1、Word 格式機械制造與自動化專業液壓傳動 課程設計說明書班級：機制 124學號：121303211姓名：楊志宇完美整理Word 格式目錄第一章組合機床工況分析···························31.1 工作負載分析 ·······

2、3;····························31.2 慣性負載分析 ···················

3、3;················31.3 阻力負載分析 ·······························

4、3;····31.4 工進速度選擇 ····································41.5 運動時間 ······

5、································41.6 運動分析 ················&#

6、183;······················41.7 根據上述數據繪液壓缸F-t 與|v|-t圖4第二章擬定液壓系統圖 ·····················

7、·······52.1 選擇液壓回路 ····································62.2 組成系統 ···&#

8、183;···································7第三章計算和選擇液壓元件 ············

9、··············83.1 液壓缸的設計計算 ·································

10、3;8初定液壓缸工作壓力·······································8完美整理Word 格式液壓缸尺寸的計算·····

11、3;···································8液壓缸的流量的計算·············

12、···························9液壓缸工作腔壓力的計算·····················

13、················9液壓缸的結構設計································

14、83;········11液壓缸設計需要注意的事項····································12液壓缸主要零件的材料和技術要求&#

15、183;································123.2 液壓泵的確定與所需功率的計算··············

16、··············14液壓泵的確定··································

17、3;········14閥類元件及輔助元件的選擇····································15油管的選擇 ··

18、··········································16油箱容量的確定······

19、83;···································16設計心得 ·············&#

20、183;·····················12參考文獻 ···························&

21、#183;·······12完美整理Word 格式一、液壓傳動課程設計的目的1、鞏固和深化已學的理論知識，掌握液壓系統設計計算的一般方法和步驟。2、鍛煉機械制圖，結構設計和工程運算能力。3、熟悉并會用有關國家標準、部頒標準 、設計手冊和產品樣本等技術資料。4、提高學生使用計算機繪圖軟件（如 AUTOCAD 、 PRO/E等）進行實際工程設計的能力。二、液壓課程設計題目題目 （一）設計一臺臥式單面多軸鉆鏜兩用組合機床液壓系統，要求完成如下的動作循環：夾緊 快進 工進 死擋鐵停留 快退 松開 原位停止 ；機床有16 個主軸 ，鉆

22、削加工 13.9mm 的孔 14 個， 8.5mm 的孔 2 個，工件材料為鑄鐵，硬度 HB240 。動力滑臺采用平導軌，工進速度要求無級調速，如用高速剛鉆頭進行加工，其他參數如下表所示 。數據數參據IIIIIIIVV數運動部件自重 （ N ）9810100009990950011000快進快退速度77.56.57.88（ m/min ）快進行程 （ mm ）10012011095120工進行程 （ mm ）5060657060完美整理Word 格式工進速度 （ mm/min ）30903090309030903090靜摩擦系數 f g0.20.150.20.180.15動摩擦系數 f d0.

23、10.080.090.120.14啟動制動時間t （s）0.20.250.210.230.3試完成以下工作：1、進行工況分析，繪制工況圖 。2、擬定液壓系統原理圖（ A3 ）。3、計算液壓系統，選擇標準液壓元件。4、繪制液壓缸裝配圖（ A1 ）。5、編寫液壓課程設計說明書。機床加工示意圖如下：圖 1臥式動力滑臺加工示意圖完美整理Word 格式臥式單面多軸鉆鏜兩用組合機床液壓系統第一章組合機床工況分析1.1 工作負載分析工作負載即為切削阻力。1.計算切削阻力鑄鐵鉆孔時 ，其軸向切削力可用以下公式計算Fc25.5DS 0.8 硬度 0.6式中，D 鉆頭直徑 (mm) S 每轉進給量 (mm/r)鉆

