基于UG的油缸的参数化设计论文[带图纸].doc

编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目： 基于UG平台的油缸的参数化设计 信机 系 机电一体化 专业学 号： 学生姓名： 指导教师： （职称：副教授 ） （职称： ） 2013年05月25日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚 信 承 诺 书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 基于UG平台的油缸的参数化设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 机械94 学 号： 0923189 作者姓名： 2013 年 05 月 25 日摘 要 通过CAD/CAM平台，UG体现出了其强大的功能，但UG为了支持一般的CAD/CAM软件系统，只拥有其中一部分最基本的功能，缺少用于设计制造专用产品所需要的完整的计算机功能。机械设计产品花样繁多，需要对具体的设计制造对象对CAD/CAM软件二次开发，以此来创建出功能优异，界面完善，使用便捷的CAD/CAM系统.通过UG的二次开发工具，可以扩展UG 的功能，实现某些特定产品的参数化设计和管理。可以大大提高产品设计的效率。 此次设计的题目是基于UG二次开发的油缸参数化设计管理。总体思路是输入预荷油缸的原始设计参数，通过相关公式及查表获得油缸的几何参数，再通过油缸的几何参数建立油缸模型，从而达到油缸参数化设计，再通过对油缸的各个零部件的管理达到基于UG二次开发的油缸参数化管理。 关键词：油缸；设计参数；几何参数；参数化设计；管理Abstract UG display the formidable function on CAD/CAM, but UG is the general support software system, only has the CAD/CAM basic function and not provide the complete computer-aided design/manufacture function which the special-purpose product needed. As a result of the ever-changing mechanical product,it needs to aim at the concrete object in the CAM software platform which selects to carry on the re-development and designs the nodding acquaintance good and it is easy to operate special-purpose product CAD/CAM system.Through the UG re-development tool,we may expand the function of UG and realize certain specific product parametrization design and the management.we also may enhance the efficiency of product design greatly. This design topic is based on the UG re-development on hydrocylinder parametrization design management.The overall train of thought is that we should input the primitive design variable of the pre-Dutch hydrocylinder,and obtains the geometry parameter of the cylinder through the correlation formula and the table, and then establish the hydrocylinder mode through geometry