【正文】 6 第三章 車用儀表臺(tái)裝配臺(tái)總體設(shè)計(jì)方案 7 設(shè)計(jì)的目的 7 結(jié)構(gòu)的選擇和主要參數(shù)的確定 7 結(jié)構(gòu)的選擇 7 主要參數(shù)的確定 9 第四章 車用儀表臺(tái)裝配臺(tái)的總體設(shè)計(jì)計(jì)算 10 裝配臺(tái)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè) 計(jì) 10 翻轉(zhuǎn)臺(tái)面的設(shè)計(jì) 10 儀表臺(tái)定位元件的設(shè)計(jì) 12 擋塊裝置、定位插排及托架的設(shè)計(jì) 13 裝配平臺(tái)底板的設(shè)計(jì) 14 翻轉(zhuǎn)限位塊的設(shè)計(jì) 15 裝配臺(tái)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 16 轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 16 軸承的選擇與計(jì)算 20 軸承座的設(shè)計(jì) 23 鋼管的選型與計(jì)算 24 裝配臺(tái)限位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 27 下拉腳踏機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 27 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IX 裝配臺(tái)接油機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 30 裝配臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 33 底部框架的設(shè)計(jì) 33 腳輪的選型及計(jì)算 33 總體裝配結(jié)構(gòu) 35 裝配臺(tái)的重心位置分析與計(jì)算 36 儀表臺(tái)支架裝配過(guò)程的運(yùn)動(dòng)和位置分析 37 儀表臺(tái)支架安裝過(guò)程 37 儀表臺(tái)支架操作過(guò)程 38 第五章 車用儀表臺(tái)裝配臺(tái)主要零件的有限元分析 39 轉(zhuǎn)軸零件 的有限元分析 39 鋼管零件的有限元分析 42 第六章 總結(jié) 45 全文總結(jié) 45 致謝 46 參 考 文 獻(xiàn) 47 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 緒論 研究背景及意義 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車行業(yè)正快速增長(zhǎng)，各類車輛安裝機(jī)械比往年的需求有明顯的上升趨勢(shì)。然而在汽車機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)，儀表臺(tái)、車架等焊接安裝機(jī)構(gòu)件占有相當(dāng)大的比例。在本次設(shè)計(jì)中要求是實(shí)現(xiàn)儀表臺(tái)支架的翻轉(zhuǎn)，以便于工人師傅有更好的視角來(lái)往上安裝零部件和焊接。為了實(shí)現(xiàn)安裝翻轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)構(gòu)安裝質(zhì)量的提高，有必要發(fā)展生產(chǎn)新型設(shè)備 ，從而提高生產(chǎn)效率和儀表臺(tái)零件安裝的質(zhì)量。 儀表 臺(tái) ， 又 稱為儀表 盤(pán)。目前 儀表 臺(tái) 的 一種 傳統(tǒng)方法 是進(jìn)行模塊化 裝配， 就是對(duì) 在循環(huán)流水線的不同組成部分的 不同部件 分別 進(jìn)行 裝 配 ，這種循環(huán) 裝配 流水線存在 很多不足之處。整個(gè)裝配過(guò)程中需要的場(chǎng)地面積太大、流水線伸展的太長(zhǎng)，這樣會(huì)導(dǎo)致成本極大的提高；一般裝配過(guò)程中都需要以減少工作人員的數(shù)目來(lái)節(jié)省生產(chǎn)成本為目的，因此在實(shí)際的裝配過(guò)程中每一個(gè)組裝工位的組裝人員都要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)保證裝配好一定數(shù)量的零件。