液压传动技术课程设计指导书

液压传动课程设计

指导书

山东科技大学

机电控制与智能装备研究所

指导教师：万丽荣

液压系统的设计是整机设计的重要组成部分,主要任务是综合运用前面各章的基础知识,学习液压系统的设计步骤、内容和方法。通过学习，能根据工作要求确定液压系统的主要参数、系统原理图，能进行必要的设计计算，合理地选择和确定液压元件，对所设计液压系统性能进行校验算，为进一步进行液压系统结构设计打下基础。

液压系统的设计步骤和内容大致如下：(1)明确设计要求，进行工况分析；(2)确定液压系统的主要性能参数；(3)拟订液压系统原理图；(4)计算和选择液压元件；(5)验算液压系统的性能；(6)液压缸设计；（7）绘制工作图，编写技术文件，并提出电气控制系统的设计任务书。

以上步骤中各项工作内容有时是互相穿插、交叉进行的。对某些复杂的问题，需要进行多次反复才能最后确定。在设计某些较简单的液压系统时，有些步骤可合并和简化处理。

1 明确设计要求，进行工况分析

1.1 明确设计要求

对液压系统的设计要求是设计液压系统的依据，设计前必须将它搞清楚。明确设计要求往往从以下几个方面考虑：

1.1.1主机的概况了解

一般液压系统是为主机配套的，因此明确设计要求一般应从了解主机开始。了解主机概况一般从以下几方面着手：

1）主机的用途、总体布局、主要结构，主机对液压装置的位置和空间尺寸的限制。

2）主机的工艺流程或工作循环、技术参数与性能要求。

3）作业环境与条件等。

1.1.2明确主机对液压系统提出的任务和要求

1）主机要求液压系统完成的动作和功能，执行元件的运动方式（转动、移动或摆动）、动作循环及其工作范围。

2）外界负载大小、性质及变化范围，执行元件运动速度大小及变化范围。

3）各液压执行元件的动作顺序、转换及互锁要求。

4）对液压系统的工作性能方面的要求，如运动平稳性、定位和转换精度、停留时间、自动化程度、工作效率、噪声等方面的要求，对于高精度、高生产率的自动化主机，不仅会对液压系统提出静态性能指标，往往还会提出动态性能指标。

1.1.3明确其它要求

1）明确液压系统的工作条件和环境条件，如环境的温度、湿度、污染和振动冲击情况。有无腐蚀性和易燃性物质存在，这牵涉到液压元件和工作介质的选用，也牵涉到所需采用的防护措施等。

2）对液压系统的重量、外形尺寸、经济性等方面的要求。

1.2工况分析

工况分析就是要分析执行元件在整个工作过程中速度和负载的变化规律，求出工作循环中各动作阶段的速度和负载的大小，画出速度图和负载图（简单系统可不画）。

从这两张图中可以方便地看出系统对液压执行元件作用的负载和速度的要求及它们的变化范围，还可方便地确定最大负载值、最大速度值，以及它们所在的工作阶段，这是确定液压系统方案、确定液压系统性能参数和执行元件结构参数的主要依据。

1.2.1速度分析速度图

速度分析就是对执行元件在整个工作循环中各阶段所要求的速度进行分析，速度图即是用图形将这种分析结果表示出来的图形。速度图一般用速度—时间（v—t）或速度—位移（v—l）曲线表示。图1（a）为一机床进给油缸的动作循环图例，及图1（b）是其相应的速度图例。

1.2.2负载分析与负载图

负载分析就是对执行元件在整个工作循环中各阶段所要求克服的负载大小及其性质进行分析，负载图即是用图形将这种分析结果表示出来的图形。负载图一般用负载—时间（F —t）或负载—位移（F—l）曲线表示。

1）液压缸的负载分析

液压缸在做直线往复运动时，要克服以下负载：工作负载、摩擦负载阻力、惯性阻力、重力、密封阻力和背压力。前四种属于外负载，后两种属于内负载。在不同的动作阶段，负载的类型和大小是不同的。下面分别予以讨论。

（1）启动阶段

启动阶段的液压缸活塞或缸体及其与它们相连的运动部件处于要动而未动状态，其负载F由以下2项组成

式中F fs——静摩擦力；

F n——作用在摩擦面（如导轨面或支承面）上的正压力；

f s——摩擦面的静摩擦系数，其数值与润滑条件、导轨的种类和材料有关（见表1）；

F G——垂直或倾斜放置的运动工作部件重量在油缸运动方向的分量，工作部件向上运

动时为正负载，向下运动时为负负载。若工作部件是水平放置时，则F G=0。

(2) 加速阶段

加速阶段的液压缸活塞或缸体及其与它们相连的运动部件从速度为零到恒速（一般为非工作阶段的快速运动）阶段，这时的负载F由下式计算

式中F fd——动摩擦力;

f d——动摩擦系数(见表1)；

F m——惯性阻力,这是液压缸活塞或缸体及其与它们相连的运动部件在加速（或制动

减速）过程中得到惯性阻力, 其值可按牛顿第二定律求出，加速时阻力为正，

制动减速时为负；

△v——速度的改变量，即恒速值；

△t——启动或制动时间，机床一般取△t=0.01~0.5s，轻载低速运动部件取小值，重载高速运动部件取大值。行走机械可取△v/ △t=0.5~1.5m/s2；

G——运动部件的重量；

g——重力加速度。

该阶段负载由下式决定

式中F L——工作负载，如切削力等。其方向与液压缸运动方向相反时取正值，相同时取

负值。在非工作行程(如快进)时取F L=0.

（4）制动阶段

该阶段负载由下式决定

因制动时是减速，因此惯性力Fm为负值。

上述四个动作阶段，在液压缸的反向运动中，也都存在，只是在快退过程中不存在工作行程，因此整个快退恒速阶段取F L=0。

以上计算均是计算液压缸的外负载，要计算液压缸的总负载力，还应计算液压缸的内负载力，即密封阻力和运动的背压阻力。前者是指密封装置零件在相对运动中产生的密封摩擦力, 其值与密封装置的结构类型、液压缸的制造质量和工作压力有关，具体计算比较繁琐，一般在初步计算中都将其考虑在液压缸的机械效率（ηm）中。后者是指液压缸回油腔的背压阻力，它是由回油管路上的液压阻力决定的。在系统方案与结构尚未确定前，它是无法计算的。在液压缸尺寸已知的情况下，可根据表2所示的经验数据进行估算。一般可先忽略不计，待系统回路和液压执行元件结构尺寸确定时再将其计算进去。

根据上述各阶段得到负载及其所经历的移动行程（或时间），便可归纳绘出液压缸的负载图（F-l图或F-t图），如图2所示为一机床进给系统的负载图例。图中的最大负载值将是初选液压缸工作压力和确定液压缸结构参数时的依据。

32MPa）

1.2.3液压马达的负载分析

当系统以液压马达作为执行元件时，应计算各阶段折算到液压马达轴上的总负载转矩T。这负载转矩应包含三项之和：T L——工作负载折算到马达轴上的等效转矩，T f——执行

机构上的摩擦力（力矩）折算到马达轴上的等效转矩，T m——执行机构、传动机构、液压马达轴等在启动和制动时折算到马达轴上的等效惯性力矩。即

将式（1）~（4）中的力的计算换成相应的力矩的计算式，即可得到液压马达在各个动作阶段的负载力矩计算式，并可画出相应的负载转矩图。

2液压系统主要性能参数的确定

液压系统的主要性能参数是指液压执行元件的工作压力p和最大流量Ｑ，它们均与执行元件的结构参数（即液压缸的有效工作面积或液压马达的排量）有关。液压执行元件的工作压力和最大流量是计算与选择液压元件、原动机（电机），进行液压系统设计的主要依据。

2.1液压执行元件工作压力的确定

液压执行元件的工作压力是指液压执行元件的输入压力。在确定液压执行元件的结构尺寸时，一般要先选择好液压执行元件的工作压力。工作压力选得低，执行元件的尺寸则大，整个液压系统所需的流量和结构尺寸也会变大，但液压元件的制造精度、密封要求与维护要求将会降低。压力选得愈高，结果则相反。因此执行元件的工作压力的选取将直接关系到液压系统的结构大小、成本高低和使用可靠性等多方面的因素。一般可根据最大负载参考表3选取，也可根据设备的类型参考表4选取。

