液压系统的设计计算步骤和内容
液压传动系统设计计算例题
液压传动系统设计计算例题1. 引言液压传动系统是一种常用的能量传递和控制系统，广泛应用于工程机械、航空航天、冶金、石油化工等领域。
本文将通过一个设计计算例题，介绍液压传动系统的设计过程和计算方法。
2. 设计要求设计一个液压传动系统，满足以下要求：•最大输出功率为100kW•最大工作压力为10MPa•最大转速为1500rpm•传动比为5:13. 功率计算根据设计要求，最大输出功率为100kW，转速为1500rpm，可以通过以下公式计算液压机的排量：功率（kW）= 排量（cm^3/rev） × 转速（rpm） × 压力（MPa） × 10^-6由于传动比为5:1，液压泵的排量为液压马达的5倍，因此液压泵的排量为：排量（cm^3/rev） = 功率（kW） / (转速（rpm） × 压力（MPa） × 10^-6 × 5)= 100 / (1500 × 10 × 10^-6 × 5)= 0.133 cm^3/rev4. 泵和马达的选择根据计算结果，液压泵的排量为0.133 cm^3/rev。
在实际中，可以选择一个接近或等于该排量的标准泵来满足需求。
假设我们选择了一台0.15 cm^3/rev的液压泵。
由于传动比为5:1，液压马达的排量为液压泵的1/5，因此液压马达的排量为：排量（cm^3/rev） = 液压泵排量 / 5= 0.15 / 5= 0.03 cm^3/rev同样地，我们可以选择一个接近或等于该排量的标准马达。
5. 油液流量计算油液流量可以通过以下公式计算：流量（L/min） = 排量（cm^3/rev） × 转速（rpm） / 1000液压泵的流量为：流量（L/min） = 0.15 × 1500 / 1000= 0.225 L/min液压马达的流量为：流量（L/min） = 0.03 × 1500 / 1000= 0.045 L/min6. 液压系统元件选择在设计液压传动系统时，除了液压泵和液压马达，还需要选择其他的液压元件，如油箱、油管、阀门等。
液压系统设计计算
液压系统设计计算液压系统设计是指在机械设计中，通过使用液压技术来传递动力和控制目标的设计过程。
液压系统设计需要考虑多个因素，包括流体力学原理、液压元件的选择和配置、系统的工作参数等。
下面将介绍液压系统设计的一些基本计算。
首先，液压系统设计需要确定系统的工作参数，包括工作压力、流量和工作温度等。
工作压力是指系统中液体传递动力时所施加的压力，一般以帕斯卡为单位。
流量是指单位时间内通过液压系统的液体体积，一般以升/分钟为单位。
工作温度是指系统正常工作时液体的温度，一般以摄氏度为单位。
确定了工作参数后，液压系统设计还需要选择适当的液压元件。
液压元件包括液压泵、液压马达、液压阀等。
液压泵负责将机械能转换成液压能，并提供系统的流量和压力。
常用的液压泵有齿轮泵、柱塞泵和螺杆泵等。
液压马达则将液压能转换成机械能，常用的液压马达有齿轮马达、柱塞马达和液压缸等。
液压阀则用于控制液压系统的流量、压力和方向等。
常用的液压阀有溢流阀、换向阀和节流阀等。
功率（千瓦）=流量（升/分钟）x压力（帕）/600液压泵的选型还需要根据系统的工作压力和流量来确定。
一般来说，液压泵的压力和流量应该略大于系统的工作压力和流量，以确保系统正常工作。
液压泵的选择要考虑到工作环境的温度、液体的粘度和成本等因素。
液压缸的选择也需要进行一些计算。
输出力（牛顿）=压力（帕）x断面积（平方米）液压缸的选择要根据所需的输出力和工作压力来确定。
液压缸的密封性能和机械结构等因素也需要考虑。
另外，液压系统设计中还需要考虑管道的设计和安装。
管道的设计要根据系统的工作温度、压力和流量来确定。
管道的材料和尺寸选择要满足系统的需要，并保持良好的连接和密封性能。
综上所述，液压系统设计涉及到多个方面的计算和选择。
通过合理的设计和计算，可以确保液压系统的性能和可靠性。
因此，在液压系统的设计过程中，需要充分考虑各个因素，并进行适当的计算和分析。
液压传动系统的设计与计算
液压传动系统的设计与计算[原创2006-04-09 12:49:44 ] 发表者: yzc741229液压传动系统设计与计算液压系统设计的步骤大致如下：1.明确设计要求，进行工况分析。
2.初定液压系统的主要参数。
3.拟定液压系统原理图。
