Solidworks的液压和气动系统设计技巧
液压与气动技术 液压传动系统与气动系统设计PPT课件
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8.1 液压传动系统设计
• (1)负载分析 • 根据工件材料查阅机械加工工艺手册.得出钻孔的较合适的表面切削速度为
• 从而计算出主轴的转速为
• 由加工直径查阅工艺手册.得出加工每转进给量为
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8.1 液压传动系统设计
• 根据切削原理得出钻削力计算公式为
• (3.14X502)=1.55(MPa)时.就可钻削工件;由于钻削快进采用差动连接.因此当输入流 量达到
• 就能满足钻削缸快速进给的要求;选该液压缸的行程不小于35mm • 选内径X活塞杆径=32X 16mm的液压缸作为送料缸，当输入流量达到
• 就能满足送料速度要求;液压缸的行程根据具体结构确定。
• 组合液压系统是把挑选出来的各种液压回路综合在一起.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。
• 4.液压元件的计算
• 液压泵的最大工作压力必须不小于液压执行元件最大工作压力及进油路上总压力损失这 两者之和。液压执行元件的最大工作压力可以从工况图中找到;进油路上的总压力损失 可以通过估算求得.也可以按经验资料估计(见表8-3)。
8.1 液压传动系统设计
• 液压传动系统设计主要包含液压传动系统的机械设计和电气控制设计。
• 8.1.1 液压传动系统的机械部分设计
• 液压系统设计的步骤大体如下: • ①明确设计要求; • ②进行工况分析与初步确定系统的主要参数; • 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。
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8.1 液压传动系统设计
SolidWorks的液压阀块【结构设计】方案
SolidWorks的液压阀块结构设计3．1液压阀块的结构特点及设计3．1．1液压阀块的结构特点按照结构和用途划分，液压阀块有条形块(Bar Manifolds)、小板块(Subplates)，盖板(Cover plates)、夹板(Sandwich Plates)、阀安装底板(Valve Adaptors)、泵阀块(PumpManifolds)、逻辑阀块(Logic Manifolds)、叠加阀块(Accumulator Manifolds)、专用阀块(Specialty Manifolds)、集流排管和连接块(Header and Junction Blocks)等多种形式[35][36]。
实际系统中的液压阀块是由阀块体以及其上安装的各种液压阀、管接头、附件等元件组成。
(1)SolidWorks阀块体阀块体是集成式液压系统的关键部件，它既是其它液压元件的承装载体，又是它们油路连通的通道体。
阀块体一般都采用长方体外型，材料一般用铝或可锻铸铁。
阀块体上分布有与液压阀有关的安装孔、通油孔、连接螺钉孔、定位销孔，以及公共油孔、连接孔等，为保证孔道正确连通而不发生干涉有时还要设置工艺孔。
一般一个比较简单的阀块体上至少有40-60个孔，稍微复杂一点的就有上百个，这些孔道构成一个纵横交错的孔系网络。
阀块体上的孔道有光孔、阶梯孔、螺纹孔等多种形式，一般均为直孔，便于在普通钻床和数控机床上加工。
有时出于特殊的连通要求设置成斜孔，但很少采用。
(2)SolidWorks液压阀液压阀一般为标准件，包括各类板式阀、插装阀、叠加阀等，由连接螺钉安装在阀块体上，实现液压回路的控制功能。
(3)SolidWorks管接头管接头用于外部管路与阀块的连接。
各种阀和阀块体组成的液压回路，要对液压缸等执行机构进行控制，以及进油、回油、泄油等，必须与外部管路连接才能实现。
(4)其它附件包括管道连接法兰、工艺孔堵塞、油路密封圈等附件。
3．1．2液压阀块的布局原则阀块体外表面是阀类元件的安装基面，内部是孔道的布置空间。
基于SolidWorks二次开发的液压缸的参数化设计
