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第九章液压系统的设计与计算第八章机床液压系统的设计与计算（12）§8-1 机床液压系统的设计步骤和内容液压系统设计的步骤大致如下：1.明确设计要求，进行工况分析。
2.初定液压系统的主要参数。
3.拟定液压系统原理图。
4.计算和选择液压元件。
5.估算液压系统性能。
6.绘制工作图和编写技术文件。
根据液压系统的具体内容，上述设计步骤可能会有所不同，下面对各步骤的具体内容进行介绍。
§8-2 液压系统的设计要求在设计液压系统时，首先应明确以下问题，并将其作为设计依据。
1.主机的用途、工艺过程、总体布局以及对液压传动装置的位置和空间尺寸的要求。
2.主机对液压系统的性能要求，如自动化程度、调速范围、运动平稳性、换向定位精度以及对系统的效率、温升等的要求。
3.液压系统的工作环境，如温度、湿度、振动冲击以及是否有腐蚀性和易燃物质存在等情况。
在上述工作的基础上，应对主机进行工况分析，工况分析包括运动分析和动力分析，对复杂的系统还需编制负载和动作循环图，由此了解液压缸或液压马达的负载和速度随时间变化的规律，以下对工况分析的内容作具体介绍。
一、运动分析主机的执行元件按工艺要求的运动情况，可以用位移循环图(L—t)，速度循环图(v —t)，或速度与位移循环图表示，由此对运动规律进行分析。
1.位移循环图L—t图9-1为液压机的液压缸位移循环图，纵坐标L表示活塞位移，横坐标t表示从活塞启动到返回原位的时间，曲线斜率表示活塞移动速度。
该图清楚地表明液压机的工作循环分别由快速下行、减速下行、压制、保压、泄压慢回和快速回程六个阶段组成。
2.速度循环图v—t(或v—L)工程中液压缸的运动特点可归纳为三种类型。
图9-2为三种类型液压缸的v—t图，第一种如图9-2中实线所示，液压缸开始作匀加速运动，然后匀速运动，最后匀减速运动到终点；第二种，液压缸在总行程的前一半作匀加速运动，在另一半作匀减速运动，且加速度的数值相等；第三种，液压缸在总行程的一大半以上以较小的加速度作匀加速运动，然后匀减速至行程终点。
简单的液压系统课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解和掌握简单的液压系统的基本原理和组成，能够分析液压系统的工作过程和应用场景，提高学生的实践能力和创新意识。
具体来说，知识目标包括：1.掌握液压系统的定义、分类和基本原理。
2.了解液压系统的组成部分及其功能。
3.掌握液压系统的应用场景和优缺点。
技能目标包括：1.能够分析液压系统的工作过程。
2.能够运用液压系统的基本原理解决实际问题。
3.能够设计简单的液压系统。
情感态度价值观目标包括：1.培养学生对液压系统的兴趣和好奇心。
2.培养学生团队合作意识和实践能力。
3.培养学生的创新意识和解决实际问题的能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括液压系统的定义、分类和基本原理，液压系统的组成部分及其功能，液压系统的应用场景和优缺点。
具体来说，教学大纲如下：1.液压系统的定义、分类和基本原理。
2.液压系统的组成部分及其功能。
3.液压系统的应用场景和优缺点。
教学内容将结合教材和实际案例进行讲解，通过图片、视频等多媒体资料丰富学生的学习体验。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法。
1.讲授法：通过讲解液压系统的定义、分类和基本原理，使学生掌握基础知识。
2.讨论法：分组讨论液压系统的组成部分及其功能，促进学生思考和交流。
3.案例分析法：分析实际案例，使学生了解液压系统的应用场景和优缺点。
4.实验法：安排液压系统实验，让学生动手操作，培养实践能力。
四、教学资源本节课的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
1.教材：液压系统基础知识及相关案例。
2.参考书：液压系统的设计、应用和维护等方面的书籍。
3.多媒体资料：液压系统的工作原理、应用场景的视频和图片等。
4.实验设备：液压系统实验装置，用于学生动手操作。
