液压课程设计说明书.docx
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液压课程设计说明书
课程设计
课程名称机电液综合设计项目
题目名称卧式半自动组合机床液压系统及其有关装置设计
学生学院机电工程学院
专业班级08级机电（6）班
学号
学生姓名
指导教师
2011年12月18日
广东工业大学课程设计任务书
题目名称
卧式半自动组合机床液压系统及其有关装置设计
学生学院
机电工程学院
专业班级
08机电6班
姓名
柳展雄
学号
66
一、课程设计的内容
综合应用已学的课程，完成卧式半自动组合机床的液压系统的原理设计、液压系统的设计计算、液压系统元部件的选择、液压基本回路的实验验证、液压集成油路的设计、液压集成块的设计等。
二、课程设计的要求与数据
1．机床系统应实现的自动工作循环
（手工上料）→（手动启动）→工件定位（插销）→夹紧工件→动力头（工作台）快进→慢速工进→快退→停止→工件拔销→松开工件→（手工卸料）。
要求工进完了动力头无速度前冲现象。
工件的定位、夹紧应保证安全可靠，加工过程中及遇意外断电时工件不应松脱，工件夹紧压力、速度应可调，工件加工过程中夹紧压力稳定。
2．工件最大夹紧力为Fj；工件插销定位只要求到位，负载力小可不予计算。
3．动力头快进、快退速度v1；工进速度为v2可调，加工过程中速度稳定；快进行程为L1，工进行程为L2；工件定位、夹紧行程为L3，夹紧时间t=1s。
4．运动部件总重力为G，最大切削进给力（轴向）为Ft；
5．动力头能在任意位置停止，其加速或减速时间为△t；；工作台采用水平放置的平导轨，静摩擦系数为fs，动摩擦系数为fd。
设计参数表
序号
Fj
（N）
Ft
（N）
G
（N）
v1
（m/min）
v2
（mm/min）
L1
（mm）
L2
（mm）
L3
（mm）
△t
（s）
fs
fd
14
6000
30000
5500
6
30～1000
140
60
40
三、课程设计应完成的工作
（一）液压系统设计
根据设备的用途、特点和要求，利用液压传动的基本原理进行工况分析，拟定合理、完善的液压系统原理图，需要写出详细的系统工作原理，给出电磁铁动作顺序表。
再经过必要的计算确定液压有关参数，然后按照所得参数选择液压元件、介质、相关设备的规格型号（或进行结构设计）、对系统有关参数进行验算等。
（二）系统基本回路的实验验证
以小组为单位设计实验验证回路，经老师确认后，由该组成员共同去液压实验室在实验台上进行实验验证。
该部分说明书的撰写格式可参考液压课程实验报告，实验过程要拍一定数量的照片。
（三）液压装置结构设计
由指导老师选出其中一个小组成员的设计方案和数据，由该组成员共同完成该方案液压系统的集成块组的结构设计，尽量做到每个小组成员负责其中的一个集成块的设计。
集成块之间必须考虑到相互之间的连通关系，是一个完整的液压系统的集成块。
（四）绘制工程图、编写设计说明书
1.绘制液压系统原理图
包括系统总油路图（A3，参见图1-3）和集成块液压集成回路图（A4,参见图3-4）。
2.集成块的零件图（A3或更大，参见图3-8）。
须按GB要求打印或用铅笔绘制。
3.编写设计说明书（2万字左右），排版、结构等须规范。
四、课程设计进程安排
序号
设计各阶段内容
地点
起止日期
1
分析工况和动作要求，完成系统方案设计和设计计算，元部件选择。
宿舍
~
2
完成指定方案的实验验证；完成指定方案的液压系统集成油路的设计和集成块机构设计的分配，开始进行集成块的结构设计
宿舍
~
3
完成集成块的设计和设计说明书的撰写。
宿舍
~
4
答辩
工2-729
五、应收集的资料及主要参考文献
[1]李笑，吴冉泉.液压与气压传动[M].北京：
国防工业出版社,2006年03月
[2]杨培元，朱福元.液压系统设计简明手册[M].北京：
机械工业出版社,2003
[3]雷天觉等.液压工程手册[M].北京：
机械工业出版社，1990
[4]博世力士乐公司.博世力士乐工业液压产品样本[M].
[5]任建勋，韩尚勇，申华楠等.液压传动计算与系统设计[M].北京:
机械工业出版社,1982
[6]周士昌主编.机械设计手册5?
第43篇?
