【正文】 ）、活塞、活塞銷、連桿、曲軸、飛輪等組成?？扇蓟旌蠚? 3 被吸入氣缸內(nèi)。曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng)，活塞上方的容積縮小，進(jìn)入到氣缸中的混合氣逐漸被壓縮，使其溫度、壓力升高。當(dāng)壓縮沖程臨近終了時(shí)，火花塞發(fā)出電火花，點(diǎn)燃可燃混合氣。 混合氣燃燒后成了廢氣，為了便于下一個(gè)工作循環(huán)，這些廢氣應(yīng)及時(shí)排出氣缸，所以在作功行程終了時(shí)，排氣門開啟，活塞向上移動(dòng)，廢氣便排到大氣中。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋內(nèi)部制有冷卻水套，缸蓋下端面的冷卻水孔與缸體的冷卻水孔相通。頂置凸輪軸式發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋上還加工有凸輪軸 軸承孔，用以安裝凸輪軸。 圖 發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋見圖 4 汽車生產(chǎn)線 生產(chǎn)線簡介 勞動(dòng)定額水平、關(guān)鍵工序的自動(dòng)化、物流與倉儲(chǔ)、產(chǎn)品的質(zhì)量保證體系、生產(chǎn)的組織與管理等， 是當(dāng)前汽車與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)所共同面臨也是必需研究的主要課題之一。 從轎車工業(yè)發(fā)展的情況來看，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)化裝配程度，在一定程度上限制了汽車的自動(dòng)化生產(chǎn)水平。其中，高架線一般包括積放式懸掛輸送機(jī)系統(tǒng)、普通懸掛輸送機(jī)和高架軌道小車。裝配線的長度，在滿足生產(chǎn)綱領(lǐng)、工藝要求、多品種生產(chǎn)和保證質(zhì)量的前提條件下，應(yīng)盡可能縮短。國外總裝水平較高，主要是機(jī)械化自動(dòng)化程度較高，故裝配公司較少。 5 本課題研究的主要內(nèi)容 本項(xiàng)目研究的主要內(nèi)容是“汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋連接螺栓自動(dòng)裝配裝置”的設(shè)計(jì)。 方案一 首先用機(jī)械手來完成螺栓的抓取和放下，其次用一個(gè)絲桿結(jié)構(gòu)來完成機(jī)械手的上下運(yùn)動(dòng)并用一個(gè)轉(zhuǎn)軸來完成四連桿機(jī)構(gòu)在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)，最后由動(dòng)力裝置帶動(dòng)一個(gè)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)水平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。具體的設(shè)計(jì)可以大致分為以下三個(gè)部分，并主要解決以下技術(shù)問題： 螺栓抓取裝置的設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)螺栓抓取裝置的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 圖 發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋裝配流程圖 整條裝配線的工作流程如上圖所示，在發(fā)動(dòng)機(jī)上線工位操作工操作電動(dòng)起重機(jī)將機(jī)加線加工好的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體吊裝到發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線的托盤上，發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線自動(dòng)然后通過滾道將托盤輸送到下一安裝 工位上自動(dòng)停止在該工位上，該安裝工位的操作工安裝依據(jù)該發(fā)動(dòng)機(jī)的型號(hào)安裝相應(yīng)的零件到發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋上然后發(fā)出指令給裝配線，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、出氣閥的裝配 進(jìn)出氣閥的裝配檢驗(yàn) 進(jìn)出氣閥的清洗 進(jìn)出氣閥的清洗檢驗(yàn) 螺栓的裝配 螺栓的裝配檢驗(yàn) 7 托盤自動(dòng)的被傳輸?shù)较乱还の唬乱还の坏牟僮鞴ひ来伟惭b相應(yīng)的零件到發(fā)動(dòng)機(jī)上，依次類推當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)走到下線工位時(shí)該工位的操作工通過電動(dòng)起重設(shè)備將安裝好的發(fā)動(dòng)機(jī)吊離發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線完成發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)。 進(jìn)出氣閥的裝配檢驗(yàn) 在進(jìn)、出氣閥的裝配后，需要檢驗(yàn)止動(dòng)銷是否到了正確的位置，可能出現(xiàn)丟失一個(gè)或兩個(gè)半止動(dòng)銷的情況，或止動(dòng)銷沒正好嵌入桿的凹處， .這些都是不合格的，那么必須返回進(jìn)行個(gè)人處理，處理合格后再返回生產(chǎn)線檢測工序，直到合格為止。 螺栓的裝配檢驗(yàn) 必須檢驗(yàn)是否裝配正確。設(shè)計(jì)的對(duì)象為東安 465 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的缸蓋，其上一共有 10 個(gè)螺栓，對(duì)稱排列在缸蓋兩側(cè)，見圖 所示。