专业综合实践报告学生姓名：学号：专业：机械设计制造及其自动化设计任务题目：液压千斤顶专题千斤顶的设计校核绘制指导教师:2013 年12 月26 日目录1概述 (1)1.1设计任务的背景1.2设计对象的功能、用途、应用范围1.3性能特点1.4应用推广价值1.5任务说明2.液压千斤顶总体设计 (2)2.1液压千斤顶的结构图2.2液压千斤顶的组成2.3液压千斤顶的原理3.液压千斤顶部件设计 (4)3.1大液压缸设计（1）液压缸工作负载的计算（2）液压缸工作压力的选定（3）活赛式液压缸内径及活赛杆直径的确定（4）液压缸的推力和流量计算（5）活塞杆直径的验算（6）液压缸壁厚的确定（7）液压缸缸底和缸盖的计算（8）液压缸外径的计算（9）液压缸进出油口尺寸的确定（10）大液压缸结构设计（11）液压缸主要零件的材料和技术要求3.2小液压缸的设计（1）活赛式液压缸内径及活赛杆直径的确定（2）小液压缸的推力计算（3）小液压缸的流量计算（4）活塞杆直径的验算（5）小液压缸壁厚的确定（6）液压缸缸底和缸盖的计算（7）小液压缸外径的计算（8）小液压缸进出油口的方法(9) 小液压缸结构设计4. 典型零件详细设计 (12)4.1千斤顶底坐4.2千斤顶活动杆4.3千斤顶连接4.4千斤顶上盖4.5千斤顶大缸外管4.6千斤顶小缸外管4.7千斤顶摇动套4.8千斤顶中钢管4.9压油杆4.10装配体4.11工程图5.液压千斤顶常见的故障与维修 (17)6.体会和总结 (19)1概述1.1设计背景随着我国建筑、铁路、汽车维修等工业的快速发展，对千斤顶的要求也越来越高，同时随场竞争的加剧，用户要求的不断变化，将迫使千斤顶的设计质量要不断提高，以适应用户的需求。

用户喜欢的、市场需要的千斤顶将不仅要求重量轻、携带方便、外形美观、使用可靠,还会对千斤顶的进一步自动化、甚至智能化都有所要求。

因此千斤顶技术的发展将直接或间接影响到这些行业正常运转和工作。

我们通过在校三年的学习，对液压传动方面有了一定的了解，想通过此次对液压千斤顶各种部件的设计，来检验自己对所学知识的掌握情况。

1.2功能、用途及应用范围液压千斤顶适用于起重高度不大的各种起重作业，主要用于厂矿、交通运输等部门作为车辆修理及其它起重、支撑等工作。

其结构轻巧坚固、灵活可靠，一人即可携带和操作。

1.3性能特点液压千斤顶是一种将密封在油缸中的液体作为介质,把液压能转换为机械能从而将重物向上顶起的千斤顶。

它结构简单,体积小,重量轻,举升力大,易于维修,但同时制造精度要求较高,若出现泄漏现象将引起举升汽车的下降,保险系数降低,使用其举升时易受部位和地方的限制。

它利用了密闭容器中静止滚体的压力以同样大小向各个方向传递的特性。

优点:输出推力大;缺点:效率低。

1.4应用推广价值液压千斤顶结构紧凑、工作平稳、有自锁作用，故使用广泛。

1.5任务说明本次对车用液压千斤顶进行三维建模以及运动仿真旨在了解液压千斤顶的内部结构，油液流动方式，密封方式，并且通过对液压千斤顶的分析了解液压传动的原理以及应用。

通过查阅大量文献，和对千斤顶各部件进行绘制建模不但熟悉了千斤顶内液压传动原理还使得我对一些绘图软件的操作更加熟练。

同时也在以前书本学习的基础上对液压传动加深了理解。

2液压千斤顶总体设计2.1液压千斤顶的结构图图1 液压千斤顶设计方案示意图液压千斤顶结构图1所示，工作时通过上移6手柄使7小活塞向上运动从而形成局部真空，油液从邮箱通过单向阀9被吸入小油缸，然后下压6手柄使7小活塞下压，把小油缸内的液压油通过10单向阀压入3大油缸内，从而推动2大活塞上移，反复动作顶起重物。

通过1调节螺杆可以调整液压千斤顶的起始高度，使用完毕后扭转4回油阀杆，连通3大油缸和邮箱，油液直接流回邮箱，2大活塞下落，大活塞下落速度取决于回油阀杆的扭转程度。

2.2液压千斤顶的组成液压系统主要由：动力元件（油泵）、执行元件（油缸或液压马达）、控制元件（各种阀）、辅助元件和工作介质等五部分组成。

1、动力元件（油泵）它的作用是把液体利用原动机的机械能转换成液压力能，是液压传动中的动力部分。

2、执行元件（油缸、液压马达）它是将液体的液压能转换成机械能。

其中，油缸做直线运动，马达做旋转运动。

3、控制元件包括压力阀、流量阀和方向阀等，它们的作用是根据需要无级调节液压动机的速度，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。

4、辅助元件除上述三部分以外的其它元件，包括压力表、滤油器、蓄能装置、冷却器、管件及邮箱等，它们同样十分重要。

5、工作介质工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液，它经过油泵和液动机实现能量转换。

2.3液压千斤顶的原理1.杠杆手柄2.小油缸3.小活塞4.单向阀5.吸油管6.管道7.单向阀8.大活塞9.大油缸10.管道11.截止阀12.油箱图2 液压千斤顶工作原理图图2-1是液压千斤顶的工作原理图。

