液压传动课程设计
指导书
王刚任双艳谢群刘长勇
沈阳理工大学液压与气动教研室
目录
第1章概述
１．1液压传动课程设计的目的
１．2液压传动课程设计的内容和工作量
１．3液压传动课程设计的步骤和进度
１．4液压传动课程设计的方法和要求
第2章液压系统设计
2．1明确设计要求
2．2总体规划、确定液压执行元件
2．3明确液压执行元件的载荷、速度及其变化规律，绘制液压系统工况图2．4确定系统工作压力
2．5计算执行元件主要参数
2．6制定基本方案
2．7草拟液压系统原理图
2．8液压元件的选择与专用件设计
2．9验算液压系统性能
2．10设计液压装置，绘制液压系统原理图
第3章液压缸设计
3．1设计依据和设计步骤
3．2确定液压缸类型、安装方式及各部分结构
3．3液压缸主要技术性能参数的计算
3．4液压缸各部分结构形式的设计
第4章编写设计计算说明书
第1章概述
１．１液压传动课程设计
液压传动课程设计，是在学生学完《液压与气压传动》课以及其他有关课程，并经过生产实习后进行的，是《液压与气压传动》课程的一个综合实践教学环节。通过该教学环节，要求达到以下目的：
1．巩固和深化已学的理论知识，掌握液压系统和油缸设计计算的一般方法和步骤；
2．能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、高效率的液压系统。
3．能正确合理地选择液压缸的结构类型，确定基本参数，进行强度计算与稳定性校核；完成液压缸的结构设计。
4．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。１．２液压传动课程设计的内容和工作量
１．２．１题目
液压传动课程设计，通常选择简单机床、工程机械和专用机械的液压传动系统和主油缸的结构进行设计。其设计内容即包括课程中学过的液压元件、液压基本回路，又涉及到液压传动设计中常遇到的一般问题。能达到液压传动课程设计的目的。
１．２．２内容
液压系统及主油缸的设计计算、液压系统原理图和主油缸装配图的绘制及计算说明书的编写等。
1．3液压传动课程设计的步骤和进度
液压传动课程设计的步骤为：
１．设计准备
认真阅读设计任务书，明确设计要求、工作条件、内容和步骤；通过阅读有关资料图纸，了解设计对象；准备好设计需要的图书、资料和用具；拟订设计计划等。
２．液压系统的设计
明确设计要求；总体规划、确定液压执行元件；明确夜压执行元件的载荷、速度及变化规律，绘制夜压系统工况图；确定系统工作压力；确定执行元件的控制和调速方案；草拟液压系统原理图；计算执行元件主要参数；计算泵的流量，选择液压泵；选择液压控制元件；计算液压泵的驱动功率，选择电动机；选择、计算液压辅助件；验算液压系统性能；绘制液压系统原理图。
３．液压缸设计
明确液压缸使用工况及安装条件；计算、确定液压缸主要参数；设计液压缸各部分结构形式；计算液压缸结构强度和校核稳定性；设计液压缸的导向、密封、防尘、缓冲等装置；绘制装配图和零件图。
４．整理编写设计计算说明书
整理编写设计计算说明书，总结设计的收获和经验教训。
为帮助大家拟订好设计进度，表（1-1）列出了各阶段所占总工作量的大致比例，供参考。教师将根据学生是否按时完成各阶段的设计任务来考察其设计能力，并作为评定成绩的量化考核的依据之一。
１．４液压传动课程设计的方法和要求
1．4．1方法
液压课程设计与机械设计的一般过程相似，从方案设计开始，进行必要的计算、元件选型和结构设计，最后以图纸表达设计结果，以计算说明书表示设计的依据。
液压系统的设计步骤并无严格的顺序，各步骤间往往要互相穿插进行。系统设计时必须从实际出发，综合考虑实用性、经济性、安全性、先进性及操作维修方便。如果可以用比较简单的回路实现系统要求，就不必过分强调先进性，系统并非越先进越好。同样，在安全性、方便性要求较高的地方，应充分考虑系统性能的冗余并采用性能好的元件，不能单纯考虑简单、经济。
由于影响油缸设计的因素很多，油缸的结构尺寸不可能完全由计算决定，还需要借助画图、初选参数或通过边画图、边计算、边修改的过程逐步完成设计。
1．4．2课程设计的要求和注意事项
1．认真、仔细、整洁
设计工作是一项认真仔细的工作，一点也马虎不得，无论是参数计算、元件选型或结构设计中，一点细小的差错都会导致产品的报废。因此，要通过课程设计培养出认真、细致、严谨、整洁的工作作风。
2．理论联系实际，综合考虑问题，力求设计合理、实用、经济、工艺性好。
3．正确处理继承与创新的关系，正确使用标准和规范