parameter of hydrocylinder , thus we achieve the hydrocylinder parametrization design and hydrocylinder parametrization management. Keywords: hydrocylinder,design parameter,geometry parameter, parametrization design,management目 录摘 要IIIAbstractIV目 录V1 绪论1 1.1 本课题的研究内容和意义1 1.2国内外的发展概况1 1.3本课题应达到的要求22 相关软件3 2.1 unigraphics NX的简介32.1.1 unigraphics NX的概述32.1.2 unigraphics NX的功能3 2.2 Visual C+的简介62.2.1 Visual C+的概述62.2.2 Visual C+的功用72.2.3 设计选用的原因73 液压缸的介绍9 3.1液压缸的分类和特点93.1.1 活塞式液压缸393.1.2 柱塞式液压缸123.1.3 摆动液压缸133.1.4 其他144 预荷油缸的尺寸参数的确定15 4.1 液压缸的主要尺寸154.1.1活塞杆直径d154.1.2液压缸内径D15 4.2 液压缸的校核164.2.1 缸体壁厚的校核164.2.2 液压缸缸盖固定螺栓直径的校核164.2.3活塞杆稳定性的验算16 4.3 动系统及元件缸内径及活塞杆外径选定标准174.3.1 液压缸的缸内径应符合下表4-4的规定7174.3.2 液压缸的活塞杆外径应符合下表4-5的规定175 UG/Open API的介绍18 5.1 UG/Open API的基础知识185.1.1 UG/Open API应用程序的初始化与终止205.1.2 函数名称及参数规范205.1.3 UG对象类型及操作236 创建UG应用程序的用户界面27 6.1 MenuScript菜单技术276.1.1 简介276.1.2 菜单脚本文件及其语法28 6.2 UIStyle对话框技术356.2.1 缸筒的参数化设计的对话框356.2.2 活塞的参数化设计的对话框39 6.2.3 卡键帽的参数化设计的对话框416.2.4 载荷预设值的对话框447 编译环境设置46 7.1 创建VC+46 7.2 配置调试环境478 编写UG/Open API程序50 8.1简介50 8.2 创建应用程序主体函数建模函数508.2.1 缸筒建模函数1050 8.3 应用程序的自动加载51 8.3.1 应用程序的自动加载518.4 应用程序的运行结果52 8.4.1 应用程序的运行结果529 结论与展望559.1 结论559.2 不足之处及未来展望55致 谢56参考文献57附 录581 绪论原始的机械设计及制造过程艰难且充满复杂性，从设计的整体思路初现端倪开始设计者就要不间断的反复进行产品设计的整个过程，由于缺少一个人性化的产品设计系统,设计的整体过程就会显得比较复杂，随之而来的便是效率的及其低下。随着设计软件及CAD/CAM技术的不断发展，开发者通过编写程序将设计过程中最抽象，最通用及最最通用的部分抽取出来并使使用者能够根据实际的情况进行功能的组合，以实现参数化的CAD/CAM交互系统。1.1 本课题的研究内容和意义 UG在CAD/CAM上显示出了强大的功能,但UG为了支持一般软件的运行于操作,仅具有CAD/CAM的一些基础性功能,没有开发出完善且系统的功能来支持专用产品的计算机设计及制造。机械设计的复杂性及产品功能的繁复性决定了需要对CAM软件平台进行二次开发以适应具体变化的对象。同样，通过UG二次开发工具，可以扩展UG 的功能，实现某些产品的参数化设计加工和管理，由此，产品设计的效率将被大大的提高。 产品的设计制造过程中,产品自身的形状及相应的尺寸必然需要经过多次的协调,优化与修正。如果通过CAD/CAM进行非参数化建模,那么即使只是改变图形的一个结构与尺寸,也要对产品的具体数据进行修改,甚至是重新进行建模,能否在进行产品设计的时候，通过添加某些特定的数据从而获得产品设计所需的各个机构及零部件的具体尺寸;同样,若产品的总体设计发生变化,是否可以通过只修改其中一部分的数据而获得产品全新的数据信息呢？这便是是参数化设计的具体思想。