在裝配過(guò)程中還有可能因?yàn)樽鳂I(yè)平臺(tái)的設(shè)計(jì)不合理，操作人員要來(lái)回的走動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)零部件的拿 取和組裝、放置等操作；在整個(gè)裝配的過(guò)程中，操作人員裝配不同位置的零部件還需要對(duì)儀器表盤(pán)進(jìn)行不斷的晃動(dòng)，翻轉(zhuǎn)，這樣不僅裝配過(guò)程中這些動(dòng)作浪費(fèi)時(shí)間，而且操作不方便還容易撞傷或者刮壞表盤(pán)。 科技的發(fā)展帶動(dòng)和各行各業(yè)的進(jìn)步。新的加工制造技術(shù)與新的工藝都因運(yùn)而生。各式各樣的汽車儀表臺(tái)也并彩紛呈。小型化、人機(jī)一體化、智能化、數(shù)字化等新的設(shè)計(jì)理念不僅對(duì)產(chǎn)品的加工制造有著更為嚴(yán)格的要求，一個(gè)好產(chǎn)品的誕生在裝配工藝過(guò)程中也起到了至關(guān)重要的作用。企業(yè)的生產(chǎn)裝配環(huán)境，產(chǎn)線的設(shè)計(jì)作業(yè)流程和布局以及車用儀表臺(tái)的裝配平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合 理都對(duì)車用儀表的整體性能和產(chǎn)量，整個(gè)勞動(dòng)效率的改進(jìn)的影響都不可忽視。尤其是對(duì)裝配平臺(tái)的設(shè)計(jì)提出了更高、更加與時(shí)俱進(jìn)的新要求和新理念。 目前微小儀器相關(guān)的儀表類的產(chǎn)品都屬于微小型結(jié)構(gòu)的復(fù)雜產(chǎn)品，因此其裝配既可以稱得上相當(dāng)程度的微細(xì)裝配。這類產(chǎn)品不僅零件尺寸極小，不容易搬運(yùn)、拿捏，而且因?yàn)槲⑿α悴考?shù)目眾多，在裝配過(guò)程中極容易出現(xiàn)漏裝、錯(cuò)裝、多裝等不良現(xiàn)象。此外，因?yàn)榱慵儆谖⑿〗Y(jié)構(gòu)類零件，在裝配的過(guò)程中由于裝配人員的手法熟練問(wèn)題以及裝配順序和工藝問(wèn)題，極有可能導(dǎo)致零件的破損、變形甚至報(bào)廢；裝配過(guò)程中由于必要的 翻轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)等作業(yè)動(dòng)作甚至可能使得零件丟失。這些裝配過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題都導(dǎo)致了車用儀表的裝配在整個(gè)整車生產(chǎn)制造周期中屬于耗時(shí)最長(zhǎng)，廢品率最高的工步。在裝配江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 過(guò)程中如何更好的符合操作人員的作業(yè)習(xí)慣和身體拿放零件的姿勢(shì)對(duì)零件的裝配結(jié)果影響十分重要。 一般的儀表類產(chǎn)品的裝配主要分為兩大步驟，分別是零部件的裝配以及裝配好之后的校核。對(duì)于機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜的儀表，這兩大步驟在工藝過(guò)程總所占用的時(shí)間應(yīng)該差不多。相比于傳動(dòng)的工業(yè)產(chǎn)品，儀器儀表因?yàn)槠漭^高的精度要求，裝配的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)還需要配備完整的裝配工具，如夾具，測(cè)量用的量具以及運(yùn)送 零部件和最后裝配好后的成品所用的運(yùn)輸工具。 在汽車儀表臺(tái)的生產(chǎn)裝配過(guò)程中眾多的裝配難點(diǎn)使對(duì)得設(shè)計(jì)出一種能夠有效改善汽車儀表臺(tái)的裝配平臺(tái)的呼聲愈演愈烈。