基于SolidWorks二次开发的液压缸的参数化设计李伟良;王益祥【摘要】为了提高液压缸的设计效率,在Solidworks中建立现有的液压缸三维模型为标准设计模版.将建立的液压缸力学模型和计算公式编入程序,从而实现尺寸参数驱动.以Visual Studio 2010为开发平台,开发了液压缸参数化设计插件,并通过实例介绍了参数化设计的实现过程.%In order to improve the design efficiency of hydraulic cylinder,its three-dimensional model is built in SolidWorks for designing the standard templates.Its mechanical model and calculation formula are programmed to achieve dimension parameter driving.Its plug-in component designed with parameters is developed by using Visual Studio 2010,and specific examples are taken to show the design process and results.【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2017(046)001【总页数】4页(P74-77)【关键词】参数化设计;液压缸;Solidworks;二次开发【作者】李伟良;王益祥【作者单位】南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094;南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094【正文语种】中文【中图分类】TI391.9作为液压系统最重要的执行元件，液压缸能够将液压能转变为机械能，实现直线往复运动。
液压缸结构简单，配制灵活，设计、制造比较容易，使用维修方便。
SolidWorks在液压阀块设计中的应用_吴作为
中图分类号：ＴＨ １ ５ ４ ５ Ｘ（２ ０ １ １）１ １ － ０ １ ３ ５ － ０ ２
液压阀块在液压系统中的重要作用，已经越来 越突出，应用范围十分广泛。液压阀块不仅能简化液 压系统的设计和安装，而且便于实现液压系统的集 成化和标准化，有利于降低制造成本和提高可靠性。
随着液压系统复杂程度和集成度的提高，对液 压阀块的设计也提出了更高的要求。液压阀快的设 计，是一项非常繁琐而又极易出错的工作。如今，三 维设计软件在液压系统设计中的应用已越来越广 泛，通过使用三维设计软件，降低了设计难度，提高 了工作效率。Ｓｏｌｉｄ Ｗ ｏｒｋｓ 软件设计功能强大，能让设 计过程中的很多问题简单化，本文结合液压阀块设 计实例，介绍 Ｓｏｌｉｄ Ｗ ｏｒｋｓ 软件设计在液压阀块设计 中的应用。
１ 液压阀块设计的一般原则
由于阀体内孔系复杂，按照液压原理图的逻辑 要求，要正确合理地设计液压阀块，是一项艰苦而又 要求准确性高的工作。液压阀块在设计过程中，相关 的技术要求是：
（１）液压阀块的油路符合液压系统原理图； （２）合理选择需要集成的阀件个数； （３）液压阀块内的油路应尽量简捷，尽量减少深 孔和斜孔； （４）注意进出油口的方向和位置； （５）要考虑到有垂直或水平安装元件的要求； （６）需要经常检修的元件及关键元件应处于阀 块的上方或外侧；
３ 应用实例
本文以下图所示的液压系统为研究对象，进行 液压阀块的设计，要求将将点画线内的溢流阀、单向 阀、电液换向阀、顺序阀集成在一个阀块上。
图 １ 液压原理图
根据要求在 Ｓｏｌｉｄ Ｗ ｏｒｋｓ 软件中设计液压阀块的
收稿日期：2011-08-09 作者简介：吴作为（1989- ），男，湖北武汉人，在读硕士，现主要从事机械制造及其自动化先进设计理论、方法和机 CAD/CAM/CAE
基于SolidWorks二次开发液压缸的参数化设计
液压缸在设计的时候对于活塞杆所能承受的最大负 载，要根 据活塞 杆所 要返回的路程 进 行分析 计 算，并且 对 运 动时 活塞 杆 的 横向运 动 稳 定性 是 否正常、液 压 缸 在 行 程 末 端的制动缸内的 排 气问题都需要具 有相 应的 措 施。 一般情况下液压缸的定位都是某一端。