通過查閱大量有關(guān)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線方面和自動(dòng)化裝置方面的資料，初步確定了以下兩套裝配方案： 方案 1 首先用機(jī)械手來完成螺栓的抓取和放下，其次用一個(gè)四桿結(jié)構(gòu)來完成機(jī)械手的上下運(yùn)動(dòng)并用一個(gè)轉(zhuǎn)軸來完成四桿機(jī)構(gòu)在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)，最后由動(dòng)力裝置帶動(dòng)一個(gè)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)水平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。綜上所述，本著既實(shí)用又經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)理念，分別在兩個(gè)方案中取其精華，確定了最終的設(shè)計(jì)方案為通過絲杠傳動(dòng)來帶動(dòng)機(jī)械手來完成水平運(yùn)動(dòng)，而用氣壓傳動(dòng)來完成其豎直運(yùn)動(dòng)。 圖 內(nèi)六角圓柱頭螺栓 螺栓的抓取可以有兩種方法 : （ 1）用機(jī)械手來抓取螺栓。 綜上所述，選擇 （ 1）方法，用機(jī)械手來抓取和安裝螺栓。 它是在早期出現(xiàn)的古代 機(jī)器人基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，機(jī)械手研究始于 20世紀(jì)中期，隨著計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，特別是 1946 年第一臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)問世以來，計(jì)算機(jī)取得了驚人的進(jìn)步，向高速度、大容量、低價(jià)格的方向發(fā)展。 機(jī)械手首先是從美國開始研制的。321開時(shí)19 閉時(shí)21圖 機(jī)械手抓取螺栓示意圖 13 現(xiàn)有的機(jī)器人差不多都采用這種控制方式。 機(jī)械手主要由手部、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有 6個(gè)自由度?？刂葡到y(tǒng)是通過對(duì)機(jī)械手每個(gè)自由度的電機(jī)的控制，來完成特定動(dòng)作。 機(jī)械手通常用作機(jī)床或其他機(jī)器的附加裝置，如在自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)生產(chǎn) 線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒有獨(dú)立的控制裝置。 1958 年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手。氣壓缸的運(yùn)動(dòng)只是在豎直面能保證其運(yùn)動(dòng)的位置精度，但是在水平面內(nèi)無法保證位置精度，所以要在安裝氣壓缸的水平鋼板上安裝豎直方向的導(dǎo)向 柱，這樣就能夠保證水平平面內(nèi)的位置精度了。作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的氣缸又可分為單作用、雙作用、膜片式和沖擊氣缸 4 種。它的密封性能好，但行程短。中蓋和 活塞把氣缸分成儲(chǔ)氣腔、頭腔和尾腔三室。 氣缸作用 將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌又稱滑軌、線性導(dǎo)軌、線性滑軌，用于直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)場合，擁有比直線軸承更高的額定負(fù)載， 同時(shí)可以承擔(dān)一定的扭矩，可在高負(fù)載的情況下實(shí)現(xiàn)高精度的直線運(yùn)動(dòng)。同時(shí)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的定位精度、導(dǎo)向精度和進(jìn)給速度在不斷提高，使傳統(tǒng)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)發(fā)生了重大變化。滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)借助鋼球滾動(dòng)實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)軌副摩擦阻力小，動(dòng)靜摩擦阻力差值小，低速時(shí)不易產(chǎn)生爬行。 磨損小。同時(shí)，由于使用潤滑油也很少，這使得在機(jī)床的潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)及使用維護(hù)方面都變的非常容易。 承載能力強(qiáng)。而滑動(dòng)導(dǎo)軌在平行接觸面方向可承受的側(cè)向負(fù)荷較小，易造成機(jī)床運(yùn)行精度不良。 如前所述，由于滾珠在導(dǎo)軌與滑塊之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為滾動(dòng)，可減少摩擦損失。我們?cè)谶x用時(shí)可以根據(jù)負(fù)荷大小，受載荷方向、沖擊和振動(dòng)大小等情況來選擇。 負(fù)荷大小。 預(yù)加負(fù)載的選擇。國內(nèi)在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的制造方面還處于初始階段，與國外相比，仍有差距，主要表現(xiàn)為：品種少、產(chǎn)量小、使用壽命低，噪音大，加工工藝也不如國外先進(jìn)。 用滾珠保持的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副。今后帶滾珠保持架的直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副將逐漸成為高檔數(shù)控機(jī)床選用的主流。 SKF 直線系統(tǒng)有限公司與 Pratec 直線電動(dòng)機(jī)制造廠進(jìn)行合作，并于 1996 年已開始推廣一體化的直線電動(dòng)機(jī)滑臺(tái)系統(tǒng)產(chǎn)品。 內(nèi)藏式尺身及感應(yīng)讀頭，不易受外力破壞。 分辨率佳。 新材料 制造的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副。此外，用陶瓷材料制造的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副將會(huì)得到開發(fā)應(yīng)用。 