毕业设计-液压伺服系统设计
液压伺服系统设计
课程设计名称：液压伺服系统设计题目：机电一体化课程设计学生姓名：
专业：机电一体化
学号：
指导教师：
日期：2009/10/3
目录
1 前言 (2)
2 总体方案设计 (4)
2.1 总体分析 (4)
2.2 方案框图 (4)
3 单元模块设计 (5)
3.1 键盘与显示模块 (5)
3.1.1 模块工作原理 (5)
3.1.2 芯片CH452介绍 (6)
3.1.2.1 特点 (6)
3.1.2.2 显示驱动原理 (7)
3.2 单片机控制单元模块电路 (9)
3.2.1 控制原理 (9)
3.2.2 光电耦合电路 (10)
3.2.3 芯片介绍 (11)
3.3串行通信模块 (14)
3.3.1 RS232通信协议 (14)
3.3.2 串行通信电路 (15)
4 电机与电气控制电路设计 (17)
4.1 步进电机模块 (17)
4.1.1 步进电机的工作原理 (17)
4.2.2 步进电机的步距角与工作拍数 (19)
4.3.3 步进电机的频率特性 (20)
4.2 交流电机正反转控制原理 (22)
4.3 交流电机的星—三角形启动 (23)
4.4 电气元件介绍 (23)
5 设计总结、致谢 (25)
6 参考文献 (26)
附录Ⅰ：单片机控制系统电路原理图设计 (27)
附录Ⅱ:电气控制原理图1 (28)
附录Ⅲ:电气控制原理图2 (29)
机电一体化综合课程设计
摘要：本设计是完成一两坐标步进电机驱动运动工作台控制系统的设计；完成
交流电机启停的电气控制系统设计。其硬件部分共包括键盘操作、单片机控制、
输入电路、控制电路、显示电路等五个主要组成部分。设计的总体思路是准确安
全的对工作台和电机进行控制。
位置信号和按键信息通过传输线传送给单片机和键盘接口芯片，数据经过处理，将按键信息串行方式传送给单片机，单片机通过相应的程序，向控制回路发
送控制信号，进而控制工作台的动作，实现对硬件设备的控制。
关键词：键盘操作，单片机控制，数码管显示。
1 前言
机电一体化是以机械技术和电子技术为主题，多门技术学科相互渗透、相互结合的产物，是正在发展和逐渐完善的一门新兴的边缘学科。机电一体化使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了以“机电一体化”为特征的发展阶段。
本设计中提到的微机数控机床是利用单板或单片微机对机床运动轨迹进行数控及对机床辅助功能动作进行程序控制的一种自动化机械加工设备。采用微机数控机床进行机械加工的最大优点是能够有效地提高中、小批零件的加工生产率，保证加工质量。此外，由于微型计算机具有价格低、体积小、性能可靠和使用灵活等特点，微机数控机床的一次性投资比全功能数控机床节省得多，且又便于一般工人掌握操作和维修。因此将专用机床设计成微机数控机床已成为机床设计的发展方向之一。本设计中用到的步进电机是一种将数字信号直接转换
成角位移或线位移的控制驱动元件，具有快速起动和停止的特点。其驱动速度和指令脉冲能严格同步，具有较高的重复定位精度，并能实现正反转和平滑速度调节。它的运行速度和步距不受电源电压波动及负载的影响，因而被广泛应用于数模转换、速度控制和位置控制系统。
本设计完成了如下要求：
（1）单片机控制系统电路原理图的设计
（2）控制系统电路印制版的绘制
（3）利用单片机编程实现两坐标系统的手动、自动和回位等运动
（4）实现两坐标工作台极限移动的保护及显示、报警
（5）设计交流电机的点动、正反转控制和星-三角形启动的电气控制原理图
（6）电气控制电路有相应的保护电路（过载、过压、欠压等）
（7）熟悉机电系统常用元器件（PLC、交流电机、直流电机、步进电机）
此次“机电一体化课程设计”主要简单设计出数控机床系统，其实离实际真正工业用数控机床还有很大的距离。经过小组讨论，拟设计两坐标步进电机驱动运动工作台控制系统和交流电机启停的电器控制系统，单元模块包括：单片机控制电路，键盘接口电路，键盘电路，显示电路，输入电路，控制电路，PC接口电路等。由于时间仓促和自己知识水平有限，在设计中难免会有些许瑕疵，恳请老师指正。
2 总体方案设计
2.1 总体分析
本次设计实现的是一两座标步进电机驱动运动工作台控制系统的设计。设计采用单片机对系统进行控制，单片机的包括键盘与显示的控制、与PC 机的串口通讯、以及电机输入输入输出信号的控制。电机的输入信号包含报警监测，在机床边缘运用一个接近开关即可实现此目的。
2.2 方案框图
单片机作为控制的核心，一方面对机床的运动方向和位移量进行控制，另外还将与键盘
对应的位移信息显示在LED 上，并实现与PC 机的通信以及对报警的处理。
三相交流
单片机
HD7279A
4*8键盘
8LED 显示
串行通信
光电隔离 光电隔离 功率接口 功率接口 步进电机X
步进电机Y
行程开关
工作台
至上位即
继电器控制
图2.1 总体方案设计图
3 单元模块设计
3.1 键盘与显示模块
3.1.1 模块工作原理
本单元模块电路的功能是通过对单片机编程，使当前按键信息在8个LED 上显示出来，由芯片CH452来对数码管进行驱动，并对键盘进行扫描。
图3.1所示为一来个八位LED 动态显示电路。在同一时刻，如果各位位选线都处于选通状态的话，8位LED 将显示相同的字符。若要各位LED 能够同时显示出与本位相应的显示字符，就必须采用动态显示方式，即在某一时刻，只让某一位的位选线处于选通状态，而其他各位的位选线则处于关闭状态，同时，段码线上输出相应位要显示的字符段码。这样，在同一时刻，8位LED 中只有选通的那一位显示出字符，而另一位则是熄灭的。同样，在下一时刻，只让下一位的位选线处于选通状态，在段码线上输出将要显示字符的段码，则同一时刻，只有选通位显示出相应的字符，而其他各位则是熄灭的。如此循环下去，就可以使两位分别显示出将要显示的字符。
虽然这些字符是在不同时刻出现的，而在同一时刻，只有一位显示，其他各位熄灭，但由于LED 显示器的余辉和人眼的视觉暂留作用，只要每位显示间隔时间足够短，则可以造成多位同时亮的假象，达到同时显示的效果。
SEG015SEG116SEG217SEG318SEG419SEG520SEG621SEG7
22
DIG01DIG12DIG23DIG34DIG45DIG56DIG67DIG7
8
VCC 23ADDR
25
H3L214GND 9GND 10
R ST
12
INT
24
SC L 27SDA
26
C H452
R 66
200
C 2
220
C 1
0.1
VCC
K0
K8
8×1N4001
8×2K
图3.1 显示单元模块电路图
键盘的扫描原理与数码管的扫描显示原理类似，依次将矩阵键盘的某行或某列置一，再逐个判断改行或该列上是否有信号为高，有则说明两座标相交处的按键按下了。
3.1.2 芯片CH452介绍
CH452是数码管显示驱动和键盘扫描控制芯片。CH452 内置时钟振荡电路，可以动态驱动8 位数码管或者64 位LED，具有BCD 译码、闪烁、移位、段位寻址、光柱译码等功能；同时还可以进行64键的键盘扫描；CH452 通过可以级联的4线串行接口或者2 线串行接口与单片机等交换数据；并且可以对单片机提供上电复位信号。
图3.2 CH452工作原理图
3.1.2.1 特点
（1）显示驱动
●内置电流驱动级，段电流不小于15mA，字电流不小于80mA。
●动态显示扫描控制，直接驱动8 位数码管、64 位发光管LED 或者64 级光柱。
●可选数码管的段与数据位相对应的不译码方式或者BCD 译码方式。
●BCD 译码支持一个自定义的BCD 码，用于显示一个特殊字符。
●数码管的字数据左移、右移、左循环、右循环。
●各数码管的数字独立闪烁控制，可选快慢两种闪烁速度。
●任意段位寻址，独立控制各个LED 或者各数码管的各个段的亮与灭。
●64 级光柱译码，通过64 个LED 组成的光柱显示光柱值。
●扫描极限控制，支持1 到8 个数码管，只为有效数码管分配扫描时间。
●可以选择字驱动输出极性，便于外部扩展驱动电压和电流。
（2）键盘控制
●内置64 键键盘控制器，基于8×8 矩阵键盘扫描。
●内置按键状态输入的下拉电阻，内置去抖动电路。
●键盘中断，可以选择低电平有效输出或者低电平脉冲输出。
●提供按键释放标志位，可供查询按键按下与释放。
●支持按键唤醒，处于低功耗节电状态中的CH452 可以被部分按键唤醒。
3、外部接口
●同一芯片，可选高速的4 线串行接口或者经济的2 线串行接口。
● 4 线串行接口：支持多个芯片级联，时钟速度从0 到2MHz，兼容CH451 芯片。
● 4 线串行接口：DIN 和DCLK 信号线可以与其它接口电路共用，节约引脚。
● 2 线串行接口：支持两个CH452 芯片并联（由ADDR 引脚电平设定各自地址）。
● 2 线串行接口：时钟速度从500Hz 到200KHz，兼容两线I2C 总线，节约引脚。
●内置上电复位，可以为单片机提供高电平有效和低电平有效复位输出。
4、其它
●内置时钟振荡电路，不需要外部提供时钟或者外接振荡元器件，更抗干扰。
