【正文】 單緊湊，對本系統(tǒng)特別適用。 總體方案經(jīng)過兩周到一汽的生產(chǎn)實際調(diào)研，結(jié)合工人的實際生產(chǎn)經(jīng)驗，提出以下設(shè)計方案：整個裝配系統(tǒng)采用臥式裝針方式，軸承外圈采用直立狀態(tài)，開口端正對滾針進給端，滾針采用橫向進給方式，即采用一特殊裝配裝置使?jié)L針安排成圓周均布狀態(tài)，其圓周直徑和軸承外圈內(nèi)壁直徑相同，然后采用一推套把滾針推入軸承內(nèi)，滾針只需排入軸承內(nèi)壁即可，從而完成整個裝配過程。本課題研究就是其中一例，內(nèi)容為設(shè)計研究CA141汽車傳動軸中萬向節(jié)滾針軸承的自動裝針機。2 總體方案設(shè)計 課題的提出軸承裝配（含軸承成品的自動檢測、自動包裝）自動線一直是困擾著技術(shù)進步的難題。 工作量⑴主機設(shè)計1張A0圖紙（草圖）。 設(shè)計題目及要求 設(shè)計題目滾針軸承自動裝針機設(shè)計。這一次最接近于生產(chǎn)實際，是對我們在今后的實際崗位上從事設(shè)計工作的一次預(yù)演，同時培養(yǎng)我們理論與實際相結(jié)合的能力。All in all，the automatic assembler machine can liberate the workforce，improve the productivity。For the above，it is necessary to realize the automation in needle bearing assembling。In other words，it stands a great role in our daily manufacture。For example，many automatic machine tools and automatic assembling lines have been adopted in automatic industry and manufacture factories of tractor、bearing、electrical machinery。本次設(shè)計的全自動滾針軸承裝針機是專為汽車萬向節(jié)中的滾針軸承裝配設(shè)計的，其主要特點是結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，易于操作，維護方便，并且裝針數(shù)目準(zhǔn)確可靠，是一種比較理想的裝配機。軸承是一種通用性機械零部件，用來支撐軸，保持軸的準(zhǔn)確位置，在我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活中，起到了極大的作用。近年來，我國機械制造業(yè)中的自動化生產(chǎn)技術(shù)有較快的發(fā)展，在汽車、拖拉機、軸承、電機等工廠里設(shè)計和制造了許多自動化機床和自動線，提高了勞動生產(chǎn)率和生產(chǎn)技術(shù)水平，還改善了勞動條件。要實現(xiàn)滾針軸承裝配自動化已經(jīng)迫在眉睫。In recently years，the technology of automatic production has been developed quickly in our engineering industry。It can be used to hold the axis and keep the precise location of the axis，also bear the force given by the axis。Many times and workforce have been wasted，in turn，the productivity has been decreased。Another feature of it is that the needle number to assemble is precise and reliable。