汽车液压与气压传动课程设计

汽车液压与气压传动课

程设计

Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

中南林业科技大学

交通运输与物流学院

《汽车液压与气压传动》

课程设计

课题名称：专用钻床的液压分析

专业班级： 12级交通运输3班

学生姓名：宋宇

学号：

指导教师：周秦源

2014年5月10日

设计任务书

（一）设计课题和原始数据

11、试设计一专用钻床的液压系统，要求完成“快进-工作-快退-停止（卸荷）”的工作循环。

已知：切削阻力为13412N，运动部件自重为5390N，快进行程为300mm，工进行程为100mm，快进，快退运动速度为4.5m/min,工进速度为60-1000mm/min，加速和减速时间为△t=,机床采用平导轨，摩擦系数为Fs=,Fd=

（二）系统设计要求

1.夹紧后在工作中如突然停电时，要保证安全可靠，当主油路压力瞬时下降时，夹紧缸保持夹紧力；

2.快进转工进时要平稳可靠；

3.钻削是速度平稳，不受外载干扰，孔钻透时不前冲。

（三）最后提交内容（电子稿和打印稿各一份）

1.设计说明书一份

2.液压系统原理图（A3）

3.液压缸结构图（A3）

目录

课程设计任务书 (1)

一、液压与气压传动设计任务

设计题目及要求 (3)

设计目的 (3)

设计步骤和内容 (3)

快速运动回路和速度换接回路 (8)

换向回路的选择 (8)

定位夹紧回路的选择 (8)

动作换接的控制方式选择 (8)

液压基本回路的组成 (9)

液压元件的选择 (11)

参考书目 (18)

一、液压与气压传动设计任务

设计题目及要求：

试设计一专用钻床的液压系统，要求完成”快进-工作-快退-停止（卸荷）”的工作循环．已知：切削阻力为13412N，运动部件自重为5390N，快进行程为300mm，工进行程为100mm，快进，快退运动速度为4.5m/min,工进速度为60-1000mm/min，加速和减速时间为△t=,机床采用平导轨，摩擦系数为Fs=,Fd=

设计目的

液压系统的设计是整机设计的重要组成部分，主要任务是综合运用前面各章的基础知识，学习液压系统的设计步骤，内容和方法。通过学习，能根据工作要求确定液压系统的主要参数，系统原理图，能进行重要的设计。合理的选择和确定液压元件。对所设计的液压系统性能进行校验算。为进一步进行液压系统结构设计打下基础。

设计步骤和内容

1.明确设计要求，进行工况分析绘制负载和速度循环图；

2.确定液压系统的主要性能参数；

3.进行方案设计，拟定液压系统原理图；

4.设计和选择液压元件；

5.验算液压系统的性能；

6.液压缸的设计；

7.绘制工作图，编写技术文件，并提出电气控制系统的设计任务书。

二、工况分析

动作要求分析

负载分析

（1）工作负载：

工作负载与设备的工作情况有关，在机床上，与运动件的方向同轴的切削力的分量是工作负载。

F

=13412N

L

（2）摩擦负载：

摩擦阻力是指运动部件与支撑面间的摩擦力，它与支承面的形状，放置情况，润滑条件以及运动状态有关。

静摩擦负载 F fs=fsG = *5390)=1078N

动摩擦负载 F fd=fdG = *5390)=539N

（3）惯性负载：

惯性负载是运动部件的速度变化是，由其惯性而产生的负载，可用牛顿第二定律计算。

加速 F

= m*a1=(5390/*=

a1

减速 F a2 = m*a2=(5390/*=

负载图和速度图的绘制

根据负载计算结果和已知的各个阶段的速度，由于行程是400mm，设定快进时的行程L1=300mm，工进时的行程L2=100mm。可绘出负载图（F-l）和速度图（v-l），见图1-2a、b。横坐标以上为液压缸活塞前进时的曲线，以下为液压缸退回时的曲线。

液压缸主要参数确定

（1）初选液压缸的工作压力

按负载大小根据表2选择液压缸工作压力

表2 按负载选择执行元件工作压力

根据最大负载F=19412N, 初选液压缸的工作压力为3MPa

（2）计算液压缸尺寸

按最大负载Fmax 计算缸筒面积A 得 计算缸筒内径D 得 按计算结果根据表3选择缸筒内径标准值。 表3 液压缸内径和活塞杆直径标准系列（GB/T2348—1993） mm 按标准取D = 90mm(壁厚5mm ，单重11.17kg/m)

根据快进和快退速度相等要求，拟定液压系统在快进时采用差动连接。设活塞杆直径为d ，于是有

D 2/(D 2-d 2) = d=43.23mm

按标准取 d = 45mm

则液压缸的有效作用面积为：

无杆腔的面积 A 1=1/4 *π*D 2 = 1/4*π*92=63.59cm 2

有杆腔的面积 A 2=1/4 *π*(D 2-d 2) = 1/4*π* =47.69cm 2

（3）活塞杆稳定性校核

活塞杆的总行程为400 mm , 而活塞杆的直径为45mm , l/d =400/45=<10 ∴不用稳定性校核

（4） 计算液压缸流量、压力和功率 1．流量计算 2.压力计算 3．功率计算 4．绘制工况图 工作循环中液压缸各阶段压力、流量和功率如表4所示。

由表绘制液压缸的工况图如图3所示。 min /4.21/m 105.3605.41059.47v A q min /1.3/m 103.560

5.01059.63v A q min /155.7/m 1019.1

60

5.410)69.4759.63(v )A (q 3443235421344121L s L s L s A =⨯=⨯⨯===⨯=⨯

⨯===⨯=⨯⨯-=-=------快退工进快进MPa F MPa a A F 58.2Pa 1058.294.16412p 4.0P 1040.0 10)69.4759.63(12.634A p 66421=⨯====⨯=⨯-=-=--工进工进快进快进W W W 4.4660

104.211013.0q p P 3.13360101.31058.2q p P 7.4760

10155.7104.0q p P 3

63636=⨯⨯⨯===⨯⨯⨯===⨯⨯⨯==---快退快退快退工进工进工进快进快进快进