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 P：5MN 介质压力 p：31.5 MPa 最大工作行程 S： 480 mm 最大开间 H：1000 mm 工作台尺寸 L×B（长×宽） ：1100×900 mm 工作速度 V：12 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：1100×900mm 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  596mml=1290mm 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 W—W 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Z—Z 轴到 W—W 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/mmFi=bih i /mm2 337.5 x x+10050 x470-0.75x 50 x+5 00 470 x- 0.75x2 x+10050 9000.375x 570 50 x+5 00 337.5 x 1245x - 0.75x2 +1000 0.1875x 0.375x+25 285 545-0.375x 570-0.1875x337.5x(570- 0.1875x) (50 x+500)(545- 0.375x) 285(470 x- 0.75x2) (50 x+500)(0.375x +25) 337.5x×0.1875x (50 x+500)(0.375x +25)2 (0.1875x)2337.5x (570-0.1875x)2 337.5x (545-0.375x)2 (50 x+500) 2852(470-0.75x2) 10416.7x+1 04166.7 0.083x(470- 0.75x)3 10416.7x+1 04166.7 3.955x3 ai/mmSi=Fi-ai /mm3 Ji=Si-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，E=210GPa 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 J=JZ 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