正确继承以往的设计经验和利用已有的资料，即可减轻设计的重复工作量，加快设计的进程，又有利于提高设计质量。但继承不是盲目的抄袭。
设计中正确地运用标准和规范，有利于零件的互换性和加工工艺性，从而收到良好的经济效益，同时也可减少设计工作量。对于国家标准或行业规范，一般要严格遵守。设计中是否尽量采用标准和规范，也是评价设计质量的一项指标。但是，标准和规范是为了便
于设计、制造和使用而制定的，不是用来限制创新和发展的。因此，当遇到与设计要求又矛盾时，也可突破标准和规范的规定，自行设计。
4．学会正确处理设计计算和结构设计间的关系，要统筹兼顾
确定零件尺寸有几种不同的情况：
①由几何关系导出的公式计算出的尺寸是严格的等式关系。若改变其中某一参数，则其他参数必须相应改变，一般不能随意圆整或变动。
②由强度、稳定性等条件导出的计算公式常是不等式关系。有些零件必须满足的最小尺寸，却不一定就是最终采用的结构尺寸。
③由实践经验总结出来的经验公式，常用于确定那些外型复杂，强度情况不明的尺寸，这些经验公式是经过生产实践检验的，应给以尊重。但这些尺寸关系都是近似的，一般应圆整取用。
另外，还有一些尺寸可由设计者自行根据需要而定，根本不必进行计算，它们常是一些次要尺寸。这些零件的强度往往不是主要问题，又无经验公式可循，姑可由设计者考虑加工、使用等条件，参照类似结构，用类比的方法确定。
5．所绘图纸要求作图准确、表达清晰、图面整洁，符合机械制图标准；说明书要求计算准确、书写工整，并保证要求的书写格式。
第2章液压系统设计
2．1明确设计要求
设计要求是进行每项设计的依据。在制定基本方案并进一步行着手液压系统各部分设计之前，必须把设计要求以及与该设计内容有关的其他方面了解清楚。
１．主机的概况：用途、性能指标、工艺流程、工作特点、作业环境、总体布局等；
２．液压系统必须完成的动作，动作顺序及彼此联动、联锁关系如何；
３．液压驱动的运动形式、行程和对速度的要求；
（2）导轨摩擦载荷F f
对于平导轨： F f =μ·（G 十F N ) 对于V 型导轨： F f =μ·（G 十F N )/sin （2
）
其中： G ——运动部件所受的重力（N ）；
F N ——外载荷作用于导轨上的正压力（N ）； μ——摩擦系数。见表2-2；
α——V 型导轨的夹角，一般为90°。
（3）惯性载荷F a
t
v
g G F a ??=
其中：g —— 重力加速度；g = 9.81m/s 2 ；
Δv ——速度变化量（m/s ）； Δt ——起动或制动时间（s ）。一般机械Δt = 0.1～0.5s ，对轻载低速运动部件取小值，对重载高速部件取大值。行走机械一般取
=??t
v 0. 5 ～1.5m/s 。
以上三种载荷之和称为液压缸的外载荷F w 。 起动加速时 F w = F g 十F f 十F a 稳态运动时 F w = F g 十F f 减速制动时 F w = F g 十F f －F a
工作载荷F g 非每阶段都存在，如该阶段没有工作，则F g = 0。
表2-2 摩檫系数μ
除外载荷F w 外，作用于活塞上的载荷F 还包括液压缸密封处的摩擦阻力，F m 由于各种缸的密封材质和密封形式不同，密封阻力难以精确计算，一般估算为：
F F m m )1(η-=
式中：ηm — 液压缸的机械效率，一般取0.90—0. 95。
m
W F F η=
2．3．1．2 液压马达载荷力矩的组成与计算 （1）工作载荷力矩T g
常见的载荷力矩有被驱动轮的阻力矩、液压卷筒的阻力矩等。 （2）轴颈摩擦力矩T f
Gr
T f μ=
式中 G —— 旋转部件施加于轴劲上的径向力(N)；
μ —— 摩擦系数，参考表2-2选用；
r —— 旋转轴的半径 (m)。
（3）惯性力矩T a
t
J J T a ??==ω
ε
式中 ε—— 角加速度（rad/s 2）；
Δω —— 角速度变化量（rad/s ）； Δt —— 起动或制动时间（s ）；
R —— 回转部件的转动惯量 (kg ·m 2)。 起动加速时 T W = T g 十T f 十T a 稳定运行时 T W = T g 十T f 减速制动时 T W = T g 十T f －T a
计算液压马达载荷转矩T 时还要考虑液压马达的机械效率ηm （ηm = 0.9～0.99）。
m
W
T T η=
2．3．2
绘制液压系统工况图
根据液压缸或液压马达各阶段的载荷，对液压系统作迸一步的工况分析，绘制液压系统有关工况图，见表2-3。明确每个液压执行元件在工作循环各阶段中的速度、载荷变化规律，以便进一步选择系统工作压力和确定其他有关参数。
2．4 确定系统工作压力
