畢業(yè)設(shè)計(論文)-汽車用液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的設(shè)計

液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的設(shè)計汽車用液壓串聯(lián)雙腔動主缸的設(shè)計摘

要汽車液壓串聯(lián)雙腔制動主缸它是兩個獨(dú)立的產(chǎn)生液壓的油腔制動主缸的作用是產(chǎn)生制動液壓。液壓制動裝置是利用特制的油液，將駕駛員施加到制動踏板上的制動傳到車輪制動器上，產(chǎn)生制動作用。液壓制動結(jié)構(gòu)簡單，制動滯后時間短，制動穩(wěn)定性好，能適應(yīng)多種制動器，故多在中、小型汽車上廣泛使用。本設(shè)計主要實(shí)現(xiàn)了汽車液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的設(shè)計。液壓缸的設(shè)計包括了系統(tǒng)工作壓力的確定、液壓缸活塞直徑的確定和活塞桿直徑的確定、液壓缸壁厚和外徑的計算、缸蓋厚度的確定、缸體長度的確定以及活塞桿穩(wěn)定性的驗(yàn)算。關(guān)鍵詞

制動主缸/蓋/活塞桿I

液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的設(shè)計AUTOMOBILEHYDRAULICSERIESDOUBLECAVITYBRAKINGMAINCYLINDERDESIGNbrakedual-chamberseriesthegenerationofoilbrakemastercylinderthebrake.Hydraulicsystemisuseofspecialoil,thedriverthethebrakewheelbrakesthespread,resultinginbrake,lagisbrakingstability,cantovarietyofbrakes,itisinmediumcarsarewidelyused.ThisintroducesvehiclemastercylinderseriesHydrauliccylinderincludesdeterminationofpressure,theofpistondiameteridentifydeterminecylinderwallthicknessdiameterofthetodetermineofcylinderhead,rodtodeterminetheofchecking.KEYWORDS

B

rakingcylinder,CylinderII

液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的設(shè)計1汽車液串聯(lián)雙腔制動主缸的概述通過畢業(yè)設(shè)計不僅可以鞏固專業(yè)知識，為以后的工作打下堅實(shí)的基礎(chǔ)，而且還可以培養(yǎng)和熟練使用資料，運(yùn)用工具書的能力。在畢業(yè)設(shè)計過程中我們較系統(tǒng)地了解了液壓缸的工作原理及基礎(chǔ)知識力做到理論聯(lián)系實(shí)際所學(xué)知識系統(tǒng)化，條理化，使我們很好地完成了設(shè)計任務(wù)。1.1論文選題的背景概述及研究意義注[1]

汽車已經(jīng)逐漸進(jìn)入人們的生活成為必不成少的交通工具,安全性能也倍受關(guān),尤其在緊急情況時其制動系統(tǒng)性能,結(jié)合機(jī)械制造設(shè)計與其自動化的專業(yè)特,我選擇設(shè)計液壓制動系統(tǒng)中的一個總成(將制動踏板機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓),作為畢業(yè)設(shè)計課題。研究汽車[

用液壓串聯(lián)雙腔制動主缸設(shè)計的意義，在于隨著著社會的發(fā)展，人們用汽車的人越來越多，交通的堵塞，這時就要用到剎車制動系統(tǒng)，而我研究的汽車用液壓串聯(lián)雙腔制動主缸設(shè)計[3]

在剎車制動系統(tǒng)中的重要性不言自明；研究串聯(lián)雙腔制動主缸設(shè)計，使汽車的剎車系統(tǒng)更好，從而提高汽車的安全系數(shù)，提高駕駛員的性命安全系數(shù)。1.2液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的結(jié)構(gòu)雙腔液壓制動主缸如圖1-1所示它包括[4]缸體缸體里設(shè)有前后兩個主缸，每個主缸中設(shè)有油腔和活塞，以及與儲油箱連通的補(bǔ)償孔和與活塞配套使用的密封圈。其中后主缸的油腔里還設(shè)有一個與后輪缸連通的油孔和回位彈簧，其特征是在前、后主缸之間還設(shè)有一個增壓缸，該增壓缸包括增壓油腔和增壓活塞，增壓油腔與前油腔之間設(shè)有回油孔和限壓油路，增壓油腔里還設(shè)有一個與前輪缸連通的油孔和回位彈簧，前油腔里設(shè)有泄壓油路。1