4.计算和选择液压元件。
5.估算液压系统性能。
6.绘制工作图和编写技术文件。
根据液压系统的具体内容，上述设计步骤可能会有所不同，下面对各步骤的具体内容进行介绍。
第一节明确设计要求进行工况分析在设计液压系统时，首先应明确以下问题，并将其作为设计依据。
1.主机的用途、工艺过程、总体布局以及对液压传动装置的位置和空间尺寸的要求。
2.主机对液压系统的性能要求，如自动化程度、调速范围、运动平稳性、换向定位精度以及对系统的效率、温升等的要求。
3.液压系统的工作环境，如温度、湿度、振动冲击以及是否有腐蚀性和易燃物质存在等情况。
图9-1位移循环图在上述工作的基础上，应对主机进行工况分析，工况分析包括运动分析和动力分析，对复杂的系统还需编制负载和动作循环图，由此了解液压缸或液压马达的负载和速度随时间变化的规律，以下对工况分析的内容作具体介绍。
一、运动分析主机的执行元件按工艺要求的运动情况，可以用位移循环图(L—t)，速度循环图(v—t)，或速度与位移循环图表示，由此对运动规律进行分析。
1.位移循环图L—t图9-1为液压机的液压缸位移循环图，纵坐标L表示活塞位移，横坐标t表示从活塞启动到返回原位的时间，曲线斜率表示活塞移动速度。
该图清楚地表明液压机的工作循环分别由快速下行、减速下行、压制、保压、泄压慢回和快速回程六个阶段组成。
2.速度循环图v—t(或v—L)工程中液压缸的运动特点可归纳为三种类型。
图9-2为三种类型液压缸的v—t图，第一种如图9-2中实线所示，液压缸开始作匀加速运动，然后匀速运动，图9-2 速度循环图最后匀减速运动到终点；第二种，液压缸在总行程的前一半作匀加速运动，在另一半作匀减速运动，且加速度的数值相等；第三种，液压缸在总行程的一大半以上以较小的加速度作匀加速运动，然后匀减速至行程终点。
液压系统设计简明手册
液压系统设计简明手册本书是由机械电子工业部教材编辑室与全国机械制造专业教学指导委员会和教材编审委员会联合组织编写的系列机械制造简明手册中的一本。
本书着重介绍液压系统的计算和结构设计，通过具体实例叙述了液压系统设计的全过程，对液压缸、油路板、集成块和液压站的设计方法也作了详细说明，并提供实际图样作参考。
同时也收集了常用的液压元件和辅助元件的产品和安装尺寸，以便读者在设计时选用。
"第一章液压系统的设计与实例一、液压系统的设计步骤和内容二、组合机床液压系统设计实例第二章液压缸的设计一、液压缸主要尺寸的确定二、液压缸的结构设计三、液压缸的典型结构第三章集成油路的设计一、液压油路板的结构与设计二、液压集成块结构与设计三、叠加阀装置设计第四章液压站的设计一、液压油箱的设计二、液压站的结构设计第五章常用液压元件一、液压泵和液压马达二、液压阀（GE系列）第六章辅助元件一、管道二、管接头三、密封件四、滤油器五、蓄能器六、空气滤清器七、液位计附录附录A 工作介质的种类、性能和应用（摘自）附录B 常用液压与气动元件图形符号（摘自）制钉机的液压系统设计作者：广东五邑大学尹学军刘海刚摘要：本文介绍了自动制钉机液压系统的设计，采用了较先进的集成油路板式结构。
关键词：制钉机；液压系统原理图；集成油路板式结构1前言射钉枪由于其效率高，使钉受力均匀、一致，使用方便等优点而广泛用于包装、广告装饰及家具制造、制鞋业等方面。
而作为其“子弹”的排钉，也就有了大量的需求。
笔者曾在珠江三角洲地区的制钉厂调查，发现这种钉子不仅在本地区，而且在内地和港澳、东南亚等地，都有相当的需要，经济效益可观。
排钉的制造过程为：（1）压线——将一定直径、一定强度的铁丝在压辊机上压扁；（2）排线——将若干条（一般为80～150条）压扁的铁线拉直并排在一起；（3）并线——将排好的线用粘合剂粘合在一起并烘干，成为板料；（4）制钉——将板料送到制钉机上成型。
专用铣床液压系统设计课程设计
专用铣床液压系统设计课程设计一、引言随着工业技术的不断进步，液压系统在机械设备中的应用越来越广泛。
专用铣床是一种常见的机械设备，其液压系统是确保其正常运行的重要组成部分。
本课程设计将对专用铣床液压系统进行设计，以确保其在工作过程中具有稳定、高效的性能。
二、液压系统设计原理液压系统是通过液体传递能量来实现机械运动的系统。
在专用铣床中，液压系统主要用于控制铣刀的进给、主轴的转速和位置，以及工作台的移动等。