液压缸的参数确定（单活塞缸）中，无杆活塞的有效面 积A 1=πD 2/4,有杆活塞的有效面积A 2=π（D 2-d 2）/4，P 1、 P 2分别为进油压力和回油压力，v为活塞的运动速度，A为 活塞的有效面积，D 为缸筒内径，d为活塞杆直径,η工作效 率，δ材料的许用应力。
况下是否满足材料的性质，这就涉及到材料力学的性能， 而在低压的情况不需要校核，能够大致推测出在这个强度 下材料可以正常使用。
1.2.1 缸筒壁厚 缸筒壁厚在校核的时候对于数据的处理是要分两种 情况进行校核验证的，当缸筒内径和壁厚比大于等于10的 时候为薄壁，壁厚的校核公式为：δ>=PyD /2[ѳ ]（D 为缸筒 的内径；Py 为缸筒的实验压力；ѳ 缸筒材料的许用应力）， 当缸的额定压力Pn<=16MPa时，Py =1.5pn,当Pn>=16MPa时， Py =1.25pn 。当缸筒内径和壁厚比大于等于10的时候为厚 壁：δ>=D /2{√([ѳ]+0.4Py )/([ѳ]-1.3Py )-1}。 1.2.2 稳定性的校核 活塞是做轴向运动的，在轴向压缩液体的时候受到力 的作用，使用时这个力不能超过活塞保持稳定性工作所允 许的负载，否则就会 使 活塞 杆杆反 生纵向曲折，使 得 液 压 系统遭到破坏，无法正常工作。保持稳定性不仅仅和材料 的性能有关，还与活塞杆的界面形状、直径长度以及安装 方式等都有着关系。 活塞杆稳定性校核公式为：F<=Fk /nk ,式中nk 是安全 系数，nk 一般取 2~ 4。 当活塞杆的细长比l /rk >Ψ1√Ψ2时， Fk =（Ψ2π2EJ）/l 2 (4) 当活塞杆的细长比l /rk<=Ψ1√Ψ2时，且Ψ1√Ψ2=20~120 时， Fk =fA /(1+αl2/Ψ2r 2k) (5) 式中l 为安装长度，l 的值是与活塞杆的安装方式有关； rk 为活塞杆的最小回转半径；Ψ1为柔性系数；Ψ 2为液压缸 支承方式决定的末端系数；E 为活塞杆材料的弹性模量；J 为活塞杆横截面惯性矩；A为活塞杆横截面面积；f 为由材 料强度决定的实验值；α为常数。
SolidWorks的液压阀块的设计研究
装，并利用其内部孔道沟通阀的连接口以构成局部系统液压回路的复杂功能块。
阀块体上分布着与液压阀有关的液压阀块安装孔、通油孔、连接螺钉孔、定位销孔，以及公共油孔、连接孔等，为保证孔道正确连通而不发生干涉，有时还要设置若干工艺孔。
一般一个阀块体上稍微复杂一点的就有上百个，这些孔道构成一个纵横交错的孔系网络。
在阀块安装布局中，各种元件应尽可能紧凑、均匀地分布在阀块体各面，既要方便安装、调试，又要符合美学要求，而且，布局方案与连通要求一起成为孔道设计的起始条件。
元件间通过内部孔道连通，无法直接连通的需设置工艺孔。
同时，设计时还必须满足菲连通孔道问安全壁厚和连通孔道相交处通流截面等设计品质的要求。
这些问题不仅导致传统的人工布局、孔道连通及校核异常困难，即使采用一般的CAD方法亦难以确保设计质量。
阀块的生产制造属于单件小批量定制生产模式，在设计阶段投入的大量时间和精力导致整个产品开发过程工作效率极低，因此亟待采取有效的计算机辅助方法来准确而快捷地设计，这己经成为国内外众多研发机构和人员关注的焦点和难点。
但是液压阀块需要针对具体应用场合专门设计和试验，计算机辅助液压阀块设计，尤其是基于三维实体的阀块设计系统具有直观、可靠、信息表达传递方便的优点，将成为提高设计效率和质量的有效途径。
也正因为如此，液压阀块CAD应用开发研究一直受到国内外液压界的重视。
同时，专业应用软件开发技术，方法和工具的不断发展和成熟，又促使人们不断深入开展液压阀块的研究与开发。
所以液压阀块CAD技术的发展对于提高产品的设计与加工质量和效率，提高产品的市场竞争能力，既有显著的经济效益与广阔的发展前景。
1．2相关领域的发展现状1．2．1国外研究的现状国际上从20世纪70年代初就开始研究和探索利用计算机进行液压系统和元件的辅助设计工作，80年代和90年代间涌现出大批研究成果，迄今开发出的各类液压CAD软件已有数十种。
在液压阀块类零件设计方面的研发工作主要有：(1)1982年，德国阿亨工业大学在Baeke教授的领导下，研制出了用于设计液压控制阀块的程序包I-IYKON[3]。
SolidWorks软件在RH液压系统设计中的应用
