液压传动课程设计——成型铣刀加工出成型面的液压专用铣床

1、课程设计跑道名称：用立铣刀加工成形面的液压专用铣床学院：职业技术学院专业：机械设计制造名字：胡蕨学号： 1020020160学年：大三任教师：何玲2012年10月16日目录1 .概要31.1课程设计的目的31.2课程设计要求31.3课程设计主题的说明和要求31.4设计内容和步骤42 .液压系统设计计算42.1设计要求和案例分析42.1.1案例分析42.1.2确定液压系统方案62.2确定液压系统的主要参数72.2.1初选液压缸工作压力72.2.2计算液压缸的主要尺寸72.3制作液压系统的回路图92.3.1选择基本电路92.3.2构成液压系统112.4液压单元11的计算和选择2.4.1确定液压泵的

2、规格和电动机功率112.4.2确定其他部件和辅助部件122.5管理液压系统的性能142.5.1管理系统压力损失142.5.2管理系统发热和温度上升17三.总结184 .感谢185 .参考文献191 .概要1.1课程设计的目的本课程是机械设计制造及其自动化专业的主要专业基础课和必修课，是完成液压与气压传动课程理论教育后进行的重要实践教育的一环。 本课程的学习目的是综合运用液压与气压传动课程和其他先修课程的理论知识和生产实绩知识，进行液压传动装置的设计实践，把理论知识和生产实绩知识紧密结合，使这些知识更加牢固、深入、扩展。 通过设计的实际训练，为后续专业课程的学习、毕业设计和工程问题的解决奠定了良

3、好的基础。 课程设计报告概述了设计过程，重点说明、分析、论证和必要的计算了设计过程相关的专业知识和基本要求，系统地整理和表现了自己对本课程设计的说明。1.2课程设计要求(1)液压传动课程的设计是全面的设计训练，它不仅能巩固所学的理论知识，也能为今后的设计工作奠定基础。 在设计过程中要认真、努力研究、细心、精进。(2)液压传动课程的设计必须在教师的指导下独立完成。 教师的指导作用要提出设计思路，启发学生独立思考，解决问题，按照设计进度逐步审查，学生应该发挥主观能动性，积极思考问题，不能被动地给教师调查资料，提供数据，制定方案。(3)在设计中要正确处理现有资料和创新的关系。 什么设计都想象不到。

4、利用现有资料，避免了很多重复工作，在加快设计过程的同时，也是提高设计质量的保证。 新的设计任务总是有其特定的设计要求和具体的工作条件，不能盲目复制资料，必须进行具体的分析和创造性的设计。(4)学生应在设计过程中要求质量保证量完成设计任务。1.3课程设计主题的说明和要求设计了用铣床加工的液压专用铣床，要求机床工作台一次安装两个工件，可以同时加工。 工件的材料、材料的排出通过手动操作进行，工件的夹紧和工作台输送通过液压系统进行。 机床的工作周期是手动材料-工件自动夹紧-工作台快速进给-铣削进给-工作台快速进给-解除夹紧-手动材料的排出。液压系统的具体参数要求：运动部件总重量G=23000N、切削力

5、Fw=15000N快速进给行程l1=300mm、工序行程l2=80mm快速进给、快进速度v1=v3=5m/min、快速进给速度v2=100600mm/min 夹紧力Fj=3000N、行程lj=15mm、夹紧时间tj=1s。 工作台导轨采用平导轨，轨道间的静摩擦系数fs=0.2，动摩擦系数fd=0.1，要求工作台能够停留在任意位置。设计任务：(1)确定执行机构(液压缸)的主要结构尺寸(d、d等)(2)确定系统的主要参数(3)选择各种零部件和辅助零部件的形式和规格，列出零部件清单(4)绘制本液压系统图1.4设计内容和步骤(1)阅读并研究设计责任书，明确设计内容和要求，了解原始数据和工作条件(2)收

