课程设计
课程名称：成型铣刀加工出成型面的液压专用铣床
学院：职业技术学院专业：机械设计制造姓名：胡蕤学号：1020020160 年级：大三任课教师：何玲
2012年 10 月 16 日
目录
1．概述 (3)
1.1 课程设计的目的 (3)
1.2 课程设计的要求 (3)
1.3 课程设计题目描述和要求 (3)
1.4 设计内容及步骤 (4)
2. 液压系统设计计算 (4)
2.1 设计要求及工况分析 (4)
2.1.1 工况分析 (4)
2.1.2确定液压系统方案 (6)
2.2 确定液压系统主要参数 (7)
2.2.1初选液压缸工作压力 (7)
2.2.2计算液压缸主要尺寸 (7)
2.3 拟定液压系统原理图 (9)
2.3.1 选择基本回路 (9)
2.3.2 组成液压系统 (11)
2.4 计算和选择液压件 (11)
2.4.1 确定液压泵的规格和电动机功率 (11)
2.4.2 确定其它元件及辅件 (12)
2.5 验算液压系统性能 (14)
2.5.1 验算系统压力损失 (14)
2.5.2 验算系统发热与温升 (17)
3．总结 (18)
4.致谢 (18)
5.参考文献 (19)
1．概述
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，是在完成《液压与气压传动》课程理论教学以后所进行的重要实践教学环节。本课程的学习目的在于使学生综合运用《液压与气压传动》课程及其它先修课程的理论知识和生产实际知识，进行液压传动的设计实践，使理论知识和生产实际知识紧密结合起来，从而使这些知识得到进一步的巩固、加深和扩展。通过设计实际训练，为后续专业课的学习、毕业设计及解决工程问题打下良好的基础。课程设计报告书概括性的介绍了设计过程，对设计中各部分内容作了重点的说明、分析、论证和必要的计算，系统性整理、表达了设计过程中涉及到的专业知识和基本要求，有条理的表达了自己对本课程设计的阐述。
1.2 课程设计的要求
(1)液压传动课程设计是一项全面的设计训练，它不仅可以巩固所学的理论知识，也可以为以后的设计工作打好基础。在设计过程中必须严肃认真，刻苦钻研，一丝不苟，精益求精。
(2)液压传动课程设计应在教师指导下独立完成。教师的指导作用是指明设计思路，启发学生独立思考，解答疑难问题，按设计进度进行阶段审查，学生必须发挥主观能动性，积极思考问题，而不应被动地依赖教师查资料、给数据、定方案。
(3)设计中要正确处理参考已有资料与创新的关系。任何设计都不能凭空想象出来，利用已有资料可以避免许多重复工作，加快设计进程，同时也是提高设计质量的保证。另外任何新的设计任务又总有其特定的设计要求和具体工作条件，因而不能盲目地抄袭资料，必须具体分析，创造性地设计。
(4)学生应按设计进程要求保质保量的完成设计任务。
1.3课程设计题目描述和要求
设计一台用成型铣刀加工的液压专用铣床，要求机床工作台上一次可安装两只工件，并能同时加工。工件的上料、卸料由手工完成，工件的夹紧及工作台进给由液压系统完成。机床的工作循环为：手工上料—工件自动夹紧—工作台快进—铣削进给（工进）—工作台快退—夹具松开—手工卸料。
对液压系统的具体参数要求：运动部件总重G=23000N，切削力Fw=15000N;快进行程l1=300mm，工进行程l2=80mm；快进、快退速度v1=v3=5m/min,工进速度v2=100~600mm/min，启动时间Δt=0.5s；夹紧力Fj=3000N,行程lj=15mm，夹
紧时间Δtj =1s 。工作台导轨采用平导轨，导轨间静摩擦系数 fs=0.2，动摩擦系数fd=0.1，要求工作台能在任意位置上停留。 设计任务：
（1）确定执行元件（液压缸）的主要结构尺寸（D 、d 等） （2）确定系统的主要参数；
（3）选择各类元件及辅件的形式和规格，列出元件明细表； （4）绘制正式液压系统图
1.4 设计内容及步骤
(1)阅读、研究设计任务书，明确设计内容和要求，了解原始数据和工作条件；
(2)收集有关资料并进一步熟悉课题。 (3)明确设计要求进行工况分析； (4)确定液压系统主要参数； (5)拟定液压系统原理图； (6)计算和选择液压件； (7)验算液压系统性能；
(8)选择各类元件及辅件的形式和规格，列出元件明细表； (9)绘制正式的液压原理图。
2. 液压系统设计计算
2.1 设计要求及工况分析
2.1.1 工况分析
液压系统的工况分析是指对液压执行元件进行运动分析和负载分析，目的是查明每个执行元件在各自工作过程中的流量、压力、功率的变化规律，作为拟定液压系统方案，确定系统主要参数（压力和流量）的依据。
负载分析: 工作台液压缸
工作负载： 工作负载即为切削阻力F F w L ==15000N 摩擦负载： 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力 动摩擦负载 00N 2323000*0.1G *d
fd ===f
F
N G F 460023000*2.0*f s fs ===
静
摩擦负
载
惯性负载 N F 2.3915
.0083
.08.923000t v g G i ==??=
运动时间
快进 s 6.35
10*300v l t 3
111==
=- 工进 s 8600
80v l t 222===
快退 s 56.45
10*)80300(v l l t 3
3213=+=+=- 设液压缸的机械效率ηcm=0.9，得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表1所列。
工况
负载组成
液压缸负载F /N 液压缸推力F 0=F /ηcm
/N
启 动 加 速 快 进 工 进 反向启动 加 速 快 退
fs F F = i fd F F F += fd F F = L F F F +=fd fs F F = i fs F F F += fd F F =
4600 2691.2 2300 17300 4600 4991.2 2300
5111.11 2990.22 2555.56 19222 5111.11 5545.78 2555.56
表1液压缸各阶段的负载和推力
根据液压缸在上述各阶段内的负载和运动时间，即可绘制出负载循环图F-t 和速度循环图v-t ，如图1所示
图1 负载循环图和速度循环图
2.2.3确定液压系统方案
A、回路方式的选择
一般选用开式回路，即执行元件的排油回油箱，油液经过沉淀、冷却后再进入液压泵的进口。
由于铣床的输出参数要求高精度控制，因此应对输出量进行检测然后反馈控制液压系统的压力和流量，即构成系统的大闭环控制。
B、液压介质的选择
普通液压系统选用矿物油型液压油作为工作介质，其中室内液压设备多选用气轮机油和普通液压油;室外液压设备则应选用抗磨液压油或低凝液压油。对某些热加工设备或井下液压系统，应选用耐燃介质，如磷酸酯液、水-乙二醇、乳化液等。由于本课程是在室内进行加工，所以应选用气轮机油和普通液压油待介质选定后，在设计和选用液压元件时应考虑它们与所选介质的相容性和耐腐蚀性。
C、分析液压系统工况初定系统压力范围
对液压系统各执行元件整个工作循环的速度、负载变化规律(如负载速度谱)进行分析，确定各执行元件的最大负载，最低和最高运动速度，工作行程及最大行程，列表备用。
液压系统的压力即泵的出口压力与液压设备的工作环境、负载精度要求等有关，常用的液压系统的压力推荐值可参阅有关手册。
D、执行元件的选择
(1)用于实现连续的回转运动，选用液压马达。若转速高于500 r/min,可直接选用高速液压马达，如齿轮马达、双作用叶片马达和轴向柱塞马达,其中轴向柱塞马达又分为定量马达和变量马达。若转速低于500 r/min，可选用低速液压马达或高速液压马达等机械减速装置。
(2)要求机床工作台上一次可安装两只工件，并能同时加工，因此选用双向工作进给，且双向输出的力、速度相等，应选用双伸缩杆活塞缸
E、液压泵类型选择
考虑到流量突变时液压冲击较大，工作平稳性差，且可双泵同时向液压缸供油实现快速运动，最后确定选用双联叶片泵
(2)液压系统有多个执行元件，各工作循环所需的流量相差很大，应选用多泵供油实现分级调节。
F、调速方式的选择
定量泵节流调速回路，因调节方式简单，一次性投资少，在中小型液压设备特别是机床中得到了广泛应用。节流调速回路中的进、回油路调速为恒定系统，系统的刚性较好;旁油路调速为变压系统，系统刚性较差。用调速阀或
旁通调速阀的节流调速回路可提高系统的速度刚性，但会增加少量的功率损失。
G、调压方式的选择
溢流阀装在液压泵出口处用来保证系统压力恒定，在其他场合则为安全阀，限制系统的最高压力。一般选普通溢流阀。
H、换向回路的选择
对于小流量的液压系统，一般采用电磁换向阀直接换向。
2.2 确定液压系统主要参数
2.2.1初选液压缸工作压力
所设计的动力滑台在工进时负载最大，在其它工况负载都不太高，参考表2和表3，初选液压缸的工作压力p1=4MPa
表2 按负载选择工作压力
表3 各种机械常用的系统工作压力
2.2.2计算液压缸主要尺寸
液压缸在工作过程中各阶段的负载为：
油缸的机械效率ηcm，有各运动件摩擦损失造成，通常可取0.9~0.95。
启动阶段 Ft= ffG/ηcm=0.2?23000/0.9=5111.11N
加速阶段F
t ={f
d
G+
t
v
g
G
?
