设计一台专用铣床液压系统..pdf
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1、攀枝花学院本科课程设计(论文) 专用铣床液压系统 学生姓名: * 学生学号: * 院(系):机械工程学院 年级专业: 09级机制一班 指导教师: * 副教授 二一二年六月 攀枝花学院本科学生课程设计任务书 题目 A 半自动液压专用铣床液压系统 1、课程设计的目的 学生在完成液压传动与控制课程学习的基础上,运用所学的液压基本知识,根据 液压元件、 各种液压回路的基本原理,独立完成液压回路设计任务;从而使学生在完成液压 回路设计的过程中,强化对液压元器件性能的掌握,理解不同回路在系统中的各自作用。能 够对学生起到加深液压传动理论的掌握和强化实际运用能力的锻炼。 2、课程设计的内容和要求(包括原始数
2、据、技术要求、工作要求等) 设计一台用成型铣刀在加工件上加工出成型面的液压专用铣床,工作循环: 手工上料 自动夹紧工作台快进铣削进给工作台快退夹具松开手工卸料。 系统参数如附表序号 A列数据 。题号() 完成设计计算,拟定系统方案图,确定各液压元件的型号及尺寸,设计液压缸。 3、主要参考文献 1章宏甲主编, 液压与气压传动 ,机械工业出版社出版2007.1 2 路甬祥主编 . 液压 气动技术手册. 北京 . 机械工业出版社.20023雷天觉主编 . 液压工程手册. 北京 . 机械工业 出版社 .1990 4、课程设计工作进度计划 内容学时 明确机床对液压系统的要求,进行工作过程分析4 初步确定
3、液压系统的参数,进行工况分析和负载图的编制14 确定液压系统方案,拟订液压系统图4 确定液压制造元件的类型并选择相应的液压元件,确定辅助装置4 液压系统的性能验算2 液压油箱的结构设计,制图及编制技术文件12 合计1 周 指导教师 (签字)日期年月日 教研室意见: 年月日 学生 (签字): 接受任务时间:年月日 课程设计(论文)指导教师成绩评定表 题目名称 评分项目 分 值 得 分 评价内涵 工 作 表 现 20% 01 学习态度6 遵守各项纪律,工作刻苦努力,具有良好的科学 工作态度。 02 科学实践、调研7 通过实验、试验、查阅文献、深入生产实践等渠 道获取与课程设计有关的材料。 03 课
4、题工作量7 按期圆满完成规定的任务,工作量饱满。 能 力 水 平 35% 04 综合运用知识的能力10 能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题, 能正确处理实验数据,能对课题进行理论分析, 得出有价值的结论。 05 应用文献的能力5 能独立查阅相关文献和从事其他调研;能提出并 较好地论述课题的实施方案;有收集、加工各种 信息及获取新知识的能力。 06 设计(实验)能力,方案 的设计能力 5 能正确设计实验方案,独立进行装置安装、 调试、 操作等实验工作,数据正确、可靠;研究思路清 晰、完整。 07 计算及计算机应用能力5 具有较强的数据运算与处理能力;能运用计算机 进行资料搜集、加工、处理和
5、辅助设计等。 08 对计算或实验结果的分析 能力(综合分析能力、技 术经济分析能力) 10 具有较强的数据收集、分析、处理、 综合的能力。 成 果 质 量 45% 09 插图(或图纸)质量、篇 幅、设计(论文)规范化 程度 5 符合本专业相关规范或规定要求;规范化符合本 文件第五条要求。 10 设计说明书(论文)质量30 综述简练完整,有见解;立论正确,论述充分, 结论严谨合理;实验正确,分析处理科学。 11 创新10 对前人工作有改进或突破,或有独特见解。 成绩 指 导 教 师 评 语 指导教师签名:年月日 摘要 现代机械一般多是机械、电气、液压三者紧密联系,结合的一个综合体。液压 传动与机
6、械传动、 电气传动并列为三大传动形式,液压传动的设计在现代机械的 设计工作中占有重要的地位。因此, 液压传动课程是工科机械类各专业都开 设的一门重要课程。它既是一门理论课,也与生产实际有着密切的联系。为了学 好这样一门重要课程, 除了在教学中系统讲授以为, 还应设置课程设计教学环节, 使学生理论联系实际,掌握液压传动系统设计的技能和方法。 液压传动课程设计的目的主要有以下几点: 1、 综合运用液压传动课程及其他有关选修课程的理论知识和生产实际知识, 进行液压传动设计实践, 是理论知识和生产实践机密结合起来,从而使这些知识 得到进一步的巩固、加深提高和扩展。 2、在设计实践中学习和掌握通用液压元
7、件,尤其是各类标准元件的选用原 则和回路的组合方法, 培养设计技能,提高学生分析和嫁接生产实际问题的能力, 为今后的设计工作打下良好的基础。 3、通过设计,学生应在计算、绘图、运用和熟悉设计资料(包括设计手册、 产品样本、标准和规范)以及进行估算方面得到实际训练。 关键词现代机械,液压传动系统,液压传动课程设计 攀枝花学院课程设计ABSTARCT ABSTRACT Modern machinery is generally more mechanical, electrical, hydraulic three closely linked, combined with a complex.