液压传动与控制[M].北京：
机械工业出版社，2000
[7]章宏甲，周邦俊.金属切削机床液压传动[M].南京:
江苏科学技术出版社，1985
发出任务书日期：
2011年12月2日
指导教师签名：
预计完成日期：
2011年12月26日
专业负责人签章：
主管院长签章：
广东工业大学本科生课程设计（论文）任务书............................1
目录...............................................................3
前言.............................................................4
1液压系统的工况分析...........................................5
2液压系统原理图..................................................8
初定液压系统..................................................8
确定液压系统..............................................8
3液压系统的计算和选择液压元件................................11
液压缸主要尺寸的确定......................................11
确定液压泵的流量、压力和选择泵规格.............................12
液压阀的选择...............................................13
确定管道尺寸..............................................14
液压油箱容积的确定...................................15
4液压系统的验算.........................................16
压力损失的验算...........................................16
系统的温升的验算..........................................18
5液压系统的实验验证...........................................20
6液压集成块结构与设计......................................21
液压集成回路设计..............................................21
集成块设计...............................................22
设计总结.....................................26
参考文献..................................................27
附录.....................................................28
前言
液压与气压传动，又称液压气动技术，由于自身的特点——重量轻、体积紧凑、能
实现无级调速、便于实现频繁及平稳的换向、因而在现代化机械中使用得越来越多,是
机械设备中发展速度最快的技术之一，特别是近年来，随着机电一体化技术的发展，与
微电子、计算机技术相结合，液压与气压传动进入了一个新的发展阶段。
液压与气压传动是以流体（液压油液或压缩空气）为工作介质进行能量传递和控制
的一种传动形式。
主要由能源装置、执行元件、控制元件、辅助元件组成。
液压与气压传动的优缺点
1）布置方便灵活。
2）无级调速，调速范围可达2000：
1。
3）传动平稳，易于实现快速启动、制动和频繁换向。
4）操作控制方便，易于实现自动控制、中远距离控制和过载保护。
5）标准化、系列化、通用化程度高，有利于缩短设计周期、制造周期和降低成本。
6）传动效率不高；维护要求较高
液压与气压传动的应用和发展概况
1）液压与气动技术应用在机床、工程机械、冶金机械、塑料机械、农林机械、汽车、
船舶、航天航空等国民经济各行各业，是自动化技术不可缺少的手段。
2）元件小型化、系统集成化、机电液（气）一体化是液压与气动技术的必然发展趋势；
元件与系统的CAD/CAT与计算机实时控制是当前的发展方向。
1．系统的工况分析
动作要求及工作参数
1．机床系统应实现的自动工作循环为：
（手工上料）→（手动启动）→工件定位（插销）→夹紧工件→动力头（工作台）快进→慢速工进→快退→停止→工件拔销→松开工件→（手工卸料）。
要求：
工进完了动力头无速度前冲现象。
工件的定位、夹紧应保证安全可靠，加工过程中及遇意外断电时工件不应松脱，工件夹紧压力、速度应可调，工件加工过程中夹紧压力稳定。
2．工件最大夹紧力为Fi=6000N；工件插销定位只要求到位，负载力小可不予计算。
运动部件总重力为G=5500N，最大切削进给力（轴向）为Ft=30000N。
动力头快进、快退速度v1=6m/min；工进速度为v2=30—1000mm/min可调，加工过程中速度稳定；快进行程为L1=140mm；工进行程为L2=60mm；工件定位、夹紧行程为L3=40mm。
动力头能在任意位置停止，其加速或减速时间为t=，工作台采用水平放置的平导轨，静摩擦系数为fs=,动摩擦系数为fd=。
首先根据已知条件，绘制运动部件的速度循环图，如图1-1所示。
然后计算各阶段的外负载并绘制负载图。
液压缸所受外负载F包括三种类型，即
F=Ft+Ff+Fa………………………………（1-1）
式中Ft——工作负载，对于金属切削机床来说，即为沿活塞运动方向的切削力，本设计中为30000N；
Fa——运动部件速度变化时的惯性负载；
Ff——导轨摩擦阻力负载，启动时为静摩擦阻力，启动后为动摩擦阻力，对于平导轨Ff可由下试求得
Ff=f（G+FRn）;
G——运动部件重力；
FRn——垂直于导轨的工作负载，本设计中为零；
f——导轨摩擦系数，静摩擦系数为，动摩擦系数为。
则求得
静摩擦阻力Ffs=×5500N=1210N…………………（1-2）
动摩擦阻力Ffd=×5500N=550N
Fa=（G/g）×（ΔV/Δt）………………………（1-3）
=（5500/）×（6/（×60））N=468N
式中g--重力加速度；
Δt--加速或减速时间，一般为，本设计中为；
ΔV--在Δt时间内的速度变化量。
本设计中ΔV=6m/min。
启动、加速时外负载为：
F=Ffs+Fa=1210+468=1678N
快进、快退时外负载为：
F=Ffa=550N
工进时外负载为：
F=Ffa+Ft=550+30000=30550N
根据上述计算结果，列出个工作
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