1、-_液压与气压传动课程设计说明书题目：卧式双面洗削组合机床液压系统院系：国际教育专业：机电一体化班级：51301姓名：陈雪峰指导教师：徐巧日期：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，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
2、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
3、、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，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
4、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
5、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
6、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
7、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
8、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2.1 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
9、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= =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
10、 推力 mF/起动 fsF800 888加速 )(mfd672 747快进 f 400 444工进 fdlF12400 13777快退 f 400 444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 2-1 负载图和速度图3 液压系统方案设计3.1 液压缸参数计算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
11、：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m1212PAFAP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 A1=2A，故活塞杆直径d=0.707D=56mm（标准直径）则液压缸有效面积为： 2222 6.55680(4)(4.21 cmcdDAcm）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 0.5M
12、Pa。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（ MPa）输入流量q（L/min）输入功率P（ KW）快进启动888 0 0.35快进加速7461.250.75快进恒速qpPAvjj)(214441.20.709.8480.514工进 qpPvAFjjj1213777 0.5 3.761 0.41.5 0.150.43快退启动88800.348快退加速7460.30.809快退恒速qpPvAFjbj21 4440.30.75810.24
13、80.77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.ppjba而,5102.快退时，液压缸有杆腔进油，压力为 ，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3.2.1 调速回路的选择该机床液压系统的功率小（1kw）,速度较低；钻镗加工时连续切削，切削力变化小，故采用节流调速的开式回路是合适的，为了增加运动的平稳性，防止钻孔时工件突然前冲，系统采用调速阀的进油节流调速回路，并在回油路中加背压阀。93.2.2 油源及其压力控制回路的选择该系统由低压大流量和高压小流量两个阶段组成，因此为了节能，考虑采用双联叶片泵油源供油。3.2.3 快速运动
14、与换向回路由于系统要求快进与快退的速度相同，因此在双泵供油的基础上，快进时采用液压缸差动连接快速运动回路，快退时采用液压缸有杆腔进油，无杆腔回油的快速运动回路。103.2.4 速度换接回路由工况图可以看出，当动力头部件从快进转为工进时滑台速度变化较大，可选用行程阀来控制快进转工进的速度换接，以减少液压冲击。3.2.5 压力控制回路在泵出口并联一先导式溢流阀，实现系统的定压溢流，同时在该溢流阀的远程控制口连接一个二位二通电磁换向阀，以便一个工作循环结束后，等待装卸工件时，液压泵卸载，并便于液压泵空载下迅速启动。3.2.6 行程终点的控制方式这台机床用于钻、镗孔（通孔与不通孔）加工，因此要求行程终点的定位精度高因此在行程终点采用死挡铁停留的控制方式。3.2.7 组成液压系统绘原理图将上述所选定的液压回路进行组合，并根据要求作必要的修改补充，即组成如下图 1-3 所示的液压系统图。为便于观察调整压力，在液压泵的进口处、背压阀和液压缸无腔进口处设置测压点，并设置多点压力表开关。这样只需一个压力表即能观测各点压力。