8、Hydraulic and mechanical drive, electrical drive listed as the three traditional forms, the design of hydraulic system design in modern machinery occupies an important position. Therefore, the “hydraulic transmission“ program is the professional engineering machinery set up an all important course.
9、It is a theory course, also closely linked to actual production. To learn that an important course, in addition to teaching in teaching the system outside the teaching process should be to set curriculum to enable students to integrate theory with practice, master the hydraulic system design skills
10、and methods. Hydraulic transmission program is designed to mainly the following: 1, integrated use of hydraulic transmission programs and other pre-production of curriculum theory and practice is to conduct hydraulic design practice, is the theoretical knowledge and practical production secrets comb
11、ine to make this knowledge be further consolidated and deepened to improve and expand. 2, in the design of learning and master the common hydraulic components, in particular the selection of components of various Biaozhun principles and loop combination method Pei Yang design skills, improve student
12、 Fenxi and graft Shengchan practical problems, for the future design lay a sound basis. 3, by design, students should be in the computing graphics, and familiar with the use of design information (including design manuals, product samples, standards and specifications) as well as estimates for the p
13、ractical training. Keywords modern machinery, hydraulic system, hydraulic drive course design 攀枝花学院课程设计目录 目录 摘要 ABSTARCT 1、设计题目 5 2、工况分析5 2.1 负载分析5 2.2 运动分析 7 3、确定液压缸参数8 3.1 初选液压缸的工作压力8 3.2 确定液压缸尺寸8 3.3 液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率计算值 9 3.4 绘制液压缸工况图11 4、拟定液压系统图13 4.1 选择液压回路13 4.2 液压系统合成15 5、选择液压元件16 5.1 选择液
14、压泵和驱动电机16 5.2 选择控制元件16 5.3 选用辅助元件17 6、液压系统性能验算17 6.1 回路中压力损失17 6.1.1 工进时压力损失17 6.1.2 快退时压力损失18 6.2 确定液压泵工作压力20 6.3 液压系统的效率20 6.4 液压系统的发热温升验算20 7、油箱的设计21 7.1 壁厚、箱顶及箱顶元件的设计22 7.2 箱壁、清洗孔、吊耳、液位计的设计22 7.3 箱底、 放油塞及支架的设计22 7.4 油箱内隔板及除气网的设置23 参考文献24 总结24 攀枝花学院课程设计目录 致谢 24 攀枝花学院课程设计工况分析 1 设计题目 1.1 设计题目 设计一台专
15、用铣床, 铣头驱动电机的功率为6.78 千瓦,铣刀直径为 120mm , 转速 350转/ 分,如工作台质量为485公斤,工件和夹具的质量为146公斤,工 作台的行程为 438mm ,工进行程为 145mm ,快进快退速度为4.25 米/ 分,工进速 度为 601000毫米/ 分,其往复运动的加速(减速)时间为0.05 秒,工作台用平 导轨静摩擦系数0.2 s f,动摩擦系数0.1 d f,试设计该机床的液压系统。 2 工况分析 2.1 负载分析 根据给定条件,先计算工作台运动中惯性力 m F ,工作台与导轨的动摩擦阻 力 fd F 和静摩擦阻力 fs F 973 05.081.9 0708.