1.2国内外的发展概况 UG因其强大的功能成为了当今世界上最为被广泛应用的设计软件，其中包含了世界上最强力、最广泛的产品设计应用模块。UG软件作为先进的CAD/CAM设计软件，拥有产品的开发制造，设备全自动生产、设备无缝精确装配、三维图形资源库的功能。 UG在当今机械产品的设计与制造行业中被运用的日渐广泛及深入，相较于AutoCAD等平面绘图系统，UG的运用较为繁复，但也无法阻碍人们对其深入了解的脚步。从这一点也可以看出来UG拥有人们所希望的良好的性能和全面的开发方法。伴随着我国GDP的快速增长及制造业技术的不断发展，对于电脑制图能力的要求越来越高，并且现在的制图软件功能也越来越强大，所以UG的应 用也越来越广泛，现在，这些制图软件已在电子和电气、科学研究、机械 设计、软件开发、机器人、模具、工厂自动化、土木建筑、地质、家电等 各个领域得到广泛应用。制造商在进行产品的研发时所需要的工具及软件可以完全的被NX开发方案所支持。UGS PLM 的一些解决方案均能与NX开发方案完美结合。如今，UG已经被包括：通用汽车，通用电气，福特，波音麦道，洛克希德，劳斯 莱斯，日产，克莱斯勒，及美军方所运用，UG几乎包办了所有飞机及汽车发动机的设计，体现出了其在高端工程领域及军工领域的实力。在高端领域与CATIA并驾齐驱。 对一般的设计人员来说，要运用UG进行复杂产品的三维机械设计，设计师首先要花费大量的时间熟悉整个软件的运行过程，同时要在较短的时间内对三维建模有较为深刻的认识，这是一个极其困难的任务。UG的二次开发工具应运而生，通过其对复杂机械结构的参数化设计，设计的整体效率被大大的提高。由于UG软件的通用性只包含有CADCAM的一些基本功能，无法提供进行专门产品设计是所需要的特定的功能。机械产品具有繁复性，需要针对具体对 象在选用的CAM软件平台上进行二次开发，来设计出界面友好、功能强大和使用方便的专用产品的CAD/CAM系统UG/OPEN UIStyler、UG/OPEN GRIP 和UG/OPEN API 的二次开发技术。1.3本课题应达到的要求 此次设计的题目是基于UG平台的油缸的参数化设计.总体思路是输入油缸的原始设计参数，通过相关公式及查表获得油缸的几何参数，再通过油缸的几何参数运用Unigraphics NX及Visual C+等三维软件及编程软件建立油缸模型，从而达到油缸参数化设计。 2 相关软件2.1 unigraphics NX的简介 2.1.1 unigraphics NX的概述UG NX作为机械设计领域用途最为广泛的三维建模软件，其主要的作用是创建从设计到制造的整套自动化流程，作为全新一代的CADCAM的系统软件，其在机械设计方面用途广泛。相对于传统CADCAM软件功能的局限性，UG NX不仅能进行产品结构的绘制与建立，更能为此建立一套健全的产品设计制造方案，包括产品设计、结构设计、模型建立、加工成型、结构分析、产品的分析及数据管理、甚至产品使用寿命的评估，因此UG NX是集合了多种功能的设计系统。UG NX已成为世界商最优秀公司广泛使用的设计系统。这些公司包括：通用电气、波音飞机、松下、飞利浦、爱立信、柯达、精工。从1990年登陆中国以来，经历了多次迅猛的发展已成为中国航天业、汽车制造、机械制造业及家用电气等领域的首选软件。1 2.1.2 unigraphics NX的功能几个不同的模块构成了UG NX软件，其中包括了CAD、CAM、注塑件、金属件、工程质量检测、管路应用、Web、逆向工程等不同模块，其中每个功能模块都以Gateway环境为基础，它们之间既相互独立又互相联系。 2.1.2.1 CAD模块由于在三维建模领域拥有很强的能力，因此UG NX软件早已被世界上多家航天及汽车制造厂商所运用。CAD模块又由以下许多独立功能的子模块构成： （1） 建模模块此模块作为全新的产品设计造型模块，提供实体化建模、特性建模、曲面建模等一系列先进的造型和辅助功能。草图工具适合于全参数化设计；曲线工具虽然参数化功能不如草图工具，但用来构建线框图更为方便；实体工具完全整合基于约束的特性建模和显示几何建模的特征，由此各种特征实体、线框架构等功能能被自由的使用；曲面工具是基于整合了实体化建模和曲面建模基础技术上的设计工具，可以设计出如工业造型设计产品的复杂曲面外形。 （2） 工程制图模块 UG工程制图模块中的平面工程图由实体模型自主生成，也可用曲线功能直接绘制。