?
?}/cm={0.1?23000+
5.0
083
.0
81
.9
23000
? }/0.9=2689N
快进、快退阶段 Ft= Ft= fdG/ηcm=0.1?23000/0.9=2555.56N
工进阶段F
t = （f
d
G+
W
F）/ηcm=（0.1?23000+15000）/0.9=19222N
制动阶段
F t ={f
d
G-
t
v
g
G
?
?
?}/cm={0.1?23000-
1.0
083
.0
81
.9
23000
? }/0.9=2533.94N
负载/KN <5 5~10 10~20 20~30 30~50 >50
工作压力/MPa <0.8~1 1.5~2 2.5~3 3~4 4~5 5
≥
机械类型
机床农业机械小
型工程机械
建筑机械液
压凿岩机
液压机大中
型挖掘机重
型机械起重
运输机械磨床
组合
机床
龙门
刨床
拉床
工作压力/MPa 0.8~2 3~5 2~8 8~10 10~18 20~32
工作阶段 速度v （m/s ） 负载F(N) 启动加速 2689N 快 进 0.083
2555.56 工 进 0.00017~0.001 19222N 快 退
0.083
2533.94N
表4 液压缸各阶段的速度和负载
由表4看出，最大负载为工进阶段的负载F=22555.56N ，则可计算出液压缸的内径尺寸为： D=
c
p 4πt
F =6
10314.3922214???=8.16?
12-2
m 系统类型
背压力/MPa 简单系统或轻载节流调速系统 0.2~0.5 回油路带调速阀的系统 0.4~0.6 回油路设置有背压阀的系统 0.5~1.5 用补油泵的闭式回路 0.8~1.5 回油路较复杂的工程机械 1.2~3 回油路较短且直接回油
可忽略不计
表5 执行元件背压力
工作压力/MPa
≤5.0 5.0~7.0 ≥7.0 d/D
0.5~0.55
0.62~0.70
0.7
表6 按工作压力选取d/D
12/v v 1.15 1.25 1.33 1.46 1.61 2 d/D
0.3
0.4
0.5
0.55
0.62
0.71
表7 按速比要求确定d/D
注：1—无杆腔进油时活塞运动速度； 2—有杆腔进油时活塞运动速度。
查设计手册，
按液压缸内径系列将以上计算值圆整为标准直径，D=100mm 。
为了实现液压缸快进和快退速度相等，参考表6表7，得d=0.707D ，所以： d=0.707?100=70.7mm
圆整成标准系列活塞杆直径，d=70mm 。
由D=100mm,d=70mm ，可计算出液压缸无杆腔有效作用面积
A c1=4πD 2=78.5?10-42m ，有杆腔有效作用面积A c2=4
π（D 2-d 2）=40.5?10-42
m 。
1、活塞杆稳定性校核
A)夹紧缸
由于夹紧缸的活塞杆直径是利用稳定性校核来计算的，所以不需要进行校
核。
B)工作台缸
因为活塞杆的总行程为380mm，活塞杆的直径是100mm，所以L/d=3.8<10，所以满足稳定性要求。
2、液压缸各运动阶段的压力，流量和功率
工况推力
(F
)
（N）
进油腔
压力
(
p
c
)
（MPa）
回油腔
压力
(
p
b
)
（MPa）
流量
(
q
c
)
（L/mi
n）
功率
（W）计算公式
快进（差动）启动5111 1.85 - - -
c
p=(F0+△pA c2)/( A c1-
A
c2
)
c
q=( A c1- A c2)v1
p= p
c
q
c
加速2689 1.30 0.5 - -
恒速2555 1.19 0.5 0.1725 342.1
工进19222 2.87 0.8 0.047 224
c
p=(F0+ A c2p b)/ A c1 c
q= A c1v2
p= p
c
q
c
快退
启动5111 1.26 - - - p
c
=(F
+ A
c1
p
b
)/ A
c2
q
c
= A
c2
v
1
p= p
c
q
c
加速5545 1.36 0.5 - -
恒速2534 0.63 0.5 0.0202 212
表8 液压缸在各阶段的压力、流量和功率
注：1．差动系统连接时，液压缸的回油路口到进油口之间的压力损失,△p
＝0.5MPa,
2.快退时，液压缸有杆腔进油，压力为p
1；无杆腔回油，压力为p
2
。
2.3 拟定液压系统原理图
2.3.1 选择基本回路
(1) 选择调速回路。这台机床液压系统功率较小，滑台运动速度低，工作负载为阻力负载且工作中变化小，故可选用进口节流调速回路。为防止孔钻通时负载突然消失引起运动部件前冲，在回油路上加背压阀。由于系统选用节流调速方式，系统必然为开式循环系统。
(2) 选择油源形式从工况图可以清楚看出，在工作循环内，液压缸要求油源提供快进、快退行程的低压大流量和工进行程的高压小流量的油液。最大流
量与最小流量之比
qmax/qmin=0.172/(0.0202×
2
10 )=85。其相应的时间之比
(t1+t3)/t2=(0.06+0.076)/0.8
=0.17。这表明在一个工作循环
中的大部分时间都处于高压小
流量工作。从提高系统效率、节
省能量角度来看，选用单定量泵
油源显然是不合理的，为此可选
用限压式变量泵或双联叶片泵作为油源。考虑到前者流量突变时液压冲击较大，工作平稳性差，且后者可双泵同时向液压缸供油实现快速运动，最后确定选用双联叶片泵方案，如图2a 所示。
(3) 选择快速运动和换向回路。本系统已选定液压缸差动连接和双泵供油两种快速运动回路实现快速运动。考虑到从工进转快退时回油路流量较大，故选用换向时间可调的电液换向阀式换向回路，以减小液压冲击。由于要实现液压缸差动连接，所以选用三位五通电液换向阀，如图2b所示。
(4) 选择速度换接回路。由于本系统滑台由快进转为工进时，速度变化大v2
v
/，为了减少速度换接时的液压冲击，选用行程阀控制的换接回路，如图1
2c所示。
(5) 选择调压和卸荷回路。在双泵供油的油源形式确定后，调压和卸荷问题都已基本解决。要求工作台能在任意位置上停留，即滑台工进时，高压小流量泵的出口压力由油源中的溢流阀调定，无需另设调压回路。即在滑台工进和停止时，低压大流量泵通过液控顺序阀卸荷，高压小流量泵在滑台停止时虽未卸荷，但功率损失较小，故可不需再设卸荷回路，就能在任意位置停留。
图2 选择的基本回路
2.3.2 组成液压系统
将上面选出的液压基本回路组合在一起，并经修改和完善，就可得到完整的液压系统工作原理图，如图3所示。在图3中，为了解决滑台工进时进、回油路串通使系统压力无法建立的问题，增设了单向阀6。为了避免机床停止工作时回路中的油液流回油箱，导致空气进入系统，影响滑台运动的平稳性，图中添置了一个单向阀13。考虑到这台机床用于钻孔（通孔与不通孔）加工，对位置定位精度要求较高，图中增设了一个压力继电器14。当滑台碰上死挡块后，系统压力升高，它发出快退信号，操纵电液换向阀换向。
2.4 计算和选择液压件
2.4.1 确定液压泵的规格和电动机功率
(1) 计算液压泵的最大工作压力
小流量泵在快进和工进时都向液压缸供油，由表8可知，液压缸在工进时工作压力最大，最大工作压力为p1=2.87MPa ，如在调速阀进口节流调速回路中，选取进油路上的总压力损失∑?p=0.8MPa ，考虑到压力继电器的可靠动作要求压差 pe=0.5MPa ，则小流量泵的最高工作压力估算为
=?+?+≥∑e p p p p p 110.8MPa+0.5MPa=1.3MPa
大流量泵只在快进和快退时向液压缸供油，由表8可见，快退时液压缸的工作压力为p1=1.26MPa ，比快进时大。考虑到快退时进油不通过调速阀，故其进油路压力损失比前者小，现取进油路上的总压力损失∑?p=0.3MPa ，则大流量泵的最高工作压力估算为
=?+≥∑p p p p 12 1.26MPa+0.3MPa=1.56MPa (2) 计算液压泵的流量
由表8可知，油源向液压缸输入的最大流量为0.172×10-3 m3/s ，若取回路泄漏系数K=1.1，则两个泵的总流量为
=≥1kq q p 0.189×103- m3/s=11.34L/min 考虑到溢流阀的最小稳定流量为3L/min ，工进时的流量为0.84×1105- m3/s =0.5L/min ，则小流量泵的流量最少应为3.5L/min 。
(3) 确定液压泵的规格和电动机功率
根据以上压力和流量数值查阅产品样本，并考虑液压泵存在容积损失，最后确定选取PV2R12-6/33型双联叶片泵。其小流量泵和大流量泵的排量分别为6mL/r 和33mL/r ，当液压泵的转速np=940r/min 时，其理论流量分别为5.6 L/min 和31L/min ，若取液压泵容积效率ηv=0.9，则液压泵的实际输出流量为
=+=21p p p q q q 14.693L/min
由于液压缸在快退时输入功率最大，若取液压泵总效率ηp=0.8，这时液压泵的驱动电动机功率为
=≥
p
p
p q p p η 1.56×106×14.693/60×0.8×103=0.477KW
根据此数值查阅产品样本，选用规格相近的Y100L —6型电动机，其额定功率为0.5KW ，额定转速为940r/min 。
2.4.2 确定其它元件及辅件
(1) 确定阀类元件及辅件
根据系统的最高工作压力和通过各阀类元件及辅件的实际流量，查阅产品样本，选出的阀类元件和辅件规格如表9所列。其中，溢流阀9按小流量泵的额定流量选取，调速阀4选用Q —6B 型，其最小稳定流量为0.03 L/min ，小于本系统工进时的流量0.5L/min 。
表9液压元件规格及型号
*注：此为电动机额定转速为940r/min 时的流量。 2) 确定油管
在选定了液压泵后，液压缸在实际快进、工进和快退运动阶段的运动速度、时间以及进入和流出液压缸的流量，与原定数值不同，重新计算的结果如表9所列 快进
工进
快退
A
A q q A q p p q
2
1
2
1
)
(1-+=
=58.6L/min
q 1
=0.5L/min
q q
q p p 2
1
1
+==14.693
L/min
型号 额定流量qn/L/m in
额定压力
Pn/MPa 额定压降?