大油缸9和大活塞8组成举升液压缸。

杠杆手柄1、小油缸2、小活塞3、单向阀4和7组成手动液压泵。

如提起手柄使小活塞向上移动，小活塞下端油腔容积增大，形成局部真空，这时单向阀4打开，通过吸油管5从油箱12中吸油；用力压下手柄，小活塞下移，小活塞下腔压力升高，单向阀4关闭，单向阀7打开，下腔的油液经管道6输入举升油缸9的下腔，迫使大活塞8向上移动，顶起重物。

再次提起手柄吸油时，单向阀7自动关闭，使油液不能倒流，从而保证了重物不会自行下落。

不断地往复扳动手柄，就能不断地把油液压入液压缸下腔，使重物逐渐地升起。

如果打开截止阀11，液压缸下腔的油液通过管道10、截止阀11流回油箱，重物就向下移动。

这就是液压千斤顶的工作原理。

通过对上面液压千斤顶工作过程的分析，可以初步了解到液压传动的基本工作原理。

液压传动是利用有压力的油液作为传递动力的工作介质。

压下杠杆时，小油缸2输出压力油，是将机械能转换成油液的压力能，压力油经过管道6及单向阀7，推动大活塞8举起重物，是将油液的压力能又转换成机械能。

大活塞8举升的速度取决于单位时间内流入大油缸9中油容积的多少。

由此可见，液压传动是一个不同能量的转换过程。

3.液压千斤顶结构设计3.1大液压缸设计（1）液压缸工作负载的计算m f g R R R R ++= （3-1）n w g R R R ±= （3-2）式中，w R ：液压缸轴线方向上的外作用力 （N ） gR ：液压缸轴线方向上的重力 （N ） fR ：运动部件的摩擦力 （N ）mR ：运动部件的惯性力 （N ）R ：液压缸的工作负载 （N ） 大液压缸参数：外作用力：N X R w 196008.92000== 摩擦力： N fG R f 3920196002.0=⨯== 惯性力：NX amR m 1667]1.0/)060/5[()8.9/19600(=-==（设其杆上升的速度为5m/s ） 故总负载力为：NR R R R mf g 251871667392019600=++=++=（2）液压缸工作压力的选定由以上得到工作负载R ，再根据表3-1得R 在10000到20000N 之间，所以选择系统压力为3MPa 。

表3-1液压缸工作压力参考表(3)活赛式液压缸内径及活赛杆直径的确定1.内径计算：d D 2= （3-3） pFd π4=（3-4） 其中： D 为液压缸内径；d 为活塞杆直径所以：1041032518746≈⨯⨯=πd mm mm d D 14710422=⨯==（4）液压缸的推力和流量计算 ①大液压缸的推力计算当液压缸的基本参数确定后，可以通过以下计算实际工作推力。

P=PA （N ） 式中，A ：活塞有效工处面积：P ：液压缸工作压力。

所以， 在大液压缸的实际工作推力：N P 42408)10147(4105.2236=⨯⨯⨯⨯=-π②大液压缸的流量计算在液压缸的基本参数确定后，可以通过以下计算实际工作流量。

Q=AV负载（N ） <5000 5000—100010000—2000020000—3000030000-50000〉50000工作压力（N ） <0.8-1 1.5-2 2.5-3 3-4 4-5 .5式中，V ：液压缸工作速度：A ：液压缸有效工作面积。

min/48.8min /0084815.05.0147.0432L m Q ==⨯⨯=π（5）活塞杆直径的验算 按强度条件验算活塞杆直径：当活塞杆长度 L>10d 时，要进行稳定性验算：P n P k k >式中，k P ：液压缸稳定临界力P ：液压缸最大推力k n :稳定性安性系数，k n 取=2-4由活塞杆计算柔 度i l /ϕλ=ϕ：安装形式系数，取0.7 l: 活塞杆长度A ：活塞杆的横截面积，)53(4-=dA710)408.0(2007.03=⨯÷÷⨯=-λ所以，，21λλλ<<为柔度系数， 102=λ，因此只需校核强度。

则按压缩强度计算：Pa d A F CF 6210355)4/(25187/⨯≤⨯==πσmm d 5.9≥所以取mm d 104=。

（6）液压缸壁厚的确定一般，低压系统用的液压缸都是薄壁缸，缸壁可用下式计算：)63(])[2/(-≥）（m D P p σσ式中，σ—缸壁厚度 p P —试验压力当额定压力MPa P n 16≤时，%150⨯=Pn P p 当额定压力MPa P n 16>时，%125⨯=Pn P pD —液压缸内径][σ--缸体材料的许用应力（Pa ）, n o /][σσ=][o σ--材料抗拉强度n —安全系数，一般取n=5注：如果计算出的液压缸壁厚较薄时，要按结构需要适当加厚。

由MPa P n 3=，所以用MPa P n 16≤，MPa Pn P p 5.45.13%150=⨯=⨯=由上述已算出D=147mm, Pa n o 6101205/600/][⨯===σσmD P p 002756.0)101202/(147.0105.4])[2/(66=⨯⨯⨯⨯=≥σδ所以液压缸壁厚度为mm 8=δ。

（7）液压缸缸底和缸盖的计算 ①缸底厚度的计算 对于大缸底有油孔的：)73)((][(433.0)0222--⨯=mm d D D P D h σ式中 h —缸底的厚度（mm ） 2D —缸底止口内径 （mm ） P —缸内最大工作压力)10(6Pa ⨯ ][σ—材料许用应力)10(6Pa ⨯0d —缸底开口的直径（mm ）所以。

2.171035510)20147()10147(10152147433.063236mm h =⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯=--②缸盖厚度缸盖厚度的设计与缸底的厚度一样：h=17.2mm焊接方式：把缸底与缸盖焊接在缸体上，这样的方法比较简单方便。