教学资源将结合教材和实际案例进行讲解，通过图片、视频等多媒体资料丰富学生的学习体验，同时提供实验设备供学生动手实践。
压装机液压系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解压装机液压系统的基础理论知识，掌握液压系统的组成、工作原理及主要性能参数。
2. 学生能够了解液压油的选择、维护及液压元件的常见故障分析。
3. 学生掌握压装机液压系统设计的基本流程和步骤，具备分析简单液压系统设计问题的能力。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，进行压装机液压系统的初步设计和计算。
2. 学生能够熟练使用相关绘图软件，绘制液压系统原理图和装配图。
3. 学生具备一定的液压系统故障排除能力，能够解决实际操作中遇到的问题。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习，培养对液压技术的兴趣，提高工程意识和创新意识。
2. 学生在课程学习过程中，培养团队协作精神和沟通能力，增强解决问题的自信心。
3. 学生了解液压系统在工业生产中的重要性，认识到学习液压技术对个人和社会的意义。
课程性质：本课程为专业选修课，适用于具有一定机械基础和液压基础的学生。
学生特点：学生为高二年级机械制造与自动化专业学生，已学习相关机械基础课程，具有一定的识图能力和动手能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和工程应用能力。
通过课程学习，使学生能够独立完成压装机液压系统的设计和分析任务，为将来的职业发展打下坚实基础。
二、教学内容1. 液压系统基础知识- 液压系统的组成、工作原理及性能参数（对应教材第2章）- 液压油的选择、维护及液压元件功能（对应教材第3章）2. 液压系统设计方法与流程- 压装机液压系统设计要求及步骤（对应教材第5章）- 液压系统原理图、装配图的绘制方法（对应教材第6章）3. 液压系统元件选型与计算- 液压泵、液压马达、液压缸等元件的选型计算（对应教材第7章）- 液压阀的类型及选用方法（对应教材第8章）4. 液压系统故障分析及维护- 常见液压系统故障类型及原因（对应教材第9章）- 液压系统维护方法及故障排除（对应教材第10章）5. 实践教学环节- 压装机液压系统设计实例分析（结合教材实例）- 相关绘图软件操作培训（CAD软件应用）教学内容安排与进度：第1周：液压系统基础知识学习第2周：液压系统设计方法与流程学习第3周：液压系统元件选型与计算第4周：液压系统故障分析及维护第5-6周：实践教学环节，设计实例分析与绘图软件操作培训三、教学方法1. 讲授法：- 对于液压系统的基础理论知识、设计方法与流程等抽象、概念性较强的内容，采用讲授法进行教学，使学生系统地掌握液压系统相关知识点。
课时：2课时年级：高中学科：物理教学目标：1. 知识与技能：（1）了解液压系统的基本组成和工作原理；（2）掌握液压系统中压力、流量和功率的基本概念；（3）学会分析液压系统中的能量转换和传递过程；（4）了解液压系统在工业、农业、医疗等领域的应用。
2. 过程与方法：（1）通过实验、演示等方式，培养学生的观察能力和实验操作能力；（2）通过小组讨论、合作探究等方式，培养学生的团队合作精神和分析问题、解决问题的能力。
3. 情感态度与价值观：（1）激发学生对液压系统原理的兴趣，培养学生的科学探究精神；（2）培养学生对液压系统在各个领域应用的认知，提高学生的社会责任感。
教学重点：1. 液压系统的基本组成和工作原理；2. 液压系统中的压力、流量和功率计算。
教学难点：1. 液压系统中能量转换和传递过程的理解；2. 液压系统在不同领域应用的拓展。
教学过程：一、导入新课1. 引入液压系统在工业、农业、医疗等领域的应用实例，激发学生的学习兴趣。
2. 提出问题：液压系统是如何工作的？它有哪些基本组成？二、讲授新课1. 液压系统的基本组成：（1）液压泵：将机械能转换为液压能；（2）液压缸：将液压能转换为机械能；（3）液压阀：控制液压系统中流体流向和压力；（4）管道：连接各个液压元件，输送液压流体。
2. 液压系统的工作原理：（1）液压泵将机械能转换为液压能，通过管道输送到液压缸；（2）液压缸将液压能转换为机械能，实现工作要求。
