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答辩评估
毕业考核成绩
主考院校签章
年月日
山东大学
毕业设计
设计题目：
50型变速箱离合器轴压机的改进
姓名：
刘超
工作领域：
机械
学校导师姓名：
职称：
（小三号楷体）
论文完成时间：
2012-3-17
答辩时间：
2012年3月17日
DesignTitle:
50transmissionclutchshaftpressesimprovements
By
LiuChao
UndertheSupervisionof
Prof.
AThesisSubmittedtotheUniversityofJinan
InPartialFulfillmentoftheRequirements
FortheDegreeof*****ofEngineering
UniversityofJinan
Jinan,Shandong,P.R.China
摘要
轴压机是在生产环节过程中用来压装轴套和附件的重要机电设备。
本课题研究的目的就是为提高、改进压装轴套和其它附件的压装精度。
首先，对50型变速箱离合器轴压机的压装头进行总体方案的设计，主要分为两方面的设计：
压装头的结构设计和动力系统的设计。
结构设计采用传统的设计方法，各部分结构在强度、稳定性等方面均达到要求。
动力系统的设计方面，由于液压系统动作易实现，且动作准确，因此本设计采用液压传动系统来实现压装头的动作要求，在其设计中主要对液压系统、液压缸和液压站进行了设计。
通过对液压系统的优化设计可以提高离合器轴压机的压装精度，从而提高了压装的质量。
由此可得，随着机械工业的发展，现代机电设备开始装备大量原件，包括电器元件，液压元件和气动元件，其中元件的选择和质量是决定主机工作质量的重要因素。
关键词：
液压传动准确可靠合理
ABSTRACT
Axispressisintheprocessofproductionprocessesusedtopress-fitsleeveandaccessories,electricalandmechanicalequipment.Thepurposeofthisresearchistoimprove,improvetheaccuracyofpress-fitbushingsandotherpress-fitattachment.
First,the50-typegearboxandclutchshaftpressesthepress-fittheheadoftheoverallprogramdesign,thedesignisdividedintotwoaspects:
pressuremountedheadofstructuraldesignandpowersystemdesign.
Structuraldesignusingthetraditionaldesignmethodology,thestructuralstrength,stability,etc.tomeettherequirements.Powersystemdesign,hydraulicsystem,actioniseasytoachieve,andaccurateaction,thisdesignusesahydraulicdrivesystemtotheactionofpress-fitheadintheirdesign,hydraulicsystems,hydrauliccylindersandhydraulicstationdesign.
Clutchshaftpressesthepress-fitaccuracycanbeimprovedthroughoptimizationofdesignofthehydraulicsystem,therebyimprovingthequalityofthepress-fit.Thusavailable,withthedevelopmentofmachineryindustry,themodernmechanicalandelectricalequipmentequippedwithalargenumberoforiginals,includingelectricalcomponents,hydrauliccomponentsandpneumaticcomponents,componentselectionandqualityofwhichisanimportantfactorindecisiontohostthequalityofwork.
Keywords:
HydraulictransmissionAccurateReliableReasonable
第一章绪论
近几十年来，随着我国国民经济的高速发展，公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设与装载机的功能矛盾日益突出，作为铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料，也可对矿石、硬土等作轻度铲挖的作业越来越广泛【1】。
装载机的发展方向是作业速度快，机动性好，操作轻便、大运量、大功率。
因此，开展高效装载机的理论与设计研究，已成为目前急需解决的课题【2】。