液压系统的设计需要考虑以下几个方面：1. 工作压力：根据铣床的工作需求和液压元件的承载能力，确定液压系统的工作压力。
通常，专用铣床的工作压力在10-20MPa之间。
2. 流量需求：根据铣床的工作速度和移动距离，确定液压系统的流量需求。
流量的大小直接影响液压系统的响应速度和工作效率。
3. 液压元件的选择：根据液压系统的工作压力和流量需求，选择适当的液压元件，如液压泵、液压阀、液压缸等。
液压元件的选择要考虑其工作性能、可靠性和维护成本等因素。
4. 液压系统的控制方式：根据铣床的工作需求，确定液压系统的控制方式。
常见的控制方式有手动控制、自动控制和数控控制等。
三、液压系统设计步骤1. 确定系统要求：根据专用铣床的工作特点和要求，明确液压系统的工作压力、流量需求和控制方式等。
2. 选择液压元件：根据系统要求，选择合适的液压元件。
液压泵的选择要考虑其流量和压力特性；液压阀的选择要考虑其控制特性和可靠性；液压缸的选择要考虑其负载能力和运动特性等。
3. 绘制液压系统图：根据系统要求和液压元件的选择，绘制液压系统图。
液压系统图应包括液压泵、液压阀、液压缸等液压元件的连接关系和管路布置。
4. 计算液压系统参数：根据系统要求和液压元件的特性，计算液压系统的参数，如泵的流量和压力、液压缸的负载和速度等。
5. 设计液压系统控制装置：根据系统要求和控制方式，设计液压系统的控制装置。
控制装置可以采用手动操作、电气控制或计算机控制等方式。
液压系统计算范文
液压系统计算范文液压系统的计算是涉及液压原理和液压元件的一项重要内容。
液压系统的计算主要包括液压元件的选型和系统参数的计算。
下面将结合液压缸的选型和系统压力的计算，进行详细介绍。
一、液压缸的选型计算液压缸的选型计算主要包括计算液压缸的推力和运动速度，以确定液压缸的规格和型号。
1.计算液压缸的推力液压缸的推力计算公式为：F=p×A其中，F为液压缸的推力，p为工作压力，A为有效活塞面积。
2.计算液压缸的运动速度液压缸的运动速度计算公式为：v=Q/A_d其中，v为液压缸的运动速度，Q为液体流量，A_d为液压缸的有效面积。
二、系统压力的计算液压系统的压力计算主要包括系统工作压力和泵的排量的计算。
1.计算系统工作压力系统工作压力的计算主要涉及液压缸的负载和泄漏压力的影响。
一般来说，系统工作压力不会小于液压缸所需的工作压力。
如果液压缸的负载较大，需要考虑液压缸的工作压力以及泵的工作压力能否满足系统的工作需求。
2.计算泵的排量泵的排量计算主要考虑液压缸的运动速度和工作压力。
泵的排量可通过以下公式计算：Q_p=v×A_d/n其中，Q_p为泵的排量，v为液压缸的运动速度，A_d为液压缸的有效面积，n为液压缸的行程次数。
三、综合计算实例下面以工程机械液压系统为例进行综合计算。
工程机械的液压系统需要推动一个重量为10吨的装载机平移运动，液压缸的有效活塞面积为50平方厘米，工作压力为18MPa。
液压缸每分钟需要行程10次，液压缸的有效面积为30平方厘米。
根据上述数据，可进行以下计算：1.计算液压缸的推力：F=18×50=900N2.计算液压缸的运动速度：v=10/30=0.33m/s3.计算系统的工作压力：根据液压缸的负载和泄漏压力的影响，确定系统的工作压力为18MPa。
4.计算泵的排量：Q_p = 0.33 × 30 / 10 = 0.99L/min根据以上计算结果，可选用液压缸的规格为50/30，并选用工作压力为18MPa的液压系统。
液压设计需要哪些计算公式
液压设计需要哪些计算公式液压系统是一种利用液体传递能量的动力传动系统，广泛应用于机械工程、航空航天、船舶、汽车等领域。
在液压系统的设计过程中，需要进行各种计算以确保系统的安全可靠性和性能指标的满足。
本文将介绍液压系统设计中常用的计算公式，包括液压缸的推力计算、液压泵的流量计算、液压阀的压降计算等内容。
1. 液压缸的推力计算。
液压缸是液压系统中常用的执行元件，其推力的计算是设计液压系统时的重要参数。
液压缸的推力计算公式为：F = P × A。
其中，F为液压缸的推力，单位为牛顿（N）；P为液压缸的工作压力，单位为帕斯卡（Pa）；A为液压缸的有效工作面积，单位为平方米（m²）。
2. 液压泵的流量计算。
液压泵是液压系统中的动力源，其流量的计算是设计液压系统时的关键参数。
液压泵的流量计算公式为：Q = V × n。
