液压传动课程设计说明书

1、 课程设计说明书液压传动课程设计学 院： 工业自动化学院专 业： 姓 名： 指导老师： 机械工程专业 学 号： 职 称： 中国二一六 年 六 月 目 录1 课程设计的目的和基本要求- 2 -(1) 课程设计的目的- 2 -(2) 课程设计的基本要求- 2 -2 课程设计的主要内容- 2 -(1)课程设计题目- 2 -(2)课程设计要完成的主要内容- 3 -3 液压系统设计方法- 3 -3.1 明确设计依据，进行工况分析- 3 -3.1.1设计依据- 3 -3.1.2工况分析- 3 -3.2 确定系统方案，拟定液压系统图- 5 -3.2.1 确定系统方案- 5 -3.2.2 拟定液压系统图- 6

2、 -3.3 液压元件的计算和选择- 6 -3.3.2 执行元件的尺寸、流量、压力、功率- 6 -3.3.3 作出执行元件工况循环图- 7 -3.3.4 选定油泵和确定电动机功率- 8 -3.3.5 选择控制元件及辅助元件- 8 -3.4 液压系统验算及技术文件的编制- 9 -力损失验算和压力阀的调整压力- 9 -1、压力损失验算- 9 -2、压力阀的调整压力- 10 -3、系统温升验算- 10 -(3).绘制工作图，编制技术文件（另附）- 11 -参考资料- 11 - 12 -液压传动与控制课程设计指导书1 课程设计的目的和基本要求(1) 课程设计的目的液压传动与控制课程设计是机械设计制造及其

3、自动化专业学生在学完流体力学与液压传动课程之后进行的一个重要的实践性教学环节。学生通过本课程设计能够进一步熟悉并掌握液压传动与控制的基本概念、熟悉液压元件结构原理、熟悉液压基本回路、掌握液压系统图的阅读方法及基本技能、能够综合运用本课程及工程力学、机械设计等有关课程的知识设计一般工程设备液压系统。同时，学生通过本课程设计可在以下几方面得到训练：正确进行工程运算和使用技术文件、技术资料的能力；掌握系统方案设计的一般方法；正确表达设计思想的方法和能力；综合利用所学知识解决工程实际问题的能力。(2) 课程设计的基本要求每个设计题目根据难度及工作量大小可由13人完成，由学生自由组合，课题组每个人都有明

4、确的工作任务；系统原理草图拟定由专人负责，课题组每个人都必须参与；每个课题组必须提交一份所设计系统非标液缸设计装配图一张；每个人必须提交系统设计图一份、课程设计计算说明书一份。2 课程设计的主要内容(1)课程设计题目31.设计一台半自动卧式车床动力滑台的液压系统，要求液压系统完成“快进工进快退停止”的工作循环。已知：轴向切削力为9800N，移动部件总重量为8500N，工作台快进行程为300mm，工进行程为250mm，快进、快退速度为3.5m/min，工进速度为50mm/min，加、减速时间为0.2s，动力滑台为平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。 (2)课程设计要完成的主要内容 1

5、).查阅文献，了解并熟悉设计工况； 2).确定执行元件主要参数； 3).拟定系统原理草图； 4).计算选择液压元件； 5).验算系统性能； 6).绘制工作图，编制技术文件； 7).撰写课程设计说明书。3 液压系统设计方法液压系统的设计基本包括四个步骤：明确设计依据，进行工况分析；确定液压系统方案，拟定液压系统图；液压系统的计算和液压元件的选择；液压系统的验算和绘制工作图、编制技术文件。在设计过程中不一定要严格按照这些步骤进行，有时可以交替进行，甚至要反复多次。对某些关键性的参数和性能难以确定时，要先经过试验，才能把设计方案确定下来。3.1 明确设计依据，进行工况分析 3.1.1设计依据设计的依