液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的設(shè)計圖

雙腔液壓制動主缸需要提出的是，補(bǔ)償孔和活塞皮碗的相對位置直關(guān)重要，相距過遠(yuǎn)油壓建立過晚；相距過近易遮堵補(bǔ)償孔。如液壓系統(tǒng)漏油，以及溫度變化，引起輪缸、管路、主缸中油壓欠缺或膨脹時，都可以通過補(bǔ)償孔來調(diào)節(jié)。1.3液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的工作原理雙腔制動主缸多為串聯(lián)式，利用液壓聯(lián)動。在一個缸體，裝入兩個活塞，形成兩個彼此獨(dú)立的壓力室，分別和各自的控制管路連接。每個管路分別有單獨(dú)的儲油室，以免一管路漏油，影響另一管路正常的工,制動主缸的作用是產(chǎn)生制動液壓。它有2獨(dú)立的產(chǎn)生液壓的油腔，因此稱為雙腔制動主缸。制動主缸通過螺栓安裝在助力器上。在缸體內(nèi)裝有前后2個活塞，分別2回位彈簧使其回位。前活塞彈簧彈力稍大于后彈簧彈力，以保證前活塞不制動時，使其有正確的位置。2

液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的設(shè)計圖

制動主缸的工作位置正常制動時：推桿推動后活塞左移，在其皮圈遮蓋住補(bǔ)償孔之后，后壓力室即建立液壓。油液一方面經(jīng)出油閥流入后制動管路，又推動前活塞左移，前壓力室也產(chǎn)生液壓推動前出油閥流入前制動管路于是兩制動管路在等壓下對汽車制動[。若前橋管路損壞漏油時：只能使后腔壓力室建立一定液壓，而前腔壓力室無液壓。此時，在液壓差的作用下，前活塞被迅速地推到底，接觸到前堵墻為止。后壓力室中的液壓方能升高到所需要的數(shù)值。若后橋制動管路損壞漏油時：后活塞前移，后壓力室不能建立油壓，不能推動前活塞。但在后活塞的頂桿觸到前活塞時，推桿的作用力便推動前活塞，使前壓力室油壓升高而制動。可見，雙管路液壓制動系統(tǒng)中任何一套管路漏油時，另一套管路仍能工作，只是所需的踏板行程加大了，制動效能降低了?；钊谕茥U的反復(fù)作用下動作靈活，每次皆能在各自的排液孔排出制動液，一腔失效后，另一腔仍能建立最高壓[6]1.4制動主缸設(shè)計內(nèi)容（1）求制訂零件全部的工藝文件。（2）計組成總成的所有零件。（3）成總成的裝配方案。3

液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的設(shè)計（4）寫設(shè)計說明書。1.5液壓缸缸筒和缸蓋的選材串聯(lián)液壓雙腔制動主缸的缸蓋可以選擇用35鋼、45、鍛鋼或、ZG45或、HT300、HT350鐵等材料。當(dāng)缸蓋本身又是活塞桿的導(dǎo)向套時，缸蓋最好選用鑄鐵。同時、應(yīng)在導(dǎo)向表面上熔堆黃銅、青銅或其他耐磨材料。對缸筒的要求有：有足夠的強(qiáng)度，能長期承受最高的工作壓力及短期動態(tài)試驗(yàn)壓力而不至于產(chǎn)生永久變形；有足夠的剛度，能承受活塞側(cè)向力和安裝的反作用力而不至于產(chǎn)生彎曲；內(nèi)表面在活塞密封件及導(dǎo)向環(huán)的摩擦力作用下，能長期工作而磨損少，公差等級和形位公差等級足以保證活塞密封件的密封性[。因此缸蓋選用45鋼。材料要求：串聯(lián)液壓雙腔制動主缸缸筒一般要求具有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性、對焊接的缸筒還要求有良好的焊接性能?？蛇x材料種類：根據(jù)串聯(lián)液壓雙腔制動主缸的參數(shù)用途和毛坯的來源，可選用的材料為20鋼和鋼以及25CRMO,38CRMOAL等，但不能調(diào)質(zhì)處理，應(yīng)用較少，對于工作溫度低-50度的串聯(lián)液壓雙腔制動主缸，則必須采用3545鋼且要調(diào)質(zhì)處理。當(dāng)缸筒與缸蓋管接頭與耳軸等件需焊接,則應(yīng)采用焊接性能較好35鋼粗加工后調(diào)質(zhì),般情況下均采用鋼,并應(yīng)調(diào)質(zhì)到241-285HB.因此缸筒選用45鋼。4

液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的設(shè)計2液壓串雙腔制動主缸的主要尺寸的確定2.1制動主缸缸筒內(nèi)徑的確定根據(jù)所給的技術(shù)參[:缸內(nèi)孔直徑30mm,制動主缸的內(nèi)徑的確定需要查表所示。表

液壓內(nèi)徑尺寸系列

數(shù)據(jù)來源：年《機(jī)械設(shè)計手[M].液壓傳動》因此確定制動主缸內(nèi)徑的尺寸為。2.2制動主缸缸筒壁厚的確定（1）統(tǒng)工作壓力的確定需根據(jù)所給的技術(shù)參數(shù)：系統(tǒng)工作液3.5±0.3Mpa，查表2-2所示。0.6325.0

