摘 要

本次毕业设计的题目是变速箱体自动生产线翻转换位及排屑调节装置设计，其主要内容是设计出能够自动变换箱体零件加工表面及自动排屑，以便后续设备良好加工的辅助装备；同时完成变速箱体自动翻转和排屑装置总体方案设计及传动设计。箱体翻转装置是自动生产线上的重要环节,其设计的是否合理将会影响自动化生产线的工作效率。本文研究了自动化生产线变速箱体翻转装置的机械结构, 利用齿轮齿条传动结合液压传动系统可实现箱体的翻转；并对箱体翻转装置的液压传动系统进行了简单设计。

结果表明：利用液压传动系统及齿轮齿条传动控制机械装置的运动, 并与可编程控制器和电气控制等结合,可以很好地实现箱体的翻转并实现排屑调节，从而达到设计目的。

本文的特色：设计的变速箱体翻转装置具有结构简单,易于控制等优点, 在自动化生产中具有广阔的应用前景。

关键词：箱体翻转装置；齿轮传动；液压传动

Abstract

The topic of this graduation design is gearbox automatic production line reversal transposition and chip removal regulation device design , the main content is designed to automatic chip removal ,to follow-up equipment ,while the completion of gearbox automatic turning and chip device design of the overall scheme of the design and transmission. Box turnover device is an important part of automatic production line, design quality is directly influence on the efficiency of automatic production line. By use of the gear- rack transmission combining hydraulic transmission system, the box turnover is achieved.

The results show that box turnover is achieved well by using hydraulic transmission system controlling the mot ion of mechanical device and combining PLC and computer control.

The box turnover device has the characters of simple structure and control easily. It has wide application prospect in automatic production.

Key words: box turnover device；gear transmission；hydraulic transmission

目 录

第1章 绪论 1

1.1目的及意义 1

1.2变速箱体概述 1

1.3自动变速箱生产线国内外研究现状 2

1.4本课题研究的内容 2

第2章 总体设计思路和方案 4

2.1 总体设计思路 4

2.2 总体方案设计 5

第3章 机械结构设计 7

3.1 翻转部分的总体结构设计 7

3.1.1 齿环和小齿轮的结构设计 9

3.1.2 齿环和小齿轮的校核 10

3.1.3 齿环和小齿轮最终参数的确定 10

3.1.4 齿环其他结构设计 11

3.2 传动系统的结构设计 12

3.2.1 齿轮和齿条的结构设计 12

3.2.2 齿轮和齿条的校核 13

3.2.3 齿轮和齿条最终参数的确定 14

3.3 轴的结构尺寸设计 15

3.4 滚动轴承的选择 17

3.5 平键的选择 17

3.6 支撑架的设计 17

第4章 液压系统设计 19

4.1 液压系统的方案设计 19

4.2 液压结构设计 20

4.2.1液压缸缸筒的设计 20

4.2.2 活塞杆的设计 21

4.2.3液压缸工作行程的确定 21

第5章 总结 22

参考文献 23

致谢 24

第1章 绪论

传统的机械零件加工方法,由于技术水平的限制，生产工艺落后，工序分散， 工件翻转由人力手工完成。对于变速箱体零件来说，箱体零件本身形体结构复杂、体积相对较大，箱壁的厚度比较薄、加工表面多、机械加工的工作量大,加工困难。这使得生产车间出现生产效率低下、工人劳动强度大、产品质量不稳定、产品合格率低下，产量也低下，生产成本增加等问题。而采用自动化生产线加工制造箱体零件,可以将大部分生产环节融合, 其中的工件翻转可由人力手工转变为自动化翻转，可大幅度减轻工人劳动强度, 提高生产效率,改善生产环境, 提高产品质量。箱体翻转装置是自动化生产线的重要组成环节, 其设计的是否合理将直接影响整个自动化生产线的工作水平，因而对箱体翻转装置进行合理的设计就显得非常重要。

1.1目的及意义

现代制造业高速度、高质量、高性能、高效率的发展趋势，对当下中国甚至世界制造业的发展提出了挑战，尤其是高效率的生产模式是促进制造业快速发展的必然选择。本次设计任务主要是完成变速箱体自动生产线翻转换位及排屑调节装置设计，其目的是减少人工操作，实现工艺过程的自动化，提高箱体零件的制造加工效率。这不仅能使制造厂商减少制造成本，提高产量，获得更高的利润，而且对这个制造业都有一定的现实意义。本次毕业设计选题涉及机械、工艺、力学、结构、液压等相关专业知识，这是对大学以来各种相关知识和技能的一次综合实践，也是培养和锻炼自己的设计能力及解决问题等其他能力。通过这次毕业设计，提高自己在变速箱体零件的翻转换位及排屑方面的实践能力，同时提高自己综合运用各种知识与专业知识来设计的能力。

