专用钻床液压系统设计11316149(DOC)

湖北文理学院理工学院

《液压与气压传动课程设计》

说明书

课题名称：专用钻床的液压传动

学生姓名：殷红进学号：

专业：机械设计制造及其自动化班级：机械1111 成绩：指导教师签字：

2014年5月30日

目录

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设计内容计算说明结论

题目及要求

动作要求分析一，设计题目及要求：

试设计一专用钻床的液压系统，要求完成”快进-工作-快退-停止（卸荷）”的工作循环．已知：切削阻力为15000N，运动部件自重为5000N，快进行程为220mm，工进行程为80mm，快进，快退运动速度为5m/min,工进速度为60-1000mm/min，加速和减速时间为△t=,机床采用平导轨，摩擦系数为Fs=,Fd=

二，工况分析

动作要求分析

根据主机动作要求画出动作循环图如图1-1

图1-1 动作循环图

设计内容计算说明结论

工作负载摩擦负载惯性负载负载分析

（1）工作负载：

工作负载与设备的工作情况有关，在机床

上，与运动件的方向同轴的切削力的分量是工作

负载。

F L=15000N

（2）摩擦负载：

摩擦阻力是指运动部件与支撑面间的摩擦

力，它与支承面的形状，放置情况，润滑条件以

及运动状态有关。

静摩擦负载 F fs=fsG = *5000)=1000N

动摩擦负载 F fd=fdG = *5000)=500N

（3）惯性负载：

惯性负载是运动部件的速度变化是，由其惯

性而产生的负载，可用牛顿第二定律计算。

加速

F a1=m*a1=(5000/10)*=

减速 F a2 = m*a2=(5000/10)*=185N

F L=15000N

F fs=1000N

F fd=500N

F

a1

=

F a2=185N

设计内容计算说明结论制动 F a3 = m*a3 =(5000/10)*=

反向加速 F a4 = Fa1 =

反向制动 F a5 = Fa4 =185N

如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦里

的影响，并设液压缸的机械效率ηm=，则液压缸

在各工作阶段的总机械负载可以算出，见表

工况

计算公

式总负载

F/N

缸推力

F/N

启动F fs1000

加速F fd + F a1

快进F fd500

减速F fd - F a2315

工进F L + F fd15500

制动

F L+F fd–

F a3

18350 反向

加速

F fd - F a4

快退F fd 500

制动F fd+ F a5685 F

a3

=

F a4=

F a5=185N

负载图和速度图的绘制负载图和速度图的绘制

根据负载计算结果和已知的各个阶段的速度，由于行程是400mm，设定快进时的行程L1=300mm，工进时的行程L2=100mm。可绘出负载图（F-l）和速度图（v-l），见图1-2a、b。横坐标以上为液压缸活塞前进时的曲线，以下为液压缸退回时的曲线。

1-2a,b

液压缸主

要参数确定

初选液压缸的工作压力

液压缸尺寸、液压缸主要参数确定

（1）、初选液压缸的工作压力

按负载大小根据表2选择液压缸工作压力

表2 按负载选择执行元件工作压力

根据最大负载F=19412N, 初选液压缸的工作

压力为3MPa

（2）、计算液压缸尺寸

按最大负载Fmax计算缸筒面积A得3MPa

2

4

6

max10

71

.

54

10

3

94

.

16412

A m

p

F

-

⨯

=

⨯

=

=

计算缸筒内径D得

按计算结果根据表3选择缸筒内径标准值。

表 3 液压缸内径和活塞杆直径标准系列

（GB/T2348—1993） mm

按标准取D = 90mm(壁厚5mm，单重m)

根据快进和快退速度相等要求，拟定液压系统在

快进时采用差动连接。设活塞杆直径为d，于是

有

D2/(D2-d2) = d=

按标准取 d = 45mm

则液压缸的有效作用面积为：

无杆腔的面积 A1=1/4 *π*D2 = 1/4*π*92=

有杆腔的面积 A2=1/4 *π*(D2-d2) = 1/4*π

* =

（3 ）活塞杆稳定性校核

D=83mm

A1=

A2=

mm

m

A

83

083

.0

14159

.3

10

71

.

54

4

4

D

4

=

=

⨯

⨯

=

=

-

π

)

d

D

(

q4

d

q4

2

2

2-

π

=

π