1.031.5

表1.640.0

液壓缸的公稱壓力系列2.54.010.0數(shù)據(jù)來源：年《機(jī)械設(shè)計手[M].液壓傳動》因此確定制動主缸的公稱壓力為4.0MPa。缸筒壁厚的計算。查[8]，對于低壓系統(tǒng)算:

時，缸筒壁厚按低等壁厚缸筒計

D2

40.0322

1.8mm

5

32032液壓串聯(lián)雙腔制動主缸32032式中P為實(shí)驗(yàn)壓力Mpa，Mpa，缸筒的材料選用的是45，它的許用應(yīng)力一般選35.5Mpa。缸筒內(nèi)徑為缸筒壁厚決定缸筒外徑的尺寸，而缸筒外徑的確定需要查表2-2所示。表

缸筒外徑的選擇產(chǎn)品系

額定壓

缸筒內(nèi)經(jīng)

材料列

力

63

100140MpaA型B型

C型

D型E型F型

數(shù)據(jù)來源：年《機(jī)械設(shè)計手[M].液壓傳動》根據(jù)實(shí)際情況（液壓系統(tǒng)的公稱壓力

4.0，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于型的最低壓力16Mpa此選C型系列，缸筒外徑為。（3）筒壁厚的驗(yàn)算[9]。額定壓力P應(yīng)低于一定極限值，以保證工作安全。P

DD

0.35

2

式缸筒材料的屈服強(qiáng)度，D缸筒內(nèi)徑，D缸筒的外徑。16

液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的設(shè)計查表[缸筒45的屈服點(diǎn)的應(yīng)力Mpa雙腔液壓串聯(lián)主缸的系統(tǒng)壓力4.0<55.364Mpa因此缸筒壁厚7.5mm.缸筒外徑為45mm。缸筒主要尺寸圖2-2如下圖所示。圖2.3制動主缸活塞桿直徑的確定

缸筒主要尺寸（1）活塞桿的結(jié)構(gòu)選擇為了連接的方便和活塞桿的導(dǎo)向的準(zhǔn)確性，活塞桿外端選擇大螺栓頭；活塞桿內(nèi)端選擇時結(jié)合活塞桿的結(jié)構(gòu)，活塞桿的內(nèi)端選擇大球頭連接?；钊麠U結(jié)構(gòu)的選擇查表2-3所示。7

桿體桿內(nèi)端桿外端

實(shí)心桿空心桿

液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的設(shè)計活塞桿的結(jié)構(gòu)表一般情況多用多在以下情況采用缸筒運(yùn)的液壓缸，用來導(dǎo)通油路大型液缸的活塞桿，為了減輕重量.為了增加活塞桿抗彎能力4.d/D值較大或桿心需裝有如位置傳感器機(jī)構(gòu)的情況活塞桿的外端頭部與載荷的拖動機(jī)構(gòu)相連接，為了避免活塞桿在工作中產(chǎn)生偏心承載力，適應(yīng)液壓缸的安裝要求，提高其作用效果，應(yīng)根據(jù)載荷的具體情況選擇適當(dāng)?shù)臈U頭連接型式。小螺栓頭

大螺栓頭

螺紋孔小球頭

大球頭

軸銷

光桿耳環(huán)資料來源：年《機(jī)械設(shè)計手[M].液壓傳動》（2）活塞桿的材料和技術(shù)要求活塞桿要在導(dǎo)向套中滑動一般采用配合[10]太緊了摩擦力太松了，容易引起卡滯現(xiàn)象和單邊磨損。其圓度和圓柱度公差不大于公差的一半。安裝活塞的軸頸與外圓的同軸度公差不大于

，可保證活塞桿[外圓與活塞外圓的同軸度，避免活塞與缸筒、活塞桿與導(dǎo)向套的卡滯現(xiàn)象。活塞桿的材料和技術(shù)要求查表2-4所示。表

活塞桿的材料和技術(shù)要求材料選擇

一般用中碳鋼調(diào)質(zhì)處理對承推力的單作用活塞桿和柱塞不必進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。對活塞桿通常要求淬火，淬火深度一般為0.5-1.0mm，活塞桿直徑每毫米深0.03mm常用材料

材料

Mpa

s

Mpa

熱處理

表面處理力學(xué)性能1Cr18Ni9

調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)淬火

鍍鉻8

液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的設(shè)計資料來源：年《機(jī)械設(shè)計手[M].液壓傳動》活塞桿直徑[：d

1.33321.33

式往復(fù)速度比的選取應(yīng)根據(jù)表2-5所示。表

往復(fù)速度比工作壓力速度比

Mpa

12.52

資料來源：2006年液壓氣動技術(shù)速查手[M]活塞桿外徑的確定需根據(jù)表2-6液壓缸活塞桿外徑尺寸系列。表液壓缸活塞桿外徑尺寸系列456810121416