●支持低功耗睡眠，节约电能，可以被按键唤醒或者被命令操作唤醒。
●可选两种封装：SOP28、DIP24S，引脚与CH451 芯片兼容。
●经过授权采用了1 项专利技术，低成本，简便易用。
3.1.2.2 显示驱动原理
CH452对数码管和发光管采用动态扫描驱动，顺序为DIG0 至DIG7，当其中一个引脚吸入电流时，其它引脚则不吸入电流。CH452内部具有电流驱动级，可以直接驱动0.5英寸至1 英寸的共阴数码管，段驱动引脚SEG6～SEG0 分别对应数码管的段G～段A，段驱动引脚SEG7 对应数码管的小数点，字驱动引脚DIG7～DIG0分别连接8 个数码管的阴极；CH452 也可以连接8×8矩阵的发光二级管LED阵列或者64 个独立发光管或者64级光柱；CH452可以改变字驱动输出极性以便直接驱动共阳数码管（不译码方式），或者通过外接反相驱动器支持共阳数码管，或者外接大功率管支持大尺寸的数码管。
CH452支持扫描极限控制，并且只为有效数码管分配扫描时间。当扫描极限设定为1时，唯一的数码管DIG0 将得到所有的动态驱动时间，从而等同于静态驱动；当扫描极限设定为8 时，8 个数码管DIG7～DIG0各得到1/8的动态驱动时间；当扫描极限设定为4 时，4个数码管DIG3～DIG0 各得到1/4 的动态驱动时间，此时各数码管的平均驱动电流将比扫描极限为8时增加一倍，所以降低扫描极限可以提高数码管的显示亮度。
CH452内部具有8 个8 位的数据寄存器，用于保存8 个字数据，分别对应于CH452所驱动的8个数码管或者8 组每组8 个的发光二极管。CH452支持数据寄存器中的字数据左移、右移、左循环、右循环，并且支持各数码管的独立闪烁控制，在字数据左右移动或者左右循环移动的过程中，闪烁控制的属性不会随数据移动。
CH452 支持任意段位寻址，可以用于独立控制64 个发光管LED 中的任意一个或者数码管中的特定段（例如小数点），段位编址顺序与键盘编址一致，编址从00H 到3FH。当用“段位寻址置1”命令将某个地址的段位置1 后，该地址对应的发光管LED 或者数码管的段会点亮，
该操作不影响任何其它LED 或者数码管其它段的状态。
CH452支持64级的光柱译码，用64 个发光管或者64级光柱表示65种状态，加载新的光柱值后，编址小于指定光柱值的发光管会点亮，而大于或者等于指定光柱值的发光管会熄灭。
CH452默认情况下工作于不译码方式，此时8个数据寄存器中字数据的位7～位0分别对应8 个数码管的小数点和段G～段A，对于发光二极管阵列，则每个字数据的数据位唯一地对应一个发光二级管。当数据位为1时，对应的数据管的段或者发光管就会点亮；当数据位为0 时，则对应的数据管的段或者发光管就会熄灭。例如，第三个数据寄存器的位0为1，所以对应的第三个数码管的段A点亮。通过设定，CH452 还可以工作于BCD译码方式，该方式主要应用于数码管驱动，单片机只要给出二进制数BCD 码，由CH452 将其译码后直接驱动数码管显示对应的字符。BCD 译码方式是指对数据寄存器中字数据的位4～位0进行BCD译码，控制段驱动引脚SEG6～SEG0的输出，对应于数码管的段G～段A，同时用字数据的位7 控制段驱动引脚SEG7 的输出，对应于数码管的小数点，字数据的位6和位5不影响BCD译码。下表为数据寄存器中字数据的位4～位0 进行BCD 译码后，所对应的段G～段A 以及数码管显示的字符。参考下表，如果需要在数码管上显示字符0，只要置入数据0xx00000B 或者00H；需要显示字符0.（0 带小数点），只要置入数据1xx00000B 或者80H；类似地，数据1xx01000B或者88H 对应于字符8.（8 带小数点）；数据0xx10011B 或者13H 对应于字符=；数据0xx11010B 或者1AH 对应于字符.（小数点）；数据0xx10000B或者10H对应于字符（空格，数码管没有显示）；数据0xx11110B 或者1EH 对应于自定义的特殊字符，由“自定义BCD 码”命令定义。
3.1.2.2 键盘扫描原理
CH452 的键盘扫描功能支持8×8 矩阵的64 键键盘。在键盘扫描期间，DIG7～DIG0 引脚用于列扫描输出，SEG7～SEG0 引脚都带有内部下拉电阻，用于行扫描输入。当启用键盘扫描功能后，4线串行接口中的DOUT 引脚的功能由串行接口的数据输出变为键盘中断输出以及按键数据输出。
CH452 定期在显示驱动扫描过程中插入键盘扫描。在键盘扫描期间，DIG7～DIG0 引脚按照DIG0至DIG7 的顺序依次输出高电平，其余7个引脚输出低电平；SEG7～SEG0引脚的输出被禁止，当没有键被按下时，SEG7～SEG0都被下拉为低电平；当有键被按下时，例如连接DIG3与SEG4的键被按下，则当DIG3输出高电平时SEG4 检测到高电平；为了防止因为按键抖动或者外界干扰而产生误码，CH452实行两次扫描，只有当两次键盘扫描的结果相同时，按键才会被确认有效。如果CH452检测到有效的按键，则记录下该按键代码，并通过4 线串行接口中的DOUT 引脚或者2 线串行接口中的INT#引脚产生低电平有效的键盘中断（当INTM为1 时输出低电平脉冲中断，参考5.5 节和5.6节中的说明），此时单片机可以通过串行接口读取按键代码；在没有检测到新的有效按键之前，CH452 不再产生任何键盘中断。CH452 不支持组合键，也就是说，同一时刻，不能有两个或者更多的键被按下；如果多个键同时按下，那么按键代码较小的按键优先。
CH452 所提供的按键代码为7 位，位2～位0 是列扫描码，位5～位3 是行扫描码，位6 是状态码（键按下为1，键释放为0）。例如，连接DIG3 与SEG4 的键被按下，则按键代码是1100011B 或者63H，键被释放后，按键代码通常是0100011B或者23H（也可能是其它值，但是肯定小于40H），其中，对应DIG3的列扫描码为011B，对应SEG4的行扫描码为100B。单片机可以在任何时候读取按键代码，但一般在CH452检测到有效按键而产生键盘中断时读取按键代码，此时按键代码的位6总是1，另外，如果需要了解按键何时释放，单片机可以通过查询方式定期读取按键代码，直到按键代码的位6为0。
下表是在DIG7～DIG0 与SEG7～SEG0之间8×8 矩阵的顺序编址，既是按键编址，也是数码管段位、发光管LED 阵列以及光柱的编址。由于按键代码是7位，键按下时位6总是1，所以当键按下时，CH452 所提供的实际按键代码是表中的按键编址加上40H，也就是说，此时的按键代码应该在40H到7FH之间。
表3.1 CH452按键编址
3.2单片机控制单元模块电路
3.2.1 控制原理
本次设计是以单片机为核心进行设计的。在整个单片机控制系统中，CPU既是运算处理中心，又是控制中心，是控制系统最关键的器件。本系统中选用与MCS-51系列完全兼容的AT89C52单片机，AT89C52可构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积，提高系统可靠性，降低系统成本。
89C52的P2口输出的矩形脉冲信号直接控制步进电机的正反转，两台电机需4个控制信号，一根信号线备用。工作台上行程开关的检测信号经光电隔离器件后送到单片机，这样可以实现单片机与电机工作电路的隔离，起到了抗干扰和保护的作用，也有3个备用。工作台工作时的指示灯则由P14-P17和T0、T1控制，分别用于提示操作人员工作台是在哪个坐标上朝哪个方向运动。
P101P112XTAL2
4
XTAL1
5P123P134P145P156P167P17
8P0732P0633P0534P0435P0336P0237P0138P0039P2728P2627P2526P2425P2324P2223P2122P2021ALE
30PSEN
29R D
17WR
16
R ST
9
EA
31R XD 10TXD 11INT012INT113T0
14T115AT89C51VCC 2PFI 4M R 1
GND
3
R EST 7WDI 6WDO 8PFO
5
R 91K
R 103.3K VCC
K65
C 330P C 4
30P Y112M
12345678
INPUT
12345678Driv er
U3
U4
U5
U6
U7
U2
U1
R 212K
R 222K
R 232K
R 242K
R 252K
R 262K
R 272K
R 31200
R 32200
R 33200
R 34200
R 35200
R 36200
R 37200
P07
P06
P05
P04
P03
P02
P01
VCC
1
2
U1A 74071
2U2A 74071
2U3A 74071
2U4A 74071
2U5A 74071
2U6A 7407
R 411K
R 421K
R 431K
R 441K
R 451K
R 461K
12345678
OUTPUT
VCC
P12
P13
P14
P15
P17
P16
图3.2 单片机控制单元模块电路
3.2.2 光电耦合电路
