h機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)《液壓傳動(dòng)》課程設(shè)計(jì)說明書班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：h

h目錄一、液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)的目的二、液壓課程設(shè)計(jì)題目三、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）明確設(shè)計(jì)要求（二）工況分析（三）確定主要參數(shù)（四）擬定液壓系統(tǒng)原理圖（五）液壓元件的計(jì)算與選擇（六）液壓缸的設(shè)計(jì)（七）繪制液壓裝配圖參考資料h

一、液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)的目的、鞏固和深化已學(xué)的理論知識(shí)，掌握液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算的一般方法和步驟。、鍛煉機(jī)械制圖，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工程運(yùn)算能力。、熟悉并會(huì)用有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)手冊(cè)和產(chǎn)品樣本等技術(shù)資料。、提高學(xué)生使用計(jì)算機(jī)繪圖軟件進(jìn)行實(shí)際工程設(shè)計(jì)的能力。二、液壓課程設(shè)計(jì)題目題目：設(shè)計(jì)一臺(tái)立式鏜孔組合機(jī)床液壓系統(tǒng)，要求該系統(tǒng)完成：快進(jìn)——工進(jìn)——死擋鐵停留——快退——原位停止的半自動(dòng)循環(huán)。采用平導(dǎo)軌，設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)如下表所示。本設(shè)計(jì)采用第五組數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)數(shù)參據(jù)數(shù)切削力（）自重（）退速度（（）（）工進(jìn)速度（運(yùn)動(dòng)部件快進(jìn)快）快進(jìn)行程工進(jìn)行程）啟動(dòng)制動(dòng)時(shí)間（）試完成、進(jìn)行工況分析計(jì)算，繪制工、擬定并繪制液壓系統(tǒng)原理圖（）。以下工作：況圖。、設(shè)計(jì)并繪制液壓缸結(jié)構(gòu)圖（）。、編寫液壓課程加工示意圖如下：設(shè)計(jì)說明書。機(jī)床hh圖立式動(dòng)力滑臺(tái)加工示意圖h

h三、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）明確設(shè)計(jì)要求明確主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的動(dòng)作和性能要求。設(shè)計(jì)一臺(tái)立式鏜孔組合機(jī)床液壓系統(tǒng)，要求該系統(tǒng)完成：快進(jìn)——工進(jìn)——死擋鐵停留——快退——原位停止的半自動(dòng)循環(huán)，采用平導(dǎo)軌。由設(shè)計(jì)題目要求可知：、因有快進(jìn)快退行程，可知有差動(dòng)連接裝置；、因快進(jìn)快退的D2d；、為：速度vv7m/min0.117m/s，可知活塞直徑與活塞桿的關(guān)系13根據(jù)題目要求，知道系統(tǒng)為正常工作環(huán)境下。（二）工況分析工況分析是對(duì)液壓執(zhí)行元件的工作情況進(jìn)行分析，以得到工作過程中執(zhí)行元件在各個(gè)工作階段中的流量、壓力和功率的變化規(guī)律，并將其用曲線表示出來，作為確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù)、擬定液壓系統(tǒng)方案的依據(jù)。、運(yùn)動(dòng)分析按設(shè)備工作要求和執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，繪制出執(zhí)行元件工作循環(huán)圖，和速度位移運(yùn)動(dòng)分析圖。圖，即速度循環(huán)圖。如下所示：為立式鏜孔組合機(jī)床h停止快進(jìn)快快退退工進(jìn)工進(jìn)死擋鐵停留hh、負(fù)載分析負(fù)載分析就是研究各執(zhí)行元件在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)各階段的受力情況。（）工作負(fù)載：F18000N。L（）摩擦負(fù)載：由題目設(shè)計(jì)要求，知該系統(tǒng)不計(jì)摩擦負(fù)載，即F0N。f（）慣性負(fù)載：慣性負(fù)載是運(yùn)動(dòng)部件的速度變化時(shí)，由其慣性而產(chǎn)生的負(fù)載，可用牛頓第二FmaGvgta定律求出，即：運(yùn)動(dòng)部件的重力（）重力加速度g9.8m/s2△速度變化值（m/s）△起動(dòng)或制動(dòng)時(shí)間（）1.5103m/s即工進(jìn)速度取工進(jìn)時(shí)的最大速度Gv147007加速：F9.8600.3583.33Ngt1Gv1470070.09575.83N減速：F9.8600.3gta2Gv147000.09制動(dòng)：F9.8600.37.5Ngta3Gv14700Fgt479.8600.3583.33N反向加速：GvF583.33N反向制動(dòng)：Fgta5a4hh根據(jù)以上的計(jì)算，考慮到液壓缸垂直安放，其重量較大，為防止因自重而自行下滑，系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置平衡回路。因此，在液壓缸下行負(fù)載分析時(shí)，就不考慮運(yùn)動(dòng)部件的重量，則液壓缸各階段中的負(fù)載，如下表：【取（）】mh