此模块还提供自主的视图布局（包括基本视图、剖视图、向视图等），而且可以自动或者手动对尺寸进行标注，自动进行剖面线的绘制、对形位公差和表面粗糙度进行标注等。由于3D模型的变化，工程图将会进行同步的更新，进而使二维工程图与三维模型达到基本一致，同时也减少了因3D模型改变而更新二维工程图的时间。 另外，消隐线与截面视图也包括于视图之中，模型修改完成后也会进行相应的更新，且可以运用自动的视图布局能力提供快速的图纸布局，从而减少工程图更新所需的时间。 （3） 装配建模模块UG装配建模模块是用于产品的模拟装配，支持“由底向上”和“由顶向下”的装配方法。在总装配文中可以对装配模型进行设计和改造，组件通过对齐、偏移等方法进行定位及配对，加强了性能，减少了对存储的要求。 （4） 模具设计模块模具设计模块是UGS公司提供的运行在UG软件基础上的一个智能化、参数化的注塑模具设计模块。此模块能够对产品的分型、型腔、滑块、推杆、镶块、型腔轮廓，以及创建电火花加工的电极、模具的模架、浇注系统和冷却系统等提供了方便的设计途径，最终的目的是生成与产品参数相关的、可用于数控加工的三维模具模型。此外，3D模型的每一改变均会自动地关联到型腔和型芯。 2.1.2.2 CAM模块 作为UG NX在计算机上的辅助制造模块，CAM模块提供了CLSFS编译与创建实现了对NC的加工，提供了包括铣、车、切割、钣金等加工方法的交互操作，还具有机床数据文件生成器及图形后置处理的支持。同时又提供了系统资源制造系统、刀具轨迹编辑器、模拟切削、模拟机床等一系列功能。 2.1.2.3 UG/Gateway模块 Gateway是运行另外一些对应模块的前提条件，该模块为UG NX6另外模块的运作提供了底层相一致的数据库支持和一个图形交互环境。通过它能够打开已经保存的部件文件、建立全新的部件文件、画出工程图像及支持不同格式的文件等操作，也提供图层控制、屏幕布局及视图的定义、表达式及特征查询、对象信息及分析、显示控制及隐藏和再现对象等操作。 2.1.2.4 MoldWizard 模块MoldWizard是UGS公司设计的能够在Unigraphics NX软件基础上运行的一个注塑模具设计模块。MoldWizard为产品的分型、型腔、推杆、滑块、镶块、复杂型创建电火花加工的电极和模具的模架、冷却系统和浇注系统等提供了方便的设计途径，最终可以生成与产品参数相同的、可用于数控加工的三维模具模型。 2.1.2.5 有序的开发环境 UG NX开发工具统称为UG/OPEN，是一系列基于UG的应用软件在一个开放的平台上集成的。他们随UG NX一起发布，主要包括：API、UI Styler、GRIP、KF、NX OPEN、Menu script。 2.1.3 设计选用的原因UG/OPEN是一系列UG NX开发工具的总称，主要包括：UIStyler、Menu script、GRIP、UI API、NX OPEN、KF。 （1） UG/OPEN UIStyler 作为开发对话框的工具,UG/OPEN UIStyler能使设计的对话框于UG相集成,使用户的操作更加方便、更有效的与UG进行联动操作。免除了对繁复的图形与用户接口进行编程,直接使用对话框里的基本空间进行不同的组合从而形成功能相异的对话框。 启动入UG,点击【开始】【所有应用模块】【用户界面样式编辑器】即可启动UG的对话框自主设计功能。可通过选择点击工具栏上的各个控件实现设计对话框上各控件的添加及删除;通过对象浏览器能观察到各个控件所包含的信息；可运用资源编辑器对对话框中的各个控件的信息及功能进行修改与删除；同时，可通过设计对话框观察所设计的对话框的界面情况。 界面设计结束后,将设计完成的对话框保存后即可自动生成三个文件: .dlg、_template.c和 .h文件。其中：.dlg用于保存对话框中的图形文件; .h是对话框的头文件,其中包含了对话框和对话框中控件的标识符号及其原型函数;_template.c作为对话框中C语言的头文件,包含了各种指令及定义。之后的工作是修改 *_template.c模板文件并在其中加入相应的代码,以确保对话框能调用函数以实现预期的功能。模板文件*_template.c的修改应该在Vc中修改完成,然后和 .h编译连接生成 .dll文件.这种dll文件可以直接通过3种方式调用： 1）通过Open Grip函数调用2）通过.men调用，需要写在.men文件中3）通过UI Styler二次开发的对话框.dlg中的按钮响应函数来调用 开发人员可以通过UIStyler工具方便、快捷地设定出和UG的界面风格相统一的对话框界面，防止进行复杂的编程。