Pn/MPa 1 双联叶片泵 — PV2R12-6/33 5.1/27
.9*
16 — 2
三位五通电液换向阀
70
35DY —100BY
100
6.3
0.3
3 行程阀 62.3 22C —100BH 100 6.3 0.3
4 调速阀 <1 Q —6B 6 6.3 —
5 单向阀 70 I —100B 100 6.3 0.2
6 单向阀 29.3 I —100B 100 6.3 0.2
7 液控顺序阀 28.1 XY —63B 63 6.3 0.3
8 背压阀 <1 B —10B 10 6.3 —
9 溢流阀 5.1 Y —10B 10 6.3 — 10 单向阀 27.9 I —100B 100 6.3 0.2 11 滤油器 36.6 XU —80×200 80 6.3 0.02 12 压力表开关 — K —6B — — — 13 单向阀 70 I —100B 100 6.3 0.2 14
压力继电器
—
PF —B8L
—
14
—
A A q q 21
1
2
==26.5L/min
A A q q 2
1
1
2
==0.17L/min A A q q 2
1
1
2
==65L/min
A
A q
q v p p 2
1
21
1
-+==0.087m/s
A q v 1
1
2
==0.00076m/s A
q
v 1
1
3
==0.0912m/s
t 1=
v
1
103
*15-=0.67s
t 2=
v
2
3
10*50-=65.7s
t
3
=0.876s
表10各工况实际运动速度、时间和流量
管道 推荐流速/(m/s) 吸油管道 0. 5～1.5，一般取1以下 压油管道 3～6，压力高，管道短，粘度小取大值
回油管道
1. 5～3
表11允许流速推荐值
由表10可以看出，液压缸在各阶段的实际运动速度符合设计要求。 根据表10数值，按表11推荐的管道内允许速度取υ=4 m/s ，由式v
q
d π4=计算得与液压缸无杆腔和有杆腔相连的油管内径分别为
v q d π4===--mm 103
*4*14.3*60103*6.58*417.87mm v q d π4===--mm 103
*4
*14.3*60103*70*419.3mm 为了统一规格，按产品样本选取所有管子均为内径20mm 、外径28mm 的10号冷拔钢管。
(3) 确定油箱
油箱的容量按V=aqpn 式估算，其中α为经验系数，低压系统，α=2～4；中压系统，α=5～7；高压系统，α=6～12。现取α=6，得 ==pn q v α6×(5.6+31)L=220L
2.5 验算液压系统性能
2.5.1 验算系统压力损失
由于系统管路布置尚未确定，所以只能估算系统压力损失。估算时，首先确定管道内液体的流动状态，然后计算各种工况下总的压力损失。现取进、回油管道长为l=2m ，油液的运动粘度取1′10-4m2/s ，油液的密度取r=0.9174′103kg/m3。
(1)判断流动状态
在快进、工进和快退三种工况下，进、回油管路中所通过的流量以快退时回油流量q2=70L/min 为最大，此时，油液流动的雷诺数
74310
1102060107044R 4
33
e =???????===---ππdv q v vd 也为最大。因为最大的雷诺数小于临界雷诺数（2000），故可推出：各工况下的进、回油路中的油液的流动状态全为层流。
(2)计算系统压力损失 将层流流动状态沿程阻力系数
q
dv
475R 75e πλ==
和油液在管道内流速
2
4d
q
πν=
同时代入沿程压力损失计算公式ρλ2
2
1d lv p =?，并将已知数据代入后，得
q q q d p 108*5478.0)1020(14.322101109174.075427544
34341=?????????=?=?--πρυ 可见，沿程压力损失的大小与流量成正比，这是由层流流动所决定的。 在管道结构尚未确定的情况下，管道的局部压力损失?p ζ常按下式作经验计算
1
1.0p p ?=?ξ
各工况下的阀类元件的局部压力损失可根据下式计算
2
)(
n
n v q q p p ?=? 其中的Dpn 由产品样本查出，qn 和q 数值由表8和表9列出。滑台在快进、工进和快退工况下的压力损失计算如下：
1．快进
滑台快进时，液压缸通过电液换向阀差动连接。在进油路上，油液通过单
向阀10、电液换向阀2，然后与液压缸有杆腔的回油汇合通过行程阀3进入无杆腔。在进油路上，压力损失分别为
0.04628MPa a 1060
106.585478.0105478.06
38
=???=?=?--∑MP q p li
a 04628.01.01.0MP p
p li
i
?=?=?∑∑?
0.1647MPa a ])100
6.58(3.0)10069.14(3.0)1009.27(
2.0[222=?+?+?=?∑MP p
via a )1647.0004628.004628.0(MP p
p p p vi
li
i
i
++=?+?+?=?∑∑∑∑?
在回油路上，压力损失分别为
0.02273MPa
a 1060103.29105478.0,105478.063
8
9
=????=?=?--∑MP q p lo a 0.002273MP a 02273.01.01.0=?=?=?∑∑MP p
lo
o
ζ
0.1194MPa a )]100
6.58(3.0)1003.29(2.0)1003.29(
3.0[22=?+?+?=?∑MP p
vo
0.1444MPa
a )1194.0002273.002273.0(=++=?++?=?∑∑∑∑MP p
p p p vo
o
lo
o
ζ
将回油路上的压力损失折算到进油路上去，便得出差动快速运动时的总的压力损失
0.296MPa a ]957
.441444.02273.0[=?
