板料折弯机的液压系统设计-折弯力1000KN【含9张CAD图纸】
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华北科技学院毕业设计板料折弯机液压系统设计摘要：折弯机对折弯金属板料具有较高的劳动生产率和较高的折弯精度。当折弯不同厚度的板料时，应选择不同开口的V槽，若采用不同形状的上下模具，可折弯成各种形状的工件。本设计主要设计折弯机的液压系统，在整个设计过程中，不影响设计要求的情况下，本设计能用标准件的在尽量采用标准件，从而提高整个折弯机的性价比。因而本设计主要对液压系统中的液压缸和油箱进行了设计。在设计过程中我参考了很多设计手册。使我学会了很多知识，让我了解到作为一个设计工程师所必须作的事。而且我又在不影响液压缸性能的前提下进行了一些创新，使缸的制造成本有些降低。但对缸的某些复杂结构进行了简化，对于油箱的设计，我在遵守设计手册要求的前提下，增加了一些辅助功能，使油箱更趋于完善、合理。以使我在本次设计中得到更多的锻炼，更适应将来的工作。此次设计对于提高工作效率节约工作时间具有较好的意义，为向数控和智能化折弯机进行设计打好基础。关键词：液压系统；液压缸；油箱Abstract:The machine have high productivity and precision when it working on plank materials. When the machine breaking different thickness plank materials, we should select distinct molds, which have different V-groove. If use different shape up-down molds the break machine could turn plank materials into distinctive components.The design mainly relate to Hydraulic pressure system. Though the whole design, I try my best to use standard-part, if the use not effect the systems request, so that I could get higher property-price scale. So the design I do is mainly about the Hydraulic pressure vat and . Fuel tank of the Hydraulic pressure system.The design of the integrated use of the mechanical design and other courses of knowledge, analysis and mechanical design to solve the problem, further consolidate, deepen and broaden the knowledge acquired. When I design Hydraulic pressure vat and Fuel tank,I make the structure simpler and more reasonable. Of course, my change not only effect its function but also enhance it. I try my best to carry out best design.The design saves the operating time and improve the efficiency of working .It is have a better sense for us ,and build the foundation for us to design the numeric control and the intellectualized break-machine.Key worlds: Hydraulic pressure system;Hydraulic pressure vat;Fuel tank目录1绪论11.1课题背景11.1.1折弯机简介11.1.2设计内容简介31.2液压传动的基本知识31.2.1液压系统的概念31.2.2液压传动的组成41.2.3液压系统的优点42液压系统设计63系统元件设计83.1液压缸的设计83.1.1设计液压折弯机的技术参数83.1.2负载分析和运动分析83.1.3液压缸主要零部件结构,材料与技术要求93.2液压泵的选择163.2.1液压泵的性能参数及计算公式163.2.2轴向柱塞泵的工作原理193.2.3轴向柱塞泵的工作要求203.2.4油泵的选择203.3油箱的设计203.3.1油箱的功能203.3.2油箱的类型203.3.3油箱的设计要求及结构213.3.4油箱附件223.4系统其它元件的选用233.4.1蓄能器的选用233.4.2电机的选择234结论25参考文献26附录27致谢361绪论1.1课题背景1.1.1 折弯机简介折弯机对折弯金属板料具有较高的劳动生产率和较高的折弯精度。该机器是采用钢板连接机构，具有足够的强度和刚度，液压传动保证工作是不至于因板料厚度变化或下模V形槽选择不当而引起的严重超载事故。此外本机器工作平稳可靠，操作方便，具有点动、单次行程，并能保压，用户只须配备各种不同的模具，就能将金属板料折弯成各种不同形状的工件，当配备相应的装备后，还能作冲孔用。生产效率高，可广泛用于飞机、汽车、造船、机械及轻工业。机器的主要部件均由钢板焊接或锻钢制造而成，强度高，刚性好，性能可靠。1机架由左右立柱、内撑挡、油箱等组成框形机架，工作台座于立柱下部并联接。2滑块滑块由整块钢板制成，与左右油缸中的活塞杆连接在一起，两个并联油缸分别固定在左右立柱上，通过液压驱动使活塞带动滑块上下动作，其同步方式为电液伺服同步方式，由数控系统控制，两同步的流量可自动调整，保证了滑块的同步精度，滑块位置的检测由光栅尺实现，滑块运行时由导轨装置导向。3工作台加凸机构位于工作台右侧面，由制动电机、蜗杆减速器、螺杆螺母、斜垫块、拉杆及圆弧块组成，垫块左移40mm工作台最大加凸量为20mm。4液压系统电动机和油泵安装在油箱上部和内部，泵块安装在油箱上，两同步块安装在左右两个油缸顶面。为保证滑块快速下降时油缸内充满油液，采用冲油阀结构，以提高滑块行程速度，节约能源。5前托料架、后挡料前托料架由手动调节后挡料位置由电机、皮带、齿轮、挡料架和编码器完成前后位移，电子计数器显示，其最小读数为0.1mm。当前有手动微调。顶杆能绕轴心转动，防止工件在折弯时造成损坏。挡料上网高低由丝杆手动调节。6模具采用工具钢经锻造、热处理、铣削、磨削等加工而成。上模为两件拼接，下模为整体。借助工作台前后压板和螺钉以调整下模口对正上模而完成板料折弯。7电气系统由数控系统和电器箱安装在右立柱上，电器箱上安装有各种动作按钮，并装有电源开关，打开电箱门时，首先要切断电源，以保护人身安全。设计液压系统如下图1-1：图1-1 液压板料折弯机液压系统图1.1.2设计内容简介本次设计主要涉及板料折弯机的液压系统。因液压系统中很多零部件已标准化，所以在设计过程中只对标准件进行选型，没有进行设计。对于非标准件，像油缸、油箱等进行了设计。在设计油缸的过程中，我参考设计手册的同时，也有自己的创新。比如。我把活塞的密封件、导向环、支撑环放在一起，这样不但对活塞加工大大简化，而且可以增加活塞的强度；在油箱的设计中，在不影响油箱的功能的前提下，我把空气过滤器和注油孔放在一起。同时对电机和油泵的放置进行了设计。液压传动发展非常迅速，特别是近年来随着加工技术的提高，更是为液压技术的发展铺平了道路。虽然国内液压传动发展很快，但与国外其他国家相比还是比较落后的。具体表现在，液压系统承受压力不高，传递介质泄漏等。整体表现为整个液压系统的性价比明显低于国外同行。液压传动在实现工业自动化方面与电配合有了很大发展，所以液压传动的发展前景还是很广阔的。1.2液压传动的基本知识1.2.1 液压系统的概念（1）液压传动：它是以液压油为工作介质，通过动力元件（油泵）将原动机的机械能变为液压油的液压能，在通过控制元件，然后借助执行元件（油缸或油马达）将压力能转化为机械能，驱动负载实现直线或回转运动，且通过对控制元件遥杆操纵和对流量的调节，调定执行元件的力和速度。当外界对上述系统有扰动时，执行元件的输出量一般要偏离原有调定值，产生一定的误差。（2）液压控制：和液压传动一样，系统中也包括动力元件、控制元件和执行元件，也是通过油液的传递功率。二者不同之处是液压控制具有反馈装置，反馈装置的作用是执行元件的输出量（位移、速度、力等机械量）反馈回去与输出量（可以是变化的也可以是恒定的）进行比较，用比较后的差值来控制系统，使执行元件的输出随输入量的变化而变化或保持恒定。