而且可以和用其他开发工具开发出的结果进行集成。 （2） UG/OPEN MenuScript 用这一工具可以使菜单实现用户化。UG/OPEN MenuScript支持UG菜单及对话框的设计及修改，我们可以使用此功能对UG的菜单进行重新编排或增加新的功能来实现用户所编译的二次开发程序、用户的工具文件以及系统的各项命令等。以下介绍两种能够通过UG/OPEN MenuScript实现的UG菜单的用户化操作： 1）添加了用户菜单文件：将已经经过用户编辑的且符合要求与规定的文件添加到与其对应的目录下，这是一种较好的方法。2） 修改编译用户标准菜单文件：用户编辑与修改已经存在的菜单文件.但运用这种办法将会改变UG原有的菜单布局并且无法恢复。 （3） UG/OPEN GRIPGRIP作为一种独有的图形交互编程语言可以使用户实现在UG平台下的大部分操作，GRIP命令与英语词汇惊人的相似,语法方面与其他编程语言有某些相同之处,在一些情况下GRIP编程语言对于某些较高级的操作似乎比UG交互更为有效,UG交互所能实现的功能都能通过GRIP编程语言实现。UG/Open GRIP作为最被广泛运用的GRIP语言编辑器由UG所提供,用户可以通过它实现修改、编辑、编译、连接程序。和普通的语言一样,GRIP语言拥有其自身的程序、语法、函数和与其他不同的语言进行互动的接口，单个GRIP语句中包含了单个或多个GRIP命令,作为GRIP语句的基本成分。GRIP命令有三种表示格式:A)GPA符号格式：以此访问UG系统中各个对象及参数。)陈述格式：在编辑于生成实体中起作用。)EDA符号格式：在访问UG数据库中各个对象的功能时起作用。 作为工程师的语言,GRIP语言具有简明，易懂的特点,由于所编写的程序长而繁复且要求对细节的精准把握。GRIP语言常只适用于一些规模相对较小的程序。 （4） UG/OPEN APIUG/Open API（User Function）,是一个允许程序访问并改变UG对象模型的程序集合。UG/OpenAPI装载了接近2000个UG操作的函数, 通过它可以在C程序和C+程序中以库函数的形式调用UG内部的将近2000个操作，该函数几乎可以实现UG平台上的所有操作，包括：对UG中文件及数据的管理、对图形终端和数据库的操作。由于编译连接的不同，UG/Open API程序可以两种不同的环境中运行,分别是外部（External）及内部（Internal）。通过.exe的方式，外部类型可以直接运行于操作系统之中,虽然能在计算机中生成所需的图形文件，但是此类型没办法显示出图形与用户相交互的特性;内部类型的运行环境限制于UG中，并且以.dll 的方式被加入到到UG的运行进程中,并常驻于内存之中。与外部类型相比，更快的连接速度、更小的程序大小及更好的互动性是其显著的优点。 UG/Open API程序通过C或C+语言进行编译，这里给出两种方法在VC中建立用于UG平台的二次开发程序：1）采用向导构建程序的基本的框架；2）手工构建一个工程。第一种方法通过向导的指引按照规定的步骤逐步构建出程序的基本框架；第二种方法则繁琐得多,通过在VC中手动加入各个配置,以建立起UG软件和VC之间的关联，所以最好使用向导来建立UG平台的二次开发工程。2.2 Visual C+的简介 2.2.1 Visual C+的概述 C语言作为计算机的高级语言已经在国际上处于主流地位，既可以用它来编译系统内的软件，也可以用它来编译应用软件。 汇编语言普遍运用于早期操作系统中程序的编译。由于汇编语言对计算机的依赖性较强，所以为了加强系统软件的可读性及可移植性，应该改用高级语言。但是，由于汇编语言的某些功能难以用高级语言来实现（汇编语言可以直接对硬件进行操作）。人们希望找到一种同时具备两种语言优点的语言，于是，C语言由此应运而生了。 Visual C+6.0不仅仅作为C+编译器，更是一个运用于Windows操作平台的可视化集成开发状况。Visual C+6.0由许多部件组成，包括调试器、编辑器以及向导AppWizard、类向导Class Wizard等一些开发工具. 这些组件通过一个名为Developer Studio的组件集成成为一个和谐的开发状况。