+=?∑MP p
2．工进
滑台工进时，在进油路上，油液通过电液换向阀2、调速阀4进入液压缸无杆腔，在调速阀4处的压力损失为0.5MPa 。在回油路上，油液通过电液换向阀2、背压阀8和大流量泵的卸荷油液一起经液控顺序阀7返回油箱，在背压阀8处的压力损失为0.6MPa 。若忽略管路的沿程压力损失和局部压力损失，则在进油路上总的压力损失为
=+?=?=?∑∑a ]5.0)100
5.0(3.0[2
MP p p vi
vi 0.500007MPa 此值略小于估计值。
在回油路上总的压力损失为
0.66MPa a ])63
9.2724.0(3.06.0)10024.9(3.0[2
2=+?++?=?=?∑∑MP p p vo
o 该值即为液压缸的回油腔压力p2=0.66MPa ，可见此值与初算时参考表4选取的背压值基本相符。
按表7的公式重新计算液压缸的工作压力为
MPa MP A A P F p 67.3a 101095107.441066.0349426
44
612201=?????+=+=-- 此略高于表7数值。
考虑到压力继电器的可靠动作要求压差Dpe=0.5MPa ，则小流量泵的工作压力为
5.05.099.311++=?+?+=∑e i p p p p p =4.99MPa
此值与估算值基本相符，是调整溢流阀10的调整压力的主要参考数据。 3．快退
滑台快退时，在进油路上，油液通过单向阀10、电液换向阀2进入液压缸有杆腔。在回油路上，油液通过单向阀5、电液换向阀2和单向阀13返回油箱。在进油路上总的压力损失为
=?+?=?=?∑∑a ])100
33(3.0)1009.27(
2.0[2
2MP p p vi i 0.048MPa 此值远小于估计值，因此液压泵的驱动电动机的功率是足够的。
在回油路上总的压力损失为
=?+?+?=?=?∑∑a ])10070
(2.0)10070(3.0)10070(2.0[222MP p p vo o 0.303MPa
大流量泵的工作压力为
MPa p p p i p 48.1048.043.112=+=?+=∑
此值是调整液控顺序阀7的调整压力的主要参考数据。
2.5.2 验算系统发热与温升
由于工进在整个工作循环中占96%，所以系统的发热与温升可按工进工况来计算。在工进时，大流量泵经液控顺序阀7卸荷，其出口压力即为油液通过液控顺序阀的压力损失
0.058MPa a )63
9.27(3.0)(
222=?=?=?=MP q q p p p n n p 液压系统的总输入功率即为液压泵的输入功率
W
w q p q p p p
p p p p r 4.5648
.060109.27100588.060101.51099.436
36
2
211=??
?+???=+=
--η
液压系统输出的有效功率即为液压缸输出的有效功率
W w Fv p c 7.271088.03144832=??==-
由此可计算出系统的发热功率为
W P P H c r 7.536)7.274.564(=-=-=
按式
KA H
T =
?计算工进时系统中的油液温升，即
15220
15065.07.536065.03
2
3
2
=??=
=
?V
K H T °C
其中传热系数K=15 W/（m2·°C ）。 设环境温T2=25°C ，则热平衡温度为
55][1525121=≤+=?+=T T T T °C
油温在允许范围内，油箱散热面积符合要求，不必设置冷却器。
3．总结
此次课程设计,让我受益非浅,不仅培养了我发现问题、分析问题、解决问题的逻辑思维能力,更重要的是学会了熟悉运用液压传动的基本理论实际知识解决实际需求。通过这次液压专用铣床的课程设计,让我从分析系统工况、执行元件工作压力的确定、回路的选择以及液压系统的性能验算有了一个清晰的认识和了解，通过整个过程中对各种知识综合整理和不断补充，又有了更高层次的理解和发现。
通过对液压专用铣床的课程设计报告书的编写,进一步培养了我们分析、总结和表达的能力,巩固、深化了在设计中所获得的知识,让我们更加贴近于生产实际,让我们更加清晰的看到了理论与实际在设计中的差别,通过设计使我们能够综合、灵活、有条理地应用液压传动方面的知识,充分表达自己对工艺的理解和发现。
此外，通过这次设计还得出一个结论“知识必须通过应用才能实现其价值！”有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。
4.致谢
首先很感谢学校安排的本次课程设计，给我们的这次实践、锻炼、提升我们自学能力、动手能力的机会。经过一个周的思路整理、查资料、整理材料、写作设计报告书，今天终于可以顺利的完成本设计。此次课程的顺利完成很感
谢贵州大学何玲老师的悉心的指导。在此次调查设计说明书的写作过程中，通过查资料和搜集有关的文献，提升了我的自学能力和动手能力，在设计过程中也学到了很多机械制造加工方面的知识，对我以后走上工作岗位将会有很大帮助。在此课程设计完成之际，我谨向辛苦教导我的老师表示崇高的敬意和衷心的感谢。
5.参考文献
[1] 《机械设计基础》主编：王世辉重庆大学出版社2005年。
[2] 《机械工程材料》主编：许德珠高等教育出版社2005年。
[3]《液压与气压传动》（第四版）主编：左健民机械工业出版社2007年。
一台专用铣床的铣头驱动电机的功率N= 7.5KW ，铣刀直径 D=120mm ，转速n=350rpm ，工作台重量G1=4000N ，工件及夹具重量G2=1500N ，工作台行程L=400mm ，（快进300mm ，工进100mm ）快进速度为4.5m/min ，工金速度为60～1000mm/min ，其往复运动和加速（减速）时间t=0.05s ，工作台用平导轨，静摩擦系数fs=0.2，动摩擦系数fd=0.1。设计其液压控制系统。 二．负载——工况分析 1. 工作负载 66 100010006010607.5103410.46350120601000 W P P P F N N Dn v Dn πππ???== ===??? 2. 摩擦阻力 (12)0.2(40001500)1100fj j F f G G N N =+=?+=(12)0.1(40001500)550fd d F f G G N N =+=?+= 3. 惯性负荷 查液压缸的机械效率0.9cm η=，可计算出液压缸在各工作阶段的负载情况，如下表表1所示： 表1 液压缸各阶段的负载情况 1240001500 4.5 ( )()840.989.810.0560 g G G v F N N g t ++==?=?
工 况 负载计算公式 液压缸负载 /F N 液压缸推力 /N 启 动 fj F F ＝ 1100 1222.22 加 速 fd g F F +F ＝ 1390.98 1545.53 快 进 fd F F ＝ 550 611.11 工 进 fd w F F +F ＝ 3960.46 4400.51 快 退 fd F F ＝ 550 611.11 三．绘制负载图和速度图 根据工况负载和以知速度1v 和2v 及行程S ，可绘制负载图和速度图，如下图（图1、图2）所示： 图1(负载图)
目录 0.摘要 (1) 1.设计要求 (2) 2.负载与运动分析 (2) 2.1负载分析 (2) 2.2快进、工进和快退时间 (3) 2.3液压缸F-t图与v-t图 (3) 3.确定液压系统主要参数 (4) 3.1初选液压缸工作压力 (4) 3.2计算液压缸主要尺寸 (4) 3.3绘制液压缸工况图 (5) 4.拟定液压系统的工作原理图 (7) 4.1拟定液压系统原理图 (7) 4.2原理图分析 (8) 5.计算和选择液压件 (8) 5.1液压泵及其驱动电动机 (8) 5.2阀类元件及辅助元件的选 (10) 6.液压系统的性能验算 (10) 6.1系统压力损失验算 (10) 6.2系统发热与温升验算 (11) 7.课设总结 (12)
0．摘要 液压传动技术是机械设备中发展最快的技术之一，特别是近年来与微电子、计算技术结合，使液压技术进入了一个新的发展阶段，机、电、液、气一体是当今机械设备的发展方向。在数控加工的机械设备中已经广泛引用液压技术。作为机械制造专业的学生初步学会液压系统的设计，熟悉分析液压系统的工作原理的方法，掌握液压元件的作用与选型是十分必要的。 液压传动在国民经济的各个部门都得到了广泛的应用，但是各部门采用液压传动的出发点不尽相同：例如，工程机械、压力机械采用液压传动的主要原因是取其结构简单、输出力大；航空工业采用液压传动的主要原因取其重量轻、体积小；机床上采用液压传动的主要原因则是取其在工作过程中能无级变速，易于实现自动化，能实现换向频繁的往复运动等优点。 关键词：钻孔组合机床卧式动力滑台液压系统
1.设计要求 设计一台卧式钻孔组合机床的液压系统，要求完成如下工作循环式：快进→工进→快退→停止。机床的切削力为25000N ，工作部件的重量为9800N ，快进与快退速度均为7m/min ，工进速度为0.05m/min ，快进行程为150mm ，工进行程40mm ，加速、减速时间要求不大于0.2s ，动力平台采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1 。要求活塞杆固定，油缸与工作台连接。设计该组合机床的液压传动系统。 2.负载与运动分析 2.1负载分析 （1）工作负载： T F =25000N （2）摩擦负载： 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力 静摩擦阻力：Ffs = 0f ?G=1960N 动摩擦阻力：Ffd =d f ?G=980N （3）惯性负载：Fa = t v g G ??=500N （4）液压缸在个工作阶段的负载。 设液压缸的机械效率cm η =0.9，得出液压缸在各个工作阶段的负载和推力，如表1所示。 表1液压缸各阶段的负载和推力 工况 计算公式 外负载F/N 液压缸推力 F0= F / cm η/N 启动 F=Ffs 1960 2178 加速 F=Ffd +Fa 1480 1644 快进 F=Ffd 980 1089 工进 F=Ffd +T F 25980 28867 反向启动 F=Ffs 1960 2178 加速 F=Ffd +Fa 1480 1644 快退 F=Ffd 980 1089
