1、0课 程 设 计 说 明 书课程名称： 液压传动 设计题目： 铣床液压系统的设计 专 业：机械设计制造及其自动化班级： 0803 学生姓名: 赵颖 学 号: 0812110315 指导教师: 刘忠伟 湖南工业大学科技学院教务部 制12010 年 01 月 07 日目录摘 要 .2一设计目的、 要求及题目 .21.设计的目的 .22 设计的要求 .23 设计题目 .3二负载 工况分析 .31. 惯性负载 .32. 摩擦阻力 .3三绘制负载图和速度图 .4四初步确定液压缸的参数 .51初选液压缸的工作压力。 .52计算液压缸尺寸。 .63液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率的计算值如下表 .6
2、4绘制液压缸的工况图 .7五拟定液压系 统图 .81选择液压基本回路 .82组成系统图 .9六选择液 压元件 .101确定液压泵 的容 量及电动机功率 .102控制阀的选择 .103确定油管 直径 .114确定油箱容 积 .12七 液压系统的性能验算 .121液压系统的效率 .12参考文献 .132摘 要液压系统是以电机提供动力基础，使用液压泵将机械能转化为压力，推动液压油。通过控制各种阀门改变液压油的流向，从而推动液压缸做出不同行程、不同方向的动作。完成各种设备不同的动作需要。液压系统已经在各个工业部门及农林牧渔等许多部门得到愈来愈广泛的应用，而且愈先进的设备，其应用液压系统的部分就愈多。所
3、以像我们这样的大学生学习和亲手设计一个简单的液压系统是非常有意义的。一设计目的、要求及题目1.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法和步骤，培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题能力； 2.正确合理地确定执行机构，选用标准液压元件；能熟练地运用液压基本回路、组合成满足基本性能要求的液压系统； 3.熟悉并会运用有关的国家标准、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、运用设计资料以及经验估算、考虑技术决策、CAD技术等方面的基本技能进行一次训练，以提高这些技能的
4、水平。2.设计的要求1.设计时必须从实际出发，综合考虑实用性、经济性、先进性及操作维修方便。如果可以用简单的回路实现系统的要求，就不必过分强调先进性。并非是越先进越好。同样，在安全性、方便性要求较高的地方，应不惜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。设计时可以收集、参考同类机械的资料，但必须深入理解，消化后再借鉴。不能简单地抄袭；3.在课程设计的过程中，要随时复习液压元件的工作原理、基本回路及典型系统的组成，积极思考。不能直接向老师索取答案。34.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配，题目附后；5.液压传
5、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） 。3 设计题目专用铣床的液压系统。工作台作往复直线运动，要求实现：快进工进快速退回。最大切削力 F=9000N；铣床工作台重量 3000N，工件及夹具最大重量为 1000N；行程长度 400mm（工进和快进行程均为 200mm） ，快进、快退的速度均为 4.5m/min，工作台的工进速度可调（601000）mm/min；启动、减速、制动时间t=0.05s; 该动力滑台采用水平放置的平导轨。静摩擦系数 fs0.2；动摩擦系数 fd 0.1。二负载工况分析1. 惯性负载
6、 NNmF1530.648.910.5642. 摩擦阻力 NFfs 801302.fd 4查液压缸的机械效率 ，可计算出液压缸在各工作阶段的负载情况，.9cm如下表表 1 所示：4表 1 液压缸各阶段的负载情况工 况 负载计算公式 液压缸负载 /FN液压缸推力/N启 动 fsF800 888.88加 速 mfd553 614.44快 进 f 400 444.44工 进 tfdF9000 10000快 退 f 400 444.44三绘制负载图和速度图根据工况负载和以知速度 和 及行程 S，可绘制负载图和速度图，如1v2下图（图 1、图 2）所示：负载图5速度图四初步确定液压缸的参数1 初选液压缸
7、的工作压力。查各类液压设备常用工作压力初选， MPa21表 按负载选择液压执行元件的工作压力载荷/（kN） 50工作压力（Mpa ）=5762计算液压缸尺寸。由设计要求可知，导轨要求快进、快退的速度相等，故液压缸选用单活塞杆式的，快进时采用差动连接，且液压缸活塞杆直径 d0.7D。快进和工进的速度换接用三位四通电磁阀来实现。铣床液压系统的功率不大，为使系统结构简单，工作可靠，决定采用定量泵供油。考虑到铣床可能受到负值负载，故采用调速阀的进油节流加背压阀的调速回路，所以回油路上具有背压 ，取背压2PMPa5.022、计算油缸尺寸可根据油缸的结构及连接方式计算油缸的面积、油缸直径 D 及活塞杆直径
8、d 计算出后应按标准予以圆整，然后再计算油缸的面积：此时由工进时的负载值按计算公式计算液压缸面积： 226-211 m057.10PFAm.854/3.57.0/41D按 JB218377 取标准值 D=85mm活塞杆的直径 为： 取整d5.9m07. Dm60d由此求得液压缸的实际有效工作面积 4-21107.564DA-2.8)(d3液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率的计算值如下表表 2 液压缸在不同工作阶段的压力、流量和功率值工况 负载F/N回油腔压力 2/PMa进油腔压力 1/P输入流量q/ 3/min输入功率P/kW快进 启动 800 0 0.96 7加速 553 1.26 (
9、差动)快进 4001P0.86 0.0063 0.09工进 9000 0.5 1.60 0.0008 0.021启动 800 0 0.77 加速 553 1.61 快退快退 4000.51.28 0.0078 0.1664绘制液压缸的工况图（图 3）由以上所计算的数据我们绘制出工况图如下所示：图 3.液压缸工况图8五拟定液压系统图1选择液压基本回路(一) 确定油源及调速方式由以上的计算可以知道，铣床液压系统的功率不大，工作负载的变化情况很小，因此，为使系统结构简单，工作可靠，决定采用定量泵供油。考虑到铣床可能受到负值负载，故采用回油路调速阀节流调速方式，并选用开式循环。从工况图中我们可以清楚的
10、看出，在液压系统的工作循环中，液压缸要求油源提供的流量变化并不是很大，因此工进和快进的过程中，所需流量差别较小。故我们选用定量单液压泵供油。（二）选择基本回路1. 选择换向回路及速度换接方式由设计依据可以知道，设计过程中不考虑工件夹紧这一工序，并且从快进到工进时，输入液压缸的流量从 6.3L/min 降到 0.8L/min，速度变化不是很大，所以采用电磁换向阀来实现速度的换接。压力继电器发讯，由电磁换向阀实现工作台的自动启动和换向。同时为了实现工作台能在任意位置停止，泵不卸载，故电磁阀必须选择 O 型机能的三位四通阀，如下图所示：9由于要求工作台快进与快退速度相等，故快进时采用差动连接来实现快速运动回路，且要求液压缸活塞杆直径 d0.7D。2组成系统图设计过程中，在油源中采用溢流阀来调定系统的工作压力，因此调压问题基本上已经在油源中解决，无须在另外设置调压系统。这里的溢流阀同时还能起到安全阀的作用。1、 组合成液压系统图2、 将上面所选的液压基本回路组合在一起，便可得到以下的液压系统原理图。同时电磁铁的动作顺序表如下：表 3 液压专用铣床电磁铁动作顺序表工序 1Y 2Y 3Y 4Y快进 + + 工进 + 快退 + 图 4 专用铣床液压系统原理图油箱；
