课程设计说明书。
课题名称：液压与气压传动课程设计。
学院：机电工程系。
专业班级：机械设计制造及其自动化081
学号：学生：
指导老师：
液压与气压传动课程设计》评阅书。
摘要。作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段，液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。与其他传动控制技术相比，液压技术具有能量密度高﹑配置灵活方便调速范围大﹑工作平稳且快速性好﹑易于控制并过载保护﹑易于实现自动化和机电液一体化整合﹑系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势，因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。
立式双头钻床是钻孔的主要设备，本次课程设计是根据双头钻床的用途﹑特点和要求，利目前，液压系统被广泛应用在机械、建筑、航空等领域中，成为一种新型的动力源。由于液压元件的制造精度越来越高，再配合电信号的控制，使液压系统在换向方面可以达到较高的频率。不管是在重型机械和精密设备上都能满足要求。
液压系统本身有较多的优点，比如：在同等的体积下，液压装置产生的动力更大；由于它的质量和惯性小、反映快，使液压装置工作比较平稳；能够实现无级调速，特别是在运动中进行调速；液压装置自身能实现过载保护；实现直线运动远比机械传动简单。但是液压传动对温度的变化比较敏感，不宜在很高或很低的温度下工作。
液压系统应用在机床上，实现对工作台和夹紧工件的循环控制起着重要的作用。对铣削类组合机床，运用液压来控制运动循环，结构简单，所占空间小，而且能满足较大的切削负载要求。
关键词：液压系统，组合机床，运用。
目录。摘要 i
1设计任务 1
2液压系统设计计算 2
2.1 设计要求及工况分析 2
2.2 确定液压系统主要参数 3
3 拟定液压系统原理图 6
3.1选择基本回路 6
3.2组成液压系统 6
4 计算和选择液压件 7
4.1确定液压泵的规格和电动机功率 7
4.2确定其它元件及辅件 7
5 验算液压系统性能 10
5.1验算系统压力损失 10
总结 11参考文献 12
1设计任务。
1.在明确课程设计任务要求的基础上，进行工况分析；拟订满足工作循环要求的液压系统原理图（进行方案论证及方案比较）；在确定系统主要参数的基础上：选择液压泵、驱动电机及主要液压控制元件；验算系统性能。
2.完成液压缸的结构设计及相关计算 。
3.绘制液压系统工作图（包括元件一览表、电磁阀动作表等）。
4.完成课程设计说明书。
2液压系统设计计算。
液压系统设计计算是液压传动课程设计的主要内容，包括明确设计要求进行工况分析、确定液压系统主要参数、拟定液压系统原理图、计算和选择液压件以及验算液压系统性能等。
2.1 设计要求及工况分析。
1．设计要求。
要求设计的动力滑台实现的工作循环是：快进—工进——死党铁停留——快退——原位停止的半自动循环。主要性能参数与性能要求如下：
切削阻力fl=19500n；运动部件所受重力g=14500n；快进、快退速度1= 3=0.1m/s，工进速度2=0,67×10-3m/s；快进行程l1=110mm，工进行程l2=25mm；往复运动的加速时间δt1=0.28s；动力滑台采用平导轨，静摩擦系数μs=0.
2，动摩擦系数μd=0.1。液压系统执行元件选为液压缸。
2．负载与运动分析。
1)工作负载工作负载即为切削阻力fl=19500n。
2)摩擦负载摩擦负载即为导轨的摩擦阻力：
静摩擦阻力。
动摩擦阻力
3) 惯性负载。
4) 运动时间快进
工进 快退
设液压缸的机械效率ηcm=0.9，得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表2.1所列。
表2.1 液压缸各阶段的负载和推力。
2.2 确定液压系统主要参数。
1．初选液压缸工作压力。
所设计的立式双头钻床在工进时负载最大，在其它工况负载都不太高，参考表2.2，初选液压缸的工作压力p1=3mpa。
表2.2 各种机械常用的系统工作压力。
2．计算液压缸主要尺寸。
鉴于快进和快退速度相等，这里的液压缸可选用单活塞杆式差动液压缸（a1=2a2），快进时液压缸差动连接。工进时为防止孔钻通时负载突然消失发生前冲现象，液压缸的回油腔应有背压，参考表2.3选此背压为p2=0.