2 2.2.2 Visual C+的功用Visual C+它大概可以分成以下三个主要部分： （1） MFC：理论上说，MFC也不是专门用于VC+语言的处理，其他类型的VC+语言也可用MFC来进行处理。于此同时，通过Visual C+编写代码并不意味着必须要用MFC，用Visual C+、ATL、STL来编写SDK程序一样可以。不过，Visual C+原本就是为MFC打造的，Visual C+中许多特征和语言扩展也是为MFC专门而设，所以用Visual C+而不是MFC就等于丢弃了Visual C+中极大部分的功能。但是，Visual C+也不完全等于MFC。 （2） Developer Studio：作为集成开发环境，生活中的大部分工作都是通过此平台完成的，另外由于其标题上写着“Microsoft Visual C+”，所以有很多人必定会认为这便是Visual C+。其实并不是这样，虽然Developer Studio提供了多种多样的Wizard和及其完善的编译器，但事实上并不包含有任何链接的程序及编译的功能，真正完成这些工作的幕后英雄另有其人。Developer Studio不是专门用于VC的，同样也可用于VJ，VB，VID等。 （3） Platform SDK才是Visual C+及整个Visual Studio的灵魂和精华，虽然我们很少能直接与它相接处。总体说来，Platform SDK是以Microsoft C/C+编译器为基础搭配MASM，以其他一些工具及文档资料作为辅助程序。上文中提到Developer Studio不含有编译程序的应用，那此项工作改由谁来完成？是NMAKE，是CL，和其它多种多样的命令行程序，这些我们不可见的程序才是组成Visual Studio的基础。9 2.2.3 设计选用的原因 UG/Open API应用程序是利用UG/Open API,采用C语言进行程序设计,使用C语言编辑器和连接器创建的能够在外部环境及内部环境运行的可执行的程序(文件名后缀名为.exe)或者动态库(文件名后缀为.dll)形式的程序。基于有差别的操作系统平台,在编译和链接产生UG/OpenAPI应用程序的同一时间,编译的选项和所需要系统的文库有所不同。为了使UG/Open API应用程序能够正常的运作,一定要对编译和链接的选项进行正确的设置。这里以最常用的Windows操作系统,Visual C+6.0集成开发环境来创立UG/Open API应用程序的方式及步骤。 而且vc+工程中自带了一个UG向导“Unigraphics NX AppWizard”,通过它进行UG/Open API应用程序的设计，创建和调试无疑是一种最佳选择。 可通过一下方法在vc+工程中获得UG向导：将这两个文件放入VC+安装目录C:Program FilesMicrosoft Visual StudioCommonMSDev98Template下。3 液压缸的介绍3.1液压缸的分类和特点图3-1液压缸的分类图 3.1.1 活塞式液压缸3 （1） 定义：在缸体内作相对往复运动的且组件为活塞的液压缸。 （2） 分类：按伸出活塞杆不同可分为“双杆活塞式液压缸”及“单杆活塞式液压缸”。 按固定的形式可将类型分为“以缸体固定”及“以活塞杆固定”两种形式。 （3） 单杆活塞式液压缸图3-2单杆活塞式液压缸 a. 简单连接形式的单杆活塞缸特点: 两腔面积不等，。 压力相同时，推力不等； 流量相同时，速度不等。 即不具有等推力等速度性质。速度、推力计算： 无杆腔进油时： 有杆腔进油时： 故：活塞杆伸出时，推力较大，速度较小； 活塞杆缩回时，推力较小，速度较大。 活塞杆伸出时，适用于重载慢速； 活塞杆缩回时，适用于轻载快速。 往复速比： 结论：活塞杆直径愈小，两个方向速度差值愈小；工作过程和固定方式都与双杆活塞液压缸相同。运动行程：都为两倍的活塞或缸体的有效行程。 b. 差动连接的单杆活塞缸差动连接：单杆活塞液压缸两腔同时通入流体时，利用两端的面积差进行工作的连接情况。 速度、推力计算：故 要使，特点：能在不增加流量的情况下，实现快速运动。应用：单杆活塞液压缸不同连接，可实现不同的工作循环：表3-1 单杆活塞液压缸的不同连接形式单杆活塞液压缸的连接形式差动连接无腔杆进油有枪杆进油实现的运动形式快进工进快退速度与推力 c. 活塞缸的安装形式和选用：表3-2 活塞缸的安装形式及选用耳座式法兰式耳环式轴销式 （4） 双杆活塞式液压缸 图3-3 双杆活塞式液压缸原理示意图 特点： 1） 两腔面积相等。 