1820222528323640

45505663708090100

110125140160180200220250

280320360資料來源：2006年液壓氣動技術(shù)速查手[M]因此活塞桿直徑為8mm活塞桿螺紋尺寸系列的確定需要查表2-7所示。9

螺紋直徑與螺距

表Dt

液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的設(shè)計活塞桿螺紋尺寸系列螺紋長度LM14x1.5M16x1.5M18x1.5M20x1.5M22x1.5

短型

長型資料來源：2006年液壓氣動技術(shù)速查手[M]因此根據(jù)活塞桿的設(shè)計的實(shí)際情況，桿體選實(shí)體，桿外端選擇大螺栓頭,紋選M10x1.25，螺紋長度短型14mm。整個活塞桿的主要尺寸如圖2-3所示：圖

活塞桿2.4制動主缸缸蓋的壁厚的確定缸筒和缸蓋的連接通常根據(jù)缸筒與缸蓋的連接型式選用而連接型式又取決于額定壓力、用途和使用環(huán)境等因素[。缸筒和缸蓋的連接型式需查表2-810

4561045610表

液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的設(shè)計缸筒和缸蓋的連接型式連接型式法蘭連接外、內(nèi)螺紋連接焊接拉桿連接內(nèi)半環(huán)連接

優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、易加工，易裝卸缺點(diǎn)：重量比螺紋連接的大，但比拉桿連接的小。優(yōu)點(diǎn)：重量較輕，外徑較小；缺點(diǎn)：端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜；裝卸時要用專門的工具；擰端部時，有可能把密封圈擰扭。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，尺寸??；缺點(diǎn)：缸體有可能變形。優(yōu)點(diǎn)：缸體最易加工；最易裝卸；結(jié)構(gòu)通用性大；缺點(diǎn)：重量較重，外形尺寸較大。優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。缺點(diǎn)：安裝時，端部進(jìn)入缸體較深，密封圈可能被進(jìn)油孔邊緣檫傷。資料來源：2006年液壓氣動技術(shù)速查手[M]根據(jù)液壓雙腔液壓串聯(lián)制動主缸的設(shè)計結(jié)構(gòu)，沒有底蓋和安裝的位置，選法蘭連接較好。缸筒頭部法蘭厚度一般可以按強(qiáng)度要求進(jìn)行近似計算，計算公式如下[8]

：h

4Fb

43.1423

mm

式中r為法蘭的半徑F法蘭在缸筒內(nèi)最大的內(nèi)壓力b是法蘭孔離壁的距離。結(jié)合缸筒的厚度和缸蓋的計算厚度，因此缸蓋的厚度選12mm。缸筒和缸蓋的螺紋連接尺寸的大小查表

[9]

，因此選用缸筒和缸蓋的螺紋連接的CD250系列的尺寸。根據(jù)CD250系列查表得出相關(guān)尺寸。缸蓋的主要尺寸如圖所示。11

液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的設(shè)計圖2.5制動主缸缸筒內(nèi)彈簧的設(shè)計

缸蓋（1）彈簧材料的選用選擇彈簧材料的主要依據(jù)彈簧的工作條件彈簧承受的載荷類型是否受沖擊以及材料的許用應(yīng)力等因素確定同時也應(yīng)考慮彈簧的制造工藝性[。彈簧材料的選用需要查表2-9所示。12

表2

液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的設(shè)計彈簧常用材料表材料名稱

代號

直徑規(guī)格

切變模數(shù)

彈性模數(shù)

推薦溫度

性能范圍碳素彈簧

、72A、

C級

206

40

強(qiáng)度高鋼絲

72A72B

130

能好，C級GB/T435782A、

用于中等應(yīng)力彈簧彈簧用不

A

AB組C193

200

耐腐蝕銹鋼YB（）

、組.8--12.0B、C組

-

高溫、低溫于蝕或高溫工作條件下的小彈簧。0Cr17Ni8AL閥門用r、

50crVA79

40C

高溫時性VA彈鋼

210

能穩(wěn)定絲，YB/T5136

于較高工作下的高應(yīng)力彈簧資料來源：2009年《機(jī)械設(shè)計手[M].簧》根據(jù)技術(shù)要求，因此可得出彈簧選用的材料是(2彈簧的類型的確定彈簧類型的確定需要查表2-10所示。