3. 液压系统中的压力、流量和功率：（1）压力：单位面积上受到的力；（2）流量：单位时间内通过某一截面的流体体积；（3）功率：单位时间内所做的功。
4. 液压系统中的能量转换和传递过程：（1）机械能转换为液压能；（2）液压能转换为机械能。
三、实验演示1. 实验一：液压泵、液压缸、液压阀等基本元件的识别与功能介绍；2. 实验二：液压系统中的压力、流量和功率计算；3. 实验三：液压系统在不同领域应用的演示。
四、课堂小结1. 回顾本节课所学内容，总结液压系统的基本组成、工作原理和能量转换过程；2. 强调液压系统在各个领域的应用，培养学生的社会责任感。
液压系统课程设计《液压系统课程设计》引言：液压系统是一种利用液体传递能量和控制的技术，广泛应用于各种工业领域。
液压系统课程设计是液压技术专业学生在课程学习中的一项重要任务，通过该设计，学生能够深入理解液压系统的原理和应用，提升实践能力和解决问题的能力。
本文将介绍液压系统课程设计的目标、内容和方法。
一、设计目标：液压系统课程设计的目标是让学生全面了解液压系统的结构、工作原理和应用，培养学生运用液压技术解决实际问题的能力。
具体目标包括：1. 理解液压系统的基本原理和工作过程；2. 学习液压系统的组成部分和功能；3. 掌握液压系统的设计、安装和调试方法；4. 深入了解液压阀的使用和控制；5. 能够应用液压系统解决实际工程问题。
二、设计内容：液压系统课程设计的内容可以根据教学大纲和学生的学习情况进行灵活调整，一般包括以下几个方面：1. 液压系统的基本原理与结构：包括液压传动的基本原理、液压系统的组成部分和基本结构。
2. 液压元件的选择和参数设计：包括液压泵、液压阀和液压缸等液压元件的选择和参数设计。
3. 液压系统的设计与安装：根据一定的设计要求，设计液压系统的布局和安装要求。
4. 液压系统的调试与维护：学习液压系统的调试方法和维护常识，能够解决常见故障。
5. 液压系统的应用：结合实际案例，探讨液压技术在不同领域的应用。
三、设计方法：液压系统课程设计可以采用实验、仿真和设计报告等多种方法进行，具体方法如下：1. 实验方法：通过实验，学生能够真实地操作和观察液压系统的工作过程，加深对液压系统原理和应用的理解。
2. 仿真方法：利用液压系统仿真软件，学生可以模拟出液压系统的工作状态，进行故障诊断和优化设计。
3. 设计报告：学生需要独立完成液压系统的设计报告，包括选型、参数计算、结构设计和安装要求等内容。
通过该报告，评估学生的设计能力和综合素质。
结论：液压系统课程设计是液压技术专业学生学习的重要环节，通过该设计，学生能够提高实践能力和解决问题的能力。
初中液压的教案教学目标：1. 让学生了解液压系统的原理和基本组成部分。
2. 使学生掌握液压系统的工作原理和应用。
3. 培养学生的实验操作能力和观察能力。
教学重点：1. 液压系统的原理和基本组成部分。
2. 液压系统的工作原理和应用。
教学难点：1. 液压系统的原理和基本组成部分的理解。
2. 液压系统的工作原理和应用的掌握。
教学准备：1. 液压实验设备一套。
2. 教材或教学PPT。
教学过程：一、导入（5分钟）1. 利用图片或实物展示液压系统的应用实例，如汽车刹车系统、液压电梯等，引发学生的兴趣。
2. 提问学生对液压系统的了解，引导学生思考液压系统的作用和原理。
二、讲解液压系统原理和基本组成部分（15分钟）1. 通过教材或教学PPT，讲解液压系统的原理，即利用液体传递压力和力。
2. 介绍液压系统的基本组成部分，包括液压泵、液压缸、控制阀等。
三、实验操作和观察（15分钟）1. 将液压实验设备连接好，向学生讲解实验步骤和注意事项。
2. 让学生分组进行实验操作，观察液压系统的工作过程。
3. 引导学生观察液压系统的工作原理，如液压泵如何将液体压缩，液压缸如何将液体压力转化为机械力等。
四、讲解液压系统的工作原理和应用（15分钟）1. 通过教材或教学PPT，详细讲解液压系统的工作原理，如液体在系统中的传递过程，控制阀的作用等。
2. 介绍液压系统的应用领域，如工业生产、交通运输、建筑工程等。
五、课堂小结（5分钟）1. 让学生回顾本节课所学内容，总结液压系统的原理、基本组成部分、工作原理和应用。