h液壓缸各階段中的負(fù)載計(jì)算公式總負(fù)載（）缸推力F0工況起動(dòng)FF加速a1F0快進(jìn)FF減速a2工進(jìn)FFLFFF制動(dòng)La3FFa4反向加速快退FGFF反向制動(dòng)a5按前面的負(fù)載分析及已知的速度要求、行程限制等其速度位移曲線，即速度循環(huán)圖如下V快進(jìn)減速啟動(dòng)工進(jìn)制動(dòng)S制動(dòng)反向加速快退（三）確定主要參數(shù)液壓缸工作壓力主要根據(jù)運(yùn)動(dòng)循環(huán)各階段的最大總負(fù)載力來確定，此外，還需要考hh慮以下因素：（）各類設(shè)備的不同特點(diǎn)和使用場(chǎng)合（）考慮經(jīng)濟(jì)和重量因素，壓力選得低，則元件尺寸大，重量重，壓力選得高一些，則元件尺寸小，重量輕，但對(duì)元件的制造精度，密封性能要求高。這必然要提高設(shè)備的成本。h

h按負(fù)載選擇執(zhí)行元件的工作壓力負(fù)載工作壓力各類液壓設(shè)備常用的工作壓力液壓壓力機(jī)、重型機(jī)粗加工半精加粗加工或農(nóng)業(yè)機(jī)械、小設(shè)備類型械、大中型挖掘機(jī)、機(jī)床工機(jī)床重型機(jī)床型工程機(jī)械起重運(yùn)輸機(jī)械工作壓力、初選液壓缸的工作壓力根據(jù)分析此設(shè)備的負(fù)載不大，按類型屬鏜床類，所以初選此設(shè)備的工作壓力為、計(jì)算液壓缸的尺寸FApm式中：液壓缸上的外負(fù)載液壓缸的工作壓力液壓缸的工作效率m所求液壓缸的有效工作面積F18000Ap0.94106510m23m4A451037.9810m2d3.14按標(biāo)準(zhǔn)取值：hh按設(shè)備類型鏜床選取活塞桿直徑按標(biāo)準(zhǔn)取值：h

h則液壓缸的有效面積為：41A無桿腔面積：D211.52103.81cm2411（）（11.5282）53.58cmDd有桿腔面積：A222441、活塞桿穩(wěn)定性的校核由上可知可知活塞桿的穩(wěn)定性滿足，可以安全使用。、求液壓缸的最大流量qAv53.58104760m3/s6.251104m3/s37.51L/min快進(jìn)2快進(jìn)qAv53.581040.0960m3/s8.04106m3/s0.48L/min工進(jìn)2工進(jìn)qAv103.81104760m3/s12.11104m3/s72.67L/min快退1快退、運(yùn)動(dòng)時(shí)間快進(jìn)tLv(1501030.117)s1.3s111工進(jìn)tLv(801031.5103)s53.33s222快退tLLv150801030.1171.97s3121、繪制工況圖工作循環(huán)中各個(gè)工作階段的液壓缸壓力，流量和功率見下表：液壓缸各工作階段的壓力、流量和功率pMpa壓力q(L/min)p功率w工況流量快進(jìn)工進(jìn)快退以上是液壓缸壓力，流量和功率的表格，依照上表中的數(shù)值，可繪制出液壓缸的工hh況圖（如下）h

