液压课程设计说明书.doc

机械制造与自动化专业液压传动课程设计说明书10目录第一章 液压传动课程设计的目的及设计原始数据2第二章 工况分析3第三章 拟定液压系统原理图5第四章 液压缸设计7参考文献9第一章 液压传动课程设计的目的及设计原始数据一、液压传动课程设计的目的1、巩固和深化已学的理论知识，掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤。2、锻炼机械制图，结构设计和工程运算能力。3、熟悉并会用有关国家标准、部颁标准、设计手册和产品样本等技术资料。4、提高学生使用计算机绘图软件（如autocad、pro/e等）进行实际工程设计的能力。题目（二）设计一台立式镗孔组合机床液压系统，要求该系统完成：快进工进死挡铁停留快退原位停止的半自动循环。采用平导轨，设计原始数据如下表所示。数 参 据数数 据iiiiiiivv切削力（n）1800015000160001550020000运动部件自重（n）1470013000135001450015000快进快退速度（m/min）77.56.57.88快进行程（mm）15012011095120工进行程（mm）8060657060工进速度（mm/min）30903090309030903090启动制动时间t（s）0.050.250.210.230.3试完成以下工作：1、进行工况分析计算，绘制工况图。2、拟定并绘制液压系统原理图（a3）。3、设计并绘制液压缸结构图（a1）。4、编写液压课程设计说明书。机床加工示意图如下：图2 立式动力滑台加工示意图第二章 工况分析工况分析是对液压执行元件的工作情况进行分析，以得到工作过程中执行元件在各个工作阶段中的流量、压力和功率的变化规律，并将其用曲线表示出来，作为确定液压系统主要参数、拟定液压系统方案的依据。1、运动分析按设备工作要求和执行元件的运动规律，绘制出执行元件工作循环图，和速度位移图，即速度循环图。如下所示：为立式镗孔组合机床运动分析图。 快退工 进快进快退工进停止死挡铁停留液压缸所受外负载f包括两种类型，即式中 fw工作负载，即为沿活塞运动方向的切削力（15000n） fa运动部件速度变化时的惯性负载 式中 g重力加速度；加速或减速时间；时间内的速度变化量。v0启动快进减速工进制动制动快速反向加速活塞杆速度随时间变化图像30-90mm/min7.5m/min7.5m/minft快进工进快退f-t15181.4n15181.4n16666.7n根据上述计算结果，个工作阶段所受的外负载如下表。工作循环外负载f（n）工作循环外负载f（n）启动、加速f=fa/0.915181.4工进f=fw/0.916666.7快进f=15181.4快退f=g/0.914444.4第三章 拟定液压系统原理图液压系统图的拟定，主要是考虑以下几个方面问题：（1）供油方式 考虑到该机床在工作进给时负载较大，速度较低，从节省能量减少发热考虑，现采用外反馈限压式变量叶片泵，采用这种限压式叶片泵时，系统的最高压力由油泵调节，其值为泵处于无流量输出时的压力值。（2）液压泵形式的选择 选外反馈限压式变量叶片泵较适（3）调速回路 在快进时需要采用背压且与工进有速度换接在此采用回油节流调速。（4）速度换接回路 由于快进和工进之间速度需要换接，但对换接的位置要求不高，所以采用由行程阀来实现速度换接。（5）平衡及锁紧 为防止在下端停留时重物下落和在停留的期间内保持重物的位置，为了克服自重在快下过程中的影响，特在液压缸的下腔（即无杆腔）接一个单向顺序阀构成一平衡回路，此单项顺序阀的调定压力应稍大于因运动部件自重在液压缸下腔形成的压力。这种平衡回路在活塞下行时，回油腔须有的背压来平衡重力，运动平稳。（6） 选择调压和卸荷回路 在变量泵供油的油源形式确定后，调压和卸荷问题都已基本解决。该液压系统具有如下特点：该系统采用了限压式变量液压泵“调速阀”组成的容积调速回路，它能保证液压缸的稳定低速运动，较好的速度刚性和较大的调速范围。快进能量利用也比较合理。 本液压系统的换向采用单向阀和三位四通m的中位机能的电磁换向阀来使液压泵在低压下卸荷，既减少了能量损耗，又使控油路保持一定的压力，以保证下一动作的顺利启动。在选定上述基本回路后，配上其他辅助回路，为简化系统，去掉重复的元件，使作用相同或相近的回路合并。为确保系统的安全，必要时增设安全回路，保证设备和操作人员的安全，为便于系统的安全的安装，维修，检修，检查，管理，在回路上要适当装设一些截止阀，测试点，这样拟定一个完整的液压系统。 1ya2ya3ya4ya行程阀快进+-工进-+-+死挡铁-+-+快退-+-原位停止-编号元件名称编号元件名称1油箱7行程阀2过滤器8压力继电器3单作用变量叶片泵9三位三通电磁换向阀4三位四通电磁换向阀10调速阀5单向阀11背压阀6液压缸第四章 液压缸的设计1）液压缸工作压力的确定查表2-1可知组合机床的液压设备常用的工作压力3-5mpa。本液压系统选用3mpa。2）液压缸内径d和活塞杆直径d的确定为使液压缸快进与快退速度相等，选用单出杆活塞缸差动连接的方式实现快进，设液压缸两有效面积为a1和a2，且a1=2a2，即d=0.707d。为防止自重下落过快，液压缸快进时背压取0.5mpa。由快退工况下液压缸的平衡力平衡方程p1 a1= f，可得：a1= = 46.5cm2液压缸内径d就为：d=7.7cm对d圆整，取d=80mm，其中d=0.707d，经圆整得d=56mm。计算出液压缸的有效工作面积a1=50.24cm2，a2=25.64 cm2。工进时采用调速阀调速，其最小稳定流量 qmin=0.05l/min，设计要求最低工进速度 vmin=30mm/min，经验算可知满足式（2-4）要求。3）液压缸壁厚和外径的计算式中 液压缸厚度实验压力，一般取最大工作压力的（1.25-1.5）倍缸筒材料的许用应力。选用材料为无缝钢管：=100mpa则液压缸外径d1d+2=84.8mm，圆整d1=85mm。4）液压缸工作行程的确定根据快进和工进行程（60+120）mm，在参考表（2-6）中的系列选选用m=200mm。5.缸盖厚度的确定一般液压缸多为平底缸盖，其有效厚度t按强度要求可用下面式子进行近似计算。6）最小导向长度的确定根据公式活塞的宽度b=0.6d=48mm；缸盖滑动支承面的长度；隔套的长度7）缸体长度的确定液压缸缸体内部长度l=b+m=248mm。液压缸的结构设计与配合选择1）缸体与缸盖的连接方式：采用外半环连接。2）活塞杆与活塞的连接结构方式：由于活塞磨损需要更换采用螺纹连接时只需更换活塞即可。3）活塞及活塞杆处密封方式：o形圈。4）液压缸的缓冲方式：凹形油腔。5）液压缸的安装连接机构：液压缸是立式使用选尾部外法兰。配合选择：活塞与缸体之间有相对运动则采用小间隙配合； 活塞杆与活塞连接关系则