6、据一般有：（1）主机的结构、动作特性和主要技术要求，如运动平稳性、动作精度、动作联锁、自动化程度和效率等。（2）液压系统的工作环境，如温度及其变化范围、潮湿、振动、冲击、尘砂、腐蚀或易然等。（3）其它要求，如液压装置的重量、外形尺寸、经济性等。3.1.2工况分析（1）运动分析 液压缸的速度图及负载图（2）动力分析通过计算或试验，确定工作部件的力或力矩的大小和方向，并分析运动过程中冲击、振动和过载能力等情况。对某些设备，若负载变化较复杂，在条件许可时，按工况分析，绘出负载循环图；为确定液压执行元件的工作压力、拟定液压系统提供可靠的依据，对功率变化较大的主机，还应作出功率循环图，这样可合理利用液压

7、能源。1).油缸在各工作阶段外负载的计算a.启动和加速阶段的外负载pj从静止到加速是个过渡过程，启动的时间很短，故以加速过程进行计算，摩擦力则按静摩擦阻主力计算。 Pj=RFdFa=8500*0.2=1700N b.恒速阶段的外负载PhPh=RFd=9800+850=10650N （c.减速制动阶段的外负载PjiPji =RFdFa=850+252.72=1102.7 （式中 R沿油缸活塞运动方向的工作阻力，与支动反向为正值，同向为负值； Fd导轨摩擦力导轨摩擦阻力，对平导轨F=(GRN)=850N （式中 G移动部件的重量； RN工作阻力垂直于导轨上的正压力； 导轨摩擦系数，启动加速时按静摩

8、擦系数计算，其余按动摩擦系数计算；油缸启动加速或减速制动过程的惯性力Fa=252.72N （3-6）式中 g重力加速度； Vt时间内的速度变化值（m/s）； t启动加速度或减速制动的时间（秒）。在机床中进给运动时，t=0.050.2秒；液压缸各中的负载工况计算公式 总负载F'（N） 缸推力F（N）启动F=Ffs17001888.8加速F=Ffd+Fa11102.71225.2快进F=Ffd850944.4减速F=FfdFa2597.28663.64工进F=Ffd+FL1065011833.3制动F=Ffd+FLFa3979510883.3反向加速F=FfdFa4-1140-1266.6

9、快退F=Ffd -850-944.4制动F=Ffd+Fa5 -597.28-663.643.2 确定系统方案，拟定液压系统图确定液压系统方案、拟定液压系统图，是设计液压系统关键性的一步。系统方案，首先应满足工况提出的工作要求（运动和动力）和性能要求。其次，拟定系统图时，还应力求效率高、发热少、简单、可靠、寿合长、造价低。3.2.1 确定系统方案1、选用执行元件 由系统动作循环图，选定单活塞杆液压缸做为执行元件。根据快进和快退速度相等的要求，拟定在快进时采用差动连接，因此应使无杆腔有效面积为有杆腔有效面积的两倍。2、确定供油方式 由工况图分析可知，液压缸在快进、快退时所需流量较大，但持续时间较短

10、；而在工进时所需流量较小，但持续时间较长。因此从提高系统效率，节省能源的角度考虑，系统供油方式不宜采用单个定量泵，而宜采用双泵或变量泵。因此参考同类组合机床，选用双作用叶片泵双泵供油方式。3、调速方式选择 由工况图可知，快进和快退时有速度要求，因此在有杆腔油口处统一采用调速阀调速。工进时速度低，考虑到系统负载变化小，所以采用调速阀进油节流调速回路。4、速度换接选择 快进和工进之间速度需要换接，为便于对换接的位置进行适当的调整，因此采用二位二通行程阀来实现速度的换接。另外采用液控顺序阀与单向阀来切断差动回路。因此速度换接回路为行程与压力联合控制形式。5、换向方式选择 采用三位五通电磁阀进行换向，

11、以满足系统对换向的各种要求。选用三位阀的中位机能为M型，以实现可以随时在中途停止运动的要求。为提高换向的位置要求，拟采用止挡块和压力继电器的行程终点返回控制。6、其它选择为便于观察调整压力，在液压泵的出口处和液压缸的两接口处 均设置测压点，并配置多点压力表开关，以便利用一个压力表即能观测各点压力。3.2.2 拟定液压系统图3.3 液压元件的计算和选择3.3.2 执行元件的尺寸、流量、压力、功率（1）液压缸的尺寸： 初定液压缸工作压力p=2.5MPa 按最大负载Fmax计算缸筒面积A得： 钢筒内经： 按标准取：D=80mm 有效作用面积：（2）流量：（3）压力：（4）功率：3.3.3 作出执行元