它是一种构成闭环回路的液压传动系统，也叫液压随动系统或液压伺服系统。液压传动系统中用的是通断式或逻辑控制元件，就其控制目的，是保持被调定值的稳定或单纯变换方向，也叫定值和顺序控制元件。液压控制系统中用的是伺服控制元件，具有反馈结构，并用电气装置进行控制，有较高的控制精度和响应速度，所控制的压力和流量连续变化。输出功率可放大。比例控制是介于上述二者之间的一种控制，所用比例控制阀是通断式控制元件和伺服控制元件的基础上发展起来的一种新型的电-液控制元件，兼备了上述两类元件的一些特点 ，用于用手调的通断式控制不能满足要求，但也不需要伺服阀对液压系统那样严格的污染控制要求的场合。1.2.2 液压传动的组成一个完整的液压传动系统包括五个基本组成部分，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和工作液体。动力元件是将原动机所提供的机械能转变为工作液体的液压能的机械装置，通常称为液压泵或油泵。它是液压系统中的液压能源，是组成液压系统的心脏，用它向液压系统输送足够量的压力油。按结构不同液压泵可以分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵；按其压力不同又可分为低压泵、中压泵、中高压泵、高压泵和超高压泵；按其输出流量能否调节又分为定量泵和变量泵。执行元件是将液压泵所提供的工作液体的液压能转变为机械能的装置。做直线往复运动的执行元件称为液压缸或油缸，做连续旋转运动的执行元件成为液压马达或油马达。控制元件是对液压系统中工作液体的压力、流量和流动方向进行调节控制的机械装置。根据不同的功能分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等。流量控制阀包括节流阀、调整阀和分流阀等。根据控制方式不同可分为开关控制阀、比例控制阀、伺服控制阀和数字控制阀。辅助元件包括邮箱、管道、管接头、密封件、滤油器、蓄能器、冷却器、加热器以及各种液体参数的监测仪。工作液体是液压传动中能量传递载体。有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。1.2.3液压系统的优点在目前四大类传动方式（电气、机械、液压和电气）中，没有一种动力传动是十全十美的，而液压传动具有下述极其明显的优点：（1）从结构上看，其单位重量的输出功率和单位尺寸输出的功率在四类传动方式中力压群芳的，有很大的力矩惯量比，在传递相同的功率的情况下液压传动装置的体积小、重量轻、惯性小、结构紧凑、布局灵活。（2）从工作性能上看，速度、扭矩、功率均可无级调节，动作响应快，能够迅速换向和变速，调速范围宽，调速范围可达100：1到2000：1；动作快速性好，控制、调节比较简单省力，便于电气控制相配合，以及与CPU（计算机）的连接，便于实现自动化。（3）从使用维护上看，元件的润滑性好，易实现过载保护与保压，安全可靠；元件易实现系列化、标准化、通用化。（4）所有采用液压技术的设备安全可靠性好。（5）经济：液压技术的可塑性和可变性强，可以增强柔性生产的柔度，和容易对生产程序进行改变和调整，液压元件相对来说制造成本也不高，适应性比较强。（6）液压易于微机控制等技术相结合，构成“机-电-液-光”一体化以为成为世界的潮流，便于实现数字化。2液压系统设计根据板料折弯机的使用要求及对加工板料的特殊要求，我们考虑采用液压传动作为板料折弯机的主要传动形式。由机器的特性可知，在机器工作时尚模块必须有以下几个动作：快速向下、慢速向下、向下点动、保压、快速向上。机器工作时，为了节约能源，在滑块距被加工工件较远时，滑块采用快速向下的动作。这样不仅节约能源，而且可以提高劳动生产率；当滑块距被加工工件很近时（通常为20-40mm），滑块的下移速度会明显降低。此时，主要是因为上模将要接触工作，为了避免有较大的刚性冲击其下降速度减小，即为滑块的慢速向下阶段；当上模块接触被加工工件时，考虑到加工板料的特殊要求，上模块必须向下点动的形式来加工工件，以避免板料应力在短时间内迅速增大，损坏被加工工件；保压过程是板料折弯机工作过程不可缺少的。刚刚压制好的工件会因为应力的存在而有恢复原来形状的本性，为了保证加工精度，折弯机在压制过程结束后必须进行保压过程。保压时间的长短要根据具体情况具体分析，一般情况下，加工板料越厚保压时间越长，反之亦然；当压制工作全部完成以后，为了节约能源和提高劳动生产效率，上模块即滑块采用快速向上动作，以便开始下一个工作过程的开始。其工作原理为： 油泵启动：如图1-1，电动机按泵的标注的箭头方向旋转，即顺时针方向旋转，带动轴向柱塞泵，浆滤清的油液通过吸油管进入阀板和电磁溢流阀回油箱，19号阀封闭20号油缸下腔油液，使滑块停在任意位置上。 滑块快速向下：当9号YV1、24号YV6、13号YV4、17号YV5电磁铁工作时，滑块快速下降，下降速度由18号阀调整，20号油缸下腔的油通过19号、18号、17号闯入油箱，油缸上腔的油由油箱通过21号阀灌满。 滑块慢速向下： 当滑块下降撞到限位开关时，9号YV1、8号YV2、11号YV3、13号YV4、24号YV6电磁铁工作，油泵输入的油经过阀门进入油缸，滑块进入工作速度。如滑块不同步时，由15号阀自动纠正，滑块下降位置由油缸中的机械挡块的螺母限止。 滑块点动向上或向下：由脚踏开关或按钮控制9号YV1、8号YV2、11号YV3、13号YV4、24号YV6电磁铁工作的时间长短，实现滑块下降时点动距离，滑块下降的速度由16号阀调整，滑块向上由11号YV3、24号YV6电磁铁工作，同样电磁铁工作时间的长短，实现滑块向上点动距离。 滑块回程：在回程的瞬时要求8号YV电磁铁先复位2秒钟实现泄压，随后11号YV3、24号YV6电磁铁工作，滑块回程，回程速度是恒定的。 机器的压力调整：6号高压溢流阀、11号电磁溢流阀保证机器的额定力（见技术参数表）。14号溢流阀使机器的回程力可调至15Mpa，不至因过载而损害机器，液压系统中的工作压力可以从7号压力表中读出，使用时不准超过。用户可通过安装在立柱侧面的12号远程调正阀调整所需的压力。10号蓄能器充氮压力为4MPa,主要是操纵19号、21号阀所需压力. 各个电磁阀动作规范表2-1表2-1 电磁阀动作规范表启动位置快速向下慢速向下向下点动保压向上YV1YV2YV3YV4YV5YV63系统元件设计3.1液压缸的设计3.1.1设计液压折弯机的技术参数表3-1 折弯机的技术参数工作台长度立柱间距喉口深度主电机功率最大折弯力滑块重力G4100mm2650mm400mm11KW1000KN15000N快速下降的速度V1慢速加压的速度V2快速上升的速度V3快速下降的行程L1慢速加压的行程L2快速上升的行程L3120mm/s7mm/s80mm/s190mm25mm215mm3.1.2负载分析和运动分析折弯机滑块做上下直线运动，且行程较小，可选单杆双作用液压缸作执行器（取液压缸的执行效率为=0.95）表3-2 负载分析工况计算公式外负载/N说明快速下降启动加速F=G/gv/t917（1）F=G/gv/t=15000/9.81(12010/0.2)=917N; v/t为下行平均加速度，m/s；（2）由于忽略滑块导轨摩擦力，故快速下降等速时外负载为0；（3）折弯时压头上的工作负载可分为两个阶段：初压阶段：负载力缓慢的增加，约达到最大折弯力的5%，其行程为15mm；终压阶段，负载力急剧增加到最大折弯力，上升规律近似于直线，行程为5mm；（4）F=G/gv/t=15000/9.81(8010/0.2)=611.5N; v/t为回程平均加速度，m/s等速0慢速折弯初压F=F5%50000终压F=F1000000快速回程启动F+G=G/g+G15611.5匀速F=G15000制动G-F=G-G/gv/t14388.5表3-3 运动分析工况计算式时间/s说明快速下行t=L1/V11.68折弯时分为两个阶段，初压阶段L21为20mm终压阶段L22为5mm慢速折弯初压t=L21/V22.857终压t=L22/V20.714快速上升t=L3/V32.8883.1.3液压缸主要零部件结构，材料与技术要求（1）缸筒与端盖：缸筒与端盖连接用法兰形式连接，前端盖用螺纹连接，后端盖用焊接连接。（2）缸筒的材料一般要求有足够的强度和冲击韧性，能长期承受最高工作压力及短期动态实验压力而不致产生永久变形；有足够的刚度，能承受活塞侧向力和安装的反作用力而不致产生弯曲。根据缸筒内径，选用45号钢，抗拉强度b=700MPa、屈服强度s=600650MPa，伸长率为4%、硬度HV为210220。技术要求：（1）缸筒内径选用H8、H9或H10配合。内径的表面粗糙度，当活塞密封采用橡胶密封件时，取Ra0.40.1m，当采用活塞环密封时，则取Ra为0.40.2m而且均须研磨。缸筒端面T的垂直度公差可选取7级精度。缸筒内径的圆度和圆柱度公差可选取8级或9级精度。缸筒端部用螺纹连接时，螺纹应选用6级精度的细牙螺纹。当液压缸的安装方式为耳环型，后端盖的耳孔D1或缸筒耳轴轴径d2的中心线，对缸筒内孔轴线的垂直度可取9级精度。