液压与气压传动课程设计题目名称：设计液压专用铣床的液压系统
系别：机械与汽车工程学院
专业：机械设计制造及其自动化
班级：机制0811班
姓名：田吟
学号：08116125
指导老师：邬国秀
目录
一.设计任务书与设计题目...................................
二.设计内容...............................................
1.负载与运动分析..........................................
1.1工作负载............................................
1.2摩擦负载............................................
1.3惯性负载............................................
1.4负载图与速度图的绘制................................
2.液压系统主要参数的确定..................................
2.1液压缸的选定........................................
2.2活塞杆稳定性校核....................................
2.3液压缸各运动阶段的压力，流量和功率..................
2.4液压缸的工况图......................................
3.液压系统图的拟定........................................
3.1选择基本回路........................................
3.2组成液压系统........................................
4.液压元件的选择..........................................
4.1确定液压泵的规格和电动机功率........................
4.2确定其他元件及辅件..................................
5.液压系统的性能验算......................................
5.1验算系统压力损失....................................
5.2系统的发热与温升....................................
三.设计总结...............................................
四.参考文献...............................................
设计任务书
I、设计的目的和要求：
㈠设计的目的
液压传动课程设计是本课程的一个综合实践性教学环节，通过该教学环节，要求达到以下目的：
1.巩固和深化已学知识，掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤，培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题能力；
2.正确合理地确定执行机构，选用标准液压元件；能熟练地运用液压基本回路、组合成满足基本性能要求的液压系统；
3.熟悉并会运用有关的国家标准、部颁标准、设计手册和产品样本等技术资料。对学生在计算、制图、运用设计资料以及经验估算、考虑技术决策、CAD技术等方面的基本技能进行一次训练，以提高这些技能的水平。
㈡设计的要求
1.设计时必须从实际出发，综合考虑实用性、经济性、先进性及操作维修方便。如果可以用简单的回路实现系统的要求，就不必过分强调先进性。并非是越先进越好。同样，在安全性、方便性要求较高的地方，应不惜多用一些元件或采用性能较好的元件，不能单独考虑简单、经济；
2.独立完成设计。设计时可以收集、参考同类机械的资料，但必须深入理解，消化后再借鉴。不能简单地抄袭；
3.在课程设计的过程中，要随时复习液压元件的工作原理、基本回路及典型系统的组成，积极思考。不能直接向老师索取答案。
4.液压传动课程设计的题目均为中等复杂程度液压设备的液压传动装置设计。具体题目由指导老师分配，题目附后；
5.液压传动课程设计一般要求学生完成以下工作：
⑴设计计算说明书一份；⑵液压传动系统原理图一张（3号图纸，包括工作循环图和电磁铁动作顺序表）。
II、设计的内容及步骤
㈠设计内容
1. 液压系统的工况分析，绘制负载和速度循环图；
2. 进行方案设计和拟定液压系统原理图；
3. 计算和选择液压元件；
4. 验算液压系统性能；
5. 绘制正式工作图，编制设计计算说明书。
㈡设计步骤
以一般常规设计为例，课程设计可分为以下几个阶段进行。
1.明确设计要求
⑴阅读和研究设计任务书，明确设计任务与要求；分析设计题目，了解原始数据和工作条件。
⑵参阅本书有关内容，明确并拟订设计过程和进度计划。
2.进行工况分析
⑴做速度-位移曲线，以便找出最大速度点；
⑵做负载-位移曲线，以便找出最大负载点。液压缸在各阶段所受的负载需要计算，为简单明了起见，可列表计算；
工况计算公式缸的负载 F 缸的推力F/ηcm 启动
加速
快进
工进
快退
注：ηcm——缸的机械效率，取ηcm=0.9
⑶确定液压缸尺寸
确定液压缸尺寸前应参照教材选择液压缸的类型，根据设备的速度要求确定
