【正文】 獲得均勻分布的球狀珠光體組織，切削性能良好，具有優(yōu)良的淬透性和淬硬性，熱處理后的顯微組織和硬度比較均勻穩(wěn)定，具有較高的接觸疲勞強(qiáng)度和良好的耐磨性，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚磉€可獲得很好的尺寸穩(wěn)定性，并具有一定的抗腐蝕性能，鋼材價(jià)格也比較便宜。 裝配 前軸承內(nèi)、外圈的等級劃分 由 GB/，精度要求較高的軸承如 D 級軸承（ 5 級公差） 表 5 級內(nèi)圈（公差值單位：微米） ()dmm mpd? dpV dmpV is ds iK sB? BsV 直徑 系列 全部 正常 修正 2 超過 到 上偏差 下偏差 max 上偏差 下 偏 差 max 10 18 0 5 4 3 7 7 4 0 120 250 5 表 5 級外環(huán) （公差值單位：微米） ()Dmm mpD? DpV DmpV eS DS eK sC? CsV 直徑 系列 全部 正常 修正 2 超過 到 上偏差 下偏差 max 上偏差 下 偏 差 max 30 50 0 7 5 4 8 8 7 0 120 5 其中， is —— 軸承的內(nèi)環(huán)端面對滾道的跳動 ， mm 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 8 頁 共 54 頁 ds —— 軸承的內(nèi)環(huán)端面對內(nèi)孔的跳動 ， mm iK —— 內(nèi)環(huán)內(nèi)圈的徑向跳動 ， mm sB? —— 內(nèi)環(huán)的 寬度 偏差 ， mm BsV —— 內(nèi)環(huán) 寬度 的變動量 ， mm eS —— 軸承的外環(huán)端面對滾道的跳動 ， mm DS —— 外端面母線對基準(zhǔn)端面傾斜的變動量 ， mm eK —— 外環(huán)外圈的徑向跳動 ， mm sC? —— 外環(huán)的 寬度 偏差 ， mm CsV —— 外環(huán) 寬度 的變動量 ， mm 軸承的裝配是保證軸承精密度的重要環(huán)節(jié)，合理的裝配方法可以降低軸承因裝配對軸承內(nèi)外環(huán)真圓度的影響，降低對內(nèi)外溝表面和對內(nèi)外環(huán)表面造成的傷害，尤其對于對音響要求比較高的軸承可以防 止出現(xiàn)過大的噪音而造成的不良。 3. 保持器必須是只有一個(gè)組合，即一個(gè) A 片一個(gè) B 片的組合，不能出現(xiàn)入如一個(gè) A 片多個(gè) B 片的情況。由于內(nèi)外環(huán)都存在制造公差，所以為了達(dá)到足夠的精密度，使軸承具有合理的徑向游隙（ 所謂滾動軸承的游隙，是 將一個(gè)套圈固定，另一個(gè)沿徑向的最大活動量 ） ，所以要 根據(jù)內(nèi)外環(huán)的制造公差 進(jìn)行選配。由于要保證傳送過程中保持器 A 片和保持器 B 片不至于 很容易的 脫落，所以要使 保持器 A 片在上方 ，保持器 B 片在下方 。設(shè)計(jì)中由于涉及很多方面的運(yùn)動，為了更好的進(jìn)行控制， 需要 大量的應(yīng)用液壓氣壓裝置。 鋼珠 容器 在入鋼珠裝置的后面， 通過彈簧管道連接 入鋼南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 11 頁 共 54 頁 鋼珠托片 鋼珠軌道口 鋼珠注入口 鋼珠壓頭 珠機(jī)構(gòu)的 鋼珠入口。同時(shí)入鋼珠完成以后必須對最后一個(gè)鋼珠施以壓力才能使其順利進(jìn)入軌道 ， 如圖 所示的鋼珠壓頭 利用氣壓缸提供動力 ，實(shí)現(xiàn)對鋼珠施加壓力 。 