液压与气压传动课程设计.docx

液压与气压传动课程设计学 号： 2011 姓 名： 专业班级： 机械设计制造及其自动化11-班指导教师： 日 期： 2014年7月12日 目录第一章 41.1课程设计的目的 41.2课程设计的要求 41.3课程设计的内容 4第二章 52.1设计要求及工况分析 52.2确定液压系统主要参数 62.3 选择液压元件 72.4液压系统性能验算 8参考文献 9摘要本课程设计是机械设计制造及其自动化专业的主要专业基础课和必修课，是在完成《液 压与气压传动》课程理论教学以后所进行的重要实践教学环节设计中要正确处理参考已有资料与创新的关系任何设计都不能凭空想象出来，利用已 有资料可以避免许多重复工作，加快设计进程，同时也是提高设计质量的保证关键词：实践 创新 设计SUMMARYThis course is designed to mechanical design and manufacturing and its automation major professi onal basic course and compulsory course, is the complete curriculum theory teaching of the hydraulic and pneumatic transmission of important practical teach ing link in the future.Desig n to correctly han dle the relati on ship betwee n refere nee data and inno vati on. Any design can't be imagined, the use of existing information can avoid many repetitive work, to speed up the desig n process, is also a guara ntee to improve the quality of desig n.KEY WORD:Practical Innovation Design第一章1.1课程设计的目的本课程是机械设计制造及其自动化专业的主要专业基础课和必修课，是在完成《液压与 气压传动》课程理论教学以后所进行的重要实践教学环节。

本课程的学习目的在于使学生综 合运用《液压与气压传动》课程及其它先修课程的理论知识和生产实际知识，进行液压传动 的设计实践,使理论知识和生产实际知识紧密结合起来，从而使这些知识得到进一步的巩固、 加深和扩展通过设计实际训练，为后续专业课的学习、毕业设计及解决工程问题打下良好 的基础1.2课程设计的要求(1) 液压传动课程设计是一项全面的设计训练，它不仅可以巩固所学的理论知识，也可 以为以后的设计工作打好基础在设计过程中必须严肃认真，刻苦钻研，一丝不苟，精益求 精2) 液压传动课程设计应在教师指导下独立完成教师的指导作用是指明设计思路，启 发学生独立思考，解答疑难问题，按设计进度进行阶段审查，学生必须发挥主观能动性，积 极思考问题，而不应被动地依赖教师查资料、给数据、定方案3) 设计中要正确处理参考已有资料与创新的关系任何设计都不能凭空想象出来，利 用已有资料可以避免许多重复工作，加快设计进程，同时也是提高设计质量的保证另外任 何新的设计任务又总有其特定的设计要求和具体工作条件，因而不能盲目地抄袭资料，必须 具体分析，创造性地设计4) 学生应按设计进程要求保质保量的完成设计任务1.3课程设计的内容液压传动课程设计一般包括以下内容：(1) 明确设计要求进行工况分析；(2) 确定液压系统主要参数；(3) 拟定液压系统原理图；(4) 计算和选择液压件；(5) 验算液压系统性能；(6) 结构设计及绘制零部件工作图；(7) 编制技术文件。

第二章2.1设计要求及工况分析1) 设计要求地坑垃圾送料系统主要由推板、地坑、五级液压缸、液压动力泵站及控制系统组成卸 料工位4个，液压缸行程10.13米，一次最多能将5T的垃圾推入地坑，推板速度1.5m/min 推板到位后退回，退回速度与推进速度相同2) 负载与运动分析查阅相关资料，垃圾堆与地面的静摩擦因素f =0.8,动摩擦因素f =0.6； 1t垃圾大约3m3,s d推板的尺寸可以选2mX2mX0.3m(aXbxh)(1) 工作负载工作负载即垃圾堆重量G=5x103X9.8=49000N(2) 摩擦阻力 推进启动静摩擦阻力：F =(G+G' )f = (5X103+2 X2 X0. 3 X 7 . 85X103)x 9.8X0.8=1.13X105“fs s推进动摩擦阻力：F =(G+G' )f = (5X103+2 X2 X0. 3 X 7 . 85X103)x 9.8X0.6=8. 48X104Nfd d退回启动静摩擦阻力：F =G' f =2 X2 X 0. 3 X 7 . 85X103X 9. 8 X0. 8=7 . 39X104Nfs2 s退回动摩擦阻力：F =G' f =2 X2 X 0. 3 X 7 . 85X103X 9. 8 X0. 6=5 . 54x104Nfd2 d设液压缸的机械效率nm=0-9，得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表i所列。