其中，Q为液压泵的流量，单位为立方米每秒（m³/s）；V为液压泵的排量，单位为立方厘米每转（cm³/r）；n为液压泵的转速，单位为转每分钟（r/min）。
3. 液压阀的压降计算。
液压阀是液压系统中的控制元件，其压降的计算是设计液压系统时的重要参数。
液压阀的压降计算公式为：ΔP = K × Q²。
其中，ΔP为液压阀的压降，单位为帕斯卡（Pa）；K为液压阀的流量系数，是与液压阀的结构和工作原理相关的参数；Q为液压阀的流量，单位为立方米每秒（m³/s）。
4. 液压管路的压力损失计算。
液压管路是液压系统中的传输元件，其压力损失的计算是设计液压系统时的重要参数。
液压管路的压力损失计算公式为：ΔP = f × L × (Q/D)²。
其中，ΔP为液压管路的压力损失，单位为帕斯卡（Pa）；f为液压管路的摩阻系数，是与管路材料和管路形状相关的参数；L为液压管路的长度，单位为米（m）；Q为液压管路的流量，单位为立方米每秒（m³/s）；D为液压管路的直径，单位为米（m）。
液压系统设计计算举例
(9.20)
设计计算
步骤和内容
6
液压系统的发热功率
(3) 溢流阀的损失功率
k
Py
pYi qYi
式中
i 1
pYi ——各溢流阀的调整压力；
qYi ——各溢流阀的溢流量；
k——溢流阀数量。
(4) 节流功率损失
(9.21)
式中
k
Pj pji qji i 1
p ji ——各流量阀进出口压差；
q ji ——通过各流量阀的流量；
表9-5 液压缸在各工作阶段的负载值
工况 起动
负载组成 F＝ Ffs
负载值F/N 1962
推力 /N
F
2180 m
加速
F ＝ Ffd ＋ Fm 1564
1500
快进 工进 快退
F ＝Ffd F ＝Ffd ＋ Ft F ＝Ffd
981 31449 981
1090 34943 1090
设计计算
设计实例
22
1 液压传动系统的设计计算步骤和内容
• 液压系统设计步骤如下： • (1) 明确液压系统的设计要求及工况分析； • (2) 主要参数的确定； • (3) 拟定液压系统原理图，进行系统方案论证； • (4) 设计、计算、选择液压元件； • (5) 对液压系统主要性能进行验算； • (6) 设计液压装置，编制液压系统技术文件。
设计计算
设计实例
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负载分析
1. 工作负载
由切削原理可知，高速钢钻头钻铸铁孔时的轴向切削力Fｔ与钻头直径D(mm)、每转进给量s(mm/r) 和铸件硬度HB之间的经验计算式为
Ft 25.5Ds0.8 (HB)0.6 (9.27)
根据组合机床加工的特点，钻孔时的主轴转速n和每转进给量s
液压系统设计与计算
（2）确定执行元件的主要结构参数
以缸为例，主要结构尺寸指缸的内径D和活塞杆的直 径d，计算后按系列标准值确定D和d。
对有低速运动要求的系统，尚需对液压缸有效工作面 积进行验算，即应保证：
式中
A q min v min
（10.8）
：A—液压缸工作腔的有效工作面积；
v m in—控制执行元件速度的流量阀最小稳定流量；
17
1.3.2 选择液压泵
先根据设计要求和系统工况确定泵的类型， 然后根据液压泵的最大供油量和系统工作压力来 选择液压泵的规格。
（1） 液压泵的最高供油压力
ppp pl （10.11）
式中: p—执行元件的最高工作压力；
pl —进油路上总的压力损失。
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（2）确定液压泵的最大供油量 液压泵的最大供油量为：
khAt （10.15）
式中: A—油箱的散热面积；
t —液压系统的温升；
k h —油箱的散热系数，其值可查阅液压设计手册。
系统的温升为 t kh A
（10.16）
计算温升值如果超过允许值，应采取适当的冷却措施。
27
1.5 绘制正式工作图和编制技术文件
10.1.5.1 绘制正式工作图 正式工作图包括液压系统原理图、液压系统装配图、
30
机床的外形示意图。
1-左主轴头；2-夹具；3-右主轴头；4-床身；5-工件
31
2.1 确定对液压系统的工作要求
根据加工要求，刀具旋转由机械传动来实现；主轴头 沿导轨中心线方向的“快进一工进—快退—停止”工作循环 拟采用液压传动方式来实现。故拟选定液压缸作执行机构。