軸承夾 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 12 頁 共 54 頁 導(dǎo)向桿 如圖 所示為入鋼珠的鋼珠軌道頭，當(dāng)傳感器感應(yīng)到配套的內(nèi)外環(huán)的存在，頂部氣壓缸控制入鋼珠軌道頭沿著軌道下移直到接觸到軸承內(nèi)外環(huán)。 分鋼珠裝置與檢測裝置如圖 和圖 所示 ： 圖 分鋼珠撥叉 圖 分鋼珠撥 叉 圖 分鋼珠撥叉 圖 分鋼珠裝置 圖 分鋼珠測頭 分割撥叉之間相隔的角度相同，但是 長短各不相同 ， 每兩個(gè)相鄰的鋼珠撥叉長度差大于鋼珠的直徑。 為此，必須保證分鋼珠的撥叉不能旋轉(zhuǎn) ，所以設(shè)計(jì)了如圖 所示的方形的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。 在 分鋼珠位置的軌道上也需要對軸承的夾緊裝置同分鋼珠時(shí)的夾緊裝置。 保持器 A、 B 片如圖 和圖 所示 ： A 片 B 片 圖 保持器 A、 B 片 入保持器 A 片 圖 入保持器 A 片裝置 為提高效率保持器都用心軸串聯(lián)起來，保持器 A 片的鉚釘會自動找正落在下面一片保持器 上的 鉚釘 的 反面與 鋼珠 囊袋之間 的空隙之間 。所以設(shè)計(jì)了如圖所示的機(jī)構(gòu)來保證。在工作狀態(tài)下，滑塊 5 在圓盤旋轉(zhuǎn)時(shí)向外運(yùn)動，使保持器落下 ，落到軌道中的軸承上 ；滑塊 6 在圓盤旋轉(zhuǎn)時(shí)向內(nèi)運(yùn)動，使其非常尖的頭插入到最底下一片保持器和與其相鄰的一片保持器之間， 起到拖住上面所有保持器的作用。但太遠(yuǎn)的距離不能將保持器 A 片準(zhǔn)確的安裝到想要的位置， 固要 有一個(gè) 升降裝置使分好鋼珠的軸承接近保持器。在拖頭將軸承托起前，必須要使軌道軸承夾脫離軸承。接著縱向的氣壓缸將 B 片送到軌道上的軸承位置。完成保持器 B 片的安裝。 保持器組合機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 保持器的組合是指在 A、 B 片保持器都安裝到軸承以后，使 A 片保持器的鉚釘與 B 片 的鉚釘孔相組合， 如圖 。 保持器 A 片上的鉚釘，有一定的錐度 。 圖 組合裝置 以及 組合振動頭 鉚接裝置的設(shè)計(jì) 鉚合工作原理 鉚合工藝要點(diǎn)鉚釘通常是將 兩片保持器 聯(lián)接在一起 ， 鉚合 可分冷鉚和熱鉚。其工藝要點(diǎn)如下：鉚釘?shù)倪x擇。鉚釘直徑按熱鉚要求應(yīng)比孔小 。鉚合件的準(zhǔn)備工作。 圖 鉚釘尺寸的確定 鉚釘長度 L 等于零件總長度 S 加鉚釘頭余量 Z。例如車架鉚接時(shí)， 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 20 頁 共 54 頁 必須用“ 定心沖銷”對鉚接件的鉚釘孔進(jìn)行定心沖孔，使鉚釘孔重合，并提高 孔的光潔度和強(qiáng)度。鉚接時(shí)應(yīng)注意鉚釘?shù)目煽?。在成形過程中，輪轂變形分為三個(gè)階段 :第一階段，鉚頭下降，與輪轂軸接觸，變形開始。進(jìn)入第二階段，鉚頭壓 力 傳遞到內(nèi)圈，內(nèi)圈載荷迅速增大。 鉚接成形力的計(jì)算 鉚釘直徑 1mmd? ,釘孔直徑為 ?孔 ,采用精裝配 ,冷鉚。鉚接時(shí) ,近似地把鉚釘成型過程看成是圓盤類零件的模鍛過程 。 d —— 為鍛件直徑 (鉚釘直徑 ) ， mm 。 鉚釘鉚接成形過程中對板的分布壓力的計(jì)算 作用于板上圓環(huán)面上的分布力為 ： 1 1 .5 3 3 32SabP M Ph? ??? ? ????? 2 1 . 