电机的那个输入信号先经光电耦合器后送至单片机处理，这是由于步进电机的大功率、高电平会对单片机产生较严重的干扰，不能直接把单片机产生的控制信号直接连在步进电机
上，需要进行强弱电隔离。在实际运用中，对于强弱电隔离一般采用电子开关方法或光电隔离的方法，在这里我们采用光电隔离的方法，如图3.3所示。光电耦合器件是把发光器件(如发光二极管)和光敏器件(如光敏三极管)集成在一起，通过光线实现耦合构成电--光和光--电的转换器件。
R1R2
HONGWAI
2
4
74AHC1G14
1
2
A
7404
+5V
图3.3 光电耦合电路
3.2.3 芯片介绍
设计所使用的单片机AT89C52是美国ATMEL 公司生产的低电压，高性能COMS8位单片机，如图3.5基本外围电路图所示。它片内含有8k bytes 的可反复檫写的只读程序存储器（PEROM ）和256 bytes 的随机存储数据存储（RAM ），器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性技术生产，与标准MCS-51指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器（CPU ）和Flash 存储单元，功能强大AT89C52单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。
AT89C52提供以下标准功能：8k 字节Flash 闪速存储器，256字节内部RAM ，32个I/O 口线，3个16位定时/计数器，一个6向量两级中断结构，一个全双工川行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C52可降至0Hz 的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU 的工作，但允许RAM ，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM 中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。
图3.4 AT89C52基本外围电路图
AT89C52的内部逻辑框图如图3.6所示，其管脚功能如下：
(1)电源引脚：
Vcc(40引脚)：接+5V电源。
Vss(20引脚)：接地。
(2)时钟引脚：
2个时钟引脚XTAL1、XTAL2外接晶体与片内的反向放大器构成了一个晶体振荡器，它为单片机提供了时钟控制信号。两个引脚也可以外接独立的晶体振荡器。
XTAL1（19引脚）：接外部晶体的一个引脚。该引脚内部是一个反向放大器的输入端，这个反向放大器构成了片内振荡器。
XTAL1（18引脚）：接外部晶体的另一端，在该引脚的内部接至内部反向放大器的输出
端。若采用外部时钟振荡器时，该引脚接收时钟振荡器的信号。
图3.5 AT89C52的内部逻辑框图
(3)控制引脚：
此类引脚提供控制信号，有的引脚还有复用功能。
RST/V PD(9引脚)：RST（RESET）是复位信号输入端，高电平有效。当单片机运行时，在此引脚上加上持续时间大于两个机器周期的高电平时，就可以完成复位工作。在单片机正常工作时，此引脚应为≤0.5V低电平。V PD为本引脚的第二功能，即备用电源输入端。
ALE/PROG（30引脚）：ALE引脚输出为地址锁存允许信号，当单片机上电正常工作以后，ALE引脚不断输出正脉冲信号。当单片机访问外部存储器时，ALE输出信号的负跳沿用于单片机发出的低8位地址经外部锁存器锁存的锁存控制信号。PROG为本引脚的第二功能，为低电平有效。在对片内EPROM型单片机编程写入，此引脚作为编程脉冲输入端。
PSEN（29引脚）：程序存储器允许输出控制端，为低电平有效。在单片机访问外部程序
存储器时，此引脚输出脉冲负跳沿作为读外部程序存储器的选通信号。
EA/V PP（31引脚）：EA功能为内外程序存储器选择控制端，为低电平有效。EA为高电平时，单片机访问片内程序存储器，反之则选择片外程序存储器。V PP为本引脚的第二功能。在对Flash闪速存储器编程时，该引脚加上+12V或是+5V的编程允许电源。
(4)I/O口引脚：
P0口：双向8位三态I/O口，此口为地址总线（低8位）及数据总线分时复用口，可驱动8个LS型TTL负载。
P1口：8位准双向I/O口，可驱动4个LS型TTL负载。
P2口：8位准双向I/O口，与地址总线（高8位）复用，可驱动4个LS型TTL负载。
P3口：8位准双向I/O口，双功能复用口，可驱动4个LS型TTL负载。除此之外，P3口还有第二功能，如表3.2所示：
表3.2 P3口的第二功能
3.3串行通信模块
串行通信有很多种，目前较常用的有RS232、RS422和RS485，根据本设计的实际情况，RS232串行通信可以满足要求，232电平与TTL电平的转换使用已广泛使用且效果良好的MAX232芯片。
3.3.1 RS232通信协议
（1）RS-232C标准介绍
串行通信接口标准中，RS-232C是目前最常用的一种串行通信接口。RS-232C标准的全称是EIA-RS-232C标准，该标准对串行通信的连接电缆和机械、电气特性、信号功能以及传输过程都进行了明确的规定，适合于数据传输速率在0-20kb/s范围内的通信。
RS-232C的推荐最大电缆长度为15m，实际通信中可以以降低通信速率为代价适当延长通信距离。如果要实现长距离的传输（数百米），需要使用专门的长线驱动器来延长RS-232C的
通信距离。
（2）RS232C 中的引脚定义和电气特性
RS-232C 中定义了20根信号线，使用25芯D 型连接器DB25实现，后来为了简化串口的线路连接，出现了9芯D 型连接器DB9，DB9引脚的分布和信号说明分别如图3.6和表3.3所示。
162738495
DB9
DCD DSR RXD RTS TXD CTS DTR RI GND
图3.6 DB9连接器引脚定义
表3.3 DB9连接器信号说明
引脚号 符号缩写 方向 说明 1 DCD 输入 数据载波检出 2 RXD 输入 接受数据 3 TXD 输出 发送数据 4 DTR 输出 数据终端准备好 5 GND
信号地
6 DSR 输入 数据准备就绪
7 RTS 输出 请求发送 8
CTS
输入 允许发送
9 RI 输入 振铃提示
RS-232C 标准的电气特性参数有带3-7K Ω时驱动器的输出电平、输出开路时接受器的输出逻辑、输入经300Ω接地时接收器的输出逻辑和驱动器转换速率等。不同于传统的TTL 等数字电路的逻辑电平，RS-232C 的逻辑电平以公共地为对称，其逻辑“0”电平规定在+3V-+25V 之间，逻辑“1”电平规定在-3V —25V 之间，因此需要使用正负极性的双电源供电。由于其与TTL 等数字电路的逻辑电平不兼容，因此二者之间的连接必须使用电平转换。一般使用中，只需要连接好TXD 、RXD 、DSR 、RTS 、GND5根线即可正常通信。如果去掉握手信号，最少使用3根线即可实现正常的串口通信。
本设计采用MAX232芯片实现单片机和上位机之间电平的转换，而且该芯片本身对电流具有一定的泵升的作用，因此广泛应用于串行通信中。 3.3.2 串行通信电路
RS-232C 接口电路包括RS-232C 接口电平转换部分和RS-232C 总线连接部分。RS-232C 标准的逻辑电平与TTL 电平之间的转换用MAX232芯片实现，单片机的TXD 、RXD 分别连到MAX232的T2in 、R1out 端。在RS-232C 的总线连接上采用最简单的三线连接模式，即连接DB9的TXD 、RXD 和GND 三端。
V+2C 1+
1
C 1-3C 2+
4
C 2-5V-6
T2IN 7R 2OUT 8VCC 16GND 15T1OUT
14R 1IN
13R 1OUT
12T1IN 11T2OUT
10
R 2IN 9S?M AX232
C 6
0.1
C 7
0.1C 8
0.1
C 50.1
VCC
162738495
J?DB9
图3.7 RS-232C 接口电路
4 电机与电气控制电路设计
4.1 步进电机模块
步进电动机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机，它的运行需要专门的驱动电源，驱动电源的输出受外部的脉冲信号控制。每一个脉冲信号可使步进电机旋转一个固定的角度，这个角度称为步距角。脉冲的数量决定了旋转的总角度，脉冲的频率决定了电动机旋转的速度，改变绕组的通电顺序可以改变电机旋转的方向。在数字控制系统中，它既可以用作驱动电动机，也可以用作伺服电动机。它在工业过程控制中得到广泛的应用，尤其在智能仪表和需要精确定位的场合应用更为广泛。
图4.1 三相反应式步进电机工作原理图
4.1.1 步进电机的工作原理
步进电机是机电一体化的关键部件之一，被广泛应用于需要精确定位、同步、行程控制等场合。