2. 强调液压系统在实际生产和生活中的重要作用。
教学反思：本节课通过讲解和实验操作，让学生了解了液压系统的原理、基本组成部分、工作原理和应用。
在实验环节，学生积极参与，观察液压系统的工作过程，提高了实验操作能力和观察能力。
但在讲解液压系统原理时，部分学生可能存在理解困难，需要在今后的教学中加强引导和解释。
总体来说，本节课达到了预期的教学目标。
10 液压系统的设计计算本章主要讨论液压传动系统设计和计算的程序、内容和方法。
在此讨论的是静态的、经验的设计方法，它可以提供一个能实现预期功能（即满足力和速度要求）的传动系统。
而系统仅仅能实现所预期的功能是不够的，系统的动作质量及动作发生的时间历程也是很重要的，而且对于现代机械设备往往是更加重要的，这些问题需要用现代设计方法和手段进行系统的动态分析和设计。
随着液压技术特别是计算机技术的迅速了展，液压系统的计算机辅助设计等已得到大力推广和应用。
液压传动系统的设计是整个机器设计的一部分，它与主机的设计是紧密相关的。
当经过全面方案论证，确定一部机器，或机器的某一部分的传动方式采用液压传动后，则液压系统的设计计算步骤大致如下：(1)明确系统设计要求；(2)分析主机工况,确定液压系统的主要参数；(3)拟定液压系统原理图；(4)液压元件的计算与选择；(5)液压系统的性能验算；(6)进行结构设计,编写技术文件。
在以上的设计步骤中，前五项属于性能设计，它们互相影响，互相渗透，本章将扼要叙述这些内容；最后一项属于结构设计，进行时须先查明液压元件的结构和配置方式，仔细检阅有关产品样本、设计手册和资料，本章不作液压系统的设计计算183 介绍。
10.1 明确系统的设计要求液压系统的设计必须能全面满足主机的各项功能和技术性能。
因此，在开始设计液压系统时，首先要对机械设备主机的工作情况进行详细的分析，明确主机对液压系统提出的要求，具体包括：（1）主机的用途、类型、主要结构、总体布局以及对液压系统执行元件在位置布置和空间尺寸上的限制。
（2）对液压系统动作和性能的要求：如主机的工作循环，液压执行元件的运动方式（往复直线运动或旋转运动或摆动），自动化程度，调速范围，运动平稳性和精度，负载状况及其工作范围。
（3）主机各液压执行元件的动作顺序或互锁要求。
（4）液压系统的工作环境和工作条件，如周围介质、环境温度、湿度、尘埃情况、外界冲击振动等。
《液压系统》教学设计液压系统教学设计引言液压系统是现代工程领域中重要的控制系统，广泛应用于各种机械设备中。
本教学设计旨在介绍液压系统的基本原理、工作原理以及常见的应用。
教学目标- 了解液压系统的基本概念和原理- 掌握液压系统的工作原理和组成部件- 理解不同类型液压系统的应用场景- 学会解决液压系统故障和维护教学内容1. 液压系统基础- 介绍液压系统的定义和特点- 解释液压传动和液压控制的概念- 讲解液压系统的基本工作原理2. 液压系统组成- 分析液压系统的组成部件，如油箱、泵站、液压缸、液压马达等- 详细解释各组成部件的功能和作用3. 液压系统应用- 介绍液压系统在工程领域的应用，如建筑机械、航空航天、汽车制造等- 列举不同应用领域中的液压系统案例教学方法- 理论讲解：通过讲解液压系统的基本原理和工作原理，使学生掌握相关知识。
- 实例演示：展示液压系统的实际应用，让学生更直观地了解系统的工作过程。
- 课堂练：设计液压系统的相关练题，让学生应用所学知识解决问题。
教学评估- 平时作业：布置液压系统相关的作业，包括理论题和计算题，检验学生的理论掌握和计算能力。
- 实践实验：安排液压系统的实验操作，考查学生在实际操作中的技能和问题解决能力。
教学资源- 教材：推荐使用液压系统相关的教材，如《液压传动与控制》等。
- 多媒体资料：准备液压系统工作原理的动画或视频资料，提供更直观的研究方式。
- 实验设备：为学生提供液压系统实验设备，让他们亲自操作并体验。
结语通过本教学设计，学生将全面了解液压系统的基本原理、工作原理和应用场景。
希望学生能够在学习过程中培养解决问题的能力，并将所学知识应用于实际工程中。
大学液压系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解液压系统的基本原理，掌握流体力学在液压系统中的应用。