為了提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率以及裝配精度和合格度，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)制造、綠色裝配等制造業(yè)提出的眾多對(duì)環(huán)境和技術(shù)的要求。本文提出的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅有效的對(duì)目前現(xiàn)有的裝配平臺(tái)的改進(jìn)，而且在有些細(xì)節(jié)方面，充分考慮了工人在具體作業(yè)情況中可能遇到的習(xí)慣性或者肢體性的阻礙因素，有效的減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率。 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 二十世紀(jì) 80年代末 ,憑借著生產(chǎn)制造過(guò)程 中的以過(guò)程集成為技術(shù)核心的的并行工程技術(shù)使得產(chǎn)品的生產(chǎn)制造水平進(jìn)一步得到了提高 [1]。進(jìn)入上世紀(jì)九十年代初的時(shí)候，現(xiàn)代生產(chǎn)制造水平又一次進(jìn)行了飛速的發(fā)展，制造水平越來(lái)越高。并且就在此時(shí)有人提出了精益生產(chǎn)、綠色制造、虛擬制造、敏捷制造、數(shù)字化制造等新的概念。 在裝配工藝過(guò)程中也有人提出了虛擬裝配技術(shù)。虛擬裝配是虛擬制造技術(shù)的核心。在工業(yè)生產(chǎn)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)者所設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品不可能完全按照要求進(jìn)行加工生產(chǎn)出模型再來(lái)驗(yàn)證其他的參數(shù)、情況和產(chǎn)品的裝配性能 [1]。而虛擬裝配技術(shù)采用了以計(jì)算機(jī)為平臺(tái)，利用計(jì)算機(jī)模擬仿 真功能對(duì)所生產(chǎn)加工的零部件進(jìn)行虛擬的裝配，從而可以檢驗(yàn)零部件裝配過(guò)程中產(chǎn)品的零部件間裝配關(guān)系是否合理。其裝配過(guò)程是模擬現(xiàn)實(shí)裝配過(guò)程做出的類似仿真的效果，因此基本上可以模擬出現(xiàn)實(shí)裝配過(guò)程中的具體情況。其中包括了對(duì)裝配順序的確定，裝配方向的確定以及裝配過(guò)程中零件的配合尺寸的選擇和確定等方面的內(nèi)容。虛擬裝配有助于對(duì)產(chǎn)品零部件進(jìn)行虛擬分析和設(shè)計(jì) ,能夠解決零部件從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)過(guò)程中所出現(xiàn)的問(wèn)題 ,進(jìn)而達(dá)到縮短產(chǎn)品的研制周期、降低企業(yè)的生產(chǎn)成本、優(yōu)化產(chǎn)品的性能的目的 [1]。 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 類似于車用儀表類的微細(xì)零件的裝配時(shí)加工制造過(guò)程中 出現(xiàn)的一大難題。如何精準(zhǔn)高效的實(shí)現(xiàn)這些細(xì)小零件的裝配在整個(gè)國(guó)家的工業(yè)發(fā)展和制造業(yè)水平中起著標(biāo)志性的作用。經(jīng)過(guò)幾十年時(shí)間的發(fā)展與摸索，工業(yè)界已經(jīng)發(fā)展形成了一套相對(duì)完善的微細(xì)零件加工裝配工藝，并且形成了相應(yīng)的工藝規(guī)程。這套微細(xì)零件的裝配體系中囊括了包括微細(xì)零件裝配；易碎、易變性零件裝配等方面， 100 多年的發(fā)展歷史逐漸形成了針對(duì)微細(xì)零件裝配的微裝配機(jī)理等理論。并在微裝配技術(shù)中引進(jìn)了視覺(jué)伺服技術(shù)。所謂的微裝配，主要指的是對(duì)細(xì)微零件的裝配，一般在儀器儀表等高精度要求的零件中。除此之外還包括毫米級(jí)的，亞毫米級(jí)的升值是微 米級(jí)、納米級(jí)的細(xì)微零件的裝配。