高校高數(shù)經(jīng)典期末考試復(fù)習(xí)題

1、步驟四：4.1上臂油缸的設(shè)計 設(shè)液壓缸單活塞桿雙向運(yùn)動時的負(fù)載力相同,不記執(zhí)行件質(zhì)量。液壓系統(tǒng)工作壓力為P=MPa。3.1.1 確定液壓缸類型和安裝方式根據(jù)主機(jī)的運(yùn)動要求,按機(jī)械設(shè)計手冊4表23.639,選擇液壓缸類型為單桿活塞式雙作用液壓缸4。下圖為單桿活塞式雙作用液壓缸示意圖： （圖3.1.1）此類液壓缸特點(diǎn)為活塞雙向運(yùn)動產(chǎn)生推、拉力?；钊谛谐探K了時不減速。 將缸體固定，活塞桿運(yùn)動，按機(jī)械設(shè)計手冊4表23.640 液壓缸的安裝方式，選擇合適的安裝方式4。考慮機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)要求，上臂起升、下降時液壓缸的活塞桿進(jìn)行伸縮實(shí)現(xiàn)運(yùn)動需求。查機(jī)械設(shè)計手冊4表23.6-40 液壓缸的安裝 (P23-176

2、)選擇耳環(huán)型安裝方式，這種安裝方式使液壓缸在垂直面內(nèi)可擺動,滿足上臂動作要求4。3.1.2 確定液壓缸的主要性能參數(shù)和主要尺寸根據(jù)主機(jī)的動力分析和運(yùn)動分析,確定液壓缸的主要性能參數(shù)和主要尺寸1) 液壓缸內(nèi)徑D的計算 根據(jù)載荷力的大小和選定的系統(tǒng)壓力來計算液壓缸內(nèi)徑D 計算公式： =3.57 （3.1）式中 -液壓缸內(nèi)徑（m）； -液壓缸推力（kM）； -選定的工作壓力（MPa）。其中的計算過程如下： 當(dāng)高空作業(yè)車上下臂處于如下狀態(tài)時，如圖3.1.2。上臂液壓缸所受的力最大，即液壓缸具備的最大力必須大于此時的力。 ( 圖3.1.2) 有: （3.2）其中:-上臂自重,由計算為7.5310。 -上

3、臂長度，為5.950m。 -高空作業(yè)車吊籃最大承受力，由計算知為2.0。-點(diǎn)到力的垂直距離，由計算得=1.796m。代入公式(3.2)得: 將,代入式(3.1),得: 按機(jī)械設(shè)計手冊4表23.6-33給出的缸筒內(nèi)徑尺寸系列圓整成標(biāo)準(zhǔn)值4。 表23.6-33 液壓缸內(nèi)徑尺寸系列 (摘自GB/T23481993) () 840125（280）1050 （140）3201263160（360）1680（180）40020（90）200（450）25100（220）50032（110）250 (表三)即取:2)活塞桿直徑的計算 根據(jù)速度比的要求來計算活塞桿直徑 (3.3)式中 -活塞桿直徑(); -液

4、壓缸直徑(); -速度比 -活塞桿的縮入速度; -活塞桿的伸出速度。此處，取液壓缸的往復(fù)運(yùn)動速度比為1.46,由機(jī)械設(shè)計手冊4表23.6-57(P23-191)4查得: (3.4)將代入式(3.4) 得: 查機(jī)械設(shè)計手冊4表23.6-34 液壓缸活塞桿外徑尺寸系列（摘自GB/T2348-1993）4 表23.634 液壓缸活塞桿外徑尺寸系列 (摘自GB/T 23481993) ()420561605226318062570200828802201032902501236100280144011032016451253601850140(表四)取液壓缸活塞桿外徑尺寸如下： 。3)液壓缸行程的確定

5、 由于上下臂工作狀態(tài)最大夾角為,如下圖所示： （圖3.1.3）上下臂鉸點(diǎn)位置如上所示,代入數(shù)據(jù)可求出線段的長度,由此長度計算上臂油缸的最大行程,計算過程如下: 查機(jī)械設(shè)計手冊4表23.6-35 液壓缸活塞行程第一系列()4。 表23.635 液壓缸活塞行程第一系列() 摘自(GB23491980)2550801001251602002503204005006308001000125016002000250032004000(表五)由以上條件取S值如下: 。4)液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算(1)缸筒壁厚的計算按薄臂筒計算: （3.5）式中 -液壓缸缸筒厚度(); -試驗(yàn)壓力()。取，即，。 -液壓缸內(nèi)徑