2. 学习液压系统的各个组成部分及其功能，了解不同类型的液压元件。
3. 掌握液压系统的设计流程，包括系统需求分析、元件选型、系统仿真及优化。
技能目标：1. 能够运用流体力学原理分析和解决液压系统中的问题。
2. 具备根据实际需求设计简单液压系统的能力，能够操作相关的仿真软件。
3. 能够对液压系统进行故障诊断和性能评估，提出合理的改进措施。
情感态度价值观目标：1. 培养学生严谨的科学态度，强调在液压系统设计中安全、可靠的重要性。
2. 激发学生对液压技术的研究兴趣，增强其创新意识和团队协作精神。
3. 引导学生关注液压技术在工程领域的应用，提高其社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为实践性较强的专业课程，以液压系统的设计为主线，结合理论知识与实践操作。
学生特点：大学年级学生已具备一定的流体力学基础和工程实践能力，具有较强的学习主动性。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生动手能力和创新能力培养，提高学生在液压系统领域的专业素养。
通过本课程的学习，使学生能够将理论知识运用到实际工程中，为未来的工程师职业生涯打下坚实基础。
二、教学内容1. 液压系统原理：流体力学基础，液压油性质，液压系统的基本组成部分及其功能，液压系统的能量转换与传递。
教材章节：第1章 液压系统概述，第2章 流体力学基础。
2. 液压元件：各类液压泵、液压马达、液压缸、控制阀的结构原理与应用，液压元件的选型计算。
教材章节：第3章 液压泵与液压马达，第4章 液压控制阀，第5章 液压缸。
3. 液压系统设计：系统需求分析，液压回路设计，元件选型与布置，系统性能仿真与优化。
教材章节：第6章 液压系统设计方法，第7章 液压回路设计。
4. 液压系统故障诊断与维护：液压系统常见故障分析，故障诊断方法，系统维护与保养。
教材章节：第8章 液压系统的故障诊断与维护。
大学液压系统课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握大学液压系统的基本原理、组成、分类、性能和应用，培养学生分析和解决液压系统实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解液压系统的定义、分类和应用领域；（2）掌握液压系统的四大基本要素：液压泵、液压缸、液压控制阀和液压油；（3）理解液压系统的工作原理、压力传递和流量控制；（4）熟悉液压系统的设计、安装、调试和维护。
2.技能目标：（1）能够分析液压系统的优缺点，并根据实际需求选择合适的液压系统；（2）能够绘制液压系统的基本原理图和安装图；（3）具备液压系统故障诊断和排除的能力；（4）能够运用液压系统知识解决实际工程问题。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对液压系统技术的兴趣，提高学习积极性；（2）培养学生勇于探索、创新的精神，养成良好的学习习惯；（3）培养学生团队协作能力和沟通交流能力；（4）培养学生关注液压系统技术在工程应用中的社会责任和伦理道德。
二、教学内容根据教学目标，本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.液压系统的定义、分类和应用领域；2.液压系统的四大基本要素：液压泵、液压缸、液压控制阀和液压油；3.液压系统的工作原理、压力传递和流量控制；4.液压系统的设计、安装、调试和维护；5.液压系统的优缺点分析及实际应用案例。
三、教学方法为了达到教学目标，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：教师讲解液压系统的基本原理、组成、性能和应用，引导学生掌握关键知识点；2.案例分析法：分析实际应用案例，使学生更好地理解液压系统的原理和应用；3.实验法：安排实验课程，让学生亲自动手操作，培养实际操作能力和解决问题的能力；4.讨论法：学生分组讨论，培养团队协作能力和沟通交流能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本课程将采用以下教学资源：1.教材：《大学液压系统教程》及相关辅助教材；2.参考书：国内外液压系统领域的经典著作；3.多媒体资料：液压系统动画演示、实验视频等；4.实验设备：液压实验台、液压泵、液压缸、控制阀等。