系统工作压力由设备类型、载荷大小、结构要求和技术水平而定，还要考虑执行元件的
装配空间、经济条件及元件供应情况等的限制。在载荷一定的情况下，工作压力低，势必要加大执行元件的结构尺寸，对某些设备来说，尺寸要受到限制，从材料消耗角度看也不经济; 反之，压力选得太高，对泵、缸、阀等元件的材质、密封、制造精度也要求很高，必然要提高设备成本。一般来说，对于固定的尺寸不太受限的设备，压力可以选低一些，行走机械重载设备压力要选得高一些。系统工作压力高，省材料，结构紧凑，重量轻，是液压的发展方向，但要注意治漏、噪声控制和可靠性问题的妥善处理。具体选择参考表2-4，表2-5。
表2-4 按载荷选择工作压力
2．5 计算执行元件主要参数
2．5．1 液压缸的主要结构尺寸和液压马达的排量
根据液压系统载荷图、己确定的系统工作压力，计算：（1）活塞缸的内径、活塞杆直径；
柱塞缸的柱塞、柱塞杆直径。计算方法见第3章“液压缸设计”。（2）液压马达的排量。计算方法见教材“液压马达”。计算时用到回油背压的数据，见表2-6。
表 2-6 执行元件的回油背压
2．5．2
液压缸或液压马达所需的流量
2．5．2．1 液压缸工作时所需流量
Q = A v
式中：A —— 液压缸有效作用面积（m 2）； v —— 活塞与缸体的相对速度（m/s ）。
2．5．
2．2 液压马达的流量
Q = q n m
式中 q —— 液压马达排量 （m 3/r ）； n m —— 液压马达的转速（r/s ）。
2．6 制定基本方案
2．6．1 制定调速方案
液压执行元件确定之后，其运动方向和运动速度的控制是拟定液压回路的核心问题。方
向控制用换向阀或逻辑控制单元来实现。对于一般中小流量的液压系统，大多通过换向阀的有机组合实现所要求的动作。对高压大流量的液压系统，现多采用插装阀与先导控制阀的逻辑组合来实现。
表2-7 无级调速和变速的种类、特点和应用
速度控制通过改变液压执行元件输人或输出的流量或者利用密封空间的容积变化来实现。速度控制有无级调速和无级调速两种方式。无级调速相应的调速方式有节流调速、容积调速以及二者的结合容积节流调速，无级调速和无级变速回路组成及特点见表2-7。
节流调速一般采用定量泵供油，用流量控制阀改变输人或输出液压执行元件的流量来调节速度。此种调速方式结构简单，由于这种系统必须用溢流阀，故效率低，发热量大，多用于功率不大的场合。
容积调速是靠改变液压泵或液压马达的排量来达到调速的目的。其优点是没有溢流损失和节流损失，效率较高。但为了散热和补充泄漏，需要有辅助泵。此种调速方式适用于功率大、运动速度高的液压系统。
容积节流调速一般是用变量泵供油，用流量控制阀调节输人或输出液压执行元件的流量，并使其供油量与需油量相适应。此种调速回路效率也较高，速度稳定性较好，但其结构比较复杂。
节流调速又分别有进油节流、回油节流和旁路节流三种形式。迸油节流起动冲击较小，回油节流常用于有负载荷的场合，旁路节流多用于高速。
调速回路一经确定，回路的循环形式也就随之确定了。
节流调速一般采用开式循环形式。在开式系统中，液压泵从油箱吸油，压力油流经系统释放能量后，再排回油箱。开式回路结构简单，散热性好，但油箱体积大，容易混人空气。
容积调速大多采用闭式循环形式。闭式系统中，液压泵的吸油口直接与执行元件的排油口相通，形成一个封闭的循环回路。其结构紧凑，但散热条件差。
有级变速比无级调速使用方便，适用于速度控制精度不高，但要求速度能够预置，以及在动作循环过程中有多种速度自动变换的场合。回路组成和特点见表2-8。
2．6．2 制定压力控制方案
液压执行元件工作时，要求系统保持一定的工作压力或在一定压力范围内工作，也有的需要多级或无级连续地调节压力，一般在节流调速系统+，通常由定量泵供油，用溢流阀调节所需压力，并保持恒定。在容积调速系统中，用变量泵供油，用安全阀起安全保护作用。
在有些液压系统中，有时需要流量不大的高压油，这时可考虑用增压回路得到高压，而不用单设高压泵。液压执行元件在工作循环中，某段时间不需要供油，而又不便停泵的情况下，需考虑选择卸荷回路。
在系统的某个局部，工作压力需低于主油源压力时，要考虑采用减压回路来获得所需的工作压力。
2．6．3 制定顺序动作方案
主机各执行机构的顺序动作，根据设备类型不同，有的按固定程序运行，有的则是随机的或人为的。工程机械的操纵机构多为手动，一般用手动的多路换向阀控制。加工机械的各执行机构的顺序动作多采用行程控制，当工作部件移动到一定位置时，通过电气行程开关发出电信号给电磁铁推动电磁阀或直接压下行程阀来控制接续的动作。行程开关安装比较方便，而用行程阀需连接相应的油路，因此只适用于管路联接比较方便的场合。