一、步进电动机有三线式、五线式、六线式三种，但其控制方式均相同，必须以脉冲电流来驱动。若每旋转一圈以200 个励磁信号来计算，则每个励磁信号前进18 度，其旋转角度与脉冲数成正比，正、反转可由脉冲顺序来控制。二、步进电动机的励磁方式可分为全部励磁及半步励磁，其中全步励磁又有1相励磁及2 相励磁之分，而半步励磁又称1-2 相励磁。图为步进电动机的控制等效电路，适应控制A、B、/A、/B 的励磁信号，即可控制步进电动机的转动。每输出一个脉冲信号，步进电动机只走一步。因此，依序不断送出脉冲信号，即可步进电动机连续转动。
分述如下：
A、1 相励磁法：在每一瞬间只有一个线圈导通。消耗电力小，精确度良好，但转矩小，振动较大，每送一励磁信号可走1.8 度。若欲以1 相励磁法控制步进电动机正转，其励磁顺序如图所示。若励磁信号反向传送，则步进电动机反转。
B、2 相励磁法：在每一瞬间会有二个线圈同时导通。因其转矩大，振动小，故为目前用最多的励磁方式，每送一励磁信号可走1.8 度。若以2 相励磁法控制步进电动机正转，其励磁顺序如图所示。若励磁信号反向传送，则步进电动机反转。
C、1-2 相励磁法：为1 相与2 相轮流交替导通。因分辨率提高，且运转平滑，每送一励磁信号可走0.9 度，故亦广泛被采用。若以1 相励磁法控制步进电动机正转，其励磁顺序如图所示。若励磁信号反向传送，则步进电动机反转。励磁顺序：
A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A
3、步进电动机的负载转矩与速度成反比，速度愈快负载转矩愈小，当速度快至其极限时，步进电动机即不再运转。所以在每走一步后，程序必须延时一段时间。下面介绍的是国产20BY-0型步进电机，它使用+5V直流电源，步距角为18度。电机线圈由四相组成，即A、B、C、D四相，驱动方式为二相激磁方式，电机示意图和各线圈通电顺序如图4.2和表4.1所示：
图4.2 步进电机原理图
表4.1 线圈通电顺序
相顺序从0到1称为一步，电机轴将转过18度，0→1→2→3→4则称为通电一周，转轴将转过72度，若循环进行这种通电一周的操作，电机便连续的转动起来，而进行相反的通电顺序如4→3→2→1将使电机同速反转。通电一周的周期越短，即驱动频率越高，则电机转速越快，但步进电机的转速也不可能太快，因为它每走一步需要一定的时间，若信号频率过高，可能导致电机失步，甚至只在原步颤动。 4.2.2 步进电机的步距角与工作拍数
对于一个步进电机，如果它的转子的齿数为Nr ，它的齿距角z θ为：z θ=2Π/Nr ，而步进电机运行k 拍可使转子转动一个齿距位置。实际上步进电机每一拍就执行一次步进，所以步进电机的步距角s θ可以表示如下：
2/s Nr k θ=∏ 公式（4.1） 或 360/s Nr k θ= 公式（4.2） 其中：k 是步进电机工作拍数，Nr 是转子的齿数。
例如：对于三相反应式步进电机而言，工作方式有三拍和六拍之分。三拍就是在转动一个齿距时换相三次；六拍则是换相六次。而在三拍方式中还有单三拍和双三拍之分。从公式
挖掘机液压系统毕业设计
中文题目：XE40小型挖掘机液压系统设计 外文题目：DESIGN HYDRAULIC SYSTEM OF XE40 SMALL CRAWLER EXCAVATOR 毕业设计（论文）共 76 页（其中：外文文献及译文 8 页）图纸共 11 张完成日期 2015年 6 月答辩日期2015 年 6 月
辽宁工程技术大学 本科毕业设计（论文）学生诚信承诺保证书 本人郑重承诺：《》毕业设计（论文）的内容真实、可靠，系本人在指导教师的指导下，独立完成。如果存在弄虚作假、抄袭的情况，本人承担全部责任。 学生签名： 年月日 辽宁工程技术大学 本科毕业设计（论文）指导教师诚信承诺保证书本人郑重承诺：我已按学校相关规定对同学的毕业设计（论文）的选题与内容进行了指导和审核，确认由该生独立完成。如果存在弄虚作假、抄袭的情况，本人承担指导教师相关责任。 指导教师签名： 年月日
摘要 XE40小型挖掘机是徐工生产的小型液压挖掘机，本次的毕业设计的课题就是对其进行液压系统的参数化设计。为了研究这个课题，我们的主要的思路就是要先根据已知的挖掘机的性能参数对工作速度和工作压力进行初步的确定，再根据这些数据，对铲斗缸进行参数计算。参考所选液压缸的连接方式和XE40小型挖掘机选用的液压缸的具体形状，绘制出液压缸的CAD图。依照铲斗缸的设计方式与计算流程同理也能设计出斗杆缸和动臂缸。同时根据所设计的挖掘机所选用的动臂缸的数量，就能大致确定出运作液压缸所需要的流量。通过已确定的流量，工作压力，还有工作速度，就能初步确定液压泵的型号和液压马达的型号。然后再参考徐工挖掘机XE40的液压系统，根据系统回路和对挖掘机工作方式的了解，初步设计出液压挖掘机系统的原理图，并用CAD绘制出来。经过审核之后，再来确定所要要用的液压油，发动机，以及对液压阀进行选型。 关键词:液压缸;参数化设计；徐工挖掘机;液压系统
液压缸的设计_毕业论文设计-液压缸的设计
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 毕 业 设 计 液压缸的设计 姓名：_______________ 学号：_______________ 专业：_______________ 班级：_______________ 指导老师：_______________
2013 年11 月28 日
摘要 将液压缸提供的液压能重新转换成机械能的装置称为执行元件。执行元件是直接做功者，从能量转换的观点看，它与液压泵的作用是相反的。根据能量转换的形式，执行元件可分为两类三种：液压马达、液压缸、和摆动液压马达，后者也可称摆动液压缸。液压马达是作连续旋转运动并输出转矩的液压执行元件；而液压缸是作往复直线运动并输出力的液压执行元件。此说明书是针对液压缸的工作环境和工作要求来确定液压缸的工作压力和承载能力，来确定其缸筒内径、壁厚和活塞杆的直径。再根据液压缸的零部件的工作要求确定零件的工艺，根据零件的精度要求确定零件的加工方法，并生成工艺卡片，完成零件的加工。 关键字：液压缸、机械能、转矩、执行元件 Abstract Hydraulic cylinder will be able to provide the device called actuators. Work is a direct implementation of components, from the point of view of energy conversion; it is the role of the in the form of implementation of the three components can be divided into two categories: and the output of the of components
液压课程设计(理工大学)
目录 0.摘要 (1) 1.设计要求 (2) 2.负载与运动分析 (2) 2.1负载分析 (2) 2.2快进、工进和快退时间 (3) 2.3液压缸F-t图与v-t图 (3) 3.确定液压系统主要参数 (4) 3.1初选液压缸工作压力 (4) 3.2计算液压缸主要尺寸 (4) 3.3绘制液压缸工况图 (5) 4.拟定液压系统的工作原理图 (7) 4.1拟定液压系统原理图 (7) 4.2原理图分析 (8) 5.计算和选择液压件 (8) 5.1液压泵及其驱动电动机 (8) 5.2阀类元件及辅助元件的选 (10) 6.液压系统的性能验算 (10) 6.1系统压力损失验算 (10) 6.2系统发热与温升验算 (11) 7.课设总结 (12)
0．摘要 液压传动技术是机械设备中发展最快的技术之一，特别是近年来与微电子、计算技术结合，使液压技术进入了一个新的发展阶段，机、电、液、气一体是当今机械设备的发展方向。在数控加工的机械设备中已经广泛引用液压技术。作为机械制造专业的学生初步学会液压系统的设计，熟悉分析液压系统的工作原理的方法，掌握液压元件的作用与选型是十分必要的。 液压传动在国民经济的各个部门都得到了广泛的应用，但是各部门采用液压传动的出发点不尽相同：例如，工程机械、压力机械采用液压传动的主要原因是取其结构简单、输出力大；航空工业采用液压传动的主要原因取其重量轻、体积小；机床上采用液压传动的主要原因则是取其在工作过程中能无级变速，易于实现自动化，能实现换向频繁的往复运动等优点。 关键词：钻孔组合机床卧式动力滑台液压系统