6mpa。
表2.3 执行元件背压力。
由式得。则活塞直径
参考表2.4，得d0.71d =77mm，圆整后取标准数值得 d=1100mm， d=80mm。
表2.4 按工作压力选取d/d
由此求得液压缸两腔的实际有效面积为。
根据计算出的液压缸的尺寸，可估算出液压缸在工作循环中各阶段的压力、流量和功率，如表2.5所列。
表2.5 液压缸在各阶段的压力、流量和功率值。
注：1. δp为液压缸差动连接时，回油口到进油口之间的压力损失，取δp=0.5mpa。
2. 快退时，液压缸有杆腔进油，压力为p1，无杆腔回油，压力为p2。
3 拟定液压系统原理图。
3.1选择基本回路。
1.选择调速回路
这台机床液压系统功率较小，运动速度低，工作负载为阻力负载且工作中变化小，故可选用进口节流调速回路。为防止孔钻通时负载突然消失引起运动部件前冲，在回油路上加背压阀。由于系统选用节流调速方式，系统必然为开式循环系统。
2.选择油源形式
从工况图可以清楚看出，在工作循环内，液压缸要求油源提供快进、快退行程的低压大流量和工进行程的高压小流量的油液。最大流量与最小流量之比qmax/qmin=0.2/(0.
85×10-2)23；其相应的时间之比(t1+t3)/t2=(1.54+2.15)/61.
54=0.06。这表明在一个工作循环中的大部分时间都处于高压小流量工作。
从提高系统效率、节省能量角度来看，选用单定量泵油源显然是不合理的，为此可选用限压式变量泵或双联叶片泵作为油源。
3.选择快速运动和换向回路
本系统已选定液压缸差动连接快速运动回路实现快速运动。考虑到从工进转快退时回油路流量较大，故选用换向时间可调的电液换向阀式换向回路，以减小液压冲击。由于要实现液压缸差动连接，所以选用三位五通电液换向阀。
4.选择速度换接回路
由于本系统快进转为工进时，速度变化大（1/2=0.13/(1.33×10-3)98），为减少速度换接时的液压冲击，选用行程阀控制的换接回路。
3.2组成液压系统。
将上面选出的液压基本回路组合在一起，并经修改和完善，就可得到完整的液压系统工作原理图。为了避免机床停止工作时回路中的油液流回油箱，导致空气进入系统，影响滑台运动的平稳性，图中添置了一个单向阀。考虑到这台机床用于钻孔（通孔与不通孔）加工，对位置定位精度要求较高，图中增设了一个压力继电器，当滑台碰上死挡块后，系统压力升高，它发出快退信号，操纵电液换向阀换向。
4 计算和选择液压件。
4.1确定液压泵的规格和电动机功率。
1. 计算液压泵的最大工作压力。
由表2.5可知，液压缸在工进时工作压力最大，最大工作压力为p1=3.6mpa，如在调速阀进口节流调速回路中，选取进油路上的总压力损失∑p=0.
6mpa，考虑到压力继电器的可靠动作要求压差pe=0.5mpa，则泵的工作压力估算为。
2. 计算液压泵的流量。
由表2.5可知，油源向液压缸输入的最大流量为0.2×10-3 m3/s ，若取回路泄漏系数k=1.1，则泵的总流量为。
3.确定液压泵的规格和电动机功率。
根据以上压力和流量数值查阅产品样本，并考虑液压泵存在容积损失，最后确定选取型叶片泵，其排量16ml/r，当液压泵的转速np=960r/min时，其理论流量为16l/min，若取液压泵容积效率ηv=0.9，则液压泵的实际输出流量为。
由于液压缸在快退时输入功率最大，若取液压泵总效率ηp=0.8，这时液压泵的驱动电动机功率为。
根据此数值查阅产品样本，选用规格相近的y100l—6型电动机，其额定功率为1.5kw，额定转速为940r/min。
液压与气压传动课程设计
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