摘要 1.铣床概述 铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。 2.液压技术发展趋势 液压技术是实现现代化传动与控制的关键技术之一，世界各国对液压工业的发展都给予很大重视。液压气动技术具有独特的优点，如:液压技术具有功率传动比大，体积小，频响高，压力、流量可控性好，可柔性传送动力，易实现直线运动等优点；气动传动具有节能、无污染、低成本、安全可靠、结构简单等优点，并易与微电子、电气技术相结合，形成自动控制系统。主要发展趋势如下： 1.减少损耗，充分利用能量 2.泄漏控制 3.污染控制 4.主动维护 5.机电一体化 6.液压CAD技术 7.新材料、新工艺的应用 3. 主要设计内容 本设计是设计专用铣床工作台进给液压系统，本机床是一种适用于小型工件作大批量生产的专用机床。可用端面铣刀，园柱铣刀、园片及各种成型铣刀加工各种类型的小型工件。 设计选择了组成该液压系统的基本液压回路、液压元件，进行了液压系统稳定性校核，绘制了液压系统图，并进行了液压缸的设计。 关键词铣床；液压技术；液压系统；液压缸
ABSTRACT 1. Milling machine is general to state Milling machine is to carry out the machine tool of milling processing with milling cutter for workpiece. Milling machine excludes can milling plane, groove, gear teeth, thread and spline axle are outside, can still process more complex type surface, efficiency has high planer comparatively, when mechanical production and repair department get extensive application. 2. Hydraulic technology develops tendency Hydraulic technology is that the one of crucial technical, world countries that realize modern transmission and control give great attention to the development of hydraulic industry. Hydraulic pneumatic technology has unique advantage , such as: Hydraulic technology has power weight than is big, volume is little, frequently loud and high, pressure and rate of flow may control sex well, it may be flexible to deliver power , is easy to realize the advantages such as the sport of straight line; Pneumatic transmission has energy saving, free from contamination, low cost and safe reliable, structural simple etc. advantage , and is easy to form automatic control system with microelectronics and electric in technology. Develop tendency mainly to be as follows: 1. Reduce wastage , use energy 2 fully. Leak control 3. Pollute control 4. Defend 5 initiatively. Electromechanical unifinication 6. Hydraulic CAD technical 7. The application of new material and new technology 3. Design content mainly Quantity of production. May use the garden column milling cutter, garden flat and milling cutter of end panel and is various to process the small-sized workpiece of various types into type milling cutter. Designing have selected to form hydraulic element and the basically hydraulic loop of this hydraulic system , have carried out hydraulic systematic stability school nucleus , have drawn hydraulic system to seek , and have carried out the design of hydraulic big jar. Key words milling machine；hydraulic technology；hydraulic system；hydraulic big jar
芜湖广播电视大学 机械设计制造及其自动化专业（本科）《液压气动控制技术》课程设计 班级： 15机械（春） 学号： 1534001217609 姓名：卜宏辉 日期： 2016-11-13
目录 一、题目 (3) 专用铣床动力滑台的设计 (3) 二、液压系统设计计算 (3) （一）设计要求及工况分析 (3) 1、设计要求 (3) 2、负载与运动分析 (3) （1）工作负载 (1) （2）摩擦负载 (1) （3）惯性负载 (4) （4）液压缸在工作过程中各阶段的负载 (4) ( 5 ) 运动时间 (4) （二）确定液压系统主要参数 (6) 1、初选液压缸工作压力 (6) 2、计算液压缸主要尺寸 (6) （三）拟定液压系统原理图 (10) 1、选择基本回路 (10) （1）选择调速回路 (10) （2）选择油源形式 (11) （3）选择快速运动和换向回路 (11) （4）选择速度换接回路 (11) （5）选择调压和卸荷回路 (11) 2、组成液压系统 (12) （四）计算和选择液压元件 (13) 1、确定液压泵的规格和电动机功率 (13) （1）计算液压泵的最大工作压力 (13) （2）计算液压泵的流量 (14) （3）确定液压泵的规格和电动机功率 (14)
一、题目 要求设计一专用铣床，工作台要求完成快进→工作进给→快退→停止的自动工作循环。铣床工作台总重量为4000N ，工件夹具重量为1500N ，铣削阻力最大为9000N ，工作台快进、快退速度为4.5m/min 、工进速度为0.06～1m/min ，往复运动加、减速时间为0.05s ，工作台采用平导轨、静摩擦分别为 fs ＝0.2，fd ＝0.1，工作台快进行程为0.3m 。工进行程为0.1m ，试设计该机床的液压系统。 二、液压系统设计计算 (一)、设计要求及工况分析 1．设计要求 其动力滑台实现的工作循环是：快进→工进→快退→停止。主要参数与性能要求如下：切削阻力FL=9000N ；运动部件所受重力G=5500N ；快进、快退速度υ1= υ3 =0.075m/min ，工进速度υ2 =1000mm/min ；快进行程L1=0.3mm ，工进行程L2=0.1mm ；往复运动的加速、减速时间Δt=0.05s ；工作台采用平导轨，静摩擦系数μs=0.2，动摩擦系数μd=0.1。液压系统执行元件选为液压缸。 2．负载与运动分析 (1) 工作负载 工作负载即为切削阻力F L =9000N 。 (2) 摩擦负载 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力： 静摩擦阻力 N G F S FS 110055002.0=?==μ 动摩擦阻力
1.汽车板簧分选实验压力机（立式），液压缸对工件（汽车板簧）施加的最大压 力为3万N，动作为：快进→工进→加载→保压→慢退→快退，快进速度14mm/s，工进速度0.4mm/s，要求液压缸上位停止、下行时、保压后慢退不能失控。最大行程600mm。试完成： （1）系统工况分析； （2）液压缸主要参数确定； （3）拟定液压系统原理图； （4）选取液压元件； （5）油箱设计（零件图）；* （6）油箱盖板装配图、零件图；* （7）集成块零件图； 2.钻孔动力部件质量m=2000kg，液压缸的机械效率ηw=0.9，钻削力Fc=16000N 工作循环为：快进→工进→死挡铁停留→快退→原位停止。行程长度为150mm ,其中工进长度为50mm。快进、快退速度为75mm/s，工进速度为1.67 mm/s。导轨为矩形，启动、制动时间为0.5s。要求快进转工进平稳可靠，工作台能在任意位置停止。 3.单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统，要求设计的动力滑台实现的工作 循环是：快进——工进——快退——停止。主要性能参数与性能要求如下：切削阻力FL=30468N；运动部件所受重力G=9800N；快进、快退速度1=
