液压与气压传动课程设计说明书

《液压与气压传动》

课程设计说明书

题目：专用铣床液压系统的设计

院系：机械设计及其自动化学院

专业：机械设计

班级：11201

姓名：李清波

指导教师：徐巧

日期：2015.05.30

学号：1202281038

前言

本次设计，主要是运用所学的《液压与气压传动》课程有关知识，根据一些具体情况综合运用自己学过的有关基础课、技术基础课和专业课的知识，加深对知识的理解与应用，培养独立工作能力。

液压系统是以电机提供动力基础，使用液压泵将机械能转化为压力，推动液压油。通过控制各种阀门改变液压油的流向，从而推动液压缸做出不同行程、不同方向的动作。完成各种设备不同的动作需要。基本上目前形成的一个形式是越是先进的系统越离不开液压，而且所用液压设备也越多，液压已经应用于很多领域。

而本次的液压系统设计是指组成一个新的能量传递系统，以完成一项专门的任务。系统功能原理设计是根据主机的工艺目的或用途、工作循环、负载条件和主要技术要求，通过配置执行元件，负载分析、运动分析及编制执行元件的工况图，对同类主机及其传动系统的分析比较，选择设计参数，确定液压系统的工作压力、流量和执行元件主要几何参数等，拟定液压系统方案和传动系统原理图，并对组成系统的各标准液压元件辅件进行选型，最后对液压系统的主要性能（压力损失、发热温升等）进行验算。

目录

第一章明确设计要求配置执行元件 (1)

1.1设计要求 (1)

1.2主机的概况了解 (1)

1.3主机对液压系统提出的任务和要求 (1)

1.4其它要求 (2)

1.5配置执行文件 (2)

第二章工况分析 (3)

2.1 运动分析 (3)

2.2 负载分析 (3)

第三章明确液压系统主要性能参数 (7)

3.1 预选系统压力 (7)

3.2 计算液压缸主要结构尺寸 (7)

1.计算液压缸的内径 (8)

2.计算液压缸活塞直径 (8)

3.液压缸实际有效面积 (9)

3.3 计算工进时的实际工作压力 (9)

3.4 液压缸各工况所需的流量 (10)

3.5 其他工作阶段的压力、流量和功率 (10)

第四章制定基本方案拟定液压系统图 (11)

4.1 制定基本方案 (11)

五章计算和选择液压元件 (13)

5.1液压泵和驱动电机的选择 (13)

5.2 其他液压元件的选择 (14)

六章验算液压系统的性能 (17)

6.1 压力损失的验算 (17)

1.雷诺数Re (17)

2.沿程压力损失λ

∆P (17)

3.局部压力损失ξ

∆P (18)

6.2温升的验算 (18)

参考资料 (21)

第一章明确设计要求配置执行元件

1.1 说明书设计要求

对液压系统的设计要求是设计液压系统的依据，设计前必须将它搞清楚。以及在这说明书中需要做什么，分为以下几点：

1）绘制工作循环周期图；

2）负载分析，作执行元件负载、速度图；

3）确定执行元件主参数：确定系统最大工作压力，液压缸主要结构尺寸，计算各液压缸工作阶段流量，压

力和功率，作工况图；

4）方案分析、拟定液压系统；

5）选择液压元件；

6）验算液压系统性能；

7）绘制液压系统工作原理图，阐述系统工作原理。

1.2主机的概况了解

1）主机的用途、总体布局、主要结构，主机对液压装置的位置和空间尺寸的限制。

2）主机的工艺流程或工作循环、技术参数与性能要求。 3）作业环境与条件等。

1.3明确主机对液压系统提出的任务和要求

1）主机要求液压系统完成的动作和功能，执行元件的运动方式（转动、移动或摆动）、动作循环及其工作范围。

2）外界负载大小、性质及变化范围，执行元件运动速度大小及变化范围。

3）各液压执行元件的动作顺序、转换及互锁要求。

4）对液压系统的工作性能方面的要求，如运动平稳性、定位和转换精度、停留时间、自动化程度、工作效率、噪声等方面的要求，对于高精度、高生产率的自动化主机，不仅会对液压系统提出静态性能指标，往往还会提出动态性能指标。

1.4明确其它要求

1）明确液压系统的工作条件和环境条件，如环境的温度、湿度、污染和振动冲击情况。有无腐蚀性和易燃性物质存在，这牵涉到液压元件和工作介质的选用，也牵涉到所需采用的防护措施等。

2）对液压系统的重量、外形尺寸、经济性等方面的要求。

1.5 配置执行文件

根据车床的总体布局及技术要求，选择缸筒固定的单杆活塞液压缸作为驱动车削动力头实现经给运动的液压执行元件。

第二章工况分析

要求：在分析机器的工作情况(工况)的基础上，确定液动机(液压缸和液压马达)的负载、速度、调速范围、功率大小、动作循环、自动化程度等并绘制出工况图。

2.1 运动分析

运动分析就是对执行元件在整个工作循环中各阶段所要求的运动速度进行分析，速度图即是用图形将这种分析结果表示出来的图形。速度图一般用速度—时间（v—t）或速度—位移（v—l）曲线表示。图1（a）为一机床进给油缸的动作循环图例，及图1（b）是其相应的速度图例

2.2 负载分析

水平安放的平导轨：G=2500N+1000N=3500N

静摩擦阻力：()0.15(35000)525s n fs F G F N μ=+=⨯+=

动摩擦阻力：()0.12(35000)420n fd d F G F N μ=+=⨯+= 上述各式中 G ——运动部件重力，N;

Fn ——工作负载在导轨上的垂直分力，N ；

D=110mm n=150r/min P=4.5KW

3222 4.510252111503.140.11

60

P nT

D T Fe P P n Fe N D nD πππ==••⨯====⨯⨯

0.80

(1)(10.80)52111042.230%0.31042.2312.66cm ms cm ms md F Fe N N F F N

ηη==-=-⨯===⨯=

恒速时的动密封摩擦阻力估取为静密封摩擦阻力的30%