另外还有时间控制、压力控制等。例如液压泵无载启动，经过一段时间，当泵正常运砖后，延时继电器发出电信号使卸荷阀关闭，建立起正常的工作压力。压力控制多用在带有液压夹具的机床，挤压机压力机等场合。当某一执行元件完成预定动作时，回路中的压力达到一定的数值，通过压力继电器发出电信号或打开顺序阀便压力油通过，来启动下一个动作。
2．6．4 选择液压动力源
液压系统的工作介质完全由液压源来提供，液压源的核心是液压泵。节流调速系统一般用定量泵供油，在无其他辅助油源的情况下，液压泵的供油量要大于系统的需油量，多余的油经溢流阀流回油箱，溢流阀同时起到控制并稳定油源压力的作用。
容积调速系统多数是用变量泵供油，用安全阀限定系统的最高压力。
为节省能源提高效率，液压泵的供油量要尽量与系统所需流量相匹配。对在工作循环各阶段中系统所需油量相差较大的情况，一般采用多泵供油或变量泵供油。对长时间所需流量较小的情况。可增设蓄能器做辅助油源。
油液的净化装置是液压源中不可缺少的。一般泵的人口要装有粗过滤器，迸人系统的油液根据被保护元件的要求，通过相应的精过滤器再次过滤。为防止系统中杂质流回油箱，可在回油路上设置磁性过滤器或其他型式的过滤器。根据液压设备所处环境及对温升的要求，还要考虑加热、冷却等措施。
表2-8 有级变速回路组成示例
2．7 草拟液压系统原理图
液压系统原理图由液压系统图、工艺循环顺序动作图表和元件明细表三部分组成。 1、拟定液压系统图注意事项：
（1）不许有多余元件;使用的元件和电磁铁数越少越好。 （2）注意元件间的连锁关系，防止相互影响产生误动作。 （3）系统各主要部位的压力能够随时检测;压力表数目要少。
（4）按国家标准规定，元件符号按常态工况给出，非标准元件用简练的结构示意图表
达。 2、拟定工艺循环顺序动作图表注意事项：
（1）液压执行元件的每个动作成分，如启动、每次换速、运动结束等，按一个工艺循
环的工艺顺序列出。 （2）在每个动作成分的对应栏内，写出该动作成分开始执行的发信元件代号。同时，
在表上标出发信元件所发出的信号是指令几号电磁铁或机控元件 (如行程减速阀、机动滑阀)处于什么工作状态——得电或失电油路通或断。 （3）液压系统有多种工艺循环时，原则上是一种工艺循环一个表，但若能表达清楚又
不会误解，也可适当合并。 编制元件明细表时，习惯上将电动机与液压元件一同编号，并填入元件明细表;而非标准液压缸不和液压件一同编号，不填入元件明细表。
2．8 液压元件的选择与专用件设计
２．８．１ 液压泵的选择
（１）确定液压泵的最大工作压力p Ｐ
p Ｐ≥p 1＋ΣΔp
式中：p 1——液压缸或液压马达最大工作压力；ΣΔp —— 从液压泵出口到液压缸或液压马达入口之间总的管路损失。ΣΔp 的准确计算要待元件选定并给出管路图时才能进行，初算时可按经验数据选取：管路简单、流速不大的，ΣΔp ＝（０.2～０.5）ＭＰa ；管路复杂，进口有调速阀的，取ΣΔp ＝（０.５～１.5）ＭＰa 。
（２）确定液压泵的流量Q Ｐ
多液压缸或液压马达同时工作时，液压泵的输出流量应为
ＱＰ≥Ｋ（ΣＱmax ）
式中：K —— 系统泄漏系数，一般取 K ＝１.１～１.３；
ΣＱmax —— 同时动作的液压缸或液压马达的最大总流量，可从（Ｑ－t ）图上查得。对于在工作过程中用节流调速的系统，还须加上溢流阀的最小溢流量，一般取０.5×10-4m 3/s 。
系统使用蓄能器作辅助动力源时，
∑==Z
i P t
i T K
V Q 1
式中 K —— 系统泄漏系数，一般取Ｋ＝１.2；
Ｔt —— 液压设备工作周期（s ）；
V i —— 每一个液压缸或液压马达在工作周期中的总耗油量（m 3）； Ｚ—— 液压缸或液压马达的个数。 （３）选择液压泵的规格
根据以上求得的p Ｐ和ＱＰ值，按系统中拟定的液压泵的形式，从产品样本或手册中选择相应的液压泵。为使液压泵有一定的压力储备，所选泵的额定压力一般要比最大工作压力大25％～60％。泵的额定流量应与计算所需流量相当，不要超过太多。
（４）确定液压泵的驱动功率
在工作循环中，如果液压泵的压力和流量比较恒定，即 (p-t)、（Q-t ）图变化较平缓则
)(103kW Q p P P
P
P η=
式中 p Ｐ —— 液压泵的最大工作压力 (Pa)； ＱＰ ——液压泵的流量（m 3/s )；
η
P —— 液压泵的总效率，参考表2-9选择。
限压式变量叶片泵的驱动功率，可按流量特性曲线拐点处的流量、压力值计算。一般情况下，可取p Ｐ=0.8p Ｐmax ，ＱＰ=Q n ，则
