液压传动课程设计

1、青岛理工大学琴岛学院课程设计说明书课题名称：液压传动课程设计学 院：机电工程系专业班级：机械制造及其自动化14-3学 号：20140251111学 生：贾春指导老师： 青岛理工大学琴岛学院教务处 2015年 11月 16日液压传动课程设计评阅书题目液压与气动课程设计学生姓名贾春学号20140251111指导教师评语及成绩指导教师签名： 年 月 日答辩评语及成绩答辩教师签名： 年 月 日教研室意见总成绩： 室主任签名： 年 月 日摘 要叙述本设计的主要内容，特点，文字精练。小四，宋体。一篇完整的设计说明书(论文)，通常由题名(标题)，摘要，目次页(目录)，引言(前言)，正文，结论，致谢(谢辞)，

2、参考文献和附录等几部分组成。页面设置：上-2.5厘米，下-2.5厘米，左-3.0厘米，右-2.0厘米，页眉-1.5厘米，页脚-1.5厘米。页眉：位于中间，用小五号宋体。作为一种高效率的专用机床，组合机床在大批、大量机械加工生产中应用广泛。本次课程设计将以组合机床动力滑台液压系统设计为例，介绍该组合机床液压系统的设计方法和设计步骤，其中包括组合机床动力滑台液压系统的工况分析、主要参数确定、液压系统原理图的拟定、液压元件的选择以及系统性能验算等。组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定外形和加工工艺设计的专用部件和夹具而组成的半自动或自动专用机床。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位

3、同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。组合机床通常采用多轴、多刀、多面、多工位同时加工的方式，能完成钻、扩、铰、镗孔、攻丝、车、铣、磨削及其他精加工工序，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。液压系统由于具有结构简单、动作灵活、操作方便、调速范围大、可无级连读调节等优点，在组合机床中得到了广泛应用。液压系统在组合机床上主要是用于实现工作台的直线运动和回转运动，如图1所示，如果动力滑台要实现二次进给，则动力滑台要完成的动作循环通常包括：原位停止快进I工进II工进死挡铁停留快退原位停止。目 录一级标题

4、用加黑四号宋体二级标题用小四宋体请重新生成页码摘 要I1设计任务22 液压回路的工况分析33拟定液压系统原理图43.1初选液压件及基本回路43.2组成液压系统44 计算和选择液压件及验算液压系统性能5总 结6参考文献7（目录自动生成，插入引用索引和目录，目录，级别改完2级，然后按一级标题用加黑四号宋体，二级标题用小四宋体调整格式1设计任务题目8：一卧式钻镗组合机床动力头要完成快进工进快退原位停止的工作循环，最大切削力为F12000N，动力头自重FG21000N，工作进给要求能在0.021.2m/min范围内无级调速，快进、快退速度为6m/min，工进行程为100mm，快进行程为300mm，导轨

5、型式为平导轨，其摩擦系数取fs0.2，fd0.1；往复运动的加速减速实践要求不大于0.3s。试设计该液压系统。1. 设计要求要求设计的卧式钻镗组合机床动力头要完成快进工进快退原位停止主要性能参数与性能要求如下：最大切削力 F=12000N动力头自重 FG21000N工作进给要求能在 0.021.2m/min 范围内无极调速快进、快退速度为 6m/min工进行程为 100mm 快进行程为 300mm导轨型式为平导轨，其摩擦系数取静摩擦因数fs0.2，动摩擦因数fd0.1往复运动的加速减速实践要求不大于0.3s。2 液压回路的工况分析2工况分析 切削推力 F切=12000N 静摩擦力 Fs=fs*

6、FG=0.2*21000=4200N 动摩擦力 Fd=fd*FG=0.1*21000=2100N 启动惯性力（惯性负载）Fi=(G/g)*(V/t)=（21000/9.8）*（6/0.3*60）=714N3. 液压缸的推力启动推力 F启= Fs/=4200/0.9= 4666N加速推力 F加=（Fd+Fm）/ =（2100+714）/0.9=3126N快进推力 F快=Fd/=2100/0.9=2333N工进推力 F工=（F切+Fd）/=12000+2100/0.9=15666N反向启动过程作用力与F启、F加、F快 大小相同，方向相反 表1液压缸各阶段的负载和推力工况负载组成液压缸负载F/N液压

