关于SolidWorks下的模拟液压实验台介绍.doc
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1、设计任务书设计题目:基于SolidWorks下的模拟液压实验台设计要求:由教师组织学生进行设计动员和安全教育。要求学生在毕业设计时要做到以下几点:1、进行设计前,应熟练掌握SolidWorks,还要了解液压传动的基本原理、特点、使用,液压元件、液压辅件的工作原理、基本结构、特点、使用和维护,液压系统基本回路及其在典型设备中的应用,以及液压系统的基本设计方法。2、应集中精力进行设计,出现问题时,应向指导老师请教。3、毕业设计过程中要勤思考、勤问、勤做、勤总结,不断积累经验技巧,提高设计能力。设计进度要求:第一周:布置毕业设计任务;第二周:开始查资料,打稿;第三周:画图及修改底稿;第四周:完成电子
2、稿;第五周:检查电子稿及排版;第六周:修改电子稿及非标准零件;第七周:完成毕业设计;第八周:毕业答辩。指导教师(签名): I摘 要 在工科院校机械专业教学中,教学模型已成为教学手段的重要组成部分,但是传统的教学模型具有价格高、易损坏、不便携带、不能修改以及更新换代慢等缺点,已经远远不能满足现代教学的需要。然而计算机辅助设计CAD克服了传统教具的缺陷,利用三维CAD技术创建的计算机模型精度高、质感好、形象逼真、色彩丰富,还能将复杂的机械零件外形与内部结构以及零部件之间的装配关系充分地展示出来,同时加上动画效果,使教学的知识难点更加清晰、生动、形象。 本次设计针对液压实验台中的几种典型基本回路,利
3、用SolidWorks软件对各种液压元件进行了三维造型设计,并通过SolidWorks中强大的的装配功能组装成可以仿真运动的模拟实验台。此液压仿真实验台可通过更换不同的液压元件来实现多种液压基本回路的仿真模拟运动,从而达到不同的实验目的,从而能使学生更深刻的了解到液压传动的基本工作原理。关键词:叶片泵,液压缸,溢流阀,手动换向阀,仿真模拟运动II- 目录摘 要II1 简 介11.1 液压传动11.2 液压实验台12总方案设计32.1液压基本回路的拟定32.2液压系统原理分析32.3液压实验台的三维效果图43液压元件的建模53.1叶片泵的建模53.1.1叶片泵的分类53.1.2双作用叶片泵的结构
4、及原理63.1.3双作用叶片泵的三维建模73.2液压缸的建模83.2.1液压缸的分类83.2.2双作用单活塞杆式液压缸的结构及原理83.2.3双作用单活塞杆式液压缸的结构采用与三维建模93.3溢流阀的建模103.3.1溢流阀的分类103.3.2直动型溢流阀的结构及工作原理103.3.3直动型溢流阀的三维建模113.4换向阀的建模123.4.1换向阀的分类123.4.2手动换向阀的结构及工作原理123.4.3 手动换向阀的三维建模133.5液压辅助元件的建模143.5.1压力表的三维建模143.5.2油箱的三维建模143.5.3管件的三维建模153.5.4密封装置的三维建模164仿真模拟运动17
5、5 结 论18致 谢19参考文献20201 简 介1.1液压传动随着机械工业科技的发展,液压传动作为一种可以传递动力和进行控制的传动方式已经日益深入到生产、生活等各个领域。液压传动是利用液体的压力能来传递动力的一种传动形式,液压传动的过程是将机械能进行转换和传递的过程。其优点如下:1、液压传动装置能在运行中方便地实现无极调速,且调速范围最大可达1:2000。2、液压传动装运动平稳、反应快、惯性小,能高速启动,制动和换向。3、液压传动装置体积小、重量轻、结构紧凑。4、易于实现过载保护 。5、液压元件实现了标准化、系列化、通用化、便于设计,制造和使用。为了满足各个领域的需求,各高等工科院校需要培养
6、出大量的掌握液压传动基础知识和实验操作技能的技术工人、技术员、工程师,在原理繁多、结构复杂的液压传动课程中,直接、直观的液压实验显得尤为重要。1.2液压实验台液压传动综合教学实验台是根据现代教学特点和最新的液压传动课程教学大纲要求而设计的。它采用最先进的液压元件和新颖的模块化设计,构成了插接方便的系统组合。它满足高等院校、中等专业学校及职业技工学校的学生对进行液压传动课程的实验教学要求。可以培养和提高学生的设计能力、动手能力和综合运用能力,起到了加强设计性实验及综合运用的实践环节的作用。但是由于设备昂贵,系统维护困难,不能普遍的应用于各高等院校、中等专业学校及职业技工学校,产生了一定的局限性。