d/D的比值、选取液压缸的工作压力，然后计算活塞的有效面积，经计算确定的液压缸和活塞杆直径必须按照直径标准系列进行圆整。计算时应注意考虑液压缸的背压力，背压力可参考下表选取。
系统类型背压力（MPa）
回路上有节流阀的调速系统0.2～0.5
回路上有背压阀或调速阀的进给系统0.5～1.5
采用辅助泵补油的闭式回路（拉床、龙门刨等）1～1.5
⑷绘制液压缸工况图
液压缸工况图包括压力循环图（p-s）、流量循环图（q-s）和功率循环图（P-s），绘制目的是为了方便地找出最大压力点、最大流量点和最大功率点。计算过程可列表计算。
各阶段压力、流量和功率值：
工况负载F
（N）
液压缸
计算公
式回油腔
压力
流入流量进油腔
压力
输入功率
快进（差动）启动加速恒速
工进
快退启动加速
恒速
3.进行方案设计和拟定液压系统原理图
方案设计包括供油方式、调速回路、速度换接控制方式、系统安全可靠性（平衡、锁紧）及节约能量等性能的方案比较，根据工况分析选择出合理的基本回路，并将这些回路组合成液压系统，初步拟定液压系统原理图。
选择液压基本回路，最主要的就是确定调速回路。应考虑回路的调速范围、低速稳定性、效率等问题，同时尽量做到结构简单、成本低。
4.计算和选择液压组件
⑴计算液压泵的工作压力⑵计算液压泵的流量⑶选择液压泵的规格⑷计算功率，选择原动机⑸选择控制阀⑹选择液压辅助元件
5.验算液压系统性能
⑴验算液压系统的效率；⑵验算液压系统的温升
6.绘制正式工作图，编制课程设计计算说明书
⑴液压传动系统原理图一张(3号图纸，包括工作循环图和电磁铁动作顺序表）；⑵整理课程设计计算说明书
液压系统原理图的标题栏如下所示：
图名比例
图号件数
设计日期重量共张第张指导日期
襄樊学院
审核日期
7.设计总结与答辩
⑴完成答辩前的准备工作。
⑵参加答辩。
设计题目
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。
设计参数见下表。其中：
工作台液压缸负载力（KN）：F
L 夹紧液压缸负载力（KN）：F
c
工作台液压缸移动件重力（KN）：G夹紧液压缸负移动件重力（N）：G
c
工作台快进、快退速度（m/min）：V
1=V
3
夹紧液压缸行程（mm）：L
c
工作台工进速度（mm/min）：V
2 夹紧液压缸运动时间（S）：t
c
工作台液压缸快进行程（mm）：L
1 导轨面静摩擦系数：μ
s
=0.2
工作台液压缸工进行程（mm）：L
2 导轨面动摩擦系数：μ
d
=0.1
工作台启动时间（S）： t=0.5
序号F
L F
c
G G
c
V
1
V
2
L
1
L
2
L
c
t
c
7组 2.2 4.4 1.5 80 6.0 35 300 80 15 1
设计内容
1.负载与运动分析 1.1工作负载
1)夹紧缸
工作负载：N G F F d C C l 44081.0804400=?+=+=μ
由于夹紧缸的工作对于系统的整体操作的影响不是很高，所以在系统的设计计算中把夹紧缸的工作过程简化为全程的匀速直线运动，所以不考虑夹紧缸的惯性负载等一些其他的因素。 2)工作台液压缸
工作负载极为切削阻力F L =2.2KN 。 1.2摩擦负载
摩擦负载即为导轨的摩擦阻力： (1)静摩擦阻力
N G F fs 30015002.0s =?==μ (2)动摩擦阻力
N G F d fd 15015001.0=?==μ
1.3惯性负载
N D v g G t v g G F t i 61.305
.060
/68.91500)0(1==-=??=
1.4负载图与速度图的绘制
快进 s v L t 360/100.6300
3
111=?==
工进 s v L t 14.13760/3580
222==
= 快退 s 8.360
/100.680
3003321
3=?+=+=v L L t 假设液压缸的机械效率9.0=cm η，得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表
1.1所示。
表1.1 液压缸各阶段的负载和推力
工况 负载组成
液压缸负载F/N
液压缸推力N F F cm η=0
启动 fs F F =
300 333.3 加速 i fd F F F += 180.61 200.7 快进
fd F F =
150
166.7
工进 L fd F F F += 2350 2611.1 反向启动 fs F F =
300 333.3 加速 i fd F F F += 180.61 200.7 快退
fd F F =
150
166.7
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 -t ，如图1所示。
2.液压系统主要参数的确定 2.1液压缸的选定
1)夹紧缸
根据负载选择液压缸的执行压力p=1MPa 。
2
361041.41014408m
p F A -?=?== mm A D 95.741041.4443=??==-π
π
根据[4]中表2-4（GB\T2348-80），D 取80mm 。根据稳定性校核L C /d<10时，液压缸能满足稳定性条件，L C =15mm ，这里取d=40mm 。 液压缸的有效作用面积：
有杆腔：2322'
11077.34/)(m d D A -?=-=π
无杆腔：232'21003.54/m D A -?==π
此时实际工作压力为：MPa MPa A F
p 1876.0'2
<==，所以选取工作压力1MPa 满足要求。
2)工作台液压缸
所设计的动力滑台在工进时负载最大，参考表2.1和表2.2，初选液压缸的工作压力P 1=4MPa.