這是我們在校期間進行的最后一次，也是最全面的從生產(chǎn)調(diào)研到具體設(shè)計的全面訓(xùn)練。⑶進一步培養(yǎng)分析和解決工程技術(shù)問題的獨立工作能力。 課題內(nèi)容及工作量 課題內(nèi)容內(nèi)容為設(shè)計研究CA141汽車傳動軸中萬向節(jié)滾針軸承的自動裝針機。⑷上機繪制5張A0圖紙（CAD）。因而研發(fā)軸承裝配自動生產(chǎn)線，并與軸承的磨削自動生產(chǎn)線有機連接，對于提高軸承的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，減少工序流動中的軸承零件的數(shù)量，減少人工干預(yù)的影響、降低成本，意義是顯著的。本裝配課題在實際解決后，即自動裝針機實際投入使用，完全代替人工勞動后，將會大大提高勞動生產(chǎn)率，更重要的是，節(jié)省了大量人力物力資源，對企業(yè)效益提高大有益處。為了實現(xiàn)裝配和卸料機構(gòu)中推套的運動，采用一圓柱凸輪擺桿機構(gòu)。 滾針的自動上料機構(gòu) 自動上料裝置類型及特點自動裝卸工件裝置通常慣稱自動上下料裝置或自動上料裝置。將線狀的，細(xì)棒狀的材料，預(yù)先繞成卷狀，在加工時將卷料裝上自動送料機構(gòu)，材料從軸卷上拉出來，經(jīng)過自動校直被送向加工位置，在一卷材料用完之前，送料和加工是連續(xù)進行的。當(dāng)采用鍛件或?qū)袅项A(yù)先切成單件坯料作為毛坯時需要在機床上設(shè)置專門的件料上料裝置。料斗式上料裝置是自動化的上料裝置。在查閱一些書籍基礎(chǔ)上，見到如圖所示之上料機構(gòu)。其工作原理為：滾針堆放在圓盤底部，在微小振動的作用下，沿圓盤內(nèi)壁的螺旋形料道向上運動，定向正確的滾針從圓盤上部的出料口進入輸料管中。這四個傾斜安裝的板彈簧沿長度方向的中線在水平面上的投影，正好與半徑為r的圓相切。整個料斗裝置通過下支承盤6與用圓盤7和8組成的支座安裝在底板上。為了防止料斗的振動傳給底板或其他裝置，也為了避免支座影響料斗的自振頻率，在座盤4和下支承盤6之間裝有三個螺旋彈簧5，并且用導(dǎo)向桿9使整個料斗裝置定心。同時可能發(fā)生卡死現(xiàn)象。在振動料斗和齒形輪之間用一塑料管連接。經(jīng)過半波整流后，頻率雖然降低一半，但振動節(jié)奏分明，料斗振幅加大，而且更易保證料道降移的加速度高于升移的加速度，有利于滾針向上滑行，因而能保證較高的送料生產(chǎn)率。支撐彈簧的傾斜角Ψ決定于螺旋料道的振動升角β的大小。于是取β=20176。圓盤料斗的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)是：螺旋料斗的升角α、升距t和中徑Dm。根據(jù)相關(guān)分析工件在料道上滑移的條件可知，α角的極限值與β角和摩擦系數(shù)μ有關(guān)，從經(jīng)驗公式可得：tgαmaxμtg(βα)μtgβ即： αmax〈arctg(μtgβ)所選取的α值應(yīng)比αmax小，一般α=1176。③螺旋料道的中徑Dm和料道外徑D：中徑Dm取決于升角α和升距t： Dm=t/(tgα)=38/（176。如圖工件能通過彎道的曲率半徑為： R=(Rs)+L/4由此可得 R=s/2+L/(8s)式中 R──輸料槽轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑 L──工件長度式中弧高s應(yīng)根據(jù)輸料槽直槽部分B來考慮選取。所以該上料機構(gòu)必須有二次定向要求。⑵用槽隙定向的料斗裝置在這種料斗中，用專門的定向機構(gòu)攪動工件，使工件在不停的運動中落進溝槽成縫隙實現(xiàn)定向。這種定向機構(gòu)大多系作連續(xù)的回轉(zhuǎn)運動。方案一：采用抓取法定向的料斗裝置。所以此結(jié)構(gòu)正好可以實現(xiàn)軸承外圈的定向。由于推板頂面是一個傾斜面，所以定位正確的工件被推倒一定高度，即超過出料口時，工件便順著輸料道輸出到裝配位置。