液壓系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū).doc

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1、《液壓傳動(dòng)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)》指導(dǎo)書(shū)江蘇科技大學(xué)機(jī)械電子工程教研室2008年05月28日第一章液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)是整機(jī)設(shè)計(jì)的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)液壓控制部分的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)主要包括液壓系統(tǒng)工況分析和系統(tǒng)的確定、液壓系統(tǒng)參數(shù)的確定、液壓系統(tǒng)圖的擬定、液壓元件的計(jì)算和選取等。通常設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)的步驟和內(nèi)容大致如下：（1）明確設(shè)計(jì)要求、進(jìn)行工況分析；（2）確定液壓系統(tǒng)的主要性能參數(shù)；（3）擬定液壓系統(tǒng)原理圖；（4）計(jì)算和選擇液壓元件；（5）估算液壓系統(tǒng)的性能；（6）繪制工作圖，編寫(xiě)技術(shù)文件。上述步驟中各項(xiàng)工作內(nèi)容有時(shí)需要穿插、交錯(cuò)進(jìn)行。對(duì)某些比較復(fù)雜的問(wèn)題，

2、需經(jīng)過(guò)多次反復(fù)才能最后確定。圖1為液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)流程。圖1液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)流程§1.1液壓系統(tǒng)使用要求和負(fù)載特性分析1.液壓系統(tǒng)使用要求主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的使用要求是設(shè)計(jì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的依據(jù)。因此設(shè)計(jì)開(kāi)始，首先必須搞清下列問(wèn)題：（1）主機(jī)概況1）主機(jī)的用途、總體布局、主要結(jié)構(gòu)、技術(shù)參數(shù)與性能要求。2）主機(jī)對(duì)液壓裝置在位置布置和空間尺寸以及質(zhì)量上的限制。3）主機(jī)的工藝流程或工作循環(huán)、作業(yè)環(huán)境等。（2）液壓系統(tǒng)的任務(wù)與要求1）液壓系統(tǒng)應(yīng)完成的動(dòng)作，液壓執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方式（移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)）及其工作范圍。2）液壓執(zhí)行元件的負(fù)載大小及負(fù)載性質(zhì)，運(yùn)動(dòng)速度的大小及其

3、變化范圍。3）液壓執(zhí)行元件的動(dòng)作順序及聯(lián)鎖關(guān)系，各動(dòng)作的同步要求及同步精度。4）對(duì)液壓系統(tǒng)工作性能的要求，如運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、定位精度、轉(zhuǎn)換精度、自動(dòng)化程度、工作效率、溫升、振動(dòng)、沖擊與噪聲、安全性與可靠性等。5）對(duì)液壓系統(tǒng)的工作方式及控制方式的要求。（3）液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境與條件1）周?chē)橘|(zhì)、環(huán)境溫度、濕度大小、風(fēng)砂與塵埃情況、外界沖擊振動(dòng)等。2）防火與防爆要求。（4）經(jīng)濟(jì)性與成本等方面的要求2.負(fù)載特性分析負(fù)載特性分析是擬定液壓系統(tǒng)方案、選擇或設(shè)計(jì)液壓元件的依據(jù)。它包括：動(dòng)力參數(shù)分析和運(yùn)動(dòng)參數(shù)分析兩部分。液壓系統(tǒng)承受的負(fù)載可由主機(jī)的規(guī)格規(guī)定，可由樣機(jī)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，

4、也可以由理論分析確定。當(dāng)用理論分析確定系統(tǒng)的實(shí)際負(fù)載時(shí)，必須仔細(xì)考慮它所有的組成項(xiàng)目，例如：工作負(fù)載（切削力、擠壓力、彈性塑性變形抗力、質(zhì)量等）、慣性負(fù)載和阻力負(fù)載（摩擦力、背壓力）等。此外必須注意負(fù)載的性質(zhì)：是單向負(fù)載還是雙向負(fù)載，是恒定負(fù)載還是變化負(fù)載；是否存在負(fù)值負(fù)載，是否有與液壓缸軸線不重合的負(fù)載。對(duì)于復(fù)雜的液壓系統(tǒng)，尤其是有多個(gè)液壓執(zhí)行元件同時(shí)動(dòng)作的系統(tǒng)，通過(guò)動(dòng)力參數(shù)分析，繪制出如圖2a所示的負(fù)載圖，以確定系統(tǒng)工作壓力；通過(guò)運(yùn)動(dòng)參數(shù)分析，繪制出如圖2b所示的速度圖，以選定系統(tǒng)所需流量。同時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載圖和速度圖，可以繪制出液壓系統(tǒng)的功率圖，從中確定液