3=0.1m/s，工进速度2=0.88×10-3m/s；快进行程L1=100mm，工进行程 L2=50mm；往复运动的加速时间Δt=0.2s；动力滑台采用平导轨，静摩擦系数μs=0.2，动摩擦系数μd=0.1。液压系统执行元件选为液压缸。 4.卧式钻孔组合机床液压系统设计：设计一台卧式钻孔组合机床的液压系统， 要求完成如下工作循环：快进→工进→快退→停止。机床的切削力为25×103 N，工作部件的重量为9.8×103 N，快进与快退速度均为7 m/min，工进速度为0.05 m/min，快进行程为150 mm，工进行程为40 mm，加速、减速时间要求不大于0.2 s，动力平台采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为 0.1。要求活塞杆固定，油缸与工作台连接。设计该组合机床的液压传动系统。 5.某厂需要一台加工齿轮内孔键槽的简易插床，插头刀架的上下往复运动采用 液压传动。工件安装在工作台上，采用手动进给。 其主要技术规格如下： 1）加工碳钢齿轮键槽，插槽槽宽t=12mm，走刀量S=0.3mm/行程； 2）插头重量500N； 3）插头工作行程（下行）的速度为13m/min。 试设计该插床的液压系统及其液压装置。 6.设计一台钻镗专用机床，要求孔的加工精度为二级，精镗的光洁度为▽6。加 工的工作循环是工件定位、夹紧——动力头快进——工进——快退——工件松开、拔销。加工时最大切削力（轴向）为20000N，动力头自重30000N，工作进给要求能在20-120mm/min内进行无级调速，快进、快退的速度均为6m/min，动力头最大行程为400mm，为使工作方便希望动力头可以手动调整进退并且能中途停止，动力滑台采用平导轨。 要求：1）按机床工作条件设计油路系统，绘系统原理图。 2）列出电磁铁动作顺序图。
二、设计依据： 设计一台专用铣床的液压系统，铣头驱动电机的功率N=7.5KW，铣刀 直径为D=100mm，转速为n=300rpm，若工作台重量400kg，工件及夹 具最大重量为150kg，工作台总行程L=400mm，工进为100mm，快退， 快进速度为5m/min，工进速度为50～1000mm/min，加速、减速时间 t=0.05s，工作台用平导轨，静摩擦系数fj=0.2，动摩擦系数fd=0.1。 设计此专用铣床液压系统。 沈阳理工大学
三、工况分析 液压系统的工况分析是指对液压执行元件进行运动分析和负载分 析，目的是查明每个执行元件在各自工作过程中的流量、压力、功率 的变化规律，作为拟定液压系统方案，确定系统主要参数（压力和流 量）的依据。 负载分析 （一）外负载 Fw=1000P/V=60000·1000P/ 3.14Dn=4774.65N （二）阻力负载 静摩擦力：Ffj=（G1+G2）·fj 其中 Ffj—静摩擦力N G1、G2—工作台及工件的重量N fj—静 摩擦系数 由设计依据可得： Ffj=（G1+G2）·fj=(4500+1500)X0.2=1200N 动摩擦力Ffd=（G1+G2）·fd 其中 Ffd—动摩擦力N fd—动摩擦系数 同理可得： Ffd=（G1+G2）·fd=(4500+1500)X0.1=600N （三）惯性负载 机床工作部件的总质量m=（G1+G2）/g=6000/9.81=611.6kg 沈阳理工大学
沈阳理工大学 惯性力Fm=m ·a= =1019.37N 其中：a —执行元件加速度 m/s 2 0 t u u a t -= ut —执行元件末速度 m/s 2 u0—执行元件初速度m/s 2 t —执行元件加速时间s 因此，执行元件在各动作阶段中负载计算如下表所示： （查液压缸的机械效率为0.96，可计算液压缸各段负载，如下表） 工况 油缸负载（N ） 液压缸负载（N ） 液压缸推力（N ） 启动 F=Ffj 1200 1250 加速 F=Ffd+Fm 1619.37 1686.84 快进 F=Ffd 600 625 工进 F=Ffd+ Fw 5374.65 5598.60 快退 F=Ffd 600 625 按上表的数值绘制负载如图所示。 对于速度而言，设计依据中已经有了明确的说明，所以按照设计依据绘制如
液压与气压传动课程设计 班级机制1211 姓名 学号2012116102 指导老师邬国秀
目录 一.设计要求及工况分析 (3) 1.负载与运动分析 2.负载循环图.速度循环图 二.确定液压系统主要参数 (4) 1.初选液压缸工作压力 2.计算液压缸主要尺寸 三.拟定液压系统原理图 (7) 1.选择基本回路 2.组成液压系统 四.计算和选择液压件 (9) 确定液压泵的规格和电动机功率 五.附表与附图 (11) 六.参考文献 (13)
(一)、设计要求及工况分析 设计要求 1、设计一台专用铣床，工作台要求完成快进－－工作进给－－快退－－停止的自动工作循环。铣床工作台重量4000N ，工件夹具重量为1500N ，铣削阻力最大为9000N ，工作台快进、快退速度为4.5m ／min ，工作进给速度为0.06～1m ／min ，往复运动加、减速时间为0.05s 工作采用平导轨，静、动摩擦分别为fs ＝0.2，fd ＝0.1，?工作台快进行程为0.3m 。工进行程为0.1m ，试设计该机床的液压系统 1、负载与运动分析 (1) 工作负载 工作负载即为切削阻力F L =30000N 。 (2) 摩擦负载 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力： 静摩擦阻力 N G F S FS 110055002.0=?==μ 动摩擦阻力 N G F d fd 55055001.0=?==μ (3) 惯性负载 N 842 N 05×60 . 0 8 . 9 5500 i ? = ? ? = t g G F υ 4.5 =
(4) 运动时间 快进 s v L t 3.360 /5.4102503 111=?==- 工进 s v L t 9060/1.0101503 222=?==- 快退 s v L L t 3.560 /5.4104003 3213=?=+=- 设液压缸的机械效率ηcm =0.9，得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表1所列。 表1液压缸各阶段的负载和推力 2、 根据液压缸在上述各阶段内的负载和运动时间，即可绘制出负载循环图F -t 和速度循环图υ-t ，见附图 （二） 确定液压系统主要参数 1．初选液压缸工作压力 所设计的动力滑台在工进时负载最大，在其它工况负载都不太高，参考表2和表3，初选液压缸的工作压力p 1=4MPa 。
《液压与气压传动》课程设计任务书 1.课程设计题目3 一台专用铣床，铣头驱动电机的功率为7.5KW，铣刀直径为150mm，转速为300r/min，工作台重量为4*103N，工件和夹具最大重量为1.8*103N，试设计此专用铣床液压系统。 2.课程设计的目的和要求 通过设计液压传动系统，使学生获得独立设计能力，分析思考能力，全面了解液压系统的组成原理。 明确系统设计要求；分析工况确定主要参数；拟订液压系统草图；选择液压元件；验算系统性能。 3.课程设计内容和教师参数（各人所取参数应有不同） 工作台行程为500mm（快进300mm，工进150mm），快进速度为5m/min，工进速度为50~800mm/min，往返加速、减速时间为0.1s，工作台用平导轨，静摩擦系数f j=0.2，动摩擦系数f d=0.1。 4. 设计参考资料（包括课程设计指导书、设计手册、应用软件等） ●章宏甲《液压传动》机械工业出版社 2006.1 ●章宏甲《液压与气压传动》机械工业出版社 2005.4 ●黎启柏《液压元件手册》冶金工业出版社 2002.8 ●榆次液压有限公司《榆次液压产品》 2002.3 课程设计任务 明确系统设计要求；分析工况确定主要参数；拟订液压系统草图；选择液压元件；验算系统性能。 5.1设计说明书（或报告） 分析工况确定主要参数；拟订液压系统草图；选择液压元件；验算系统性能。
5.2技术附件（图纸、源程序、测量记录、硬件制作） 5.3图样、字数要求 系统图一张（3号图），设计说明书一份（2000~3000字）。 6. 工作进度计划设计方式 手工 9.备注 一、设计任务书 二、负载工况分析 1.工作负载
测控技术基础课程设计说明书 设计题目：液压传动与控制系统设计 （表2—10） 姓名：黄觉鸿 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 20091051 学号： 2009105131 指导教师：谭宗柒 2012年 2 月 10 日至 2012 年 2 月 14 日
目录 一、明确设计要求进行工况分析 1、设计要求 2、工况分析（工作台液压缸） （1）运动分析 （2）动力分析 二、确定液压系统主要参数并编制工况图 1、计算液压缸系统的主要结构尺寸（1）工作台液压缸 （2）夹紧液压缸 2、主要参数的计算 （1）工作台液压缸 （2）夹紧液压缸 3、编制工况图 三、拟定液压系统原理图 1、制定液压回路方案 2、拟定液压系统图 四、计算和选择液压元件 1、液压泵及其驱动电机计算和选定 2、液压控制阀和液压辅助元件的选定 五、验算液压系统性能 1、验算系统压力损失 2、估算系统效率、发热和温升