液压系统的设计计算液压系统的设计计算是指根据系统需求和性能要求，对液压系统进行各种参数计算和选择，从而确定系统的组成部分、工作压力、流量、功率等。
液压系统设计计算是液压系统设计的核心内容，它的准确性和合理性直接影响到系统的可靠性和经济性。
1.系统需求分析：根据工程要求和工作条件，确定系统所需实现的功能和性能指标，如工作压力、流量范围、温度要求等。
2.液压元件选择：根据系统需求和性能要求，选择合适的液压元件，如泵、阀、缸等。
选择液压元件时需要考虑其工作压力、流量范围、可靠性和经济性等因素。
3.泵的选择和计算：根据系统流量需求、压力要求和功率要求，选择合适的液压泵，并进行泵的参数计算，如流量、压力、功率等。
4.阀的选择和计算：根据系统的各种控制要求，选择适合的液压控制阀，并进行阀的参数计算和周围功率计算。
5.液压油的选择和计算：根据系统的工作条件和使用要求，选择适合的液压油，并进行液压油的流量、温度等参数计算。
6.缸的选择和计算：根据系统的工作要求和加工条件，选择合适的液压缸，并进行缸的参数计算，如缸的内径、活塞面积、行程等。
根据缸的参数计算结果，还可以进一步计算缸的马达功率。
7.液压管道设计和计算：根据系统的压力和流量要求，设计液压管道的布局和尺寸，并计算管道的流速、压降和功率损失。
8.容积器和油箱的选择和计算：根据系统的工作条件和容积需求，选择适合的液压容积器和油箱，并进行容积的计算和选择。
在对液压系统进行设计计算时，需要结合实际工程情况和系统要求，综合考虑多个因素，并进行相关参数和性能计算。
同时，还需要根据设计计算结果进行系统的调整和优化，以满足系统的实际需求。
总之，液压系统的设计计算是液压系统设计的基础和关键，通过合理的设计计算，可以提高系统的可靠性、经济性和效率，实现系统的最佳工作状态。
第11 次课教学整体设计教学过程（教学设计实施步骤及时间分配）步骤1：复习巩固、检查课后搜集的资料（10分钟）一、复习调速回路概念及功能二、复习速度变换回路。
三、检查预习情况。
步骤2：本节课学习任务、情境设计（5分钟）本节课主要学习液压系统设计，通过学习液压系统设计有关方面的知识，了解液压系统设计步骤和方法。
步骤3-1：讲授知识（30分钟）第4章液压系统的设计计算液压系统的设计主要是根据工作机器提出的技术要求，同时设计时考虑可靠性、安全性及经济性等因素。
液压系统的设计步骤一般为：工作机器的基本技术分析，主要参数的确定，液压系统功能设计，选择液压元件，绘制工作图（液压装置的设计与计算），编制技术文件。
这些步骤相互关联，彼此影响，因此常常需要交叉进行。
4.1 液压系统设计一、工作机器的基本技术分析在液压系统设计时，首先应明确工作机器的基本技术要求。
其具体内容是：①工作机的用途、结构、总体布局；②工作机的工作循环及运动方式；③液压执行元件的负载及运动速度；④工作机各执行元件的动作顺序或互锁要求；⑤液压系统的性能、效率、自动化程度、工作环境等方面的要求；⑥液压装置的重量、外形尺寸、经济性等方面的规定或限制。
二、主要参数确定主要参数是指液压执行元件的工作压力和最大流量。
主要参数的确定又依据液压系统的工作状况，因此，需要对液压系统进行工况分析。
1.液压系统工况分析工况分析是指执行元件的运动速度和负载变化的分析，这是为了满足工作机动作和承载的要求。
液压系统承受的负载由工作机的规格而定，可由样机通过实验测定，也可以由理论分析确定。
当用理论分析确定系统的实际负载时，必须仔细考虑它所有的组成项目。
例如：工作负载（切削力、挤压力、弹性塑性变形抗力、重力等）、惯性负载和阻力负载(摩擦力、背压力)等，并把它们绘制成相应的负载图和速度图，如图4-1所示。
2.主要参数确定主要参数依赖于机器的形式，执行元件的形式可以根据工作机所要实现的运动种类和性质而定。
执行元件的工作压力可以根据最大负载来选取，也可以根据工作机的类型来选取。
在液压系统中，工作压力选得小些，对系统的可靠性、低速平稳性和降低噪声都是有利的，但是结构尺寸相对较大，因为执行元件当压力选定后，液压缸的截面尺寸便可以由推力来确定。