24、13.9mm 的孔時，主軸轉速 n1360r / min ，每轉進給量 s10.147mm / r ,鉆8.5mm 孔時，主軸轉速 n2550r / min ，每轉進給量 s10.096m / rFc14 25.5D1S10.8硬度 0.6225.5D2 S20.8硬度 0.6則1425.513.90.1470.82400.6225.58.50.80. 60.0962 4 03050N01.2 慣性負載分析FiGv110008mat9.8 0.3498.87Ng601.3 阻力負載分析摩擦負載即為導軌的摩擦阻力：靜摩擦阻力F fsf g G0 N完美整理Word 格式

25、動摩擦阻力F fdf d G0 N1.4 工進速度選擇工進速度取工進時的最大速度90mm/min1.5 運動時間t1L 1120 103快進v18s 0 .9 s60工進 t2L260 s 40sv29060快退t3L1 L2(120 60)103v181.35s601.6 運動分析設液壓缸的機械效率cm =0.9 ，得出液壓缸在各工作階段的負載和推力，如表 1 所列。表 1 液壓缸負載的計算工況計算公式液壓缸負載 F/N液壓缸驅動力 F/cm /N啟動FF fs16501833正向加速FF fdFi2038.872265.4快進FF fd15401711工進FFfd

26、Fc3204035600完美整理Word 格式反向啟動FF fs16501833反向加速FF fdFi2038.872265.4快退FF fd15401711制動FF fdFi1041.131156.81.7 根據上述數據繪液壓缸F-t 與|v|-t 圖（如圖 1）F/NV/(m/s)320400.1332038165015401.5x10 -3t1t2t3tt1t2tt3圖 1F-t 與 |v|-t 圖完美整理Word 格式第二章擬定液壓系統圖2.1 選擇液壓回路(1)調速方式由工況得知 ，該液壓系統功率小 ，滑臺運動速度低 ，工作負載為阻力負載且工作中變化小 ，故可選用進油路節流調速，為防

27、止鉆通孔時負載突然消失引起運動部件的前沖現象 ，在回油路上加背壓閥 。由雙聯葉片泵和背壓閥組成的調速系統，使動力滑臺獲得穩定的低速運動和較大的調速范圍。(2)液壓泵形式的選擇系統工作循環主要由低壓大流量和高壓小流量兩個階段組成，最大流量與最小流量的時間之比 t 2 t144.44 。 根據該情況 ，選葉片泵較適宜 ，在本方案中 ，選用雙聯葉片泵 。(3)速度換接方式因鉆孔工序對位置精度及工作平穩性要求不高，可選用行程調速閥和電磁換向閥 。 動作可靠 ，轉換精度較高 。(4)快速回路與工進轉快退控制方式的選擇為使快進快退速度相等 ，選用差動回路作快速回路 。(5) 選擇調壓和卸荷回路 在雙泵供油

28、的油源形式確定后 ，調壓和卸荷問題都已基本解決。即滑臺工進時 ，高壓小流量泵的出口壓力由油源中的溢流閥調定 ，無需另設調壓回路 。 在滑臺工進和停止時 ，低壓大流量泵通過液控順序閥卸荷 ，高壓小流量泵在滑臺停止時雖未卸荷 ，但功率損失較小 ，故可不需再設卸荷回路 。完美整理Word 格式(6)夾緊油路中串接減壓閥 ，課根據工件夾緊力的需要調節并穩定其壓力，即使主油路壓力低于減壓閥所調壓力，因為有單向閥的存在 ，夾緊系統也能維持其壓力(保壓 )。二位四通閥的常態位置是夾緊工件，保證了操作安全可靠 。2.2 組成系統完美整理Word 格式將上面選出的液壓基本回路組合在一起，并經修改和完善 ，就可得

