50型离合器轴压机的改进

市地：年月日专业姓名联系电话准考证号档案号通讯地址邮编论文题目论文页数指导教师指导教师评估签名评审意见签名答辩评估签名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2012年3月17日姓名：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：（小三号楷体）50型变速箱离合器轴压机的改进IIDesignTitle:50transmissionclutchshaftpressesimprovementsByLiuChaoUndertheSupervisionofProf.AThesisSubmittedtotheUniversityofJinanInPartialFulfillmentoftheRequirementsFortheDegreeof*****ofEngineeringUniversityofJinanJinan,Shandong,P.R.China山东大学毕业设计III50型变速箱离合器轴压机的改进IV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山东大学毕业设计VABSTRACTAxispressisintheprocessofproductionprocessesusedtopress-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山东大学毕业设计1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50型离合器轴压机的改进2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。山东大学毕业设计3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。50型离合器轴压机的改进4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。山东大学毕业设计5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100.01ｔ１25000.21压装730.0017ｔ２600000.240快退830.01ｔ300.26.8(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工况计算公式外负载/N快进启动1.25等速0制动1.25压装初压0.2125等速60000快退反向启动1.25等速0制动1.25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）。50型离合器轴压机的改进6（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图山东大学毕业设计7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计算公式负载F/N回油腔压力p2/MPa工作腔腔压力p1/MPa输入流量ｑ/(L·min）输入功率N/kW快进启动1.250.70.7等速00.70.79.090.106制动1.250.70.7压装启动加速1.250.60.6等速6×1040.651.5480.129快退反向启动1.250.70.750型离合器轴压机的改进8图3液压缸的工况图速阀组成的节流调速回路；又因两液压缸执行器要求同步工作，选用分流集流阀实现。由于选用了容积－节流调速回路必选开式循环方式。其次选择油源形式，因选用容积－节流联合调速，所以选择变量泵为动力源。再次选择换向与速度换接回路：系统的压装速度由调速阀设定，快进和快退速度由变量泵直接调节实现。换向由一个三位四通电磁换向阀（M型中位机能）实现，并且由压力继电器联合电磁换向阀的中位机能实现系统的卸荷。最后选择压力控制回路：在泵的出口并联一个溢流阀实现系统的定压溢流，并且起到过载保护的作用，同时在系统回退时起到背压的作用。山东大学毕业设计9组成液压系统图在主回路初步选定的基础上，再增加一些辅助回路即可组成完整的液压系统。如：在液压泵的进口设置一个滤油器，滤去油液中的杂质，以保护液压泵；在液压泵的出口安装一个单向阀以保护液压泵，免受液压冲击。液压系统图如图4快进过程为：三位四通换向阀在左位，二位二通换向阀4.1在右位，4.2在左位，4.3在右位，4.4在右位。液压油由油箱经液压泵，单向阀2,三位四通换向阀3的左位，二位二通换向阀4.1，分流集流阀5进入