。13

D液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的設(shè)計D表2-10

彈簧類型類型

性能和應(yīng)用圓柱螺旋彈簧圓柱螺旋彈簧

圓形截面柱螺旋壓縮彈簧矩形截面柱螺旋壓縮彈簧扁形截面柱螺旋壓縮彈簧不等節(jié)距圓柱螺旋壓縮彈簧

性能與應(yīng)用，特性線呈線性，剛變穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，應(yīng)用較廣，在機(jī)械設(shè)備中多用作緩沖，減振以及儲備和控制運(yùn)動等。在同樣的空間條件下，矩形的比圓柱形螺旋壓縮彈簧剛性大，吸收能量多，特性線更接近于直線，剛度更接近于常數(shù)。與圓形圓柱螺旋壓縮彈簧比較，儲存能量大，壓并高度低，壓縮量大。因此被廣泛應(yīng)用于發(fā)動機(jī)、離合器、等安裝空間比較小的裝置上。當(dāng)載荷達(dá)到一定程度后，隨著彈簧載荷的增加，彈簧從小節(jié)矩開始依次逐漸并緊，剛度逐漸增加。資料來源：年機(jī)械設(shè)計手[M].簧》因此由以上性能和應(yīng)用可選用圓形截面圓柱螺旋壓縮彈簧特性線呈線性剛變穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，應(yīng)用較廣?？芍獜椈蛇x擇的是圓柱形壓縮彈簧[(3)確定需要通過計算材料直徑[15]：

。d

1.25n0.64mmp

式c為材料許用應(yīng)力C，一般假C選6P為系統(tǒng)壓n力，

40615。4C材料直徑的選取查表[

，材料直徑選和彈簧中徑選取22mm。（4）彈簧有效圈數(shù)的確定計算公式計算有效圈數(shù)如下[15]：Gd4/pnnD3Pn

/

8.13

式中d為材料直徑長度；14

液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的設(shè)計F

/

/是彈簧剛度6.08?

[15]P為系統(tǒng)壓力；D

為彈簧中徑；G為常溫下切變量，查表[得圓柱形壓縮彈簧72A的G圓柱形壓縮彈簧的總?cè)?shù)n表2所示。表2-11

按結(jié)構(gòu)型式選取端部并緊磨平支承圈為1圈端部不并緊不磨

一般用于dmm

總?cè)?shù)n

自由高度hnn

壓并高度h1（n+1.5）d平端部并緊不磨平

n

nd

支承圈為圈資料來源：年機(jī)械設(shè)計手[M].簧》因此總?cè)?shù)（有效圈數(shù)）為1圈。要得到標(biāo)準(zhǔn)的圈數(shù)必須查表2-12所示表2-12

有效圈數(shù)4.5

3.56.58.5

5.57.59.5資料來源：2009年《機(jī)械設(shè)計手[M].簧》因此有效圈數(shù)為10.5圈。自由高度的計H表[15]得公式Hn1.5d；要想計算出自由高度需要計15

t液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的設(shè)計t算節(jié)距t，查表得螺旋角arctan。對于壓縮彈簧一~9螺旋計算t8.25mm得出自由高度86.1mm收縮高度。為了得到標(biāo)準(zhǔn)的自由高度查表2-13所示。表2-13

標(biāo)準(zhǔn)的自由高度30425580

32455885

35486090

38507095

405275100資料來源：年機(jī)械設(shè)計手[M].簧》因此彈簧的自由高度為85mm，其彈簧選擇為冷卷圓柱形螺旋壓縮彈簧，材料為由長Hmm于是兩個分開的彈簧以每個彈簧的自由高度為42mm根據(jù)上表可知彈簧中徑為2.6活塞的主要尺寸的確定由于活塞在液體壓力的作用下沿缸筒往復(fù)滑動此與缸筒的配合應(yīng)適當(dāng)，既不能過緊，也不能間隙過大。配合過緊，不僅使最低啟動壓力增大，而且容易損壞缸筒和活塞的滑動配合表面間隙過大引起液壓缸內(nèi)部泄露降低容積效率，使液壓缸達(dá)不到要求的設(shè)計性能。液壓力的大小與活塞的有效工作面積有關(guān)，活塞直徑應(yīng)與缸筒內(nèi)徑一致。設(shè)計活塞時，主要任務(wù)就是確定活塞的結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)密封裝置形式。通常分為整體活塞和組合活塞兩類。整體活塞在活塞圓周上開溝槽，安置密封圈，結(jié)構(gòu)簡單，但給活塞的加工帶來困難，密封圈安裝時也容易拉傷和扭曲。組合活塞結(jié)構(gòu)多樣，主要由密封形式?jīng)Q定。組合活塞大多數(shù)可以多次裝卸，密封使用壽命長。（1）塞尺寸及加工公差16