最大流量则由执行元件速度图中的最大速度计算出来。
这与执行元件结构参数有关。
液压系统执行元件各个阶段的压力和流量工况如图4-2 所示。
它是在执行元件结构参数确定后，根据设计任务要求，算出不同阶段中的实际工作压力、流量作出的工况分析图，它显示了液压系统整个工作循环中这两个参数的变化情况。
当系统中包含多个执行元件时，其工况图是各个执行元件工况图的综合。
a)负载图 b)速度图图4-1 液压系统执行元件的负载图和速度图a) 压力图 b)流量图图4-2 液压系统执行元件工作压力和流量工况图液压执行元件的工况图是选择系统中其他液压元件和液压基本回路的依据，也是拟定液压系统方案的依据，这是因为：1)液压泵和各种控制阀的规格是根据工况图中的最大压力和最大流量选定的。
2)液压回路及其油源形式是按工况图中不同阶段内的压力和流量情况初选确定的。
3)参数设计合理性鉴别与调整的依据，液压系统的设计常常将工况图所反映的情况与调研的方案进行对比来作出改进。
例如，在工艺情况允许的条件下，调整有关工作阶段的时间或速度，可以减少所需的功率；当功率分布很不均匀时，适当修改参数，可以避开或削减“峰值”功率等。
三、液压系统功能设计液压系统功能设计是体现设计任务中提出的各项具体要求。
它包含三项内容：确定液压系统类型，选择液压基本回路和组装液压系统。
1)液压系统的类型分为开式传动和闭式传动两种，采用开式传动还是闭式传动，主要取决于它的调速方式和散热要求。
一般来说，凡具有较大空间可以存放油箱，要求结构尽可能简单的系统，或采用节流调速或容积节流调速的系统，都宜采用开式传动；凡允许采用辅助泵进行补油并通过换油来达到冷却目的的系统，对工作稳定和效率有较高要求的系统，或采用容积调速的系统，都宜采用闭式传动。
2)选择液压基本回路是根据液压系统的设计要求和工况图出发，同时符合节省能源、减少发热、减少冲击等原则。
首先从对工作机主要性能起决定作用的调速回路开始，然后再根据工作机需要考虑其他辅助回路。
例如，对垂直运动部件的系统要考虑平衡回路；有快速运动部件的系统要考虑缓冲和制动回路；有多个执行元件的系统要考虑顺序动作、同步或互不干扰回路；有空运转要求的系统要考虑卸荷回路等等。
3)组装液压系统是把选好的各种液压基本回路组装在一起，进行归并整理，增添必要的元件或辅助油路，使之成为完整的系统，组装后的液压系统应能够实现所要求的各项功能，同时液压系统要结构简单、紧凑、工作安全可靠，动作平稳，效率高，使用和维护方便，元件应该标准化。
在可靠性要求特别高的液压系统设计中，液压系统设计要考虑设置一些必要的备用回路或备用系统，以便在工作回路发生故障时，启动备用系统作为应急处理，确保系统正常运转。
四、选择液压元件液压泵的选择是按泵所需要的最大工作压力和流量选择的，同时要考虑储备。
液压泵的最大工作压力必须大于或等于液压执行元件最大工作压力和进油路上总压力损失之和。
液压执行元件的最大工作压力可以从工况图中查到。
进油路上的总压力损失可以按经验资料选取：一般节流调速及简单系统取Δp1=（0.2～0.5）MPa。
液压泵的流量必须大于或等于几个同时工作的执行元件总流量的最大值，同时要考虑泄漏量的影响。
液压执行元件总流量的最大值可以从工况图中找到，回路中的泄漏量可按总流量最大值（10～30）%选取。
在参照产品样本选取液压泵时，其额定压力选取比液压泵的最大工作压力高出(25～60)% ，以便留有压力储备，额定流量按上述最大流量选取即可。
液压泵在额定压力和额定流量下工作时，其驱动电机的功率一般可以直接从产品样本上查到。
阀类元件的选择主要考虑阀的规格、性能和连接方式。
阀的规格按液压系统的最大压力和通过该阀的实际流量从产品样本上选定。
选择节流阀和调速阀时还必须考虑它的最小稳定流量是否符合设计要求。
油管的规格一般是由它所连接的液压件接口处的尺寸决定的。
五、液压系统性能验算目前液压系统性能验算是采用一些简化公式进行近似估算的，以便定性地说明情况。
当设计中能找到经过实践检验的同类型系统作为对比参考或可靠的实验结果可供使用时，系统的性能验算就可以省略。
⑴回路压力损失的验算：回路压力损失包括沿程压力损失和局部压力损失，这两项压力损失可按相应的计算公式来计算。
