液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)--設(shè)計(jì)一臺(tái)臥式單面多軸鉆鏜兩用組合機(jī)床液壓系統(tǒng)

1、<p>　　計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造專業(yè)</p><p>　　《液壓傳動(dòng)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書</p><p>　　班級(jí)： </p><p>　　學(xué)號(hào)： </p><p>　　姓名： </p><p><b>　

2、　目 錄</b></p><p>　　第一章 組合機(jī)床工況分析2</p><p>　　1.1 工作負(fù)載分析2</p><p>　　1.2 慣性負(fù)載分析2</p><p>　　1.3 阻力負(fù)載分析2</p><p>　　1.4工進(jìn)速度選擇2</p><p>　　1.5 運(yùn)動(dòng)

3、時(shí)間計(jì)算2</p><p><b>　　1.6運(yùn)動(dòng)分析3</b></p><p>　　第二章 擬定液壓系統(tǒng)圖4</p><p>　　2.1液壓回路的選擇4</p><p><b>　　2.2系統(tǒng)組成5</b></p><p>　　第三章 計(jì)算和選擇液壓元件6<

4、;/p><p>　　3.1液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算6</p><p>　　3.1.1 初定液壓缸工作壓力6</p><p>　　3.1.2液壓缸尺寸的計(jì)算6</p><p>　　3.1.3液壓缸的流量的計(jì)算6</p><p>　　3.1.4液壓缸工作腔壓力的計(jì)算6</p><p>　　3.1.5液

5、壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.1.6液壓缸設(shè)計(jì)需要注意的事項(xiàng)8</p><p>　　3.1.7液壓缸主要零件的材料和技術(shù)要求8</p><p>　　3.2液壓泵的確定與所需功率的計(jì)算9</p><p>　　3.2.1液壓泵的確定9</p><p>　　3.2.2閥類元件及輔助元件的選擇10<

6、;/p><p>　　3.2.3油管的選擇11</p><p>　　3.2.4油箱容量的確定11</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)12</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)心得13</b></p><p>　　一、液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)的目的</p><

7、;p>　　1、鞏固和深化已學(xué)的理論知識(shí)，掌握液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算的一般方法和步驟。</p><p>　　2、鍛煉機(jī)械制圖，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工程運(yùn)算能力。</p><p>　　3、熟悉并會(huì)用有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)手冊(cè)和產(chǎn)品樣本等技術(shù)資料。</p><p>　　4、提高學(xué)生使用計(jì)算機(jī)繪圖軟件（如AUTOCAD、PRO/E等）進(jìn)行實(shí)際工程設(shè)計(jì)的能力。</p>

8、<p>　　二、液壓課程設(shè)計(jì)題目</p><p>　　題目（一）設(shè)計(jì)一臺(tái)臥式單面多軸鉆鏜兩用組合機(jī)床液壓系統(tǒng)，要求完成如下的動(dòng)作循環(huán)：夾緊——快進(jìn)——工進(jìn)——死擋鐵停留——快退——松開(kāi)——原位停止；機(jī)床有16個(gè)主軸，鉆削加工￠13.9mm的孔14個(gè)，￠8.5mm的孔2個(gè)，工件材料為鑄鐵，硬度HB240。動(dòng)力滑臺(tái)采用平導(dǎo)軌，工進(jìn)速度要求無(wú)級(jí)調(diào)速，如用高速剛鉆頭進(jìn)行加工，其他參數(shù)如下表所示。</p

9、><p><b>　　試完成以下工作：</b></p><p>　　1、進(jìn)行工況分析，繪制工況圖。</p><p>　　2、擬定液壓系統(tǒng)原理圖（A3）。</p><p>　　3、計(jì)算液壓系統(tǒng)，選擇標(biāo)準(zhǔn)液壓元件。</p><p>　　4、繪制液壓缸裝配圖（A1）。</p><p&g

10、t;　　5、編寫液壓課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書。</p><p>　　機(jī)床加工示意圖如下：</p><p>　　圖1 臥式動(dòng)力滑臺(tái)加工示意圖</p><p>　　第一章 組合機(jī)床工況分析</p><p>　　1.1 工作負(fù)載分析 </p><p>　　工作負(fù)載即為切削阻力。</p><p>　　1.計(jì)算切