表1液压缸各阶段的负载和推力工况液压缸负载F液压缸推力(F/ncm速度V运动时间S/V(S)推进启动1.13X105Ncm1.26X105N00匀速推进8.48X104N9.42X104N1.5m/min405.2S退回启动7.39X104N8.21X104N1.5m/min405.2S退回启动5.54X104N6.16X104N00依据各工况时负载及运动时间计算结果表，可绘制负载行程图(F-S)和运动行程图(V-S)图2-1负载行程图(F-S)2.2 确定液压系统主要参数1) 初选液压缸工作压力液压缸选择双出杆活塞缸，由表10-14初选液压缸的工作压力P]=20MPa2) 计算液压缸尺寸由于推进与退回均采取匀速运动的形式，所以选择双出杆活塞缸作为液压元件由表 10-4选取液压缸的背压P2=0.8MPa液压缸杆腔面积为A,取液压缸n =0.9cmf=(p-p) n1 2 cm从而可得 1.26xl05=A(20xl06-0.8xl06)x0.94 x73 x LQ-im = 0 0^64n^ 96.4mm解得 A=7.29xl0-3m3\ k \依据 GB/T2348-1993(IS03320),选 D=100mm。

液压缸实际有效工作面积A'二兀/4xD2=7854mm2=78.54cm2验算满足最低速度要求的面积：调速阀节流调速系采用国产GE系列调速阀，型号AQF3-E66B，其q =35mL/min，已知的min给定速度为V =1.5m/minmin可知Amin二q /v =0.24cm2，满足要求min min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所列，由此绘制的液压缸工况图如图2-3所示表2液压缸各工况下压力、流量及功率计算表工况负载F回油腔压力P2/Mpa输入流量q/L/min进油腔压力P1/MPa输入功率P/Kw推进启动1.26X105N0.816.84推进匀速9.42X104N0.811.7812.802.53回退启动8.21X104N0.811.33回退匀速6.16X104N0.811.788.651.703）拟定液压系统图依据工况图可以得出：（1） 本系统采用叶片泵和溢流阀组成供油源；（2） 调速系统可采用调速阀出口节流调速回路，以满足推进和退回而且速度稳定要 求；（3） 速度换接方式选用行程挡铁控制行程开关使电磁铁换向阀切换来实现换向;（4） 换向阀可用三位四通电磁换向阀换向。

依据基本回路再加上必要的辅助装置（如滤油器、压力表等）可组成如图纸上所示的 液压系统2・3 选择液压元件1）确定液压泵的容量及电动机功率（1）液压泵的选择：取进油路的压力损失£Ap=0.3MPa，回路漏油系数K=1.1,则液压泵最高工作压力P =p +£App 1选取 P]=12.80+0.3=13.10MpaQp=Kq=1.1xi1.78=12.96L/Min依据计算选择单作用叶片泵，规格为YB1-16，其流量Qp=nv=960r/minX16ml/r=15.36L/min⑵确定电动机的功率HP-液压泵总效率，取耳p为0.62则 P=p q /qp=(12.80+0.3)xl0 6xl5.36x10 -3/(103x0.62x60)p p=5.411K w选择ZD系列锥形转子电动机，依据国标，选择ZD41-4型，P=7.5Kw2)选择液压控制阀根据液压泵的工作压力及通过阀的实际流量选取，本设计采用国产GE系列液压阀，各 阀规定规格如表3所示.表3各液压阀规定规格元件名称最大通流量L/min型号规格叶片泵15.36YB1-16溢流阀15.36YF-L20H三位四通电磁阀15.3634DF3D-E20B二位四通电磁阀15.3624DF3B-E20B单向调速阀15.36AQ-D10B-16节流阀15.36ZDAWZ41-150LB压力表开关一KF3-E1B滤油器15.36WUT60x100-J3) 确定油管直径及管接头油管流量 q=qp=15.36L/min 取压油管流速V=3m/sx 10-3 mm = 10.45mm丿 i4q |4 x 15.4 x 10-3d = =xu 60 x 3.14x 3查相关的机械手册可选用阴极铜管(GB/T 1527-1987),压油管道选用^14mmx^12mm, 吸油管道选用O22mmx©20mm,管接口选用扩口式管接头(GB/T5626.1-1985)油箱的容积 V=(5~10)q =(80~112)L2.4 液压系统性能验算(1)液压系统效率液压系统效率公式 n=npncnm查样本液压泵得叮0.62 ncm=°.9°在匀速运动过程中，V=1.5m/minnc=p1q1/ppqp=0.0146因而得 〃=0.62x0.9x0.0146=0.0082(2)液压系统的发热与温升叶片泵输入功率算得为6Kw,运动过程中，V=1.5m/min, 〃=0.0082系统发热量 QH=P(1-〃 )=6x(l—0.0082)=5.95Kw取系统传热系数K=15x10-3kW/(m2.。

C)取油箱的V=100L则油液温升近似AT=QH/(KA)算得△ T=27.6C油温温升不超过30度要求，若油箱过小，温升过高，可更换稍大的油箱或使用冷却液参考文献[1] 曾忆山液压与气压传动 合肥：合肥工业大学出版社，2008.[2] 何存兴液压元件北京：机械工业出版社，1982.[3] 周世昌液压系统设计图集。