表2.1 按负载选择工作压力 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≥
表2.2液压设备常用工作压力 机械类型 机床 农业机械
中型工程机械
液压机
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
p/MPa 0.8~2.0
3~5
2~8
8~10
10~16
20~32
表2.3 执行元件背压力估计值
系统类型
背压力/MPa 中低压系统0-8MPa 简单系统和一般轻载节流调速系统
0.2~0.5 回油路带调速阀的系统
0.5~0.8 回油路带背压阀
0.5~1.5 采用带补液泵的闭式回路
0.8~1.5
鉴于动力滑台快进和快退速度相等，这里的液压缸可选用单活塞杆式差动液压缸（A 1=2A 2），快进时液压缸差动连接。工进时为防止车铣时负载突然消失发生前冲现象，液压缸的回油腔应有背压，参考表2.3选定背压为MPa p 8.02=，而液压缸快退时背压取0.5Mpa 由式02211F A p A p =-得
24-6
21011025.710)2
8.04(1
.26112m p p F A ?=?-=-=
则活塞直径
mm A D 3.3014
.31025.7444
1
=??==-π
参考表2.4及表2.5，mm D d 72.223271.071.0=?=≈，取标准值得mm d mm D 22,32==。
由此求得液压缸两腔的实际有效面积：
无杆腔：24211004.8032.04
4m D A -?=?==π
π
有杆腔： ()
()
242222
21024.4022.0032.04
4
m d D A -?=-?=
-=
π
π
实际工作压力为：MPa MPa A F p 425.31
<==，即选取工作压力4MPa 满足要求。
表2.4 按液压缸工作压力选取d/D
工作压力/MPa 2≤.0
2.0~5.0 5.0~7.0 ≥7.0
d/D
0.2~0.3
0.5~0.58 0.62~0.70 0.7
表2.5 按速比要求确定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
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。
2.2活塞杆稳定性校核
1)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。 2)工作台缸
因为活塞杆的总行程为380mm ，活塞杆的直径是70mm ，所以L/d=5.42<10，所以满足稳定性要求。
2.3液压缸各运动阶段的压力，流量和功率
1)夹紧缸 （23'
223'
11003.5,1077.3m A m A --?=?=）回油路背压为0.5Mpa
夹紧时： s mL v A q c /3.501
10101003.53
3
'
2'
2=??
?==-- M P a A F p l 87.0'2
'
2==，W q p P 7.43'2'2'2==
放松时： s mL v A q c
/7.371
10101077.33
3
'1'1
=??
?==-- M P a A A p G p c d 61.01077.3230263'
1
2'2'
1=?+='+=-μ，W q p P 0.231''1'2== 2)工作台液压缸
快进时，液压缸无杆腔进油，压力为p 1；有杆腔回油，压力为p 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。
由于液压缸是差动连接，回油口到进油口之间的压力损失取MPa p 5.0=?。快退时，回油路的背压取0.5MPa ，即MPa p 5.02=。
表2.6 液压缸各工作阶段的压力、流量和功率
工作循环
负载F/N
回油背压Mpa p /2
进油压力
Mpa p /1 输入流
量 3
110/-q 13-?s m 输入
功率P/W 计算公式
快 进
启动 333.3 ——
0.86 ——
——
()2
11221A A p p A F p --+=
()1211v A A q -= 11q p P =
加速 200.7
5
.012+=p p
0.57 ——
——
恒速
166.7
5
.012+=p p
0.563
0.642 361
工 进 2611.1 0.8 3.66
41069.4-? 17.165
1
2
21A p A F p +=
211v A q = 11q p P =
快 退
启动 333.3 —— 0.83 —— —— 2
2
11A p A F p +=
321v A q = 11q p P =
加速 200.7 0.5 1.03
—— —— 恒速
166.7
0.5
1.023
0.4
409.2
2.4液压缸的工况图
3.液压系统图的拟定 3.1选择基本回路
1)选择调速回路
由可知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发生前冲现象，在液压缸的回路上加背压阀。 2)供油方式
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 17.14058.4/642min max ==q q ；
其相应的时间之比()050.01.137/8.33231=+=
+）（t t t 。 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。同时选用一定量泵作为夹紧缸油源。 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。考虑到从工进转快进快退时回路流量较大，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。
4)选择速度换向回路
