDS：piston；piston rod；cylinder head；cylinder目录1 绪论 (1)2 设计内容及所给参数 (2)2.1 设计内容 (2)2.2 设计参数 (2)3 液压缸的设计计算 (2)3.1 液压缸设计计算步骤 (2)3.2 液压缸性能参数的计算 (2)3.3 液压缸结构参数的计算 (3)3.4 液压缸结构设计 (7)4 液压缸的联接计算及校核 (14)4.1 缸盖联接计算 (14)4.2 活塞与活塞杆联接计算 (14)4.3 活塞杆稳定性计算 (15)5 液压缸组件的工艺规程设计 (19)6 液压缸组件的工装设计 (22)7 总结 (22)参考文献 (24)致谢 (25)1 绪论在本设计中，设计题目和内容是对液压缸的结构及其液压缸的主要组件进行设计。
两级单作用液压缸设计计算书
专业液压缸毕业、生产设计、兼职液压设计 QQ34682Q3468285 85
△d= d1P 试*[（d22+ d12）/（d22- d1 2）]/E =8.32*10-5 （m）
经查密封圈样本，该变形量在密封圈间隙允许范围内。
其中
E ——套筒材料的弹性模量，MPa，钢材 E=2.06*105MPa
其中
P 试 —— 液压缸的试验压力，MPa，P 试=1.25P=20MPa
p — 材料的许用强度，MPa， p= b/n=600/3=200MPa n ——安全系数，取 3
b ——材料的强度极限，45 钢， b=600MPa 液压缸壁厚验算：对最终采用的缸筒壁厚应进行四方面的验算
a.额定压力应低于一定的极限值，以保证工作安全 额定压力 PN≤0.35σ（s d22-d12）/d12=0.35*355*（0.12-0.092）=29MPa
足 达 到 负 载 要 求 ， 则 柱 塞 直 径 d1 ≥ √[4F/ （ π Pᶯ ） ]=√[4*80000/ （3.14*16*0.9）]=84mm 内孔尺寸依标准 GB/T2348-1993 圆整为 90mm
其中
ᶯ --- 液压缸工作效率，取 0.9
2.液压缸缸筒壁厚计算，套筒材料选 45 钢，壁厚暂定为 δ=5mm。
其中 F 推 ——液压缸 20MPa 最大推力，190000N d4 ——连接螺纹中径，mm d4= d5 -2*3/8H=96.7mm d5 ——螺纹大径，98mm H ——连接螺纹牙高，H=√3/2P=1.732mm
P ——连接螺纹螺距，2mm
L ——连接螺纹有效长度，17mm
专业液压缸毕业、生产设计、兼职液压设计 QQ34682 8585
液压缸的设计与计算共34页文档
15、机会是不守纪律的。——雨果
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
液压缸的设计与计算
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化u
液压缸设计说明
液压缸设计说明液压缸设计说明1、引言本文档旨在提供液压缸设计的详细说明，包括液压缸的构造原理、设计要求、材料选择、制造工艺等方面的内容。
通过本文档，设计人员可以全面了解液压缸的设计流程和要点，为液压系统的正常运行提供可靠且高效的动力传输。
2、设计要求2.1 功能要求- 描述液压缸在使用中需要实现的功能和性能要求。
- 结合应用场景，确定液压缸的工作压力、推力、行程等参数。
2.2 结构要求- 描述液压缸的外形结构及其组成部件。
- 确定液压缸的连接方式，如法兰连接、通孔连接、螺纹连接等。
2.3 材料要求- 分析液压缸的工作环境和工作温度，选择合适的材料。
- 针对液压缸的各个部件，确定其材料种类和材料强度等要求。
2.4 密封要求- 描述液压缸的密封方式，如密封圈、O型圈等。
- 确定液压缸的密封要求，包括密封性能和使用寿命等。
3、液压缸设计流程3.1 设计草图- 绘制液压缸的设计草图，包括外形图、内部结构图等。
3.2 参数计算- 根据液压缸的功能要求和工作条件，进行参数计算。
- 确定液压缸的工作压力、推力、行程等参数。
3.3 强度计算- 根据液压缸的材料要求和工作条件，进行强度计算。
- 确定液压缸的结构稳定性和承载能力。
3.4 密封设计- 根据液压缸的密封要求，进行密封设计。
- 选择合适的密封件和密封方式，确保液压缸的密封性能。
3.5 CAD建模- 基于设计草图和参数计算结果，进行液压缸的CAD建模。
- 绘制液压缸的三维模型和零部件图。
4、制造工艺4.1 零部件加工- 根据液压缸的CAD模型，进行各零部件的加工制造。