液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的設(shè)計活塞寬度一般為活塞外徑的~倍，也要根據(jù)密封件的型式、數(shù)量和安裝導(dǎo)向環(huán)的溝槽尺寸確定；有時可以結(jié)合中隔圈的布置確定活塞寬度?；钊鈴降呐浜弦话悴捎胒9，外對內(nèi)徑的同軸度公差不大于0.02mm，端面與軸線的垂直度公差不大于0.01mm外表面的圓度和圓柱度公差一般不大于外徑公差的，表面粗糙度視結(jié)構(gòu)型式不同而異。（2）塞材料的選用無導(dǎo)向環(huán)活;高強(qiáng)度鑄鐵HT~HT或球墨鑄鐵；有導(dǎo)向環(huán)活塞：優(yōu)質(zhì)碳素鋼20及45在外徑套尼龍或聚四氟乙烯+玻璃纖維材料制成的支承環(huán)，裝配式活塞外可用錫青銅，還有用鋁合金作為活塞材料的。根據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計是無導(dǎo)向環(huán)的因此選用。前活塞的設(shè)計尺寸為：寬度長度為31.5mm；由于活塞左右都是中彈簧，所以選擇的前活塞結(jié)構(gòu)如圖2-6所示。圖2-6

前活塞后活塞的設(shè)計應(yīng)考慮到它所在的位置，要考慮彈簧、活塞、活塞桿之間的連接問題如圖2-7所示。17

液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的設(shè)計圖2-72.7制動主缸缸筒長度的確定

后活塞制動主缸缸筒長度的計算公式如下[：MC200.117.5103

式中S為活塞的最大工作行3570mm為活塞寬度，M為活塞桿密封長度由密封方式定；為其它長度一般缸筒的長度最好不超過內(nèi)徑的20倍。由于液壓缸活塞行程應(yīng)等于彈簧的自由長度，因此液壓缸長度確定為03mm。2.8制動主缸油口尺寸的確定液壓缸的油口包括油口孔和連接螺紋。油口可布置在缸筒或缸蓋上，油口孔直徑d，應(yīng)根據(jù)活塞最大運(yùn)動速V

和油口最高液流速V確定。d0.130.130.0320.005040.3式中:-液壓缸內(nèi)徑m；V

-液壓缸最大輸出速度m/min，根據(jù)實(shí)際情況；18

V

液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的設(shè)計-油口液流速度于,據(jù)情況取。因此，油口直徑為5mm。液壓制動缸油口的連接螺紋尺寸應(yīng)符合表規(guī)定。表

液壓缸油口連接螺紋M5x0.8M22x1.5

M8x1M27x1.5

M12x1.5

M14x1.5

M16x1.5

M18x1.5M20x1.5資料來源：2010年《機(jī)械設(shè)計[M].液傳動》因此由表可選油口的連接螺紋為。2.9制動主缸的密封的設(shè)計串聯(lián)液壓雙腔制動主缸的密封設(shè)計液壓主缸要求低摩擦、無外漏、無爬行、無滯涉、高響應(yīng)、長壽命，要滿足靜態(tài)精度、動態(tài)品質(zhì)的要求，所以它的密封與支承導(dǎo)向的設(shè)計極為重要，不能簡單的選用普通液壓缸的密封和支承導(dǎo)向。因此設(shè)計密封時應(yīng)考慮的因素：（1）于微速運(yùn)動的場合時，不得有爬行、粘著、滯涉現(xiàn)象。（2）作在高頻振動的場合時，密封摩擦力應(yīng)該很小且為恒值，要低摩擦，長壽命。（3）作在高溫的場合時，其密封件的材料要有長期的耐高溫的特點(diǎn)。（）工作介質(zhì)為磷酸酯或抗燃油的，不能用礦物油的密封材料、要考慮他們的相容性。（5）制動主缸的密封設(shè)計不能單獨(dú)進(jìn)行，要和支承導(dǎo)向設(shè)計統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)籌安排。查表[16]，選整活塞中O形密封圈密封?；钊c活塞桿的連接型式，活塞與活塞桿的連接有多種型式，所有的型式均需要有鎖緊措施，一方工作時由于往復(fù)運(yùn)動而松動。同時在活塞與活塞桿之間需設(shè)置靜密封[

