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1、一、设计要求及任务1.设计要求（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。（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。（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（5）.液压传动课程设计一般要求学生完成以下工作：设计计算说明书一份； 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）；一张液压缸工作图。2.设计题目 一台专用铣床的铣头驱动电机的功率N= 7.5K
2、W ，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601000mm/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、进度安排及完成时间1设计时间：一周，2009年06月 22日至2009年06月26日。2进度安排星期一星期三：布置设计任务，查阅资料，熟悉设计要求及任务，软硬件设计。星期四星期五：整理资料，按格式撰写设计说明书，上交设计作业（打印稿
3、及电子文档）。目 录一设计目的、要求及题目3设计的目的3设计的要求3（3）设计题目3二负载工况分析41. 工作负载42. 摩擦阻力43. 惯性负荷4三绘制负载图和速度图5四初步确定液压缸的参数61 初选液压缸的工作压力。62计算液压缸尺寸。63液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率的计算值如下表74绘制液压缸的工况图（图3）8五拟定液压系统图81选择液压基本回路82组成系统图9六选择液压元件101确定液压泵的容量及电动机功率10控制阀的选择103确定油管直径114确定油箱容积11七 液压系统的性能验算11 液压系统的效率11 液压系统的温升12致谢13参考文献13一设计目的、要求及题目设计的
4、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。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
5、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：设计计算说明书一份； 液压传动系统原理图一张（3号图纸，包括工作循环
6、图和电磁铁动作顺序表）。（3）设计题目 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601000mm/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2. 摩擦阻力3. 惯性负荷查液压缸的机械效率，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
7、负载情况工况负载计算公式液压缸负载液压缸推力/N启动11001222.22加速1390.981545.53快进550611.11工进3960.464400.51快退550611.11三绘制负载图和速度图根据工况负载和以知速度和及行程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)图2（速度图）四初步确定液压缸的参数1 初选液压缸的工作压力。查各类液压设备常用工作压力初选，2计算液压缸尺寸。选用差动液压缸，无杆腔与有杆腔的有效面积为；回油路上有背压阀或调压阀，取背压;回油管路压力损失。按JB218377取标准值 D=50mm活塞杆的直径为：由此求得液压缸的实际有效工作面积3液压
8、缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率的计算值如下表表2所示：表2 液压缸所需的实际流量、压力和功率工况负载回油腔压力进油腔压力输入流量输入功率计算公式快进启动1222.2212.7加速1545.5321.27恒速611.1111.564.330.08工进4400.51826.51.960.120.086快退启动1222.2212.2加速1545.5325.24恒速611.1115.914.50.1194绘制液压缸的工况图（图3）五拟定液压系统图1选择液压基本回路从工况图可知：该系统的流量、压力较小，可选用定量泵和溢流阀组成的供油源，如图a所示。铣床加工有顺锉和逆锉之分，宜采用出口节流调速，具有
9、承受负切削的能力，如图b所示。考虑到工作进给时负载大、速度低，而快进、快退行程中负载小、速度快，所以采用由换向阀联通的差动快速回路，如图c所示。根据一般专用铣床的要求不高，采用电磁阀的快慢换接回路，其特点是结构简单。选用简便的电气行程开关和挡铁控制行程方式，如图d所示。 （a） (b) (c) (d)2组成系统图为了实现工作台快退选用具单向阀的调速阀，图4为所设计的液压系统图。1、油箱 2、过滤器 3、电磁溢流阀 4、远程调压阀 5、溢流阀 6、单向阀 7、压力表开关 8、压力表 9、节流阀 10加载液压缸 11、活塞头连接器 12、 行程开关 13、被测液压缸 14、单向调速阀 15、三位四
10、通电磁换向阀 16、冷却器 17、电动机 18、限压式变量泵 六选择液压元件1确定液压泵的容量及电动机功率（1） 液压泵的工作压力和流量计算。进油路的压力损失取，回路泄露系数取，则液压泵的最高工作压力和流量为：根据上述计算数据查泵的产品目录，选用型定量叶片泵。（）确定驱动电动机功率。由工况图表明，最大功率出现在快退阶段，液压泵总效率0.75,则电动机功率为：控制阀的选择根据泵的工作压力和通过各阀的实际流量，选取各元件的规格，如表所示。格表3 各元件的规序号元件名称最大通流量/（L/min）型号规格1 定量叶片泵2溢流阀Y10B 3三位四通电磁阀34D10B4单向调速阀QI10B5二位三通电磁阀
11、23D10B6单向阀I10B7过滤器XUB3确定油管直径进出液压缸无杆腔的流量，在快退和差动工况时为，所以管道流量按计算。取压油管流速，取内径为的管道。吸油管的流速，通过流量为，则，取内径为管道。确定管道尺寸应与选定的液压元件接口处的尺寸一致。4确定油箱容积七 液压系统的性能验算 液压系统的效率 （经计算，）取泵的效率，液压缸的机械效率，回路效率为： 当工进速度为时， 当工进速度为时， 液压系统的温升（只验算系统在工进时的发热和温升）定量泵的输入功率为： 工进时系统的效率，系统发热量为： 取散热系数，油箱散热面积时， 计算出油液温升的近似值： ，固合理。参考文献1上海市职业技术教育课程改革与教材建设委员会组编.液气压传动.北京：机械工业出版社，2001.92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张世伟.液压传动系统的计算与结构设计.宁夏人民出版社.1987.5中央电大液压传动辅导教材编写小组.液压传动辅导教材.中央电大出版社.