一、明确设计要求进行工况分析 1、设计要求 设计一台用成型铣刀在加工件上加工出成型面的液压专用铣床，工作循环：手工上料— —自动夹紧——工作台快进——铣削进给——工作台快退——夹具松开——手工卸料。 设计参数由表2-10 查得如下： 工作台液压缸负载力（KN ）：FL=22 夹紧液压缸负载力（KN ）：Fc =5.5 工作台液压缸移动件重力（KN ）：G=5.5 夹紧液压缸负移动件重力（N ）：Gc=90 工作台快进、快退速度（m/min ）：V1=V3=5.2 夹紧液压缸行程（mm ）：Lc=15 工作台工进速度（mm/min ）：V2=45 夹紧液压缸运动时间（S ）：tc=1 工作台液压缸快进行程（mm ）：L1=180 导轨面静摩擦系数：μs=0.2 工作台液压缸工进行程（mm ）：L2=150 导轨面动摩擦系数：μd=0.1 工作台启动时间（S ）：?t=0.5 2、工况分析 （1）动力分析 铣床工作台液压缸在快进阶段，启动时的外负载是导轨静摩擦阻力，加速时的外负载是导轨的动摩擦阻力和惯性力，恒速时是动摩擦阻力；在快退阶段的外负载是动摩擦阻力；由图可知，铣床工作台液压缸在工进阶段的外负载是工作负载，即刀具铣削力及动摩擦阻力。 静摩擦负载 3 0.2*5.5*10=1100N fs s F G μ== 动摩擦负载 30.1*5.5*10=550N fd d F G μ== 惯性负载 35.5*10*5.2F *95.310*60*0.5 i G v N g t ?===? 工作台液压缸的负载 22000l F N = 取液压缸的机械效率0.9m η=，可算的工作台在各个工况下的外负载和推力，一并列入表中，绘制出工作台液压缸的外负载循环图（F-L 图）。 （2）运动分析 根据设计要求，可直接画出工作台液压缸的速度循环图（v-L 图）。 二、确定液压系统主要参数并编制工况图 1、计算液压缸系统的主要结构尺寸
实例二液压专用铣床液压系统设计 设计要求： 设计一台成型加工的液压专用铣床，要求机床工作台上一次可安装两只工件，并能同时加工。工件的上料、卸料由手工完成，工件的夹紧及工作台进给由液压系统完成。 机床的工作循环为：手工上料→工件自动夹紧→工作台快进→铣削进给(工进) →工作台快退→夹具松开→手动卸料。 运动部件总重力G=25000N 切削力F w=18000N 快进行程l1=300mm 工进行程l2=80mm 快进、快退速度v1=v3=5m/min 工进速度v2=100～600mm/min 启动时间△t=0.5s 夹紧力F j=30000N 行程l j=15mm 夹紧时间△t j=1s 工作台采用平导轨，导轨间静摩擦系数fs=0.2,动摩擦系数f d=0.1，要求工作台能在任意位置上停留 一.分析工况及主机工作要求，拟订液压系统方案 1.确定执行元件类型 夹紧工件，由液压缸完成。因要求同时安装、加工两只工件，故设置两个并联的、缸筒固定的单活塞杆液压缸。其动作为： 工作台要完成单向进给运动，先采用固定的单活塞杆液压缸。其动作为：
2. 确定执行元件的负载、速度变化范围 (1)夹紧缸 惯性力和摩擦力可以忽略不计，夹紧力F =300000N 。 (2)工作缸 工作负载F w =18000N 运动部件惯性负载)(2.4245 .006058.925000N t v g G F a =-?=???= 导轨静摩擦阻力F fs =f s G =0.2×25000N=5000N 导轨动摩擦阻力F fd =f d G =0.1×25000N=2500N 根据已知条件计算出执行元件各工作阶段的负载及速度要求，列入下表： 表2 工作循环各阶段的负载及速度要求 二 1.初定系统压力 根据机器类型和负载大小，参考，初定系统压力p 1=3MPa 。 2.计算液压缸的主要尺寸 (1)夹紧缸 按工作要求，夹紧力由两并联的液压缸提供，则 m p F D 0798.010314.3230000 4246 1 =????== π 根据国标，取夹紧缸内径D =80mm ，活塞杆直径d =0.6D =50mm 。 (2)工作缸 由表2可知,工作缸的最大负载F =20500N ,取液压缸的回油背压p 2=0.5MPa ,机械效率ηcm =0.95,则 m p p F D cm 1.095 .010]5.0)7.01(3[14.320500 4])1([46 2221=???--?=--= η?π 根据国标，取工作缸内径D =100mm ，活塞杆直径d 按杆径比d /D =0.7得d =70mm 。 3.计算液压缸各个工作阶段的工作压力、流量和功率
学号： 课程设计任务书 2013～2014 学年第二学期 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作部门： 一、课程设计题目： 二、课程设计内容 液压传动课程设计一般包括以下内容： (1) 明确设计要求进行工况分析； (2) 确定液压系统主要参数； (3) 拟定液压系统原理图； (4) 计算和选择液压件； (5) 验算液压系统性能； (6) 结构设计及绘制零部件工作图； (7) 编制技术文件。 学生应完成的工作量： (1) 液压系统原理图1张； (2) 部件工作图和零件工作图若干张； (3) 设计计算说明书1份。 三、进度安排
四、基本要求 (1) 液压传动课程设计是一项全面的设计训练，它不仅可以巩固所学的理论知识，也可以为以后的设计工作打好基础。在设计过程中必须严肃认真，刻苦钻研，一丝不苟，精益求精。 (2) 液压传动课程设计应在教师指导下独立完成。教师的指导作用是指明设计思路，启发学生独立思考，解答疑难问题，按设计进度进行阶段审查，学生必须发挥主观能动性，积极思考问题，而不应被动地依赖教师查资料、
给数据、定方案。 (3) 设计中要正确处理参考已有资料与创新的关系。任何设计都不能凭空想象出来，利用已有资料可以避免许多重复工作，加快设计进程，同时也是提高设计质量的保证。另外任何新的设计任务又总有其特定的设计要求和具体工作条件，因而不能盲目地抄袭资料，必须具体分析，创造性地设计。 (4) 学生应按设计进程要求保质保量的完成设计任务。 液压传动课程设计原始资料 一、课程设计内容（含技术指标） 设计中等复杂程度的机床液压传动系统，确定液压传动方案，选择有关液压元件，设计液压缸的结构，编写技术文件并绘制有关图纸。 1、设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床液压动力滑台的液压系统。已知参数：切削负载FL＝30500N，机床工作部件总质量m＝1000kg，快进、快退速度均为5.5m/min，工进速度在20～100mm/min范围内可无级调节。滑台最大行程400mm，其中工进行程150mm，往复运动加、减速时间≤0.2s，滑台采用平导轨，其摩擦系数fs＝0.2，动摩擦系数fd＝0.1。滑台要求完成“快进－工进－快退－停止”的工作循环。 2、设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床的液压系统，要求液压系统完成“快进—工进—快退—停止”的工作循环。已知：轴向切削力为32000N，移动部件总重量为10810N，工作台快进行程为150mm，工进行程为100mm，快进、快退速度为7m/min，工进速度为60mm/min，加、减速时间为0.2s，导轨为平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。 3、设计一台专用卧式钻床的液压系统，要求液压系统完成“快进—工进—快退—停止”的工作循环。已知：最大轴向钻削力为14000N，动力滑台自重为15000N，工作台快进行程为100mm，工进行程为50mm，快进、快退速度为 5.5m/min，工进速度为51—990mm/min，加、减速时间为0.1s，动力滑台为平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。 4、设计一台专用卧式铣床的液压系统，要求液压系统完成“快进—工进—快退—停止”的工作循环。已知：铣头驱动电动机功率为8.5kw，铣刀直径为70mm，转速为350r/min，
目录 引言 (2) 第一章明确液压系统的设计要求 (2) 第二章负载与运动分析 (3) 第三章负载图和速度图的绘制 (4) 第四章确定液压系统主要参数 (4) 4.1确定液压缸工作压力 (4) 4.2计算液压缸主要结构参数 (4) 第五章液压系统方案设计 (7) 5.1选用执行元件 (7) 5.2速度控制回路的选择 (7) 5.3选择快速运动和换向回路 (8) 5.4速度换接回路的选择 (8) 5.5组成液压系统原理图 (9) 5.5系统图的原理 (10) 第六章液压元件的选择 (12) 6.1确定液压泵 (12) 6.2确定其它元件及辅件 (13) 6.3主要零件强度校核 (15) 第七章液压系统性能验算 (16) 7.1验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 (17) 7.2油液温升验算 (18) 设计小结 (19) 参考文献 (21)