随着目前材质生产水平和液压技术水平的提高，液压系统的工作压力有向高压化发展的趋势，这也是符合经济发展规律的。

2.2液压执行元件主要结构参数的确定

要确定液压执行元件的最大流量，必须先确定执行元件的结构参数。这里主要指液压缸的有效工作面积A1、A2及活塞直径D、活塞杆直径d。液压执行元件的结构参数首先应满足所要克服的最大负载和速度的要求。例如图3所示一单杆活塞缸，其无杆腔和有杆腔的有效作用面积分别为A1和A2，当最大负载为F max时的进、回油腔压力分别为p1和p2，这时活塞上的力平衡方程应为

这样就有

式中，A2/A1一般由快速进、退速度比与回路结构有关。例如当快进时是液压缸的无杆腔进油、有杆腔回油，而快退时是有杆腔进油、无杆腔回油，快进、快退时的流量Q均相同（一般为泵的最大供油流量），这时快速进、退的速度比v1 / v2为

即这时的液压缸两腔的面积比由快速进、退的速度比λv确定。当快进时采用差动连接液压回路，快退时采用有杆腔进油、无杆腔回油，并且要求快速进、退速度相等时，则应A2 /A1=1/2。

表5 按活塞杆受力情况选取活塞杆直径

活塞杆受力情况工作压力p/MPa活塞杆直径d

受拉- d=(0.3～0.5)D

受压及拉P≤5d=(0.5～0.55)D

受压及拉5

受压及拉p>7 d=0.7D

1212

两腔的有效工作面积A1、A2已初步确定。

液压缸两腔的有效工作面积除了要满足最大负载和速度要求外，还需满足系统中流量控制阀最小稳定流量Q vmin的要求，以满足系统的最低速度v min要求。因此还需对液压缸的有效工作面积A1（或A2）进行验算。即

式中Q vmin可由阀的产品样本中查得。若经验算D、d不满足式（9-11），则需重新修改计算D、d、A1、A2，直至满足式（11）为止，才算最后确定液压缸的有效工作面积。

2.3液压马达的排量计算与选择

当执行元件是液压马达时，它要克服的负载是转矩，它的主要结构参数是排量。液压马达的排量q M也是根据最大负载转矩T max来确定的，即

式中p——液压马达的工作压力，即进油压力；

p0——液压马达的回油腔压力，即背压，可参表9-2选取，有的马达对背压有特殊要求，可按要求定；

ηMm——液压马达的机械效率。

对于采用流量阀的节流调速系统，必要时也需按最低转速n min验算排量，即排量q M应满足下式；

工况图中的最大压力和最大流量将直接影响液压泵和液压控制阀等液压元件的最大压力和流量，因此它是选择电动机、液压元件（包括液压泵、液压控制元件和辅助元件）的原始依据。

工况图中不同阶段的压力和流量变化情况是液压回路选择的依据。例如工况图中反映整个工作循环中流量、压力变化较大，而且高压小流量的时间占得比例较大，这样在较大功率时采用单定量泵供油就不太合适，可以考虑一大一小的双联泵供油或限压式变量泵供油等方案。当然工况图所确定的液压系统的主要参数量也反映了原来考虑的回路和参数设计的合理性，它是进一步修改系统和系统参数的依据。

3拟订液压系统原理图

拟订液压系统原理图是液压系统设计工作中关键的一步。它将影响到系统的性能与设计方案的经济性、合理性。一般方法是先根据主机工作部件的运动要求，确定液压执行元件的类型，然后是根据动作和性能要求，选择并拟订液压基本回路，最后将各个基本回路组合成一个完整的液压系统。

3.1确定液压执行元件的类型

在拟订液压系统原理图时，首先要根据主机运动部件的运动要求来确定液压执行元件的类型。一般来说，对于直线往复运动，可选用液压缸；对于连续回转运动，可选用液压马达，对于摆动运动，可采用摆动液压缸。但在选择液压执行元件类型时，除了对运动形式要求外，还应注意其运动范围和性能要求，注意运动形式还可通过适当的机械机构进行转换。例如长行程的往复运动，采用一般的活塞式液压缸就不合适了，可以采用柱塞式液压缸，也可采用液压马达通过齿轮齿条机构、链轮链条机构或螺母螺杆机构驱动实现，对于有限角度的连续回转运动，可采用液压缸通过齿条齿轮机构或棘爪棘轮机构，配合超越离合器等动作来驱动实现。具体采用何种类型的执行元件，配何种机械机构实现主机所要求的运动要全面考虑主机的安装条件、制造条件和经济性等因素。

3.2选择液压基本回路

在确定了液压执行元件后，要根据设备的工作特点及设计要求选择基本回路。首先要选择对主机性能起决定性影响的主要回路。例如机床液压系统，调速回路是系统的核心；压力机液压系统，调压回路是主要回路等。然后再考虑其它功能回路。如快速运动回路与速度换接回路、压力控制回路、换向回路、多缸动作回路等。在选择各基本回路时，要仔细研究系统的设计要求，进行考虑。例如系统有垂直运动部件时，要考虑平衡回路；有多个执行元件时，要根据系统要求，考虑采用相应的顺序动作、同步，互不干扰回路等。同时也要考虑节能、减少发热、减少冲击、保证动作的换接方式和精度等问题。

选择回路时可能有多种方案，这时需要反复对比。还应多参考或吸收同类设备液压系统中回路选择的成熟经验。

3.3液压系统的综合

在选定了各种满足系统要求的液压基本回路后，就可进行液压系统合成工作。也就是将各基本回路放在一起，进行归并、整理。必要时再增加一些液压元件和辅助油路，使之成为完整的液压系统。在进行这项工作时必须注意以下几点：

1）最后综合出来的液压系统应保证其工作循环中的每个动作都安全可靠，无互相干扰；

2）尽可能省去不必要的元件，以简化系统结构；

3）尽可能提高系统效率，防止系统过热；

4）尽可能是系统经济、合理，便于维修检测；

5）尽可能采用标准元件，减少自行设计的专用元件。

4计算和选择液压元件

液压元件的计算是计算该元件在整个工作循环中所承受的最高压力和通过的流量，以便选择和确定元件的型号与规格，以便对系统进行进一步的性能验算和结构设计。

4.1液压泵和电机型号与规格的选择

4.1.1液压泵的计算和选择

1）确定液压泵的最大工作压力

液压泵的最大工作压力p p可按下式计算

式中p1max——执行元件进油腔的最大工作压力，可从工况图中找到；

∑△p1——与执行元件最大工作压力同一工况下进油路上的总压力损失，它包括沿程压力损失和局部压力损失。在此只能先按经验资料估计：一般节流调速和管路较简单的系统取∑△p1=0.2~0.5MPa,进油路上有调速阀或管路复杂的系统取∑△p1=0.5~1.5MPa。

2）液压泵供油流量Q p的计算

液压泵供油流量Q p必须大于或等于同时工作的执行元件流量之和的最大值（∑Q i）max 与回路泄漏量之和，可用下式表示：

式中Q i——工作循环中某一执行元件在第i个动作阶段所需的流量；

K——回路的泄漏折算系数，K=1.1~1.3。

对于节流调速系统，若最大流量点处于调速状态，则在泵的供油量中还要增加溢流阀稳压时的最小溢流量3L/min。

对于蓄能器作辅助能源供油的系统，泵的流量按一个工作循环中液压执行元件的平均流量估计。

3）选择液压泵的规格

在参照产品样本选取液压液压泵的规格时，泵的额定压力应选得比上述最大工作压力高20%~60%，以便留有一定的压力储备；额定流量则只须满足上述最大流量即可。

4.1.2确定液压泵驱动电机

选择电动机的主要依据是电动机功率，但要注意电动机的转速应与所选液压泵规定转速范围和所需流量相适应。在确定电动机功率时，应考虑实际工况的差异。当整个工作循

环中，泵的功率变化较小，或者功率变化虽然较大，但大功率持续时间较长，可根据泵的最大功率点来选择电动机。电动机的功率Np可按下式计算：

式中，（p p Q p）max为液压泵输出压力与输出流量乘积的最大值，即液压泵的最大输出功率。其中的p p与Q p可以利用液压执行元件的工况图查处最大功率点，然后根据该点所对应的执行元件的工作压力p1和流量Q1，利用式（14）和式（15）计算求得。式（16）中的ηp 为液压泵的总效率，初算时可按表6选取。泵的规格大时取大值，反之取小值。变量泵取小值，定量泵取大值。当泵的工作压力只有其额定压力的10%~15%时，泵的总效率显著下降，有时只达50%，变量泵流量为其公称流量的1/4或1/3以下时，其容积效率明显下降，计算时应予以注意。