11、削阻力 鑄鐵鉆孔時(shí)，其軸向切削力可用以下公式計(jì)算</p><p>　　式中，D—鉆頭直徑(mm) S—每轉(zhuǎn)進(jìn)給量(mm/r)</p><p>　　鉆Φ13.9mm的孔時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速，每轉(zhuǎn)進(jìn)給量,鉆Φ8.5mm孔時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速，每轉(zhuǎn)進(jìn)給量</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　1.2 慣性負(fù)載分析&l

12、t;/p><p>　　1.3 阻力負(fù)載分析</p><p>　　摩擦負(fù)載即為導(dǎo)軌的摩擦阻力：</p><p><b>　　靜摩擦阻力 </b></p><p><b>　　動(dòng)摩擦阻力 </b></p><p>　　1.4工進(jìn)速度選擇</p><p>

13、　　工進(jìn)速度取工進(jìn)時(shí)的最大速度90mm/min</p><p>　　1.5 運(yùn)動(dòng)時(shí)間計(jì)算</p><p>　　快進(jìn)               </p><p>　　工進(jìn)      

14、;         </p><p>　　快退               </p><p><b>　　1.6運(yùn)動(dòng)分析</b></p><

15、;p>　　設(shè)液壓缸的機(jī)械效率ηcm=0.9，得出液壓缸在各工作階段的負(fù)載和推力，如表1所列。</p><p>　　表1 液壓缸負(fù)載的計(jì)算</p><p>　　根據(jù)上述數(shù)據(jù)繪液壓缸F-t與|v|-t圖（如圖1）</p><p>　　圖1 F-t與|v|-t圖</p><p>　　第二章 擬定液壓系統(tǒng)圖</p><p

16、>　　2.1液壓回路的選擇</p><p><b>　　(1)調(diào)速方式選擇</b></p><p>　　由工況得知，該液壓系統(tǒng)功率小，滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度低，工作負(fù)載為阻力負(fù)載且工作中變化小，故可選用進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速，為防止鉆通孔時(shí)負(fù)載突然消失引起運(yùn)動(dòng)部件的前沖現(xiàn)象，在回油路上加背壓閥。由雙聯(lián)葉片泵和背壓閥組成的調(diào)速系統(tǒng)，使動(dòng)力滑臺(tái)獲得穩(wěn)定的低速運(yùn)動(dòng)和較大的調(diào)速范圍。&l

17、t;/p><p>　　(2)供油形式的選擇 </p><p>　　系統(tǒng)工作循環(huán)主要由低壓大流量和高壓小流量?jī)蓚€(gè)階段組成，最小流量與最大流量的時(shí)間之比。根據(jù)該情況，選葉片泵較適宜，在本方案中，選用雙聯(lián)葉片泵。</p><p>　　(3)速度換接方式選擇 </p><p>　　因鉆孔工序?qū)ξ恢镁燃肮ぷ髌椒€(wěn)性要求不高，可選用行程調(diào)速閥和電磁換向閥。動(dòng)

18、作可靠，轉(zhuǎn)換精度較高。</p><p>　　(4)快速回路與快退控制方式的選擇 </p><p>　　為使快進(jìn)快退速度相等，選用差動(dòng)回路作快速回路。</p><p>　　(5) 選擇調(diào)壓和卸荷回路 </p><p>　　在雙泵供油的油源形式確定后，調(diào)壓和卸荷問(wèn)題都已基本解決。即滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)，高壓小流量泵的出口壓力由油源中的溢流閥調(diào)定，無(wú)需另設(shè)調(diào)

19、壓回路。在滑臺(tái)工進(jìn)和停止時(shí)，低壓大流量泵通過(guò)液控順序閥卸荷，高壓小流量泵在滑臺(tái)停止時(shí)雖未卸荷，但功率損失較小，故可不需再設(shè)卸荷回路。</p><p>　　(6)夾緊回路的設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)工件夾緊力的需要調(diào)節(jié)并穩(wěn)定其壓力，即使主油路壓力低于減壓閥所調(diào)壓力，因?yàn)橛袉蜗蜷y的存在，夾緊系統(tǒng)也能維持其壓力(保壓)。二位四通閥的常態(tài)位置是夾緊工件，保證了操作安全可靠。</p>

