【精品】液压传动系统课程设计

资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除 1 / 25 液压系统课程设计 指 导 书

冯天麟编 资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除

2 / 25 液压传动系统课程设计步骤

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。但是从负载角度归纳为三种负载，即阻力负载、负值负载、资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除 3 / 25 惯性负载.

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资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除 3 / 25 （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：

()ftgmFFFF(2—1）

Ff—摩擦力Ft-负载Fg—惯性力

m一般取0。9~0。95

（2）液压缸的工作循环图

负载图(P-t）

图2—2执行机构工作负载循资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除

4 / 25 环图 2。 液压马达的负载资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除

4 / 25 tfmMMMM（2—2)

注意:液压马达的低速稳定性的问题；即为非常重要的性能参数 三、系统主要参数的确定 3.1初定液压缸工作压力 1。 液压缸的工作压力选择因素 （1） 液压缸的安装布局；分析驱动力的传递形式如压下力，举升力，斜推力(分力关系)等

（2） 系统效率压力低，效率低压力适中 （3） 负载刚度和密封性能（活塞及液压缸径大,负载刚度性能好） 切削机床一般选用压力在a10MP以下，小型 机械在a1016MP,大型重型

机械在a2030MP以下。 2. 液压缸主要结构尺寸 （1）活塞杆与缸内径的选取 　尺寸大；压力低、流量大

尺寸小；压力高、流量小，但对强度、刚度、密封要求高 d——活塞杆直径，D-—液压缸内径

注意： 对于活塞杆7.0~5.05.0~3.0DdDd压缩时拉伸时 (2）液压缸有效工作面积 液压缸的工作面积有很大程度上决定了执行机构的抗负载能力和工作的稳定性及平稳性，选取适中的活塞面积是至关重要的，从传统的选取方法为；

minminAqv

（3-1)

minmin

qv为液压阀或液压泵的最小流量

主要为最低工作稳定速度

3.2执行元件的工况图资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除

5 / 25 图3-1执行元件工况图 四、液压系统原理图的拟定 4.1开式回路与闭式回路 1。开式回路;结构简单，散热性好，但体积大，空气容易渗入介质中，效率低，用于不受体积限制的中小型功率系统中多为定量泵系统。 2.闭式回路；效率高，空气不易渗入系统中，用于功率较大且体积受限制（如行走机械)的液压系统中，多为变量泵系统。 4.2定量系统与变量系统 1.定量系统；定量泵——节流阀-—液压缸或定量马达，制造成本低,体积小，速度控制灵敏度高,但溢流及节流功率消耗大,发热量大，宜用于小功率及要求控制灵敏度高的场合。

2.变量系统；



变量泵——定量液压马达　定量泵——变量液压马达容积调速变量泵——变量液压马达资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除 6 / 25 调速范围大，效率高，但造价高，结构复杂。 4。3执行机构的选取 液压缸:直线往复或转换旋转（液压缸与齿条组合) 液压马达:旋转运动或转换直线往复（液压马达与丝杆螺母） 4。4绘制液压系统原理图 1．尽可能减少液压元件（否则会带来压力损失增加，发热，故障环节增多） 2．减少液压元件的品种规格（否则会使得安装复杂，处理事故困难增大且备件繁多） 3．实现所要求的功能,且操作简单，工作可靠、维修方便 4．设置测试点(不宜拐角处,上游5d，下游10d，易观查的地方） 五、液压元件选择 5。1液压泵选择