6、集相关资料，进一步熟悉课题。(3)明确设计要求进行案例分析(4)确定液压系统的主要参数(5)制作液压系统的回路图(6)液压单元的计算和选择(7)管理液压系统的性能(8)选择各种零件和辅助零件的形式和规格，列出零件清单(9)制作正式的液压回路图。2 .液压系统设计计算2.1设计要求和案例分析2.1.1案例分析所谓液压系统的案例分析，是对液压传动的运动分析和负荷分析，以明确各传动的各自工作过程中的流量、压力、功率的变化规律为目的，制定液压系统方案，作为决定系统主要参数(压力和流量)的依据负荷分析：工作台气缸工作负载：工作负载的切削阻力=15000N摩擦负荷：摩擦负荷是导轨的摩擦阻力动摩擦载荷静摩擦

7、载荷惯性负载运动时间快进工程进行后退液压缸的机械效率cm=0.9，液压缸各作业阶段的负荷和推力如表1所示。盒子负荷组成液压缸负荷F/N液压缸推力F0=F/cm/N启动加速快点！工程进行反向启动加速后退46002691.223001730046004991.223005111.112990.222555.56192225111.115545.782555.56表1液压缸各阶段的负荷和推力根据液压缸上述各阶段的负荷和运动时间，如图1所示，能够制作负荷循环图F-t和速度循环图v-t图1负荷循环图和速度循环图2.2.3确定液压系统方案a .电路方式的选定一般来说，开路回路，即执行机构的排油返回油箱，油

8、液沉淀、冷却后进入液压泵的入口。铣床的输出参数要求高精度的控制，因此，通过测定输出量来对油压系统的压力和流量进行反馈控制，也就是说，对应构成系统的大闭环控制。b、液压介质的选定普通液压系统采用矿物油型的液压油作为工作介质，其中室内的液压设备多为空气涡轮油和普通液压油的室外液压设备，请选择耐磨损性液压油或低凝聚性液压油。 部分热加工设备和井下液压系统必须选择磷酸酯液、水-乙二醇、乳化液等不燃介质。 因为这个课程要在室内加工，所以请选择气轮油和通常的液压油选定介质后，设计液压设备，考虑与选定介质的互换性和耐腐蚀性来选定。c .分析了液压系统的情况，确定了系统的压力范围分析液压系统各致动器的整个工作

9、周期的速度、负荷变化规律(如负荷速度频谱)，确定各致动器的最大负荷、最低和最高运动速度、动作行程和最大行程、清单备份。液压系统的压力，即泵的出口压力与液压设备的工作环境、负荷精度要求等有关，常用的液压系统的压力推荐值请参照相关手册。d .执行机构的选定(1)为了实现连续的回转运动，选定液压马达。 转速高于500 r/min时，可以直接选择齿轮马达、双作用叶片马达、轴向活塞马达等高速液压马达，轴向活塞马达分为定量马达和可变马达。 转速低于500 r/min时，可选择低速液压马达和高速液压马达等机械减速装置。(2)要求在机床的工作台上一次安装两个工件，能够同时加工，所以请选择双向的工件进给，双向输

10、出的力、速度相等，选择双伸缩杆活塞缸e、液压泵类型选择考虑到流量骤变时的油压冲击大，动作稳定性差，双泵同时供给液压缸实现快速运动，最后选定了双叶片泵(2)液压系统有多个执行机构，各工作周期所需的流量差异很大，因此必须通过多泵供油实现分级调节。f、调速方式的选定定量泵节流回路，因为调节方式简单，一次投资少，广泛应用于中小型液压设备，特别是机床。 节气门调速电路中进、返回电路调速为一定系统，系统刚性好旁路电路调速为变压系统，系统刚性差。 节流阀和旁路节流阀的速度调整电路可以提高系统的速度刚性，但会增加少量的电力损失。g、调压方式的选定溢流阀安装在液压泵的出口，为了保持系统压力恒定，其他情况下用溢流