29、到完整的液壓系統工作原理圖 ，如圖 3 所示 。在圖 3 中，為了解決滑臺工進時進 、回油路串通使系統壓力無法建立的問題 ，增設了單向閥 6。 為了避免機床停止工作時回路中的油液流回油箱，導致空氣進入系統 ，影響滑臺運動的平穩性 ，圖中添置了一個單向閥13。 考慮到這臺機床用于鉆孔 （通孔與不通孔 ）加工，對位置定位精度要求較高，圖中增設了一個壓力繼電器14。當滑臺碰上死擋塊后 ，系統壓力升高 ，它發出快退信號 ，操縱電液換向閥換向第三章計算和選擇液壓元件3.1 液壓缸的設計計算初定液壓缸工作壓力由工況分析中可知 ，工進階段的負載力最大 ，所以，液壓缸的工作壓力按此負載力計算，選 p1 40

30、105 Pa ,本機床為鉆孔組合機床 ，為防止鉆通時發生前沖現象，液壓缸回油腔應有背壓 ，取背壓 p2 6 105 Pa ，為使快進快退速度相等 ，選用 A12A2差動油缸 ，假定快進 、快退的回油壓力損失為 P 7 10 5 Pa 。液壓缸尺寸的計算由式 F( p Ap A)m 得1 12 2完美整理Word 格式AF32040m 29 .62 10 - 3 m 296 .2 cm 21p 20.9 40610 5cmp122液壓缸直徑 D4 A1496.2 m 11.07cm取標準直徑 D111mm因為 A12 A2 ，所以 dD80mm2則，液壓缸有效面積 A1D 211.124cm29

31、6.7cm24A2D 2d 246.48cm24液壓缸的流量的計算液壓缸的快進流量q快進A1 A2 v1(96.746.48)810 410340.18Lmin液壓缸的工進流量q工進A1v296.79010 40.87 L min液壓缸的工進流量q快退A2v146.48 8 10 410337.18Lmin液壓缸工作腔壓力的計算液壓缸的快進壓力 p快進FcmA2pA1A20.83MPa完美整理Word 格式FcmA2 p 23.957MPa液壓缸的工進壓力 p工進A1FcmA1 p21.489MPa液壓缸的快退壓力 p快退A2液壓缸在工作循環中各階段壓力、流量和功率 (見表 2)工作階段負載工

32、作腔壓力輸入流量q輸入功率F/cm / Np2 / MPaL / minP / kw快進17110.9940.180.66工進356003.970.870.06快退17111.61637.181.00pMpa3.970.991.6160t/s壓力工況圖q (L/min)40.18完美整理Word 格式37.180.870t/s流量工況圖pkw1.000.660.060t/s快進工進快退功率工況圖(液壓缸的工況圖 )液壓缸的結構基本上可分成缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿 、密封裝置 、緩沖裝置，以及排氣裝置五個部分 。液壓缸的結構設計1 ）缸體與缸蓋的連接形式，采用常用的法蘭連接，其形式與工作壓力 、

33、缸體材料、工作條件有關 。2）活塞桿與活塞的連接結構采用常見的整體式結構 。3 ）活塞桿導向部分的結構活塞桿導向部分的結構，包括活塞桿與端蓋 、導向套的結構 ，以及密封 、防塵、鎖緊裝置等 。完美整理Word 格式4 ）活塞及活塞桿處密封圈的選用活塞及活塞桿處密封圈的選用，應根據密封部位 、使用部位 、使用的壓力 、溫度、運動速度的范圍不同而選擇O 型的密封圈。5 ）液壓缸的緩沖裝置液壓缸帶動工作部件運動時，因運動件的質量大 ，運動速度較高 ，則在達到行程終點時，會產生液壓沖擊 ，甚至使活塞與缸筒端蓋產生機械碰撞 。 為防止此現象的發生，在行程末端設置緩沖裝置。常見的緩沖裝置有環狀間隙節流緩沖

