液压机上横梁的设计99

材料成形设备项目 5MN5MN 三梁四柱铸造结构上横梁设计三梁四柱铸造结构上横梁设计 指导老师赵石岩 日期2020-11-1 精品文档在线编辑 目录目录 一、活塞缸尺寸设计计算.2 二、立柱尺寸设计计算.4 三、立柱、工作台与横梁的布置.4 四、上横梁强度、刚度的计算.4 五、上横梁二维零件图.10 六、上横梁三维图仿真. 11 七、有限元分析 .13 参考文献 .14 更多好内容为您奉上 精品文档在线编辑 5MN5MN 三梁四柱铸造结构上横梁设计三梁四柱铸造结构上横梁设计 技术参数 公称压力 P5MN 介质压力 p31.5 MPa 最大工作行程 S 480 mm 最大开间 H1000 mm 工作台尺寸 LB（长宽） 1100900 mm 工作速度 V12 mm/s （单缸）（单缸） 一、活塞缸尺寸设计计算一、活塞缸尺寸设计计算 1、活塞头直径 D 头  4P45  0.4496m  450mm圆整到系列 p31.5 2、活塞缸内径D 内  D 头  450mm 3、活塞缸外径D外 D 内    -3p   110 150MPa 取 150MPa D 外  450 150 150331.5  564mm 4、各部分尺寸（见图 1） 更多好内容为您奉上 精品文档在线编辑 图 1液压缸各部分尺寸示意图 1 D 外 - D 内  57mm 2 t   1.5 2S 1.857 102.6 103mm h   1.5 2S 1.857 103mm R 1  0.25r 1  0.25225  56.25  56.5mm S  R  0.15 025S  0.2S  0.257 11.4 11.5mm 5、法兰外径 P  g F h   F h为法兰和横梁的实际接 触面积，  g  80 100MPa 取 g  80MPa F h         g P  5 2m  0.0625106mm2 6.25104mm2 80  法兰直径 由  D 4 2 h   D 外  R F h可得 2 2  D h 2 56411.5 6.25104 D h  627.46mm  628mm 更多好内容为您奉上 精品文档在线编辑 二、立柱尺寸设计计算二、立柱尺寸设计计算 P     F 为每根立柱的面积 nF    45 55MPa 取  45MPa F  P5  0.0284m2 2.84104mm2 44n444 立柱直径d  4F   42.84104  190mm 三、立柱、工作台与横梁的布置三、立柱、工作台与横梁的布置 工作台尺寸1100900mm 图 2立柱与工作台的位置布置 四、上横梁强度、刚度的计算四、上横梁强度、刚度的计算 1.由于上横梁的刚度远大于立柱的刚度，因此可以将上横梁简化为简支 梁，如图 3 更多好内容为您奉上 精品文档在线编辑 图 3 上横梁简化受力图 最大弯曲在梁的中点M max P  l D  22  D缸法兰的环形接触面积平均直径 l立柱宽边中心距 D  628564  596mml1290mm 2 51290 596 3  10 1.14MN m 22  M max  最大剪力为Q  P  2.5MN 2 最大挠度在梁的中点，由于亮的跨度与高度相比不是很大，因此应考虑 剪力对挠度的影响，梁中点挠度为 Pl3 f 0  48EJ 23  D  D   kPl  16   4  tt   4GF   D  1 2   t   3.中间截面惯性矩计算 梁的高度取h  3d  3190  570mm 将上横梁的横截面简化为工字梁，如图4 所示 更多好内容为您奉上 精品文档在线编辑 图 4上横梁横截面简化图 先求截面底边 WW 轴的惯性矩 Jw J w  J 0  S i a i 式中 J 0 每块矩形面积对本身形心轴的惯性矩 b i h i 3 J 0  12 b i 每块矩形面积宽度 h i 每块矩形面积高度 S i 每块矩形面积对W W轴的静面矩 S i  F i a i F i 每块矩形的面积 a i 每块矩形面积形心到W W轴的距离 S i F i 再求出整个截面的形心轴ZZ 轴到 WW 轴的距离 h0 h 0  整个截面对形心轴的惯性矩为 更多好内容为您奉上 精品文档在线编辑 2J Z  J W  h 0 F i 为了方便，借助表格辅助计算（表1） 表 1.梁的惯性矩计算表1 序 号bi/m m 1 2 3 4 5 Σ 9000.375x hi/mmFibih i /mm2 337.5 x x10050 x470-0.75x 50 x5 00 470 x- 0.75x2 x10050 9000.375x 570 50 x5 00 337.5 x 1245x - 0.75x2 1000 0.1875x 0.375x25 285 545-0.375x 570-0.1875x337.5x570- 0.1875x 50 x500545- 0.375x 285470 x- 0.75x2 50 x5000.375x 25 337.5x0.1875x 50 x5000.375x 252 0.1875x2337.5x 570-0.1875x2 337.5x 545-0.375x2 50 x500 2852470-0.75x2 10416.7x1 04166.7 0.083x470- 0.75x3 10416.7x1 04166.7 3.955x3 ai/mmSiFi-ai /mm3 JiSi-ai /mm4 bihi3 J 0  12 /mm4 3.955x3 中间截面最大压应力  Y  M max h 0 1.14h 0109MPa  340MPa J Z J Z 将表格计算结果代入 h0，JZ计算公式，并将计算结果代入此方程， 利用二 分法和 excel 软件解得对于 x≥20 的值，最大压应力均满足刚度要求 中点挠度 f0 Pl3 f 0  48EJ 23  D  D   kPl  D  1 6 41 2    ll  l    4GF  式中，E210GPa G E210  80.08GPa 2121 0.3 更多好内容为您奉上 精品文档在线编辑 JJZ F F i 相对挠度 f 0 0.15mm/M l 将表格计算结果代入上面方程， 利用