液压泵类型齿轮泵叶片泵柱塞泵螺杆泵总效率0.6～0.7 0.6～0.75 0.8～0.85 0.65～0.8

当整个工作循环中泵的功率变化较大，并且最大功率持续时间很短，如按式（16）计算结果选电动机，功率将较大，不经济。此时可利用一般电动机允许短时间具有25%的超载能力，先按下式计算出整个工作循环中各阶段所需的功率：

式中N pi——整个工作循环中，第i阶段液压泵所需功率；

p pi——第i阶段液压泵的工作压力；

Q pi——第i阶段液压泵的输出流量。

式中t i——整个工作循环中，第i阶段持续的时间；

n——整个工作循环阶段数；

T——整个工作循环周期（时间）。

在确定了电动机的功率和转速后，还应考虑电动机的性能及安装连接形式，才能完全确定电动机的型号与规格。

4.2液压阀的选择

液压阀的规格主要是根据系统的最高工作压力和通过该阀的最大实际流量从产品样本中选取的。一般要求所选阀的额定压力要大于系统的最高工作压力，选阀的额定流量要大于通过该阀的最大实际流量。如果通过阀的流量超过所选阀的额定流量的20%，将会引起过大的压力损失、发热、噪声及阀的性能下降。具体的讲，选择压力阀时应考虑调压范围、流量变化范围及此范围内的压力平稳性等；选择流量阀时主要应考虑流量调节范围、最小稳定流量、阀的最高工作压力、阀的最小压差、阀对压差和温度变化的补偿作用、工作介质的清洁度要求等；在选择方向控制阀时，除了考虑压力、流量外，还应考虑其中位机能、换向频率、阀口的压力损失和内泄漏大小等。此外，在选择阀时还应注意结构形式、压力等级、连接方式、集成方式及操纵方式等。

4.3液压辅件的选择

4.3.1确定液压管道尺寸

液压管道的尺寸的确定，可参阅第六章。在实际设计中，管道尺寸、管接头尺寸常选得与液压阀等液压元件的接口尺寸相一致，这样可使管接头和管道的选择简单。

4.3.2确定油箱的有效容量

为了使油液有足够的容积进行热交换，油箱要有足够的有效容量（油面高度为油箱高度80%的容量），油箱的有效容量应根据液压系统的发热、散热平衡的原则来计算，但一般油箱的有效容量V可按下面推荐数值估取：

低压系统（p<2.5MPa），V=（2~4）Q p；

中压系统（p<6.3MPa），V=（5~7）Q p；

中高压系统（p＞25MPa），V=（6～12）Q p。

式中的Q p为液压泵每分钟输出的油液体积值。

中压以上系统（如工程、建筑机械等液压系统）都带有散热装置，其油箱容量可适当减少。按以上式子确定油箱容积，在一般情况下都能保证正常工作。但在功率较大而又连续工作的工况下，需经发热量验算后确定。

4.3.3滤油器、蓄能器等的选用

滤油器、蓄能器等可按第六章有关原则选用。

5 液压系统的性能验算

液压系统设计初步完成后，应对系统得到技术性能指标进行一些必要的验算，以便初步判断设计的质量。或从几个方案中评选出最好的设计方案来。然而由于影响系统性能的因素较多且较复杂，加上具体得到液压装置尚未设计出来，所以现在的验算工作只能是采用一些简化公式近似估算。如果有经过生产实践考验的同类型系统，这项工作可省略。

液压系统性能验算的项目很多，常见的有系统的压力损失验算和发热温升验算。

5.1液压系统的压力损失验算

在前面确定液压泵的最高工作压力、执行元件的参数确定时均提及过压力损失，当时由于系统没有完全设计完毕，元件、管道等设置也没有确定，因此只能作粗略的估算。现在元件、管道、安装形式均已基本确定，所以需要验算一下系统各部分的压力损失，看其是否在前述假设的范围内，借此可较准确的确定泵和系统各处的工作压力，以较准确的调节变量泵、溢流阀和各种压力阀。保证系统的正常工作，并达到所要求的工作性能。如果计算结果与原假设得到压力损失相差过大，以使系统无法正确调整，保证系统正常工作，则应对原设计进行修正。

当系统执行元件为液压缸时，由式（6）和式（14）可得液压泵的最大工作压力p p应满足

式中，△p1、△p2分别为液压缸进、回油管路的总压力损失。

同理，系统执行元件为液压马达时，液压泵的最大工作压力p p应满

式中，T为液压马达轴上的总外负载转矩，ηMm为液压马达的机械效率，q M为液压马达的排量，△p1、△p2分别为液压马达进、回油管路的总压力损失。

从式（19）和式（20）可以看出，如果液压执行元件的进、回油管路的总压力损失能较准确地计算出来，就能较准确的确定出液压泵的最大工作压力p p

。若计算出的液压泵的

。

最大工作压力p p小于泵额定压力的75%，泵有一定的储备压力，就能保证系统的可靠工作。否则就应选用额定压力较高的液压泵，或调整系统的其他设计参数。

这里，管路中的总压力损失∑△p按计算方法的不同，可分为管道内总沿程损失∑△p l、液流通过管道内变截面管道、弯管等局部地区所造成的总局部压力损失∑△pξ和液流通过阀类元件的总局部压力损失∑△p v.三部分组成。即

上式中各项损失可以按第二章的有关公式进行估算。在实际中，一般只对长管道的△p l、

按下式进行计算

式中ν——油液的运动粘度（m2/s）；

Q——管道中通过的流量（L/min）；

l——管道长度（m）

d——管道直径（mm）。

局部损失△pξ可按下式计算

当通过阀类元件的实际压力损失Q v不是其额定流量Q n时，它的实际压力损失△p v.可按下式计算

式中，△p n为阀在额定流量下的压力损失。

在确定压力阀的调整值时，往往要先计算出不同工作阶段不同工况的系统中某一点的压力值，这里要注意各个工作阶段的流量是不同的，需分别计算各阶段的压力损失值，才能正确计算各工作阶段的压力值。

5.2液压系统的发热及温升验算

液压系统工作时，各种能量损失最终都转变为热能，使油温升高。油温升高会使油液粘度下降，泄漏增加；油液通过节流元件时的节流特性发生变化，造成系统性能的变化；油温上升，还会加速油液氧化变质。因此系统必须将油温控制在允许的范围内。

5.2.1系统产生的发热功率计算

系统的发热量要进行准确计算一般很困难，下面介绍一种工程上常用的近似计算方法。

液压系统的输入功率与输出功率之差就是系统运行中的能量损失，也就是系统产生的发热功率H 。即

式中N i——系统的输入功率，即液压泵的输入功率，可用N i = p p q p /ηp计算，式中符号意义同前；

N o——系统的输出功率，即执行元件的输出功率；

对于液压缸N o=Fv

对于液压马达N o=2πTn

式中F——液压缸的总外负载力；

T——马达轴上的总外负载力矩；

v——液压缸的运动速度；

n——液压马达的转速。

若整个工作循环内的功率是变化的，则可按各阶段的发热功率求出系统的平均发热功率，即

式中N ij——整个工作循环的第j个阶段系统（液压泵）的输入功率；

N oj——整个工作循环的第j个阶段系统执行元件的输出功率；

△t j——第j个阶段的持续时间；

n——整个工作循环的阶段数；

T——整个工作循环的周期（时间）。

5.2.2系统的散热功率计算

液压系统中产生的热量，一般可近似认为系统散发的热量全部被油箱散发和吸收。油箱的散热功率H’由下式计算

式中△T——系统温升（°C），△T=t2-t1，其中，t1为系统的环境温度（°C），t2为系统达到热平衡后的温度（°C）；

A——油箱的散热面积(m2)；

C T——邮箱的散热系数(W / m2°C)，它们的取值见表7

散热条件散热系数散热条件散热系数

通风很差8～9 风扇冷却23

通风良好15～17.5 循环水冷却110～175

5.2.3系统温升

当液压系统达到热平衡时，系统产生的热功率等于系统的散热功率，即H=H’, 联系式（27）可得系统的温升△T

热平衡后的油温

表8给出了各种机械允许的最高温度和温升值。当按上二式计算出的温升和热平衡后油温值超过表中数值时，就要设法增大油箱散热面积或增设冷却装置。

设备类别正常工作温度最高允许温度油和油箱允许温升

数控机床30～55 55～70 ≤25

一般机床30～55 55～70 ≤30～35 船舶30～60 80～90

≤35～40 机车车辆40～60 70～80

冶金机械

液压机

40～70 80～90

工程机械

矿山机械

50～80 70～90

5.2.4散热面积计算

由式（28）可计算油箱散热面积A为

当油箱三个边的比例在1:1:1至1:2:3之间，油箱液面高度为油箱高度的80%，油箱的散热面积可由下式计算

式中V——油箱的有效容积，单位为m3。

当系统需要设冷却装置时，冷却器的散热面积A c可按下式计算

式中Cc——散热器的散热系数(kW / m2°C)，由产品样本查得；

t j1——工作介质的进口温度（°C）；

t j1——工作介质的出口温度（°C）；

t w1——冷却水（或风）的进口温度（°C）；

t w2——冷却水（或风）的出口温度（°C）.

