顺序动作液压传动系统及液压缸设计

课程设计说明书

课程名称： 专业课程设计 题 目： 顺序动作液压传动系统及液压缸设计

学 院： 机电工程学院 系： 机械系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 105班 学 号： 5901110176 学生姓名： 张顺祥 起讫日期： 2013.12.9 — 2013.12.29

指导教师： 职称： 教授 系分管主任： 审核日期：

目录

第一章 课程设计的要求和内容 ........................................... - 3 -

一、设计目的 ..................................................................................................................................... - 3 - 二、设计任务 ..................................................................................................................................... - 3 - 三、进度安排 ..................................................................................................................................... - 3 - 四、技术要求 ..................................................................................................................................... - 3 -

第二章 工况分析、计算 ...................................................... - 4 -

一、动力分析 ..................................................................................................................................... - 4 - 二、运动分析 ..................................................................................................................................... - 5 - 三、绘制负载图、负载循环图和速度循环图 ................................................................................. - 5 -

第三章 确定主要技术参数 .................................................. - 7 -

一、初选液压缸压力 ......................................................................................................................... - 7 - 二、确定液压缸主要尺寸 ................................................................................................................. - 7 -

三、计算最大流量 ......................................................................................................................... - 9 -

第四章 拟定系统原理图 ..................................................... - 11 -

一、速度控制回路的选择 ................................................................................................................ - 11 - 二、速度换接回路的选择 ............................................................................................................... - 12 -

三、油源的选择和能耗的控制 ................................................................................................... - 13 -

四、组成完整液压系统 ................................................................................................................... - 15 - 五、液压系统工作原理 ................................................................................................................... - 16 -

- 1 -

第五章 液压元件的选择 ................................................ - 17 -

一、确定液压泵及电动机规格 ....................................................................................................... - 17 - 二、阀类元件和辅助元件的选择 ................................................................................................... - 19 -

第六章 液压系统性能验算 ............................................ - 21 -

一、验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 ........................................................................... - 21 - 二、油液温升验算 ........................................................................................................................... - 24 -

第七章 液压缸的设计 ....................................................... - 25 -

一、液压缸基本尺寸的确定及校核 ............................................................................................... - 25 - 二、液压缸的结构设计 ................................................................................................................... - 27 -

结语 .................................................................................. - 30 - 参考文献 ........................................................................... - 30 -

- 2 -

第一章 课程设计的要求和内容

一、设计目的

1、应用液压传动及控制课程及其相关的理论知识，进行液压传动及控制系统综合设计实践，从而使这些知识得到进一步的巩固、加深、提高和扩展。

2、在设计过程中学习和掌握通用液压元件，尤其是各类标准元件的选用原则和回路的组合方法，培养学生设计技能，提高分析和解决实际问题的初步能力。

3、通过设计，学生应在计算、绘图和熟悉设计资料（包括设计手册、产品样本、标准和规范）以及进行设计估算等方面得到实际训练。

二、设计任务

1、进行工况分析、计算，拟定液压传动系统； 2、主要液压元件的设计计算和选择；

3、液压辅助装置（油箱、滤油器、蓄能器、管路等）的计算、设计或选择； 4、液压传动系统的验算和校核； 5、液压传动系统的绘制；

6、液压传动系统部件装配图、零件图的绘制； 7、编写设计计算说明书。

三、进度安排

第一周：设计准备、液压传动系统的设计与计算。 第二周：液压部件或零件装配图的设计及绘制。 第三周：编写设计计算说明书及答辩。

四、技术要求

设计顺序动作液压系统，要求：实现快进→工进→二工进→快退→停止的动作循环。移动部件承受的总重力G=6000N，一工进承受的外负载F1=8000N，二工

- 3 -

进承受的外负载F2=15000N，快进行程LR=100mm，一工进行程LN1=50mm，二工进行程LN1=20mm，快进快退速度VR=3.6m/min，一工进速度VN1= 0.06m/min，二工进速度VN2= 0.04m/min，静摩擦系数fS=0.25，动摩擦系数fD=0.12。

第二章 工况分析、计算

一、动力分析

在对液压系统进行工况分析时，本设计只考虑组合机床动力滑台所受的工作负载、惯性负载和机械摩擦阻力负载，其他负载可忽略。

（二）工作负载

工作负载是在工作过程中由于机器特定的工作情况而产生的负载，对于组合机床液压系统来说，沿液压缸轴线方向的切削力即为工作负载与液压缸的运动方向相反是为正值，方向相同为负值。工作负载可能是恒定值，也可能是随时间变化的，其大小需要根据具体情况进行计算，本设计的工作负载如下：

一工进外负载：F1=8000N。 二工进外负载：F2=15000N。 快进、快退时外负载为0。 （二）阻力负载

阻力负载主要是工作台的机械摩擦阻力，分为静摩擦力和动摩擦力两部分。 静摩擦力：

Ffs?G?fs?6000?0.25?1500N。

动摩擦力：FfD?G?fD?6000?0.12?720N。 （三）惯性负载

最大惯性负载取决于移动部件的质量和最大加速度，其中最大加速度可通过工作台的最大移动速度和加速时间进行计算，假设往复加、减速时间最大为0.2s，工作台最大移动速度，即快进、快退速度为3.6m/min，因此惯性负载可表示为：

?v60003.6Fm?m???183.67N。

?t9.8160?0.2根据上述负载力计算结果，由公式F'?

F?m（取?m?0.9）可得出液压缸在各

- 4 -