由于本系统滑台由快进转为工进时，速度变化大，为减少速度换向时的液压冲击，选用行程阀控制的换向回路。 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。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确定，无需另设调压回路。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为卸荷，但功率损失较小，故可不许再设卸荷回路。
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3.1所示，在图3.1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，图中添设了一个单向阀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。
4.液压元件的选择
4.1确定液压泵的规格和电动机功率
1)计算工作液压缸的泵
(1)计算液压泵的最大工作压力
由表2.6可知，工作台液压缸在工进时工作压力最大，最大工作压力p1=MPa 。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=1MPa ，则限压式变量泵的最高工作压力估算为：
M P a p p p 66.4166.31max =+=?+=∑
(2)计算液压泵的流量
由表2.6可知，油源向液压缸输入的最大流量为q=642mL/s ，按10%的泄露来计算那么泵的总流量为：
()()m i n /41.25/5.423/60
0.610405.781.134max 21max L s mL s m v A A K q ==??-?=-≥-
而工进时调速阀的稳定流量是4.69mL/s ，所以泵的稳定输出流量不得小于工进时的流量。
(3)确定液压泵的规格
根据以上压力和流量数值查阅产品样本，最后确定选取YBX-40型限压式变量泵，额定转速1450m/min ，最大流量为58L/min, 液压泵总效率72.0=p η,调压范围在MPa 3.6~2，满足要求。 2)计算夹紧液压缸的泵
(1)计算液压泵的最大工作压力
由以上计算可知，夹紧液压缸在夹紧时工作压力最大，夹紧缸最大压力p2'=0.95MPa 。选取进油路上的总压力损失∑?p=0.4MPa ，则限压式变量泵的最高工作压力估算为：
M P a p p p 91.04.087.02max =+=?+'=∑
(2)计算液压泵的流量
由以上计算可知，油源向液压缸输入的最大流量为s mL q /3.502
='，按10%的泄露来计算那么泵的总流量为：
m i n
/32.3/3.5513
.501.12max L s mL T V K q ==?='≥
(3)确定液压泵的规格
根据以上压力和流量数值查阅产品样本，最后确定选取41-YB 型叶片泵，额
定转速1450r/min,容积效率8
.0=V η，额定流量为4.64L/min ，满足要求。
3)电动机功率的确定
把上述两液压泵双联由电动机一起带动，则工作液压缸在快退时输入功率最大，取进油路上的压力损失为0.5Mpa ，则液压泵输出压力为1.53Mpa ，又工作液压泵总效率72.0=p η，这是液压泵的驱动电动机的功率为：
KW q p P p
33.172
.03
.62653.1max
max =?=
≥
η
根据此数值查阅产品样本，选用电动机Y90L-4型异步电动机，其额定功率为1.5kW ，额定转速为1400r/min ，41-YB 型叶片泵输出流量为4.48L/min ，仍能满足系统要求。
4.2确定其他元件及辅件
(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4.1所列。其中，溢流阀9按泵的额定流量选取，调速阀4选用Q-6B 型，其最小稳定流量为0.03L/min ，小于本系统工进时的流量0.5L/min 。
表4.1 液压元件规格及型号
序号 元件名
称 通过的最
大流量q/L/min 规格 型号 额定流量//min n q L 额定压力/n p MPa 额定压降
/n
p MPa ? 1 限压式
变量泵 -- YBX-40 -- 6.3 --
2 三位五
通电液
换向阀
70 35DYF3
-C10B
80 6.3 0.3 3 行程阀
62.3 22C-100BH
100 6.3 0.3 4 调速阀 <1 QF3-E6aB 6.3 6.3 -- 5 单向阀 70 Ι—100B 100 6.3 0.2 6 单向阀 29.3 Ι—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 Ι—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 Ι—100B
100 6.3 0.2 14 压力继
电器
-- PF-D8L -- -- --
15 叶片泵 --
41-YB
6.0 4.8 --
注：此为电动机额定转速为940r/min 时的流量。 (2)确定油管
表4.2 允许流量推荐值
管道 推荐流速 吸油管道 0.5~1.5，一般取1一下 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 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。
(2)确定油箱
油箱的容量按pn V q α=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 V q L L
α==?
+
=
5.液压系统的性能验算 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，首选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。现取进回油管长l=2m,油液的运动粘度取42110/v m s -=?，油液的密度取330.917410/kg m ρ=?