- 包括材料切割、车削、铣削、焊接等工艺流程。
4.2 组装调试- 将液压缸的零部件进行组装，并进行调试测试。
- 确保液压缸的各项指标符合设计要求。
4.3 表面处理- 根据液压缸的工作环境和要求，选择合适的表面处理方式。
- 包括涂装、热处理等工艺。
5、法律名词及注释- 法律名词1：根据《民法总则》第2条的规定，法律名词1指的是：：：注释：法律名词1的注释内容。
液压系统设计与计算
（2）确定执行元件的主要结构参数
以缸为例，主要结构尺寸指缸的内径D和活塞杆的直 径d，计算后按系列标准值确定D和d。
对有低速运动要求的系统，尚需对液压缸有效工作面 积进行验算，即应保证：
式中
A q min v min
（10.8）
：A—液压缸工作腔的有效工作面积；
v m in—控制执行元件速度的流量阀最小稳定流量；
17
1.3.2 选择液压泵
先根据设计要求和系统工况确定泵的类型， 然后根据液压泵的最大供油量和系统工作压力来 选择液压泵的规格。
（1） 液压泵的最高供油压力
ppp pl （10.11）
式中: p—执行元件的最高工作压力；
pl —进油路上总的压力损失。
18
（2）确定液压泵的最大供油量 液压泵的最大供油量为：
khAt （10.15）
式中: A—油箱的散热面积；
t —液压系统的温升；
k h —油箱的散热系数，其值可查阅液压设计手册。
系统的温升为 t kh A
（10.16）
计算温升值如果超过允许值，应采取适当的冷却措施。
27
1.5 绘制正式工作图和编制技术文件
10.1.5.1 绘制正式工作图 正式工作图包括液压系统原理图、液压系统装配图、
30
机床的外形示意图。
1-左主轴头；2-夹具；3-右主轴头；4-床身；5-工件
31
2.1 确定对液压系统的工作要求
根据加工要求，刀具旋转由机械传动来实现；主轴头 沿导轨中心线方向的“快进一工进—快退—停止”工作循环 拟采用液压传动方式来实现。故拟选定液压缸作执行机构。
考虑到车削进给系统传动功率不大，且要求低速稳定 性好，粗加工时负载有较大变化，故拟选用调速阀、变量 泵组成的容积节流调速方式。
液压系统设计说明书
液压系统设计说明书一、设计概述液压系统是一种将动力转换为机械能的传动系统，广泛应用于各种工业设备和机器中。
本次设计的液压系统主要应用于挖掘机的操作，该系统需要具备高效率、高可靠性、低能耗和易于维护的特点。
二、系统组成1. 液压泵：液压泵是液压系统的核心部件，负责提供压力油。
本设计选用柱塞泵，其具有高压力、高效率、长寿命等优点。
2. 液压缸：液压缸是将液压能转换为机械能的执行元件。
本设计选用双作用活塞缸，以满足挖掘机在挖掘和提升等不同工况下的需求。
3. 控制阀：控制阀用于控制液压油的流向和流量，从而实现执行元件的运动控制。
本设计选用方向控制阀和压力控制阀，以实现挖掘机的各种动作。
4. 油箱：油箱是液压系统的油液储存部件，具有散热、沉淀杂质等功能。
本设计选用封闭式油箱，以减少油液污染和散热不良等问题。
5. 管路与接头：管路与接头用于连接液压元件，保证液压油的流动畅通。
本设计选用耐高压、耐腐蚀的管路和标准接头，以提高系统的可靠性和安全性。
三、系统特点1. 高效率：本设计采用高效率的柱塞泵，可有效降低能量损失，提高系统效率。
2. 高可靠性：选用高质量的液压元件和管路，采用标准化的连接方式，提高了系统的可靠性和稳定性。
3. 低能耗：通过优化液压元件的参数和系统布局，降低能耗，符合绿色环保要求。
4. 易于维护：采用模块化设计，便于拆卸和维修；同时，选用易于购买的标准件，降低了维护成本。
四、系统控制本设计的液压系统采用手动控制和自动控制相结合的方式。
手动控制主要用于初次的设备调试和应急情况下的操作；自动控制则根据预设的程序，自动完成挖掘机的各种动作。
在自动控制中，还引入了传感器和电液比例阀等智能控制元件，以提高控制的精度和响应速度。
五、系统安全为确保系统的安全运行，采取了以下措施：1. 设置溢流阀和减压阀等安全保护装置，防止过载和压力过高对系统造成损坏；2. 在油箱中设置液位计和温度计，实时监测油液的液位和温度，防止油液不足或温度过高对系统造成影响；3. 在管路中设置过滤器，防止杂质进入系统对元件造成损坏；4. 设置报警装置，当系统出现异常情况时，及时发出报警信号并切断电源，确保设备和人员的安全。
液压缸设计步骤和液压缸计算方法档
液压缸设计步骤和液压缸计算方法档液压缸（油缸）设计步骤：1.确定液压缸的工作参数：包括工作压力、负荷要求、行程长度、作用力、运动速度等。
