液压课程设计设计说明书.doc

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1、目 录 第1章 组合机床工况分析1 第2章 液压缸的主要参数的确定 4第3章 拟定液压系统图7 第4章 液压元件的选择 10第5章 液压缸的机构设计11设计总结16参考文献17附录A 液压系统原理图 附录B 液压缸结构第1章 组合机床工况分析1.1 运动分析 按工作要求和执行元件的运动规律，绘制出执行元件的工作循环曲线，下图所示为组合机床动力滑台的运动分析。图1-1动力滑台工作循环1.2 工作负载分析 工作负载即为切削阻力。1.3 阻力负载分析 由设计要求知该系统不计摩擦力，即1.4 惯性负载分析加速阶段：减速阶段： 工进阶段：制动阶段： 反向加速阶段： 反向制动阶段: 1.5 工进速度选择工

2、进速度取工进时的最大速度90mm/min即1.6 根据以上分析计算各工况负载 (见表1-1)表1-1 液压缸在各工作阶段的负载值工况计算公式液压缸负载F/N液压缸驱动力F/m/N启动阶段00加速阶段F=680755.6快进阶段00减速阶段-672.6-747工进阶段2000022222制动阶段19992.322213.7反向加速阶段680755.6反向制动阶段-680-755.6快退阶段00注:表中取液压缸的机械效率cm=0.90，则缸推力为F/cm1.6 1.7 负载图和速度图的绘制负载图按上面数值绘制，如图所示。速度图按已知数值、，、快退行程和工进速度等绘制如图。 图1-2 动力滑台速度循

3、环图1-3 动力滑台负载图第2章 液压缸的主要参数的确定2.1 初定液压缸工作压力根据上述工况要求和动力滑台的结构安排，应采用液压缸为执行元件。液压缸选用单杆式的，缸筒固定在床身上。由于要求快进与快退的速度相等，为减少液压泵的供油量，决定采用差动型液压缸。由工况分析中可知，工进阶段的负载力最大，所以，液压缸的工作压力按此负载力计算，选。2.2 液压缸尺寸的计算液压缸的几何参数为活塞的有效作用面积A则液压缸直径按设备类型选取活塞杆直径d=0.7D=70mm 取d=70mm则液压缸无杆腔的作用面积液压缸有杆腔的面积2.3 液压缸的流量的计算液压缸的快进流量液压缸的工进流量液压缸的工进流量2.4 各

4、阶段的运动时间液压缸的快进阶段液压缸的工进液压缸的快退液压缸在工作循环中各阶段压力、流量和功率工作阶段压力流量q输入功率快进00工进336快退00图2-1流量图图2-2压力图图2-3功率图第3章 拟定液压系统图3.1 选择液压回路(1)供油方式的选择根据分析，该液压缸的供油方式选择为限压式变量泵供油。（2）调速回路的选择调速回路的功能是调定执行元件的工作速度。速度控制回路是对液压系统中执行元件的运动速度和速度切换实现控制的回路。根据分析，采用调速回路中的节流调速回路，这种调速回路的优点是结构简单、工作可靠、造价低和使用维护方便，速度稳定性好，其缺点是能量损失大、效率低、发热大、故一般用于小功率

5、系统中节流调速回路。（3）速度换接换速回路是指执行元件实现运动速度的切换。根据本题要求，应采用换速回路中的快速慢速换接回路，这种回路的特点是切换平稳、切换点准确，但不能任意布置行程阀的位置，采用行程阀控制的快速慢速换接回路。（4）平衡回路平衡回路的功能是使执行元件保持一定的背压力（即回油路的压力），以便与重力负载相平衡，根据分析，需选择一个平衡回路。3.2组成系统将选择的回路综合起来，构成一个完整的液压系统。在综合基本回路时，在满足工作机构运动要求及生产率的前提下，应力求系统简单。工作安全可靠，运动平稳，效率高，调整和维护保养方便。根据以上要求，拟定液压系统原理图。图3-1系统原理图图3-2第

6、4章 液压元件的选择4.1 液压泵的确定(1)确定液压泵的最大工作压力 对于执行元件运动过程中需要最大压力，液压缸的工作压力为P=P+ 式中 执行元件在稳定工况下的最高工作压力； 进油路上的远程和局部损失； 前面已经确定液压缸的最大工作压力为，选取进油管路压力损失，所以泵的工作压力。(2)液压泵的流量 液压泵的最大供油量按执行元件工况图上的最大压力流量及回路系统中的泄油量来确定的，即：根据要求取k=1.2, ，则，根据泵的最高工作压力，和泵的最大供油量，从产品样本中选择液压泵的规格和型号 (3)确定液压泵的驱动功率p 因为系统选用的是限压式变量泵，所以可根据式得到P=6kw式中泵的总效率，取。

7、根据以上计算结果，査电动机产品目录。 第5章 液压缸的结构设计5.1 为满足本题目中液压系统 快进工进快退的使用要求，选用双作用单杆活塞缸。1）液压缸的组成：液压缸的结构基本上可分成缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置，以及排气装置五个部分。2）液压缸组件的连接方式：缸筒与缸盖的连接形式，因法兰连接结构简单，容易加工，也易拆卸，故采用法兰连接，缸筒与缸底的连接形式也用法兰连接。活塞杆与活塞的连接方式选用螺纹连接，其结构简单，安装方便可靠。活塞杆导向部分的结构 活塞杆导向部分的结构，包括活塞杆与端盖、导套的结构，以及密封、防尘、锁紧装置等。 3）活塞及活塞杆处密封圈的选用 活塞及活塞杆处