为了防止腐蚀以及其它使用的特殊要求，缸筒内表面可镀铬，镀层厚度为3040m，并研磨抛光。（2）活塞的结构主要考虑与缸筒内壁的滑动和密封，以及与活塞杆之间的连接和密封。活塞的结构形式取决于密封件的形式米饭见的形式由压力、速度温度来决定。活塞的密封：活塞与缸筒常用的密封有间隙密封，活塞环O型密封圈，采用组合密封装置。活塞与活塞杆之间为间隙密封、配合之间的密封为固定密封，采用O型密封槽开在活塞杆上。活塞的导向：导向环（支撑环）的作用：具有精确的导向作用，并可吸收活塞运动时产生的侧向力。带导向的活塞在缸筒内为非金属接触，摩擦系数小，无爬行；导向能改善活塞与缸筒的同轴度，使间隙均匀，减少泄漏；导向套用耐磨材料，使用寿命长，且具有良好的承载能力。采用组合型导向环。组合型导向是由密封圈、挡圈和导向组成，它们安装在同一沟槽内，具有密封、导向双重作用。活塞的材料：选用碳素钢45号。技术要求:a.活塞外径D对内径D1径向公差值取7级。b.端面T对内径D1轴线的垂直度公差值按7级精度选取。c.活塞D的圆柱度公差按911级精度选取。（3）活塞杆：活塞杆外端连接形式采用单耳环形式。活塞杆的导向、密封和防尘：活塞杆的导向、密封和防尘结构全部在前端盖内，具体结构见液压缸图。活塞杆采用非金属导向环，前端盖用碳素钢制成，其内孔安装用聚四氟乙烯等非金属耐磨材料制成的导向环，为活塞杆导向。活塞杆与前端盖为非金属接触摩擦阻力小，使用寿命长。导向的沟槽加工容易，磨损后更换导向套也很方便，应用比较普遍。活塞的密封，以往多采用O型密封圈和唇形密封圈。这些密封圈形式由于活塞杆与密封圈之间是干摩擦，摩擦阻力大，磨损快。因此，近年来较多选用组合式密封圈，如方形圈（格来圈）、阶梯圈（斯特封）。它们具有摩擦阻力小，启动时无爬行，较低的泄漏量和耐磨等优点。活塞杆的防尘，以往多采用无骨架防尘圈。目前多采用既可以防尘，又可以密封的双唇型防尘圈。外唇起防尘作用，保证活塞杆表面清洁，内唇起密封作用。当活塞杆外伸时，通过主密封圈留在活塞杆表面的油膜，即被防尘圈的内唇刮下，这样，在主密封圈和防尘圈之间保留一层油膜，起润滑作用，提高了密封圈的使用寿命。活塞杆的材料：由专业厂生产的高精度冷拔活塞杆，可直接选用。活塞杆的技术要求：a.活塞杆表面须镀铬，镀层厚度为1525微米或3050微米。防腐要求特别高的则先镀一层铬或镍，然后再镀铬并抛光。b.在恶劣的、腐蚀性极强的工作环境中，活塞杆喷涂一种名为Ceramax-1000陶瓷涂层，在强度、抗腐蚀性和抗磨损等方面，比硬铬更优。c活塞杆外径公差取1719；直线度0.02mm/100mm；表面粗糙度Ra0.30.4微米，对精确度要求更高者，Ra0.10.2微米。d活塞杆外径d的圆柱度公差值，按8级精度选取。（4）液压缸的结构设计1.缸筒的计算与验算液压缸的设计:液压缸是液压传动的执行元件,它与主机和主机上的工作机构有着直接的联系,对于不同机种和机构,液压缸具有不同的用途和工作要求,因此在液压缸设计前应做好调查. 工作负载R: 液压缸的工作负载R是指工作机构在满负荷情况下,以一定的加速度启动时对液压缸产生的总阻力,即:R=R1+Rm+Rg式中R1工作机构的荷重及自重对液压缸产生的作用力Rm工作机构在满载启动时的静摩擦力Rg工作机构满载启动时惯性力由设计方案知:第 41页共36页最大折弯力为1000KN,工作时由两个相同的液压缸同时工作,所以R1=500KN.导轨摩擦载荷:对于平导轨, =（G+） (3.1)对于V型导轨, = (3.2)（式中G运动部件所受的重力（N）;摩擦系数；V型导轨的夹角，一般为90o）.本设计中选择平导轨: =（G+） (3.3)查机械设计设计手册知： 由设计方案知FN=500KN,对于活塞和活塞杆以及滑块重力进行估算取G值为15KN,即=2.575KN惯性载荷= (3.4)式中g重力加速度，g=9.81；速度变化量（m/s）;启动或制动时间（S），一般机械=0.10.5S,在此取=0.1S,由设计方案知:取最大时,=0.12 =1.8所以工作负载R=500+2.575+1.83=504.4缸筒内径D:在确定D时，必须保证液压缸在系统所给定的工作压力下，具有足够的牵引力来驱动工作负载。对于双作用单活塞杆液压缸，当活塞杆是以推力驱动工作负载时，即压力油输入无杆腔时，工作负载R为：R= D= (3.5)式中：R液压缸的工作负载 F活塞杆的最大推力 机械效率，常取=0.95 P工作压力 回油背压，若回油直接通油箱，可取0， d活塞杆直径，当活塞杆是以拉力驱动工作负载时，则压力油输入有杆腔。则R=D= (3.6)对于双作用活塞杆，缸筒内径应取按公式1和2计算结果的较大值，然后进行数据圆整。由于R=504.4，所以F=530.9,缸筒内径D应按3.2式计算，即D= (3.7)由活塞杆直径d的推荐值：当活塞杆受拉时，d=（0.30.5）D;当活塞受压时d=（0.50.7）D.在本次设计中取d=125,所以其工作压力P为：P=11.497 (3.8)在此计算功率W=4.96最小导向长度H的确定:当活塞杆全部外伸时，从活塞支撑面中点到导向套滑动面中点的距离成为最小导向长度H，对单活塞液压缸，一般H式中L活塞最大工作行程D缸筒内径由设计方案知：L=215，所以H，即H150.752.缸筒壁厚的计算和校核a当D/10时，为薄壁，则b.当D/17.2455，圆整数据得=18缸筒壁厚的验算：a.液压缸的额定压力值应低于一定的极限值，保证工作安全。 (3.11)将缸筒内径，缸筒外径D1=D+2=0.316m，Pn=11.497MPa代入上式Pn0.038m，圆整数据得=0.040m.液压缸进出口尺寸液压缸进出口布置前后端盖上,采用螺纹连接。根据国标GB/T2878-1993规定的液压缸进出口螺纹尺寸。选用螺纹为M50*2，即EC为M50*2，EF=32。螺纹精度为6H。.活塞杆直径计算及稳定性验算a由公式 (3.12) 式中D缸筒内径d活塞杆直径速度比。（速度比为活塞两侧有效面积A1与A2之比。即：）本设计中取1.25代入式中可得0.125m活塞杆强度计算一般以液压缸活塞杆端部和缸筒端盖均为耳环铰接安装方式情况来考虑，而且当活塞杆全部伸出时，活塞杆端和负载的连接点到液压缸支撑点间的距离假定为，由液压缸实际情况及活塞杆直径可知，故主要验算活塞杆压缩和抗拉强度。即 式中d活塞杆直径F液压缸的最大推（拉）力s材料的屈服强度ns安全系数，一般取24将，F=504.4KN，n=4代入可得；0.065m比较可知符合要求密封件的选择 活塞与缸筒的密封选用组合密封件，详见图纸，活塞与活塞杆的密封选用0型密封圈，密封圈内径为136mm,槽开在活塞杆上，活塞杆密封件选用：Y型橡胶密封圈，由活塞杆直径为140mm。选用尺寸详见中国机械设计大典第五分册机械控制系统设计的538页。防尘圈根据国标GB/T10708.3-1989选择，由活塞杆直径为140mm，选用A型，具体尺寸见表3-4表3-4防尘圈尺寸（mm）dDsl基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差147.50.451750.1456.50.159.50.3003.2液压泵的选择3.2.1液压泵的性能参数及计算公式额定压力Ps在正常工作条件下，根据实验结果推荐的允许连续运行的最高压力。额定压力值与液压泵的结构形式及其零部件的强度、工作寿命和容积效率有关。最高压力Pmax按实验标准规定超过额定压力而允许短暂运行的最高压力，其值主要取决于零件及其相对摩擦副的极限强度。工作压力P液压泵进口处的压力，自吸泵的吸入压力低于大气压力，一般用吸入高度衡量。当液压泵的安装高度或吸油阻力过大时，液压泵的进口压力将因低于极限吸入压力而导致吸油不充分，而在吸油区产生气穴或气蚀。吸入压力的大小与泵的结构型式有关。液压泵的转速额定转速n在额定压力下，根据实验结果，推荐能长时间连续运行并保持较高运行效率的转速。最高转速nmax在额定压力下，为保证使用寿命和性能所允许的短暂运行的最高转速。其值主要与液压泵的结构形式及自吸能力有关。最低转速nmin为保证液压泵可靠工作或运行效率不至过低所允许的最低转速。液压泵的排量及流量排量V液压泵主轴转一周所排出的液体体积，排量的大小取决于液压泵的结构和几何尺寸，有时又称为理论排量。理论流量qt不考虑泄露，液压泵单位时间内所排出的液体体积（m3/s） (3.13)式中：n液压泵的转度（r/min）V液压泵排量（cm3/r）实际流量q在实际运行时在不同压力下液压泵所排出的流量。实际流量低于理论流量，其差值q=qt-q液压泵的泄露流量。额定流量qs在额定压力、额定转速下，液压泵所排出的实际流量。瞬时理论流量qtsh由于运动学机理，液压泵的流量往往具有脉动性，液压泵某一瞬间所排的理论流量称为瞬时理论流量。流量不均匀系数q在液压泵的转速一定时，因流量脉动造成的流量不均匀速度。 (3.14) 液压泵的功率P液压泵的输出功率（KW）用其流量q和出口压力p或进口压力差表示 (3.15) 式中：q液压泵实际流量p液压泵进出口压力差，通常液压泵的进口压力近似为零，因此液压泵进出口压力差可用其出口压力表示。