液壓機(jī)上橫梁的設(shè)計(jì)99

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1、材料成形設(shè)備項(xiàng)目5MN三梁四柱鑄造結(jié)構(gòu)上橫梁設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師：趙石巖日期：2013-11-114目錄一、活塞缸尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算2二、立柱尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算：4三、立柱、工作臺(tái)與橫梁的布置4四、上橫梁強(qiáng)度、剛度的計(jì)算4五、上橫梁二維零件圖10六、上橫梁三維圖仿真11七、有限元分析13參考文獻(xiàn)14145MN三梁四柱鑄造結(jié)構(gòu)上橫梁設(shè)計(jì)（單缸）技術(shù)參數(shù)：公稱壓力P：5MN介質(zhì)壓力p：31.5MPa最大工作行程S：480mm最大開間H：1000mm工作臺(tái)尺寸L×B（長(zhǎng)×寬）：1100×900mm工作速度V：12mm/s一、活塞缸尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算1、活塞頭直徑：2、活塞缸內(nèi)

2、徑：3、活塞缸外徑：取4、各部分尺寸（見圖1）：14圖1液壓缸各部分尺寸示意圖5、法蘭外徑：法蘭直徑：14二、立柱尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算：F為每根立柱的面積取立柱直徑:三、立柱、工作臺(tái)與橫梁的布置工作臺(tái)尺寸：1100×900mm圖2立柱與工作臺(tái)的位置布置四、上橫梁強(qiáng)度、剛度的計(jì)算1.由于上橫梁的剛度遠(yuǎn)大于立柱的剛度，因此可以將上橫梁簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁，如圖3：14圖3上橫梁簡(jiǎn)化受力圖最大彎曲在梁的中點(diǎn)：D——————缸法蘭的環(huán)形接觸面積平均直徑——————立柱寬邊中心距=1290mm最大剪力為：最大撓度在梁的中點(diǎn)，由于亮的跨度與高度相比不是很大，因此應(yīng)考慮剪力

3、對(duì)撓度的影響，梁中點(diǎn)撓度為：3.中間截面慣性矩計(jì)算：梁的高度取：將上橫梁的橫截面簡(jiǎn)化為工字梁，如圖4所示14圖4上橫梁橫截面簡(jiǎn)化圖先求截面底邊W—W軸的慣性矩Jw式中—每塊矩形面積對(duì)本身形心軸的慣性矩再求出整個(gè)截面的形心軸Z—Z軸到W—W軸的距離h0整個(gè)截面對(duì)形心軸的慣性矩為14為了方便，借助表格輔助計(jì)算（表1）表1.梁的慣性矩計(jì)算表1序號(hào)bi/mmhi/mmFi=bihi/mm2ai/mmSi=Fi-ai/mm3Ji=Si-ai/mm4/mm419000.375x337.5x570-0.1875x337.5x(570-0.1875

4、x)(570-0.1875x)2337.5x3.955x32x+1005050x+500545-0.375x(50x+500)(545-0.375x)(545-0.375x)2(50x+500)10416.7x+104166.73x470-0.75x470x-0.75x2285285(470x-0.75x2)2852(470-0.75x2)0.083x(470-0.75x)34x+1005050x+5000.375x+25(50x+500)(0.375x+25)(50x+500)(0.375x+25)210416.7x+104166.75900

5、0.375x337.5x0.1875x337.5x×0.1875x(0.1875x)2337.5x3.955x3Σ5701245x-0.75x2+1000中間截面最大壓應(yīng)力：將表格計(jì)算結(jié)果代入h0，JZ計(jì)算公式，并將計(jì)算結(jié)果代入此方程，利用二分法和excel軟件解得：對(duì)于x≥20的值，最大壓應(yīng)力均滿足剛度要求中點(diǎn)撓度f0式中，E=210GPa14G=J=JZF=相對(duì)撓度：將表格計(jì)算結(jié)果代入上面方程，利用二分法和excel軟件解得：對(duì)于x≥273的值，都滿足剛度要求。因此，去x=280，,則筋板厚70mm，蓋板厚105mm.將x=280代入上述計(jì)

6、算過程得具體數(shù)值表2梁的慣性矩計(jì)算表2序號(hào)bihiFiaiSiJiJ0190010594500517.548903750253076906258682187523805019000440836000036784000003958333.333328026072800285207480005913180000410106666.74380501900013024700003211000003958333.33359001059450052.5496125026046562586821875Σ5702998008544300035480836250

7、591667083.3強(qiáng)度剛度校核：最大壓應(yīng)力：最大拉應(yīng)力：14核算中點(diǎn)撓度f0式中，E=210GPaG=JZ=1006696133mm4F=299800mm2K按以下公式進(jìn)行計(jì)算b=280mm相對(duì)撓度：經(jīng)上計(jì)算校核，設(shè)計(jì)尺寸符合強(qiáng)度剛度要求。14五、上橫梁二維零件圖14六、上橫梁三維圖仿真正等側(cè)視圖14前視圖俯視圖左視圖14七、有限元分析14參考文獻(xiàn)1王衛(wèi)衛(wèi)主編.材料成型設(shè)備.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20112俞新陸主編.液壓機(jī).機(jī)械工業(yè)出版社，19823第一重型機(jī)械廠、哈爾濱工業(yè)大學(xué)編著.黑龍江人民出版社，197914