1.设计要求 设计一台卧式钻孔组合机床的液压系统，要求完成如下工作循环式：快进→工进→快退→停止。机床的切削力为25000N ，工作部件的重量为9800N ，快进与快退速度均为7m/min ，工进速度为0.05m/min ，快进行程为150mm ，工进行程40mm ，加速、减速时间要求不大于0.2s ，动力平台采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1 。要求活塞杆固定，油缸与工作台连接。设计该组合机床的液压传动系统。 2.负载与运动分析 2.1负载分析 （1）工作负载： T F =25000N （2）摩擦负载： 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力 静摩擦阻力：Ffs = 0f ?G=1960N 动摩擦阻力：Ffd =d f ?G=980N （3）惯性负载：Fa = t v g G ??=500N （4）液压缸在个工作阶段的负载。 设液压缸的机械效率cm η =0.9，得出液压缸在各个工作阶段的负载和推力，如表1所示。 表1液压缸各阶段的负载和推力 工况 计算公式 外负载F/N 液压缸推力 F0= F / cm η/N 启动 F=Ffs 1960 2178 加速 F=Ffd +Fa 1480 1644 快进 F=Ffd 980 1089 工进 F=Ffd +T F 25980 28867 反向启动 F=Ffs 1960 2178 加速 F=Ffd +Fa 1480 1644 快退 F=Ffd 980 1089
液压传动课程设计液压系统设计举例
液压系统设计计算举例 液压系统设计计算是液压传动课程设计的主要内容，包括明确设计要求进行工况分析、确定液压系统主要参数、拟定液压系统原理图、计算和选择液压件以及验算液压系统性能等。现以一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统为例，介绍液压系统的设计计算方法。 1 设计要求及工况分析 设计要求 要求设计的动力滑台实现的工作循环是：快进 → 工进 → 快退 → 停止。主要性能参数与性能要求如下：切削阻力F L =30468N ；运动部件所受重力G =9800N ；快进、快退速度υ1= υ3=0.1m/s ，工进速度υ2=×10-3m/s ；快进行程L 1=100mm ，工进行程L 2=50mm ；往复运动的加速时间Δt =；动力滑台采用平导轨，静摩擦系数μs =，动摩擦系数μd =。液压系统执行元件选为液压缸。 负载与运动分析 (1) 工作负载 工作负载即为切削阻力F L =30468N 。 (2) 摩擦负载 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力： 静摩擦阻力 N 196098002.0s fs =?==G F μ 动摩擦阻力 N 98098001.0d fd =?==G F μ (3) 惯性负载 N 500N 2.01 .08.99800i =?=??= t g G F υ (4) 运动时间 快进 s 1s 1.0101003 11 1=?==-υL t 工进 s 8.56s 1088.010503 322 2=??==--υL t 快退 s 5.1s 1.010)50100(3 3 2 13=?+=+= -υL L t 设液压缸的机械效率ηcm =，得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表1所列。
液压系统液压传动和气压传动毕业论文中英文资料对照外文翻译文献综述
中英文资料对照外文翻译文献综述 液压系统 液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，1795年英国约瑟夫?布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在伦敦用水作为工作介质，以水压机的形式将其应用于工业上，诞生了世界上第一台水压机。1905年将工作介质水改为油，又进一步得到改善。 第一次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用，特别是1920年以后，发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间，才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁?尼斯克(G?Constantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。 第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20～30 年间，日本液压传动发展之快，居世界领先地位。 液压传动有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等；船舶用的甲板起重机械（绞车）、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。 一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元
液压挖掘机开题报告
液压挖掘机开题报告 福州大学本科生毕业设计(论文)开题报告 机械设计制造及其自动姓名张玉辉学号 020800239 专业化题目小型液压挖掘机工作装置的设计 一、研究背景、概况及意义 这次的毕业设计是在我们学完了大学的全部基础课程、技术基础课程以及全部专业课程之后进行的。这是我们对所有课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论结合实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，这次毕业设计是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会，它能让我综合运用各科专业课程的基本理论，并结合生产实习和课程设计中学到的实践知识，独立地分析和解决问题，为未来从事的工作打下良好的基础。 挖掘机是用来开挖土嚷的施工机械。它是用铲斗上的斗齿切削土嚷并装入斗内，装满后提升铲斗并回转到卸土地点卸土，然后再使回转台回转、铲斗下降到挖掘面、进行下一次挖掘。挖掘机在工业与民用建筑、道路建设、农田水利、油田矿山、市政工程、机场港口等部门土石施工中占有重要位置。与发达国家相比，我国重矿机械行业还存在着不小的差距，主要表现为我们国家科技和新产品开发能力薄弱，缺乏市场竞争力，现代重要技术装备仍依靠进口，而从20世纪后期开始，国际上挖掘机的生产向大型化、微型化、多功能化、专用化和自动化的方向发展。因此开发新品种、多功能、高质量及高效率的挖掘机具有重要的现实意义。液压挖掘机的工作装置的性能是决定挖掘机能效高低的关键因素，它的设计好坏直接决定了挖掘机的性能水平。因此，研究小型液压挖掘机工作装置的设计具有十分重要的理论意义和现实意义。
1 二、研究主要内容 本次设计研究主要内容包含工作装置的整体方案拟定、对比、确定，对挖掘机工况分析，各主要零件的主要结构参数计算、结构分析和结构设计，并绘制出液压挖掘机工作装置的装配图及各主要零件的零件图，对动臂三维建模、强度分析、提出完善意见，查阅相关科技外文资料然后对其翻译，最后编写设计说明书。 三、研究步骤、方法及措施 1、查阅相关文献、搜集有关的资料。初步了解液压挖掘机的发展及应用。 2、通过对实物的参观及查阅相关书籍，对液压挖掘机的结构、工作原理、特点有进一步的了解。 3、对工况进行分析，根据有关书籍上提供的经验数据和有关公式，计算出主要件的结构参数。 4、根据计算结果和有关图册，进行工作装置的结构设计。 5、对动臂进行三维建模、利用相关软件进行强度分析、根据分析结果提出结构完善意见。 6、翻译相关科技外文资料。 7、编写设计说明书。 2 四、研究进度计划 设计是为2012年2月13日至2010年6月15日，期间约有15周。以下为大体计 划和进度。 毕业设计的主要内容和时间安排:
(完整版)液压传动系统毕业论文
液压传动和控制由应用电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术及新工艺、新材料等后取得了新的发展，使液压系统和元件在技术水平上有很大提高。本文从液压技术现状、液压现场总线技术、水压元件及系统、液压节能技术等方面介绍液压技术创新及发展趋势。指出液压传动向自动化、高精度、高效率、高速化、高功率、小型化、轻量化方向发展，是不断提高它与电传动、机械传动竞争能力的关键。 Abstract Hydraulic transmission and control by the application of electronic technology, computer technology and information technology, automatic control technology, and new technology, new material to obtain the new development after, technical level , the , and introduced the development trend. Points out that the to automation, , , lightweight direction, is continuously improve it and electric drive, mechanical transmission competition ability of the key.