2） 压力相同时，推力相等； 流量相同时，速度相等。.即具有等推力等速度性质。推力、速度计算： 缸体固定式液压缸：多为实心双杆式液压缸，其工作过程如下表3-3：表3-3 缸体固定式液压缸工作过程左腔进油，右腔回油活塞右移右腔进油，左腔回油活塞左移总结进油腔与活塞运动方向相反 运动行程：三倍于活塞的有效行程，占地面积较大，一般用于中、小型设备。 活塞杆固定式液压缸：一般形式为空心双杆式液压缸，其工作过程如下表3-4：表3-4 活塞杆固定式液压缸工作过程左腔进油，右腔回油缸体左移右腔进油，左腔回油缸体右移总结进油腔与缸体运动方向相同 运动行程：两倍于活塞的有效行程，占地面积小，一般用于大、中型设备。 3.1.2 柱塞式液压缸定义：柱塞在缸体内做相对往复运动的液压缸 结构：由缸体、柱塞、导向套、钢丝卡圈组成 工作原理： 只能做单向运动，回程时所需条件：外力 <弹簧力需要双向运动时，常常成对使用（如下图3-4） 图3-4 柱塞式液压缸（成对使用时）工作原理示意 速度、推力计算：特点： 柱塞工作时总是受压，一般柱塞较粗 水平放置时易下垂，易产生单边磨损故： 常垂直放置，有时可以做成空心又 缸体内壁与柱塞不发生接触 可不加工或只进行粗加工，工艺性好故： 常用于长行程机床，如 导轨磨床、龙门刨床、大型拉床等6 3.1.3 摆动液压缸 定义： 摆动缸在较小的空间内做扭转运动的液压缸分类： 单叶片式、双叶片式组成： 缸体、定子块、叶片、传动轴等工作原理：缸的一口进油一口出油叶片往一个方向摆动带动偏转一定角度 进油口出油口互换马达反转 图3-5 摆动液压缸示意图 参数计算： 双叶片摆动式液压马达：双 = 2单双 = 单/2特点：结构紧凑，输出转矩大，但是密封困难，一般只用于中低压系统 3.1.4 其他关于他常用的液压缸如：多级液压缸、增压液压缸和齿条活塞缸等，这里不再赘述.而在本次设计中，采用在生产实际上应用最为广泛的单杆活塞式液压缸作为本次参数化设计对象。4 预荷油缸的尺寸参数的确定4.1 液压缸的主要尺寸液压缸的主要尺寸包括： 液压缸内径D、活塞杆直径d、液压缸缸体长度L。 4.1.1活塞杆直径d 原则：活塞杆直径可根据工作压力或者设备类型选取； 当液压缸的往复速度比有一定的要求时： 计算所得的活塞杆直径d应该圆整为标准系列值。5 4.1.2液压缸内径D （1） 根据最大总负载和选取的工作压力来确定 以单杆缸为例：无杆腔进油时           有杆腔进油时          如果初步选取回油压力为，则上面两式可简化为：  无杆腔进油时   有杆腔进油时  其中F1,F2是油缸的预荷力 其中是材料屈服强度 是棒料直径 是下料长度 是切口深度 （2） 选定的液压泵流量和执行机构的速度要求来确定  无杆腔进油时：  有杆腔进油时： 计算所得液压缸的内径即所要求的活塞直径，应该圆整为标准系列值。 4.1.3 液压缸缸体长度L原则：由液压缸最大行程、活塞宽度（0.61.0）、活塞杆导向套长度、活塞杆密封长度及特殊要求的其它长度确定。其中，导向套长度由下表4-1确定：表4-1 导向套长度选取参照 注意：为了减小加工难度，一般液压缸缸体长度L不应大于内径的2030倍。4.2 液压缸的校核 4.2.1 缸体壁厚的校核 校核原则：中低压系统，无需进行校核 高压大直径时，必须进行校核 校核方法见下表4-2：表4-2 缸体壁厚的校核薄壁缸体（无缝钢管）后壁缸体（铸造缸体） 4.2.2 液压缸缸盖固定螺栓直径的校核 固定液压缸缸盖的螺栓在工作中会同时承受拉应力和剪切应力的影响 可按右式校核： 4.2.3活塞杆稳定性的验算当液压缸承受轴向压缩载荷时，对活塞杆的稳定性进行校核，校核方法见表4-3：表4-3 活塞杆稳定性的校核无须验算应该验算，可按材料力学有关公式进行4.3 动系统及元件缸内径及活塞杆外径选定标准 这里采用GB/T2348-93为依据选择了活塞杆外径标准。注意：本标准适用于液压拨动及元件用液压缸、气缸的情况，并规定了液压缸、气缸的缸内径和活塞杆外径。 4.3.1 液压缸的缸内径应符合下表4-4的规定7 表 4-4（mm）840125（280）10501403201263160（360）1680（180）40020（90）200（450）25100（220）50032（110）250 注：圆括号内尺寸为非优先选用项4.3.2 液压缸的活塞杆外径应