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1、机械制造与自动化专业机械制造与自动化专业 液压传动液压传动课程设计说明书课程设计说明书 班级：班级： 机自职机自职 111111 学号：学号： 姓名：姓名： 0 一、液压传动课程设计的目的一、液压传动课程设计的目的 1、巩固和深化已学的理论知识，掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤。 2、锻炼机械制图，结构设计和工程运算能力。 3、熟悉并会用有关国家标准、部颁标准、设计手册和产品样本等技术资料。 4、提高学生使用计算机绘图软件（如 AUTOCAD、PRO/E 等）进行实际工程设计的能 力。 二、液压课程设计题目二、液压课程设计题目 题目（二）设计一台上料机液压系统，要求该系统完成：快速上升慢速
2、上升（可调 速）快速下降下位停止的半自动循环。采用 900V 型导轨，垂直于导轨的压紧力为 60N，启动、制动时间均为 0.5s，液压缸的机械效率为 0.9。设计原始数据如下表所示。 试完成以下工作： 1、进行工况分析，绘制工况图。 2、拟定液压系统原理图（A3） 。 3、计算液压系统，选择标准液压元件。 4、绘制液压缸装配图（A1） 。 5、编写液压课程设计说明书。 上料机示意图如下： 数 据 数 参 据 数 I II IIIIVV 滑台自重（N）8001000120014001600 工件自重（N）45005000550058006000 快速上升速度 （mm/s） 4045505560
3、快速上升行程（mm）350350400420450 慢速上升速度 （mm/s） 1013161820 慢速上升行程（mm）100100100100100 快速下降速度 （mm/s） 4555556065 快速下降行程（mm）400450500550600 1 图 2 上料机示意图 液压传动课程设计说明书 0 目录目录 一一 工况分析 1 二二 负载和速度图的绘制 4 三三 液压缸主要参数的确定 5 四四 液压系统的拟定 8 五五 液压元件的选择 8 六六 液压缸的设计 10 七七 拟定液压系统原理图14 八八 绘制液压缸装配图 14 九九 参考文献 14 液压传动课程设计说明书 1 一、一、
4、工况分析工况分析 对液压传动系统的工况分析就是明确各执行元件在工作过程中的 速度和负载变化规律，也就是进行运动分析和负载分析。 1、 运动分析 根据各执行在一个工作循环内各阶段的速度，绘制其循环图， 如下图所示： 快进 工进 快退 2、动力分析 动力分析就是研究机器在工作中其执行机构的受力情况。 1）工作负载：NFF GL 600010005000 2）摩擦负载“ 2 sin N f fF F F-摩擦因数 a-V 型角，一般为 90 由于工件为垂直起开，所以垂直作用于导航的载荷可由间隙和结 构尺寸，可知NFN60 取 则有, 1 . 0,2 . 0 d fFs 静摩擦负载：NFfs97.16
5、 45sin 602 . 0 o 动摩擦负载：NFfd49 . 8 45sin 601 . 0 o 3）惯性负载 液压传动课程设计说明书 2 惯性负载为运动部件在起动和制动的过程中可按 G-运动部件的重量（N） t v g G maF g-重力加速度， v-速度变化值（） 2 8 . 9 s m g s m t-起动或制动时间（s） 加速：N t v g G Fa 2 . 61 5 . 0 05 . 0 8 . 9 6000 1 减速：N t v g G Fa 6 . 41 5 . 0 016 . 0 05 . 0 8 . 9 6000 2 制动：N t v g G Fa 6 . 19 5 .
6、 0 016 . 0 8 . 9 6000 3 反向加速：N t v g G Fa 6 . 19 5 . 0 016 . 0 8 . 9 6000 4 下拉制动：NF t v g G F aa 6 . 19 45 根据以上的计算，考虑到液压缸垂直安放，其重量较大，为防止 因自重而自行下滑，系统中应设置应平衡回路，因此，在对快 速向下运动的负载分析时，就不考虑滑台的重量，则液压缸各 阶段中的负载，如下表 工况计算公式总负载 F（N）缸推力 F(N) 起动Lfs FFF 6016.976685.5 加速1aLfd FFFF 6028.096697.9 快上Lfd FFF 6008.496676 减
7、速2aLfd FFFF 5966.896629.9 慢上Lfd FFF 6008.496676 液压传动课程设计说明书 3 制动3aLfd FFFF 5988.896654.3 反向加速4afd FFF 28.0931.2 快下fd FF 8.499.43 制动5afd FFF -11.11-12.34 二、负载和速度图的绘制二、负载和速度图的绘制 按前面的负载分析及已知的速度要求，行程限制等，绘制 出负载机速度图（如下所示） F/N 6697.9 6676 6685.5 8.49 31.2 0 500 m/s -12.43 V(mm/s) 50 16 0 500 m/s 55 三，液压缸主要
8、参数的确定三，液压缸主要参数的确定 液压缸工作压力主要根据运动循环各阶段的最大总负载力 来确定，此外，还需要考虑一下因素： 液压传动课程设计说明书 4 （1）各类设备的不同特点和使用场合 （2）考虑经济和重量因素，压力选得低，则元件尺寸大，重量重， 压力选得高一些，则元件尺寸小，重量轻，但对元件的制造精度，密 封性能要求高。 1、初选液压缸的工作压力 根据分析此设备的负载不大，按类型属机床类，所遇初选此设 备的工作压力为 2Mpa 2、计算液压缸的尺寸 式中； F-液压缸上的外负载 p F A p-液压缸的有效工作压力 A-所求液压缸有有效工作面 积 24 5 1042.33 1020 5 .