)(108.03max kW Q p P P
n P η=
式中 p Ｐmax —— 液压泵的最大工作压力 (Pa)；
Q n —— 液压泵的额定流量 (m 3/s)。
表2-4 液压泵的总效率
在工作循环中，如果液压泵的流量和压力变化较大，即(p-t)、（Q-t ）曲线起伏变化较 大，则须分别计算出各个动作阶段内所需功率，驱动功率取其平均功率
n
n t t t t P t P t P P ???++???++=
212
2222121
式中 t 1、t 2、… t n —— 一个循环中每一动作阶段内所需的时间 (s)；
P 1、P 2、… P n —— 一个循环中每一动作阶段内所需的功率 (kW)。
按平均功率选出电动机功率后，还要验算每一阶段内电动机超载量是否都在允许范 围内。通常，允许电动机短时间在超载25%的状态下工作。 ２．８．２ 液压阀的选择 （1） 阀的规格
根据液压系统原理图提供的情况，审查图上各阀在各种工况下达到的最高工作压力
和最大流量，以此选择定型产品的阀件的额定压力和额定流量。一般情况下，阀的实际压力和流量应与额定值相接近，但必要时允许实际流量超过额定流量20。
溢流阀按液压泵的最大流量选取；选择节流阀和调速阀时，要考虑最小稳定流量应满足执行机构最低稳定速度的要求。有的电液换向阀有时会出现高压下换向停留时间稍长不能复位的现象，因此，用于有可靠性要求的系统时，其压力以降额 (由32MPa 降至20-25MPa)使用为宜，或选用液压强制对中的电液换向阀。
单出杆活塞缸的两个腔有效作用面积不相等，当泵供油使活塞内缩时，活塞腔的排油 流量比泵的供油流量大得多，通过阀的最大流量往往是在这种情况下出现，复合增速缸和其他等效组合方案也有相同情况，所以在检查各阀的最大通过流量时，这一点要特别注意。 （2） 阀的型式，按安装和操作方式选择。 ２．８．３ 蓄能器的选择
根据蓄能器在液压系统中的功用，确定其类型和主要参数。
（1） 液压执行元件短时间快速运动，由蓄能器来补充供油，其有效工作容积为：
t Q K l A V P i i -∑=?
式中 A —— 液压缸有效作用面积 (m 2)；
l —— 液压缸行程 (m)；
K —— 油液损失系数，一般取K= 1.2 ； Q P —— 液压泵流量（m 3/s )； t —— 动作时间 (s)。
（２）作应急能源，其有效工作容积为：
K l A V i i ∑=?
式中 i i l A ∑ —— 要求应急动作液压缸总的工作容积 (m 3)。
有效工作容积算出后，根据有关蓄能器的相应计算公式，求出蓄能器的容积，再根据其他性能要求，即可确定所需蓄能器。 ２．８．４ 管道尺寸的确定 （1） 管道内径的计算
v Q
d π4=
式中 Q —— 通过管道内的流量（m 3/s ）； v —— 管内允许流速（m/s ），见表2-5。
表2-5 管内允许流速推荐值
计算出内径d 后，按标准系列选取相应的管子。 (2)管道壁厚δ的计算
][2σδpd =
式中 p —— 管道内最高工作压力 (Pa)；
d —— 管道内径 (m)；
[σ] —— 管道材料的许用应力(Pa)，n
b
σσ=][ ；
σ
b ———— 管道材料的抗拉强度 (Pa)；
n ——— 安全系数，对钢管来说，p ＜7MPa 时，取n=8；p ＜１7.5MPa 时，取n=６；
p ＞１7.5MPa 时，取n=４。
２．８．５ 油箱容量的确定
初始设计时，先按下式确定油箱的容量，待系统确定后，再按散热的要求进行校核。 油箱容量的经验公式为
V=αQ Ｖ
式中 Q Ｖ —— 液压泵每分钟排出压力油的容积（m 3）；
Α —— 经验系数，见表2-6。
表2-6 经验系数α
在确定油箱尺寸时，一要满足系统供油的要求，还要保证执行元件全部排油时，油箱不能溢出，以及系统中最大可能充油时，油箱的油位不能低于最低限度。
2．9 液压系统性能验算
液压系统初步设计是在某些估计参数情况下进行的，当各回路形式、液压元件及联接 管路等完全确定后，针对实际情况对所设计的系统进行各项性能分析。对一般液压传动系统来说，主要是进一步确切地计算液压回路各段压力损失、容积损失及系统效率，压力冲击和发热温升等。根据分析计算发现问题，对某些不合理的设计要进行重新调整，或采取其他必要的措施。
2．9．1 液压系统压力损失
压力损失包括管路的沿程损失Δp 1。，管路的局部压力损失Δp 2和阀类元件的局部损失加Δp 3，总的压力损失为
Δp =Δp 1 + Δp 2+ Δp 3
ρλ2
21v d l p =?