摘要 (1) 绪论 (3) 第一章液压传动的基本介绍 (3) 1.1 液压传动的发展概况 (3) 1.2 液压传动的工作原理和组成 (4) 1.3 液压传动的定义 (5) 1.4液压传动的优缺点 (5) 1.5 液压系统的应用领域 (6) 第二章液压技术的创新发展 (7) 2.1 液压现场总线技术 (7) 2.2 水压元件及系统 (8)
液压挖掘机设计与研究毕业论文
液压挖掘机设计与研究毕业论文 1 绪论 1.1 设计背景及目的 液压挖掘机是一种广泛用于建筑、公路、铁路、水利、采矿等建设工程的土方机械。液压挖掘机利用液压元件（液压泵、液压马达、液压缸等）带动各种构件动作，具有非常多得优点，而且只要加装不同的辅助设备即可用来抓物，钻孔，推土，清沟，破碎等作业，是工程机械的一个重要品种，能适应各种恶劣环境状况，大大提高了工作效率，改善了人的劳动强度。为整个社会的快速发展作出了巨大的贡献。 随着技术日渐成熟，国外一些知名的工程机械制造企业发展均比较迅速。例如，国外的有日本小松、德国力士乐、OK公司等，国有徐工集团、中联重科、三一集团、广西柳工集团、龙工集团、山河智能等企业。工程机械制造业的迅速发展不仅在专业方面做出了卓越贡献，同时也为整个社会的建筑风貌、自然救灾等方面作出了伟大的贡献。如5.12汶川大地震发生后，三一重工派出数十台挖掘机日夜兼程赶往灾区用于道路疏通，伤员抢救，以及灾后重建工作等。 我国是一个发展中国家，在辽阔的国土上正在进行大规模的经济建设，这就需要大量的土石方施工机械为其服务，而液压挖掘机是最重要的一类土石方施工机械。因此，可以肯定液压挖掘机的发展空间很大。可以预见，随着国家经济建设的不断发展，对挖掘机的需求量将逐年大幅度增长。今后几年我国液压挖掘机行业将会有一个很大的发展，其年产量将会以高于20％的速度增长。 从1967年到1977年间，国通过数年坚持不懈的努力，克服了重重困难，终于有少量几种规格的液压挖掘机产品获得初步成功，当时有上海建筑机械厂的WY100；矿山机器厂的W4-60；矿山机器厂的WY60；长江挖掘机厂的WY160和重型机械厂的WY250等，到现在，短短的40多年，挖掘机的产量和销量有了飞跃式的提高。尤其是在十一五期间，我国品牌的液压挖掘机发展迅速，在国的市场占有率也快速提高，如表1。
液压升降机设计毕业论文
液压升降机设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日 新疆工业高等专科学校机械工程系毕业设计（论文）任务书
液压传动课程设计题目2
1.汽车板簧分选实验压力机（立式），液压缸对工件（汽车板簧）施加的最大压 力为3万N，动作为：快进→工进→加载→保压→慢退→快退，快进速度14mm/s，工进速度0.4mm/s，要求液压缸上位停止、下行时、保压后慢退不能失控。最大行程600mm。试完成： （1）系统工况分析； （2）液压缸主要参数确定； （3）拟定液压系统原理图； （4）选取液压元件； （5）油箱设计（零件图）；* （6）油箱盖板装配图、零件图；* （7）集成块零件图； 2.钻孔动力部件质量m=2000kg，液压缸的机械效率ηw=0.9，钻削力Fc=16000N 工作循环为：快进→工进→死挡铁停留→快退→原位停止。行程长度为150mm ,其中工进长度为50mm。快进、快退速度为75mm/s，工进速度为1.67 mm/s。导轨为矩形，启动、制动时间为0.5s。要求快进转工进平稳可靠，工作台能在任意位置停止。 3.单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统，要求设计的动力滑台实现的工作 循环是：快进——工进——快退——停止。主要性能参数与性能要求如下：切削阻力FL=30468N；运动部件所受重力G=9800N；快进、快退速度1=
3=0.1m/s，工进速度2=0.88×10-3m/s；快进行程L1=100mm，工进行程 L2=50mm；往复运动的加速时间Δt=0.2s；动力滑台采用平导轨，静摩擦系数μs=0.2，动摩擦系数μd=0.1。液压系统执行元件选为液压缸。 4.卧式钻孔组合机床液压系统设计：设计一台卧式钻孔组合机床的液压系统， 要求完成如下工作循环：快进→工进→快退→停止。机床的切削力为25×103 N，工作部件的重量为9.8×103 N，快进与快退速度均为7 m/min，工进速度为0.05 m/min，快进行程为150 mm，工进行程为40 mm，加速、减速时间要求不大于0.2 s，动力平台采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为 0.1。要求活塞杆固定，油缸与工作台连接。设计该组合机床的液压传动系统。 5.某厂需要一台加工齿轮内孔键槽的简易插床，插头刀架的上下往复运动采用 液压传动。工件安装在工作台上，采用手动进给。 其主要技术规格如下： 1）加工碳钢齿轮键槽，插槽槽宽t=12mm，走刀量S=0.3mm/行程； 2）插头重量500N； 3）插头工作行程（下行）的速度为13m/min。 试设计该插床的液压系统及其液压装置。 6.设计一台钻镗专用机床，要求孔的加工精度为二级，精镗的光洁度为▽6。加 工的工作循环是工件定位、夹紧——动力头快进——工进——快退——工件松开、拔销。加工时最大切削力（轴向）为20000N，动力头自重30000N，工作进给要求能在20-120mm/min内进行无级调速，快进、快退的速度均为6m/min，动力头最大行程为400mm，为使工作方便希望动力头可以手动调整进退并且能中途停止，动力滑台采用平导轨。 要求：1）按机床工作条件设计油路系统，绘系统原理图。 2）列出电磁铁动作顺序图。
【精品】液压传动系统设计计算
液压传动系统设计计算 液压系统的设计步骤与设计要求 液压传动系统是液压机械的一个组成部分,液压传动系统的设计要同主机的总体设计同时进行.着手设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点,力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。 1.1设计步骤 液压系统的设计步骤并无严格的顺序,各步骤间往往要相互穿插进行。一般来说，在明确设计要求之后，大致按如下步骤进行。 1)确定液压执行元件的形式； 2）进行工况分析，确定系统的主要参数； 3）制定基本方案，拟定液压系统原理图； 4）选择液压元件； 5）液压系统的性能验算； 6)绘制工作图，编制技术文件。 1.2明确设计要求
设计要求是进行每项工程设计的依据。在制定基本方案并进一步着手液压系统各部分设计之前，必须把设计要求以及与该设计内容有关的其他方面了解清楚。 1）主机的概况：用途、性能、工艺流程、作业环境、总体布局等; 2）液压系统要完成哪些动作，动作顺序及彼此联锁关系如何； 3）液压驱动机构的运动形式，运动速度； 4)各动作机构的载荷大小及其性质; 5）对调速范围、运动平稳性、转换精度等性能方面的要求； 6)自动化程序、操作控制方式的要求； 7)对防尘、防爆、防寒、噪声、安全可靠性的要求； 8）对效率、成本等方面的要求。 制定基本方案和绘制液压系统图 3。1制定基本方案 (1）制定调速方案 液压执行元件确定之后，其运动方向和运动速度的控制是拟定液压回路的核心问题.