1．液压泵最大工作压力pp

1pppp（5-1）

p1——执行元件最高工作压力

1p--含油路沿程、局部损失等

简单系统p取（0。2～0。5aMp） 复杂系统p取(0。5～1.5aMp） 2．液压泵最大工作流量pq

maxpqKq（5-2）

maxq——同时作用的液压缸或马达的最大工作流量

注：在最大工作流量溢流时（定量系统）要求溢流量占系统供油总量的15％ K—-油泵泄漏系数,一般取1.1～1。3，大流量取小值,小流量取大值。

3．液压泵的规格选择 除流量、压力要满足系统要求外,还需要考虑液压泵的其它机械性能如 （1)容积效率 （2）抗污染能力 (3）性价比 4。电机功率N

pp()612pp

q

NKw (5—3）资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除 7 / 25 5。2液压阀的选择 （1）额定流量大于工作流量，但小于20％ （2）调速阀，节流阀的最小稳定流量要满足系统最小稳定速度 5.3辅助元件的选择

1. 过滤器;精度适中，通过流量须大于泵额定流量，22.5pq的倍 2。 蓄能器；注意用途如作为消除脉动、缓冲、瞬时油源等 3。 管道和管接头选择与布局 a。 压力油流速确定 b. 少弯头 4. 油箱容积V

低压2。5aMp V取(2~4)pq

中压2。5～6.3aMp V取(5～7）pq 高压6.3~31.5aMp V取（6～12)pq 六、控制形式的选择 6。1控制关联分析

1。 动作顺序关系,,ab 先夹紧加工件后切削 先停止切削加工后松开夹紧装置

2. 机构动作互锁ab 夹具压紧 防止误操作 3。 局部与整体)关键机构独立循环失电控制(装夹机构 6.2控制方式 1.触点控制 （1）手动控制（启动液压泵） （2）分开控制与集中控制 （3）发动机构与电器

动作与延时,铣床动作转换平面磨床的两端点延时(中间为两次磨削两端为一次磨削) 2.程序控制（计算机控制） （1）设计控制程序须考虑机构动作及发讯装置的

工作状态状态，位置时间 （2）控制程序与敏感元件的物理量与数字量的转换 （3）控制逻辑关系；顺序动作，互锁要求等 七、液压系统压力损失,发热及温升的验算(阅书)资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除 8 / 25 八绘制工作图,编制技术文件(阅书)

九液压系统设计计算举例 9.1设计目的及参数的提出 9.1。1设计内容 设计一台双面钻孔卧式组合机床液压系统。 9。1.2设计要求及参数 (1) 设计要求 要求机床的工作循环为： ①左,右动力部件同时快进——左，右动力部件同时工进——左，右动力部件同时快退——左,右动力部件原位停止，系统卸载； ②左动力部件快进-—Ⅰ工进——Ⅱ工进-—右动力部件快进--Ⅰ工进——Ⅱ工进—-左,右动力部件他是快退,原位停止，系统卸载。 （2)各循环工步的选择要求 各循环工步的运动长度选择要求： 快进205mm，Ⅰ工进35mm，Ⅱ工进10mm，快退250mm. （3）钻床工作参数及要求 钻床要求用变量泵供油,加调速阀调速，用非差动连接. 表9-1钻床要求的工作参数 动力部件快进,快退摩擦阻力（Ｎ） 动力部件切削负载（Ｎ）（Ⅰ／Ⅱ) 快进速度1v（m／min） （Ⅰ／Ⅱ)工进

速度23vv （m／min)

快退速度4v

（m／min)

900 8000／2500 5.8 0。1~0。5／0。05～0。1 10.4 其中：切削负载含摩擦阻力。 9.2液压系统的设计及计算 9.2.1负载分析与计算 负载分析中，暂不考虑回油腔的背压力，液压腔的密封装置产生的摩擦阻力在机械效率中加 以考虑。因工作部件是卧式放置，忽略惯性力,则主要考虑摩擦阻力和切削负载即可。如果忽略切削

力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响，并取液压缸的机械效率m为0.90，则液压缸在各工作阶段的总机械负载可以算出，列表如下： 表9—2液压缸在各工作阶段的负载值 工况 液压缸负载F（N） 液压缸驱动力0mF=F（N)

快进 900 1000 Ⅰ工进 8000 8889

Ⅱ工进 2500 2778 快退 900 1000