（Pa）输出功率液压泵的输出功率即原动机的输出功率。总效率液压泵的输出功率于输入功率之比。 (3.16) 容积效率在转速一定的条件下，液压泵的实际流量与理论流量之比。 (3.17) 式中：液压泵的泄露量，在液压泵结构型式、几何尺寸确定后，泄露量的大小主要取决于泵的出口压力，与液压泵的转速（对定量泵）或排量（对变量泵）无多大关系。因此液压泵在低转速或小排量下工作时，其容积效率将会很低，以致无法正常工作。机械效率对液压泵，除容积泄露损失都归于 机械损失，因此 (3.18) 液压泵的噪声液压泵的噪声通常用分贝（dB）衡量，液压泵的噪声产生的原因包括：流量脉动、流量冲击、零部件的震动和摩擦以及液压冲击等。液压泵按照泵的工作形式不同可分为：齿轮泵、叶片泵、和柱塞泵。根据本设计所需压力和放置油泵的体积，初步选定轴向柱塞泵3.2.2轴向柱塞泵的工作原理轴向柱塞泵是柱塞泵线与缸体轴线平行且在缸体孔内作往复运动来改变柱塞底部容积大小实现吸油和压油的柱塞泵。轴向柱塞泵不仅额定压力高，而且可以实现多种形式的变量，因此应用极广在液压泵中占有及其重要的位置。轴向柱塞泵柱塞实现往复运动的方式分为斜盘式和斜轴式。斜盘式是利用斜盘对柱塞的约束反力和弹簧力的共同作用使柱塞泵缩回或外伸；斜盘式利用缸体轴线相对泵轴存在一个摆角而被连杆强制的实现柱塞的往复运动。斜盘式轴向柱赛泵又按以下几种分类方法分类：(1)按泵轴的支承方式分为通轴式和非通轴式。通轴式的泵轴穿过缸体，两端有轴承支承，此时斜盘位于泵轴的输入端，因此又称前置斜盘式。非通轴式的泵轴的输入端由轴承支承，另一端为花键，与缸体内花键连接，其轴承位于缸体的外圆，此时斜盘处于泵轴的尾端，因此由称后置斜盘。(2)按柱塞球头与斜盘的接触方式分为点接触式和滑稽式。点接触的接触式的柱塞球头直接与斜盘接触，二者接触应力大。滑稽式在柱塞球头加滑稽后由滑稽底面与斜盘接触，使接触应力大大减小，其额定压力大大提高。(3)按配流方式分为配流盘和阀式配流，配流盘上开有两个腰圆形窗口，当缸体旋轴时，缸体底部窗口交替与配流窗口相通，实现配流（吸油和压油）。阀式配流的向柱塞泵的缸体不旋转，当泵轴带动斜盘带动斜盘旋转时，每个柱塞底部的容腔通过一个进油阀和一个排油阀实现吸油和压油，因此排油阀或球阀、密封性好、因此阀式配流用于超高压且多为定量泵。斜盘式和斜轴式柱塞泵的排量公式为：V= (3.19)式中：d柱塞直径D柱塞分布圆直径Z柱塞孔的数目a斜盘倾角显然，改变斜盘倾角大小可以改变排量，若斜盘倾角固定不能改变则为定量泵。3.2.3 轴向柱塞泵的工作要求（1）轴向柱塞泵与原动机之间要求用弹性连轴器连接，两轴的同轴要求在mm以内。（2）轴向柱塞泵在最高处设计有外进油口，泵在起动前应由油口向壳体内灌满清洁的工作介质，排净壳体的空气，泵工作时泄露油由此油口单独引回油箱。为避免空气侵入，泄露管应插入液面以下，轴向柱塞泵的壳体最低处开有一放油口，泵工作时此口螺柱堵上，维修泵时先由此油口将壳体内的油液放光，然后再拆卸零部件。（3）配流盘配流的柱塞泵的自吸高度应小于0.5mm，最好是液面高度高于泵的吸油口，以改善吸油性能。（4）轴向柱塞泵若配流盘采用非对称性结构，则必须按指定的方向旋转。（5）轴向柱塞泵对工作介质的过滤精度要求较高，为10m，对于回油系统采用全部回油过滤。吸油口不宜装过滤器；对闭式系统进排油都要进行过滤。（6）轴向柱塞泵的传动轴的径向载荷和轴向载荷不得超过说明书或工厂的有关规定。（7）轴向柱塞泵的工作介质必须具有相容性，若系统所用工作介质为非矿物质油，应特别予以说明。3.2.4 油泵的选择根据所设计液压缸所须额定压力为11.497MPa，但考虑到液压管路损失和压力储备。故选择额定压力为31.5MPa的轴向柱塞泵。其型号为10CCY14-1B，技术参数；额定压力为31.5MPa，公称排量为10mlr；额定转速为1500r/min；驱动功率10kw；容积效率0.92；重量20Kg。3.3油箱的设计3.3.1油箱的功能(1)存储供油系统工作循环所需的油量。(2)散发系统工作过程中产生的一部分热量。(3)促使油液中的空气分离及消除泡沫。(4)为系统提供元件的安装位置。3.3.2 油箱的类型液压系统中的油箱有整体式和分离式两种，整体式油箱利用主机内腔作为油箱，这种油箱结构紧凑，各处漏油易于回收，但增加了设计和制造的复杂性，维修不便。散热条件不好，且会使主体产生热变形。分离式油箱单独放置，与主机分开，减少了油箱发热和液压原震动对主机工作精度的影响；综合以上两种形式的油箱的优缺点，及考虑设计液压系统的应用环境，故在此设计中选用分离式油箱。 根据液压泵与油箱相对安装位置不同，又可分为上置式、下置式和旁置式。上置式油箱将液压泵等装置安装在油箱的上盖板上，结构紧凑，应用最普遍；下置式油箱是将液压泵置于油箱底下，这种安装方式，常将油箱架高到使人能够在油箱底下自由通过，既减少安装的设备面积，有可使液压泵的吸入性大为改善；旁置式油箱将液压泵等装置安装在油箱旁边，系统的流量和油箱的容量较大时常采用这种形式，尤其是用一个油箱给多台液压泵供油时。旁置式油箱内液面也高于泵的吸油口，使液压泵具有较好的吸油效果。3.3.3油箱的设计要求及结构(1)油箱必须有足够的容量，以保证系统工作时保持一定液位高度，为满足散热要求，由于管路比较长的系统，还应考虑停机维修时能容纳油液自由流回油箱时的容量，当油箱容积不能增大，又不能满足散热要求时，须设冷却装置。(2)油箱容量的确定油箱有效容积（即液面高度只占油箱高度80%时的油箱容积）一般为液压泵每分种输出流量的37倍。对于行走机械和设备冷却装置的设备，油箱的容量可选择小些；对于固定设置的设备，空间、面积不受限制的设备，则应采取较大的容量。由于所选泵的公称流量为15L/min，所设计油箱的使用是固定机械且空间、面积不受太大的限制，因此设计油箱的容积要大些。初步定为400L，具体尺寸为800650800。(3)油箱的结构油箱内应该设置挡板，把油箱分成吸油区和回油区两部分，隔板的高度一般为油面高度的四分之三，吸油区和回油区的大小相等。也可以把回油区做的大些，以利于杂质的沉淀。1）吸油管和回油管应尽量远离，吸油口离箱底距离H2d（管径）距离边也不小于3d，回油管管口应斜砌成45度斜角，斜口面向箱壁以利于散热。2）为了使油箱的散热良好，便利放油和清除污垢，箱底应距离底面150mm以上，而且最好具有适当的斜度，使沉淀物和需要排出的油集中在一起，在油箱最低位置处设置放油口，在本设计中，因考虑特殊情况，油箱放在主机上故油箱无需离主机顶面150mm以上，而且与顶面接触，油箱的斜度为3度。3）在油箱的加油附近设置油面计以便在油箱之外直接看到最高和最低油面，油面计选择直接观察式的本设计中选用YWZ-200T型液面计。4）加油口放在油箱顶面，油口具有段时间的能力。由于本设计油箱选用开式油箱。故在油箱的结构中必须有空气过滤器，综合现有条件及考虑到简化油箱结构，所以在设计中选用了，加油口和空气过滤器二者功能集一体的EF4-50型空气过滤器，该过滤器主要的尺寸见图纸。为了防锈、放凝水，油箱焊接后内壁应作喷丸处理，并涂耐油材料，以提高油箱使用寿命。6）本设计中油箱采用钢板焊接而成，箱壁厚度取6mm；箱底厚度取10mm。因有液压元件要装在油箱盖板上，故该板厚度应选为15mm，均采用普通碳素结构钢。7）在本设计的液压系统中，泵工作时的流量为15Lmin，因考虑到机械工作时压力较高，易产生大量的热，故油箱选用大一些的。造400L，油箱的外形几何尺寸大小为长宽高为800650800。8）在油箱上盖和下部设置油盘。油盘须有排油口，便于清洗。油箱内壁应进行抛丸和喷沙处理。对于矿物油，常采用磷化处理；对于高水基或水乙二醇等介质，则应采用与介质相容的涂料进行涂刷，以防漆脱落而污染介质。3.3.4油箱附件（1）液压空气过滤器（简称空气过滤器）液压系统工作时，液面上升由内向外排出空气。在油箱盖板上垂直安装空气过滤器，可以过滤吸入的空气，同时使用油箱内的压力和大气压力平衡，避免液压泵出现空穴现象。本设计选用EF系列液压 空气过滤器，具体尺寸见表3-5： 表3-5过滤器技术参数过滤注油口径/mm注油流量Lmin-1空气流量Lmin-1油过滤面积/cm2A/mmB/mmEF-50503226027015059注：1.表中所列空气流量是流速15m/s时的值；2.一般空气的流量为液压泵流量的1.5倍；选用空气过滤器的安装尺寸见表3-6；表3-6过滤器的安装尺寸a/mmb/mmc/mm四支螺钉均布/mm空气过滤精度/mm油过滤精度/mmEF-5081102120M6140.105125(2)所选液位液温计的型号YWZ-300T,具体尺寸见表3-7：表3-7所选液位液温计的尺寸（mm）LEBYWZ-200T2272001503.4系统其它元件的选用3.4.1 蓄能器的选用本设计所选蓄能器的类型为气囊式蓄能器。（1）蓄能器型号说明 气囊式蓄能器；结构形式；1（小口结构）2（大口结构）（仅用于奉化奥莱尔液压有限公司）；连接方式；（螺纹连接）（法兰连接）公称容积（L）；公称压力（）；工作介质；（石油基液压油）。