方向控制用换向阀或逻辑控制单元来实现。对于一般中小流量的液压系统，大多通过换向阀的有机组合实现所要求的动作。对高压大流量的液压系统，现多采用插装阀与先导控制阀的逻辑组合来实现。 速度控制通过改变液压执行元件输入或输出的流量或者利用密封空间的容积变化来实现.相应的调整方式有节流调速、容积调速以及二者的结合——容积节流调速。 节流调速一般采用定量泵供油，用流量控制阀改变输入或输出液压执行元件的流量来调节速度。此种调速方式结构简单，由于这种系统必须用闪流阀，故效率低，发热量大，多用于功率不大的场合。
机械制造及其自动化-本科毕业论文
液压传动系统的故障分析与排故 摘要：本文主要介绍液压传动系统的常见故障，并对其常见故障进行分析，从而得出有效的解决方法。 关键词：液压系统；故障分析；排除故障。 Hydraulic system failure analysis and troubleshooting Abstrast:This paper mainly intrduces the common fault of the Hydraulic System,and analyses its commen fault,so it reaches effective solution methed. Keywords: Hydraulic System;fault analysis;Troubleshooting 1.前言 液压传动是以液压油为工作介质进行能量转换和动力传递的，它具有传送能量大、布局容易、结构紧凑、换向方便、转动平稳均匀、容易完成复杂动作等优点，因而广泛应用于工程机械领域。但是，液压传动的故障往往不容易从外部表面现象和声响特征中准确地判断出故障发生的部位和原因，而准确迅速地查出故障发生的部位和原因，并及时排除。压系统产生故障的实质就是系统工作参数的异常变化,因此当液压系统发生故障时必然是系统中某个元件或某些元件有故障,也就是说某个参数已偏离了规定值。需维修人员马上处理。 机械设备的技术维护是指为了保持设备的正常技术状态，最大可能地延长其使用寿命所采取的各项技术措施、包括机器日常保养（预防故障）和及时的修理（排除故障）。良好的技术维护对于保证设备正常运转、减少停工损失和维修费用、降低产品成本、提高生产效率等方面都具有十分重要的意义。在工程机械的使用中管理和维修中是十分重要的。 2.液压传动系统故障概述
液压挖掘机毕业设计开题报告
毕业设计（开题报告） 学院 专业 班级学号 学生 指导教师 题目基于SOLIDWORKS的液压挖掘机 工作装置设计 任务规定 进行日期自2013 年1月14日起，至2013 年6月25 日止 1 绪论 1.1 开题的目的和意义： 液压挖掘机是一种多功能机械，目前被广泛应用于水利工程，交通运输，电力工程和矿山采掘等机械施工中，它在减轻繁重的体力劳
动，保证工程质量。加快建设速度以及提高劳动生产率方面起着十分重要的作用。由于液压挖掘机具有多品种，多功能，高质量及高效率等特点，因此受到了广大施工作业单位的青睐。液压挖掘机的生产制造业也日益蓬勃发展。 挖掘机液压传动紧密地联系在一起，其发展主要以液压技术的应用为基础。其结构主要是由发动机、液压系统、工作装置、行走装置和电气控制等部分组成（如图1.1所示），由于挖掘机的工作条件恶劣，要求实现的动作很复杂，于是它对液压系统的设计提出了很高的要求，其液压系统也是工程机械液压系统中最为复杂的。因此，对挖掘机液压系统的分析设计已经成为推动挖掘机发展中的重要一环。 所以，液压挖掘机作为工程机械的一个重要品种，对于减轻工人繁重的体力劳动，提高施工机械化水平，加快施工进度，促进各项建设事业的发展，都起着很大的作用，因此，大力发展液压挖掘机，对于提高劳动生产率和加速国民经济的发展具有重要意义。
图1.1 液压挖掘机整体系统图 通过本次毕业设计,我能将所学的基础理论应用于实际，从而使知识 系统化、综合化。并结合本次毕业设计培养独立获取新知识的能力，提高其运用SOLIDWORKS完成总体装配结构图设计，并将三维图转换为二维CAD图纸的能力，学会一些机械绘图基本要求。使自己树立起具有符合国情和生产实际的正确的设计思想和观点；树立起严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索并 与建筑、高等级公路、桥梁，水坝和矿业的发展息息相关，使用也越来越广。 1.2液压挖掘机的类型 挖掘机械的类型与构造型式繁多，可按照挖掘工作原理与过程、用途、构造特征等进行划分。 （1）根据铲斗类型分为正铲和反铲。 （2）按照用途：单斗挖掘机分为 建筑型、采矿型和剥离型等。 建筑型挖掘机一般可装置各种不同的工作装置 进行多种作业 故又称通用式。 （3）按照动力装置 挖掘机有电驱动、内燃机驱动和复合驱动等 以一台发动机带支挖掘机全部机构者为单机驱动式 以若干发动机分别带动各个主要机构者为多机驱动式。 （4）按照传动方式 挖掘机分为机械传动式、液压传动式和混合
液压设计论文
目录 1 机床液压系统的设计任务分析与方案分析 (3) 1.1设计任务分析 (3) 1.2方案分析 (3) 2 分析系统工况，确定系统参数 (4) 2.1确定执行元件 (4) 2.2分析系统工况 (4) 2.2.1工作负载分析 (4) 2.2.2负载图与速度图的绘制 (5) 2.2.3液压缸主要参数的确定 (6) 3 液压系统图的拟定 (8) 3.1液压回路的选择 (8) 3.1.1选择调速回路 (8) 3.1.2选择快速运动和换向回路 (8) 3.1.3选择速度换接回路 (8) 3.1.4考虑压力控制回路 (8) 3.2液压回路的综合 (8) 4 液压元件的选择 (10) 4.1液压泵及驱动电机规格选择 (10) 4.1.1大小流量泵最高工作压力计算 (10) 4.1.2总需供油量计算 (10) 4.1.3电动机的选择 (10) 4.2阀类元件及辅助元件选择 (10) 4.3油管的选择 (11) 4.4油箱的选择和计算 (12) 4.4.1油箱容积的计算 (12)
4.4.2散热量的计算 (12) 4.4.3油箱长、宽、高计算 (12) 4.4.4油箱结构设计 (13) 5 油压系统性能验算 (14) 5.1验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 (14) 5.1.1快进 (14) 5.1.2工进 (14) 5.1.3快退 (15) 5.2油液油温验算 (15) 参考文献 (17) 致谢 (18)
任务分析与方案设计 1 机床液压系统的设计任务分析与方案分析 1.1设计任务分析 设计一卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统，要求液压系统的工作循环是： 快进→工进→快退→停止。机床主轴上有36个孔，加工φ13.7mm 的孔12个， φ6.5的孔24个；刀具材料硬度为230HBW ；工作部件重量1000N 快进、快退速 度为13v v ==7m/min,最大行程1l =360mm,工进行程2l =130mm,往复运动的加减速时间要求不大于0.2s ，动力滑台采用平面导轨，其静、动摩擦系数分别为0.2、0.1。 1.2方案分析 方案一:系统采用开式容积调速回路，液压泵从油箱直接吸油，执行元件的 回油直接回油箱，油液在油箱中能够得到充分的冷却，虽油箱体积较大，空气和脏物易进入油箱，但此回路效率比较高，发热少。同时系统采用无级调压，结构简单，压力切换平稳,而且便于实现机床远距离控制。由于液压缸要求油源交替地提供低压大流量和高压小流量的油液，故系统可采用大小液压泵双泵供油的油源方案。在卸荷回路中，回路可设置成M 型中位机能的电液换向阀卸荷，以系统保持在0.3MPa 左右的压力，供控制油路之用。因系统要求快进，快退两种运动的换接，故可采用蓄能器快速运动回路，以满足要求。不过系统在整个工作循环内必须有足够长的停歇时间，以使液压泵能对蓄能器充分进行充油。 方案二: 要求系统快进，快退速度相等，速度平稳性要求较高，且速度低， 故采用进口节流调速方案。系统采用大小流量泵双泵供油回路，功率损耗 小，系统效率高，应用比较广泛。同时采用外控顺序阀与单向阀组成卸荷 阀，在双泵供油系统中构成卸荷回路，可以减少在专门设置元件或油路， 使系统简单化，而且实用可靠。不管采用什么油源形式供油，都必须有单 独的油路直接通向液压缸两腔，以实现快速运动，因此采用单杆液压缸作 差动连接构成快进快退换向回路。在机床滑台由工进转为快退时，回路中 通过的流量可能很大，为了保证换向平稳可见，可采用电液换向阀式换接 回路。系统调压问题可在油源中解决，因此可不在专门考虑回路调压问题。 从设计要求、实际问题、成本问题以及油路的复杂程度等方面考虑，对比两种方案可知，方案二最优，因此本设计采用方案二。
液压传动系统课程设计模板
液压传动系统课程 设计
液压传动控制系统课程设计 指 导 书 刘辉等编 江西理工大学应用科学学院
液压传动控制系统课程设计步骤 一、设计依据及参数的提出 1.根据生产或加工对象工作要求选择液压传动机构的结构形式和 规格； 2.分析机床或设备的工作循环和执行机构的工作范围； 3.对生产设备各种部件（电气、机械、液压）的工作顺序、转换 方式和互锁 要求等要详细说明或了解； 4.一些具体特殊要求的动作（如高速、高压、精度等）对液压传 动执行机构的 特殊要求； 5.液压执行机构的运动速度、载荷及变化范围（调节范围）； 6.对工作的可靠性、平稳性以及转换精度的要求； 7.其它要求（如检测、维修）。 二、负载分析 2.1负载特性 液压执行机构在运动或加工的过程中所承受的负载有工作阻力、摩擦力、惯性力、重力，密封阻力和背压力。可是从负载角度归纳为三种负载，即阻力负载、负值负载、惯性负载。 1.阻力负载（或正值负载）——负载方向与进给方向相反，即机 床切削力（如：铣、钻、镗等），摩擦力，背压力。
切削力+重力+惯性力 切削力+惯性力+摩擦力 图 2-1 切削力分析图 2.负值负载（或超越负载）——负载方向与执行机构运动方向相同 （如：顺铣、重力下降，制动减速等）。 3.惯性负载——机构运动转换过程中由惯性所形成的负载（如前冲 和后冲，系统的爬行）。 2.2 执行机构负载分析 1.液压缸机械负载计算 （1）液压缸机械负载计算 在设计选取功率匹配时，一般主要考虑工进阶段的驱动功率，即负载F 为： ()f t g m F F F F η=++（2-1） Ff —摩擦力 Ft —负载 Fg —惯性力 m η一般取0.9～0.95
典型液压传动系统实例分析