6 液压站装置的设计

对于固定的液压设备，常将液压系统的油箱、动力装置和控制调节装置集中安装成液压站，使装配、调试和维修都比较方便，同时又使液压站上的振动源与主机隔开，减少了液压站中的油温变化对主机精度的影响。这里主要介绍电动机和液压泵组与油箱的安装设计问题和控制阀的集成配置等问题。

6.1电动机和液压泵组与油箱的安装设计

在常见的液压站中，按照电动机和液压泵组相对油箱的安装位置不同，可以分为上置式、下置式与旁置式三种。

上置式油箱液压泵站是将液压泵与电机等装置安装在油箱上盖板上，其结构紧凑，应用十分普遍，尤其是需要经常移动的、泵与电机均不太大的泵站。电机与泵可以立式安装也可卧式安装。这种安装方法将动力振动源安置在油箱盖板上，因此油箱体，尤其是盖板要有较好的刚性。如图6所示为旁置式油箱液压泵站。旁置式油箱液压泵站是将液压泵与电机等装置安装在油箱旁边。系统的流量和油箱容量较大时，尤其是一个油箱给多台液压泵供油的场合采用。旁置式油箱液压泵站使油箱内液面高于泵的吸油口，泵的吸油条件较好。设计要注意在泵的吸油口与油箱之间设置一个截止阀，以防止液压泵在维修或拆卸时油箱中油液外流。下置式油箱液压泵站是将液压泵与电机等装置安装在油箱底下。这样可

使设备的安装面积减小，也可使泵的吸入能力大为改善。这种安置方式，常常是将油箱架高到使人可以在油箱底下穿越，以便对液压泵的安装和维修

6.2电动机与液压泵的装配设计

电动机的安装形式主要有三种：机座带底脚、端盖上无凸缘机构，机座不带低脚、端盖上带大于机座的凸缘机构，机座带底脚、端盖上带大于机座的凸缘机构。如图7所示为底座带底脚、端盖上无凸缘机构，一般用于水平放置。若电动机与液压泵组立式放置则应选用机座不带底脚、端盖上带大于机座的凸缘机构，以便于电机在安装板上的定位与固定。机座带底脚、端盖上带大于机座的凸缘机构用于水平放置的电动机与液压泵组，此时液压泵通过发兰式支架支承在电动机上，利用端盖上的凸缘可方便地在支架上定位。

液压传动课程设计

液压传动课程设计说明书 设计题目：半自动液压专用铣床液压系统工程技术系机械设计制造及其自动化4班 设计者 指导教师 2016 年12 月1 日

摘要 液压系统设计计算是液压传动课程设计的主要内容，包括明确设计要求进行工况分析、确定液压系统主要参数、拟定液压系统原理图、计算和选择液压件以及验算液压系统性能等。现以半自动液压专用铣床液压系统为例，介绍液压系统的设计计算方法。设计一台多用途大台面液压机液压系统，适用于可塑材料的压制工艺，如冲压、弯曲翻边、落板拉伸等。要求该机的控制方式：用按钮集中控制，可实现调整，手动和半自动，自动控制。要求该机的工作压力、压制速度、空载快速下行和减速的行程范围均可根据工艺要求进行调整。主缸工作循环为：快降、工作行程、保压、回程、空悬。顶出缸工作循环为：顶出、顶出回程（或浮动压边）。 关键字：液压; 快进; 工进; 快退

前言 本课程是机械设计制造及其自动化专业的主要专业基础课和必修课，是在完成《液压与气压传动》课程理论教学以后所进行的重要实践教学环节。本课程的学习目的在于使学生综合运用《液压与气压传动》课程及其它先修课程的理论知识和生产实际知识，进行液压传动的设计实践，使理论知识和生产实际知识紧密结合起来，从而使这些知识得到进一步的巩固、加深和扩展。通过设计实际训练，为后续专业课的学习、毕业设计及解决工程问题打下良好的基础。 (1) 液压传动课程设计是一项全面的设计训练，它不仅可以巩固所学的理论知识，也可以为以后的设计工作打好基础。在设计过程中必须严肃认真，刻苦钻研，一丝不苟，精益求精。 (2) 液压传动课程设计应在教师指导下独立完成。教师的指导作用是指明设计思路，启发学生独立思考，解答疑难问题，按设计进度进行阶段审查，学生必须发挥主观能动性，积极思考问题，而不应被动地依赖教师查资料、给数据、定方案。

液压课程设计(理工大学)

目录 0.摘要 (1) 1.设计要求 (2) 2.负载与运动分析 (2) 2.1负载分析 (2) 2.2快进、工进和快退时间 (3) 2.3液压缸F-t图与v-t图 (3) 3.确定液压系统主要参数 (4) 3.1初选液压缸工作压力 (4) 3.2计算液压缸主要尺寸 (4) 3.3绘制液压缸工况图 (5) 4.拟定液压系统的工作原理图 (7) 4.1拟定液压系统原理图 (7) 4.2原理图分析 (8) 5.计算和选择液压件 (8) 5.1液压泵及其驱动电动机 (8) 5.2阀类元件及辅助元件的选 (10) 6.液压系统的性能验算 (10) 6.1系统压力损失验算 (10) 6.2系统发热与温升验算 (11) 7.课设总结 (12)

0．摘要 液压传动技术是机械设备中发展最快的技术之一，特别是近年来与微电子、计算技术结合，使液压技术进入了一个新的发展阶段，机、电、液、气一体是当今机械设备的发展方向。在数控加工的机械设备中已经广泛引用液压技术。作为机械制造专业的学生初步学会液压系统的设计，熟悉分析液压系统的工作原理的方法，掌握液压元件的作用与选型是十分必要的。 液压传动在国民经济的各个部门都得到了广泛的应用，但是各部门采用液压传动的出发点不尽相同：例如，工程机械、压力机械采用液压传动的主要原因是取其结构简单、输出力大；航空工业采用液压传动的主要原因取其重量轻、体积小；机床上采用液压传动的主要原因则是取其在工作过程中能无级变速，易于实现自动化，能实现换向频繁的往复运动等优点。 关键词：钻孔组合机床卧式动力滑台液压系统

1.设计要求 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式：快进→工进→快退→停止。机床的切削力为25000N ，工作部件的重量为9800N ，快进与快退速度均为7m/min ，工进速度为0.05m/min ，快进行程为150mm ，工进行程40mm ，加速、减速时间要求不大于0.2s ，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。 2.负载与运动分析 2.1负载分析 （1）工作负载： T F =25000N （2）摩擦负载： 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力 静摩擦阻力：Ffs = 0f ?G=1960N 动摩擦阻力：Ffd =d f ?G=980N （3）惯性负载：Fa = t v g G ??=500N （4）液压缸在个工作阶段的负载。 设液压缸的机械效率cm η =0.9，得出液压缸在各个工作阶段的负载和推力，如表1所示。 表1液压缸各阶段的负载和推力 工况 计算公式 外负载F/N 液压缸推力 F0= F / cm η/N 启动 F=Ffs 1960 2178 加速 F=Ffd +Fa 1480 1644 快进 F=Ffd 980 1089 工进 F=Ffd +T F 25980 28867 反向启动 F=Ffs 1960 2178 加速 F=Ffd +Fa 1480 1644 快退 F=Ffd 980 1089

液压与气压传动测试实验报告书-2015

实验报告 课程名称：液压与气压传动 实验项目：液压与气压传动测试实验实验班级： 学号，姓名：， 总页数：11 指导教师：李益林刘涵章实验时间：2015.3. ～2015-7. 机电学院液压与气压传动实验室