6、（m）； -剛體材料的許用應(yīng)力（），取。代入式（3.5）中，得： （2）缸體外徑的計算 (3.6)代入數(shù)據(jù)得: 查機(jī)械設(shè)計手冊4表23.6-60(P23-192)圓整液壓缸外徑為1054。（3）流量的計算由原始數(shù)據(jù)得,上臂的變幅時間小于等于40,且由上面計算可知液壓缸活塞桿的行程為1000,則,液壓缸活塞桿運(yùn)動的最小速度13。查機(jī)械設(shè)計手冊4表23.4知:,取最大為0.12。即，液壓缸活塞桿運(yùn)動的最大速度為： 則液壓缸流量 3.2下臂油缸的設(shè)計計算 設(shè)液壓缸單活塞桿雙向運(yùn)動時的負(fù)載力相同,不記執(zhí)行件質(zhì)量。液壓系統(tǒng)工作壓力為P=16MPa。3.2.1 確定液壓缸類型和安裝方式根據(jù)主機(jī)的運(yùn)動要求,

7、按機(jī)械設(shè)計手冊4表23.639,選擇液壓缸類型為單桿活塞式雙作用液壓缸。此類液壓缸特點(diǎn)為活塞雙向運(yùn)動產(chǎn)生推、拉力?；钊谛谐探K了時不減速。 與上一個液壓缸相似，查機(jī)械設(shè)計手冊4表23.6-40 液壓缸的安裝 (P23-176)選擇耳環(huán)型安裝方式4，這種安裝方式使液壓缸在垂直面內(nèi)可擺動,滿足下臂動作要求。3.2.2確定液壓缸的主要性能參數(shù)和主要尺寸根據(jù)主機(jī)的動力分析和運(yùn)動分析,確定液壓缸的主要性能參數(shù)和主要尺寸:1) 液壓缸內(nèi)徑D的計算 根據(jù)載荷力的大小和選定的系統(tǒng)壓力來計算液壓缸內(nèi)徑D 計算公式： =3.57 （3.7）式中 -液壓缸內(nèi)徑（m）； -液壓缸推力（kM）； -選定的工作壓力（MP

8、a）。其中的計算過程如下： 當(dāng)高空作業(yè)車上下臂處于如下狀態(tài)時，如圖3.2.1。上臂液壓缸所受的力最大。此時，上下臂夾角為，下臂水平放置，上臂抬起與下臂成夾角。 ( 圖3.2.1) 把上下臂當(dāng)成一個整體，將所受力對點(diǎn)取矩9，得： （3.8）其中: -上臂自重,由計算為7.5310。 -高空作業(yè)車吊籃最大承受力，由計算知為2.0。-下臂自重,由計算知其值是。 -點(diǎn)到力的垂直距離。 -點(diǎn)到上臂重力的垂直距離。 -點(diǎn)到下臂重力的垂直距離。 -最大起重量，由計算得。 -點(diǎn)到力的垂直距離，為5.6。已知上下臂夾角為，上臂長為5.950,下臂長為5.6,且已知上下臂上各鉸點(diǎn)位置,通過計算得: ; 。其中為點(diǎn)

9、到力的垂直距離，計算過程如下所示：已知尺寸如下圖（3.2.2）所標(biāo)示18。 (圖3.2.2)由此計算得: 。將所得數(shù)據(jù)代入公式(3.8)得: 將,代入式(3.7),得: 按機(jī)械設(shè)計手冊4表23.6-33(P23-173)給出的缸筒內(nèi)徑尺寸系列圓整成標(biāo)準(zhǔn)值。即?。骸?)活塞桿直徑的計算 根據(jù)速度比的要求來計算活塞桿直徑 (3.9)式中 -活塞桿直徑(); -液壓缸直徑(); -速度比 -活塞桿的縮入速度; -活塞桿的伸出速度。此處，取液壓缸的往復(fù)運(yùn)動速度比為1.46,由機(jī)械設(shè)計手冊4表23.6-57(P23-191)4查得: (3.10)將代入式(3.4) 得: 查機(jī)械設(shè)計手冊4表23.6-34