7、本次设计通过SolidWorks软件对压力控制回路的虚拟实验演示,使学生能够熟识压力控制回路中各液压元件的结构、性能及用途,并掌握这种控制回路的工作原理,以提高学生进行故障处理及解决问题的能力。主要特点如下:1、该系统全部采用SolidWorks软件对液压元器件进行建模,使用方便,可靠。2、可以快速的连接各个液压元件,保证实验组装随便、快捷。3、简明直观,对各元件内部结构及原理更容易使学生理解。4、使学生在实验演示中得到启示,从而激发起浓厚的学习兴趣。本液压实验台又称液压传动演示系统,它是液压传动实验教学器材的一种虚拟形式,它具有形象、直观、方便、可靠等优点,能演示出平常无法观察的各种效果,既
8、可作为学生实验又可作为教学演示。2 总方案设计2. 1液压基本回路的拟定任何复杂的液压系统,它总是由一些基本回路所组成的。所谓的基本回路就是由一定的液压元件所构成的用来完成特定功能的典型回路。液压基本回路按功能可分为速度控制回路、压力控制回路、方向控制回路和多缸顺序动作回路。本次设计是对基本回路中的压力控制回路的模拟实验演示,其液压回路是由双作用叶片泵、直动型溢流阀、液压缸、手动换向阀等元件组成。此外,还可以此基本回路为模板,将溢流阀调换为调速阀、节流阀、减压阀等不同性能的控制阀,从而实现不同液压回路的实验目的。2. 2液压系统原理分析本次设计是调定压力的简单的液压系统,其的简单的液压基本回路
9、图为 上图为压力控制回路的工作原理图,其工作原理为:当手动换向阀在左位时,活塞为工作行程,叶片泵的出口的压力由溢流阀调定,系统压力较高适用于重载慢速;手动换向阀在右位时,活塞作空程返回,系统压力较低适用于轻载快速。2. 3液压实验台的三维效果图通过Solidworks软件对液压实验台各元件进行建模与组装,形成如下图所示的仿真实验台,此实验台不仅清晰明了的表达出压力控制回路的结构与工作原理,而且外观新颖给人一种视觉的直观和美观。 3 液压元件的建模3.1叶片泵叶片泵在此实验台中作动力装置,其作用是向液压系统提供压力油。叶片泵具有结构紧凑,工作压力较高,流量脉动小,工作平稳,噪声低,寿命较长,应用
10、较广等优点。但对油液的污染也比较敏感,结构复杂,制造工艺要求比较高等缺点。3.1.1叶片泵的分类叶片泵可分单作用和双作用两种。转子每转一周,叶片在转子叶片槽内滑动两次,完成吸、排油各两次,称为双作用叶片泵。转子每转一周完成吸、排油各一次,则称为单作用叶片泵。与双作用叶片泵显著不同之处是,单作用叶片泵的定子内表面是一个圆形,铣有z个叶片槽的转子与定子见有一偏心量e,两端的配流盘上只有一个吸油窗口和一个压油窗口。每一叶片在转子槽内往复滑动一次,每相邻两叶片与定子、转子、配流盘组成密封腔容积,当转子旋转一周时,该密封腔容积发生一次增大和缩小的变化,容积增大时通过吸油窗口吸油,容积缩小时则通过压油窗口
11、将油压出。在吸油区和压油区之间,各有一段封油区将它们相互隔开,以保证正常工作。又因这种泵的转子受有不平衡的径向液压力,故又称非平衡式叶片泵。双作用叶片泵与单作用叶片泵相比,其流量均匀性好,转子体所受径向液压力基本平衡。双作用叶片泵一般为定量泵,单作用叶片泵一般为变量泵。此液压实验台采用双作用叶片泵作动力装置。3.1.2双作用叶片泵的结构及工作原理 图中为双作用叶片泵结构。它主要由壳体3、7,转子13,定子5,叶片4,配流盘2、6和主轴9等组成。转子13和定子5是同心的,定子内表面由八段曲面拼合而成:两段半径为R的大圆弧面、两段半径为r的小圆弧面以及连接圆弧面的四段过渡曲面 。当转子沿图示方向转
12、动时,叶片4在离心力和通往叶片底部压力油的作用下紧贴在定子的内表面上,在相邻叶片之间形成密封容腔。显然,右上角和左下角的密封容腔容积逐渐变大,所在的区域是吸油区;左上角和右下角的密封容腔容积逐渐变小,所在的区域是压油区。在吸油区和压油区上,配油机构提供了相应的吸油窗口和压油窗口,并用封油区将吸油区和压油区隔开。可以看出,当转子转一周时,每个工作容腔完成吸油、压油动作各两次,所以称为双作用叶片泵。这种泵的两个吸、压油区是径向对称分布的,所以作用在转子上的液压力是径向平衡的。显然,这种泵的排量是不可调的,只能做成定量泵。3.1.3双作用叶片泵的三维建模利用Solidworks软件对双作用叶片泵的定
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