SolidWorks软件在RH液压系统设计中的应用张龙江【摘要】使用SolidWorks三维软件对RH精炼炉液压系统进行工厂设计,可以根据需要方便地添加或删除零部件,及时修改零件和装配体,直观地显示液压系统的管路分布和各装置之间的位置变化.保证了设计准确性,缩短了设计周期,同时为整机的标准化制定提供了参考依据.【期刊名称】《重型机械》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】3页(P69-71)【关键词】SolidWorks软件;RH精炼炉;液压系统【作者】张龙江【作者单位】北京无极液压工程有限公司,北京 102308【正文语种】中文【中图分类】TH1370 前言随着三维软件的日益普及，三维设计软件开始被越来越多的企业所接受。
本文重点介绍SolidWorks软件在RH液压系统工厂设计中的应用。
通过该软件的应用，可以在设计阶段对方案进行优化，有效降低了设计人员的工作量和工作强度，可以非常直观地看到建成后的效果，加快了设计速度，极大地提高设计水平与设计质量。
从而为整机在设计、校核、装配、服务等环节提供诸多的方便。
1 RH液压系统总体设计在液压系统总体设计过程中，必须根据设计单位提供的液压系统原理图，按照液压站和液压阀台的位置、场地大小、管路走向、管径等资料，进行详细设计，并对设备的安装、运输、维修等多方面因素进行综合考虑。
如图1所示为设计单位提供的马钢110 t双工位RH精炼炉液压站房间图，位于两H型钢立柱之间，长9 200 mm，宽6 000 mm。
除了顶升缸缸口块、测温取样枪和顶枪阀台之外，其它液压设备均要安装在液压站内。
在这样一个狭长空间内，要放置一个7000 l的油箱和七台泵组，设计难度可想而知。
而使用SolidWorks三维软件进行设计就相对简单多了。
虽然没有相似的结构的液压系统可以直接修改，但有相似油箱和泵组零件及装配体可以参考。
在早期设计时，只要输入长、宽、高的尺寸就可以生成所需油箱的外形供布置图所需，具体结构在零件设计阶段进行。
关于SolidWorks下的模拟液压实验台介绍
设计任务书设计题目：基于SolidWorks下的模拟液压实验台设计要求：由教师组织学生进行设计动员和安全教育。
要求学生在毕业设计时要做到以下几点：1、进行设计前，应熟练掌握SolidWorks，还要了解液压传动的基本原理、特点、使用，液压元件、液压辅件的工作原理、基本结构、特点、使用和维护，液压系统基本回路及其在典型设备中的应用，以及液压系统的基本设计方法。
2、应集中精力进行设计，出现问题时，应向指导老师请教。
3、毕业设计过程中要勤思考、勤问、勤做、勤总结，不断积累经验技巧，提高设计能力。
设计进度要求：第一周：布置毕业设计任务；第二周：开始查资料,打稿；第三周：画图及修改底稿；第四周：完成电子稿；第五周：检查电子稿及排版；第六周：修改电子稿及非标准零件；第七周：完成毕业设计；第八周：毕业答辩。
指导教师（签名）：摘要在工科院校机械专业教学中，教学模型已成为教学手段的重要组成部分，但是传统的教学模型具有价格高、易损坏、不便携带、不能修改以及更新换代慢等缺点，已经远远不能满足现代教学的需要。
然而计算机辅助设计CAD克服了传统教具的缺陷，利用三维CAD 技术创建的计算机模型精度高、质感好、形象逼真、色彩丰富，还能将复杂的机械零件外形与内部结构以及零部件之间的装配关系充分地展示出来，同时加上动画效果，使教学的知识难点更加清晰、生动、形象。
本次设计针对液压实验台中的几种典型基本回路，利用SolidWorks软件对各种液压元件进行了三维造型设计，并通过SolidWorks中强大的的装配功能组装成可以仿真运动的模拟实验台。
此液压仿真实验台可通过更换不同的液压元件来实现多种液压基本回路的仿真模拟运动，从而达到不同的实验目的，从而能使学生更深刻的了解到液压传动的基本工作原理。
关键词：叶片泵，液压缸，溢流阀，手动换向阀，仿真模拟运动目录摘要 (II)1 简介 (1)1.1液压传动 (1)1.2液压实验台 (1)2总方案设计 (3)2.1液压基本回路的拟定 (3)2.2液压系统原理分析 (3)2.3液压实验台的三维效果图 (4)3液压元件的建模 (5)3.1叶片泵的建模 (5)3.1.1叶片泵的分类 (5)3.1.2双作用叶片泵的结构及原理 (6)3.1.3双作用叶片泵的三维建模 (7)3.2液压缸的建模 (8)3.2.1液压缸的分类 (8)3.2.2双作用单活塞杆式液压缸的结构及原理 (8)3.2.3双作用单活塞杆式液压缸的结构采用与三维建模 (9)3.3溢流阀的建模 (10)3.3.1溢流阀的分类 (10)3.3.2直动型溢流阀的结构及工作原理 (10)3.3.3直动型溢流阀的三维建模 (11)3.4换向阀的建模 (12)3.4.1换向阀的分类 (12)3.4.2手动换向阀的结构及工作原理 (12)3.4.3 手动换向阀的三维建模 (13)3.5液压辅助元件的建模 (14)3.5.1压力表的三维建模 (14)3.5.2油箱的三维建模 (14)3.5.3管件的三维建模 (15)3.5.4密封装置的三维建模 (16)4仿真模拟运动 (17)5 结论 (18)致谢 (19)参考文献 (20)1 简介1.1液压传动随着机械工业科技的发展，液压传动作为一种可以传递动力和进行控制的传动方式已经日益深入到生产、生活等各个领域。
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Solidworks的液压和气动系统设计技巧
液压和气动系统在现代工程设计中扮演着至关重要的角色。
它们能够将能量转
换成力或运动，并广泛应用于许多领域，包括工业机械、汽车、航空航天等。
而在这个过程中，Solidworks作为一种专业的计算机辅助设计（CAD）工具，为液压和气动系统的设计提供了许多有效的技巧。
本文将介绍一些Solidworks中液压和气
动系统设计的关键技巧，以帮助工程师在设计过程中更加高效和准确。
首先，一个成功的液压和气动系统设计往往需要进行模拟和分析。
Solidworks
提供了一套强大的仿真工具，可以帮助工程师更好地理解系统的工作原理和性能。
在设计过程中，通过使用Solidworks Flow Simulation插件，可以模拟液压和气动系统的流体流动、压力分布以及各种特性。
通过对液压和气动系统的仿真分析，可以发现并解决设计中的潜在问题，提高系统的效率和性能。
其次，准确建模是液压和气动系统设计的关键。
在Solidworks中，建模主要通
过创建合适的零件和组装来完成。
对于液压和气动系统，必须精确地建立零件的几何形状和参数，以确保系统的工作正常。
在建模过程中，可以使用Solidworks的
各种工具，如旋转、镜像、偏移等，来快速生成复杂的几何形状。
此外，通过使用Solidworks的装配功能，可以准确地将零件组装在一起，并模拟其在真实工作条件
下的动作。
接下来，对于液压和气动系统，密封件的设计也是至关重要的一环。
Solidworks提供了一些有用的工具和功能来帮助工程师设计和分析密封件。
例如，Solidworks的设计验证工具可以模拟密封件在不同工作条件下的变形和应力分布，
并根据结果进行优化。
同时，Solidworks还提供了多种与密封件相关的特征和命令，如填充特征、切割特征等，来帮助工程师创建复杂的密封结构。
通过合理设计和优化密封件，可以减少系统的泄漏和损耗，提高系统的可靠性和效率。
此外，Solidworks还提供了一些扩展工具和插件，可以进一步提升液压和气动
系统的设计能力。
例如，Solidworks的PDM（Product Data Management）工具可以
帮助工程师管理和跟踪设计数据，提高团队之间的协作效率。
而Solidworks的电气设计插件可以帮助工程师设计和仿真液压和气动系统的电器控制部分。
这些附加功能和插件使得Solidworks成为了一个全方位的工程设计工具，使工程师可以更好地完成液压和气动系统的设计任务。
在实际的液压和气动系统设计中，与其他设计软件和工具相比，Solidworks具有以下优势。
首先，Solidworks提供了直观和易于使用的界面，使得工程师可以快速上手，并高效地完成设计任务。
其次，Solidworks的强大建模和分析功能能够准确地模拟液压和气动系统的工作状态，并帮助工程师解决设计中的问题。
此外，Solidworks与其他工程软件和系统的集成性较强，可以与其他软件进行数据交换和协作，提高跨部门和团队之间的工作效率。
综上所述，Solidworks是一款强大的液压和气动系统设计工具。
通过合理利用Solidworks提供的仿真、建模和分析工具，工程师可以更好地进行液压和气动系统的设计和优化。
通过从设计的早期阶段就进行模拟和分析，并重视准确建模、优化密封件设计以及利用扩展工具和插件，可以提高液压和气动系统的效率和可靠性。
希望本文介绍的Solidworks的液压和气动系统设计技巧对您有所帮助。