液压与气压传动课程设计-专用卧式铣床的液压系统

液压与气压传动课程设计目录一 前言11.1课程设计的目的：11.2课程设计题目：11.3课程设计主要完成的主要内容：1二 工况分析22.1负载分析22.2运动分析5三 确定液压缸的参数63.1初选液压缸的工作压力63.2 确定液压缸尺寸73.3液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率的计算值83.4绘制液压缸工况图10四 拟定液压系统图114.1选择液压回路114.2 液压原理图12五 选择液压元件145.1 选择液压泵和驱动电机145.2 选择控制元件155.3 选用辅助元件15六 液压系统性能验算176.1 油路中的压力损失176.2液压系统的效率186.3 液压系统的发热温升验算19七 液压缸的设计与计算207.1 计算液压缸的结构尺寸20总结23参考文献24第 24 页一 前言 1.1课程设计的目的：液压传动与控制课程设计是机械设计制造及其自动化专业学生在学完流体力学与液压传动课程之后进行的一个重要的实践性教学环节。学生通过本课程设计能够进一步熟悉并掌握液压传动与控制的基本概念、熟悉液压元件结构原理、熟悉液压基本回路、掌握液压系统图的阅读方法及基本技能、能够综合运用本课程及工程力学、机械设计等有关课程的知识设计一般工程设备液压系统。同时，学生通过本课程设计可在以下几方面得到训练：正确进行工程运算和使用技术文件、技术资料的能力；掌握系统方案设计的一般方法；正确表达设计思想的方法和能力；综合利用所学知识解决工程实际问题的能力。1.2课程设计题目：设计一台专用卧式铣床的液压系统，要求液压系统完成“快进工进快退停止”的工作循环。已知：铣削阻力最大为10000N，工作台、工件和夹具的总重量为5500N，工作台快进行程为300mm，工进行程为100mm，快进、快退速度为4.5m/min，工进速度为601000mm/min，加、减速时间为0.05s，工作台采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。1.3课程设计主要完成的主要内容：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；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配，题目附后；5.液压传动课程设计要求学生完成以下工作：(1) 液压系统原理图1张；(2) 部件工作图和零件工作图若干张；(3) 设计计算说明书1份二 工况分析工况分析就是分析液压执行元件在工作工程中速度和负载的变化规律，求出工作循环中各动作阶段的负载和速度的大小，并绘制负载图和速度图。从这两图中可明显看出最大负载和最大速度值及二者所在的工况。这是确定系统的性能参数和执行元件的结构参数（结构尺寸）的主要依据。（a） 工况循环图2.1负载分析 在负载分析中，先不考虑回油腔的背压力。因工作部件是水平放置的，重力的水平的分力为零，在运动过程的力有轴向切削力、导轨摩擦力、惯性力三种。导轨的正压力等于动力部件的重力。（1）工作负载 FL ： FL=10000N（2）摩擦负载 Ff ： fd=0.1 fs=0.2静摩擦负载： Ffs = Fn fs=55000.2=1100N动摩擦负载： Ffd = Fnfd=55000.1=550N（3）惯性阻力Fm： Fm= 同时考虑到液压缸密封装置的摩擦阻力（作为内负载阻力，考虑计入液压缸的机械效率，取液压缸的机械效m=0.9），工作台的液压缸在各工况阶段的负载值列于表2.1中，负载循环图如图2-1所示。表2.1液压缸在各阶段的负载F和缸的推力F工况负载组成负载值F液压缸推力F、=F/m起动F=Ffs1100N1222.2N加速F=Ffd +Fm1391.8N1546.4N快进F=Ffd550N611.1N工进F= Ffd+ FL10550N11722N反向起动F=Ffs1100N1222.2N加速F= Ffd + Fm1391.8N1546.4N快退F=Ffd550N611.1N注：m缸的机械效率，取m=0.9图:2.1：负载循环图2.2运动分析图2.2：速度循环图三 确定液压缸的参数3.1初选液压缸的工作压力执行元件的参数确定表(3.1)不同负载条件下的工作压力负载F/N50000液压缸的工作压力/MPa0.811.522.53344557表（3.2）各类机械常用的工作压力 设备类型机床农业机械、小型工程机械、工程机械中的辅助机构、船舶机构压力机重型机械、起重运输机械、船舶起货机、大中型挖掘机磨床车、镗、铣组合机床拉床龙门刨床工作压力/MPa0.82243580mm时，取A=（0.61.5）d=66165mm，选取 A=70mm 7.1.2 缸体参数 （1)液压缸最小导向长度H HL/20+D/2=542/20+80/2=67.1mm (2)缸筒壁厚 根据液压传动设计手册缸筒选用20号钢，取安全系数n=5。 所以选用壁厚 3mm查液压工程手册表23.3-2得缸筒外径 （4）缸筒底厚 底部采用平底型，材料为ZG230-450， 取（5）缸筒法兰头部厚度 缸筒头部采用法兰连接，易加工拆卸，材料为45钢，安全系数n=2.5，则 查表26.3-3确定V型密封圈尺寸 查表26.3-2确定O型密封圈尺寸1.280.08（mm） （6）液压缸盖固定螺栓直径校核 查机械设计手册表2-12-1取螺栓为M6，螺纹长度l为15mm。 （7）缸筒长度 缸筒长度L由最大工作行程长度加上各种结构来确定，即 l活塞的最大工作行程，即l=400mm; B活塞宽度，一般为（0.61）D，取B=56mm; A 活塞杆导向长度,取A=72mm； M活塞杆密封长度，取M=30mm； C其他长度；由于一般缸筒的长度最好不超过内径的20倍，即L1600mm，所以此处取缸筒长度L=542mm。总结通过这段时间的设计，认识到我们还有很多知识的盲点和漏洞，理论知识和实践的差距。所以说通过这次设计我深刻的认识到理论联系实际的能力还需提高。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。本次设计涉及了液压传动大部分知识，还有就是CAD画图和word文档的处理，也使我们很好的将课本上的知识与实际运用结合起来，收获颇多。最后，真诚的感谢吴老师对我们指导和耐心的讲解分析。参考文献1 李兵，黄方平.主编. 液压与气压传动. 武汉.华中科技大学出版社.2012.62 成大先. 主编.机械设计手册单行本机械传动. 化学工业出版社 2004.13 何玉林，沈荣辉，贺元成.主编.机械制图. 重庆大学出版社.2000.84 路甬祥主编.液压气动技术手册.北京.机械工业出版社.20025 雷天觉主编.液压工程手册.北京.机械工业出版社.19906 王积伟，章宏甲，黄谊.主编. 液压传动. 机械工业出版社.2006.127 薛广红，李晓梅.主编.机械制图.武汉.华中科技大学出版社，2012.98 孙德志，张伟华，邓子龙.主编. 机械设计基础课程设计. 武汉.华中科技大学出版社，2012.9