（2）所选蓄能器的技术参数见表3-8：表3-8蓄能器的技术参数公称压力/MPa公称容积/L基本尺寸Mdd1d2d3d4d5LDNXQ1-L2.5/10-H1025M42250425097137174301523.4.2电机的选择 Y系列电机是按照国际电工委员会（IEC）标准设计的，具体国际互换性的特点。其中Y（IP44）小型三相异步电动机为一般用途笼型封闭自扇冷式电动机，具有防止灰尘或其它杂物侵入之特点，B级绝缘。可采用全压或降压启动。该电动机的工作条件为：环境温度-15+40 ，相对湿度不超过90%，海拔高度不能超过1000米，电源额定电压380V,频率50Hz。(1)三相异步电动机主要由定子和转子构成，定子是静止不动的部分，转子是旋转部分，在定子和转子之间有一定的气隙。1)定子定子有铁心、绕组与机座三部分组成。定子铁心是电动机磁路的一部分，它由0.5mm的硅钢片叠压而成，片与片之间是绝缘的，以减少涡流损耗，定子铁心的硅钢片的内圆冲有定子槽。定子绕组是电动机的电路部分，由许多线圈连接而成，每个线圈由两个有效边，分别放在两个槽里。三相对称绕组AX,BY,CZ可连接成星形或三角形。机座主要用于固定与支承定子铁心。中小型异步电动机一般采用铸铁机座。根据不同的冷却方式采用不同的机座形式。2)转子有铁心与绕组组成。转子铁心压装在转轴上，由硅钢片叠压而成。转子铁心也是电动机磁路的一部分，转子铁心、气隙与定子铁心构成电动机的完整磁路。异步电动机转子绕组多采用鼠笼式，它是转子铁心槽里插入铜条，再将全部铜条两端焊接在两个铜端环上而组成。绕组式异步电动机，其转子绕组和定子绕组一样，由线圈组成绕组放入转子铁心槽里，转子绕组一般连接成星形的三相绕组，转子绕组组成的磁极数与定子相同，线绕式转子通过轴上的滑环和电刷在转子的回路中接入外加电阻，用于改善启动性能与调节转速。(2)电机的选择根据所选液压泵的功率和要求转速，考虑到折弯机所使用的环境，选用Y型电动机比较适合，根据ZB22007-88，选用电动机型号Y160-4。技术参数见表3-9：表3-9电机技术参数额定功率（）满载转速（r/min）堵转转矩最大转矩质量（Kg）额定转矩额定转矩Y160M-41114602.22.31234结论转眼间这次毕业设计就要结束了，在为期三个多月的设计过程中，我系统的复习了大学四年所学过的知识，对我们专业的基础知识进行了更加深刻的学习和掌握，并把这些知识充分的应用在了这次毕业设计中，使理论学习和实际应用现实结合了起来。在这次毕业设计中，我的主要任务是设计液压板料折弯机的油箱及过滤器和蓄能器的选择.在设计中使我更多的了解了油箱的多种分类方式、功能和在液压系统中不同的安装位置所起的作用不同,也使我对过滤器和蓄能器有了进一步的了解。这些都离不开老师和同学的帮助,感谢老师和同学对我的帮助。即将毕业，作为一名机械专业学生，我明白我们肩上的重任，我也清楚地看到我们所学的知识和现实应用的差距。在以后的日子里，我一定会不断地学习，全面地牢固地掌握理论知识，充分的把自己的所学应用在社会中，造福人民，造福社会，做一个对社会、对国家有所贡献的人。参考文献1联合编写组.机械设计手册M.北京:化学工业出版社,1976年,155-214页和450-472页.2廖念钊,莫雨松,李硕根,杨兴骏.互换性与技术测量M.北京:中国计量出版社,2000年,11-20页.3王昆,何小柏,汪信远.机械设计基础课程设计M.北京:高等教育出版社,1995年,121-140页.4吴相宪,王正为,黄玉堂.实用机械设计手册M.徐州:中国矿业大学出版社,1993年，118-121页.5张平格.液压传动与控制M.北京:冶金工业出版社,2004年,74-84页.7联合编写组.机械设计手册M.北京:化学工业出版社,1976年,770-812页和1527-1531页.8姜继海,宋锦春,高长识.液压与气压传动M.北京:高等教育出版社,2002年,186-196页.9煤炭工业研究所,上海研究所.液压传动设计手册M.上海:上海科学技术出版社, 1979年, 312-320页.10煤炭工业研究所,上海研究所.液压传动设计手册M.上海: 上海人民出版社, 1974年,265-270页.11袁绩乾,李文贵.机械制造技术基础M.北京:机械工业出版社,2001年9月,102-112页.12曹玉平,阎详安.液压传动与控制M.天津:天津大学出版社.13路角祥.液压气动技术手册M.北京:机械工业出版社.14李劳民.工业机械与液液力传动M.北京:人民交通出版社.15Edited by Bernard J.Harmrock Bo Jacobson and Steven R.Schmid.Fundamentals of Machine Elements. Copyright by The McGraw-Hill Companies, Inc. Printed in the United States of America,1999.867-898.16马玉录,刘东学.机械设计制造及其自动化专业英语M.北京:化学工业出版社,2006年.附录GEAR AND SHAFT INTRODUCTIONThe important position of the wheel gear and shaft cant falter in traditional machine and modern machines.The wheel gear and shafts mainly install the direction that delivers the dint at the principal axis box.The passing to process to make them can is divided into many model numbers, useding for many situations respectively.So we must be the multilayers to the understanding of the wheel gear and shaft in many ways .In the force analysis of spur gears, the forces are assumed to act in a single plane. We shall study gears in which the forces have three dimensions. The reason for this, in the case of helical gears, is that the teeth are not parallel to the axis of rotation. And in the case of bevel gears, the rotational axes are not parallel to each other. There are also other reasons, as we shall learn.Helical gears are used to transmit motion between parallel shafts. The helix angle is the same on each gear, but one gear must have a right-hand helix and the other a left-hand helix. The shape of the tooth is an involute helicoid. If a piece of paper cut in the shape of a parallelogram is wrapped around a cylinder, the angular edge of the paper becomes a helix. If we unwind this paper, each point on the angular edge generates an involute curve. The surface obtained when every point on the edge generates an involute is called an involute helicoid.The initial contact of spur-gear teeth is a line extending all the way across the face of the tooth. The initial contact of helical gear teeth is a point, which changes into a line as the teeth come into more engagement. In spur gears the line of contact is parallel to the axis of the rotation; in helical gears, the line is diagonal across the