变速箱是装载机的主要组成部分，使用数量多，形式多样，价格昂贵。
变速箱加工合理，直接影响装载机初期投资，也将影响装载机的使用、维修，更会影响装载机使用寿命【3】。
因此变速箱的加工质量非常重要。
本课题研究的目的即为：
改善变速箱的加工质量。
变速箱的加工工艺为
（1）变速箱离合器轴的加工。
包括轴的切断，铣两端安装槽，加工中心孔，卡簧槽的加工及轴端倒角。
（2）箱体的加工。
箱体的加工，分为箱体内外铣面，一端端镗孔和四面钻孔三道工序，均在加工中心实现。
（3）离合器片的加工。
（4）齿轮的加工。
包括车削加工、滚、插齿、剃齿。
（5）箱盖、轴承盖的加工。
包括铣面、钻孔。
（6）变速箱的组装【4】。
变速箱离合器的组装在变速箱轴压机上进行，变速箱离合器的轴和离合器片加工后，其组装基准已经确定，所以离合器轴与离合器片的装配质量，在很大程度上决定了变速箱的组装质量，但在组装工艺中，还必须把好两个关口：
一是调定好轴压机行程，并做到组装附件如轴正确压装；
二是压装后，要做好变速箱轴向间隙的调整，确保合理的旋转阻力，使变速箱内部转动灵活、平稳【5】。
本课题研究内容即为：
50型变速箱离合器轴压机的设计。
其中设计环节要求离合器轴和附件能够准确的压装到位。
通过参阅大量文献，以往的变速箱轴压机，均选用液压系统作为驱动装置，电气控制作为操作装置，这与机械系统作为驱动系统相比较，可以使整台机电设备更加轻便，成本降低，且动作实现平稳。
可见液压驱动和电器控制的优点。
关于轴压机的结构设计采用压装头与活塞杆的组装方式，这样有利于压装动作的实现，这一设计十分巧妙
和电气控制系统存在着压装同步误差问题，需要进一步解决。
而压装头的结构设计仍然采用前人设计方案，只是一些重要零件和重要结构尺寸，需要重新设计和计算。
此设计实现了轴类零件的准确压装，提高变速箱的加工质量，从而带动与其相关产业的发展。
第二章50型变速箱离合器轴压机总体方案设计
经过调查和实习可得，50型变速箱轴压机的压装头的运动过程是依靠液压系统来实现的。
压装头装在活塞杆中，由液压油推动活塞杆，再由活塞杆带动压装头运动，完成压装过程。
对于50型变速箱轴压机的压装头的设计主要分两部分：
压装头的结构设计和压装头的动力系统设计。
压装头的结构主要由两部分组成：
压装头的结构和液压缸的结构。
由于压装头是装在活塞杆里面，从而两部分的结构设计是分不开的，应首先设计出压装头的结构，这样活塞杆的直径才能确定出来，从而才能将液压系统出来。
因此，在结构设计中应首先进行压装头的结构设计，在进行液压系统参数的计算。
装配流程设计注意事项，依照传装配流程，要首先进行零部件的装配，再进行总体的装配，压装机装配的好坏直接影响压装的精度。
电气控制系统的设计，采用PLC控制，它的可靠性好，操作简单。
结构设计和动力系统的设计是不可分割的，因为动力系统的工作行程，将决定压装头的结构，因此本设计的具体设计路线为：
液压系统的设计→压装头的结构设计→装配流程的设计→电器控制系统的设计。
第三章50型变速箱离合器轴压机液压系统的设计
3.1液压系统原理图的设计
（1）技术要求
50型变速箱轴压机的压装头为立式布置，压装头的压装力拟采用液压传动，最大压装力为60KN。
要求通过电液控制实现的工作循环为：
快进→压装→快退→停止。
变速箱压装头压装行程的计算：
要求加工的离合器轴的直径为φ100～220ｍｍ，取离合器轴的直径为φ150ｍｍ。
则从动片毂的内径为φ＝100－5×
2＝140ｍｍ。
由《机械设计课程设计》表11-1，选择轴承代号为6306的深沟球轴承符求。
6306的参数为：
ｄ＝30ｍｍD＝72ｍｍB＝19ｍｍdａｍｉｎ＝37ｍｍDａｍａｘ＝65ｍｍ
由《机械设计标准应用手册》17.2-21得垫圈的基本宽度为b=7；
由《机械设计课程设计》表10-18查得弹簧挡圈的厚度s=1.2;
由以上数据的离合器轴的压装行程L=68mm。
压装头的运动参数和动力参数表如表1所列。
表1压装头的运动参数和动力参数
工况
行程／ｍｍ
速度/（ｍ·
ｓ－１）
时间／ｓ
运动部件动力G/N
压装负载Fｅ/N
启动、制动时间△ｔ/ｓ
快进
10
0.01
ｔ１
250
0.2
1
压装
73
0.0017
ｔ２
60000
40
快退
83
ｔ3
6.8
（2）工况分析
压装头液压缸外负载计算结果见表2。
表2压装头液压缸外负载计算结果
计算公式
外负载/N
启动
1.25
等速
制动
初压
0.2125
反向启动
由表1和表2即可绘制出如图1所示液压缸的L-ｔ图、ｖ-ｔ图、F-ｔ图。
（3）确定主要参数，绘制工况图
根据上述假设条件计算得液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率（见表3），并可绘制出其工况图（见图3）。
（4）拟定液压系统原理图
选择液压回路
首先选择调速回路：
由工况图可以看出，液压系统的功率并不大，而负载在工作过程中变化较大，且压装过程要求平稳性高，故采用限压式变量泵和调。
图2所示液压缸的L-t图、v-t图、F-t图
表3液压缸工作循环中各阶段的压力、流量和功率
工作阶段
负载F/N
回油腔压力p2/MPa
工作腔腔压力p1
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