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1、-_液压与气压传动液压与气压传动课程设计说明书课程设计说明书题目：题目：卧式双面洗削组合机床液压系统院系：国际教育院系：国际教育专业：机电一体化专业：机电一体化班级：班级：51301姓名：陈雪峰姓名：陈雪峰指导教师：徐巧指导教师：徐巧日期：日期：2015.5.212液压与气压传动课程设计任务书一、设计目的 液压与气压传动课程设计是机械工程专业教学中重要的实践性教学环 节，也是整个专业教学计划中的重要组成部分，是培养学生运用所学有关理论 知识来解决一般工程实际问题能力的初步训练。 课程设计过程不仅要全面运用液压与气压传动课程有关知识，还要根 据具体情况综合运用有关基础课、技术基础课和专业课的知识
2、，深化和扩大知 识领域，培养独立工作能力。 通过课程设计，使学生在系统设计方案的拟定、设计计算、工程语言的使 用过程中熟悉和有效地使用各类有关技术手册、技术规范和技术资料，并得到 设计构思、方案拟定、系统构成、元件选择、结构工艺、综合运算、编写技术 文件等方面的综合训练，使之树立正确的设计思想，掌握基本设计方法。 二、设计内容 1 液压与气压传动系统图，包括以下内容： 1） 液压与气压传动系统工作原理图； 2）系统工作特性曲线； 3）系统动作循环表； 4）元、器件规格明细表。 2设计计算说明书 设计计算说明书用以论证设计方案的正确性，是整个设计的依据。要求设 计计算正确，论据充分，条理清晰。运
3、算过程应用三列式缮写，单位量纲统一， 采用 ISO 制，并附上相应图表。具体包括以下内容： 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。 三、设计要求与方法步骤 1认真阅读设计任务书，明确设计目的、内容、要求与方法步骤； 2根据设计任务书要求，制定个人工作计划； 3准备必要绘图工具、图纸，借阅有关技术资料、手册； 4认真对待每一设计步骤，
4、保证质量，在教师指导下独立完成设计任务。 （课程设计说明书封面格式与设计题目附后）二、液压传动课程设计(大型作业)的内容和设计步骤1工况分析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初定液动机的基本参数3液压系统的主要参数有两个压力和流量。液压系统的压力和流量都由 两部分组成：一部分由液动机的工作需要确定，另一部分由油液流经系统 所产生的压力损失和泄漏损失决定，前者是主要的，占有很大的比重，因 此需要先初步确定液动机的这两个基本参数。另外，因为当回路系统尚未 拟订之前，其压力损失和泄漏损失也
5、无法确定。压力和流量的选定都是在工况图的基础上进行的。3拟订液压系统原理图根据机器的技术性能要求，在工况图的基础上来拟订液压系统原理图。 在拟订液压系统原理图时应拟出几种方案进行分析对比。调速回路是液压 系统的核心，选择回路应从它开始，然后再去选择其它的基本回路，进行 合成以满足工况图的要求和机器的其它性能要求。4选择标准液压元件，设计非标准液压元件选择液压元件应尽量选择国产标准定型产品，除非不得已时才自行设 计制造。5对液压系统进行必要的验算对工作性能要求较高的液压系统，为使设计可靠在液压元件选定后再 根据管路装配草图，然后即可对液压系统的压力损失、发热温升、液压冲 击等进行验算，如果验算结
6、果与初定参数相差很大或不能满足机器的工作 性能要求时，则应对设计进行必要的修改，或重新拟订液压系统或重新选 择元件等。对于比较简单且性能要求般的液压系统，可以不进行复杂的验算。 6绘制正式的工作图 液压传动课程设计(大型作业)要求绘制出所设计的一个液压缸的结构 装配图。 以上绘图工作必须严格遵照国家标准和有关部颁标准。机械制图按GB44574460 一 84、GBl3183I 公差配合按 GBl800180479I 形状和位置公差按 GBll83 一 U8480 和 GBl95880；表面粗糙度按GB350583 和 GB103183，其它内容如螺纹、齿轮等均应贯彻国家现行的有关标准。 7编写
7、设计计算说明书 应当指出，上述设计步骤征设计中常常是互相穿插进行的，而且往往 需经多次反复才能初步完成液压系统的设计，另外上述步骤也不一定是必 不可少的。三、要求及完成工作量 1学生在课程设计(大型作业)进行中要系统复习课本上的理论知识， 应当运用液压传动课本上的和其它的理论知识积极思考、独立工作， 可收集参考同类资料进行类比分析、理解消化，但不许简单地抄袭。 2要明确设计要求，仔细地读懂题意。对你所要进行设计的液压机器 的各种性能、工艺要求、工作循环、运动方式、动作颠序、调遣范围、负 载变化以及总体布局等应当全面地了解，因为这一切都是设计工作的重要 依据。 3液压系统原理图一张44编写设计计
8、算说明书一份。 要求: 原理图除了打印的外,还必须手绘一张.一、设计要求：设计一台液压专用组合铣床，机床加工对象为铸铁变速箱体。要求一次可 同时加工两件工件。能实现工件自动定位、夹紧、加工等功能。工件的上料、 卸料由手工完成。机床的工作循环为：手工上料 工件自动夹紧 工作台 快进 铣削进给（工进） 工作台快退 夹具松开 手动卸料。二、参数要求：运动部件总重量G=4000N 切削力FW=12000N 快进行程l1=150mm 工进行程l2=200mm 快进、快退速度v1 =v2=4m/min 工进速度v2=80300mm/min 启动时间t=0.5s 夹紧力Fj=2800N 行程lj=30m 夹