face of the tooth. It is this gradual of the teeth and the smooth transfer of load from one tooth to another, which give helical gears the ability to transmit heavy loads at high speeds. Helical gears subject the shaft bearings to both radial and thrust loads. When the thrust loads become high or are objectionable for other reasons, it may be desirable to use double helical gears. A double helical gear (herringbone) is equivalent to two helical gears of opposite hand, mounted side by side on the same shaft. They develop opposite thrust reactions and thus cancel out the thrust load. When two or more single helical gears are mounted on the same shaft, the hand of the gears should be selected so as to produce the minimum thrust load.Crossed-helical, or spiral, gears are those in which the shaft centerlines are neither parallel nor intersecting. The teeth of crossed-helical fears have point contact with each other, which changes to line contact as the gears wear in. For this reason they will carry out very small loads and are mainly for instrumental applications, and are definitely not recommended for use in the transmission of power. There is on difference between a crossed heli cal gear and a helical gear until they are mounted in mesh with each other. They are manufactured in the same way. A pair of meshed crossed helical gears usually have the same hand; that is ,a right-hand driver goes with a right-hand driven. In the design of crossed-helical gears, the minimum sliding velocity is obtained when the helix angle are equal. However, when the helix angle are not equal, the gear with the larger helix angle should be used as the driver if both gears have the same hand. Worm gears are similar to crossed helical gears. The pinion or worm has a small number of teeth, usually one to four, and since they completely wrap around the pitch cylinder they are called threads. Its mating gear is called a worm gear, which is not a true helical gear. A worm and worm gear are used to provide a high angular-velocity reduction between nonintersecting shafts which are usually at right angle. The worm gear is not a helical gear because its face is made concave to fit the curvature of the worm in order to provide line contact instead of point contact. However, a disadvantage of worm gearing is the high sliding velocities across the teeth, the same as with crossed helical gears.Worm gearing are either single or double enveloping. A single-enveloping gearing is one in which the gear wraps around or partially encloses the worm. A gearing in which each element partially encloses the other is, of course, a double-enveloping worm gearing. The important difference between the two is that area contact exists between the teeth of double-enveloping gears while only line contact between those of single-enveloping gears. The worm and worm gear of a set have the same hand of helix as for crossed helical gears, but the helix angles are usually quite different. The helix angle on the worm is generally quite large, and that on the gear very small. Because of this, it is usual to specify the lead angle on the worm, which is the complement of the worm helix angle, and the helix angle on the gear; the two angles are equal for a 90-deg. Shaft angle.When gears are to be used to transmit motion between intersecting shaft, some of bevel gear is required. Although bevel gear are usually made for a shaft angle of 90 deg. They may be produced for almost any shaft angle. The teeth may be cast, milled, or generated. Only the generated teeth may be classed as accurate. In a typical bevel gear mounting, one of the gear is often mounted outboard of the bearing. This means that shaft deflection can be more pronounced and have a greater effect on the contact of teeth. Another difficulty, which occurs in predicting the stress in bevel-gear