圖 導(dǎo)軌示意圖 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得導(dǎo)軌的型號(hào)為 RSR 20N，其結(jié)構(gòu)及尺寸見圖 ，表 31 所示。 圖 滾珠絲杠 滾珠絲杠是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的理想的產(chǎn)品。滾珠絲杠是工具機(jī)和精密機(jī)械上最常使用的傳動(dòng)元件，其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動(dòng)，或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反覆作用力，同時(shí)兼具高精度、可逆性和高效率的特點(diǎn) 常用的循環(huán)方式有兩種：外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)。 （ 1）外循環(huán)：外循環(huán)是滾珠在循環(huán)過程結(jié)束后通過螺母外表面的螺旋槽或插管返回絲杠螺母間重新進(jìn)入循環(huán)。 螺旋槽式， 它是在螺母外圓上銑出螺旋槽，槽的兩端鉆出通孔并與螺紋滾道相切，形成返回通道，這種結(jié)構(gòu)比插管式結(jié)構(gòu)徑向尺寸小，但制造較復(fù)雜。內(nèi)循環(huán)均采用反向器實(shí)現(xiàn)滾珠循環(huán)，反向器有兩種類型。兩種反向器比較，后者尺寸較小，從而減小了螺母的徑向尺寸及縮短了軸向尺寸。在省電方面很有幫助。 高速進(jìn)給可能 滾珠絲杠由于運(yùn)動(dòng)效率高、發(fā)熱小、所以可 實(shí)現(xiàn)高速進(jìn)給 (運(yùn)動(dòng) )。 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 查得；深溝球軸承代號(hào) 6306，角接觸球軸承代號(hào) 7206C，見表 33。而四角鋼柱式支架占用空間較大，重量較大，笨重不便于移動(dòng)，但它的穩(wěn)定性和精度較高。 平衡裝置的設(shè)計(jì) 整個(gè)螺栓自動(dòng)安裝裝置在工作過程中最根本的要求是高度的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，因此 需要有一個(gè)平衡機(jī) 構(gòu)來消除外界環(huán)境因素對(duì)支架的穩(wěn)定性和精度的影響。 該機(jī)構(gòu)安裝在支架的底部，每個(gè)支柱下用兩個(gè)機(jī)構(gòu)對(duì)稱支撐，用來起到平衡的作用，使支架不會(huì)因地面的平整程度影響螺栓安裝裝置的工作，因此平衡裝置的應(yīng)用使整個(gè)裝置對(duì)外界環(huán)境的要求降低了很多，能夠更加廣泛的被應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，確立了最終的生產(chǎn)線。 三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，回顧這幾個(gè)月的學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)，讓我受益非淺，使我了解了許多新的知識(shí)，新的內(nèi)容，不僅使我開闊了視野，而且使我鞏固了以前所學(xué)的知識(shí)，進(jìn)一步提高了自己的綜合能力。 29 。林老師吃苦耐勞、鍥而不舍的工作精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)和謙遜的品格永遠(yuǎn)值得我學(xué)習(xí)。 本人同過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)從分的了解汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的有關(guān)知識(shí)，特別是發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線的部分得到全面的了解。 根據(jù)實(shí)際裝配與檢驗(yàn)過程的工藝要求，進(jìn)行了自動(dòng)裝配與檢驗(yàn)生產(chǎn)線可行性分析。圖中 2 為 M20 的螺母，作用是調(diào)節(jié)平衡。上下鋼板厚為 40mm，支柱直徑為 50mm。 24 根據(jù)傳動(dòng)要求由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選得： GⅡ cL1 型鼓型齒示聯(lián)軸器 整體支架的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的目的是螺栓的裝配，即把 M10 90的內(nèi)六角圓柱頭螺栓放入內(nèi)徑是 11mm的孔中，這就對(duì)安裝機(jī)構(gòu)的位置精度非常高，也就是說對(duì)固定安裝機(jī)構(gòu)的支架有很高的要求，支架不僅要有較高的穩(wěn)定性還應(yīng)有較高的精確性，有兩種支架可以 選擇，即四角鋼柱式支架及懸臂梁式支架。 則運(yùn)動(dòng)速度： （ ） 絲杠轉(zhuǎn)速： （ ） 式中： l— 滾珠絲杠的導(dǎo)程， mm； 參數(shù)計(jì)算： ⑴外部載荷的轉(zhuǎn)矩 外部載荷 m=21Kg NmgFa ?????? ? （ ） mmNAlFaT ????? ?????? 202121 ?? （ ） 22 式中： Fa— 外部荷重， Kg； ?— 效率； 速比 — A=1； 鋼對(duì)鋼的動(dòng)摩擦系數(shù) — μ =； ⑵轉(zhuǎn)矩 （ ） （ ） 式中： SJ — 絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ； J — 載荷的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 角加速度： sra dtnw 1 5 0 1 ?? ?????? ? （ ） ? ?? ?mmNmNmKgwJJT m???????????????1 6 7 5 2 3101101 8 3232 （ ） mJ — 電動(dòng)機(jī)的固有轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 加速時(shí)： mmNTTT k ?????? 1 7 4 4741 6 7 021 （ ） 勻速時(shí) ： mmNTTt ??? 741 （ ） 減速時(shí)： mmNTTT g ????? 159621