9、紧时间t j=2s工作台采用平导轨，导轨间静摩擦系数 fs=0.2,动摩擦系数 fd=0.1，要求工 作台运动平稳并能在任意位置上停留，夹紧力可调并能保压。2 工况分析工况分析2.1 负载分析负载分析负载分析中，暂不考虑回油腔的背压力，液压缸的密封装置产生的摩擦阻 力在机械效率中加以考虑。因工作部件是卧式放置，重力的的水平分力为零， 这样需要考虑的力有：切削力，导轨摩擦力和惯性力。导轨的正压力等于动力部件的重力，设导轨的静摩擦力为，动摩擦力为,则fsFfdF工作负载 Fl=12000N 静摩擦阻力 Ffs=0.2*4000=800N5动摩擦阻力 Ffd=0.1*4000=400N惯性力 Fa=
10、4000*4/(60*0.1*9.8)=272NgGtv 如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响，并设液压缸的机械效率，则液压缸在各工作阶段的总机械负载可以算出，见表 2-1。9 . 0m表 2-1 液压缸各运动阶段负载表工况负载组成负载值 F/N推力mF/起动fsFF 800888加速)(mfdFFF672747快进fdFF 400444工进fdlFFF1240013777快退fdFF 400444根据负载计算结果和已知的各阶段的速度，可绘制出负载图（F-l） 和速度图（F-2）6图图 2-1 负载图和速度图负载图和速度图3 3 液压系统方案设计液压系统方案设计3.1 液压缸参数计算
11、组合机床液压系统的最大负载约为 14000N，初选液压缸的设计压力 P1=3MPa，为了满足工作台快速进退速度相等，并减小液压泵的流量，这里的 液压缸课选用单杆式的，并在快进时差动连接，则液压缸无杆腔与有杆腔的 等效面积 A1 与 A2 应满足 A1=2A2（即液压缸内径 D 和活塞杆直径 d 应满足： d=0.707D。为防止铣削后工件突然前冲，液压缸需保持一定的回油背压，暂 取背压为 0.5MPa，并取液压缸机械效率=0.9。则液压缸上的平衡方程m1122121 2P AP AFA PF故液压缸无杆腔的有效面积：7液压缸内径： 按 GB/T2348-1980，取标准值 D=80mm；因 A
12、1=2A，故活塞杆直径 d=0.707D=56mm（标准直径） 则液压缸有效面积为：222222222262.255680(4)(424.50804421cmcmdDAcmcmDA）差动连接快进时，液压缸有杆腔压力 P2 必须大于无杆腔压力 P1，其差 值估取 P2P1=0.5MPa，并注意到启动瞬间液压缸尚未移动，此时P=0；另 外取快退时的回油压力损失为 0.5MPa。根据假定条件经计算得到液压缸工作 循环中各阶段的压力.流量和功率，并可绘出其工况图表 31 液压缸在不同工作阶段的压力、流量和功率值 工 作 阶 段计算公式推力 F（N ）回油腔 压力 P2（MPa ）工作腔 压力 P1（M
13、Pa ）输入流量 q（L/min ）输入功率 P（KW）快 进 启 动8880 0.35快 进 加 速7461.250.75快 进 恒 速qpPAAvqAAPAFpjj)(212124441.20.709.8480.514工 进qpPvAqAApFpj jj112137770.53.7610.41.50.150.43快 退 启 动88800.348快 退 加 速7460.30.809快 退 恒 速qpPvAqAApFpjb j2114440.30.75810.2480.77注：1.差动连接时，液压缸的回油口到进油口之间的压力损失.pppppjba而,51052.快退时，液压缸有杆腔进油，压力为
14、，无杆腔回油，压力为jPbP液压缸的工况图：图 3-1 工况图3.2 拟定液压系统原理图拟定液压系统原理图3.2.1 调速回路的选择调速回路的选择该机床液压系统的功率小（P +P = 3.020.50.50.54.0280MPaMPa（3）快退 快退时，油液在进油路上通过单向阀 5 的流量为 22L/min，通过换向阀 2 的流量 为 27.1L/MIN；油液在回路上通过单向阀 5、换向阀 2 和单向阀 13 的流量都是 53.14L/min。一次进油路上的总压降为：162212227.10.20.50.0826380vpMPa此值较小，所以液压泵驱动电动机的功率是足够的。回油路上的总压降是2
15、22253.1453.1453.140.20.50.20.505638063vPMPaMPa所以，快退时液压泵的最大工作压力： 110.8090.0820.891PvPPPMPaMPa，因此主泵卸荷的顺序阀 7 调压应大于 0.891Mpa.4.2 油液温升计算油液温升计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 可用工进的情况来计算。 工进时液压缸的有效功率为：0312392 0.0330.00681060PFvKWKW 此时主泵通过顺序阀 7 卸荷，辅助泵在高压下供油，所以两个泵的总输入功率为：11222 6363322225.10.3 10104.02 1010636060 0.75 10 0.4735pppp ip qp qPpKWKW 由此得液压系统的发热量为：0(0.47350.0068)0.4667iiHPPKWKW温升近似值如下： 2330.4667 10/250C11.760 CT温升没有超出范围，液压系统中不需设置冷却器。