hP3.361.42S快進(jìn)工進(jìn)快退壓力行程圖72.67q37.510.48s快進(jìn)工進(jìn)快退流量行程圖hhP16.1310.32S快進(jìn)工進(jìn)快退功率行程圖（四）擬定液壓系統(tǒng)原理圖液壓系統(tǒng)圖的擬定，主要是考慮以下幾個(gè)方面問題：、供油方式考慮到該機(jī)床在工作進(jìn)給時(shí)負(fù)載較大，速度較低，而在快進(jìn)快退時(shí)負(fù)載較小，速度較高，從節(jié)省能量減少發(fā)熱考慮，泵源系統(tǒng)宜選用雙泵供油或變量泵供油，現(xiàn)采用限壓式變量葉片泵，采用這種限壓式葉片泵時(shí)，系統(tǒng)的最高壓力油泵調(diào)節(jié)，其值為泵處于無流量輸出時(shí)的壓力值。、調(diào)速回路中小型組合機(jī)床的液壓系統(tǒng)中，進(jìn)給速度的控制一般采用節(jié)流閥或調(diào)速閥。根據(jù)組合機(jī)床工作時(shí)對(duì)低速性能和速度負(fù)載特性都有一定的要求，決定采用限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速。用流量控制閥調(diào)節(jié)進(jìn)入或流出液壓缸的流量來調(diào)節(jié)其運(yùn)動(dòng)速度，并使變量泵的輸油量自動(dòng)地液與壓缸所需流量相適應(yīng)，這種調(diào)速回路沒有溢流損失，效率較高發(fā)熱小和速度剛性好的特點(diǎn)。該系統(tǒng)在慢速時(shí)速度需要調(diào)節(jié)，考慮到系統(tǒng)功率hh小，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度低，工作負(fù)載變化小，所以采用調(diào)速閥的進(jìn)油節(jié)流調(diào)速。、速度換接回路由于快進(jìn)和工進(jìn)之間速度需要換接，但對(duì)換接的位置要求不高，所以采用由行程閥來實(shí)現(xiàn)速度換接。h

h、平衡及鎖緊為防止在下端停留時(shí)重物下落和在停留的期間內(nèi)保持重物的位置，為了克服滑臺(tái)自重在快下過程中的影響，特在液壓缸的下腔（即無桿腔）接一個(gè)單向順序閥構(gòu)成一平衡回路，此單項(xiàng)順序閥的調(diào)定壓力應(yīng)稍大于因運(yùn)動(dòng)部件自重在液壓缸下腔形成的壓力。這種平衡回路在活塞下行時(shí)，回油腔有一定的背壓，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。該液壓系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：該系統(tǒng)采用了限壓式變量液壓泵—“調(diào)速閥”組成的容積調(diào)速回路，它能保證液壓缸的穩(wěn)定低速運(yùn)動(dòng)，較好的速度剛性和較大的調(diào)速范圍。采用了限壓式變量泵和液壓差動(dòng)連接兩項(xiàng)本液壓系統(tǒng)的換向采用單向閥和三位五通型的中位機(jī)能的液抵押下卸荷，既減少了能量損耗，又使控油路保持一定的壓力，以保證下一動(dòng)作的順利啟動(dòng)。在選定上述基本回路用相同或相近的回路合并。為確保系統(tǒng)的安全，必要時(shí)增設(shè)安全回路，保證設(shè)備和操作人員的安全，為便于系統(tǒng)的安全的安裝，維修，檢修，檢查，管理，在回路設(shè)一些截止閥，測(cè)試點(diǎn)，這樣擬定一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)，（原理圖見圖紙）。措施來實(shí)現(xiàn)快進(jìn)，可得到較大的快進(jìn)速度，且能量利用也比較合理。控電磁換向閥來使液壓泵在后，配上其他輔助回路，為簡化系統(tǒng)，去掉重復(fù)的元件，使作上要適當(dāng)裝（五）液壓元件的計(jì)算與選擇確定液壓泵的型號(hào)及電動(dòng)機(jī)功率工作循環(huán)中最大工作壓力為由于該系統(tǒng)比較簡單，液壓缸在所以取其壓力損失p0.4Mpa所以液壓泵的工作壓力為：ppp40.44.4Mpap泵的最大供油量應(yīng)為：h

hqkqmax1.190.48L/min99.53L/minp選擇液壓泵的規(guī)格型號(hào)液壓泵的規(guī)格型號(hào)按計(jì)算值在產(chǎn)品樣本中選取，為了使液壓泵工作安全可靠，液壓泵應(yīng)有一定的壓力儲(chǔ)備量，通常泵的額定壓力可比工作壓力高—。泵的額定流量則宜與最大供油量相當(dāng)，不要超過太多，以免造成過大的功率損失。根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查產(chǎn)品目錄，故應(yīng)選用型的限壓式變量葉片泵，其額定壓力為容積效率h