考虑到车削进给系统传动功率不大，且要求低速稳定 性好，粗加工时负载有较大变化，故拟选用调速阀、变量 泵组成的容积节流调速方式。
液压系统设计方法
液压系统设计方法液压系统是一种通过液体传递能量的系统，广泛应用于各种工业和机械设备中。
液压系统设计的目标是实现高效、可靠的能量传递和控制，同时满足系统的性能要求。
下面是液压系统设计的一般方法和步骤。
第一步：明确系统的工作要求在液压系统设计之前，首先需要明确系统的工作要求，包括工作条件、所需输出力或动力、速度和精度要求等。
这些要求将直接影响到系统的设计和选型。
第二步：选择液压元件在液压系统中，液压元件起到能量传递和控制的作用。
选择适合系统要求的液压元件是液压系统设计的核心步骤之一、常见的液压元件包括液压泵、阀门、缸体、马达等。
在选择液压元件时，需要考虑其技术参数、工作压力范围、流量要求、密封性能和可靠性等。
第三步：设计液压系统布局液压系统布局是指液压元件在系统中的位置和连接方式。
液压系统布局的设计直接影响液压系统的性能和工作效率。
在设计液压系统布局时，需要考虑以下几个因素：1.系统的可维修性和易操作性，便于维护和检修。
2.尽量减少管路的长度和对流动的阻力，提高系统的工作效率。
3.避免液压元件之间的相互干扰和干涉，确保系统的正常工作。
第四步：计算和选择液压元件参数在设计液压系统时，需要计算和选择液压元件的参数。
例如，液压泵的流量和压力选择要根据系统的工作需求来确定，阀门的开口面积需要根据所需流量来计算，缸体的尺寸和活塞面积需要根据所需输出力来选择等。
第五步：进行系统的动态和静态模拟在液压系统设计的过程中，进行系统的动态和静态模拟可以帮助工程师预测系统的性能和响应。
动态模拟可以用于分析系统的运动特性和响应时间，判断系统是否满足要求；静态模拟可以用于分析系统的压力分布和流动性能，优化设计。
第六步：进行系统的试验验证总结：。
液压系统的设计计算
液压系统的设计计算液压系统的设计计算是指根据系统需求和性能要求，对液压系统进行各种参数计算和选择，从而确定系统的组成部分、工作压力、流量、功率等。
液压系统设计计算是液压系统设计的核心内容，它的准确性和合理性直接影响到系统的可靠性和经济性。
1.系统需求分析：根据工程要求和工作条件，确定系统所需实现的功能和性能指标，如工作压力、流量范围、温度要求等。
2.液压元件选择：根据系统需求和性能要求，选择合适的液压元件，如泵、阀、缸等。
选择液压元件时需要考虑其工作压力、流量范围、可靠性和经济性等因素。
3.泵的选择和计算：根据系统流量需求、压力要求和功率要求，选择合适的液压泵，并进行泵的参数计算，如流量、压力、功率等。
4.阀的选择和计算：根据系统的各种控制要求，选择适合的液压控制阀，并进行阀的参数计算和周围功率计算。
5.液压油的选择和计算：根据系统的工作条件和使用要求，选择适合的液压油，并进行液压油的流量、温度等参数计算。
6.缸的选择和计算：根据系统的工作要求和加工条件，选择合适的液压缸，并进行缸的参数计算，如缸的内径、活塞面积、行程等。
根据缸的参数计算结果，还可以进一步计算缸的马达功率。
7.液压管道设计和计算：根据系统的压力和流量要求，设计液压管道的布局和尺寸，并计算管道的流速、压降和功率损失。
8.容积器和油箱的选择和计算：根据系统的工作条件和容积需求，选择适合的液压容积器和油箱，并进行容积的计算和选择。
在对液压系统进行设计计算时，需要结合实际工程情况和系统要求，综合考虑多个因素，并进行相关参数和性能计算。
同时，还需要根据设计计算结果进行系统的调整和优化，以满足系统的实际需求。
总之，液压系统的设计计算是液压系统设计的基础和关键，通过合理的设计计算，可以提高系统的可靠性、经济性和效率，实现系统的最佳工作状态。
液压传动系统设计计算
液压系统的设计步骤与设计要求液压传动系统是液压机械的一个组成部分，液压传动系统的设计要同主机的总体设计同时进行。
着手设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。
一、设计步骤液压系统的设计步骤并无严格的顺序，各步骤间往往要相互穿插进行。
一般来说，在明确设计要求之后，大致按如下步骤进行。
