摘要：液压阀按照不同的用途可以分为不同的种类，主要由三种，分别为压力控制阀，流量控制阀，方向控制阀，单向阀是液压元件方向控制阀中的一种。单向阀的主要作用就是保护液压泵，防止造成油液干扰等，单向阀的性能优秀，寿命长短，工作效率的高低对液压系统的工作效率，寿命，安全性有着极大的影响。从工作原理中可以得知弹簧是单向阀中的基本零件之一，它在单向阀中的作用是顶住阀芯，通过受到油液的液压力来实现阀芯的开启和闭合，较小的弹簧刚度可以提高单向阀的工作性能。防止油液流动时后对单向阀阀芯产生较大的压力，以免在液流流动的时候造成能量损失[1]。弹簧的刚度，疲劳失效，材料性质，预紧力的不同，多样的弹簧弹性系数对于单向阀的工作性能和工作状态都有着不同的影响，都有可能导致单向阀无法正常工作。本课题基于弹簧的材料性质选用永磁弹簧来制作单向阀的弹簧进行结构设计。

本文主要介绍了课题背景和研究意义，单向阀的分类，作用以及工作原理。简述了磁性材料的种类，以及永磁弹簧作为单向阀的弹簧与一般的机械弹簧相比的优势，然后开始永磁弹簧式单向阀的结构设计，通过设计参数计算阀的各类尺寸和力数据，绘制单向阀的cad图纸和三维模型爆炸视图，最后采用maxwell对阀芯和磁环之间距离与吸引力做仿真分析[2]确定两者之间的距离，最后完成永磁弹簧是单向阀的结构设计。

关键词：单向阀  永磁弹簧  仿真分析

目录

摘要

Abstract

1. 绪论-1

1.1 设计本课题的目的-1

1.2 课题单向阀的现状-1

1.3 设计方案-2

1.3.1 设计目标-2

1.3.2 主要内容-2

1.3.3 时间计划安排-2

2. 单向阀和弹簧简述-3

2.1 单向阀的分类-3

2.1.1 普通单向阀的结构原理及工作特性-3

2.1.2 液控单向阀的结构原理及工作特性-4

2.2 单向阀的作用-5

2.2.1 普通单向阀：-5

2.2.2 液压单向阀：-5

2.3 磁性材料的分类-5

2.4 弹簧的分类-6

2.5 永磁弹簧的优势-6

3. 永磁弹簧式单向阀的设计计算-8

3.1 永磁弹簧单向阀的设计思路-8

3.2 单向阀设计参数-8

3.3 单向阀的参数计算-8

3.3.1 进出油口直径-8

3.3.2 阀座孔直径-9

3.3.3 阀芯锥角半角和阀座锥角半角-9

3.3.4 锥阀阀口最大开口量-10

3.3.5 阀芯开启所受液动力-10

3.3.6 永磁弹簧单向阀所需弹簧力-11

3.3.7 阀芯所受液压力-11

4. 永磁弹簧式单向阀的结构设计-13

4.1 永磁弹簧单向阀阀芯选择-13

4.2 单向阀连接方式选择-13

4.3 永磁弹簧几何模型-13

4.4 单向阀的材料选择-14

4.5 永磁弹簧单向阀总体设计-16

5. 永磁弹簧式单向阀的三维建模和仿真分析-18

5.1 基于solidworks永磁弹簧式单向阀的三维建模-18

5.2 基于Ansoft maxwell 3D永磁弹簧的仿真分析-21

5.2.1 Ansoft Maxwell 简述-21

5.2.2 永磁弹簧的仿真分析-22

总结-26

参考文献-27