20、<p><b>　　2.2系統(tǒng)組成</b></p><p>　　將上面選出的液壓基本回路組合在一起，并經(jīng)修改和完善，就可得到完整的液壓系統(tǒng)工作原理圖，如圖3所示。在圖3中，為了解決滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)進(jìn)、回油路串通使系統(tǒng)壓力無(wú)法建立的問(wèn)題，增設(shè)了單向閥6。為了避免機(jī)床停止工作時(shí)回路中的油液流回油箱，導(dǎo)致空氣進(jìn)入系統(tǒng)，影響滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，圖中添置了一個(gè)單向閥13?？紤]到這臺(tái)機(jī)床用于鉆孔（

21、通孔與不通孔）加工，對(duì)位置定位精度要求較高，圖中增設(shè)了一個(gè)壓力繼電器14。當(dāng)滑臺(tái)碰上死擋塊后，系統(tǒng)壓力升高，它發(fā)出快退信號(hào)，操縱電液換向閥換向。</p><p>　　第三章 計(jì)算和選擇液壓元件</p><p>　　3.1初定液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　3.1.1 初定液壓缸工作壓力P</p><p>　　計(jì)算，根據(jù)課本表9-3，選,

22、本機(jī)床為鉆孔組合機(jī)床，為防止鉆通時(shí)發(fā)生前沖現(xiàn)象，液壓缸回油腔應(yīng)有背壓，根據(jù)課本表9-4取背壓，為使快進(jìn)快退速度相等，選用差動(dòng)油缸，假定快進(jìn)、快退的回油壓力損失為。</p><p>　　3.1.2液壓缸尺寸的計(jì)算</p><p><b>　　由式得</b></p><p><b>　　液壓缸直徑</b></p>

23、<p><b>　　取標(biāo)準(zhǔn)直徑</b></p><p><b>　　因?yàn)?，所?lt;/b></p><p><b>　　則，液壓缸有效面積</b></p><p>　　3.1.3液壓缸的流量的計(jì)算</p><p><b>　　液壓缸的快進(jìn)流量</b>

24、;</p><p><b>　　液壓缸的工進(jìn)流量</b></p><p><b>　　液壓缸的工進(jìn)流量</b></p><p>　　3.1.4液壓缸工作腔壓力的計(jì)算</p><p>　　液壓缸的快進(jìn)壓力0.72</p><p>　　液壓缸的工進(jìn)壓力3.95</p>

25、<p>　　液壓缸的工進(jìn)壓力1.27</p><p>　　液壓缸在工作循環(huán)中各階段壓力、流量和功率見(jiàn)表2</p><p>　　表2液壓缸各階段壓力、流量和功率表</p><p>　　液壓缸的結(jié)構(gòu)基本上可分成缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置，以及排氣裝置五個(gè)部分。</p><p>　　3.1.5液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)<

26、/p><p>　　1）缸體與缸蓋的連接形式，采用常用的法蘭連接，其形式與工作壓力、缸體材料、工作條件有關(guān)。</p><p>　　2）活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu) 采用常見(jiàn)的整體式結(jié)構(gòu)。</p><p>　　3）活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu) 活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)，包括活塞桿與端蓋、導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)，以及密封、防塵、鎖緊裝置等。 </p><p>　　4）活塞及活

27、塞桿處密封圈的選用 活塞及活塞桿處密封圈的選用，應(yīng)根據(jù)密封部位、使用部位、使用的壓力、溫度、運(yùn)動(dòng)速度的范圍不同而選擇O型的密封圈。</p><p>　　5）液壓缸的緩沖裝置 液壓缸帶動(dòng)工作部件運(yùn)動(dòng)時(shí)，因運(yùn)動(dòng)件的質(zhì)量大，運(yùn)動(dòng)速度較高，則在達(dá)到行程終點(diǎn)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生液壓沖擊，甚至使活塞與缸筒端蓋產(chǎn)生機(jī)械碰撞。為防止此現(xiàn)象的發(fā)生，在行程末端設(shè)置緩沖裝置。常見(jiàn)的緩沖裝置有環(huán)狀間隙節(jié)流緩沖裝置，三角槽式節(jié)流緩沖裝置，可調(diào)緩