ρξ2
21v p =? 式中 l —— 管道的长度 (m)；
d —— 管道内径 (m)； v —— 液流平均速度 (m/s)； p —— 液压油密度 (kg/m 3)； λ —— 沿程阻力系数； ξ —— 局部阻力系数。
λ、ξ的具体值可参考流体力学有关内容。
2
3)(
n
n Q Q p p ?=? 式中 Q n —— 阀的额定流量 (m 3/s)；
Q —— 通过阀的实际流量 (m 3/s)；
Δp n —— 阀的额定压力损失 (Pa)（可从产品样本中查到）。
计算压力损失时，通常是把回油路上的各项压力损失折算到进油路上一起计算，以此算得的总压力损失若比选泵时估计的管路损失大，但泵的工作压力还有调节余地时，将泵出口处溢流阀的压力适当调高即可。否则，就须修改有关元件的参数(例如适当加大液压缸直径或液压马达排量)，重新调整泵及其他有关元件的规格尺寸等参数。
系统的调整压力
p T ≥p 1＋Δp
式中 p T —— 液压泵的工作压力或支路的调整压力。 2．9．2 液压系统的发热温升计算
2．9．2．1 计算液压系统的发热功率
液压系统工作时，除执行元件驱动外载荷输出有效功率外，其余功率损失全部转化为热量，使油温升高。液压系统的功率损失主要有以下几种形式：
(1) 液压泵的功率损失
i Pi
z
i ri t
h t P T P )1(1
1
1η
-=∑=
式中 T t —— 工作循环周期 (s)；
z —— 投人工作液压泵的台数；
P ri —— 液压泵的输入功率 (W)； ηPi —— 各台液压泵的总效率； t i —— 第i 台泵工作时间(s)。 （2）液压执行元件的功率损失
j
j
M
j rj
t
h t P T P )1(1
1
2η-=∑=
式中 M —— 液压执行元件的数量；
P rj —— 液压执行元件的输入功率 (W)； η —— 液压执行元件的效率;
t j —— 第j 个执行元件工作时间 (s)。
（3）溢流阀的功率损失
y y h Q p P =3
式中 p y —— 溢流阀的调整压力 (Pa)；
Q y —— 经溢流阀流回油箱的流量 (m 3/s)。 （4）油液流经阀或管路的功率损失
y y h Q p P ?=4
式中 Δp —— 通过阀或管路的压力损失 (Pa)； Q —— 通过阀或管路的流量(m 3/s)。
由以上各种损失构成了整个系统的功率损失，即液压系统的发热功率
4321h h h h hr P P P P P +++=
上式适用于回路比较简单的液压系统，对于复杂系统，由于功率损失的环节太多，一一计算较麻烦，通常用下式计算液压系统的发热功率
c r hr P P P -=
式中 P r 是液压系统的总输入功率，P c 是输出的有效功率。
∑
==z
i Pi
i
i i t
t Q p T r P 1
1η
)(11
1
j m
j j Wj i n
i Wi t t T s F T c P ∑∑==+=ω 式中 T t —— 工作周期 (s)；
z 、n 、m —— 分别为液压泵、液压缸、液压马达的数量； p i 、Q i 、ηPi —— 第i 台泵的实际输出压力、流量、效率； t i —— 第 i 台泵工作时间 (s)；
T Wj 、ωj 、t j 一一 液压马达的外载转矩、转速、工作时间 (N ·m 、rad/s 、s)； F wi 、s i —— 液压缸外载荷及驱动此载荷的行程(N 、m)。 2．9．2．2
计算液压系统的散热功率
液压系统的散热渠道主要是油箱表面，但如果系统外接管路较长，计算发热功率时，也应虑管路表面散热。
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。
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
课程设计说明书 题目机床液压系统电气控制系统设计姓名 班级 学号 指导老师 日期 2013年1 月3日
一、课程设计的任务要求。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。1 二、泵、电机、控制阀的初选。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 三、动力滑台液压系统工作原理。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6 四、电磁铁调度表。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9 五、采用PLC设计方案。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。10 六、采用普通电器元件设计方案。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。15 七、总结。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。19 参考文献
一：课程设计的任务要求 1.1·某液压动力滑台简介 ①液压动力滑台工作顺序为:①夹紧工件②进给缸快速前进③一次进给 ④二次进给⑤死挡铁停留⑥滑台快退⑦进给缸停止, 夹紧缸松 开.(见下面图) ②已知进给缸最大负载40000KN,工进速度为5mm/min 最大速度6.4mm/min，对应负载为2000KN. 1.2·要求液压动力滑台能自动工作,又能各个动作进行单独调整;各工作循环有照明显示;有必要的电器连锁与保护. 1.3·设计任务 ①初选泵和电机，以及初选控制主缸(25)的控制阀。 ②简述液压动力滑台液压系统工作原理,绘制电磁铁调度表。 ③设计并绘制电器控制原理图(采用普通电气元件控制和采用PLC控制两种方案)，选择电气元件,编写PLC程序、调试，并制定元件目录表. ④编制设计说明、使用说明书。 ⑤列出设计参考书目录
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。
液压系统设计计算举例 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。现以一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统为例，介绍液压系统的设计计算方法。 1 设计要求及工况分析 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。主要性能参数与性能要求如下：切削阻力F L =30468N ；运动部件所受重力G =9800N ；快进、快退速度υ1= υ3=0.1m/s ，工进速度υ2=×10-3m/s ；快进行程L 1=100mm ，工进行程L 2=50mm ；往复运动的加速时间Δt =；动力滑台采用平导轨，静摩擦系数μs =，动摩擦系数μd =。液压系统执行元件选为液压缸。 负载与运动分析 (1) 工作负载 工作负载即为切削阻力F L =30468N 。 (2) 摩擦负载 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力： 静摩擦阻力 N 196098002.0s fs =?==G F μ 动摩擦阻力 N 98098001.0d fd =?==G F μ (3) 惯性负载 N 500N 2.01 .08.99800i =?=??= t g G F υ (4) 运动时间 快进 s 1s 1.0101003 11 1=?==-υL t 工进 s 8.56s 1088.010503 322 2=??==--υL t 快退 s 5.1s 1.010)50100(3 3 2 13=?+=+= -υL L t 设液压缸的机械效率ηcm =，得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表1所列。
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
液压课程设计心得总结 篇一：液压课程设计报告 液压传动课程设计 题目：半自动液压专用铣床液压系统 姓名：王小军学号：2014090427076 学院：机电学院专业：机械工程及自动化指导教师：刘建马勇杰陈群利 2015 年7 月 1 日 目录 1.主要内容和基本要求 (1) 设计内容............................................................... .. 1 设计参数............................................................... .. 1 设计基本实验数据参数...................................................... 1 2.