(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2q =70L/min 为最大，此时，油液流动的雷诺数也为最大，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75754e dv
R q
πλ==和油液在管道内流速24q v d π=
同时带入沿程压力损失计算公式2
12
v l p d λρ?=，并将已知数据带入后，得 3481434
4750.91741011024750.54781022 3.14(2010)
vl
p q q q d ρπ--????????===???? 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 ξ?常按下式作经验计算 10.1p 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
(
)v n n
q p p q ?=?，其中的n p ?由产品样本查出。滑台在快进﹑工进和快退工况下的压力损失计算如下：
5.1.1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回合通过行程阀3进入无杆腔。在进油路上，压力损失分别为
388
662.3100.5478100.547810100.0568860li p q MPa MPa --??=?=???=∑
0.10.10.056880.005688i
li
p p
MPa MPa ξ?=?=?=∑∑
222
27.93362.3[0.2(
)0.3()0.3()]0.1647100100100
vi p MPa MPa ?=?+?+?=∑ (0.056880.0056880.1647)0.2273i
li
i
vi
p p p p
MPa MPa
ξ?=?+?+?=++=∑∑∑∑在回路上，压力损失分别为
3
8
8
629.3100.5478100.547810100.0267560lo p q MPa MPa --??=?=???=∑
0.10.10.026750.002675o
l o p p MPa MPa ξ
?=?=?=∑∑
222
29.329.362.3[0.3(
)0.2()0.3()]0.1596100100100
vo p MPa MPa ?=?+?+?=∑ (0.026750.0026750.1594)0.1888o
lo
o
vo
p p p p
MPa MPa
ξ?=?+?+?=++=∑∑∑∑将回油路上的压力损失折算到进油路上去，使得出差动连接运动时的总的压力损失
44.7
[0.22730.1888]0.31695p MPa MPa ?=+?=∑ 5.1.2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
22
0.240.2427.9[0.3()0.60.3()]0.66100100
i vo
p p MPa MPa +?=?=?++?=∑∑ 该值即为液压缸的回油腔压力20.66p MPa =，可见此值与初算时参考表4选取的背压基本相符。
按表2.6的公式重新计算液压缸的工作压力
64221461
1316290.661044.710 3.99951010o F p A p MPa MPa A --++???===??a 70.31004.81024.466.01.26113-2MP =???+ 此略高于表2.6数值
考略到压力继电器的可靠动作要求压差e 0.5p MPa ?=，则泵的工作压力为
pl 1e 3.990.50.5 4.99
i p p p p MPa =+?+?=++=∑a 20.45.070.3MP =+ 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。
5.1.3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
2227.933
[0.2()0.3()]0.048100100i vi p p MPa MPa ?=?=?+?=∑∑
此值远小于估算值，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
222
707070[0.2()0.3()0.2()]0.343100100100
o vo
p p MPa MPa ?=?=?+?+?=∑∑ 此值与表2.6的数值基本相符，故不必重算。
泵的工作压力为
p21 1.430.048 1.48i p p p MPa =+?=+=∑MPa 08.1048.003.1=+
此值是调整液控顺序阀7在调整压力的主要参考数据。
5.2系统的发热与温升
工进在整个工作循环过程中所占的时间比例达94%以上，所以系统发热和油
液温升可按工进时的工况来计算。
变量泵的工作压力状态压力为4.54Mpa ，输出流量为4.69mL/s ，经计算其输入功率为
W P 57.2972
.069
.454.43=?=
定量泵经换向阀中位直接缷荷，输入功率忽略。
工作液压缸的有效功率为()W Fv P 158.260
035.0150022000=?+==
系统单位时间的发热量为()W P P H i i 41.27158.257.290=-=-=
当油箱的高、宽、长比例在1：1：1到1：2：3范围内，且油面高度为油箱高度的80％时，油箱散热面积近似为： 3266.6V A =
式中 V 为油箱有效容积（3m ）；A 为散热面积()2m 取油箱有效容积325.0m V =，散热系数()C m W K ??=2/15
按KA
H
T i =?计算，所以油液的温升为：
C KA H T i ?=?=
=?69.025.066.615415
.2732
在温升许可范围内。
设计总结
液压与气压传动课程设计，是液压与气压课程之后进行的时间性教学环节，其目的的在于通过对各种企业、工厂中涉及到的各种机床设备中的液压系统的设计，是我们在拟定液压系统方案过程中，得到设计构思、方案设计、工作情况、元件选择、系统的详细确定、编写技术文件和查阅资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并培养了我们具有初步的结构分析、结构设计和计算的能力。
本次的课程设计使我们第一次接触到的比较复杂的液压系统设计，从设计之初的对题目无从下手到对题目的逐一分解，由老师的指导下，对设计过程有了初步的了解，这一步，我学会了分析复杂问题的能力。这次设计也很好的锻炼了理论联系实际，与具体项目、课题相结合开发、设计产品的能力。既让我们懂得了怎样把理论应用于实际，又让我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。
在设计过程中，总是遇到这样或那样的问题。有时发现一个问题的时候，需要做大量的工作，花大量的时间才能解决。自然而然，我的耐心便在其中建立起来了。为以后的工作积累了经验，增强了信心。
参考文献
[1]左健民.液压与气压传动.第2版.北京：机械工业出版社，2004.
[2]章宏甲.液压与气压传动.第2版.北京：机械工业出版社，2001.
[3]许福玲. 液压与气压传动. 武汉：华中科技大学出版社，2001.
[4]液压系统设计简明手册.北京：机械工业出版社，2000.