。19

表

液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的設(shè)計活塞和活塞桿的密封名稱

密

密封功

直徑范

壓力

溫度/

速度

特點(diǎn)封

能

圍/

/

Mpa

m

s部位非金屬

活

單作用

100

0.5

形圈加擋圈，一方

形

型密

塞、雙作用

260

圈被擠入間隙中，密封性封圈加擋圈

活塞桿

能好，壽命長構(gòu)湊，拆裝方便。根據(jù)選擇不同的密封材料，可在100

~260

得溫度范圍使用，密封壓力可達(dá)100Mpa。要用于汽缸、油缸的缸體密封。U

密封

活

單作用

6~185

40

30C

有單唇和雙唇兩種截面形圈加弧形

塞

式，材料為聚氨酸。雙唇擋圈

桿

間形成的油膜，降低摩擦力及提高耐磨性K

型特

活

單作用

80

54

以

形密封圈為彈性元康斯特封

塞、活塞桿

C

件，另加特康斯特封組成單作用密封圈摩擦力小，無爬行，啟動力小以及耐磨性好。T

型特康

活

雙作用

80

C

格來圈截面形狀改善了泄格來圈

塞、活塞

200C

漏控制且具有更好的抗擠出性，摩擦力小，無爬行，啟動力小以及耐磨性好。桿數(shù)據(jù)來源：2003年機(jī)設(shè)計手[M].潤與密封》20

液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的設(shè)計根據(jù)所給的溫度-40~70℃的溫度范圍還有密封性能使用壽命壓力大小，往復(fù)循環(huán)速度，經(jīng)濟(jì)性，使用性等綜合考慮，因此選O型密封圈加擋圈最佳。形密封圈安裝方價格便,可在℃～120的溫度范圍內(nèi)工作.密封性能好,擦系數(shù)小裝空間小。環(huán)裝入密溝槽，其截面一般受到30%的壓縮變形在介質(zhì)壓力作用下移至溝槽的一邊密封需密封的間隙，達(dá)到密封的目的。液壓橡膠密封圈尺寸及公差需要查表2-16所示。表

密封圈尺寸及公差

形橡膠

公差

截面直徑密封圈內(nèi)徑

0.30

1.800.08

2.65

5.307.00數(shù)據(jù)來源：年機(jī)械設(shè)計手[潤與密封》因此根據(jù)上圈的內(nèi)，O形圈的厚5.3mm。密封圈得材料選用，需要查表所示。21

表2-17

液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的設(shè)計密封圈常用材料及使用范圍種類代號

丁晴橡膠

乙丙橡膠E

氟橡膠V

硅橡膠工作溫度

~100

50

~

~200

~230

主要特點(diǎn)

耐油

耐放射性、耐堿

耐油、耐熱、耐

耐寒、耐熱腐蝕數(shù)據(jù)來源：2003年機(jī)設(shè)計手[潤與密封》根據(jù)所給的技術(shù)參數(shù)中的溫度范圍和主要特O形材料選用硅橡膠。2.10制動主缸的排氣裝置的設(shè)計汽車液壓制動系統(tǒng)防氣阻的原因是多方面的，最直接的原因是由于制動液的高溫引起的。當(dāng)車輛在長坡道上空擋滑行，在多彎道上左轉(zhuǎn)右拐，在復(fù)雜路上行駛與路況較好時高速行駛，駕駛員都要頻繁地使用制動來控制車速。當(dāng)制動液連續(xù)受壓時，溫度上升很快，液體受熱易產(chǎn)生蒸汽。在快速制動時，制動液流速很大，溶解與其中的蒸汽便會游離出來，形成氣泡，在制動液中形成了空穴，進(jìn)而產(chǎn)生氣壓，并隨液體的溫度升高而升高，以致高于管外大氣壓，造成油流不暢，使制動性能下降。特別是在炎熱的夏季，或在高原山區(qū)行車，都會因?yàn)橹苿右涸诟邷叵鹿ぷ鞫a(chǎn)生氣阻。另外，有些駕駛員為圖方便，用機(jī)油或普通液壓油代替制動液，這些油的抗氣阻性能差，加之使用時未注意其清潔度，因而更增加了引起氣阻的可能性[。2.10.1采用必要的隔熱裝置或增加與熱源的距離；盛夏季節(jié)長時間行車時，可在制動總泵上包以濕布；要避免高速行車和頻繁使用制動；要定期檢查更換制動液；盡可能使用抗其阻性能好的制動液。液壓傳動系統(tǒng)往往混入空氣，使系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，產(chǎn)生振動、爬行或前沖等現(xiàn)22

液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的設(shè)計象，嚴(yán)重時會使系統(tǒng)不能正常工作。因此，設(shè)計液壓缸時，必須考慮空氣的排除。對于要求不高的液壓缸，往往不設(shè)計專門的排氣裝置，而是將油口布置在缸筒的兩端的最高處，這樣也能使空氣隨油液往油箱，再從油箱蓋出，對于速度穩(wěn)定性要求，較高的液壓缸和大型液壓缸，常在液壓缸的最高處設(shè)置[。當(dāng)松開排氣塞或鎖緊螺釘后，低壓往復(fù)運(yùn)動幾次，帶有氣泡的油液就會排出，空氣排完后，擰緊螺釘，液壓缸便可正常工作。2.11制動主缸工作介質(zhì)的選擇液壓系統(tǒng)對工作介質(zhì)的主要性能要求需要查表所示。表性能要求合適的黏度度度特別好潤滑性和抗磨性良好防腐性和抗腐蝕性好對密封材料的相容性