28、沖裝置。</p><p>　　6）液壓缸排氣裝置 對(duì)于速度穩(wěn)定性要求的機(jī)床液壓缸，則需要設(shè)置排氣裝置。</p><p>　　3.1.6液壓缸設(shè)計(jì)需要注意的事項(xiàng)</p><p>　　1）盡量使液壓缸有不同情況下有不同情況，活塞桿在受拉狀態(tài)下承受最大負(fù)載。</p><p>　　2）考慮到液壓缸有不同行程終了處的制動(dòng)問(wèn)題和液壓缸的排氣問(wèn)題，缸內(nèi)如

29、無(wú)緩沖裝置和排氣裝置，系統(tǒng)中需有相應(yīng)措施。</p><p>　　3）根據(jù)主機(jī)的工作要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，正確確定液壓缸的安裝、固定方式，但液壓缸只能一端定位。</p><p>　　4）液壓缸各部分的結(jié)構(gòu)需根據(jù)推薦結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)比較，盡可能做到簡(jiǎn)單、緊湊、加工、裝配和維修方便。</p><p>　　3.1.7液壓缸主要零件的材料和技術(shù)要求</p>&l

30、t;p><b>　　1）缸體 </b></p><p>　　材料---灰鑄鐵: HT200,HT350;鑄鋼：ZG25,ZG45</p><p>　　粗糙度---液壓缸內(nèi)圓柱表面粗糙度為</p><p>　　技術(shù)要求：a內(nèi)徑用H8-H9的配合</p><p>　　b缸體與端蓋采用螺紋連接，采用6H精度</p

31、><p><b>　　2）活塞</b></p><p>　　材料---灰鑄鐵：HT150,HT200</p><p>　　表面粗糙度---活塞外圓柱粗糙度</p><p>　　技術(shù)要求：活塞外徑用橡膠密封即可取f7~f9的配合，內(nèi)孔與活塞桿的配合可取H8。</p><p><b>　　3）活

32、塞桿</b></p><p>　　材料---實(shí)心：35鋼，45鋼；空心：35鋼，45鋼無(wú)縫鋼管</p><p>　　粗糙度---桿外圓柱粗糙度為</p><p>　　技術(shù)要求：a調(diào)質(zhì)20~25HRC</p><p>　　b活塞與導(dǎo)向套用 的配合，與活塞的連接可用 </p><p><b>　　4）

33、缸蓋</b></p><p>　　材料---35鋼，45鋼；作導(dǎo)向時(shí)用（耐磨）鑄鐵</p><p>　　粗糙度---導(dǎo)向表面粗糙度為 </p><p>　　技術(shù)要求：同軸度不大于</p><p><b>　　5）導(dǎo)向套</b></p><p>　　材料---青銅，球墨鑄鐵</p&

34、gt;<p>　　粗糙度---導(dǎo)向表面粗糙度為 </p><p>　　技術(shù)要求：a導(dǎo)向套的長(zhǎng)度一般取活塞桿直徑的60%~80%</p><p>　　b外徑D內(nèi)孔的同軸度不大于內(nèi)孔公差之半</p><p>　　3.2液壓泵的確定與所需功率的計(jì)算</p><p>　　3.2.1液壓泵的確定</p><p>　

35、　(1)確定液壓泵的最大工作壓力</p><p>　　前面已經(jīng)確定液壓缸的最大工作壓力為，選取進(jìn)油管路壓力損失，所以泵的工作壓力。這是高壓小流量的工作壓力。</p><p>　　由液壓系統(tǒng)圖知液壓缸快退時(shí)的工作壓力比快進(jìn)時(shí)大，取其壓力損失為，則快退時(shí)泵的工作壓力為這是低壓大流量泵的工作壓力。</p><p><b>　　(2)液壓泵的流量</b>