11、阀来限制系统的最高压力。 一般情况下选择一般溢流阀。h、换流电路的选定在小流量的液压系统中，一般使用电磁切换阀直接切换。2.2确定液压系统的主要参数2.2.1选定液压缸的工作压力设计的动力滑台，工进时的负荷最大，其他情况下负荷不太高，因此参考表2和表3，最初选定了液压缸的工作压力p1=4MPa。负载/KN55到10十到二十二十到三十三十到五十50工作压力/MPa0.811.522.53344到5表2按各负载选定工作压力机器的类型机床农业机械小型工程机械工程机械液压凿岩机液压机中型挖掘机的重型起重机运输机械磨床复合机床龙门铇台拉床工作压力/MPa0.823528八到十十到十八2032表3各种机器

12、常用的系统工作压力2.2.2计算液压缸的主要尺寸液压缸工作中各阶段的负荷如下气缸的机械效率cm是由各运动件的摩擦损失引起的，通常优选为0.90.95。启动阶段ft=ffg /cm=0.223000/0.9=5111.11 n加速阶段ft= FDG /cm= 0.123000 /0.9=2689 n快进、快退阶段ft=ft=FDG /cm=0.123000/0.9=2555.56 n加工阶段ft=(FDG ) /cm=(0.12300015000 )/0.9=19222 n制动阶段ft= FDG-/cm= 0.123000-/0.9=2533.94 n会话速度v(m/s )负载F(N )开始加速

13、26859n快点！0.0832555.56工程进行0.000170.00119222N后退0.0832533.94N表4液压缸各阶段的速度和负荷从表4可以看出，最大负荷为工序阶段的负荷F=22555.56N，液压缸的内径尺寸可以计算如下D=8.1612-2m系统类型背压/MPa简单系统或轻负载节气门系统。0.20.5带回路调速器的系统0.40.6返回回路上设置了背压阀0.51.5用油泵关闭的回路0.81.5电路复杂的工程机械1.23返回回路短，直接返回油不能忽视表5致动器背压工作压力/MPa5.05.07.0UR 7.0光碟片0.50.550.620.700.7表6以工作压力选择d/D1.15

14、1.251.331.461.612光碟片0.30.40.50.550.620.71表7根据变速比的要求决定d/D注：1-无杆室加油时的活塞运动速度2-活塞杆室加油时的活塞运动速度。查一下设计手册。将以上计算值按气缸内径系列舍入为标准直径，D=100mm。为了使液压缸快进和快退速度相等，参照表6的表7，d=0.707Dd=0.707100=70.7mm毫米卷成标准系列杆径，d=70mm。根据D=100mm、d=70mm，能够计算出没有液压缸的杆室的有效作用面积Ac1=D2=78.510-4，活塞杆室有效作用面积Ac2=(D2-d2)=40.510-4。1 .活塞杆稳定性检查a )夹紧气缸夹紧气缸

15、的活塞杆直径是通过稳定性检查计算的，因此无需检查。b )工作台气缸活塞杆的总行程为380mm，活塞杆的直径为100mm，因此L/d=3.810，满足了稳定性的要求。2 .液压缸各运动阶段的压力、流量和动力工作情况推力(F0)(N )供油室压力() (MPa )回油室压力() (MPa )流量() (L/min )电力(w )计算公式快进(差动)启动。51111.85-是-是-是=(F0 pAc2)/(Ac1- Ac2)=(Ac1- Ac2)v1p=pcqc加速26891.300.5-是-是定速25551.190.50.1725342.1工程进行192222.870.80.047224=(F0 Ac2pb)/Ac1=Ac1v2p=pcqc后退启动。51111.26-是-是-是pc=(F0 Ac1pb)/Ac2qc=Ac2v1p=pcqc加速55451.360.5-是-是定速25340.630.50.0202212表8液压缸各阶段的压力、流量、功