7、缸推力/N启 动加 速快 进工 进快 退F=F=F=F=F=4200 28142100141002100 4666 3126 2333 15666 2333根据液压缸上述各阶段的负载可绘制如图（1）所示的负载循环图 速度图按已知数值V1 =V3=6m/min，快进行程长度L1=300mm，工进行程长度为L2=100mm，快退行程l3=l1+l2=400mm和工进速度V2等绘制，如图（2）选V2=0.021.2m/min进给循环图如图（3）2、 主要参数的确定1. 选取工作压力及背压力 F工=15666N，在10000-20000N之间，参考表9-2，P1=2.53MPa，初选P1=3MPa,防

8、止加工结束动力头突然前冲，设回路有背压阀，取背压阀P2=0.8MPa，但是由于油管中有压降p存在，有杆腔的压力必须大于无杆腔，估算时可取p约为0.5MPa，快退时回油腔中有背压，这时P2也可按0.5MPa估算。表2 按负载选择系统工作压力负载/KN551010202030305050系统压力/MPa0811.622.53344557 2. 确定液压缸的结构尺寸由工进时的推力计算液压缸的面积F/=A1P1-A2P2=A1P1-(A1/2)P2所以 A1=F/(P1-P2/2）=14100/0.9/（3-0.8/2）=60mm2表3液压缸内径尺寸系列（GB2348-1993）81012162025

9、3240506380(90)100(110)125(140)160(180)200(220)250320400500630表4 活塞杆直径系列（GB2348-1993）456810121416182022252832364045505663708090100110125140160180200220250280320360400根据表3表4 由计算所得的液压缸内径D和活塞杆直径d值应按GB23481993圆整到相近的标准直径，以便于采用标准的密封件。 取液压缸标准值： D=90mm 取活塞杆标准值： d=63mm 3.定液压缸筒的长度活塞杆工作行程：400mm 活塞杆伸出长度不少于 450mm

10、取活塞杆长 500mm 取液压缸筒长：L= 450mm 4. 液压缸的活塞面积A1=D2/4=（*9*9）/4=64cm2A2=D2-d2/4=33cm2A3=d2/4=（*6.3*6.3）/4=31cm25. 初选液压缸流量快进： 工进 根据上述D和d的值，可以估算液压缸在不同工作阶段的压力流量和功率 表（5），并根据绘出如图（4）所示的液压缸工况图，其中粗实线、细实线、双点画线分别表示功率、流量、压力. 表5 液压缸在各阶段的压力、流量和功率值工况推力F0/N回油腔压力p2/MP进油腔压力p1/MPa输入流量q/10-3/m3/s输入功率P/KW计算公式快进启动466601.50加速312

11、6p1+pp=0.51.54恒速2333p1+p1.280.310.3968工进15666 0.52.860.002130.1880.006090.53768 快退启动466601.41加速31260.51.91恒速23330.51.670.330.5511注：1. p为液压缸差动连接时，回油口到进油口之间的压力损失，取 p=0.5MPa。2 快退时，液压缸有杆腔进油，压力为p1，无杆腔回油，压力为p2。 下面为图、表、公式排版示例：图2-1 手机充电座（图号与图题文字置一字空格置于图的正下方，5号宋体，图号编码和章序号）表2.1 钢丝绳强度与粘着力（表题和表号空2字，表上方居中，5号宋体）钢

12、丝绳直径/mm4.56.758.19.1810.3单根钢丝绳强度Pn/(N/根)140033000430005500069000粘着力b/N·m-15600086000102000116000130000 (2-1) (2-2) (2-3)(正文中引用的公式、算式或方程式等按章序号用阿拉伯数字编号，如上例。公式单行居中排版与上下文分开，式号与公式同行居右排版。公式用公式编辑器编写)3拟定液压系统原理图3.1初选液压件及基本回路四 、液压元件的计算与选择1、 确定液压泵的规格 液压整个工作循环中的最高工作压力为2.86MPa，如果进油路上压力损失为0.8MPa，压力继电器调整压力高于系

13、统最高工作压力0.5MPa，则小流量泵的最高工作压力应为2.86+0.8+0.5=4.16MPa。 大流量泵是在快速运动时才向液压缸供油的，由图（4）可知，快退时液压缸中的工作压力要比快进时大，如果取进油路上的压力损失为0.5MPa，则大流量泵的最高工作压力为1.91+0.5=2.41MPa。 两个液压泵液压缸提高的最大流量为19.8L/min，如图（4），若回路中的泄露按液压缸输入的10%来估算的话，则两泵总流量应为而溢流阀的最小稳定流量为3L/min，工进时输入液压缸的流量为0.32L/min,所以小流量泵的流量规格最小为3.5L/min。根据以上压力和流量的数值查，最后确定选取 PV2R