teeth, is the fact the teeth are tapered. Straight bevel gears are easy to design and simple to manufacture and give very good results in service if they are mounted accurately and positively. As in the case of squr gears, however, they become noisy at higher values of the pitch-line velocity. In these cases it is often good design practice to go to the spiral bevel gear, which is the bevel counterpart of the helical gear. As in the case of helical gears, spiral bevel gears give a much smoother tooth action than straight bevel gears, and hence are useful where high speed are encountered. It is frequently desirable, as in the case of automotive differential applications, to have gearing similar to bevel gears but with the shaft offset. Such gears are called hypoid gears because their pitch surfaces are hyperboloids of revolution. The tooth action between such gears is a combination of rolling and sliding along a straight line and has much in common with that of worm gears.A shaft is a rotating or stationary member, usually of circular cross section, having mounted upon it such elementsas gears, pulleys, flywheels, cranks, sprockets, and other power-transmission elements. Shaft may be subjected to bending, tension, compression, or torsional loads, acting singly or in combination with one another. When they are combined, one may expect to find both static and fatigue strength to be important design considerations, since a single shaft may be subjected to static stresses, completely reversed, and repeated stresses, all acting at the same time.The word “shaft” covers numerous variations, such as axles and spindles. Anaxle is a shaft, wither stationary or rotating, nor subjected to torsion load. A shirt rotating shaft is often called a spindle.When either the lateral or the torsional deflection of a shaft must be held to close limits, the shaft must be sized on the basis of deflection before analyzing the stresses. The reason for this is that, if the shaft is made stiff enough so that the deflection is not too large, it is probable that the resulting stresses will be safe. But by no means should the designer assume that they are safe; it is almost always necessary to calculate them so that he knows they are within acceptable limits. Whenever possible, the power-transmission elements, such as gears or pullets, should be located close to the supporting bearings, This reduces the bending moment, and hence the deflection and bending stress.Although the von Mises-Hencky-Goodman method is difficult to use in design of shaft, it probably comes closest to predicting actual failure. Thus it is a good way of checking a shaft that has already been designed or of discovering why a particular shaft has failed in service. Furthermore, there are a considerable number of shaft-design problems in which the dimension are pretty well limited by other considerations, such as rigidity, and it is only necessary for the designer to discover something about the fillet sizes, heat-treatment, and surface finish and whether or not shot peening is necessary in order to achieve the required life and reliability.Because of the similarity of their functions, clutches and brakes are treated together. In a simplified dynamic representation of a friction clutch, or brake, two in ertias I1 and I2 traveling at the respective angular velocities W1 and W2, one of which may be zero in the case of brake, are to be brought to the same speed by engaging the clutch or brake. Slippage occurs because the two elements are running at different speeds and energy is dissipated during actuation, resulting in a temperature rise. In analyzing the performance of these devices we shall be interested in the actuating force, the torque transmitted, the energy loss and the temperature rise. The torque transmitted is related to the actuating