目录 目录 (2) 实验一液压泵拆装 (3) 1.CB—B10型齿轮泵流量计算 (3) 2.YB1-10双作用叶片泵排量计算 (3) 3.思考题 (4) 实验二液压泵性能测试 (5) 一、叶片泵测试与计算 (5) 二、画P—Q特性曲线图 (5) 实验三液压阀拆装 (6) 实验四溢流阀性能测试 (7) 一、溢流阀测试数据记录及处理 (7) 二、画启闭特性曲线图 (7) 实验五节流阀进油路节流调速回路的速度负载特性测试 (8) 一、测试数据记录及处理 (8) 实验六调速阀进油路节流调速回路的速度负载特性测试 (9) 一、测试数据记录及处理 (9) 画负载特性曲线图 (10) 实验七基本液压传动系统工作原理图绘制 (10) 1.观察S001液压传动系统试验台，标出各种液压元件的名称。 (10) 2.观察S001液压传动系统试验台,完成填充。 (11) 3.液压元件图形符号描述传动系统示意图。 (11)

实验一液压泵拆装 1.CB—B10 型齿轮泵流量计算 1)计算齿轮轴齿数：Z = 个。 2)测量齿顶圆直径D= mm. 3)测量齿轮齿宽： B = mm，CM. 4)计算齿轮模数：m = D / ( Z+ 2 ) = mm，CM. 标准模数m : 数值计算后，应向下面标准模数值靠近取值（mm）。 5)当转速n= 1450 r/min 的电机，泵的容积效率取ηv= 85% 时，计算齿轮泵排量 V = 2π·Ｚ·ｍ2 ·B （mL/r）（齿宽、模数用厘米单位代入计算。） 6)因为实际齿槽容积比齿轮体积稍大一些，通常取V = 6.66Ｚｍ2 B 7)计算齿轮泵流量q v = 6.66·Ｚ·ｍ2·B· n·ηv·10-3 (L/min) （齿宽、模数用厘米单位代入计算。） 2.YB1-10双作用叶片泵排量计算 1)YB1-10双作用叶片泵铭牌参数： 额定压力= Map ，额定转速= 转/分， 排量= 毫升/转。 2)测量定子内表面大圆弧直径D =mm，半径R = CM。 3)测量定子内表面小圆弧直径d =mm，半径r = CM。 4)测量定子宽度：B = mm，CM。 5)测量叶片厚度：δ = mm，CM。 6)计算叶片数： Z = 片。 7)叶片倾角：θ= 13 度。 8)叶片泵转速：n = r/min。（取>1000 ～<1450 ） 9)叶片泵工作区环形体积：V1 = 2π(R2 - r2)B 10)叶片所占容积：V2 = 2·[(R - r)/cosθ]·B·δ·Z 11)双作用叶片泵理论排量V t = V1- V2（mL/r），即

液压传动课程设计题目2

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。

液压传动实验指导书

实验一液压泵拆装实验 一、实验目的： 掌握拆装液压元件的常用工具的使用方法 掌握泵的拆装的步骤及其方法 了解常用液压泵的结构特点 二、实验要求： 通过对液压泵的拆装，加深对液压泵结构特点和工作原理的认识。 三、实验工具： 三爪拉马、六角扳手、活动扳手、皮锤等 四、实验对象 比如说齿轮泵（转向，型号、转速等） 五、实验内容 （一）、齿轮泵拆装分析 1．齿轮泵型号：CB－B20型齿轮泵 2．拆卸步骤： 1）松开6个紧固螺钉2，分开端盖1和5；从泵体4中取出主动齿轮及轴、从动齿轮及轴； 2）分解端盖与轴承、齿轮与轴、端盖与油封。此步可不做。 装配顺序与拆卸相反。 3．主要零件分析 1）泵体4 泵体的两端面开有封油槽d，此槽与吸油口相通，用来防止泵内油

液从泵体与泵盖接合面外泄，泵体与齿顶圆的径向间隙为0.13～0.16mm。 2）端盖1与5 前后端盖内侧开有卸荷槽e（见图中虚线所示），用来消除困油。 端盖1上吸油口大，压油口小，用来减小作用在轴和轴承上的径向不平衡力。 3）齿轮3 两个齿轮的齿数和模数都相等，齿轮与端盖间轴向间隙为0.03～ 0.04mm，轴向间隙不可以调节。 4．思考题 1）齿轮泵的密封容积怎样形成的？ 2）该齿轮泵有无配流装置？它是如何完成吸、压油分配的？ 3）该齿轮泵中存在几种可能产生泄漏的途径？为了减小泄漏，该泵采取了什么措施？ 4）该齿轮泵采取什么措施来减小泵轴上的径向不平衡力的？ 5）该齿轮泵如何消除困油现象的？ （二）、限压式变量叶片泵拆装分析 1．叶片泵型号：YBX型变量叶片泵 2．拆卸步骤： 1）松开固定螺钉，拆下弹簧压盖，取出弹簧4及弹簧座5； 2）松开固定螺钉，拆下活塞压盖，取出活塞11； 3）松开固定螺钉，拆下滑块压盖，取出滑块8及滚针9； 4）松开固定螺钉，拆下传动轴左右端盖，取出左配流盘、定子、转子传动轴组件和右配流盘； 5）分解以上各部件。 拆卸后清洗、检验、分析，装配与拆卸顺序相反。 3．主要零件分析

液压传动课程设计

湖南工业大学 课程设计 资料袋 机械工程学院学院（系、部） 2015 ~ 2016 学年第一学期 课程名称液压传动指导教师陈义庄职称教授 学生姓名 xx 专业班级 xx 学号 xx 题目组合机床切削的液压系统 成绩起止日期2015年 12 月 22 日～2015年12 月 30日 目录清单

《液压与气压传动》课程设计 设计说明书 题目名称：组合机床切削的液压系统 学院（部）：机械工程学院 专业：机械工程 学生姓名：xx 班级：xx学号xx 指导教师姓名：xx

目录 0.设计任务书 (2) 1.设计要求及工况分析 (3) 2.主要参数的确定 (6) 3.液压系统图的拟定 (9) 4.液压元件的计算与选择 (10) 5.液压系统的性能验算 (13) 6. 参考资料 (15) 7.设计总结 (16)

课程设计任务书 2015 —2016学年第 1学期 机械工程学院（系、部）机械工程专业xx班级 课程名称：液压与气压传动 设计题目：组合机床切削的液压系统 完成期限：自 2015年 12 月 22 日至 2015 年 12月 30 日共 1 周 指导教师： xx 2015 年12 月 10 日 系（教研室）主任： 2015 年12 月 10 日

1. 设计要求及工况分析 1.1设计要求 要求设计的机床动力滑台液压系统实现的工作循环是“快进→工进→快退→停止”。主要性能参数与性能要求如下：最大切削力F=30000N ，移动部件总重量G ＝3000N ；行程长度400mm （工进和快进行程均为200mm ），快进、快退的速度均为4m/min ，工作台的工进速度可调（50~1000）mm/min ；启动、减速、制动时间△t=0.5s;该动力滑台采用水平放置的平导轨。静摩擦系数fs ＝0.2；动摩擦系数fd ＝0.1；液压系统中的执行元件是液压缸。 1.2负载与运动分析 （1）工作负载 由设计要求可知最大工作的负载F=30000N （2）惯性负载 F m =( G g )(?v ?t )=(30009.8)(4 60?0.5 )=40.82≈41N (3)摩擦负载 因为采用的动力滑台式是水平导轨，因此作用在上面的正 压力N=G=3000N 。 静摩擦阻力 F fs =f s ?N =0.2?3000=600N 动摩擦阻力 F fd =f d ?N =0.1?3000=300N 取液压缸的机械效率ηm =0.90，得出的液压缸在各工作阶段的负载如表1.2.1

液压传动课程设计

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 。

液压传动实验1

实验一、液压泵拆装实验 一、实验目的： 掌握拆装液压元件的常用工具的使用方法 掌握泵的拆装的步骤及其方法 了解常用液压泵的结构特点 二、实验要求： 通过对液压泵的拆装，加深对液压泵结构特点和工作原理的认识。 三、实验工具： 三爪拉马、六角扳手、活动扳手、皮锤等 四、实验对象 比如说齿轮泵（转向，型号、转速等） 五、实验内容 （一）、齿轮泵拆装分析 1．齿轮泵型号：CB－B20型齿轮泵 2．拆卸步骤： 1）松开6个紧固螺钉2，分开端盖1和5；从泵体4中取出主动齿轮及轴、从动齿轮及轴； 2）分解端盖与轴承、齿轮与轴、端盖与油封。此步可不做。 装配顺序与拆卸相反。 3．主要零件分析 1）泵体4 泵体的两端面开有封油槽d，此槽与吸油口相通，用来防止泵内