14、12 型双联式叶片泵。2、 电动机的驱动功率由于液压缸在快退时输入功率最大，这相当于液压泵输出压力2.28MPa、流量22L/min时的情况。若取双联叶片泵的总效率，则液压泵的驱动原动机的功率为根据此数据查电机产品样本，最后选定了Y系列型电动机，其额定功率为 1.5KW。3. 其他元件及辅件（1） 确定控制元件和辅助元件 根据液压系统的工作压力和通过各个控制阀类元件和辅助元件的实际流量，可选出这些元件的规格和型号，表（6）为选用的元件型号和规格。表11液压元件明细表序号元件名称最大通过流量（L/min）型号1双联叶片泵-PV2R124溢流阀4Y-10B5单向阀35I-25B3 外控顺序阀12

15、XY-25B9单向阀21I-25B8压力继电器0.5 22D1-63BH10背压阀0.8B-10B2滤油器30XU-B32x1006三位四通电液换向阀4012液压缸367单向行程调速阀0.32Q-10B11 二位三通电磁阀23（2） 确定油管 各元件间管道的规格按元件接口的尺寸确定，液压缸进、出油管按输入、输出的最大流量计算。由于液压泵具体选定后液压缸在各个阶段的进出流量已经与原定数值不同，所以要重新计算得到表（7）所示的数据。当液压油的流速取3m/min时，可得到液压缸有杆腔和无杆腔相连的油管内径分别为 mm mm为统一规格，按产品样本选取所有的油管均为内径20mm，外径28mm的10号冷拔

16、钢管。 表（7）液压缸的进、出流量工步输入流量L/min输出流量L/min移动速度 m/min快进工进0.5快退（3） 油箱 油箱的容量V按式估算，当经验系数取6时，V=6*21=126L。按GB 2876-1981规定，取最靠近的标准值V=150L3.2组成液压系统4计算和选择液压件及验算液压系统性能1. 回路压力损失验算由于系统的具体管路布置没有确定，整个回路的压力损失无法估算，所以此处省略。2 油液温升验算工进在整个工作循环中所占的时间比例达95%，所以系统发热和油液温升可用工进时的情况来计算。工进时液压缸的有效功率（即系统输出功率）为这是大流量泵通过顺序阀卸荷，小流量泵在高压下供油，所

17、以两个泵的总输入功率（即系统输入功率）为由此得液压系统的发热量为按式（11-2）求出油液温升近似值温升没有超出允许范围，液压系统中不需设置冷却器。总 结正文小四概括说明本设计的情况和价值，分析其优点、特色、有何创新、性能，达到何等水平、经济性分析、适用性分析。同时，应指出其中存在的问题和今后改进的方向，特别对设计中遇到的重要问题要重点指出并加以研究。1.系统了所学的专业知识。贯穿了液压与气动、材料力学、机械原理以及机械设计等的知识，使所学知识得以融会贯通。并温故而知新，对知识有了一个更深层次的理解。2.培养了自己的基本素质，学会查阅手册，借鉴经验。学会了基本的设计思路，积累了经验。3.养成了严

18、谨认真的设计作风。在设计中，一定要认真对待每一个环节，一个数据的错误、一会的烦躁不安都足以使设计失败。4.提升自我分析和处理解决的问题的能力，是的，由刚接到题目时的不知所措，到自己摸索，跟同学交流，由不明白到最终完成整个设计方案，我想这本身已是一种考验。5.尽管这次作业的过程是曲折的,但我的收获还是很大的.不仅仅掌握了液压系统的设计步骤与方法;也不仅仅对制图有了更进一步的掌握;Auto CAD ,Word这些仅仅是工具软件,熟练掌握也是必需的.提升了AutoCAD的操作水平，由略带生疏到现在可以比较熟练地操作AutoCAD。 对我来说,收获最大的是方法和能力.那些分析和解决问题的方法与能力.在整个过程中,我发现像我们这些学生最最缺少的是经验,没有感性的认识,空有理论知识,有些东西很可能与实际脱节.总体来说,我觉得做这种类型的作业对我们的帮助还是很大的,它需要我们将学过的相关知识都系统地联系起来,从中暴露出自身的不足,以待改进.有时候,一个人的力量是有限的,合众人智慧,我相信我们的作品会更完美!参考文献1 机械工程手册编辑委员会编机械设计手册【M】第3版北京：