第9章液压系统的设计计算
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V＝2πT / p
式中T为液压马达的总负载转矩（N·m）；p 为液压马达的工作压力（Pa）；V为所求液压 马达的排量（m3/r）。同样，上式所求的排量 也必须满足液压马达最低稳定转速nmin的要求， 即
V ≥ qmin / nmin 式中qmin 指能输入液压马达的最低稳定流量。 排量确定后，可从产品检本中选择液压马达的 型号。
二.工况分析
主要指对液压执行元件的工作情况 的分析，分析的目的是了解在工作过程 中执行元件的速度、负载变化的规律， 并将此规律用曲线表示出来，作为拟定 液压系统方案确定系统主要参数（压力 和流量）的依据。若液压执行元件动作 比较简单，也可不作图，只需找出最大 负载和最大速度即可。
1.运动分析
按设备的工艺要求，把所研究的执行
第9章液压系统的设计计算
明确设计要求、进行工况分析
一.明确设计要求
设计要求是做任何设计的依据。液压传动系统的设计通常要考虑以下几 方面的问题： （一）了解主机的基本情况
液压传动系统设计通常是主机设计的一部分，设计要求主要是由主机根 据工艺过程提出的。因此要了解下列基本情况：
主机的工艺流程、作业环境和主要技术参数； 主机的总体布局和对液压系统在空间尺寸上的限制。 （二）明确液压系统的任务与要求 液压系统应该完成的运动方式（移动、转动或摆动）； 液压执行元件承受负载的大小和性质、运动速度的大小和变化范围； 液压执行元件的动作顺序和联锁关系，各动作的同步要求； 液压系统的自动化程度、运动平稳性、定位精度、工作效率、安全性和 可维护性等； 液压系统的工作环境（如环境的温度、湿度、尘埃和外界振动等）； 液压系统的成本核算。 第9章液压系统的设计计算
A＝F/ p
式中F为液压缸上的外负载（N）； p为液压缸的 工作压力（Pa）；A即为所求液压缸的有效工作 面积（m2）。这样计算出来的工作面积还必须按 液压缸所求的最低稳定速度vmin来验算，即
A ≥ qmin / vmin 式中qmin为流量阀最小稳定流量。
第9章液压系统的设计计算
若执行元件为液压马达，则其排量的计算式为
（2）摩擦阻力负载Ff 摩擦阻力是指运动部件与支承面 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
Ff = f FN 式中FN为运动部件及外负载对支承面的正压力；f 为摩擦系数，分为静摩擦系数（fs≤0.2-0.3）和动摩擦 系数fd≤0.05-0.1）。
第9章液压系统的设计计算
（3）惯性负载Fa 惯性负载式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 = G △v / g △t 式中m为运动部件的质量（kg）；a 为运动部件的加速度（m/s2）；G为运动部件的重力 （N）；g为重力加速度（ m/s2）； △v 为速度的变化 量(m/s）；△t 为速度变化所需的时间（s）。
第9章液压系统的设计计算
表 9－1 按负载选择执行元件的工作压力
负载 F / kN
工作压力 p / MPa
＜5
＜0.81.0
5～10
1.52.0
10～ 20
2.53.0
20～ห้องสมุดไป่ตู้30
3.04.0
30～50 4.0-5.0
＞50
＞5.07.0
表 9－2各类液压设备常用工作压力
设备类型
工作压力 p/MPa
第9章液压系统的设计计算
（3）执行元件最大流量的确定 对于液压缸，它所需的最大流量qmax就等于液
压缸有效工作面积A与液压缸最大移动速度vmax的 乘积，即qmax＝Avmax
粗加工 机床
0.82.0
半精加 工机床
3.05.0
粗加工 或重型 机床
5.010.0
农业机械、 小型工程
机械
液压压力机、重 型机械大中型挖 掘机械、起重运
输机械
10.0-16.0 20.0-32.0
第9章液压系统的设计计算
（2）确定执行元件的几何参数 对于液压缸来说， 它的几何参数就是有效工作面积A，对液压马达 来说就是排量V。液压缸有效工作面积可由下式 求得
