液压系统课程设计指导书.doc

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1、《液压传动系统课程设计》指导书江苏科技大学机械电子工程教研室2008年05月28日第一章液压系统的设计与计算液压系统设计是整机设计的重要组成部分，是实现整个系统液压控制部分的关键。设计主要包括液压系统工况分析和系统的确定、液压系统参数的确定、液压系统图的拟定、液压元件的计算和选取等。通常设计液压系统的步骤和内容大致如下：（1）明确设计要求、进行工况分析；（2）确定液压系统的主要性能参数；（3）拟定液压系统原理图；（4）计算和选择液压元件；（5）估算液压系统的性能；（6）绘制工作图，编写技术文件。上述步骤中各项工作内容有时需要穿插、交错进行。对某些比较复杂的问题，

2、需经过多次反复才能最后确定。图1为液压传动系统的一般设计流程。图1液压传动系统的一般设计流程§1.1液压系统使用要求和负载特性分析1.液压系统使用要求主机对液压系统的使用要求是设计液压传动系统的依据。因此设计开始，首先必须搞清下列问题：（1）主机概况1）主机的用途、总体布局、主要结构、技术参数与性能要求。2）主机对液压装置在位置布置和空间尺寸以及质量上的限制。3）主机的工艺流程或工作循环、作业环境等。（2）液压系统的任务与要求1）液压系统应完成的动作，液压执行元件的运动方式（移动、转动或摆动）及其工作范围。2）液压执行元件的负载大小及负载性质，运动速度的大小及其

3、变化范围。3）液压执行元件的动作顺序及联锁关系，各动作的同步要求及同步精度。4）对液压系统工作性能的要求，如运动平稳性、定位精度、转换精度、自动化程度、工作效率、温升、振动、冲击与噪声、安全性与可靠性等。5）对液压系统的工作方式及控制方式的要求。（3）液压系统的工作环境与条件1）周围介质、环境温度、湿度大小、风砂与尘埃情况、外界冲击振动等。2）防火与防爆要求。（4）经济性与成本等方面的要求2.负载特性分析负载特性分析是拟定液压系统方案、选择或设计液压元件的依据。它包括：动力参数分析和运动参数分析两部分。液压系统承受的负载可由主机的规格规定，可由样机通过实验测定，

4、也可以由理论分析确定。当用理论分析确定系统的实际负载时，必须仔细考虑它所有的组成项目，例如：工作负载（切削力、挤压力、弹性塑性变形抗力、质量等）、惯性负载和阻力负载（摩擦力、背压力）等。此外必须注意负载的性质：是单向负载还是双向负载，是恒定负载还是变化负载；是否存在负值负载，是否有与液压缸轴线不重合的负载。对于复杂的液压系统，尤其是有多个液压执行元件同时动作的系统，通过动力参数分析，绘制出如图2a所示的负载图，以确定系统工作压力；通过运动参数分析，绘制出如图2b所示的速度图，以选定系统所需流量。同时，根据系统负载图和速度图，可以绘制出液压系统的功率图，从中确定液

5、压系统所需的功率。设计简单的液压系统时，负载图和速度图均可省略不画。图2液压系统执行元件的负载图和速度图a）负载图b）速度图1）动力参数分析动力参数分析就是通过计算确定各液压执行元件的载荷大小和方向，并分析各执行元件在工作过程中可能产生的冲击、振动及过载等情况。液压缸的外负载力F和液压马达的外负载转矩T可按表1计算。根据计算所得的外负载就可绘制出上述负载图。2）运动参数分析运动参数分析就是研究主机依据工艺要求应以何种运动规律完成一个工作循环，即研究运动的形式（是平移、回转或摆动）、运动的速度大小和变化范围、运动行程长短、运动变化规律（循环过程与周期）等。依据这些

6、分析就可作出上述速度图。表1液压缸的外负载力F及液压马达的外负载转矩T计算公式表2摩擦因数表3背压压力§1.2液压系统方案设计液压系统方案设计：根据主机的工作情况、主机对液压系统的技术要求、液压系统的工作条件和环境条件以及成本、经济性、供货情况等诸多因素，进行全面、综合的设计，从而拟定出一个各方面比较合理的、可实现的液压系统的方案。内容包括：●执行元件形式的分析与选择；●油路循环方式的分析与选择；●油源类型的分析与选择；●液压回路的分析、选择与合并。1.执行元件形式的分析与选择液压系统采用的执行元件的形式，视主机所要实现的运动种类和性质而定，可按表4来选择。表4

7、液压执行元件形式的选择2.油路循环方式的分析与选择液压系统油路循环方式为开式和闭式两种，它们各自的特点及其相互比较见表5。表5开式系统与闭式系统的比较油路循环方式的选择主要取决于液压系统的调速方式和散热条件。一般说来，凡备有较大空间可以存放油箱且不需另设散热装置的系统、要求结构尽可能简单的系统、采用节流调速或容积－节流调速的系统，均宜采用开式系统。例如，泵向多个液压执行元件供油且功率较小的机器（如组合机床、磨床等）、内燃机驱动的机器（如铲车、高空作业车、液压汽车起重机、装载机及挖掘机等）以及固定机械。凡允许采用辅助泵进行补油并通过换油来达到冷却目的的系统、对工作

8、稳定性和效率有较高要求的