1〕确定液压执行元件的形式；2〕进行工况分析，确定系统的主要参数；3〕制定基本方案，拟定液压系统原理图；4〕选择液压元件；5〕液压系统的性能验算；6〕绘制工作图，编制技术文件。
1.1 明确设计要求设计要求是进行每项工程设计的依据。
在制定基本方案并进一步着手液压系统各部分设计之前，必须把设计要求以及与该设计内容有关的其他方面了解清楚。
1〕主机的概况：用途、性能、工艺流程、作业环境、总体布局等；2〕液压系统要完成哪些动作，动作顺序及彼此联锁关系如何；3〕液压驱动机构的运动形式，运动速度；4〕各动作机构的载荷大小及其性质；5〕对调速范围、运动平稳性、转换精度等性能方面的要求；6〕自动化程序、操作控制方式的要求；7〕对防尘、防爆、防寒、噪声、安全可靠性的要求；8〕对效率、成本等方面的要求。
进行工况分析、确定液压系统的主要参数通过工况分析，可以看出液压执行元件在工作过程中速度和载荷变化情况，为确定系统及各执行元件的参数提供依据。
液压系统的主要参数是压力和流量，它们是设计液压系统，选择液压元件的主要依据。
压力决定于外载荷。
流量取决于液压执行元件的运动速度和结构尺寸。
制定基本方案和绘制液压系统图〔1〕制定调速方案液压执行元件确定之后，其运动方向和运动速度的控制是拟定液压回路的核心问题。
方向控制用换向阀或逻辑控制单元来实现。
对于一般中小流量的液压系统，大多通过换向阀的有机组合实现所要求的动作。
对高压大流量的液压系统，现多采用插装阀与先导控制阀的逻辑组合来实现。
液压系统的设计与计算步骤
液压系统的设计与计算：
1、根据液压系统的要求设计液压系统，拟订油路图。
2、计算与选型
（1）油缸的工作压力、面积和流量
柱塞上的外部载荷P：（包括压板、板坯、密封阻力、工作载荷和柱塞）。
柱塞直径d：（柱塞总的工作面积F =P/p，每个缸子的柱塞面积为F/n）。
油缸的流量Q。
选型：
（2）油泵的选择
油泵工作压力的确定
低压泵工作压力（p d）的确定：（液压油流速取3.5m/s）
包括：板坯、压板、柱塞、摩擦阻力、局部压损和沿程压损。
高压泵工作压力（p g）的确定：
包括：主要指系统压力、板坯、压板、柱塞、摩擦阻力、局部压损和沿程压损。
油泵流量的确定：
总流量Q bz=K·Q z （k取1.2）
高压泵的流量：Q g=VxF/10（V取0.24m/min ）
低压泵的流量：Q d= Q bz- Q g
根据流量和压力选型：
油泵电机功率的确定：
（3）阀的选择
（4）油管的计算（内径与壁厚）与选择
（5）液压系统性能的验算（包括压力损失的验算和系统发热的验算）
（6）柱塞缸壁厚的计算。
第9章液压系统设计与计算-
• 快进时：
差动系统
p F A1 A2
qv快 (A1A2)
非差动系统
p1
F A1
A2 A1
p2
q v快A1
P pq
•工进时：
p1
A2 A1
F pb A1
q v工A1
P p工q工
• 快退
p1
A2 A1
pb
F A1
qv快退A2
P pq
图9-2 组合机床执行元件工况图
Ff f FN
（9-2）
式中 FN——运动部件及外负载对支撑面的正压力； f——摩擦系数，分 静摩擦系数（ fS≤0.2~0.3）和动摩擦系数（fd ≤0.05~0.1）。
（3）惯性负载 Fa 惯性负载是运动部件的速度变化时，由其惯性而产生的负
载，可用牛顿第二定律计算：
Fa
ma Gv g t
液压缸推力F（N）
F =( Ffs + FL ± Fg) /ηm F =( Ffd + FL +Fa± Fg) /ηm F =( Ffd + FL± Fg) /ηm F =( Ffd + FL — Fa± Fg) /ηm F =( Ffd + FL ± Fg) /ηm F =( Ffd + FL — Fa± Fg) /ηm F =( Ffs + Fa ± Fg) /ηm
来验பைடு நூலகம்，即
A q min v min
（9-5）
qmin—流量阀最小稳定流量。
液压马达：排量的计算式为
2T
V
p Mm
（9-6）
式中 T—液压马达的总负载转矩，N.m； ηMm—液压马达的机械效率； p—液压马达的工作压力，pa； V—所求液压马达的排量，m3/r。
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• 最大负载值是初步确定执行元件工作压力和结构尺寸的依据。 • 液压马达的负载力矩分析与液压缸的负载分析相同，只需将上述负载