元件在完成一个工作循环时的运动规律
用图表示出来，这个图称为速度图。现
以右图所示的液压缸驱动的组合机床滑
台为例说明，图a是机床的动作循环图，
由图可见，工作循环为快进→工进→快
退；图b是完成一个工作循环的速度——
位移曲线，即速度图。
第9章液压系统的设计计算
2.负载分析
前图c所示是该组合机床的负载图，这个图是按设备的 工艺要求，把执行元件在各阶段的负载用曲线表示出来， 由此图可直观地看出在运动过程中何时受力最大，何时最 小等各种情况，以此作为以后的设计依据。现具体分析液 压缸所承受的负载，液压缸驱动执行机构进行直线往复运 动时，所受到的外负载为
F = FL + Ff + Fa （1）工作负载FL 工作负载与设备的工作情况有关，在 机床上，与运动的方向同轴的切削力的分量是工作负载， 而对于提升机、千斤顶等来说所移动的物体的重量就是工 作负载，工作负载可以是定量，也可以是变量，可以是正 值，也可是负值，有时第9还章液可压以系统是的设交计计变算的。
除此以外，液压缸的受力还有密封阻力（一般用效 率η＝0.85-0.95来表示），背压力（可在最后计算时确 定）等。
若执行机构为液压马达，其负载力矩计算方法与液
压缸相类似。
第9章液压系统的设计计算
3.执行元件的参数确定 （1）选定工作压力 当负载确定后，工作压力就决定了系统的经济性
和合理性。若工作压力低，则执行元件的尺寸就大， 重量也大，完成给定速度所需的流量也大；若压力过 高，则密封要求就高，元件的制造精度也就更高，容 积效率也就会降低。所以应根据实际情况选取适当的 工作压力。执行元件工作压力可以根据总负载值或主 机设备类型选取，见表9－1和表9－2。
第九章 液压系统的设计计算
液压传动系统的设计是整机设计的一部分，在目前液 压系统的设计主要还是，即使使用计算机辅助设计，也是 在专家的经验指导下进行的。因而就其设计步骤而言，往 往随设计的实际情况，设计者的经验不同而各有差异，但 是，从总体上看，其基本内容是一致的，具体为：
明确设计要求、进行工况分析 拟定液压系统原理图 液压元件的计算和选择 液压系统的性能验算 绘制工作图和编制技术文件
式中T为液压马达的总负载转矩（N·m）；p 为液压马达的工作压力（Pa）；V为所求液压 马达的排量（m3/r）。同样，上式所求的排量 也必须满足液压马达最低稳定转速nmin的要求， 即
V ≥ qmin / nmin 式中qmin 指能输入液压马达的最低稳定流量。 排量确定后，可从产品检本中选择液压马达的 型号。
二.工况分析
主要指对液压执行元件的工作情况 的分析，分析的目的是了解在工作过程 中执行元件的速度、负载变化的规律， 并将此规律用曲线表示出来，作为拟定 液压系统方案确定系统主要参数（压力 和流量）的依据。若液压执行元件动作 比较简单，也可不作图，只需找出最大 负载和最大速度即可。
1.运动分析
按设备的工艺要求，把所研究的执行
第9章液压系统的设计计算
明确设计要求、进行工况分析
一.明确设计要求
设计要求是做任何设计的依据。液压传动系统的设计通常要考虑以下几 方面的问题： （一）了解主机的基本情况
液压传动系统设计通常是主机设计的一部分，设计要求主要是由主机根 据工艺过程提出的。因此要了解下列基本情况：
主机的工艺流程、作业环境和主要技术参数； 主机的总体布局和对液压系统在空间尺寸上的限制。 （二）明确液压系统的任务与要求 液压系统应该完成的运动方式（移动、转动或摆动）； 液压执行元件承受负载的大小和性质、运动速度的大小和变化范围； 液压执行元件的动作顺序和联锁关系，各动作的同步要求； 液压系统的自动化程度、运动平稳性、定位精度、工作效率、安全性和 可维护性等； 液压系统的工作环境（如环境的温度、湿度、尘埃和外界振动等）； 液压系统的成本核算。 第9章液压系统的设计计算
A＝F/ p
式中F为液压缸上的外负载（N）； p为液压缸的 工作压力（Pa）；A即为所求液压缸的有效工作 面积（m2）。这样计算出来的工作面积还必须按 液压缸所求的最低稳定速度vmin来验算，即
A ≥ qmin / vmin 式中qmin为流量阀最小稳定流量。
第9章液压系统的设计计算