12、件工况循环图3.3.4 选定油泵和确定电动机功率1）计算液压泵压力 估算压力损失经验数据： 一般节流调速和管路简单的系统取pl=0.20.5MPa，有调速阀和管路 较复杂的系统取pl=0.51.5MPa。 液压缸在整个工作循环中最大工作压力为2.12MPa，由于系统有调速阀，但管路简单，所以取压力损失pl=0.5MPa，计算液压泵的工作压力为 pp=p+pl=2.62MPa 2）计算所需液压泵流量 考虑泄漏的修正系数K：K=1.11.3。 液压缸在整个工作循环中最大流量为8.94L/min。取回路泄漏修正系数K=1.1，计算得所需两个液压泵的总流量为 qp=1.1×8.94=9.83

13、L/min 由于溢流阀最小稳定流量为3L/min，工进时液压缸所需流量为0.4L/min，所以高压泵的流量不得少于3.4L/min。 3）选用液压泵 选用YB110/16型的双联叶片泵。液压泵额定压力为6.3MPa，排量分别为10mL/r和16mL/r，取容积效率pV=0.85，总效率=0.8，额定转速分别为1450r/min和960r/min.4）选用电动机 拟选Y系列三相异步电动机，满载转速960r/min，按此计算液压泵实际输出流量为 qp=（10+16）×103 ×960 ×0.85=21.22L/min 计算所需电动机功率为选用Y132S-6电动机。电动

14、机额定功率为3KW，满载转速为960r/min3.3.5 选择控制元件及辅助元件低压泵的输出流量为：15.36MPa 高压泵的输出流量为：9.6MPa序号名称通过流量（L/min）型号及规格1滤油器24.96XU-C32×100B2双联叶片泵21.22YB1-10/163溢流阀40YF-L10C4单向阀30（开启压力0.04MPa）TVC-045顺序阀63XF-C10B6三位五通电磁换向阀3035DM-B10H7调速阀30Q-H108二位二通行程罚3022DO-B10H9压力表60Y-100T10行程开关-JLXK1-11油管：油管尺寸根据实际流量类比确定，采用内径为17mm，外径为

15、20mm的焊接钢管。油箱容积： V=（57）qp=（57）×21.22=106.1148.54L 取V=150L。3.4 液压系统验算及技术文件的编制力损失验算和压力阀的调整压力1、压力损失验算 按液压泵的实际输出流量估算压力损失。 1）油液在油管中的流速 进油管流速 回油管流速 2）沿程压力损失Pf 设系统采用L-HM32液压油，室温为20时粘度为: =1.0×104 m2/s a）进油沿程压力损失Pf1 层流状态： 1=75/Re1=75/1250=0.12 取油液的密度为=890kg/m3，进、回油管长度均为2m，得进油沿程压 力损失为: b）回油沿程压力损失 层流状

16、态： 2=75/Re2=75/310=0.24 c）总沿程压力损失 3）局部压力损失Pr 局部压力损失包括液压阀的压力损失及管道和管接头的压力损失。液压阀的损失很小，可以忽略不计。管道和管接头压力损失一般取沿程压力损失的10%计算，于是 pr=10% pf=0.1×0.52=0.052MPa 4）总压力损失p p=pf+ pr=0.52+0.052=0.572MPa原设p=0.5MPa，与计算结果非常接近。2、压力阀的调整压力1.双联泵系统中卸荷阀的调定值为 取p卸=3MPa2.溢流阀的调定值应大于卸荷阀调定压力0.30.5MPa。取 p溢=4.5MPa 3.顺序阀的调定值应为 p顺=0.29+p=0.29+0.95=1.24MPa 背压阀的调定值取为: p背=0.3MPa3、系统温升验算 工进时间在整个工作循环中所占的时间比例达87%，所以系统温升可按工进计算。 工进时液压缸的有效功率为 工进时大流