设计计算
步骤和内容
4～5
＞5～7
18
系统工作压力的确定
表9-3 按主机类型选择系统工作压力
设备 类型
磨床
机床
组合机床 牛头刨床
插床 齿轮加工
机床
车床 铣床 镗床
珩磨 拉床 机 龙门 床 刨床
农业机械 汽车工业 小型工程 机械及辅 助机械
工程机械 重型机械 锻压设备 液压支架
船用 系统
压力 /MPa
摆动缸
单叶片缸转角小于300°，双叶片缸转角小于150°
往复摆动运动
齿轮、叶片马达 轴向柱塞马达 径向柱塞马达
结构简单、体积小、惯性小 运动平稳、转大、转速范围宽 结构复杂、转大、转速低
设计计算
步骤和内容
高速小转矩回转运动 大转矩回转运动 低速大转矩回转运动
7
负载分析
• 负载分析就是通过计算确定各液压执行元件的负载大小和方向，并分 析各执行元件运动过程中的振动、冲击及过载能力等情况。
设计计算
步骤和内容
2
1.1 液压系统的设计依据和工况分析
液压系统的设计依据
• 设计要求是进行工程设计的主要依据。设计前必须把主机对液压系统 的设计要求和与设计相关的情况了解清楚，一般要明确下列主要问题：
• (1) 主机用途、总体布局与结构、主要技术参数与性能要求、工艺流程 或工作循环、作业环境与条件等。
• ⑥ 液压缸自身的密封阻力Fsf。液压缸工作时还必须克服其内部密封装置产生的摩擦阻力 Fsf，其值与密封装置的类型、油液工作压力，特别是液压缸的制造质量有关，计算比较 繁琐；一般将它计入液压缸的机械效率m中考虑，通常取m＝0.90～0.97。
设计计算
步骤和内容
13
液压缸运动循环各阶段的负载
• 液压缸的运动分为启动、加速、恒速、减速制动等阶段，不同阶段的 负载计算是不同的
液压执行元件的类型可按表9-l进行选择。
设计计算
步骤和内容
6
表9-l：液压执行元件的类型
运动分析
名称
特点
双杆活塞缸
双向输出力、输出速度一样，杆受力状态一样
应用场合 双向工作的往复运动
单杆活塞缸 柱塞缸
双向输出力、输出速度不一样，杆受力状态不同。差动连 接时可实现快速运动
往复不对称直线运动
结构简单
长行程、单向工作
步骤和内容
4
液压系统的工况分析
工况分析的目的是明确在工作循环中执行元件的负载和• 工作负载图
设计计算
步骤和内容
5
运动分析
定义：
运动分析就是研究工作机构根据工艺要求应以什么样的运动规律完成 工作循环、运动速度的大小、加速度是恒定的还是变化的、行程大小 及循环时间长短等。为此必须确定执行元件的类型，并绘制位移―时 间循环图或速度―时间循环图。
第9章 液压传动系统的设计计算
液压传动系统是机械设备动力传动系统，因此，它的设计是整个机械设备设计的一部分，必 须与主机设计联系在一起同时进行。一般在分析主机的工作循环、性能要求、动作特点等基础上， 经过认真分析比较，在确定全部或局部采用液压传动方案之后才会提出液压传动系统的设计任务。
液压系统设计必须从实际出发，注重调查研究，吸收国内外先进技术，采用现代设计思想， 在满足工作性能要求、工作可靠的前提下，力求使系统结构简单、成本低、效率高、操作维护方 便、使用寿命长。
力的计算变换为负载力矩即可。
设计计算
步骤和内容
15
工作负载图
图9.1 某液压缸的速度图和负载图
设计计算
步骤和内容
16
1.2 液压系统主要参数的确定
执行元件的工作压力和流量是液压系统最主要的两个参数。这两个参 数是计算和选择元件、辅件和原动机的规格型号的依据。要确定液压 系统的压力和流量，首先必须根据各液压执行元件的负载循环图，选 定系统工作压力；再根据系统压力，确定液压缸有效工作面积A或液压 马达的排量VM；最后根据位移―时间循环图(或速度―时间循环图)确定 其流量。
设计计算
步骤和内容
17
系统工作压力的确定
• 根据液压执行元件的负载循环图，可以确定系统的最大载荷点，在充 分考虑系统所需流量、系统效率和性能要求等因素后，可参照表9-2 或表9-3选择系统工作压力。
表9-2 按负载选择系统工作压力
负载/kN
＜5
5～10 10～20 20～30 30～50 ＞50
系统压力/MPa ＜0.8～l 1.6～2 2.5～3 3～4
1 液压传动系统的设计计算步骤和内容