36、;</p><p>　　由液壓系統(tǒng)圖知，快進(jìn)時(shí)流量最大，其值為37.5L/min，若取系統(tǒng)泄漏系數(shù)K=1.2，則兩泵的總流量為</p><p>　　最小流量在工進(jìn)時(shí)，其值為0.85L/min，取K=1.2</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　由于溢流閥穩(wěn)定工作時(shí)的最小溢流量為3L/min故小泵流

37、量取3.5L/min。</p><p>　　根據(jù)以上計(jì)算，選用YB-D32/4型雙聯(lián)葉片泵。</p><p><b>　　(3)選擇電動(dòng)機(jī)</b></p><p>　　系統(tǒng)最大功率出現(xiàn)在快退工況，其數(shù)值如下式計(jì)算</p><p>　　式中——泵的總效率，取。</p><p>　　根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，

38、査電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品目錄，選Y112M-6型異步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速為940r/min，功率為2.2kw。</p><p>　　3.2.2閥類元件及輔助元件的選擇</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和通過(guò)各個(gè)閥類元件和輔助元件的流量，可選用這些元件的型號(hào)及規(guī)格（見(jiàn)下表）</p><p>　　3.2.3油管的選擇</p><p>　　(1)油管類型的選擇

39、 系統(tǒng)的工作壓力在6.5Mpa以下，為了便于裝配，使用軟管油路。</p><p>　　(2)油管尺寸的確定 </p><p><b>　　吸油管直徑：</b></p><p>　　(3)油管壁厚 </p><p>　　3.2.4油箱容量的確定</p><p>　　油箱容量可按經(jīng)驗(yàn)公式估算，取

40、</p><p>　　根據(jù)液壓泵站的油箱公稱容量系列（JB/T7938-1995），取油箱容量為250L</p><p>　　油箱公稱容量JB/T7938-1995（L）</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、《液壓與氣壓傳動(dòng)》 北京：機(jī)械工業(yè)出版社2007.

41、2（2009.1重印）</p><p>　　2、《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 北京：冶金出版社</p><p>　　3、《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》下冊(cè) 北京：化學(xué)工業(yè)出版社</p><p>　　4、《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》（液壓傳動(dòng)部分） 北京：機(jī)械工業(yè)出版社2007.2</p><p>　　5、《液壓工程手冊(cè)》上、下冊(cè)

42、 北京：機(jī)械工業(yè)出版社2007.2</p><p><b>　　設(shè)計(jì)心得</b></p><p>　　液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械課程當(dāng)中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我從各個(gè)方面都受到了專業(yè)課程設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，對(duì)液壓系統(tǒng)的有關(guān)各個(gè)零部件的有機(jī)結(jié)合有了更加深刻的認(rèn)識(shí)。</p><p>　　由于在設(shè)計(jì)方面我們沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)，理論知識(shí)學(xué)的不牢固，

43、在設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問(wèn)題，如：在選擇計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)件時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)誤差，如果是聯(lián)系緊密或者循序漸進(jìn)的，計(jì)算誤差會(huì)更大，在查表和計(jì)算上精度不夠。</p><p>　　在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用液壓傳動(dòng)課程及其他課程的理論知識(shí)在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中還培養(yǎng)出了我們的團(tuán)隊(duì)精神，大家共同解決了許多個(gè)人無(wú)法解決的問(wèn)題，在這些過(guò)程中我們深刻地認(rèn)識(shí)到了自己在知識(shí)的理解和接受應(yīng)用方面的

44、不足，在今后的學(xué)習(xí)過(guò)程中我們會(huì)更加努力和團(tuán)結(jié)。</p><p>　　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我想說(shuō)：為完成這次課程設(shè)計(jì)我們確實(shí)很辛苦，但苦中仍有樂(lè)，和同學(xué)們這十幾天的一起工作的日子，讓我們有說(shuō)有笑，相互幫助，配合默契，多少人間歡樂(lè)在這里灑下，大學(xué)里兩年的相處還趕不上這十來(lái)天的課程設(shè)計(jì)，我感覺(jué)我和同學(xué)們之間的距離更加近了。這個(gè)設(shè)計(jì)確實(shí)有點(diǎn)累，有很多繁雜的細(xì)節(jié)問(wèn)題需要處理，但當(dāng)我們真正的把它設(shè)計(jì)出來(lái)的時(shí)候，心中不免有一點(diǎn)興