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1、液压与气压传动课程设计 题目名称： 设计液压专用铣床的液压系统 系 别： 机械与汽车工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机制0811班 目 录一.1.负载与运动分析?工作负载?1)夹紧缸?1)夹紧缸?1)夹紧缸?设计任务书 I、设计的目的和要求： 设计的目的 液压传动课程设计是本课程的一个综合实践性教学环节，通过该教学环节，要求达到以下目的： 1.巩固和深化已学知识，掌握液压系统设计计算的一般方式和步骤，培育学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题能力； 2.正确合理地肯定执行机构，选用标准液压元件；能熟练地运用液压大体回路、组合成知足大体性能要求的液压系统； 3.熟悉并会运
2、用有关的国家标准、部颁标准、设计手册和产品样本等技术资料。对学生在计算、制图、运用设计资料和经验估算、考虑技术决策、CAD技术等方面的大体技术进行一次训练，以提高这些技术的水平。 设计的要求 1.设计时必需从实际动身，综合考虑实用性、经济性、先进性及操作维修方便。若是可以用简单的回路实现系统的要求，就没必要过度强调先进性。并非是越先进越好。一样，在安全性、方便性要求较高的地方，应不吝多用一些元件或采用性能较好的元件，不能单独考虑简单、经济； 2.独立完成设计。设计时可以搜集、参考同类机械的资料，但必需深切理解，消化后再借鉴。不能简单地剽窃； 3.在课程设计的进程中，要随时温习液压元件的工作原理
3、、大体回路及典型系统的组成，踊跃思考。不能直接向老师索取答案。 4.液压传动课程设计的题目均为中等复杂程度液压设备的液压传动装置设计。具体题目由指导老师分派，题目附后； 5.液压传动课程设计一般要求学生完成以下工作： 设计计算说明书一份； 液压传动系统原理图一张（3号图纸，包括工作循环图和电磁铁动作顺序表）。II、设计的内容及步骤 设计内容 1. 液压系统的工况分析，绘制负载和速度循环图； 2. 进行方案设计和拟定液压系统原理图； 3. 计算和选择液压元件； 4. 验算液压系统性能； 5. 绘制正式工作图，编制设计计算说明书。 设计步骤 以一般常规设计为例，课程设计可分为以下几个阶段进行。 1
4、.明确设计要求 阅读和研究设计任务书，明确设计任务与要求；分析设计题目，了解原始数据和工作条件。 参阅本书有关内容，明确并拟订设计进程和进度计划。 2.进行工况分析 做速度-位移曲线，以便找出最大速度点； 做负载-位移曲线，以便找出最大负载点。液压缸在各阶段所受的负载需要计算，为简单明了起见，可列表计算；工 况计 算 公 式缸 的 负 载 F缸的推力F/cm启 动加 速快 进工 进快 退注：cm缸的机械效率，取cm= 肯定液压缸尺寸 肯定液压缸尺寸前应参照教材选择液压缸的类型，按照设备的速度要求肯定d/D的比值、选取液压缸的工作压力，然后计算活塞的有效面积，经计算肯定的液压缸和活塞杆直径必需依
5、照直径标准系列进行圆整。计算时应注意考虑液压缸的背压力，背压力可参考下表选取。系 统 类 型背 压 力（MPa）回路上有节流阀的调速系统回路上有背压阀或调速阀的进给系统采用辅助泵补油的闭式回路（拉床、龙门刨等）1 绘制液压缸工况图 液压缸工况图包括压力循环图（p-s）、流量循环图（q-s）和功率循环图（P-s），绘制目的是为了方便地找出最大压力点、最大流量点和最大功率点。计算进程可列表计算。各阶段压力、流量和功率值： 工 况负载F（N）液 压 缸计 算 公 式回油腔压力流入流量进油腔压力输入功率快进（差动）启动加速恒速工 进快退启动加速恒速 3.进行方案设计和拟定液压系统原理图 方案设计包括供
6、油方式、调速回路、速度换接控制方式、系统安全靠得住性（平衡、锁紧）及节约能量等性能的方案比较，按照工况分析选择出合理的大体回路，并将这些回路组合成液压系统，初步拟定液压系统原理图。选择液压大体回路，最主要的就是肯定调速回路。应考虑回路的调速范围、低速稳定性、效率等问题，同时尽可能做到结构简单、本钱低。 4.计算和选择液压组件 计算液压泵的工作压力计算液压泵的流量选择液压泵的规格计算功率，选择原动机选择控制阀选择液压辅助元件 5.验算液压系统性能 验算液压系统的效率；验算液压系统的温升 6.绘制正式工作图，编制课程设计计算说明书 液压传动系统原理图一张(3号图纸，包括工作循环图和电磁铁动作顺序表