第四章典型液压传动系统实例分析 第一节液压系统的型式及其评价 一、液压系统的型式 通常可以把液压系统分成以下几种不同的型式。 1．按油液循环方式的不同分 按油液循环方式的不同，可将液压系统分为开式系统和闭式系统。 （1）开式系统 如图4.1所示，开式系统是指液压泵1从油 箱5吸油，通过换向阀2给液压缸3（或液压马 达）供油以驱动工作机构，液压缸3（或液压马 达）的回油再经换向阀回油箱。在泵出口处装溢 流阀4。这种系统结构较为简单。由于系统工作 完的油液回油箱，因此可以发挥油箱的散热、沉 淀杂质的作用。但因油液常与空气接触，使空气 易于渗入系统，导致工作机构运动的不平稳及其 它不良后果。为了保证工作机构运动的平稳性， 在系统的回油路上可设置背压阀，这将引起附加 的能量损失，使油温升高。 在开式系统中，采用的液压泵为定量泵或单 向变量泵，考虑到泵的自吸能力和避免产生吸空 现象，对自吸能力差的液压泵，通常将其工作转 速限制在额定转速的75％以内，或增设一个辅助 泵进行灌注。工作机构的换向则借助于换向阀。 换向阀换向时，除了产生液压冲击外，运动部件 的惯性能将转变为热能，而使液压油的温度升高。 图4.1 开式系统 但由于开式系统结构简单，因此仍为大多数工程 机械所采用。 （2）闭式系统 如图4.2所示。在闭式系统中，液压泵的进油管直接与执行元件的回油管相联，工作液体在系统的管路中进行封闭循环。闭式直系统结构较为紧凑，和空气接触机会较少，空气不易渗入系统，故传动的平稳性好。工作机构的变速和换向靠调节泵或马达的变量机构实现，避免了在开式系统换向过程中所出现的液压冲击和能量损失。但闭式系统较开式系统复杂，由于闭式系统工作完的油液不回油箱，油液的散热和过滤的条件较开式系统差。为了补偿系统中的泄漏，通常需要一个小容量的补油泵进行补油和散热，因此这种系统实际上是一个半
液压传动简介
哈尔滨铁道职业技术学院毕业论文 毕业题目：液压传动论文 学生：傅立金 指导教师：卜昭海 专业：工程机械 班级：08机械一班 年月
目录 摘要 (3) 一．绪论 (3) 二．液压传动技术的应用简单介绍（行走驱动） (5) 三．液压传动的特点和基本原理 (6) 四．液压传动的常见故障及排除方法 (8) 五．液压传动的广阔前景 (10) 六.总结 (11)
液压传动论文 摘要 液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，是工农业生产中广为应用的一门技术。如今，流体传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志。 一．绪论 ----社会需求永远是推动技术发展的动力，降低能耗，提高效率，适应环保需求，机电一体化，高可靠性等是液压气动技术继续努力的永恒目标，也是液压气动产品参与市场竞争是否取胜的关键。 ----由于液压技术广泛应用了高技术成果，如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展，也使液压系统和元件的质量、水平有一定的提高。尽管如此，走向二十一世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。综合国内外专家的意见，其主要的发展趋势将集中在以下几个方面： 1．减少能耗,充分利用能量 ----液压技术在将机械能转换成压力能及反转换方面，已取得很大进展，但一直存在能量损耗，主要反映在系统的容积损失和机械损失上。如果全部压力能都能得到充分利用，则将使能量转换过程的效率得到显著提高。为减少压力能的损失，必须解决下面几个问题： ①减少元件和系统的内部压力损失，以减少功率损失。主要表现在改进元件内部流道的压力损失,采用集成化回路和铸造流道,可减少管道损失,同时还可减少漏油损失。 ②减少或消除系统的节流损失，尽量减少非安全需要的溢流量，避免采用节流系统来调节流量和压力。 ③采用静压技术，新型密封材料，减少磨擦损失。 ④发展小型化、轻量化、复合化、广泛发展3通径、4通径电磁阀以及低功率电磁阀。 ⑤改善液压系统性能，采用负荷传感系统，二次调节系统和采用蓄能器回路。 ⑥为及时维护液压系统，防止污染对系统寿命和可靠性造成影响，必须发展新的污染检测方法，对污染进行在线测量，要及时调整，不允许滞后，以免由于处理不及时而造成损失。 2．主动维护 ----液压系统维护已从过去简单的故障拆修，发展到故障预测，即发现故障苗头时，预先进行维修，清除故障隐患，避免设备恶性事故的发展。 ----要实现主动维护技术必须要加强液压系统故障诊断方法的研究，当前，凭有
多功能挖掘机工作装置设计开题报告 (87)
毕业设计(论文)开题报告题目：多功能挖掘机工作装置设计
图1 整体式直动臂图2 整体式弯动臂
注：1. 正文：宋体小四号字，行距22磅。 2. 开题报告由各系集中归档保存。 参考文献 [1] 任友良.液压挖掘机工作装置结构性能分析[D].杭州:浙江大学,2010:9-22 [2] 康海洋.液压挖掘机动臂结构动态分析[D].长沙:长沙理工大学,2007:6-18 [3] 王建军，冯光金，占必红等.小型挖掘机工作装置三维建模及有限元分析[J].中国工程 机械学报，2011，（9） [4] 牛多青，尹成龙，汪振乾等.基于SolidWorks的挖掘机工作装置虚拟设计[J].机械制造， 2007，（45） [5] 周勇，宋春华.国内外液压挖掘机的发展动向[J].矿山机械，2008，（36） [6] 朱建新，邹湘伏，黄志雄.谈国产液压挖掘机未来的发展趋势[J].凿岩机械气动工具， 2003，（3） [7] 何清华，张大庆，郝鹏等.液压挖掘机工作装置仿真研究[J].系统仿真学报，2006，（18） [8] 刘韬，胡军科，谢平.液压挖掘机工作装置结构的优化设计[J].建设机械技术与管理， 2010 [9] 张林艳，邓子龙，张红亮等.挖掘机工作装置虚拟样机的建立与动力学仿真[J].辽宁石 油化工大学学报，2008，（28） [10] 张卫国. 液压挖掘机工作装置动力学仿真分析及研究[D].山西：太原理工大学，2010 [11] 郑东京.挖掘机工作装置的有限元分析及其仿真[D].陕西：西北农林科技大学，2011 [12] 陈玉峰.液压挖掘机工作装置运动与动力综合优化研究[D].重庆：重庆大学，2005 [13] 杜文靖，崔国华，刘小光.液压挖掘机工作装置整体集成有限元分析[J].农业机械学报， 2007（38） [14]GU Jun and SEW ARD Derek.Digital Servo Control of a Robotic Excavator[J].CHINESE
液压设计毕业设计论文
摘要 本文主要论述了液压设计。因为液压是活塞式发动机和压缩机的主要零件之一，其大头孔与曲轴连接，小头孔通过活塞销与活塞连接，其作用是将活塞的气体压力传送给曲轴，又收曲轴驱动而带动活塞压缩汽缸中的气体。连杆承受的是冲击动载荷，因此要求连杆质量小，强度高。所以在安排工艺过程时，按照“先基准后一般”的加工原则。连杆的主要加工表面为大小头孔和两端面，较重要的加工表面为连杆体和盖的结合面及螺栓孔定位面。在夹具设计方面也要针对连杆结构特点比较小，设计应时应注意夹具体结构尺寸的大小等，最终就能达到零件的理想要求！ 关键词:液压变形加工工艺夹具设计 Abstract The diesel connecting rod treating handicraft the main body of a book has been discussed mainly and their grip design.Because of the connecting rod is one of dyadic engine of piston and main compression engine part, whose larger end hole and crank shaft link up , the small head hole links up by the wrist pin and the piston , whose effect is that the piston gas pressure is transmitted to the crank shaft , collect crank shaft gas in driving but setting a piston in motion to compress a cylinder.Being that the pole bears pounds a live load , request connecting rod mass is minor therefore , the intensity is high. Therefore when arranging procedure for, according to "first the criterion queen-like " treating principle. The connecting rod main part processes a surface being that head hole and both ends big or small are weak, more important faying face and bolt hole locating surface being the connecting rod body and cover treating outside.Also should be comparatively small specifically for connecting rod structure characteristic in the field of grip design , design that the size should pay attention to gripping the concrete structure dimension of the season waits, the ideal being therefore likely to reach a part ultimately demands! Keyword: Connecting rod Deformination Processing technology Design of clamping device 第一章引言 (1) 1.1数控机床的特点 (1) 1.2设计采用的方法 (1) 第二章分度盘的加工与编程 (2) 2.1加工任务分析 (2)