10、 液壓缸活塞桿外徑尺寸系列（摘自GB/T2348-1993）4取液壓缸活塞桿外徑尺寸如下： 3)液壓缸行程S的確定 首先計算下臂升至最大角時，下臂鉸點(diǎn)與底盤鉸點(diǎn)之間的距離10。如下圖所示： (圖3.2.3) 如上圖(3.2.3)所示，由計算得下臂升至最大角時，下臂鉸點(diǎn)與底盤鉸點(diǎn)之間的距離為：。查機(jī)械設(shè)計手冊4表23.6-35 液壓缸活塞行程第一系列(),由以上條件取S值如下: 。4)液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算(1)缸筒壁厚的計算4按薄臂筒計算: （3.11）式中 -液壓缸缸筒厚度(); -試驗(yàn)壓力()。取，即，。 -液壓缸內(nèi)徑（m）； -剛體材料的許用應(yīng)力（），取。代入式（3.5）中，得： （2）缸

11、體外徑的計算 (3.12)代入數(shù)據(jù)得: 查機(jī)械設(shè)計手冊4表23.6-60(P23-192)取液壓缸外徑為2004。（3）流量的計算由原始數(shù)據(jù)得,下臂的變幅時間小于等于40,且由上面計算可知液壓缸活塞桿的行程為800,則,液壓缸活塞桿運(yùn)動的最小速度13。查機(jī)械設(shè)計手冊4表23.4知:,取最大為。即，液壓缸活塞桿運(yùn)動的最大速度為： 則液壓缸流量 3.3回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)液壓馬達(dá)設(shè)計3.3.1 轉(zhuǎn)矩計算17 (圖3.3.1)其中，-平臺最大載荷； -上臂和下臂總重。查機(jī)械設(shè)計手冊3表1.120 物體的摩擦系數(shù)12 ?。耗Σ料禂?shù)。如上圖(3.3.1)所示，力對支架中心點(diǎn)取矩，得： 力對支架中心點(diǎn)取矩，得： 查機(jī)

12、械設(shè)計手冊4表23.6-3 各種液壓馬達(dá)的適用工況和應(yīng)用范圍,選取適合的液壓馬達(dá)類型4。 表23.6-3 各種液壓馬達(dá)的適用工況和應(yīng)用范圍 馬達(dá)類型適用工況應(yīng)用范圍齒輪馬達(dá)結(jié)構(gòu)簡單,制造簡單,但轉(zhuǎn)速脈動性較大,齒輪馬達(dá)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不大,速度平穩(wěn)性要求不高,噪聲限制不嚴(yán),適用于高轉(zhuǎn)速低轉(zhuǎn)矩情況下。鉆床，通風(fēng)設(shè)備葉片馬達(dá)結(jié)構(gòu)緊湊，外型尺寸小，運(yùn)動平穩(wěn)，噪聲小，負(fù)載轉(zhuǎn)矩較小。磨床回轉(zhuǎn)工作臺，機(jī)床操縱機(jī)構(gòu)擺線馬達(dá)負(fù)載速度中等，體積要求小塑料機(jī)械、煤礦機(jī)械、挖掘機(jī)軸向柱塞馬達(dá)結(jié)構(gòu)緊湊，徑向尺寸小，轉(zhuǎn)動慣量小，轉(zhuǎn)速較高負(fù)載大，有變速要求，負(fù)載轉(zhuǎn)矩小，低速平穩(wěn)性要求高。起重機(jī)、鉸車、鏟車、內(nèi)燃機(jī)車、數(shù)控機(jī)床行走機(jī)械徑向柱塞馬達(dá)負(fù)栽轉(zhuǎn)矩較大，速度中等，徑向尺寸大塑料機(jī)械，行走機(jī)械等內(nèi)曲線徑向馬達(dá)負(fù)載轉(zhuǎn)矩很大，轉(zhuǎn)速低，平穩(wěn)性高的場合挖掘機(jī)、拖拉機(jī)、起重機(jī)、采煤機(jī)等(表六)由轉(zhuǎn)矩，查機(jī)械設(shè)計手冊4表23.6-18 1JMD型液壓馬達(dá)技術(shù)規(guī)格 1JMD-100 表23.6-18 1JMD型徑向柱塞液壓馬達(dá)技術(shù)規(guī)格 型號排量轉(zhuǎn)速壓力/轉(zhuǎn) 矩/功 率/機(jī) 械效 率偏心距重 量額定最大額定最大額定最大（%）/1JMD-400.20110-40016220.470.64519.226.491.51644.51JMD-63