force, the coefficient of friction, and the geometry of the clutch or brake. This is problem in static, which will have to be studied separately for eath geometric configuration. However, temperature rise is related to energy loss and can be studied without regard to the type of brake or clutch because the geometry of interest is the heat-dissipating surfaces. The various types of clutches and brakes may be classified as fllows: 1. Rim type with internally expanding shoes2. Rim type with externally contracting shoes3. Band type4. Disk or axial type5. Cone type6. Miscellaneous typeThe analysis of all type of friction clutches and brakes use the same general procedure. The following step are necessary: 1. Assume or determine the distribution of pressure on the frictional surfaces.2. Find a relation between the maximum pressure and the pressure at any point3. Apply the condition of statical equilibrium to find (a) the actuating force, (b) the torque, and (c) the support reactions.Miscellaneous clutches include several types, such as the positive-contact clutches, overload-release clutches, overrunning clutches, magnetic fluid clutches, and others.A positive-contact clutch consists of a shift lever and two jaws. The greatest differences between the various types of positive clutches are concerned with the design of the jaws. To provide a longer period of time for shift action during engagement, the jaws may be ratchet-shaped, or gear-tooth-shaped. Sometimes a great many teeth or jaws are used, and they may be cut either circumferentially, so that they engage by cylindrical mating, or on the faces of the mating elements.Although positive clutches are not used to the extent of the frictional-contact type, they do have important applications where synchronous operation is required.Devices such as linear drives or motor-operated screw drivers must run to definite limit and then come to a stop. An overload-release type of clutch is required for these applications. These clutches are usually spring-loaded so as to release at a predetermined toque. The clicking sound which is heard when the overload point is reached is considered to be a desirable signal.An overrunning clutch or coupling permits the driven member of a machine to “freewheel” or “overrun” because the driver is stopped or because another source of power increase the speed of the driven. This type of clutch usually uses rollers or balls mounted between an outer sleeve and an inner member having flats machined around the periphery. Driving action is obtained by wedging the rollers between the sleeve and the flats. The clutch is therefore equivalent to a pawl and ratchet with an infinite number of teeth. Magnetic fluid clutch or brake is a relatively new development which has two parallel magnetic plates. Between these plates is a lubricated magnetic powder mixture. An electromagnetic coil is inserted somewhere in the magnetic circuit. By varying the excitation to this coil, the shearing strength of the magnetic fluid mixture may be accurately controlled. Thus any condition from a full slip to a frozen lockup may be obtained.齿轮和轴的介绍在传统机械和现代机械中齿轮和轴的重要地位是不可动摇的。齿轮和轴主要安装在主轴箱来传递力的方向。通过加工制造它们可以分为许多的型号，分别用于许多的场合。所以我们对齿轮和轴的了解和认识必须是多层次多方位的。在直齿圆柱齿轮的受力分析中，是假定各力作用在单一平面的。我们将研究作用力具有三维坐标的齿轮。因此，在斜齿轮的情况下，其齿向是不平行于回转轴线的。而在锥齿轮的情况中各回转轴线互相不平行。像我们要讨论的那样，尚有其他道理需要学习，掌握。斜齿轮用于传递平行轴之间的运动。倾斜角度每个齿轮都一样，但一个必须右旋斜齿，而另一个必须是左旋斜齿。齿的形状是一溅开线螺旋面。如果一张被剪成平行四边形（矩形）的纸张包围在齿轮圆柱体上，纸上印出齿的角刃边就变成斜线。如果我展开这张纸，在血角刃边上的每一个点就发生一渐开线曲线。直齿圆柱齿轮轮齿的初始接触处是跨过整个齿面而伸展开来的线。斜齿轮轮齿的初始接触是一点，当齿进入更多的啮合时，它就变成线。在直齿圆柱齿轮中，接触是平行于回转轴线的。在斜齿轮中，该先是跨过齿面的对角线。它是齿轮逐渐进行啮合并平稳的从一个齿到另一个齿传递运动，那样就使斜齿轮具有高速重载下平稳传递运动的能力。斜齿轮使轴的轴承承受径向和轴向力。当轴向推力变的大了或由于别的原因而产生某些影响时，那就可以使用人字齿轮。双斜齿轮（人字齿轮）是与反向的并排地装在同一轴上的两个斜齿轮等效。他们产生相反的轴向推力作用，这样就消除了轴向推力。当两个或更多个单向齿斜齿轮被在同一轴上时，齿轮的齿向应作选择，以便产生最小的
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