5 3 8 312SabdP M Phh? ??? ? ? ????? 設(shè)鉚釘軸線為 z 軸 ,應(yīng)力為 3? ,過 z 軸 設(shè) x、 y 軸 ,應(yīng)力分別為 1? 和 2? 。當(dāng)圓 環(huán)面擴(kuò)大到一定程度后 ， 釘桿開始整體鐓粗 ， 脹大孔。 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 25 頁 共 54 頁 圖 繼續(xù)壓縮變?yōu)閳A環(huán)面接觸 (1 )r pruvE?? 式中 , p 為作用在鉚釘孔圓柱面上的徑向分布壓力 , r 為鉚釘孔的半徑 , E 為板材料的彈性模量 , v 為板材料的橫向變形系數(shù)。這時(shí) ， 鉚釘直徑為 1d = + = ， 鉚釘桿長為 1? = 1 – = 。鉚釘機(jī)松 開后 ,板恢復(fù)原厚度δ ,孔縮小到原大小 。 于是 ,鉚釘帽對板上圓環(huán)面的分布壓力 為 d 1 b a/ 7 7p F F M P???軸 向 鉚釘加在釘孔圓柱面上的徑向分布壓力為 23p 7 2 aMP??? ? ?徑 向 鉚釘冒對板上圓環(huán)面的分布壓力為 :裝配應(yīng)力 d 1 b a/ 7 7p F F M P???軸 向 求得的鉚釘對板的裝配應(yīng)力分布如圖 4 所示。但鉚釘對鉚接板緊固力的大小不但取決于鉚釘?shù)牟牧?,而且主要取決于鉚釘?shù)闹睆酱笮　Ｓ袝r(shí)會因保持架的破斷將滾動體擠傷 , 甚至?xí)⑤S南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 28 頁 共 54 頁 承抱死引發(fā)事故。 滿足用戶要求 , 終加工后的軸承在保持架表面進(jìn)行氮化處理 , 化合物層深度為 5～ 10μ m,表面顯微硬度 HV500 570。 “ 自動裝配結(jié)構(gòu)工藝性 ” 概念包含對產(chǎn)品或所有部件提出的要求以及對零件結(jié)構(gòu)特征提出的要求。這種簡化可以降低零件制造成本 ,但實(shí)際上并不反映手工裝配的勞動量。這不僅可以確定自動化裝配過程的有效程度 ， 也可以確定自動化的合理性及可能性。第二組是表示產(chǎn)品或裝配單元整體的特征 ， 這樣 ， 深溝球軸承在自動裝配條件下的結(jié)構(gòu)工藝性分析就轉(zhuǎn)化為分析其特征標(biāo)志能否滿足自動裝配過程的特殊要求。加上聯(lián)接兩個(gè)保持架的鉚釘共五種零件。在對中、合套過程中 ， 將鋼球 (不管其數(shù)量是多少 )視為一個(gè)裝配單元進(jìn)行處理 ， 這樣 ,該過程就可以看作由三個(gè)零件組成 。具有基準(zhǔn)表面 ,使裝配、改變位置、運(yùn)輸過程中能可靠地定向 ；使聯(lián)接形式最為理想 ， 這種聯(lián)接是實(shí)現(xiàn)最簡單工作運(yùn)動的聯(lián)接 (例如壓配、 局部塑性變形、 接觸焊等 )。帶爪浪形保持器的形狀保持能力不十分可靠 ,自動裝配過程要防止鉚釘?shù)拿撀? ,并在裝配前后進(jìn)行自動檢測 ,作相應(yīng)處理 。用精度來衡量深溝球軸承的自動化裝配有兩個(gè)問題 :游隙的 控制 ,深溝球軸承的裝配精度在合套之前的加工工序中就已確定 ,但游隙的大小取決于選配合套過程 ， 因此 ， 合套時(shí)內(nèi)、外圈及鋼球的檢測分選就十分重要 。這些問題能否得到有效的解決 ， 是與組成軸承的各個(gè)零件的結(jié)構(gòu)工藝性直接相關(guān) ,因此 ,有必要作進(jìn)一步的定量分析 ， 確定按什么樣的標(biāo)志評價(jià)深溝球軸承現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)工藝性 ,并給出相應(yīng)的解決辦法。 