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)
机械工程学院 《数控机床编程》课程设计 题目：“王”字凸台 专业：机械设计制造及其自动 班级：机制1201 姓名：王超 学号： 1209331031 成绩： 指导教师：丽娟 2015年4月25日
目录 一、任务书 (1) 二、设计零件 (2) 三、数控加工工艺分析 (4) 四、程序清单 (5) 五、零件加工 (6) 六、设计小结 (7) 七、参考文献 (8) 八、感想 (9)
一、任务书 1.课程设计概述 《数控机床编程》课程设计是机械设计制造及其自动化专业的必修课程之一，它可以提高学生的动手能力，丰富学生的理论知识。是一门理论与实践相结合的综合性专业基础课。通过《数控机床编程》课程设计的学习，要求学生能够设计常用的轴类零件和型腔壳体类零件，并能够合理的选择卡具和加工设备，独立分析工艺，独立编程及完成其加工。通过数控机床编程课程设计，使学生提高数控机床实际操作和手工编程能力。同时还要求学生掌握数控机床的组成及其控制原理和方法。为以后的工作和学习打下坚实的基础。 2.课程设计目的 通过本次课程设计，掌握数控机床进行机械加工的基本方法，巩固数控加工编制的相关知识，将理论知识与实际工作相结合，并最终达到独立从事数控加工程序编制的工作能力。 3．课程设计任务 根据本任务书相关技术要求，完成零件设计，零件工艺分析，加工工序卡的编制，数控加工程序的编制，最后用HNC-21M数控系统机床加工出所设计的工件。
二、设计零件 我要做的零件是在金属块上刻一个“王”字。由于我是第一次将所学理论用于实践，因此我选择笔画相对较少的“王’字来做。本次编程我打算用顺时钟圆弧指令G02和直线指令G01来刻画这个字。
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
液压与气压传动课程设计说明书 设计题目专用铣床 专业班级 ********* 姓名 ********* 学号 ********* 指导老师 *********
目录 一、设计要求及数据 (2) 二、工况分析 (2) 2.1 工作负载 (2) 2.2 摩擦阻力 (2) 2.3 惯性负载 (2) 三、绘制负载图，速度图，运动循环图 (3) 速度循环图 (4) 动作循环图 (4) 四、初步确定液压缸的参数 (4) 4.1、初步确定参数 (4) 4.2、计算液压缸的尺寸 (5) 五、液压缸工况 (9) 5.1绘制液压缸的工况图 (11) 六．拟定液压系统图 (8) 6.1、选择液压基本回路 (8) 6.2、组成液压系统图 (9) 七、选择液压元件 (13) 7.1、确定液压泵的容量及电机功率 (13) 7.2、控制阀的选择 (14) 八、参考文献 (15)
一、设计要求及数据 题目： 一台专用铣床，铣头驱动电动机功率为7.5KW，铣刀直径为120mm，转速为350r/min。工作行程为400mm，快进、快退速度为6m/min，工进速度为60～1000mm/min,加、减速时间为0.05s。工作台水平放置，导轨摩擦系数为0.1，运动部件总重量为4000N。试设计该机床的液压系统。 设计任务： (1)完成系统的设计与计算，阐述液压传动系统的工作原理，并整 理出设计计算说明书； (2)绘制液压传动系统图;(A3图纸，手绘) (3)确定液压缸的结构参数； (4)选择液压元件及辅件，并列出元件明细表；
二、工况分析 2.1 工作负载 N N D D P V P F W 46.3410120*350*10*5.7*60n p 10*601000 *60n 100010006 6=====πππ 2.2 摩擦阻力 N N G G F N N G G F 550)15004000(*1.0f 1100)15004000(*2.0f 21d fd 21j fj =+=+==+=+=） （）（2.3 惯性负载 N N G G F 98.84060 *05.05.4*81.915004000t v )g (2 1g =+=+=）（查液压缸的机械效率9.0cm =η，可计算出液压缸在各个工作阶段的负载情况，如下表所示： 液压缸各个工作阶段的负载情况
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
目录 1 概述 (3) 1.1 零件技术要求 (3) 1.2 总体方案设计 (3) 2 设计计算 (3) 2.1主切削力及其切削分力计算 (3) 2.2 导轨摩擦力计算 (4) 2.3 计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力 (4) 2.4 滚珠丝杠的动载荷计算与直径估算 (4) 3 工作台部件的装配图设计 (9) 4 滚珠丝杠螺母副的承载能力校验 (9) 4.1 滚珠丝杠螺母副临界转速压缩载荷的校验 (9) n的校验 (10) 4.2 滚珠丝杠螺母副临界转速 c 4.3滚珠丝杠螺母副额定寿命的校验 (10) 5 计算机械传动系统的刚度 (10) 5.1 机械传动系统的刚度计算 (10) 5.2 滚珠丝杠螺母副的扭转刚度计算 (12) 6 驱动电动机的选型与计算 (12) 6.1 计算折算到电动机轴上的负载惯量 (12) 6.2 计算折算到电动机上的负载力矩 (13) 6.3 计算坐标轴折算到电动机轴上的各种所需的力矩 (13) 6.4选择驱动电动机的型号 (14) 7 机械传动系统的动态分析 (15) 7.1 计算丝杠-工作台纵向振动系统的最低固有频率 (15) 7.2 计算扭转振动系统的最低固有频率 (15) 8 机械传动系统的误差计算与分析 (16) 8.1 计算机械传动系统的反向死区 (16) 8.2 计算机械传动系统由综合拉压刚度变化引起的定位误差 (16) 8.3 计算滚珠丝杠因扭转变形产生的误差 (16)