这些参数可以根据设备的应用需求来确定。
2.选择液压缸的类型：有单作用和双作用两种，单作用液压缸只能在一个方向上产生推或拉力，而双作用液压缸可以在两个方向上产生推拉力。
3.计算活塞直径和活塞杆直径：活塞直径和活塞杆直径是根据负荷要求和工作压力来计算的。
一般来说，活塞直径越大，液压缸的承载能力越大，但也会增加摩擦阻力和油液消耗量。
4.确定液压缸筒体和活塞杆材料：根据工作环境的要求和负荷的性质选择合适的材料，一般常用的材料有铸铁、钢等。
5.完成液压缸内部部件的设计：包括密封件、液压缸密封结构、液压缸的阻尼装置等。
密封结构的设计需要考虑到液压缸的工作环境和工作温度。
6.进行液压缸的强度计算：计算液压缸各个部件的强度，包括活塞杆、筒体和密封结构等。
强度计算需要考虑到工作压力和作用力等参数。
7.进行液压缸的动态计算：根据液压缸的运动速度和所需的加速度等参数，进行液压缸的动态计算。
1.计算缸体容积：液压缸的容积可以通过下式计算得到：V=π/4*D^2*L其中，V为缸体容积，D为活塞直径，L为活塞行程长度。
2.计算活塞面积：根据活塞直径计算活塞面积，可以通过下式计算得到：A=π/4*D^2其中，A为活塞面积，D为活塞直径。
3.计算活塞杆面积：根据活塞杆直径计算活塞杆面积，可以通过下式计算得到：A'=π/4*D'^2其中，A'为活塞杆面积，D'为活塞杆直径。
4.计算推力：根据工作压力和活塞面积计算液压缸的推力，可以通过下式计算得到：F=P*A其中，F为液压缸的推力，P为工作压力，A为活塞面积。
5.计算液压缸的速度：液压缸的速度可以通过可控阀门来调节，一般使用油流量来计算液压缸的速度，可以通过下式计算得到：V=Q/A其中，V为液压缸的速度，Q为油流量，A为活塞面积。
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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 二、液压缸主要几何尺寸的设计计算 2.1液压缸工作压力的确定 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 2.1压力分级 级别 低压 中压 中高压 高压 超高压 压力范围（MPa） 0～2.5 >2.5～8 >8～16 >16～32 >32
2.2液压缸的公称压力系列（GB2346-80）（bar） 254063（80）100（125）160 200250315400500630800 依据表2.2所规定的公称压力系列，计算或选择的柱塞缸的公称压力为315bar=31.5MPa
2.2柱塞杆直径的确定 由柱塞式液压缸柱塞外伸时的推力公式： 61110APF（2-1）
得： 61110PFA（2-2）
式中：
1F—液压缸的推力，这里为液压缸载荷(N)
P—工作压力（Mpa）
1A—柱塞杆的作用面积（2m）
214
dA
（2-3）
式中： d—柱塞杆的直径（m） 将2-3带入2-2得d=0.019m=19mm， 由柱塞杆的标准系列取d=32mm
2.3液压缸行程 根据设计要求，行程取150mm
《液压与气压传动》P101 机械设计手册第五版第4卷22-245 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 机械设计手册第五版第5卷表21-6-25 2.4柱塞缸内径1D的确定 查表可得1D=42mm 2.5液压缸外径2D的确定 查表可得2D=50mm 2.6缸筒壁厚 计算得壁厚δ=(2D-1D)/2=4mm 缸的材料选45钢
2.7缸底壁厚 平行缸底，取缸底无油情况，
y
PDh433.0（2-7）
式中： h—缸底厚度（mm） D—液压缸内径（mm）
yP—试验压力（MPa）,工作压力MPaP16时，PPy5.1；工作
压力MPaP16时，PPy25.1
—缸底材料的许用应力（MPa）
对于：锻钢MPa120~100 铸钢MPa110~100 钢管MPa110~100 铸铁MPa60 45钢[]=120MPa 将以上数据代入上式得h=10.4mm，圆整取15mm。 2.8端盖厚度的确定 依据机械设计手册22.6-66选择活套式法兰缸头， 端盖的厚度：
)2()(3bmgmHddDddFh
（2-8）
式中： D—缸筒内径（m）
Hd—螺钉孔圆周直径（m）
md—作用力圆周直径（m）
bd—螺钉孔直径（m）
1d—柱塞缸内径（m）
2d—活塞缸筒与缸体配合的外径（m）
gD—端盖外径（m）
