摘要: 自第二次世界大战以来，液压技术得到了巨大的发展，液压缸作为液压技术的典型代表，也在各行各业中得到了越来越广泛的应用，但伴随着科技的进步，生产力得到了提高，这也导致了竞争变得越来越激烈，所以人们的要求也变得越来越高，液压缸同样如此。为了满足这种需求，人们对液压缸进行不断的改进，这也致使液压缸的生产制造行业得到蓬勃发展。

本次设计的液压缸的主要参数为额定工作压力：30MPa；活塞行程：1000mm；缸筒内径：160mm；液压缸的稳态速度：0.2。在本次设计中的液压缸由六个主要部件组成：缸筒、缸筒底部、缸筒前端盖、活塞杆、活塞杆头部和活塞。在本次设计中，我首先对该型液压缸的已知参数进行计算和推导，得出液压缸的相关数据后，在根据相应的设计规范，计算出液压缸各部件的重要参数，并根据相应的要求对液压缸各部件进行必要的校核。

其次，在本次设计中使用Pro/E绘图软件来绘制液压缸的三维模型并对液压缸进行装配。在使用Pro/E绘图软件时，根据设计部分获得的液压缸各部件的主要参数和已知参数，再结合液压缸各部件的设计标准，绘制出液压缸各部件的三维模型，绘制完成后再使用Pro/E绘图软件的装配模块对液压缸进行装配。

最后，为了判断设计出来的液压缸是否合格，需要使用ANSYS有限元分析软件对其进行有限元分析。在使用ANSYS有限元分析软件时，根据相关有限元分析模块和路径，对液压缸进行有限元分析。最后结合计算出来的图像和本次设计的要求，对液压缸的有限元分析的结果进行分析。

关键词 液压技术；液压缸；Pro/E三维建模；ANSYS有限元分析

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 液压技术的发展简况及趋势-1

1.1.1 液压技术法发展简况-1

1.1.2 液压技术的发展趋势-2

1.2 液压传动原理及应用-2

1.2.1 液压传动的概念-2

1.2.2 液压传动的工作原理-2

1.2.3 液压技术的应用-3

1.3 液压缸的应用和发展趋势-3

1.3.1 液压缸的应用-3

1.3.2 液压缸的发展趋势和国内现状-3

1.4 本次设计的液压缸的要求-4

2 液压缸的设计-5

2.1 液压缸的参数的计算-5

2.2 缸筒的设计与校核-5

2.2.1 缸筒与缸筒前端盖和缸筒底部的连接形式-5

2.2.2 缸筒材料的选择-5

2.2.3 缸筒壁厚的设计和校核-6

2.3 缸筒底部的设计与校核-8

2.3.1 缸筒底部材料的选择-8

2.3.2 缸筒底部厚度的计算-9

2.3.3 焊接强度的校核-9

2.4 缸筒前端盖的设计与验算-10

2.4.1 缸筒前端盖材料的选择-10

2.4.2 缸筒前端盖法兰厚度的计算-10

2.4.3 螺栓连接的校核-11

2.5 活塞杆的设计-12

2.5.1 活塞杆与其组件的连接方式-13

2.5.2 活塞杆材料的选择-13

2.5.3 活塞杆及连接件强度校核-13

2.5.4 活塞杆液压缸稳定性校核-15

2.5.5 活塞杆头部与活塞杆的焊接强度的校核-17

2.6 液压缸油口和排气装置设计-17

2.6.1 液压缸油口的设计-17

2.6.2 液压缸排气装置的设计-18

2.7 液压缸缓冲装置的设计及计算-18

2.7.1 缓冲装置的作用及要求-18

2.7.2 缓冲原理及缓冲装置的结构形式-19

2.7.3 缓冲装置的设计及校核-19

3 液压缸三维模型的建立-22

3.1 液压缸三维模型的建立-22

3.1.1 缸筒的设计-22

3.1.2 活塞杆的设计-23

3.1.3 活塞的设计-25

3.1.4 缸筒前端盖的设计-26

3.2 液压缸各部件的装配-27

4 液压缸的有限元分析-28

4.1 液压缸的有限元分析-28

4.1.1 缸筒及其组件的有限元分析-28

4.1.2 活塞杆及活塞组件的有限元分析-31

4.1.3 缸筒前端盖及其组件的有限元分析-35

4.1.4 液压缸整体的有限元分析-38

结论-42

致谢-43

参考文献-44