34、裝置 ，三角槽式節流緩沖裝置 ，可調緩沖裝置 。6 ）液壓缸排氣裝置對于速度穩定性要求的機床液壓缸，則需要設置排氣裝置。液壓缸設計需要注意的事項1 ）盡量使液壓缸有不同情況下有不同情況，活塞桿在受拉狀態下承受最大負載。2 ）考慮到液壓缸有不同行程終了處的制動問題和液壓缸的排氣問題，缸內如無緩沖裝置和排氣裝置 ，系統中需有相應措施 。3 ）根據主機的工作要求和結構設計要求，正確確定液壓缸的安裝、固定方式，但液壓缸只能一端定位 。4 ）液壓缸各部分的結構需根據推薦結構形式和設計標準比較，盡可能做到簡單、緊湊、加工、裝配和維修方便 。液壓缸主要零件的材料和技術要求完美整理Word 格式1）缸體材料

35、- 灰鑄鐵 : HT200,HT350; 鑄鋼：ZG25,ZG45粗糙度 - 液壓缸內圓柱表面粗糙度為Ra0.2 0.4 m技術要求 ： a 內徑用 H8-H9 的配合b 缸體與端蓋采用螺紋連接，采用 6H 精度2）活塞材料 - 灰鑄鐵： HT150,HT200粗糙度 - 活塞外圓柱粗糙度 Ra0.8 1.6 m技術要求 ：活塞外徑用橡膠密封即可取f7f9的配合 ，內孔與活塞桿的配合可取 H8 。3）活塞桿材料 - 實心：35 鋼，45 鋼；空心：35 鋼，45 鋼無縫鋼管粗糙度 - 桿外圓柱粗糙度為 Ra0.4 0.8 m技術要求 ： a 調質 2025HRCb 活塞與導向套用 H 8 f

36、7 的配合，與活塞的連接可用H 8 h84）缸蓋材料 -35 鋼， 45 鋼；作導向時用 （耐磨）鑄鐵粗糙度 - 導向表面粗糙度為 Ra0.8 1.6 m技術要求 ：同軸度不大于 0.03m5）導向套材料 - 青銅，球墨鑄鐵粗糙度 - 導向表面粗糙度為 Ra0.8 m完美整理Word 格式技術要求 ： a 導向套的長度一般取活塞桿直徑的60%80%b 外徑 D 內孔的同軸度不大于內孔公差之半3.2 液壓泵的確定與所需功率的計算液壓泵的確定(1)確定液壓泵的最大工作壓力前面已經確定液壓缸的最大工作壓力為p13.97 MPa ，選取進油管路壓力損失p0.8MPa ，所以泵的工作壓力pp(3.970

37、.8) MPa4.77 Mpa 。這是高壓小流量的工作壓力。由液壓系統圖知液壓缸快退時的工作壓力比快進時大，取其壓力損失為p 0.3MPa ，則快退時泵的工作壓力為 pp(1.616 0.3) MPa 1.916 Mpa 這是低壓大流量泵的工作壓力 。(2)液壓泵的流量 由液壓系統圖知 ，快進時流量最大 ，其值為 40.18L/min ，若取系統泄漏系數 K=1.2 ，則兩泵的總流量為 qp 1.2 40.18 L / min 48.216L / min最小流量在工進時 ，其值為 0.87L/min ，取 K=1.2則qp1.20.87L / min1.044L / min由于溢流閥穩定工作時

38、的最小溢流量為3L/min 故小泵流量取 3.5L/min 。根據以上計算 ，選用 YB-D32/4 型雙聯葉片泵 。(3)選擇電動機系統最大功率出現在快退工況，其數值如下式計算完美整理Word 格式363p p q1 q2 101.916 1048.216 1010 3 kw 1.924kwPp0.860式中p 泵的總效率 ，取p0.8 。根據以上計算結果 ，査電動機產品目錄 ，選 Y112M-6 型異步電動機 ，轉速為940r/min ，功率為 2.2kw 。閥類元件及輔助元件的選擇根據系統的工作壓力和通過各個閥類元件和輔助元件的流量，可選用這些元件的型號及規格（見下表）序號元件名稱通過最大流規格量/(L/min)型號公稱流量公稱壓力/(L/min)/Mpa1雙聯葉片泵-