8、密封圈的选用，应根据密封部位、使用部位、使用的压力、温度、运动速度的范围不同而选择O型的密封 圈。4）液压缸的缓冲装置 液压缸带动工作部件运动时，因运动件的质量大，运动速度较高，则在达到行程终点时，会产生液压冲击，甚至使活塞与缸筒端盖产生机械碰撞。为防止此现象的发生，在行程末端设置缓冲装置。常见的缓冲装置有环状间隙节流缓冲装置，三角槽式节流缓冲装置，可调缓冲装置。5）液压缸排气装置 对于速度稳定性要求的机床液压缸，则需要设置排气装置。6）密封装置的选择选0形密封圈，因为其具有良好的密封性能，且结构紧凑，运动件的摩擦阻力小，装卸方便，容易制造，价格便宜等优点。5.2 液压缸设计需要注意的事项 1

9、）尽量使液压缸有不同情况下有不同情况，活塞杆在受拉状态下承受最大负载。2）考虑到液压缸有不同行程终了处的制动问题和液压缸的排气问题，缸内如无缓冲装置和排气装置，系统中需有相应措施。 3）根据主机的工作要求和结构设计要求，正确确定液压缸的安装、固定方式，但液压缸只能一端定位。 4）液压缸各部分的结构需根据推荐结构形式和设计标准比较，尽可能做到简单、紧凑、加工、装配和维修方便。5.3 液压缸主要零件的材料和技术要求 1）缸体 材料灰铸铁: HT200 粗糙度液压缸内圆柱表面粗糙度为 技术要求：a内径用H8-H9的配合 b缸体与端盖采用螺纹连接，采用6H精度 2）缸盖 材料35钢 粗糙度导向表面粗糙

10、度为 技术要求：同轴度不大于 3）活塞 材料灰铸铁：HT200 粗糙度活塞外圆柱粗糙度 技术要求：活塞外径用橡胶密封即可取f7f9的配合，内孔与活塞杆的配合可取H8。 4）活塞杆 材料实心：45钢，调质处理， 粗糙度杆外圆柱粗糙度为 技术要求：a调质2025HRC b活塞与导向套用 的配合，与活塞的连接可用 5）导向套 材料青铜，球墨铸铁 粗糙度导向表面粗糙度为 技术要求：a导向套的长度一般取活塞杆直径的60%80%b外径D内孔的同轴度不大于内孔公差之半5.4 液压缸主要尺寸的计算液压缸的主要尺寸包括液压缸的内径D，活塞杆直径d，液压缸筒的长度L，1）液压缸内径D的计算，根据最大负载和选取的工

11、作压力来确定内径D=100mm，2）活塞杆直径d的计算在前面的计算中已经确定d=70 mm3）液压缸筒长度L的计算液压缸筒长度L由活塞最大行程l，活塞宽度B，活塞杆导向长度H和有特殊要求的其他长度确定。查手册选取活塞行程L=250 mm，活塞宽度 B=（0.61.0）d，选B=88 mm，导向套长度H=（0.61.0）d，选H=0.8 d=64 mm，且液压缸筒长度不超过内径110 mm的20倍，综上所述，得液压缸筒长度L=450 mm。6）液压缸参数的计算液压缸的结构参数，主要包括缸筒壁厚，油口直径，缸底厚度1）壁厚的计算查表取缸筒外径为133 mm，则壁厚= mm2）液压缸油口直径在计算设

12、定液压缸油口液流速度为1.0m/min则液压缸油口直径应根据活塞最高运动速度V 和油口最高液流速度Vo=而定Do=0.13D Do液压缸油口直径 =0.13X0.11 D液压缸内径 =40mm V液压缸最高输出速度 Vo油口液流速度7）缸底厚度计算D液压缸内径（mm） 【】缸底材料的许用应力（Mpa） Py试验压力（Mpa）8）缸头厚度计算由于在液压缸缸头上有活塞杆导向孔，因此其厚度的计算方法与缸底有所不同，这里选用螺钉联结法兰式缸头。H= F= +（d-）qF法兰受力总和（N） q附加密封压力（pa）螺钉孔分布圆直径（m） 密封环平均直径（m） 【】法兰材料许用应力（pa） d密封环内径（m

13、）密封环外径（m） P系统工作压力（pa）选取d=90 mm =100 mm =110 mm =130 mm P=3.98 Mpa q=0.5 Mpa将数据代入式中，求得h=28 mm，设计总结通过本次设计，让我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。 在本次设计中，我们还需要大量的以前没有学到过的知识，于是图书馆和INTERNET成了我们很好的助手。在查阅资料的过程中，我们要判断优劣、取舍相关知识，不知不觉中我们查阅资料的能力也得到了很好的锻炼。我们学习的知识是有限的，在以后的工作中我们肯定会遇到许多未知的领域，这方面的能力便会使我们受益非浅。 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、教材相应章节。2、机械零件设计手册（液压与气动部分）冶金出版社3、机械设计手册下册化学工业出版社4、组合机床设计（液压传动部分）机械工业出版社5、液压工程手册上、下册机械工业出版社