9、 6685 m p F A m A D 2 4 1052 . 6 14 . 3 1042.3344 按标准取值：D=63mm 根据快上和快下的速度比值来确定活塞杆 的直径： 代入数值，解得：d=18.99mm 按标准取值： 50 55 22 2 dD D d=22mm 则液压缸的有效面积为： 无杆腔面积： 222 1 17.313 . 6 44 1 cmDA 有杆腔面积： 22222 1 37.272 . 23 . 6 44 1 cmdDA 液压传动课程设计说明书 5 3、活塞杆稳定性的校核 因为活塞杆总行程为 500mm，而活塞杆直径为 22mm，L/d=500/22=22.7310，需要进
10、行稳定性的校核，有材料力 学中的有关公式，根据液压缸的一端支撑，另一端铰链，取末端系 数=85，则： 1 5 . 5 4 22 4 d A J rk NN n F NN r l fA F k k K 9 . 6697 2 . 46566 4 87.1186264 4n 87.186264 ) 25 . 6 500 ( 50002 1 1 1022109 . 4 )( 4 1 k 2 628 2 时，取安全系数 由上式可知：在当 n=4 时，活塞杆的稳定性满足，此时可以安全使 用。 4. 巩固走循环中各个工作阶段的 液压缸压力，流量和功率见 下表： 工况 压力 Mpa p 流量 (L/min)
11、q 功率 w p 快上 2.399.35372.44 慢上 2.392.99119.10 快下 0.00349.030.51 以上是液压缸压力，流量和功率的表格，依照上表中的数值，可绘 制出液压缸的工况图（如下） 2.39 Mpa p 液压传动课程设计说明书 6 0.0034 0 t/s 9.35 (L/min) q 9.03 2.99 0 t/s w p 372.44 119.10 0.94 0 t/s 快上 慢上 快下 (液压缸的工况图) 四、液压系统图的拟定四、液压系统图的拟定 液压系统图的拟定，主要是考虑一下几个方面问题： 1）供油方式 从工况图分析可知，该系统在快上和快下的时所需流
12、量较大，且比较接近，且慢上时所需的流量较小，因此从提高小效率 节省能量的角度考虑采用单个定量泵，供油方式显然是不合适的，故 宜选用双联式量叶片泵作为油泵。 2）调速回路 有工况图可知，该系统的在慢速时速度需要调节，考 虑到系统功率小，滑台运动速度低，工作负载变化小，所以采用调速 液压传动课程设计说明书 7 阀的回油节流调速。 3）速度换接回路 由于快上和慢上之间速度需要换接，但对缓解的 位置要求不高，所以采用由行程开关法讯控制二位二通电磁阀实现速 度换接。 4）平衡及锁紧 为防止在上端停留时重物下落和在停留的时间内保 持重物的位置，特在液压缸的下腔（即无杆腔）进油路上设置液控单 向阀;另一方面
13、，为了克服滑台自重在快下过程中的影响，设置了一单 向背压阀。 五、液压元件的选择五、液压元件的选择 1、确定液压泵的型号及电动机功率 液压缸在工作循环中最大工作压力为 2.39Mpa,由于该系统比较简 单，所以取其压力损失.所以液压泵的工作压力为：Mpap4 . 0 Mpapppp79. 24 . 039 . 2 两个液压泵同时向系统供油时，若回路中的泄漏按 10%计算， 则两个泵的总流量应为=10.085L/min，由于溢流阀最min/35 . 9 1 . 1Lqp 小稳定流量为 3L/min，而工进时液压缸所需流量为 1.5L/min，多以高 压泵的流量不得少于（3+1.5）L/min=4
14、.5L/min。 根据以上压力和流量的数值查产品目录，故应选用型的 16 16 1 YB 双联叶片泵，其额定压力为 6.3Mpa,容量效率，总效率，9 . 0 pv 85 . 0 p 所以驱动该泵的电动机的功率可由泵的工作压力（1.91Mpa）和输出 液压传动课程设计说明书 8 流量（点电动机转速为 910r/min） 求出： min 109 . 0910162 3L qp ww qp p p pp p 6 . 981 85 . 0 60 1021.261091 . 1 36 查电动机产品目录，拟选用的电动机的型号为 Y90-6，功率为 1.1kw, 额定转速为 910r/min。 2、选择阀类元件及辅助元件 根据系统的工作压力和通过各个阀类元件和辅助元件的流量，可 选用这些元件的型号及规格（见下表） 液压元件型号及规格 序 号 名称通过流量 min max L q 型号及规格 1 滤油器40wv-40 180 2双联叶片泵9.753 . 63 . 6 1 YB 3单向阀4.875 BEAF a103 4外控顺序阀4.875BXF103 5溢流阀3.375BXF103 6三位四通电磁换向阀6.3BFY D 103 2 7单向顺序阀50*03 SCVS
