液压与气动课程设计全解.doc

计算机辅助设计与制造专业 《液压传动》课程设计说明书 班级： 学号： 姓名： 日期： 一、液压传动课程设计的目的 1、巩固和深化已学的理论知识，掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤。 2、锻炼机械制图，结构设计和工程运算能力。 3、熟悉并会用有关国家标准、部颁标准、设计手册和产品样本等技术资料。 4、提高学生使用计算机绘图软件（如AUTOCAD、PRO/E等）进行实际工程设计的能力。 二、液压课程设计题目 题目（一）设计一台立式镗孔组合机床液压系统，要求该系统完成：快进——工进——死挡铁停留——快退——原位停止的半自动循环。采用平导轨，设计原始数据如下表所示。 数 参 据 数 数 据 I II III IV V√ 切削力（N） 18000 15000 16000 15500 20000 运动部件自重（N） 14700 13000 13500 14500 15000 快进快退速度（m/min） 7 7.5 6.5 7.8 8 快进行程（mm） 150 120 110 95 120 工进行程（mm） 80 60 65 70 60 工进速度（mm/min） 30~90 30~90 30~90 30~90 30~90 启动制动时间t（s） 0.05 0.25 0.21 0.23 0.3 试完成以下工作： 1、进行工况分析，绘制工况图。 2、拟定液压系统原理图（A3）。 3、计算液压系统，选择标准液压元件。 4、绘制液压缸装配图（A1）。 5、编写液压课程设计说明书。 机床加工示意图如下： 图2 立式动力滑台加工示意图 一、明确设计要求 明确主机对液压系统的动作和性能要求。设计一台立式镗孔组合机床液压系统，要求该系统完成：快进——工进——死挡铁停留——快退——原位停止的半自动循环，采用平导轨。由设计题目要求可知：1、因有快进快退行程，可知有差动连接装置；2、因快进快退的速度，可知活塞直径D与活塞杆d的关系为：；3、根据题目要求，知道系统为正常工作环境下。 二、工况分析 工况分析是对液压执行元件的工作情况进行分析，以得到工作过程中执行元件在各个工作阶段中的流量、压力和功率的变化规律，并将其用曲线表示出来，作为确定液压系统主要参数、拟定液压系统方案的依据。 1、运动分析 按设备工作要求和执行元件的运动规律，绘制出执行元件工作循环图，和速度位移图，即速度循环图。如下所示：为立式镗孔组合机床运动分析图。 2、负载分析 负载分析就是研究各执行元件在一个工作循环内各阶段的受力情况。 （1）工作负载： 。 （2）摩擦负载：由题目设计要求，知该系统不计摩擦负载，即。 （3）惯性负载： 惯性负载是运动部件的速度变化时，由其惯性而产生的负载，可用牛顿第二定律求出，即： G---运动部件的重力（N） g---重力加速度， △v---速度变化值（） △t---起动或制动时间（s） 工进速度取工进时的最大速度90mm/min即 加速： 减速： 制动： 反向加速： 反向制动： 根据以上的计算，考虑到液压缸垂直安放，其重量较大，为防止因自重而自行下滑，系统中应设置平衡回路。因此，在负载分析时，就不考虑运动部件的重量，则液压缸各阶段中的负载，如下表：【取（=0.9）】 液压缸各阶段中的负载 工况 计算公式 总负载F（N） 缸推力F(N) 起动 0 0 加速 680.4 756 快进 0 0 减速 -672.6 -747.36 工进 20000 22222.22 制动 19992.3 22213.7 反向加速 680 755.6 快退 0 0 反向制动 -680 -755.6 负载和速度图的绘制 按前面的负载分析及已知的速度要求、行程限制等，绘制出负载及速度图（如下所示） 三、确定主要参数 液压缸工作压力主要根据运动循环各阶段的最大总负载力来确定，此外，还需要考虑一下因素： （1）各类设备的不同特点和使用场合 （2）考虑经济和重量因素，压力选得低，则元件尺寸大，重量重，压力选得高一些，则元件尺寸小，重量轻，但对元件的制造精度，密封性能要求高。这必然要提高设备的成本。 按负载选择执行元件的工作压力 负载F/kN 5 5~10 10~20 20~30 30~50 50 工作压力p/MPa 0.8~1.0 1.5~2.0 2.5~3.0 3.0~4.0 4.0~5.0 5.0~7.0 各类液压