9 确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号 (16) 9.1 确定滚珠丝杠螺母副的精度等级 (17) 9.2 确定滚珠丝杠螺母副的规格型号 (17) 课程设计总结 通过此次数控编程课程设计，我对立式数控铣床的进给系统有了个基本的了解，加深了对立式数控铣床的认识。通过立式数控铣床进给系统的设计，使我在装配结构和制造结构的各种方案以及在机械设计制图、零件计算和编写技术文件等方面得到了综合训练，培养了我的初步的结构分析与结构设计计算能力。 虽然只有一周的时间，在很仓促的情况下完成了这次数控编程的课程设计，但收获却很大，使我初步具备了设计的能力，并且我相信我在这方面的设计能力会逐渐成熟起来。 参考文献 1.范超毅．数控技术课程设计．武汉：华中科技大学出版社，2006 2.王爱玲．机床数控技术．北京：高等教育出版社，2006
《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
课程设计 课程名称：数控技术课程设计 学院：机械学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：学号： 年级：任课教师： 2012年 1 月 16 日
课程设计任务书
课程设计（论文）任务书 学生姓名：指导教师： 任务书发出时间2011年12月25日 设计时间2011年12月26日——2012年1月16日 设计（论文）题目数控技术课程设计 设计（论文）内容 ①结合设计任务的要求拟定总体机械和电气控制设计方案。 ②根据拟定的机械设计方案进行二坐标数控工作台的机械结构设计计算和元件的 选用。 ③根据拟定的电气设计方案进行数控系统控制电路的框图设计及驱动控制电路的 计算和元件选用。 ④根据指定要求进行有关软件的流程图设计。 ⑤对指定的软件程序进行编写。 ⑥进行机械结构的工程图和电气原理图的绘制。 ⑦编写设计说明书。 设计（论文）的要求（含说明书页数、图纸份量） ①方案拟定正确。 ②设计计算根据来源可靠，计算数据准确无误。 ③元气件选用正确规范符合国家颁布标准。 ④机械结构图纸绘制视图完整、符合最新国家标准，图面整洁、质量高。 ⑤电气部份图纸要求符合国家标准，图面布局合理、整洁、质量高。 ⑥机械和电气部份图纸总量为 1.5 张“0”号图量，其中含机械装配图1～2张、 电气控制原理框图及计算机I/O接口和驱动控制电路等电气原理图1～2张。 ⑦课程设计说明书应阐述整个设计内容：如课题来源现实意义、总体方案确定、 系统框图分析、电气执行元件的选用说明、机械传动和驱动电路的设计计算以 及机械和电气的其它部分。说明书要突出重点和特色，图文并茂、文字通畅、 计算正确、字迹清晰、内容完整。说明书页数不少于 20 页
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。
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。
论文（设计）任务书 注：本表按自然班填写。于动员时发给学生。不够纸请另附页。
前言 设计目的 数控机床课程设计是机电一体化专业教学中的一个重要的实践环节，学生学完技术基础课和专业课，特别是“数控技术及应用”课程后应用的，它是培养学生理论联系实际、解决实际问题能力的重要步骤。本课程设计是以机电一体化的典型课题---数控系统设计方案的拟定为主线，通过对数控系统设计总体方案的拟定、进给伺服系统机械部分设计，计算以及控制系统硬件电路的设计，使学生能够综合应用所学过的机械、电子和微机方面的知识，进行一次机电结合的全方面训练，从而培养学生具有初步设计计算的能力以及分析和处理生产过程中所遇到的问题的能力。 设计要求 课程设计是机床数控系统课程的十分重要实践环节之一。通过课程设计可以初步树立正确的设计思想，了解有关的工业政策，学会运用手册、标准、规范等资料；培养学生分析问题解决问题的实际能力，并在教师的指导下，系统地运用课程和选修课程的知识，独立完成规定的设计任务。 课程设计的内容是改造设备，实现以下几部分内容的设计训练。如精密执行机构（或装置）的设计、计算机I/O接口设计和驱动电路以及数控化电气原理设计等。 说明书的内容应包括：课程设计题目总体方案的确定、系统框图的分析、电气执行元件的选用说明、机械传动设计计算以及机械和电气及其他部分（如环形分配器等）的说明。 该课程设计的内容及方法，可以归纳如下： 1.采用微型计算机（包括单片机）进行数据处理、采集和控制。主要考虑计算机的选择或单片机构成电路的选用、接口电路、软件编制等。 2.选用驱动控制电路，对执行机构进行控制。主要考虑计算机的选择或单片机构成电路的选用，考虑电机选择及驱动力矩的计算，控制电机电路的设计。 3.精密执行机构的设计。主要是考虑数控机床工作台传动装置的设计问题：要弄清机构或机械执行元件的主要功能（传动运动、动力、位置装置、微调、精密定位或高速运转等），进行力矩、负载功率、惯性（转动惯量）、加（减）速控制和误差计算。 4.学会使用手册及图表资料。 1.总体方案的确定 1.1设计参数 系统分辨率为0.01mm，其它设计参数如下表。
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 = = =
《液压与气压传动》课程设计说明书 班级07机械国内 姓名毛显源 学号070155208 成绩