液壓系統(tǒng)對工作介質(zhì)的主要性能要求說明黏度確定的主要依據(jù)是液壓系統(tǒng)中工作條件最為惡劣的液壓泵等元件的類型、工作壓力、使用溫度及環(huán)境溫度等。若工作介質(zhì)的黏度太大，液壓泵的吸油狀況惡化，容易產(chǎn)生氣穴和汽蝕現(xiàn)象，使液壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)困難，系統(tǒng)的壓力損失大，效率降低；若黏度太小，則系統(tǒng)泄漏太多，容積損失增加，系統(tǒng)效率降低，并使系系統(tǒng)的剛性變差。為了使液壓系統(tǒng)穩(wěn)定和正常的工作求工作介質(zhì)的黏度隨溫度的變化要小，即黏-溫特性好。工作介質(zhì)對液壓系統(tǒng)中的各運(yùn)動部件起潤滑作用降低摩擦和減少磨損，保證系統(tǒng)能夠長時間的正常工作。所以，要求液壓工作介質(zhì)具有良好的潤滑性和抗磨性。液壓系統(tǒng)中金屬零件長期與工作介質(zhì)接觸表面在溶解于介質(zhì)中的水分和空氣的作用下會發(fā)生腐蝕精度和表面質(zhì)量受到破壞。腐蝕顆粒在系統(tǒng)中循環(huán)，還會引起元件加速磨損和系統(tǒng)故障。工作介質(zhì)必須同元件上的密封材料相容，不得引起溶脹、軟化或硬化等尺寸及力學(xué)性能變化。否則，密封會失效，產(chǎn)生23

抗氧化性好剪切安定性好抗乳化性好清潔度高，可濾性好抗泡性其他要求

液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的設(shè)計泄漏，使系統(tǒng)壓力降低，工作不能正常。工作介質(zhì)與空氣接觸會產(chǎn)生氧化變質(zhì)，高溫、高壓和某些物質(zhì)會加速氧化過程。氧化后介質(zhì)的酸值增加，腐蝕性增加，而且氧化生成的黏稠物會堵塞元件的小孔、縫隙、影響系統(tǒng)的正常工作。工作介質(zhì)經(jīng)過和孔元器件時要經(jīng)歷劇烈的剪切。這種機(jī)械作用會使介質(zhì)產(chǎn)生兩種形式的黏度變化在高速剪切下的暫時性黏度損失和聚合性增粘劑分子破壞后造成的永久性黏度下降。在高速、高壓時這種情況尤為嚴(yán)重。水可能從不同的途徑混入工作介質(zhì)水的液壓油工作時受劇烈攪動極易乳化，乳化使油液劣化變質(zhì)和生成沉淀物，妨礙冷卻器的導(dǎo)熱，阻滯管道和閥門，減低潤滑性及腐蝕金屬。工作介質(zhì)中的機(jī)械雜物會堵塞液壓元件通路起系統(tǒng)故障?；烊牒腿苋牍ぷ鹘橘|(zhì)的空氣常氣泡和霧沫空氣兩種形式析出起泡的介質(zhì)使統(tǒng)壓力降低滑條件惡化，動作剛性降低，并引起系統(tǒng)產(chǎn)生異常噪聲、振動、和氣泡。在工作壓力下，具有充分的不可壓縮性，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，低溫流動性，抗燃性、以及無毒性、無臭味、熱導(dǎo)率和比熱容要大。資料來源；年《液壓氣動技術(shù)速查手[M].》由此可見液壓油介質(zhì)的選擇要考慮液壓系統(tǒng)的環(huán)境條件，工作條件、工作液體的質(zhì)量、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性、抗泡性、清潔度高，可濾性好、抗乳化性好、剪切安定性好、對密封材料的相容性等等。液壓油的選擇需要查表所示。24

表

液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的設(shè)計根據(jù)工作環(huán)境和使用工況選擇液壓油的品種環(huán)境

壓力Mpa以

壓力

壓力

壓力4以工況

下，溫度

C

7Mpa

溫

7~

以

下，溫度室內(nèi)固定液壓設(shè)

度HLHL

以下

下，溫度50~80

80~C下

以備

寒天寒區(qū)或嚴(yán)寒區(qū)地下水上

HL

HVHSHL

HVHS

HVHS高溫?zé)嵩疵骰鸶浇?/p>

HFAEHFAS

HFB

資料來源；年《液壓氣動技術(shù)速查手[M].》由于課題所給的技術(shù)參數(shù)的溫度范圍是

40

~

工作環(huán)境、壓力大小和綜合考慮[，因此選擇HL。25

液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的設(shè)計3結(jié)

束

語在設(shè)計過程中，得到了指導(dǎo)老師的精心指點(diǎn)。由于時間較緊，任務(wù)重、經(jīng)驗(yàn)不足，缺點(diǎn)和錯誤在所難免，希望老