并且近年來(lái)，在眾多對(duì)微細(xì)零件裝配的研究過(guò)程中，越來(lái)越多的學(xué)者選擇對(duì)自動(dòng)裝配系統(tǒng)方向的研究 [1]。一般情況下，當(dāng)零件足夠小的時(shí)候，重力因素已經(jīng)不是裝配或者定位過(guò)程中主要的考慮因素的時(shí)候，裝配機(jī)理符合微細(xì)零件裝配機(jī)理。 目前國(guó)際上對(duì)微細(xì)零件的裝配除了使用機(jī)器人等自動(dòng)化程度極高的設(shè)備來(lái)保證進(jìn)度外，有些必須要手工操作的環(huán)節(jié)，引進(jìn)了視覺(jué)伺服技術(shù)。最常用的就是在放大鏡下觀察零件，并且進(jìn)行零件的裝配。因?yàn)橛捎谌庋勰芤?jiàn)度的有限，很多細(xì)微零件，只有在通過(guò)顯微鏡等視覺(jué)放大裝置的擴(kuò)放才能在更高精度等 級(jí)下完成零件的裝配。但是這僅僅是利用了視覺(jué)技術(shù)中的放大技術(shù)，而視覺(jué)伺服技術(shù)不僅僅于此，它可以利用現(xiàn)代光學(xué)或者物理學(xué)的原理，將所要裝配的細(xì)微零件放大后，進(jìn)行定位、裝配，有時(shí)還可以根據(jù)其系統(tǒng)的特性形成相應(yīng)的閉環(huán)回路，起到檢測(cè)或者反饋的作用。除了對(duì)觀察的視覺(jué)角度的技術(shù)的改進(jìn)，目前在微小裝配工藝過(guò)程中，還有針對(duì)的易損、易廢的零部件，采用了微夾持器等裝置進(jìn)行裝配過(guò)程中零件的加持。這樣的微夾持器裝置不僅可以保證操作者在裝配過(guò)程中能夠順利的拿取零件，而且還能保證對(duì)零件的自由的移動(dòng)和定位。微夾持器的加持裝置夾力控制也達(dá)到了 很小等級(jí)的精度要求，可以極大程度的保證了零件的完好無(wú)損。 就目前國(guó)內(nèi)裝配裝置而言，大部分與國(guó)外的類似。 對(duì)于 儀表臺(tái)等相關(guān) 的翻轉(zhuǎn)裝配 機(jī)構(gòu)，目前有多種形式 ，比如框架 型 、頭 尾架 型、 鏈 型、 環(huán) 型、 推 舉型 等。翻轉(zhuǎn) 機(jī)構(gòu) 已被用于在實(shí)際生產(chǎn) 的各種工件 。目前，國(guó)內(nèi)各種形式的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)還制定了一系列的標(biāo)準(zhǔn)，但國(guó)內(nèi)廠商已經(jīng)開(kāi)始生產(chǎn)的頭尾部的框架式 裝配臺(tái) ，并產(chǎn)生一系列 裝配輔助機(jī)構(gòu)，這些機(jī)構(gòu)主要有： 框架式 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和 頭尾式 翻轉(zhuǎn) 機(jī)構(gòu) 。這兩種機(jī)構(gòu)所采用的控制原理均是利用點(diǎn)來(lái)控制，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)構(gòu)的使用，但是一般情況下只能選取 2 點(diǎn) 、 4 點(diǎn) 、 8 點(diǎn)控江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 制 ， 并且在控制過(guò)程中以 恒定速度 翻轉(zhuǎn)。 但 也 有變速機(jī)構(gòu)。翻蓋機(jī) 與 機(jī)器人 聯(lián)機(jī) ， 按照固定的程序?qū)崿F(xiàn)需要的 動(dòng)作， 載重 負(fù)荷 大多數(shù)都是 在 20? 3000 公斤 之間 。在中國(guó)，汽車和摩托車制造業(yè)大多使用弧焊機(jī)器人 為 加工中心，并已成功地用頭尾式和框架式翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，因?yàn)樗?恒定翻轉(zhuǎn)速度 ，可以使用 點(diǎn)位實(shí)現(xiàn) 位置 的 控制 ，也可以 以電磁系統(tǒng)和氣缸錐銷力度 實(shí)現(xiàn) 定位， 多數(shù)采