液压传动课程设计说明书

目 录

1 课程设计的目的和基本要求 .................................................................... - 1 -

1.1 课程设计的目的................................................................................. - 1 -

1.2 课程设计的基本要求......................................................................... - 1 -

2 课程设计的主要内容 ................................................................................ - 1 -

2.1 课程设计题目..................................................................................... - 1 -

2.2 课程设计要完成的主要内容............................................................. - 1 -

3 液压系统设计方法 .................................................................................... - 2 -

3.1 明确设计依据，进行工况分析....................................................... - 2 -

3.1.1设计依据........................................................................................ - 2 -

3.1.2工况分析........................................................................................ - 2 -

3.2 确定系统方案，拟定液压系统图................................................... - 5 -

3.2.1 确定系统方案............................................................................... - 5 -

3.2.2 拟定液压系统图........................................................................... - 7 -

3.3 液压元件的计算和选择................................................................. - 10 -

3.3.1 执行元件主要参数的计算......................................................... - 10 -

3.3.2 执行元件所需流量..................................................................... - 13 -

3.3.3 作出执行元件工况循环图......................................................... - 13 -

3.3.4 选定油泵和确定电动机功率..................................................... - 14 -

3.3.5 选择控制元件............................................................................. - 16 -

3.3.6 选择辅助元件............................................................................. - 16 -

3.4 液压系统验算及技术文件的编制................................................. - 20 -

3.4.1 压力损失验算和压力阀的调整压力......................................... - 20 -

3.4.2 油箱容量的验算......................................................................... - 22 -

3.4.3 绘制工作图，编制技术文件..................................................... - 24 -

4 课程设计参考文献 ..................................................... 错误！未定义书签。

- 1 - 液压传动与控制课程设计指导书

1课程设计的目的和基本要求

1.1课程设计的目的

《液压传动》课程设计是车辆工程专业学生在学完《液压与气压传动》课程之后进行的一个重要的实践性教学环节。学生通过本课程设计能够进一步熟悉并掌握液压传动与控制的基本概念、熟悉液压元件结构原理、熟悉液压基本回路、掌握液压系统图的阅读方法及基本技能、能够综合运用本课程及工程力学、机械设计等有关课程的知识设计一般工程设备液压系统。同时，学生通过本课程设计可在以下几方面得到训练：

①正确进行工程运算和使用技术文件、技术资料的能力；

②掌握系统方案设计的一般方法；

③正确表达设计思想的方法和能力；

④综合利用所学知识解决工程实际问题的能力。

1.2课程设计的基本要求

①每个设计题目根据难度及工作量大小可由1—3人完成，由学生自由组合，课题组每个人都有明确的工作任务；

②系统原理草图拟定由专人负责，课题组每个人都必须参与；

③每个课题组必须提交一份所设计系统非标液缸设计装配图一张；

④每个人必须提交系统设计图一份、课程设计计算说明书一份。

2 课程设计的主要内容

2.1 课程设计题目

老师指定和学生自选两种。老师指定题目包括各个工程领域的题目70多个，供学生选择；学生自选题目由学生根据自己的兴趣及工程观察提出，由老师对学生所选题目的合理性、工作量大小及要达到的目标进行把关。

2.2课程设计要完成的主要内容

1).查阅文献，了解并熟悉设计工况；

2).确定执行元件主要参数；

- 2 - 3).拟定系统原理草图；

4).计算选择液压元件；

5).验算系统性能；

6).绘制工作图，编制技术文件；

7).撰写课程设计说明书。

3液压系统设计方法

液压系统的设计基本包括四个步骤：①明确设计依据，进行工况分析；②确定液压系统方案，拟定液压系统图；③液压系统的计算和液压元件的选择；④液压系统的验算和绘制工作图、编制技术文件。在设计过程中不一定要严格按照这些步骤进行，有时可以交替进行，甚至要反复多次。对某些关键性的参数和性能难以确定时，要先经过试验，才能把设计方案确定下来。

3.1明确设计依据，进行工况分析

3.1.1设计依据

设计的依据一般有：

（1）主机的结构、动作特性和主要技术要求，如运动平稳性、动作精度、动作联锁、自动化程度和效率等。

（2）液压系统的工作环境，如温度及其变化范围、潮湿、振动、冲击、尘砂、腐蚀或易然等。

（3）其它要求，如液压装置的重量、外形尺寸、经济性等。

3.1.2工况分析

（1）运动分析

工况分析是选定系统方案、液压元件和执行元件功率的依据。分析时，首先应画出主机的工作循环图，如图3-1a。然后根据工作循环各阶段中的行程s与时间t，算出各阶段的速度，并画出速度循环图。

（2）动力分析

通过计算或试验，确定工作部件的力或力矩的大小和方向，并分析运动过程中冲击、振动和过载能力等情况。

对某些设备，若负载变化较复杂，在条件许可时，按工况分析，绘出负载循环图；为确定液压执行元件的工作压力、拟定液压系统提供可靠的依据，对功率

- 3 - 变化较大的主机，还应作出功率循环图，这样可合理利用液压能源。

1).油缸在各工作阶段外负载的计算

a.启动和加速阶段的外负载pj

从静止到加速是个过渡过程，启动的时间很短，故以加速过程进行计算，摩擦力则按静摩擦阻主力计算。

Pj=R＋Fd＋Fa （3-1）

b.恒速阶段的外负载Ph

Ph=R＋Fd （3-2）

c.减速制动阶段的外负载Pji

Pji =R＋Fd－Fa （3-3）

式中 R——沿油缸活塞运动方向的工作阻力，与支动反向为正值，同向为负值；

Fd——导轨摩擦力

导轨摩擦阻力，对平导轨

F=μ(G＋RN) （3-4）

对V形导轨：

sin2NdGRFa （3-5）

式中 G——移动部件的重量；

RN——工作阻力垂直于导轨上的正压力；

μ——导轨摩擦系数，启动加速时按静摩擦系数计算，其余按动摩擦系数计算；

α——V形导轨的夹角。

工作部件倾斜角放置时，将（G＋RN）变为（Gcos＋RN）后，代入式3-4、3-5中。

油缸启动加速或减速制动过程的惯性力Fa

aGVFmagt （3-6）

式中 g——重力加速度；

△V——△t时间内的速度变化值（m/s）；

- 4 - △t——启动加速度或减速制动的时间（秒）。在机床中进给运动时，△t=0.05～0.2秒；

根据上述各式计算出各工作阶段的负载，初步给负载（P）-位移（s）或时间（t）的负载循环图。有时为了方便，也可不画负载循环图，而只算出最大负载点。

2).油马达带负载时各工作阶段的外负载计算

a.启动和加速的外负载Mj

Mj=Mr+Mf+Ma （3-7）

b.恒速阶段的外负载Mh

Mh=Mr+Mf （3-8）

c.减速制动阶段的外负载Mji

Mji=Mr+Mf-Ma （3-9）

式中 Mr——油马达输出轴工作阻力矩，按外负载方向决定正负值；

Mf——转动部件支承处的摩擦力矩转换在油马达输出轴上的等效摩擦力

矩，启动时取静摩擦力矩，其余取动摩擦力矩；

Ma——转动部件在加速、减速时转换在油马达输出轴上等效的惯性力矩。

Mf =Gμri

G——转动部件的重量；

μ——摩擦系数，根据轴承型式，可由机械设计手册查得；

r——转动部件轴颈的半径（m）；

i——传动比，升速时，i＞1；降速时，i＜1。

aMJit