液压传动课程设计设计 液压专用铣床的液压系统

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班姓名：田吟学号：08116125指导老师：邬国秀目录一.设计任务书与设计题目...................................二.设计内容...............................................1.负载与运动分析..........................................1.1工作负载............................................1.2摩擦负载............................................1.3惯性负载............................................1.4负载图与速度图的绘制................................2.液压系统主要参数的确定..................................2.1液压缸的选定........................................2.2活塞杆稳定性校核....................................2.3液压缸各运动阶段的压力，流量和功率..................2.4液压缸的工况图......................................3.液压系统图的拟定........................................3.1选择基本回路........................................3.2组成液压系统........................................4.液压元件的选择..........................................4.1确定液压泵的规格和电动机功率........................4.2确定其他元件及辅件..................................5.液压系统的性能验算......................................5.1验算系统压力损失....................................5.2系统的发热与温升....................................三.设计总结...............................................四.参考文献...............................................设计任务书I、设计的目的和要求：㈠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，以提高这些技能的水平。㈡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。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.液压传动课程设计一般要求学生完成以下工作：⑴设计计算说明书一份；⑵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㈠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。㈡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.明确设计要求⑴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。⑵参阅本书有关内容，明确并拟订设计过程和进度计划。2.进行工况分析⑴做速度-位移曲线，以便找出最大速度点；⑵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/ηcm启动加速快进工进快退注：ηcm——缸的机械效率，取ηcm=0.9⑶确定液压缸尺寸确定液压缸尺寸前应参照教材选择液压缸的类型，根据设备的速度要求确定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，经计算确定的液压缸和活塞杆直径必须按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0.2～0.5回路上有背压阀或调速阀的进给系统0.5～1.5采用辅助泵补油的闭式回路（拉床、龙门刨等）1～1.5⑷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。计算过程可列表计算。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油方式、调速回路、速度换接控制方式、系统安全可靠性（平衡、锁紧）及节约能量等性能的方案比较，根据工况分析选择出合理的基本回路，并将这些回路组合成液压系统，初步拟定液压系统原理图。选择液压基本回路，最主要的就是确定调速回路。应考虑回路的调速范围、低速稳定性、效率等问题，同时尽量做到结构简单、成本低。4.计算和选择液压组件⑴计算液压泵的工作压力⑵计算液压泵的流量⑶选择液压泵的规格⑷计算功率，选择原动机⑸选择控制阀⑹选择液压辅助元件5.验算液压系统性能⑴验算液压系统的效率；⑵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⑴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）；⑵整理课程设计计算说明书液压系统原理图的标题栏如下所示：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⑴完成答辩前的准备工作。⑵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/min）：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：μs=0.2工作台液压缸工进行程（mm）：L2导轨面动摩擦系数：μd=0.1工作台启动时间（S）：t=0.5序号FLFcGGcV1V2L1L2Lctc7组2.24.41.5806.03530080151设计内容1.负载与运动分析1.1工作负载1)夹紧缸工作负载：NGFFdCCl44081.0804400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过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=2.2KN。1.2摩擦负载摩擦负载即为导轨的摩擦阻力：(1)静摩擦阻力NGFfs30015002.0s(2)动摩擦阻力NGFdfd15015001.01.3惯性负载NDvgGtvgGFti61.305.060/68.91500)0(11.4负载图与速度图的绘制快进svLt360/100.63003111工进svLt14.13760/3580222快退s8.360/100.68030033213vLLt假设液压缸的机械效率9.0cm，得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表1.1所示。表1.1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NFFcm0启动fsFF300333.3加速ifdFFF180.61200.7快进fdFF150166.7工进LfdFFF23502611.1反向启动fsFF300333.3加速ifdFFF180.61200.7快退fdFF150166.7根据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确定2.1液压缸的选定1)夹紧缸根据负载选择液压缸的执行压力p=1MPa。2361041.41014408mpFAmmAD95.741041.4443根据[4]中表2-4（GB\T2348-80），D取80mm。根据稳定性校核LC/d10时，液压缸能满足稳定性条件，LC=15mm，这里取d=40mm。液压缸的有效作用面积：有杆腔：2322'11077.34/)(mdDA无杆腔：232'21003.54/mDA此时实际工作压力为：MPaMPaAFp1876.0'2，所以选取工作压力1MPa满足要求。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2.1和表2.2，初选液压缸的工作压力P1=4MPa.表2.1按负载选择工作压力负载/KN55~1010~2020~3030~5050工作压力/MPa0.8~11.5~22.5~33~44~55表2.2液压设备常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/MPa0.8~2.03~52~88~1010~1620~32表2.3执行元件背压力估计值系统类型背压力/MPa中低压系统0-8MPa简单系统和一般轻载节流调速系统0.2~0.5回油路带调速阀的系统0.5~0.8回油路带背压阀0.5~1.5采用带补液泵的闭式回路0.8~1.5鉴于动力滑台快进和快退速度相等，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。工进时为防止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2.3选定背压为MPap8.02，而液压缸快退时背压取0.5Mpa由式02211FApAp得24-621011025.710)28.04(1.26112mppFA则活塞直径mmAD3.3014.31025.74441参考表2.4及表2.5，mmDd72.223271.071.0，取标准值得mmdmmD22,32。由此求得液压缸两腔的实际有效面积：无杆腔：24211004.8032.044mDA有杆腔：24222221024.4022.0032.044mdDA实际工作压力为：MPaMPaAFp425.310，即选取工作压力4MPa满足要求。表2.4按液压缸工作压力选取d