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。
目 录
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

 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072^ 
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
 绪论
1.1 设计本课题的目的
单向阀是只允许液流从进油口进入，从出油口流出，且不能实现油液逆流的阀。单向阀是液压系统中最简单基本元件之一。
现有单向阀采用的基本都是机械螺旋弹簧复位，机械弹簧是单向阀中基本元件。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。因此弹簧可能会出现断裂，松弛等状况影响阀的正常工作，导致阀在使用过程中出现各种问题。本课题目的就是设计一个新型弹簧，弹簧的材料选用永磁材料，新型弹簧的作用是能替代原来机械弹簧的工作，其次重点是要能解决原弹簧可能出现的问题，例如因疲劳，强度过大，刚度过小造成，断裂，松弛，紧绷，塑性变形等原因，会大大影响单向阀的正常工作[3]。
1.2 课题单向阀的现状
最近随着材料技术的高速发展，不同种类的材料在人们的研发下有了不同的应用场合，其中磁性材料因其特有的特点进入人们的视线，经过进一步的研究和实验，磁性材料得到了广泛的应用。磁性材料的结构一般偏向于简单，能节省结构空间，又因为它使用的是磁力，因此，疲劳磨损之类的问题，对于磁性材料来说，几乎没有。按照应用类型，磁性材料可以被分为许多种类，其中永磁材料就是属于磁性材料的一种，是性价比以及应用范围都比较优秀的一种磁性材料。永磁材料是指能保持永久磁化状态的材料，与一般磁性材料不同，不会随时间而失去磁力，广泛的应用于机械，医疗，电子等设备当中。其中永磁弹簧便是永磁材料中应用广泛的一种材料。它具有良好的工作性能，宽磁滞回线，剩余磁化强度和稳定性，工作的基本原理就是利用同性相斥，异性相吸。本课题的目的就是通过设计单向阀内弹簧零件，改变它的材料性质和结构状态，利用永磁弹簧代替原来的机械弹簧来减少阀的压力损失，增加阀的工作使用寿命[4]。不仅有利于提高单向阀性能及工作寿命，降低压力，流量和损失等，还可以提高液压系统的效率。
1.3 设计方案
1.3.1 设计目标
实现永磁弹簧单向阀的结构设计
1.3.2 主要内容
(1)通过查阅学校图书馆，知网等文献网站，根据资料文献设计单向阀的结构图
(2)根据《机械设计手册》单向阀所需要的工作性能设定单向阀的设计参数
(3)根据设定的好的技术参数通过计算来确定单向阀的相关尺寸
(4)根据单向阀各个零件的特点选择合适材料
(5)根据计算结果绘制永磁弹簧式单向阀的装配图纸，然后拆分为零件图纸
(6)根据绘制完成的二维图纸使用solidworks绘制三维模型图纸
(7)采用maxwell3D仿真软件分析永磁弹簧阀芯和磁环之间距离和吸引力的关系
1.3.3 时间计划安排
表11 工作时间安排表
2018.12.2012.30
以论文题目为核心，对相关资料进行收集和翻阅

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