液压系统的工况分析 (2) 静摩擦阻力............................................................... 2 动摩擦阻力............................................................... 2 惯性负载............................................................... .. 2 启动，加速的外负载.. (2) 工进负载............................................................... .. 2 快进，快退负载 (2) 根据计算可绘制如下速度循环图及负载循环图.................................. 2 3.拟定液压系统原理图.. (3) 确定供油方式.............................................................. 3 确定调速度方式 (3)
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 。
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。
液压与气压传动课 程设计
液压气动课程设计 院系：机电工程学院 班级： 11机工A1 姓名：孙欣 学号： 4812079 完成日期： .1.2
目录 一、工况分析·····························二、液压缸参数确定·························· 三、液压系统原理图·························· 四、液压缸装配图···························五、系统工况图与电磁铁工作表····················· 六、液压动力元件选择························· 七、液压控制元件选择及计算······················ 八、液压系统性能验算························· 九、控制电路·····························十、集成块设计····························
十一、个人小结···························· 十二、参考文献···························· 设计要求：设计一台铣削专用机床液压系统，要求其完成的工作循环是：工件夹紧→工作台快进→工作台工进→工作台快退→工作台停止。运动部件的重力为25000N，快进、快退速度为5m/min,工进速度为100～1200mm/min，最大行程为400mm，其中工进行程为180mm，最大切削力 为18000N，采用平面导轨，其静摩擦系数f s =0.2，动摩擦系数f d =0.1。 一、工况分析 ⑴负载分析 计算液压缸工作过程各阶段的负载。
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，
液压传动系统课程 设计
液压传动控制系统课程设计 指 导 书 刘辉等编 江西理工大学应用科学学院
液压传动控制系统课程设计步骤 一、设计依据及参数的提出 1.根据生产或加工对象工作要求选择液压传动机构的结构形式和 规格； 2.分析机床或设备的工作循环和执行机构的工作范围； 3.对生产设备各种部件（电气、机械、液压）的工作顺序、转换 方式和互锁 要求等要详细说明或了解； 4.一些具体特殊要求的动作（如高速、高压、精度等）对液压传 动执行机构的 特殊要求； 5.液压执行机构的运动速度、载荷及变化范围（调节范围）； 6.对工作的可靠性、平稳性以及转换精度的要求； 7.其它要求（如检测、维修）。 二、负载分析 2.1负载特性 液压执行机构在运动或加工的过程中所承受的负载有工作阻力、摩擦力、惯性力、重力，密封阻力和背压力。可是从负载角度归纳为三种负载，即阻力负载、负值负载、惯性负载。 1.阻力负载（或正值负载）——负载方向与进给方向相反，即机 床切削力（如：铣、钻、镗等），摩擦力，背压力。
切削力+重力+惯性力 切削力+惯性力+摩擦力 图 2-1 切削力分析图 2.负值负载（或超越负载）——负载方向与执行机构运动方向相同 （如：顺铣、重力下降，制动减速等）。 3.惯性负载——机构运动转换过程中由惯性所形成的负载（如前冲 和后冲，系统的爬行）。 2.2 执行机构负载分析 1.液压缸机械负载计算 （1）液压缸机械负载计算 在设计选取功率匹配时，一般主要考虑工进阶段的驱动功率，即负载F 为： ()f t g m F F F F η=++（2-1） Ff —摩擦力 Ft —负载 Fg —惯性力 m η一般取0.9～0.95
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，
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。
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
$ 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
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》 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。