油液从泵体与泵盖接合面外泄，泵体与齿顶圆的径向间隙为0.13～ 0.16mm。 2）端盖1与5 前后端盖内侧开有卸荷槽e（见图中虚线所示），用来消除困油。端盖1上吸油口大，压油口小，用来减小作用在轴和轴承上的径向不平衡力。 3）齿轮3 两个齿轮的齿数和模数都相等，齿轮与端盖间轴向间隙为0.03～ 0.04mm，轴向间隙不可以调节。 4．思考题 1）齿轮泵的密封容积怎样形成的？ 2）该齿轮泵有无配流装置？它是如何完成吸、压油分配的？ 3）该齿轮泵中存在几种可能产生泄漏的途径？为了减小泄漏，该泵采取了什么措施？ 4）该齿轮泵采取什么措施来减小泵轴上的径向不平衡力的？ 5）该齿轮泵如何消除困油现象的？ （二）、限压式变量叶片泵拆装分析 1．叶片泵型号：YBX型变量叶片泵 2．拆卸步骤： 1）松开固定螺钉，拆下弹簧压盖，取出弹簧4及弹簧座5； 2）松开固定螺钉，拆下活塞压盖，取出活塞11； 3）松开固定螺钉，拆下滑块压盖，取出滑块8及滚针9； 4）松开固定螺钉，拆下传动轴左右端盖，取出左配流盘、定子、转子传动轴组件和右配流盘；

液压传动课程设计

课程设计说明书 （2016-2017学年第二学期） 课程名称液压传动与控制技术课程设计 设计题目卧式组合钻床动力滑台液压系统 院（系）机电工程系 专业班级14级机械设计制造及其自动化x班 姓名陈瑞玲 学号20141032100 地点教学楼B301 时间2017年5月25日—2017年6月22日成绩：指导老师：蓝莹

目录 液压传动与控制技术课程设计任务书 (3) 1．概述 (4) 1.1 课程设计的目的 (4) 1.2 课程设计的要求 (4) 2. 液压系统设计 (4) 2.1 设计要求及工况分析 (4) 2.1.1设计要求 (4) 2.1.2 负载与运动分析 (5) 2.2 确定液压系统主要参数 (7) 小结 (17) 参考文献 (18)

液压传动与控制技术课程设计任务书

1．概述 1.1 课程设计的目的 本课程是机械设计制造及其自动化专业的主要专业基础课和必修课，是在完成《液压与气压传动》课程理论教学以后所进行的重要实践教学环节。本课程的学习目的在于使学生综合运用《液压与气压传动》课程及其它先修课程的理论知识和生产实际知识，进行液压传动的设计实践，使理论知识和生产实际知识紧密结合起来，从而使这些知识得到进一步的巩固、加深和扩展。通过设计实际训练，为后续专业课的学习、毕业设计及解决工程问题打下良好的基础。 1.2 课程设计的要求 (1) 液压传动课程设计是一项全面的设计训练，它不仅可以巩固所学的理论知识，也可以为以后的设计工作打好基础。在设计过程中必须严肃认真，刻苦钻研，一丝不苟，精益求精。 (2) 液压传动课程设计应在教师指导下独立完成。教师的指导作用是指明设计思路，启发学生独立思考，解答疑难问题，按设计进度进行阶段审查。 (3) 设计中要正确处理参考已有资料与创新的关系。任何设计都不能凭空想象出来，利用已有资料可以避免许多重复工作，加快设计进程，同时也是提高设计质量的保证。另外任何新的设计任务又总有其特定的设计要求和具体工作条件。 (4) 学生应按设计进程要求保质保量的完成设计任务。 2. 液压系统设计 液压系统设计计算是液压传动课程设计的主要内容，包括明确设计要求进行工况分析、确定液压系统主要参数、拟定液压系统原理图、计算和选择液压件以及验算液压系统性能等。现以一台卧式组合钻床动力滑台液压系统为例，介绍液压系统的设计计算方法。 2.1 设计要求及工况分析 2.1.1设计要求 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。

液压系统课程设计任务书

学号： 课程设计任务书 2013～2014 学年第二学期 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作部门： 一、课程设计题目： 二、课程设计内容 液压传动课程设计一般包括以下内容： (1) 明确设计要求进行工况分析； (2) 确定液压系统主要参数； (3) 拟定液压系统原理图； (4) 计算和选择液压件； (5) 验算液压系统性能； (6) 结构设计及绘制零部件工作图； (7) 编制技术文件。 学生应完成的工作量： (1) 液压系统原理图1张； (2) 部件工作图和零件工作图若干张； (3) 设计计算说明书1份。 三、进度安排

四、基本要求 (1) 液压传动课程设计是一项全面的设计训练，它不仅可以巩固所学的理论知识，也可以为以后的设计工作打好基础。在设计过程中必须严肃认真，刻苦钻研，一丝不苟，精益求精。 (2) 液压传动课程设计应在教师指导下独立完成。教师的指导作用是指明设计思路，启发学生独立思考，解答疑难问题，按设计进度进行阶段审查，学生必须发挥主观能动性，积极思考问题，而不应被动地依赖教师查资料、

给数据、定方案。 (3) 设计中要正确处理参考已有资料与创新的关系。任何设计都不能凭空想象出来，利用已有资料可以避免许多重复工作，加快设计进程，同时也是提高设计质量的保证。另外任何新的设计任务又总有其特定的设计要求和具体工作条件，因而不能盲目地抄袭资料，必须具体分析，创造性地设计。 (4) 学生应按设计进程要求保质保量的完成设计任务。 液压传动课程设计原始资料 一、课程设计内容（含技术指标） 设计中等复杂程度的机床液压传动系统，确定液压传动方案，选择有关液压元件，设计液压缸的结构，编写技术文件并绘制有关图纸。 1、设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床液压动力滑台的液压系统。已知参数：切削负载FL＝30500N，机床工作部件总质量m＝1000kg，快进、快退速度均为5.5m/min，工进速度在20～100mm/min范围内可无级调节。滑台最大行程400mm，其中工进行程150mm，往复运动加、减速时间≤0.2s，滑台采用平导轨，其摩擦系数fs＝0.2，动摩擦系数fd＝0.1。滑台要求完成“快进－工进－快退－停止”的工作循环。 2、设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床的液压系统，要求液压系统完成“快进—工进—快退—停止”的工作循环。已知：轴向切削力为32000N，移动部件总重量为10810N，工作台快进行程为150mm，工进行程为100mm，快进、快退速度为7m/min，工进速度为60mm/min，加、减速时间为0.2s，导轨为平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。 3、设计一台专用卧式钻床的液压系统，要求液压系统完成“快进—工进—快退—停止”的工作循环。已知：最大轴向钻削力为14000N，动力滑台自重为15000N，工作台快进行程为100mm，工进行程为50mm，快进、快退速度为 5.5m/min，工进速度为51—990mm/min，加、减速时间为0.1s，动力滑台为平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。 4、设计一台专用卧式铣床的液压系统，要求液压系统完成“快进—工进—快退—停止”的工作循环。已知：铣头驱动电动机功率为8.5kw，铣刀直径为70mm，转速为350r/min，

液压传动实验指导书

实验一液压泵的性能实验 (2) 实验二液压元件拆装实验 (5) 实验三节流调速性能实验 (8)

实验一液压泵的性能实验 一、试验目的 了解液压泵的主要性能和小功率液压泵的测试方法 二、实验内容 测试一种泵（齿轮泵或叶片泵）的下列特性： 1、液压泵的压力脉动值； 2、液压泵的流量—压力特性； 3、液压泵的容积效率—压力特性； 4、液压泵的总效率—压力特性。 附：液压泵的主要性能表 图1—1所示为QCS003B型液压实验台测试液压泵的液压系统原理图。图中8为被试泵，它的进油口装有线隙式滤油器22，出油口并联有溢流阀9和压力表P6。被试泵输出的油液经节流阀10和椭圆齿轮流量计20流回油箱。用节流阀10对被试泵加压。 1、液压泵的压力脉动值 把被试泵的压力调到额定压力，观测记录其脉动值，看是否超过规定值。测试压力表P6不能加接阻尼器。 2、液压泵的流量—压力特性 通过测定被试泵在不同工作压力下的实际流量，得出它的流量压力特性曲线q=F(p)。调节节流阀10即得