h0.9，總效率0.85，所以驅(qū)動(dòng)該泵的電動(dòng)機(jī)的功率可由泵的工作壓力（）pvp和輸出流量90.48L/minq求出：pp4.490.48Ppq600.85kw7.8kwpp查電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品目錄，擬選用的電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為，功率為額定轉(zhuǎn)速為。（六）液壓缸的設(shè)計(jì)、液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為滿足本題目中液壓系統(tǒng)快進(jìn)—工進(jìn)—快退的使用要求，選用雙作用單桿活塞缸。（）液壓缸的組成：液壓缸的結(jié)構(gòu)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(gè)部分。（）液壓缸的主要參數(shù)設(shè)計(jì)液壓缸的主要尺寸參數(shù)包括液壓缸的內(nèi)徑、活塞桿直徑、和液壓缸筒長度。㎜㎜液壓缸筒長的長度由活塞的最大行程、活塞寬度、活塞桿導(dǎo)向長度和特殊要求的其他長度確定。查手冊(cè)選活塞行程㎜，活塞寬度（）選㎜，綜上所述得缸筒長度㎜。液壓缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括缸的壁厚δ、液壓缸內(nèi)、外徑、。。多屬薄于壁筒δ≤，選δ有前面可知：缸筒內(nèi)徑對(duì)于低壓系統(tǒng)缸大㎜hh缸筒外徑δ（）液壓缸組件的連接方式：缸筒與缸蓋的連接形式，因法蘭連接結(jié)構(gòu)簡單，容易加工，也易拆卸，故采用法蘭連接，缸筒與缸底的連接形式也用法蘭連接。活塞桿與活塞的連接方式選用螺紋連接，其結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便可靠。h

h（）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(yīng)根據(jù)密封部位運(yùn)動(dòng)速度的范圍不同而選擇型的密封圈。（）密封裝置的選擇：、使用部位、使用的壓力、溫度、選形密封圈，因?yàn)槠渚哂辛己玫拿芊庑阅埽医Y(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)動(dòng)件的摩擦阻力小，裝卸方便，容易制造，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。、液壓缸設(shè)計(jì)需要注意的事項(xiàng)（）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(tài)下承受最大負(fù)載。（）考慮到液壓缸有不同行程終了處的制動(dòng)問題和液壓缸的排氣問題，缸內(nèi)如無緩沖裝置和排氣裝置，系統(tǒng)中需有相應(yīng)措施。（）根據(jù)主機(jī)的工作要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，正確確定液壓缸的安裝、固定方式，但液壓缸只能一端（）液壓缸各部分的結(jié)構(gòu)需根據(jù)湊、加工、裝配和維修方便。定位。推薦結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)比較，盡可能做到簡單、緊、液壓缸主要零件的材料和技術(shù)要求（）缸體材料灰鑄鐵粗糙度液壓缸內(nèi)圓柱表面粗糙度為R0.2~0.4ma技術(shù)要求：內(nèi)徑用的配合缸體與端蓋采用螺紋連接，采用精度（）缸蓋材料鋼h

h粗糙度導(dǎo)向表面粗糙度為Ra技術(shù)要求：同軸度不大于分析：缸體組件有與活塞組件構(gòu)成密封的空腔，承受油壓，因此缸體組件要有足夠的強(qiáng)度，較高的表面精度，以承受活塞頻繁的往復(fù)摩擦，保證活塞密封件的可靠密封，缸體組件指的是缸筒與缸蓋，其使用材料與工作壓力有關(guān)，當(dāng)工作壓力＜時(shí)使用鑄鐵，當(dāng)工作壓力＞＜時(shí)使用鑄剛或鍛剛，本題目中工作壓力的最大值為，故選用鑄鐵缸筒。缸蓋的材料常用號(hào)，鋼號(hào)鍛件，或h

h及等灰鑄鐵。（）活塞材料灰鑄鐵：粗糙度活塞外圓柱粗糙度Ra技術(shù)要求：活塞外徑用橡膠密封即可取的配合，內(nèi)孔與活塞桿的配合可取。（）活塞桿材料實(shí)心：鋼，調(diào)質(zhì)處理，粗糙度桿外圓柱粗糙度為Ra技術(shù)要求：調(diào)質(zhì)活塞與前端蓋用H8/f7的配合，與活塞的連接可用H7h7分析：活塞組件主要包括活塞，活塞桿，