但其整個結(jié)構(gòu)較大，比較適合于大型的機器。而方案二整個機構(gòu)比較簡單，巧妙的設(shè)計推板的形式后，它能簡便并準(zhǔn)確的給工件定向，大大簡化了整個判斷控制過程。另外，方案二側(cè)邊刮板式料斗裝置的驅(qū)動機構(gòu)采用曲柄滑塊機構(gòu)，為了盡可能增大其行程，減小其結(jié)構(gòu)，采用對心曲柄滑塊結(jié)構(gòu)，其示意簡圖如圖38：：圖38 對心曲柄滑塊上料機構(gòu)簡圖 裝配和卸料裝置裝配工藝過程是機械制造過程中必不可少的一環(huán)。本裝配機裝配裝置和卸料裝置由設(shè)計者設(shè)計為一體。彈性擋塊2形狀如圖示。在裝配完成后，推套推著滾針和軸承前行，當(dāng)它壓在擋塊2并且完全推過擋塊2之后，擋塊在彈簧力作用下隨即推出復(fù)位，把裝配好的軸承擋在左邊，當(dāng)推套回退時，軸承也不會隨著退回。 凸輪機構(gòu) 兩種方案的比較選擇在各種機械中，特別是自動機械中，廣泛的應(yīng)用各種類型的凸輪機構(gòu)。因本裝配機推套的運動和動力的輸入為都是豎直平面內(nèi)，所以有兩種設(shè)計方案。其示意簡圖如圖311：圖311 方案二簡圖其工作原理為：由于凸輪形狀為圓柱凸輪，它很好的解決了動力輸入的問題。方案一采用平面凸輪機構(gòu)，動力輸入采用一對錐齒輪。通常推桿的運動規(guī)律有等速運動、等加速等減速運動、簡諧運動和正弦加速度運動等。圖312 等速運動線圖則擺桿在推程和回程時運動速度是恒定的，比較平穩(wěn)。⑵正弦加速度運動為了使推桿的加速度按更理想的規(guī)律變化，同理可得出推桿在推程時運動方程式為： S=h[δ/δ0sin(2δ/δ0)/2 V=hω[1cos(2δ/δ0)] /δ0 a=2hωsin(2δ/δ0)/ δ0其運動線圖（推程）時如圖313所示。綜合比較之下，選擇⑵的運動規(guī)律。齒輪傳動的特點有瞬時傳動比恒定、傳動比范圍大、傳動效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、制造成本較高等。結(jié)合本裝配機的自身特點，要求的轉(zhuǎn)速較低，所以不宜用帶傳動；另一方面，傳動中，各軸之間不要求精確的傳動比，所以不宜采用齒輪傳動?？纱篌w估算如下：，在此機構(gòu)中，推塊的行程為100mm，推塊每上升一次最多可攜帶三只，則推塊在一次行程中所做的功為：w = mg h = = (J)由于前面已要求裝針數(shù)量為每分鐘十只左右，所以此軸的轉(zhuǎn)速估計為n = 10r/min，則推塊消耗的功率為：P = (w)為了增大其安全系數(shù)，所得功率值可乘以一安全系數(shù)5，得其功率值為P = ，則此功率值可以假定為其他三個機構(gòu)各自所消耗之功率，則整個裝配機所消耗的功率為：P總 = = 2w選擇電機時，只要電動功率滿足機器所能消耗的功率即可，因此，電機選為Y8014型，滿載時電機轉(zhuǎn)速為1440r/min。機型號為15，傳動比為43，輸入轉(zhuǎn)速為1500r/min。預(yù)期假設(shè)裝配軸轉(zhuǎn)速為25r/min，則傳動比i = 35/25 = 。④初定中心距a0由于結(jié)構(gòu)上有限制，暫取a0 = 12P。/Z)]= [+ctg(180176。/27)=齒頂圓直徑da =[+ctg(180176。軸承外圈上料機構(gòu)推塊寬度大約為軸承直徑之3倍，它的軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，推塊就完成一個工作循環(huán)，所以此軸轉(zhuǎn)速10 r/min左右即可。④初定中心距a0由于受到結(jié)構(gòu)限制，初定中心距為a0 = 16P。/Z1)]= [+ctg(180176。不同點在于鏈長和鏈速。由估算結(jié)果可知，本裝配機所消耗功率很小，各傳動軸直徑取在Φ20左右，足夠用，所以其強度校驗部分可省略。主要有以下幾方面：“U”形塊的調(diào)整“U”形塊的作用是托著軸承外圈在其上進