到被试泵的不同压力，可通过压力表P6观测。不同压力下的流量用齿轮流量计和秒表测定。压力调节范围从零开始（此时对应的流量为空载流量）到被试泵额定压力的1.1倍为宜。 3、液压泵的容积效率—压力特性 容积效率=理论流量 实际流量 在实际生产中，泵的理论流量一般不用液压泵设计时的几何参数和运动参数计算，通常以空载流量代替理论流量。 容积效率=空载流量 实际流量 即η PV = 空 实q q 4、液压泵总效率—压力特性 总效率= 泵输入功率 泵输出功率 即ηP = 入 出 N N N 出= 1000 pq (kW) 式中 p —泵的工作压力（Pa ），q —泵的实际流量（m 3/s ） N 入=2πn T 式中 T —泵的实际输入扭矩，n —泵的转速（本实验中为1410rpm ） 本实验中液压泵的输入功率用电功率表测出。功率表指示的数值N 表为电动机的输入功率。再根据该电动机的功率曲线，查出功率为N 表时的电动机效率η电，则 N 入=N 表η 电。 液压系统总效率：ηP =电 表ηN pq 1000 四、实验步骤： 参照图1—1、图1—3进行实验 1．将电磁阀12的控制旋钮置于“0” 位，使电磁阀处于中位，电磁阀11的控制旋钮置于“0” 位，阀11断电处于下位。全部打开节流阀10和溢流阀9，接通电源，让被试泵8空载运转几分钟，排除系统内的空气。 2．关闭节流阀10，慢慢关小溢流阀9，将压力p 调至7MPa （额定压力的1.1倍），然后用锁母将溢流阀9锁住。 3．逐渐开大节流阀10的通流面积，使系统压力p 降至泵的额定压力—6.2 MPa ，观测泵的压力脉动值（做两次）。 4．全部打开节流阀10，使被试泵的压力为零（或接近零），测出此时的流量，此即为空载流量。再逐渐关小截流阀10的通流面积，作为泵的不同负载，对应测出压力p 、流量q 和电动机的输入功率N 表。注意节流阀每次调节后，需运转一、两分钟后，再测有关数据。 压力p —从压力表p 6上直接读出。 流量q —用秒表测量椭圆齿轮流量计指针旋转一周所需时间，根据公式q = t V ?求出。

液压集成回路课程设计说明书

液压课程设计 说明书 设计题目液压集成回路及集成块设计 系别 专业班级 学生姓名 学号 指导教师 日期

目录 一、液压站 二、集成块连接装置 1、通用集成块组结构 2、集成块的特点 3、集成块装置设计步骤 4、集成块设计注意事项 5、过渡板 三、液压集成块设计 1、底板及供油块设计 2、底盖及测压块设计 3、中间块设计 4、集成块零件图的绘制 四、设计任务 五、心的体会 六、参考资料

一液压站 液压站是有液压油箱、液压泵装置及液压控制装置三大部分组成。液压油箱装有空气滤清器、滤油器、液面指示器和清洗孔等。液压泵装置包括不同类型的液压泵、驱动电机及其它们之间的联轴器等。液压控制装置是指组成液压系统的各阀元件及其联接体。 机床液压站的结构型式有分散式和集中式两种类型。 二集成块连接装置 1 通用集成块组结构 集成块组，是按通用的液压典型回路设计成的通用组件。它由集成块、底块和顶盖用四只长螺栓垂直固紧而成。 液压元件一般安装在集成块的前面、后面和右侧面、左侧面不安放元件，留着连接油管，以便向执行元件供油。为了操纵调整方便，通常把需要经常调节的元件，入调速阀、溢流阀、减压阀等，布置在右侧面和前面。 元件之间的联系借助于块体内部的油道孔。根据单元回路块在系统中的作用可分为调压、换向、调速、减压、顺序等若干种回路。每

块的上下两面为叠积结合面，布有公用的压力油孔P、回油孔O、泄漏油孔L和连接螺栓孔。 2 集成块的特点 从集成块的组成原理图可以看出，集成块由板式元件与通道体组成，元件可以根据设计要求任意选择，因此，集成块连接装置广泛地应用在机床及组合机床自动线中，其工作压力为0.3×106～3.5×107Pa，流量一般在30～60l/min，集成块与其它的连接方式相比有以下特点： （1）可以采用现有的板式标准元件，很方便地组成各种功能的单元集成回路，且回路的更换很方便，只须更换或增、减单元回路 就能实现，因而有极大的灵活性。 （2）由于是在小块体上加工各种孔道，故制造简单，工艺孔大为减少，便于检查和及时发现毛病。如果加工中出了问题，仅报废 其中一小块通道体，而不是整个系统报废。 （3）系统中的管道和管接头可以减少到最少程度，使系统的泄漏大为减少，提高了系统的稳定性，并且结构紧凑，占地面积小，装配与维修方便。 （4）由于装在通道体侧面的各液压元件间距离很近，油道孔短，而且通油孔径还可选择大一些，因而系统中管路压力损失小，系 统发热量也小。 （5）有利于实现液压装置的标准化、通用化、系列化，能组织成批生产。由于组成装置的灵活性大，故设计和制造周期大为缩短，

液压系统的课程设计说明书

目录 引言 (2) 第一章明确液压系统的设计要求 (2) 第二章负载与运动分析 (3) 第三章负载图和速度图的绘制 (4) 第四章确定液压系统主要参数 (4) 4.1确定液压缸工作压力 (4) 4.2计算液压缸主要结构参数 (4) 第五章液压系统方案设计 (7) 5.1选用执行元件 (7) 5.2速度控制回路的选择 (7) 5.3选择快速运动和换向回路 (8) 5.4速度换接回路的选择 (8) 5.5组成液压系统原理图 (9) 5.5系统图的原理 (10) 第六章液压元件的选择 (12) 6.1确定液压泵 (12) 6.2确定其它元件及辅件 (13) 6.3主要零件强度校核 (15) 第七章液压系统性能验算 (16) 7.1验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 (17) 7.2油液温升验算 (18) 设计小结 (19) 参考文献 (21)

引言 液压系统已经在各个部门得到越来越广泛的应用，而且越先进的设备，其应用液压系统的部门就越多。 液压传动是用液体作为来传递能量的，液压传动有以下优点：易于获得较大的力或力矩，功率重量比大，易于实现往复运动，易于实现较大范围的无级变速，传递运动平稳，可实现快速而且无冲击，与机械传动相比易于布局和操纵，易于防止过载事故，自动润滑、元件寿命较长，易于实现标准化、系列化。 液压传动的基本目的就是用液压介质来传递能量，而液压介质的能量是由其所具有的压力及力流量来表现的。而所有的基本回路的作用就是控制液压介质的压力和流量，因此液压基本回路的作用就是三个方面：控制压力、控制流量的大小、控制流动的方向。所以基本回路可以按照这三方面的作用而分成三大类：压力控制回路、流量控制回路、方向控制回路。 第一章明确液压系统的设计要求 要求设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。要求实现的动作顺序为：启动→快进→工进→快退→停止。液压系统的主要参数与性能要求如下：轴向切削力F t=20000N，移动部件总质量G＝10000N；快进行程l1=100mm，工进行程l2=50mm。快进、快退的速度为5m/min，工进速度0.1m/min。加速减速时间△t=0.15s；静摩擦系数f s＝0.2；动摩擦系数f d＝0.1。该动力滑台采用水平放置的平导轨，动力滑台可在任意位置停止。

液压与气压传动课程设计说明书

一、设计题目及其要求 1、1题目： 设计一台汽车变速箱体孔系镗孔专用组合机床的液压系统。要求该组合机床液压系统要完成的工作循环是：夹具夹紧工件～工作台1快进～工作台2工进～终点停留～工作台快退～工作台起点停止～夹具松开工件。该组合机床运动部件的重量（含工作台基多轴箱）为20000N，快进、快退速度为6m/min，一工进的速度为800～1000mm/min，二工进的速度为600～800mm/min，工作台的最大行程为500mm，其中工进的总行程为300mm，工进是的最大轴向切削力为20000N，工作台采用山字形～平面型组合导轨支撑方式，夹具夹紧缸的夹紧行程为25mm，夹紧力在20000～14000N之间可调，夹紧时间不大于一秒钟。 依据以上题目完成下列设计任务： 1）、完成该液压系统的工况分析，系统计算并最终完成该液压系统工作原理图的工作； 2）、根据已完成的液压系统工作原理图选择标准液压元件； 3）、对上述液压系统钟的液压缸进行结构设计，完成液压缸的相关计算何部件装配图设计，并对其中的1～2个非标零件进行零件图设计。 1、2明确液压系统设计要求 本组合机床用于镗变速箱体上的孔，其动力滑台为卧式布置，工件夹紧及工进拟采用液压传动方式。 2、夹紧时间不大于一秒钟，按一秒计算。 3、属于范围数值取中间值。 二、工况分析 2、1 动力滑台所受负载见表2-1，其中 静摩擦负载：= Ffsμ×20000N=3600N s ? =G 动摩擦负载：= Ffdμ×20000N=2400N d ? =G