7、）；整理课程设计计算说明书液压系统原理图的题目栏如下所示：图 名比 例图 号件 数设 计日 期重 量共 张第 张指 导日 期襄 樊 学 院审 核日 期7.设计总结与答辩完成答辩前的准备工作。参加答辩。设计题目设计一台用成型铣刀在加工件上加工出成型面的液压专用铣床，工作循环：手工上料自动夹紧工作台快进铣削进给工作台快退夹具松开手工卸料。设计参数见下表。其中：工作台液压缸负载力（KN）：FL 夹紧液压缸负载力（KN）：Fc 工作台液压缸移动件重力（KN）：G 夹紧液压缸负移动件重力（N）：Gc 工作台快进、快退速度（m/min）：V1=V3 夹紧液压缸行程（mm）：Lc 工作台工进速度（mm/mi
8、n）：V2 夹紧液压缸运动时间（S）：tc 工作台液压缸快进行程（mm）：L1 导轨面静摩擦系数：s=工作台液压缸工进行程（mm）：L2 导轨面动摩擦系数：d=工作台启动时间（S）：Dt= 序号FLFcGGcV1V2L1L2Lctc7组803530080151设计内容1.负载与运动分析 工作负载 1)夹紧缸 工作负载： 由于夹紧缸的工作对于系统的整体操作的影响不是很高，所以在系统的设计计算中把夹紧缸的工作进程简化为全程的匀速直线运动，所以不考虑夹紧缸的惯性负载等一些其他的因素。 2)工作台液压缸 工作负载极为切削阻力FL=。摩擦负载 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力： (1)静摩擦阻力 (2)动摩擦
9、阻力 惯性负载 负载图与速度图的绘制 快进 工进 快退 假设液压缸的机械效率，得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表所示。 表 液压缸各阶段的负载和推力 工况负载组成液压缸负载F/N液压缸推力启动300加速快进150工进2350反向启动300加速快退150按照液压缸在上述各阶段内的负载和运动时间，即可绘制出负载循环图F-t 和速度循环图 -t，如图1所示。2.液压系统主要参数的肯定液压缸的选定1)夹紧缸按照负载选择液压缸的执行压力p=1MPa。 按照4中表2-4（GBT2348-80），D取80mm。按照稳定性校核LC/d10时，液压缸能知足稳定性条件，LC=15mm ，这里取d=40mm。
10、液压缸的有效作用面积：有杆腔：无杆腔：此时实际工作压力为：，所以选取工作压力1MPa知足要求。2)工作台液压缸 所设计的动力滑台在工进时负载最大，参考表和表，初选液压缸的工作压力P1=4MPa.表 按负载选择工作压力负载/KN50工作压力/MPa1233445表液压设备常常利用工作压力机械类型机床农业机械中型工程机械液压机重型机械起重运输机械磨床组合机床龙门刨床拉床工作压力p/MPa352881010162032 表 执行元件背压力估量值 系统类型背压力/MPa中低压系统0-8MPa简单系统和一般轻载节流调速系统回油路带调速阀的系统回油路带背压阀采用带补液泵的闭式回路鉴于动力滑台快进和快退速度
11、相等，这里的液压缸可选用单活塞杆式差动液压缸（A1=2A2），快进时液压缸差动连接。工进时为避免车铣时负载突然消失发生前冲现象，液压缸的回油腔应有背压，参考表选定背压为，而液压缸快退时背压取由式得 则活塞直径 参考表及表，取标准值得。由此求得液压缸两腔的实际有效面积： 无杆腔： 有杆腔： 实际工作压力为：，即选取工作压力4MPa知足要求。 表 按液压缸工作压力选取d/D工作压力/MPa.0d/D表 按速比要求肯定d/D2d/D 注：1无杆腔进油时活塞运动速度；2有杆腔进油时活塞运动速度。活塞杆稳定性校核 1)夹紧缸由于夹紧缸的活塞杆直径是利用稳定性校核来计算的，所以不需要进行校核。 2)工作台缸因为活塞杆的总行程为380mm，活塞杆的直径是70mm，所以L/d=10，所以知足稳定性要求。液压缸各运动阶段的压力，流量和功率 1)夹紧缸 （）回油路背压为 夹紧时： ， 放松时： ，2)工作台液压缸快进时，液压缸无杆腔进油，压力为p1；有杆腔回油，压力为p2。快退时，液压缸有杆腔进油，压力为p1；无杆腔回油，压力为p2。由于液压缸是差动连接，回油口到进油口之间的压力损失取。快退时，回油路的背压取，即。表 液压缸各工作阶段的压力、流量和功率工作循环负载F/N回油背压进油压力输入流量