引言 液压系统已经在各个部门得到越来越广泛的应用，而且越先进的设备，其应用液压系统的部门就越多。 液压传动是用液体作为来传递能量的，液压传动有以下优点：易于获得较大的力或力矩，功率重量比大，易于实现往复运动，易于实现较大范围的无级变速，传递运动平稳，可实现快速而且无冲击，与机械传动相比易于布局和操纵，易于防止过载事故，自动润滑、元件寿命较长，易于实现标准化、系列化。 液压传动的基本目的就是用液压介质来传递能量，而液压介质的能量是由其所具有的压力及力流量来表现的。而所有的基本回路的作用就是控制液压介质的压力和流量，因此液压基本回路的作用就是三个方面：控制压力、控制流量的大小、控制流动的方向。所以基本回路可以按照这三方面的作用而分成三大类：压力控制回路、流量控制回路、方向控制回路。 第一章明确液压系统的设计要求 要求设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。要求实现的动作顺序为：启动→快进→工进→快退→停止。液压系统的主要参数与性能要求如下：轴向切削力F t=20000N，移动部件总质量G＝10000N；快进行程l1=100mm，工进行程l2=50mm。快进、快退的速度为5m/min，工进速度0.1m/min。加速减速时间△t=0.15s；静摩擦系数f s＝0.2；动摩擦系数f d＝0.1。该动力滑台采用水平放置的平导轨，动力滑台可在任意位置停止。
液压传动课程设计题目 （各班按点名册顺序确定） 1、设计一台专用铣床的液压系统，工作台要求完成快进——工作进给——快退——停止的自动工作循环。铣床工作台重量4000N，工件夹具重量为1500N，铣削阻力最大为9000N，工作台快进、快退速度为 4.5m/min，工作进给速度为0.06~1m/min，往复运动加、减速时间为0.05s。工作采用平导轨，静、动摩擦分别为fs=0.2，fd=0.1, 工作台快进行程为0.3m，工进行程为0.1m。 2、设计一台校正压装液压机的液压系统。要求工作循环是快速下行——慢速加压——快速返回——停止。压装工作速度不超过5mm/s，快速下行速度应为工作速度的8~10倍，工件压力不小于10×10＋3N。 3、设计液压绞车液压系统，绞车能实现正反向牵引与制动，最大牵引力14吨，最大牵引速度10m/min，牵引速度与牵引力均可无级调节，制动力矩不小于2倍的牵引力矩。 4、设计一饲草打包机液压控制系统，液压缸最大行程为800mm，可输出推力100t，实现四个工作程序：饲草压实、打包、回程、卸荷。 5、设计一液压牵引采煤机的液压系统，实现容积调速、高压保护、补油及热交换。采煤机的最大牵引力50吨，最大牵引速度15m/min。 6、设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统，要求完成工件的定位与夹紧，所需夹紧力不得超过6000N。该系统工作循环为：快进——工进——快退——停止。机床快进快退速度约为6m/min，工进速度可在30~120mm/min范围内无级调速，快进行程为200mm，工进行程为50mm，最大切削力为25kN，运动部件总重量为15kN，加速（减速）时间为0.1s，采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。 7、设计一台小型液压机的液压系统，要求实现快速空程下行——慢速加压——保压——快速回程——停止的工作循环。快速往返速度为3m/min，加压速度为40~250mm/min，压制力为200kN，运动部件总重量为20kN。 8、设计EBZ200掘进机的工作机构水平与上下摆动驱动装置的液压系统。 9、设计掩护式液压支架液压系统，实现升降、推移、侧护，工作阻力4600kN，支撑高度1.5-2.6m。
$ 攀枝花学院 学生课程设计（论文） 题目：小型液压机的液压系统 学生姓名： vvvvvv 学号： vvvvvvvv < 所在院(系)：机械工程学院 专业： 班级： 指导教师： vvvvvv 职称： vvvv # 2014 年 06 月 15 日 攀枝花学院教务处制
）
》 攀枝花学院本科学生课程设计任务书
目录 前言 (1) 一设计题目 (2) 二技术参数和设计要求 (2) 三工况分析 (2) 四拟定液压系统原理 (3) . 1.确定供油方式 (3) 2.调速方式的选择 (3) 3.液压系统的计算和选择液压元件 (4) 4.液压阀的选择 (6) 5.确定管道尺寸 (6) 6.液压油箱容积的确定 (7) 7.液压缸的壁厚和外径的计算 (7) 8.液压缸工作行程的确定 (7) [ 9.缸盖厚度的确定 (7)
10.最小寻向长度的确定 (7) 11.缸体长度的确定 (8) 五液压系统的验算 (9) 1 压力损失的验算 (9) 2 系统温升的验算 (11) 3 螺栓校核 (11) 总结 (13) ： 参考文献 (14)
前言 液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。利用有压的液体经由一些机件控制之后来传递运动和动力。相对于电力拖动和机械传动而言，液压传动具有输出力大，重量轻，惯性小，调速方便以及易于控制等优点，因而广泛应用于工程机械，建筑机械和机床等设备上。 作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段，液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。与其他传动控制技术相比，液压技术具有能量密度高﹑配置灵活方便﹑调速范围大﹑工作平稳且快速性好﹑易于控制并过载保护﹑易于实现自动化和机电液一体化整合﹑系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势，因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。 液压压力机是压缩成型和压注成型的主要设备，适用于可塑性材料的压制工艺。如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。本文根据小型压力机的用途﹑特点和要求，利用液压传动的基本原理，拟定出合理的液压系统图，再经过必要的计算来确定液压系统的参数，然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。小型压力机的液压系统呈长方形布置，外形新颖美观，动力系统采用液压系统，结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。该机并设有脚踏开关，可实现半自动工艺动作的循环。
液压传动课程设计 计算说明书 设计题目：专用铣床液压系统设计机械系机械及自动化专业班级031013班 学号20030343 设计者：夏国庆 指导教师：钱雪松（老师） 学校：河海大学常州校区 2006 年 6 月30 日
一、设计流程图 液压系统设计与整机设计是紧密联系的，设计步骤的一般流程如图 下面将按照这一流程图来进行本次液压课程设计。 二、设计依据： 专用铣床工作台重量G1=3000N，工件及夹具重量G2=1000N，切削力最大为9000N，工作台的快进速度为4。5m/min，工进速度为60～1000mm/min，行程为L=400mm（工进行程可调），工作台往复加速、减速时间的时间t=0.05s，假定工作台用平导轨，静摩擦系数fj=0.2，
动摩擦系数fd=0.1。设计此专用铣床液压系统。 三、工况分析 液压系统的工况分析是指对液压执行元件进行运动分析和负载分析，目的是查明每个执行元件在各自工作过程中的流量、压力、功率的变化规律，作为拟定液压系统方案，确定系统主要参数（压力和流量）的依据。 负载分析 （一） 外负载 max c F =9000N 其中max c F 表示最大切削力。 对于专用铣床铣削时铣刀所承受的主切削力大小（单位N ）为： c p F Pfa = (N) 式中 P — 单位切削力（2/N mm ） f — 每转进给量（mm/r ） p a — 背吃刀量（mm ） 下面将进行具体参数的计算： 由公式 f u fn = 可得 （其中f u 表示每分钟进给速度，n 表示铣刀的转速） 由设计依据可知 n=300r/min ??工进速度f u =60—1000mm/min ，故我们取f u =300mm/min 。 300 1/300 f u f mm r n = = =
一、液压传动课程设计的目的： 1、综合运用《液压传动》课程及其它先修课程的理论和工程实际知识，以课 程设计为载体，通过液压功能原理及液压装置的设计实践，使理论和工程实际知识密切地结合起来，从而使这些知识得到进一步巩固、加深和扩展，并培养分析和解决工程实际问题的设计计算能力。 2、使学生掌握根据设计题目搜集有关设计资料和文献的一般方法和途径，提高学生综合利用设计资料的能力，为独立从事液压传动设计建立良好的基础。 3、在设计实践中学习和掌握方案论证及拟定方法，掌握液压回路的组合方法及液压元件的选用原则、结构形式，深化对液压系统设计特点的认识和了解。 二、液压课程设计题目： 设计一台上料机液压系统，要求驱动它的液压传动系统完成快速上升一慢速上升一停留一快速下降的工作循环。其结构示意图如图1所示。其垂直上升工作的重力为 7OO0J，滑台的重量为500C N，快速上升的行程为450mm其最小速度为55mm/ s；慢速上升行程为200mm其最小速度为13mm/s;快速下降行程为450mm速度要求55mm/s。滑台采用V型导轨，其导轨面的夹角为90，滑台与导轨的最大间隙为2mm启动加速与减速时间均为0.5s，液压缸的机械效率（考虑密封阻力）为0.9。
目录 1前言 (1) 2负载分析 (2) 2.1负载与运动分析 (2) 2.2 负载动力分析 (2) 2.3负载图和速度图的绘制 (4) 3设计方案拟定 (5) 3.1液压系统图的拟定 (5) 3.2液压系统原理图 (6) 3.3 液压缸的设计 (6) 4主要参数的计算 (9) 4.1初选液压缸的工作压力 (9) 4.2计算液压缸的主要尺寸 (9) 4.3活塞杆稳定性校核 (9) 4.4计算循环中各个工作阶段的液压缸压力，流量和功率 (10) 5液压元件的选用 (11) 5.1确定液压泵的型号及电动机功率 (11) 5.2选择阀类元件及辅助元件 (12) 6液压系统的性能验算 (13) 6.1压力损失及调定压力的确定 (13) 6.2验算系统的发热与温升 (14) 致谢 (16) 参考文献 (17)