F—缸头所受到得最大压力（N） 首先来计算缸头在最大内压的情况下受到的压力F： 柱塞的面积是：
1A=2×/4D=0.00142m
缸壁厚度计算中得出最大压强：
maxP=39.375MPa
所以法兰承受的最大压力为： F=1maxAP=55125N
查表得，Hd=0.085m，046.0221dddmm，bd=0.024m，1d=0.042m，
2d=0.050m，gD=0.110m，缸盖的材料为45钢，缸筒材料的许用应力
[]=s/n=360/5=72MPa代入上式； 得h=75mm
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 件号 名称 材料 1 2 3 4 5 6 7 挡板 防尘圈 法兰 套 U形夹织物密封圈 支承环 导套 Q235-F 毛毡 45 ZQSn8-12 橡胶1-4 Q235-F ZQSn8-12
2.14进出油口大小的确定 液压缸的进出油口，可以布置在端盖或是缸体上。对于活塞杆固定的液压缸可设在活塞杆端部，如果液压缸无专用的排气装置，进出油口应设在液压缸的最高处，以便空气能首先从液压缸排出。进出油口的形式一般选用螺钉或是法兰连接，依据查表可知的当内径为80mm时，可以选用M27x2的螺孔连接。 2.15安装法兰设计 由于gD=110mm，查询国家标准法兰（GB9119—2000）可选安装法兰：法兰外径250mm，内径135mm，螺栓孔中心圆直径210mm，螺栓直径18mm，螺栓孔数8，法兰厚度24mm·
三、各零部件的校核及验算
3.1缸筒设计 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。 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。 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 /bMPa /sMPa
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 本次设计选取45号钢 从表中可以得到：
缸筒材料的屈服强度s=360MPa
缸筒材料的抗拉强度、b=610MPa； 现在利用屈服强度来引申出： 缸筒材料的许用应力[]=s/n=360/5=72MPa。 其中n=5是选取的安全系数。 3.2缸筒壁厚的验算 下面从以下三个方面进行缸筒壁厚的验算： 液压缸的额定压力nP值应低于一定的极限值，保证工作安全：
22
2122snD
DD35.0P）（
（MPa）（3-1）
根据式3-1得到： nP54.5MPa，由于nP=31.5MPa则满足条件
3.3液压缸的效率 液压缸的效率由以下三种效率组成： （A） 机械效率m，由各运动件摩擦损失所造成，在额定压力下，通常取9.0m （B） 容积效率v，由各密封件泄露所造成的，通常容积效率v为： 装弹性体密封圈时1v 装活塞环时98.0v （C） 作用力效率d，由出油口背压所产生的反作用力而造成。 m=0.9v=1d=0.9
dvm（3-2）
所以总效率=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
62110Zd4KF
（MPa）（3-3） 螺纹处的剪切应力 6310110Zd2.0KFdK
（MPa）（3-4）
22n3（MPa）（3-5）
式中： F—缸筒端部承受的最大推力（N）； D—缸筒内径（m）
0d—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12.0K1
——缸筒材料的许用应力（MPa）；
s—缸筒材料的屈服强度（MPa）；
n—安全系数取n—1.5-2.5 最大推力为：F=150KN 使用8个螺栓紧固缸盖，即：Z=8
螺纹外径和底径的选择：0d=24mm1d=20.752mm 系数选择：考虑到载荷可能有变化，为了安全，选取： K=3，1K=0.12
最大推力理论F=P*A=5.3142D=43.6KN 但实际1F=F*0.8=34.68KN 根据式3-3得到螺纹处的拉应力为：=103.8MPa 根据式3-4得到螺纹处的剪应力为：=55.8MPa
根据式3-5得到合成应力为：n=141.8MPa 由以上运算结果知，应选择螺栓等级为8.8级： 查表的得：抗拉强度极限b=800MPa屈服极限强度s=640MPa
不妨取安全系数n=2可以得到许用应力值：[]=s/n=640/2=320MPa