1.2变速箱体概述

箱体零件的形体结构复杂，体积相对较大，箱壁的厚度比较薄，加工表面多，机械加工的工作量大，加工困难。以汽车变速箱为例，主要功能在于实时调节汽车驱动力和车速，以适应汽车在使用过程中面临的实际路况。按操纵方式分类，变速箱主要分为手动变速箱和自动变速箱两大类。其中手动变速箱技术成熟，价格低廉，具有较好的燃油经济性等特点，使用颇为广泛。为了满足人们对汽车性能需求和世界范围节能减排需求的提高，世界各汽车厂商对于自动变速箱的投入将不断加大。在未来的很长一段时间内，自动变速箱将呈现高速发展的趋势，其综合性能也将不断提高。

1.3自动变速箱生产线国内外研究现状

随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，汽车的需求量逐年增加，这也使得汽车变速箱的生产制造增加，但是按以往的生产水平不能满足日益增加的需求量，这就需要进行技术上的变革。目前，同行业各生产厂家都加大了变速箱的生产投入。国内有几家专门生产变速箱的大型厂商，它们分别是上海的龙工，厦门工程机械厂，柳州工程机械厂和临沂工程机械厂。这些厂商各有优缺点，总的来说，这些厂商都没有对变速箱体自动生产线加工时的翻转换位和排屑调节进行设计。这些厂商对变速箱的翻转换位及排屑调节处于人工翻转，然后进行人工排屑，或者是半自动进行。这样的生产方式直接导致劳动强度大，生产效率低下，产品的合格率低，产品质量不稳定。这种生产方式根本不能满足现代工业的生产步伐，迟早会被淘汰。现在各生产厂家都意识到这个问题，都在进行技术上的改革，争取实现工艺过程的自动化，但是他们的发展脚步缓慢，技术不成熟，目前还处于半自动化的程度，不过随着技术的发展，他们很快也会实现工艺过程的自动化，在自动生产线上实现箱体的翻转换位和排屑调节。

国内变速箱的生产线虽然近几年得到大幅度的技术革新，但相对于这些欧美发达国家的技术水平来说还是比较落后。上个世纪60年代末至70年代初，欧美、日本等发达国家就先后开展了柔性制造技术的研制工作，并逐渐采用了柔性制造系统来生产变速箱。美国著名的工程机械生产商就引进柔性加工单元促进箱体零件生产率的提高，降低了生产成本。柔性制造系统在国外发达国家已经得到广泛应用，目前，柔性制造线在我国还处于开发阶段，与国际先进水平仍有较大差距，我们仍需要努力设计研发出新的技术。日本随着工业机器人的快速发展，率先把机器人应用于工业生产线上，用机器人代替人工操作，降低了劳动强度，同时也实现工艺过程的自动化，提高了生产效率。同样机器人技术也在国外工业发达的国家里广泛应用，而在国内才处于起步阶段，技术不成熟，没有广泛的应用机器人技术。所以通过对自动生产线变速箱国内外现状的研究，对变速箱体自动生产线翻转换位及排屑调节装置的设计是十分有必要的，可以提高变速箱体的加工效率，增加厂商的生产量，同时节约成本，实现工艺过程的自动化以满足对变速箱的巨大需求。

1.4本课题研究的内容

前面已经介绍了变速箱体具有形体结构复杂，体积较大，比较笨重，而且随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，变速箱的需求量日益增大，这就使得变速箱的生产量日益增多。但是怎么提高变速箱体的生产量是厂商面临的一个问题。传统的变速箱体生产加工中，全由工人手工实现箱体的翻转换位，劳动强度大，生产效率低，生产质量低下，不能满足日益增大的箱体需求量。因此源于生产实际的需要，设计一个变速箱体在自动生产线中实现翻转换位及排屑调节的装置就是本科课题的研究内容。翻转换位及排屑装置是生产线上按照工作循环指令，能自动变换箱体零件加工表面及自动排屑，以便后续设备良好加工的辅助装备。同时要完成变速箱体自动翻转和排屑装置总体方案设计，完成箱体顶、底面翻转及排屑调节装置结构和传动设计。紧密结合生产实际的课题，让我们了解箱体零件的生产加工过程，提高工程设计能力以及解决实际问题的能力，具有重要的现实意义。