客车乘客门的门泵设计
（二）缸筒与缸盖的连接设计
1.连接方式的选择
缸桶与缸盖的连接形式主要有拉杆式螺栓连接、螺钉式、缸桶螺纹、卡环等。对于双头螺栓和螺栓连接，一般是四根螺栓，但是对于工作压力高于1Mpa时，一定要校核螺栓强度必要时增加螺栓数量，例如四根。本设计气缸的最大工作压力为0.8Mpa，所以不需要进行螺栓强度的校核。因为螺钉连接结构简单，易于加工，易于装卸，所以本设计选用四根六角螺钉环形对称分布连接，如图4.1所示。
图3.1 螺钉连接方式
2.螺钉尺寸的计算
螺钉需要承受一定的静载荷，因为本设计采用四根螺钉对称分布，所以没跟螺钉承受
1的静载荷。本气缸的最大工作压力pmax?0.8Mpa，由 4 Fmax?pmax?SD 式中Fmax—气缸的最大静推力，N
SD—气缸底面积，mm2
由此算出气缸的最大静推力Fmax?0.8?7653.75?6123N，那么一个螺钉的静载荷为
1Fmax?1531N 4–17–
客车乘客门的门泵设计
拉杆式螺栓连接、螺钉式连接的螺栓允许静载荷参见表4.1。
表4.1 螺栓允许静载荷/N
材料 M6 M8 M10 M12 M14 螺栓直径/mm M16 M18 M20 M22 M24 M27 M30 Q235 736 1373 2354 3530 4903 7355 9807 13729 18633 22555 32362 44130 35 1177 2158 3727 5688 8336 11768 15691 23536 31381 39277 51975 72569
由每个螺栓的最大静载荷为1531N，选择35号钢的M8螺栓，能够达到使用要求。
（三）气缸的密封设计
气缸密封的好坏，直接影响气缸的性能和使用寿命，正确设计、选择和使用密封装置、对保证气缸的正常工作非常重要。
对密封元件的要求如下:
1. 密封性好，耐磨损，使用寿命长。
2. 稳定性好，不易膨胀或收缩，难于溶解，不易老化及软化。 3. 摩擦力小。
4. 密封件表面平整、光滑，无气泡、杂质、凹凸等缺陷。被密封表面粗糙度对密封元件的使用寿命有重要影响，表面粗糙度应在Ra?0.4?m左右。 5. 结构简单，成本低。
密封元件的材料：耐油橡胶、聚氨酯、夹织物橡胶、聚氯乙烯、灰铸铁或耐磨铸铁活塞环和铬鞣牛皮等。
密封元件的形状：O型密封圈、Y型、小Y型、L型、J型、U型和V型密封圈以及金属活塞环等。
气缸上下盖的密封属于静密封，选择聚氨酯材料制成的Y型密封圈，因为其密封可靠，使用寿命长，摩擦阻力较O型圈较大，适用与直径大于100mm的气缸。
–18–
客车乘客门的门泵设计
大小活塞与气缸的密封属于动密封，同样选择聚氨酯材料，因为聚氨酯具有高的耐磨性和耐油性，强度高，弹性好。其使用寿命比耐油橡胶高几倍。密封圈选择小Y型，它的摩擦因数较其他几种小，磨损后有自补偿功能，使用寿命比其他高。密封圈界面的长宽比大于2，密封圈在适用中不会翻滚掉下，自封性好，在低压下也不会产生泄露。
–19–
客车乘客门的门泵设计
五、传动轴的设计
传动轴是门泵的重要组成之一，它的作用是将气缸的推力转变为旋转力矩，将动力传给门轴，使车门打开和关闭，可以说是门泵最重要的执行元件，所以传动轴设计的好坏，是门泵设计的关键。
（一）传动轴的主要参数设计
1.传动方式的选择
首先根据传动轴的功用确定传动轴的传动方式，此传动轴的作用是将活塞的推力变为旋转力矩，与门轴连接，使车门打开和关闭，所以根据设计的需要选择滑动螺旋传动，即螺杆传动。
2.传动螺纹的选择
滑动螺旋传动的螺纹通常有三种，即梯形螺纹、锯齿形螺纹、矩形螺纹。矩形螺纹牙型为正方形，牙厚为螺距的的一半，传动效率较其他螺纹高，一般用于传递或传导螺旋。梯形螺纹牙型角为30o,螺纹副的小径和大径处有相等的间隙，与矩形螺纹相比效率较低。
综上所述，本设计采用矩形螺纹。
矩形螺纹的标准并没有给出，应按照梯形螺纹的标准进行选择，根据已经设计的活塞杆的直径30mm，查阅螺纹标准确定螺纹大径为36mm，螺距P选择16mm。
3.螺纹参数设计
气缸行程为75mm，门轴的旋转角度为140o，由：
140? S??75 （5.1）
360?式中S—导程，mm。 由式5.1计算出导程S?75?36075???192mm。
本矩形螺纹的作用是传动，所以应为多线螺纹，由式：
S?x?P （5.2）
式中x—螺纹的线数
–20–
客车乘客门的门泵设计
P—螺距，mm
S—导程，mm
由此公式计算出螺纹的线数为12。 4.螺杆轴向位移计算 螺杆的轴向位移由公式：
l????S?Px 2?2?式中l—螺杆轴向位移，mm
?—螺杆的转角，rad
S—导程，mm
P—螺距，mm
x—螺纹线数
140?180?75?29.17mm。
由此计算出螺杆轴向位移l?4螺杆材料的选择及热处理
2?本螺杆为12线螺纹，因此材料必须具有足够的强度和耐磨性，以及良好的加工性，耐磨性好需要进行淬硬处理。此螺杆要求很高的传导精度，因此要求热处理后有较好的尺寸稳定性，可选用9Mn2V、CrWMn、38CrMoAlA等，并在加工中进行适当次数实效处理，其特点详见表5.1。
–21–