• 液压系统设计步骤如下： • (1) 明确液压系统的设计要求及工况分析； • (2) 主要参数的确定； • (3) 拟定液压系统原理图，进行系统方案论证； • (4) 设计、计算、选择液压元件； • (5) 对液压系统主要性能进行验算； • (6) 设计液压装置，编制液压系统技术文件。
设计计算
步骤和内容
9
负载分析
液压缸的负载计算
一般说来，液压缸承受的动力性负载有工作负载Fw、惯性负载Fm、重力负载Fg，约束性负 载有摩擦阻力Ff、背压负载Fb、液压缸自身的密封阻力Fsf。即作用在液压缸上的外负载为
F Fw Fm Ff Fg Fb Fsf
(9.1)
① 工作负载Fw。工作负载与主机的工作性质有关，它可能是定值，也可能是变值。一般工 作负载是时间的函数，即
• 当单杆液V 压缸做差动连接时，实际有效工作面积A＝A1－A2。
• •
液 vm压in来缸计所算需，最即小流量qmqinm按in其实A际v有mi效n /工作V 面积A和所要(9求.1的1)最小速度
• 上式所求得的液压缸最小流量应该等于或大于流量控制阀或变量泵的 最小稳定流量。 同样地，液压马达最小流量按其排量和所要求的最小
＜2.5
＜6.3
2.5～6.3
＜10 10—16
16—32 14—25
设计计算
步骤和内容
19
系统工作压力的确定
• 工作压力是确定执行元件结构参数的主要依据。它的大小影响执行元 件的尺寸和成本，乃至整个系统的性能。在系统功率一定时，一般选 用较高的工作压力，使执行元件和系统的结构紧凑、质量轻、经济性 好。但是，若工作压力选得过高，则会提高对元件的强度、刚度及密 封要求和制造精度要求，不但达不到预期的经济效果，反而会降低元 件的容积效率、增加系统发热、降低元件寿命和系统可靠性；反之， 若工作压力选得过低，就会增大执行元件及整个系统的尺寸，使结构 变得庞大。所以应根据实际情况选取适当的工作压力。
Fw＝f (t)，需根据具体情况分析决定。
设计计算
步骤和内容
10
液压缸的负载计算
• ② 惯性负载Fm。惯性负载是运动部件在启动加速或减速制动过程中产 生的惯性力，其值可按牛顿第二定律求出
Fm
ma
m
v t
(9.2)
• 式中 m——运动部件总质量；
• a——加速度；
• Δv——Δt时间内速度的变化量；
3
液压系统的设计依据
• (3) 液压系统的工作温度及其变化范围，湿度大小，风沙与粉尘情况， 防火与防爆要求，安装空间的大小、外廓尺寸与质量限制等。
• (4) 经济性与成本等方面的要求。 • 只有明确了设计要求及工作环境，才能使设计的系统不仅满足性能要
求，且具有较高的可靠性、良好的空间布局及造型。
设计计算
设计计算
步骤和内容
20
执行元件参数的确定
• 前面初步选定的工作压力可以认为就是执行元件的输入压力pl，然后再 初步选定执行元件的回油压力p2(背压)，这样就可以确定执行元件的参 数。液压缸的主要结构参数缸径D、活塞杆径d和液压马达的排量VM的 计算详见第3章、第4章相应计算公式。注意计算所得的数值，应圆整 为标准值。
• Δt——启动或制动时间。一般机械系统取0.1s～0.5s ；行走机械系统 取0.5s～1.5s；机床运动系统取0.25s～0.5s；机床进给系统取0.05s～ 0.2s。工作部件较轻或运动速度较低时取小值。
设计计算
步骤和内容
11
液压缸的负载计算
• ③ 导向摩擦阻力Ff。摩擦阻力是指液压缸驱动工作机构所需克服的导轨摩擦阻力，其值 与导轨形状、安放位置和工作部件的运动状态有关。
• (2) 液压系统应完成哪些动作，各个动作的工作循环及循环时间；负载 大小及性质、运动形式及速度快慢；各动作的顺序要求及互锁关系， 各动作的同步要求及同步精度；液压系统的工作性能要求，如运动平 稳性、调速范围、定位精度、转换精度，自动化程度、效率与温升、 振动与噪声、安全性与可靠性等。
设计计算
步骤和内容
设计计算
步骤和内容
21
执行元件流量的确定
• 液压缸(液压马达)所需最大流量qmax按其实际有效工作面积A(或液压马 达的排量VM)及所要求的最高速度vmax(或马达最高转速nmax)来计算，即
qmax Avmax /V (或 qmax VMnmax /V ) (9.10)
• 式中 —执行元件的容积效率。
设计计算
步骤和内容
12
液压缸的负载计算
• ⑤ 背压负载Fb。液压缸运动时还必须克服回油路压力形成的背压阻力Fb，其值为
Fb pb A2
(9.5)
式中 A2——液压缸回油腔有效工作面积；