。 。本文所針對的自動化裝配方法見圖 。 這時(shí)組成產(chǎn)品的第 j 個(gè)零件或裝配單元的工藝性指標(biāo) jT 要考慮所有標(biāo)志值系數(shù)及工藝性評價(jià) ,即 : 此外 ,對零件來說標(biāo)志值總系數(shù) jQ 為 : 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 31 頁 共 54 頁 表 深溝球軸承的工藝性評價(jià) 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 32 頁 共 54 頁 式中 , m 為計(jì)算工藝性標(biāo)志的總數(shù) ,按這些工藝性標(biāo)志進(jìn)行評價(jià)。 看到 ,圖 兩個(gè)裝配單元的工藝性指標(biāo) T 均大于標(biāo)準(zhǔn)值 ,因此 ,可以認(rèn)為自動裝配 能實(shí)現(xiàn) ,并且不需要在實(shí)驗(yàn)工作上的附加花費(fèi)。 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是指在軸承鉚接結(jié)束時(shí)，由于鉚接頭在軸承的下面，進(jìn)行鉚接檢查，就要將鉚接好的軸承翻轉(zhuǎn)。所以軸承只能在翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)軸心方向轉(zhuǎn)動。從而檢測出不合格品 。 鉚接檢查是裝配重要的一環(huán)，如果保持器有落鉚現(xiàn)象，很容易就造成了不合格品的流出，造成難以估計(jì)的事故。所以傳送過程顯得更加重要。 傳動凸輪的設(shè)計(jì) 圖 軸承搬運(yùn)裝置 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 35 頁 共 54 頁 圖 搬運(yùn)抓手及其運(yùn)動示意圖 傳動凸輪是根據(jù)抓手運(yùn)動的規(guī)律來設(shè)計(jì)的，要保證搬運(yùn)抓手能完整準(zhǔn)確的完成對軸承的傳送工作。接著 內(nèi)為軸承傳送運(yùn)動，所以凸輪轉(zhuǎn)過的角度為 108? 。最后 為抓手縱向返回起點(diǎn)，凸輪無作用力，轉(zhuǎn)過角度為 54? 。另外在氣壓缸收縮抓手抓住軸承和氣壓缸伸長松開軸承時(shí)，橫向運(yùn)動和縱向運(yùn)動都停止。 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 36 頁 共 54 頁 橫向運(yùn)動凸輪 縱向運(yùn)動凸輪 傳動凸輪軸 軸承每兩個(gè)工作站的距離為 150mm，縱向運(yùn)動的距離為 120mm，撥桿運(yùn)動示意圖如圖所示，撥桿工作長度為 500mm，軸心距離撥桿底端 200mm。 由于軸承的傳送過程要求平穩(wěn)準(zhǔn)確，所以選用圓柱斜齒輪，大齒輪如圖所示： 圖 大齒輪零件圖 兩個(gè)嚙合齒輪的參數(shù)如下 表 所示： 表 傳動 齒輪參數(shù) 名稱 符號 大齒輪 小齒輪 螺旋角 ? 法面模數(shù) nm 5 5 法面壓力角 n? 20? 20? 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 39 頁 共 54 頁 齒數(shù) z 38 21 法面齒頂高 系數(shù) *anh 法面頂隙系數(shù) *nc 變位系數(shù) x 0 0 齒厚 B 32 30 齒頂高 ah 齒根高 fh 分度圓直徑 d 齒頂圓直徑 ad 齒根圓直徑 fd 基圓直徑