高校高数经典期末考试复习题

步骤四：4.1 上臂油缸的设计设液压缸单活塞杆双向运动时的负载力相同,不记执行件质量。液压系统工作压力为 P=MPa。3.1.1 确定液压缸类型和安装方式根据主机的运动要求,按机械设计手册 4表 23.639,选择液压缸类型为单杆活塞式双作用液压缸 4。下图为单杆活塞式双作用液压缸示意图：（图 3.1.1）此类液压缸特点为活塞双向运动产生推、拉力。活塞在行程终了时不减速。将缸体固定，活塞杆运动，按机械设计手册 4表 23.640 液压缸的安装方式，选择合适的安装方式 4。考虑机构的结构要求，上臂起升、下降时液压缸的活塞杆进行伸缩实现运动需求。查机械设计手册 4表 23.6-40 液压缸的安装 (P23-176)选择耳环型安装方式，这种安装方式使液压缸在垂直面内可摆动,满足上臂动作要求 4。3.1.2 确定液压缸的主要性能参数和主要尺寸根据主机的动力分析和运动分析,确定液压缸的主要性能参数和主要尺寸1) 液压缸内径 D 的计算根据载荷力的大小和选定的系统压力来计算液压缸内径 D 计算公式：=3.57 （3.1）式中 -液压缸内径（m） ；-液压缸推力（kM） ；-选定的工作压力（MPa） 。其中 的计算过程如下：当高空作业车上下臂处于如下状态时，如图 3.1.2。上臂液压缸所受的力最大，即液压缸具备的最大力必须大于此时的力。( 图 3.1.2)有: （3.2）其中: -上臂自重,由计算为 7.53 10 。-上臂长度，为 5.950m。-高空作业车吊篮最大承受力，由计算知为 2.0 。- 点到力 的垂直距离，由计算得 =1.796m。代入公式(3.2)得:将 , 代入式(3.1),得: 按机械设计手册 4表 23.6-33 给出的缸筒内径尺寸系列圆整成标准值 4。表 23.6-33 液压缸内径尺寸系列(摘自 GB/T23481993) ( )8 40 125 （280）10 50 （140） 32012 63 160 （360）16 80 （180） 40020 （90） 200 （450）25 100 （220） 50032 （110） 250(表三)即取:2)活塞杆直径 的计算根据速度比的要求来计算活塞杆直径(3.3)式中 -活塞杆直径( );-液压缸直径( );-速度比-活塞杆的缩入速度 ;-活塞杆的伸出速度 。此处，取液压缸的往复运动速度比为 1.46,由机械设计手册 4表 23.6-57(P23-191)4查得: (3.4)将 代入式(3.4) 得:查机械设计手册 4表 23.6-34 液压缸活塞杆外径尺寸系列（摘自 GB/T2348-1993） 4表 23.634 液压缸活塞杆外径尺寸系列(摘自 GB/T 23481993) ( )4 20 56 1605 22 63 1806 25 70 2008 28 80 22010 32 90 25012 36 100 28014 40 110 32016 45 125 36018 50 140(表四)取液压缸活塞杆外径尺寸如下：。3)液压缸行程 的确定由于上下臂工作状态最大夹角为 ,如下图所示：（图 3.1.3）上下臂铰点位置如上所示,代入数据可求出线段 的长度,由此长度计算上臂油缸的最大行程,计算过程如下:查机械设计手册 4表 23.6-35 液压缸活塞行程第一系列()4。表 23.635 液压缸活塞行程第一系列( )摘自(GB23491980)25 50 80 100 125 160 200 250 320 400500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3200 4000(表五)由以上条件取 S 值如下: 。4)液压缸结构参数的计算(1)缸筒壁厚的计算按薄臂筒计算: （3.5）式中 -液压缸缸筒厚度( );-试验压力( )。取 ，即，。-液压缸内径（m） ；-刚体材料的许用应力（ ） ，取 。代入式（3.5）中，得：（2）缸体外径的计算(3.6)代入数据得:查机械设计手册 4表 23.6-60(P23-192)圆整液压缸外径为 105 4。（3）流量的计算由原始数据得,上臂的变幅时间小于等于 40 ,且由上面计算可知液压缸活塞杆的行程为 1000 ,则,液压缸活塞杆运动的最小速度 13。查机械设计手册 4表 23.4 知: ,取 最大为 0.12。即，液压缸活塞杆运动的最大速度为：则液压缸流量3.2 下臂油缸的设计计算设液压缸单活塞杆双向运动时的负载力相同,不记执行件质量。液压系统工作压力为 P=16MPa。3.2.1 确定液压缸类型和安装方式根据主机的运动要求,按机械设计手册 4表 23.639,选择液压缸类型为单杆活塞式双作用液压缸。此类液压缸特点为活塞双向运动产生推、拉力。活塞在行程终了时不减速。与上一个液压缸相似，查机械设计手册 4表 23.6-40 液压缸的安装 (P23-176)选择耳环型安装方式 4，这种安装方式使液压缸在垂直面内可摆动,满足下臂动作要求。3.2.2 确定液压缸的主要性能参数和主要尺寸根据主机的动力分析和运动分析,确定液压缸的主要性能参数和主要尺寸:1) 液压缸内径 D 的计算根据载荷力的大小和选定的系统压力来计算液压缸内径 D 计算公式：=3.57 （3.7）式中 -液压缸内径（m） ；-液压缸推力（kM） ；-选定的工作压力（MPa） 。其中 的计算过程如下：当高空作业车上下臂处于如下状态时，如图 3.2.1。上臂液压缸所受的力最大。此时，上下臂夹角为 ，下臂水平放置，上臂抬起与下臂成夹角 。( 图 3.2.1)把上下臂当成一个整体，将所受力对 点取矩 9，得：（3.8）其中: -上臂自重,由计算为 7.53 10 。-高空作业车吊篮最大承受力，由计算知为 2.0 。-下臂自重,由计算知其值是 。-点 到力 的垂直距离。-点 到上臂重力 的垂直距离。-点 到下臂重力 的垂直距离。-最