文档介绍：A、大腿液压缸结构尺寸设计计算
①、大腿缸的负载组成
1、工作载荷𝐹𝑔 = 59036N（活塞杆在抬腿过程中始终受压）
2、惯性载荷𝐹𝑎 = 0（由于所选用液压缸尺寸较小，即不计重量，且执行元件运动速度变化较小，故不考虑惯性载荷）
3、密封阻力𝐹𝑚 = (1 − 𝜂𝑚)F，其中F是作用于活塞上的载
𝐹
𝑤
𝜂𝑚
荷，且F = ，
1
𝑤 𝑤 𝑔 𝑎 𝑚
𝐹 是外载荷，𝐹 = 𝐹 +𝐹 ，其中𝜂 是液
压缸的机械效率，取𝜂𝑚 =
综上可得：外载荷𝐹𝑤 = 59036N，密封阻力𝐹𝑚 = 2952N，总载荷F = 61988N。
②、初选系统工作压力
1、按载荷选定工作压力，取工作腔压力为𝑃 = 12MPa1
（由于总载荷为 61988N 大于 50000N，故根据手册选取工作压力为 12MPa）
2、选择执行元件液压缸的背压力为𝑃2 = 1MPa（由于回
油路带有调速阀，且回油路的不太复杂，故根据手册选取被压压力为 1MPa）
③、液压缸主要结构尺寸的计算
1、在整个抬腿过程中活塞杆始终受压，故可得下式：活塞杆受压时：
F = 𝑃1𝐴1 − 𝑃2𝐴2
𝑃1----------液压缸工作腔压力（Pa）
𝑃2----------液压缸回油腔压力（Pa）
1 1
4
2
𝐴 ----------无杆腔活塞有效作用面积，𝐴 = πD ，D 为活塞直径（m）
2 2
4
𝐴 ----------有杆腔活塞有效作用面积，𝐴 = π （D2 − d2)，d 为活塞
杆直径（m）
选取 d/D=（由于工作压力为 12MPa 大于 5MPa，故根据手册选取 d/D=）
综上可得：D=，根据手册可查得常用活塞杆直径，可取
D=90mm，d=60mm。
校核活塞杆的强度，其中活塞杆的材料为 45 钢，故[σ] = 100MPa。
由于活塞杆在受负载的工作过程中仅收到压力作用，故仅校核其
压缩强度即可。σ =
F
4
1πd2
= ＜[σ] = 100MPa，故满足强度要
求。
即 d=60mm，则 D=90mm。由此计算得工作压力为：
𝑃1 =
根据所选取的活塞直径 D=90mm，可根据手册选的液压缸的外径为 108mm，即可得液压缸壁厚为δ = 9mm。
校核液压缸缸壁的强度，其中液压缸的材料为 45 钢，故[σ] = 100MPa。
2δ
𝑃𝑦𝐷
由于该缸处于低压系统，故先按薄壁筒计算，σ = ，其中工
2
作压力P = 𝑃 = 12MPa ≤ 16MPa1，可取𝑃𝑦 = 𝑃1，则σ = 90MPa＜
[σ] = 100MPa，故满足强度要求。
又由于D/δ = 10，故可将该缸筒视为厚壁，则δ的校核应按下面公式进行。
D [σ] + 𝑃𝑦
𝑦
δ ≥ (√ − 1) 2 [σ] − 𝑃
计算的δ = 9mm ≥ ，故经过校核满足要求
即取缸筒壁厚δ = 9mm。
B、水平