但必须注意，不同的工作阶段要分开计算；回油路上的压力损失要折算到进油路上，在未画出管路装配图之前，有些压力损失仍只能估算。
⑵发热温升的验算：液压泵的输入功率与执行元件的输出功率差值为液压系统的功率损失，这些能量损失全部转换成热量，使液压系统产生温升。
如果这些热量全部由油箱散发出去，不考虑其他部分的散热效能，则需要计算油液温升。
当验算出来的温升超过允许值时，系统中必须设置冷却器。
步骤3-2讲授知识（30分钟）4.2 液压系统设计计算实例一、设计题目现以组合机床动力滑台液压系统为例，该动力滑台为卧式单面多轴钻孔机床，以实现“快进→工进→快退→停止”的工作循环。
已知：机床上设有16根主轴，加工φ13.9 mm的孔14个，加工φ8.5 mm的孔2个；选用刀具材料为高速钢，工件材料为铸铁，硬度为240HBS；机床工作部件总重量G=9810N；快进、快退速度υ1=υ3 =7 m/min，快进行程长度为l1 =100 mm，工进行程长度为l2 = 50 mm，往复运动的加速、减速时间不超过0.2s；动力滑台采用平导轨，其静摩擦因数为fs=0.2,动摩擦因数为fd=0.1；液压系统的执行元件使用液压缸。
二、组合机床的基本技术分析1.负载分析负载分析是对所涉及的载荷进行分析与计算。
2)惯性负载表4-１液压缸在各工作阶段的负载值a) 负载图 b)速度图图9-3 液压缸在各工作阶段的负载图和速度图三、液压缸主要参数的确定由基本技术分析可知，动力滑台要求快进、快退速度相等，选用液压缸为单杆活塞式，并在快进时作差动连接。
这种情况下液压缸无杆腔工作面积A1取为有杆腔工作面积A2的两倍，即活塞杆直径d与缸筒直径D的关系为：d≈0.707D。
由表3-1和3-2可知，组合机床液压系统的最大负载约为35ｋN时，初取液压缸的进油工作压力ｐ1=4 MPa。
在钻孔加工时，液压缸回油路上设有背压ｐ2，以防孔被钻通时滑台突然前冲，初取ｐ2= 0.8 MPa，快进时液压缸虽作差动连接，但由于油管中有压降Δp 存在，有杆腔的压力必须大于无杆腔的压力，估算时可取Δp≈0.5 MPa。
快退时回油腔中是有背压的，这时，ｐ2亦可按0.5 MPa估算。
将计算的直径圆整成标准值，可得：D =11cm, d =8cm。
由此求得液压缸两腔的实际有效面积为：A 1=πD2/4=95.03 cm2，A2=π(D 2-d 2)/4=44.77cm2。
同时，活塞杆的强度和稳定性要符合要求。
根据上述D 与 d 的值，可估算液压缸在各个工作阶段中的压力、流量和功率，见表4-2所示。
表4-2 液压缸在不同工作阶段的压力、流量和功率值图4-4所示是由液压缸的压力、流量绘制的工况图。
a)压力图 b)流量图 图4-4 液压缸在不同工作阶段的压力、流量工况图 四、 液压系统功能设计液压系统功能设计主要是选择液压回路和组装液压系统。
1.液压基本回路的选择 首先选择调速回路，由表4-2 可知，这台机床液压系统的功率小，滑台运动速度低，工作负载变化小，可采用进口节流调速形式。
为了解决进口节流调速回路在孔钻通时滑台突然前冲现象，回油路上设置背压阀。
由于液压系统选用了节流调速方式，系统中油液的循环方式采用开式传动的。
从工况图里可以清楚地看到，在这个液压系统的工作循环中，液压缸要求动力源交替地提供低压大流量和高压小流量的油液。
最大流量与最小流量之比约为70倍，而快进快退所需的时间t 1和工进所需的时间t 2分别为：亦即是t2/t1≈26。
因此从提高系统效率、节省能量的角度上来看，采用单个定量泵作为油源显然是不合理的，因此，应选用国内比较成熟的产品——双联式定量叶片泵作为泵源，如图4-5a 所示。
其次是快速运动回路和换向回路的选择。
系统中采用节流调速回路后，不管采用什么油源形式都必须有单独的油路直接通向液压缸两腔，以实现快速运动。
在本系统中，单杆液压缸采用差动连接，所以它的快进快退换向回路应采用图4-5b 所示的形式。
Op /M P aa）Oq /L ·m i n -1b）然后是速度换接回路的选择。
由图 4-4中的流量曲线可知，当滑台从快进转为工进时，输入液压缸的流量由 35.19 L/min变为 0.5L/min，滑台的速度变化较大，宜选用行程阀来控制速度的换接，以减少液压冲击，如图4-5c所示。