16、06130 m tg vF F G N (2-1) NFFfF GGdfd 631146048501.0)( 21 (2-2) NFFfF GGfs 1262146045002 .0 21s (2-3) 其中,NgmFG485010485 11 NgmFG 146010146 22 NFFF GGG 631014604850 21 由铣头的驱动电机功率可以求得铣削最大负载阻力 t F : t P F v 其中 3503.140.12 2.198 6060 n d m v s 所以, 3085 198.2 6780 v P Ft (2-4) 同时考虑到液压缸密封装置的摩擦阻力(取液压缸的机械效率
17、0.9 m ) , 工作台的液压缸在各工况阶段的负载值列于表2-1 中, 负载循环图如图 2-1 所示。 表 2-1 各阶段负载值 攀枝花学院课程设计工况分析 工况负载计算公式液压缸负载 F(N) 液压缸推力 0 F (N ) 起动 fs FF1262 1402 加速 fdm FFF1604 1782 快进fd FF 631 701 工进fdt FFF 3716 4128 反向起动 fs FF1262 1402 反向加速 fdm FFF 1604 1782 快退fd FF 631 701 F(N) 3716 1604 1262 631 100 200 300 400 -631 -1262 -1
18、604 图 2-1 负载循环图 攀枝花学院课程设计运动分析 2.2 运动分析 根据给定条件,快进、 快退速度为 0.0708m/s, 其行程分别为 293mm 和 438mm , 工进速度为 601000m/s(即 0.0010.0167m/s ) ,工进行程 145mm,绘出速度循 环图如图 2-2 所示。 2-2 速度循环图 攀枝花学院课程设计确定液压缸的参数 3 确定液压缸的参数 3.1 初选液压缸的工作压力 根据液压缸推力为4128N (表 2-1), 按表 11-2 (书)的推荐值,初选工作 压力为 5 10 10Pa. 3.2 确定液压缸尺寸 由于铣床工作台快进和快退速度相同,因此
19、选用单杆活塞式液压缸,并使 12 2AA, 快进时采用差动连接,因管路中有压力损失,快进时回油路压力损失 取 5 5 10pPa,快退时回油路压力损失亦取 5 5 10pPa。工进时,为使运动 平稳,在液压缸回路油路上须加背压阀,背压力值一般为 5 (510)10:Pa,选取背 压 5 2 6 10pPa。 根据 11220 p Ap AF, 可求出液压缸大腔面积 1 A 为 )(0059.0 10)65.0-10( 4128 5.0- 2 5 21 0 1 m pp F A (3-1) )(0.087 3.14 0.00594 3.14 4 1 m A D (3-2) 根据GB2348-80
20、 圆整成就近的标准值,得D=90mm,液压缸活塞杆直径 mmDd52.612根据 GB2348-80就近圆整成标准值d=62mm ,于是液压缸实 际有效工作面积为 222 1 0.0064m0.09 44 DA (3-3) 22222 2 0.0032m0.063-09. 0( 4 )d( 4 )DA (3-4) 攀枝花学院课程设计快进阶段 3.3液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率的计算值(见 表 3-1) 3.3.1 快进阶段 1、启动阶段 1402/ m F 1012 (/)/ () m pFAA 2 PO 故0.438MPa)/(A1402 211 Ap 2、加速阶段 1782/
21、m F 21ppp a057.1 10)3264/()1032105.01782( )/()/( / 446 212m1 2211 MP AApAFp ApFAp m 3、恒速阶段 701/ m F 21 ppp a719.0 1032/)1032105.0701( )/()/( / 446 2121 2211 MP AApAFp ApFAp m m 又因为 min/6.13min/1013.64.251032)( 334 21 LmvAAq?(3-9) 故输入功率为:wqpPk09928.060/106.1310438.0 36 1? 3.3.2 工进阶段 NF4128/ m2 0.6pMP
22、a a945.0 1064/)1032106. 04128(/ )/( / 446 1221 2211 MP AApFp ApFAp m m 因为: 43 12 64 101.0/ min6.4/ minqAmL(3-11) 或: 433 12 64 100.060.384 10/ min0.384/ minqAvmL 故输入功率为:kwqpP1008.060/104.610945.0 36 1? (3-12) 攀枝花学院课程设计快进阶段 或:kwqpP329.010384.010945.0 36 1? 3.3.3 快退阶段 1、启动阶段 1402/ m F 12 (/)/ m pFA 2 0
23、p 故0.438MPa)/(A1402 211 Ap 2、加速阶段 NF1782/ m2 0.5 a PMP MPa AApFp ApFAp m m 56.1 1032/)1064105.01782( /)/( / 446 2121 1221 3、恒速阶段 NF701/ m2 0.5pMPa MPa AApFp ApFAp m m 22.1 1032/)1064105.0701( /)/( / 446 2121 1221 又因为 min/6.13 min/106.13 25.41032 33 4 32 L m vAq ? 故输入功率为: P kw qpP 277. 0 60/106 .1310
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