2. 夹紧液压缸负载与运动分析 工作负载 Fc=9.8KN 摩擦负载 夹紧液压缸采用平导轨：Fr= fF=f(G+N) 其中，N —为液压缸承受的压力，此处忽略不计。 又有夹紧液压缸的行程短，只有10mm,时间为2S,因此可以把 它作为 匀速运动的计算。 静摩擦负载： Ffs=Mc >F=0.2x 90N= 18N 3?液压缸承受的负载 ________________________ 工作台液压缸承受的负载 表1 工 况 计算公式 总负载F% 液压缸推力%〃 启 动 F= Ffs 500 543.48 加 速 F= Ffs+Fal 500+38.23=538.23 585.03 快 进 F= Ffd 250 271.74 减 速 F= Ffd+ F L —Fa2 250+32000-37.84=32212.16 35013.22 工 进 F= F L +Ffd 32000+250=32250 35054.35 制 动 F= Ffd+ F L -F U 3 250+32000-0.39=32249.61 35035.92 反向加速 F= Ffd +Fa4 250+38.23=288.23 313.29 快 退 F= Ffd 250 271.74 制 动 F= Ffd —F J 5 250-38.23=211.77 230.18 工 况 计算公式 总负载F% 液压缸推力% 锁 紧 F= Ffs +Fc 8900+18=8918 9693.5 放 松 F=Ffd 9 9.78 减速 制动 反向加速 斑=耳巴竺 mi 。。。x (4.5-46X 10-) =3784N g At 9.81 60x0.5 (G + N) Av 2.5x1000 gA?" 9^81 46 x IO- 60x0.5 =0.39N 反向制动 Fa4 = (G ±N)Av = 2.5xlQ00x g At 9.81 Fa5 = (G ±N)Av = 2.5xlQ00x g At 9.81 -------- =38.23N 60 x 0.5 -------- =3&23N 60 x 0.5 动摩擦负载: F"吋F =0」x 90N=9N
攀枝花学院本科课程设计（）专用铣床液压系统设计 学生姓名： ***** 学生学号： ***** 院（系）：机械工程学院 年级专业： 09机制 1 班 指导教师： ****** 二0一二年六月 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 注：任务书由指导教师填写。
摘要 本次设计的是专用铣床的液压设计，专用铣床是根据工件加工需要，以液压传动为基础，配以少量专用部件组成的一种机床。在生产中液压专用铣床有着较大实用性，可以以液压传动的大小产生不同性质的铣床。此次设计主要是将自己所学的知识结合辅助材料运用到设计中，巩固和深化已学知识，掌握液压系统设计计算的一般步骤和方法，正确合理的确定执行机构，选用标准液压元件，能熟练的运用液压基本回路，组成满足基本性能要求的液压系统。在设计过程中最主要的是图纸的绘制，这不仅可以清楚的将所设计的内容完整的显示出来，还能看出所学知识是否已完全掌握了。 整个设计过程主要分成六个部分：参数的选择、方案的制定、图卡的编制、专用铣床的设计、液压系统的设计以及最后有关的验算。主体部分基本在图的编制和液压系统的设计两部分中完成的。 关键词：专用铣床，液压传动，回路设计.
ABSTRACT The design is hydraulic special milling machine, hydraulic design special milling machine is based on needs of work, based on hydraulic transmission, match with a few special parts of a machine tool. During production has great practical hydraulic special milling machine, can with hydraulic drive size produces different nature of the milling machine. This design is mainly with my own knowledge will be applied to design of auxiliary materials, strengthening and deepening prior knowledge of hydraulic system design calculation, the general procedure and method to determine the correct method of actuator, choose standard hydraulic ponents, can skilled using hydraulic basic circuit, position satisfy basic performance requirements of the hydraulic system. In the design process of the main is drawing, which not only can clearly drawn designed by the pleteness of the contents will show out, still can see whether the knowledge already plete mastery. The whole design process mainly divided into six parts: parameter selection, plan formulation, the figure card planning, special milling machine design, hydraulic system design and final relevant calculating. Theme part includes graph preparation and hydraulic system design Special milling machine, hydraulic transmission, loop design.