测控技术基础之液压传动与控制 课程设计说明书 设计题目：液压传动与控制系统设计 半自动液压专用铣床液压系统设计 姓名：王冉 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 1班 学号： 2010105126 指导教师：谭宗柒 2013年 6 月 6 日至 2013年 6 月27 日
半自动液压专用铣床液压系统设计 1．设计要求 设计一台用成型铣刀在加工件上加工出成型面的液压专用铣床，工作循环：手工上料——自动夹紧——工作台快进——铣削进给——工作台快退——夹具松开——手工卸料。 2．设计参数 工作台液压缸负载力（KN ）：F L =2.8 夹紧液压缸负载力（KN ）：F c =4.8 工作台液压缸移动件重力（KN ）：G=2.8 夹紧液压缸负移动件重力（N ）：G c =35 工作台快进、快退速度（m/min ）：V 1=V 3=4.5 夹紧液压缸行程（mm ）：L c=10 工作台工进速度（mm/min ）：V 2=45 夹紧液压缸运动时间（S ）：t c=1 工作台液压缸快进行程（mm ）：L 1=350 导轨面静摩擦系数：μs =0.2 工作台液压缸工进行程（mm ）：L 2=85 导轨面动摩擦系数：μd =0.1 工作台启动时间（S ）：?t =0.5 液压传动与控制系统设计一般包括以下内容： 1、液压传动与控制系统设计基本内容： (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) 编制技术文件。 学生应完成的工作量：（打印稿和电子版各1份） (1) 液压系统原理图1张； (2) 设计计算说明书1份。（字数：2500~3000。） 设计内容 1.负载与运动分析 1.1工作负载 1)夹紧缸 工作负载：N G F F d C C l 5.48031.0354800=?+=+=μ 由于夹紧缸的工作对于系统的整体操作的影响不是很高，所以在系统的设计计算中把夹紧缸的工作过程简化为全程的匀速直线运动，所以不考虑夹紧缸的惯性负载等一些其他的因素。 2)工作台液压缸 工作负载极为切削阻力F L =2.8KN 。
一、液压传动课程设计的目的： 1、综合运用《液压传动》课程及其它先修课程的理论和工程实际知识，以课 程设计为载体，通过液压功能原理及液压装置的设计实践，使理论和工程实际知识密切地结合起来，从而使这些知识得到进一步巩固、加深和扩展，并培养分析和解决工程实际问题的设计计算能力。 2、使学生掌握根据设计题目搜集有关设计资料和文献的一般方法和途径，提高学生综合利用设计资料的能力，为独立从事液压传动设计建立良好的基础。 3、在设计实践中学习和掌握方案论证及拟定方法，掌握液压回路的组合方法及液压元件的选用原则、结构形式，深化对液压系统设计特点的认识和了解。 二、液压课程设计题目： 设计一台上料机液压系统，要求驱动它的液压传动系统完成快速上升一慢速上升一停留一快速下降的工作循环。其结构示意图如图1所示。其垂直上升工作的重力为 7OO0J，滑台的重量为500C N，快速上升的行程为450mm其最小速度为55mm/ s；慢速上升行程为200mm其最小速度为13mm/s;快速下降行程为450mm速度要求55mm/s。滑台采用V型导轨，其导轨面的夹角为90，滑台与导轨的最大间隙为2mm启动加速与减速时间均为0.5s，液压缸的机械效率（考虑密封阻力）为0.9。
目录 1前言 (1) 2负载分析 (2) 2.1负载与运动分析 (2) 2.2 负载动力分析 (2) 2.3负载图和速度图的绘制 (4) 3设计方案拟定 (5) 3.1液压系统图的拟定 (5) 3.2液压系统原理图 (6) 3.3 液压缸的设计 (6) 4主要参数的计算 (9) 4.1初选液压缸的工作压力 (9) 4.2计算液压缸的主要尺寸 (9) 4.3活塞杆稳定性校核 (9) 4.4计算循环中各个工作阶段的液压缸压力，流量和功率 (10) 5液压元件的选用 (11) 5.1确定液压泵的型号及电动机功率 (11) 5.2选择阀类元件及辅助元件 (12) 6液压系统的性能验算 (13) 6.1压力损失及调定压力的确定 (13) 6.2验算系统的发热与温升 (14) 致谢 (16) 参考文献 (17)
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：
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）设计一台卧式单面多轴钻镗两用组合机床液压系统，要求完成如下的动作循环：夹紧——快进——工进——死挡铁停留——快退——松开——原位停止；机床有16个主轴，钻削加工￠13.9mm的孔14个，￠8.5mm的孔2个，工件材料为铸铁，硬度HB240。动力滑台采用平导轨，工进速度要求无级调速，如用高速刚钻头进行加工，其他参数如下表所示。 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、绘制液压缸装配图（A1）。 4、编写液压课程设计说明书。 机床加工示意图如下： 图1 卧式动力滑台加工示意图
题目（二）设计一台上料机液压系统，要求该系统完成：快速上升——慢速上升（可调速）——快速下降——下位停止的半自动循环。采用900V 型导轨，垂直于导轨的压紧力为60N ，启动、制动时间均为0.5s ，液压缸的机械效率为0.9。设计原始数据如下表所示。 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、绘制液压缸装配图（A1）。 4、编写液压课程设计说明书。 上料机示意图如下： 图3 上料机示意图