F /KN 惯性负载： N N t v g G F 10202 .01 .08.920000=?=??= α 式中 s μ、d μ，分别为静、动摩擦因数，考虑到导轨的形状不利于润滑油的储存，分别取s μ=、d μ=。 v ?，启动或者制动前后的速度差，本例中v ?=s t ?，启动或者制动时间，取t ?= 2、2 由表1-1和表2-1可分别画出动力滑台速度循环图和负载循环图如图2-1和2-2 6 图2-2

液压传动与控制实验报告

液阻特性实验 一、 实验目的 1、验证油液经细长孔、薄壁孔时的液阻特性指数α是否符合理论值； 2、通过实验获得感性认识，建立对于理论分析所获结论的信心，进而了解到油液流经任何形式的液阻都有符合理论值的液阻特性指数。深入地理解液阻特性，合理设计液压传动系统，对于提高系统效率、避免温升有着重要意义。 二、实验内容及说明 实验内容是：测定细长孔、薄壁孔的液阻特性，绘制压力流量—曲线。 说明如下： 油液流经被测液阻时产生的压力损失p ?和流量V q 之间有着如下关系： α V q R p ?=? 式中：α— 液阻特性指数； p ?— 液阻两端压差 R — 液阻，与通流面积、形状及油液性质和流态有关 细长孔：L = 285 mm ，d = 2 mm 薄壁孔：L = 0.3 mm ，d = 2.6 mm ，L ≤ d/2 分别令被测液阻通过流量V q 为2 L/min ，3 L/min ，或其它数值，测得相应的压差p ?，理论计算和简单的推导过程如下： αV11q R p ?=?， α V2 2q R p ?=?， αα V2 V121q q p p =??， 等式两边同时取对数：

V2V1 V2 V121lg lg lg q q q q p p ααα ==??， 则有：V2 V12 1 lg lg q q p p ??=α 三、实验系统原理图及实现方法 1、所需的实验系统如图1所示： 图1 液阻特性实验系统原理图 这个系统需要在具体的实验平台上实现。 2、实验平台简介 实验平台是一套多功能液压实验系统，图2所示为薄壁孔液阻特性实验所用的液压实验平台照片，图中橙色细管部分为被测薄壁孔液阻装置，两端的压力表用于测量液阻两端压差。图3为该平台液压系统原理图照片，要实现薄壁孔液阻特性实验，需要调节实验平台面板上的一系列开关，本实验用液压泵2，打开针阀开关8（逆时针旋转至极限位置），关闭针阀开关9、10（顺时针旋转至极限位置）即可，用调速阀5进行调速，顺时针旋转调速阀手柄，流量增加，溢流阀3用于调定系统压力，瞬时针旋转溢流阀手柄，压力增加。

小型液压机液压系统课程设计

$ 攀枝花学院 学生课程设计（论文） 题目：小型液压机的液压系统 学生姓名： vvvvvv 学号： vvvvvvvv < 所在院(系)：机械工程学院 专业： 班级： 指导教师： vvvvvv 职称： vvvv # 2014 年 06 月 15 日 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

目录 前言 (1) 一设计题目 (2) 二技术参数和设计要求 (2) 三工况分析 (2) 四拟定液压系统原理 (3) . 1.确定供油方式 (3) 2.调速方式的选择 (3) 3.液压系统的计算和选择液压元件 (4) 4.液压阀的选择 (6) 5.确定管道尺寸 (6) 6.液压油箱容积的确定 (7) 7.液压缸的壁厚和外径的计算 (7) 8.液压缸工作行程的确定 (7) [ 9.缸盖厚度的确定 (7)

10.最小寻向长度的确定 (7) 11.缸体长度的确定 (8) 五液压系统的验算 (9) 1 压力损失的验算 (9) 2 系统温升的验算 (11) 3 螺栓校核 (11) 总结 (13) ： 参考文献 (14)

前言 液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。利用有压的液体经由一些机件控制之后来传递运动和动力。相对于电力拖动和机械传动而言，液压传动具有输出力大，重量轻，惯性小，调速方便以及易于控制等优点，因而广泛应用于工程机械，建筑机械和机床等设备上。 作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段，液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。与其他传动控制技术相比，液压技术具有能量密度高﹑配置灵活方便﹑调速范围大﹑工作平稳且快速性好﹑易于控制并过载保护﹑易于实现自动化和机电液一体化整合﹑系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势，因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。 液压压力机是压缩成型和压注成型的主要设备，适用于可塑性材料的压制工艺。如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。本文根据小型压力机的用途﹑特点和要求，利用液压传动的基本原理，拟定出合理的液压系统图，再经过必要的计算来确定液压系统的参数，然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。小型压力机的液压系统呈长方形布置，外形新颖美观，动力系统采用液压系统，结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。该机并设有脚踏开关，可实现半自动工艺动作的循环。

液压传动实验报告

实验一液压元件模型拆装实验 1.实验目的 (1)熟悉液压泵、液压阀等的结构组成； (2)掌握各液压泵以及液压阀的工作原理及其作用和特点； 2 ?实验器材 齿轮泵、叶片泵、柱塞泵等各种液压泵；直动式溢流阀、直动式顺序阀、先导式溢流阀、 先导式减压阀、节流阀、调速阀、电磁换向阀、手动换向阀、行程阀等各种液压阀；固定扳 手、活动扳手、六角扳手、卡钳、十字起、一字起。 3 ?实验容 (一)外啮合齿轮泵拆装分析 (1)结构组成 泵体、前、后泵盖、主动轴、从动轴、齿轮 (2)工作原理 两啮合的轮齿将泵体、前后盖板和齿轮包围的密闭容积分成两部分，轮齿进入啮合的一侧密闭容积减小，经压油口排油，退出啮合的一侧密闭容积增大，经吸油口吸油。 (3)拆装步骤 拆除螺栓一一取出定位销一一打开泵盖一一取出齿轮和轴一一分离齿轮和轴 (4)主要零件分析 齿轮：一对几何参数完全相同的齿轮、齿宽为B齿数为z 主动轴：对齿轮起定位作用，将电能转化能机械能 (5)职能符号 (二)先导式溢流阀拆装分析 (1)结构组成 先导阀(阀芯、调压弹簧、调节杆、调节螺母) 、主阀(阀芯、阀体、复位弹簧、阻 尼孔) (2)工作原理 液体压力达到先导阀的调定压力时，先导阀阀芯打开，液流流过主阀中的阻尼孔，使主 阀上下两端形成压差，主阀阀口开启，开始溢流，此时液流阀进口压力基本上为定值。 (3)拆装步骤 去除管口一一卸掉调节螺母和调节杆一一取出先导阀芯和调压弹簧一一打开主阀底部封盖口——取出主阀芯和复位弹簧

(4)主要零件分析

调压弹簧：弹性刚度比较大，起调压作用 复位弹簧：弹性刚度比较小，起主阀复位作用 主阀芯：为滑阀，有径向孔和轴向孔，用来把进口压力油引入主阀测压面, 是主阀芯上下两端形成压差 （5）职能符号 （三）先导式减压阀拆装分析 （1） 结构组成 先导阀（阀芯、调压弹簧、调节杆、调节螺母） 、主阀（阀芯、阀体、复位弹簧、阻 尼孔） （2） 工作原理 减压一当阀处于工作状态时，P 2 R 调手柄可调节工作状态 下F 2的大小 （3）拆装步骤 去除管口一一卸掉调节螺母和调节杆一一取出先导阀芯和调压弹簧一一打开主阀底部 封盖口 ——取出主阀芯和复位弹簧 （4）主要零件分析 调压弹簧：弹性刚度比较大，起调压作用 复位弹簧：弹性刚度比较小，起主阀复位作用 主阀芯：为滑阀，有径向孔和轴向孔，用来把出口压力油引入主阀测压面， 阻尼孔用来 是主阀芯上下两端形成压差 （5）职能符号 阻尼孔用来 当P 2 阀芯上移 当P 2 阀芯下移 P 2 P 2