若执行元件为液压马达，则其排量的计算式为
（2）摩擦阻力负载Ff 摩擦阻力是指运动部件与支承面 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
Ff = f FN 式中FN为运动部件及外负载对支承面的正压力；f 为摩擦系数，分为静摩擦系数（fs≤0.2-0.3）和动摩擦 系数fd≤0.05-0.1）。
第9章液压系统的设计计算
（3）惯性负载Fa 惯性负载式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 = G △v / g △t 式中m为运动部件的质量（kg）；a 为运动部件的加速度（m/s2）；G为运动部件的重力 （N）；g为重力加速度（ m/s2）； △v 为速度的变化 量(m/s）；△t 为速度变化所需的时间（s）。
第9章液压系统的设计计算
表 9－1 按负载选择执行元件的工作压力
负载 F / kN
工作压力 p / MPa
＜5
＜0.81.0
5～10
1.52.0
10～ 20
2.53.0
20～ห้องสมุดไป่ตู้30
3.04.0
30～50 4.0-5.0
＞50
＞5.07.0
表 9－2各类液压设备常用工作压力
设备类型
工作压力 p/MPa
第9章液压系统的设计计算
（3）执行元件最大流量的确定 对于液压缸，它所需的最大流量qmax就等于液
压缸有效工作面积A与液压缸最大移动速度vmax的 乘积，即qmax＝Avmax
粗加工 机床
0.82.0
半精加 工机床
3.05.0
粗加工 或重型 机床
5.010.0
农业机械、 小型工程
机械
液压压力机、重 型机械大中型挖 掘机械、起重运
输机械
10.0-16.0 20.0-32.0
第9章液压系统的设计计算
（2）确定执行元件的几何参数 对于液压缸来说， 它的几何参数就是有效工作面积A，对液压马达 来说就是排量V。液压缸有效工作面积可由下式 求得
元件在完成一个工作循环时的运动规律
用图表示出来，这个图称为速度图。现
以右图所示的液压缸驱动的组合机床滑
台为例说明，图a是机床的动作循环图，
由图可见，工作循环为快进→工进→快
退；图b是完成一个工作循环的速度——
位移曲线，即速度图。
第9章液压系统的设计计算
2.负载分析
前图c所示是该组合机床的负载图，这个图是按设备的 工艺要求，把执行元件在各阶段的负载用曲线表示出来， 由此图可直观地看出在运动过程中何时受力最大，何时最 小等各种情况，以此作为以后的设计依据。现具体分析液 压缸所承受的负载，液压缸驱动执行机构进行直线往复运 动时，所受到的外负载为
F = FL + Ff + Fa （1）工作负载FL 工作负载与设备的工作情况有关，在 机床上，与运动的方向同轴的切削力的分量是工作负载， 而对于提升机、千斤顶等来说所移动的物体的重量就是工 作负载，工作负载可以是定量，也可以是变量，可以是正 值，也可是负值，有时第9还章液可压以系统是的设交计计变算的。
除此以外，液压缸的受力还有密封阻力（一般用效 率η＝0.85-0.95来表示），背压力（可在最后计算时确 定）等。
若执行机构为液压马达，其负载力矩计算方法与液
压缸相类似。
第9章液压系统的设计计算
3.执行元件的参数确定 （1）选定工作压力 当负载确定后，工作压力就决定了系统的经济性
和合理性。若工作压力低，则执行元件的尺寸就大， 重量也大，完成给定速度所需的流量也大；若压力过 高，则密封要求就高，元件的制造精度也就更高，容 积效率也就会降低。所以应根据实际情况选取适当的 工作压力。执行元件工作压力可以根据总负载值或主 机设备类型选取，见表9－1和表9－2。
第九章 液压系统的设计计算
液压传动系统的设计是整机设计的一部分，在目前液 压系统的设计主要还是，即使使用计算机辅助设计，也是 在专家的经验指导下进行的。因而就其设计步骤而言，往 往随设计的实际情况，设计者的经验不同而各有差异，但 是，从总体上看，其基本内容是一致的，具体为：
明确设计要求、进行工况分析 拟定液压系统原理图 液压元件的计算和选择 液压系统的性能验算 绘制工作图和编制技术文件