5、壓系統(tǒng)所需的功率。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的液壓系統(tǒng)時(shí)，負(fù)載圖和速度圖均可省略不畫(huà)。圖2液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的負(fù)載圖和速度圖a）負(fù)載圖b）速度圖1）動(dòng)力參數(shù)分析動(dòng)力參數(shù)分析就是通過(guò)計(jì)算確定各液壓執(zhí)行元件的載荷大小和方向，并分析各執(zhí)行元件在工作過(guò)程中可能產(chǎn)生的沖擊、振動(dòng)及過(guò)載等情況。液壓缸的外負(fù)載力F和液壓馬達(dá)的外負(fù)載轉(zhuǎn)矩T可按表1計(jì)算。根據(jù)計(jì)算所得的外負(fù)載就可繪制出上述負(fù)載圖。2）運(yùn)動(dòng)參數(shù)分析運(yùn)動(dòng)參數(shù)分析就是研究主機(jī)依據(jù)工藝要求應(yīng)以何種運(yùn)動(dòng)規(guī)律完成一個(gè)工作循環(huán)，即研究運(yùn)動(dòng)的形式（是平移、回轉(zhuǎn)或擺動(dòng)）、運(yùn)動(dòng)的速度大小和變化范圍、運(yùn)動(dòng)行程長(zhǎng)短、運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律（循環(huán)過(guò)程與周期）等。依據(jù)這些

6、分析就可作出上述速度圖。表1液壓缸的外負(fù)載力F及液壓馬達(dá)的外負(fù)載轉(zhuǎn)矩T計(jì)算公式表2摩擦因數(shù)表3背壓壓力§1.2液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)：根據(jù)主機(jī)的工作情況、主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求、液壓系統(tǒng)的工作條件和環(huán)境條件以及成本、經(jīng)濟(jì)性、供貨情況等諸多因素，進(jìn)行全面、綜合的設(shè)計(jì)，從而擬定出一個(gè)各方面比較合理的、可實(shí)現(xiàn)的液壓系統(tǒng)的方案。內(nèi)容包括：●執(zhí)行元件形式的分析與選擇；●油路循環(huán)方式的分析與選擇；●油源類(lèi)型的分析與選擇；●液壓回路的分析、選擇與合并。1.執(zhí)行元件形式的分析與選擇液壓系統(tǒng)采用的執(zhí)行元件的形式，視主機(jī)所要實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)種類(lèi)和性質(zhì)而定，可按表4來(lái)選擇。表4

7、液壓執(zhí)行元件形式的選擇2.油路循環(huán)方式的分析與選擇液壓系統(tǒng)油路循環(huán)方式為開(kāi)式和閉式兩種，它們各自的特點(diǎn)及其相互比較見(jiàn)表5。表5開(kāi)式系統(tǒng)與閉式系統(tǒng)的比較油路循環(huán)方式的選擇主要取決于液壓系統(tǒng)的調(diào)速方式和散熱條件。一般說(shuō)來(lái)，凡備有較大空間可以存放油箱且不需另設(shè)散熱裝置的系統(tǒng)、要求結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單的系統(tǒng)、采用節(jié)流調(diào)速或容積－節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，均宜采用開(kāi)式系統(tǒng)。例如，泵向多個(gè)液壓執(zhí)行元件供油且功率較小的機(jī)器（如組合機(jī)床、磨床等）、內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)器（如鏟車(chē)、高空作業(yè)車(chē)、液壓汽車(chē)起重機(jī)、裝載機(jī)及挖掘機(jī)等）以及固定機(jī)械。凡允許采用輔助泵進(jìn)行補(bǔ)油并通過(guò)換油來(lái)達(dá)到冷卻目的的系統(tǒng)、對(duì)工作

8、穩(wěn)定性和效率有較高要求的