【正文】 。 四、主要參考資料 (按參考文獻(xiàn)的規(guī)范格式填寫 ) 張曉玲 .實(shí)用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析 [M].北京： 北京航空航天大學(xué)出版社 ， 2020 年 5月； 車洪麒 .非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)例詳解 [M]. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2020 年 3月 . 劉麗萍 .粗精銑 V型發(fā)動(dòng)機(jī)箱體 45176。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先對(duì)儀表臺(tái)支架進(jìn)行建模，并對(duì)它進(jìn)行分析，確定了對(duì)儀表臺(tái)的裝配方案。而限位機(jī)構(gòu)和接油機(jī)構(gòu)是輔助儀表臺(tái)裝配過(guò)程而設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)。然后使用三維建模軟件 SolidWorks 建立裝配臺(tái)的三維模型，同時(shí)采用有限元分析軟件 ANSYS 對(duì)裝配臺(tái)的主要零部件進(jìn)行分析并說(shuō)明。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。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。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。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。 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。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。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。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。 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。并在微裝配技術(shù)中引進(jìn)了視覺(jué)伺服技術(shù)。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。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。 就目前國(guó)內(nèi)裝配裝置而言，大部分與國(guó)外的類似。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)。非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備與制造業(yè)在我國(guó)起步較晚，與國(guó)外同行企業(yè)的技術(shù) 相比 ，在中國(guó)生產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的企業(yè)相 對(duì)薄弱，質(zhì)量是比不上 ，而且 難以形成持續(xù)的發(fā)展。 課題研究目標(biāo)和內(nèi)容 本文主要針對(duì)儀表臺(tái)的裝配過(guò)程中實(shí)現(xiàn)的翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象進(jìn)行裝配臺(tái)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。并 對(duì)裝配平臺(tái)進(jìn)行重心位置分析，確保該平臺(tái)不翻倒 ； 對(duì) 平臺(tái) 中關(guān)鍵 零 部件進(jìn)行校核 計(jì)算 ； 最后還需要設(shè)計(jì)出 參考儀表盤支架模型 結(jié)構(gòu)。在薄壁件的檢測(cè)中，有柔性?shī)A具、按照理論值專門定做的專用夾具和相關(guān)檢具 [2]。 所需設(shè)計(jì)裝配臺(tái)的裝配臺(tái)是儀表臺(tái)，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。 根據(jù)以上基本原則，我們要設(shè)計(jì)的裝配臺(tái)是為裝配儀表臺(tái)支架零件服務(wù)的，它的基準(zhǔn)面就應(yīng)該是儀表臺(tái)支架的底部，即儀表臺(tái)支撐塊底部。 儀表臺(tái)支撐塊兩個(gè)底部各有一個(gè)形似“橢圓形”的定位孔，可以采用兩個(gè)圓柱銷作為定位元件，與它配合，從而方便地實(shí)現(xiàn)支架零件的拆卸。 由于儀表臺(tái)支架工件過(guò)大，從而不方便調(diào)節(jié)位置。 結(jié)構(gòu)的選擇和主要 參數(shù)的確定 結(jié)構(gòu)的選擇 根據(jù)儀表臺(tái)形狀和設(shè)計(jì)的要求，初步確定儀表臺(tái)裝配臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該包括五個(gè)部分，即翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、限位機(jī)構(gòu)、接油機(jī)構(gòu)、移動(dòng)機(jī)構(gòu)。 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 圖 31 鉸鏈連接設(shè)計(jì)（不合理） 圖 32 圓柱銷連接設(shè)計(jì)（合理） 關(guān)于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，提出的思路是采用一個(gè)轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸安裝在旋轉(zhuǎn)裝置上。轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的支撐裝置，采用了軸承座。 限位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，考慮到儀表臺(tái)在實(shí)行安裝、翻轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，需要在一定位置對(duì)它進(jìn)行限位，從而實(shí)現(xiàn)裝配臺(tái)的自鎖，使儀表臺(tái)裝配臺(tái)在裝配過(guò)程更加的穩(wěn)定。對(duì)與翻轉(zhuǎn)臺(tái)限位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，提出的初步方 案是在翻轉(zhuǎn)臺(tái)上設(shè)計(jì)一個(gè)支撐柱，將立柱支撐在裝配平臺(tái)上。旋轉(zhuǎn)時(shí)，工人需要在合適的角度進(jìn)行安裝，此時(shí)需設(shè)計(jì)一個(gè)旋轉(zhuǎn)限位機(jī)構(gòu)。但考慮到限制裝配臺(tái)旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，在限轉(zhuǎn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)自鎖格外重要。后續(xù)設(shè)計(jì)的接油盤中心，與轉(zhuǎn)軸靠近，更能夠解決漏油的 問(wèn)題。裝配臺(tái)的底部設(shè)計(jì)成一個(gè)框架形式。 主要參數(shù)的確定 儀表臺(tái)支架總質(zhì)量 。翻轉(zhuǎn)臺(tái)面外形設(shè)計(jì)成一個(gè)“ U”型。翻轉(zhuǎn)臺(tái)面上打兩個(gè)對(duì)稱的限位孔，可以用來(lái)插裝定位裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)儀表臺(tái)支架的固定。根據(jù)儀表臺(tái)的放置位置和方向，初步確定翻轉(zhuǎn)臺(tái)面的外廓尺寸。詳細(xì)如圖 4 4 4 4 45 所示： 圖 4— 1 翻轉(zhuǎn)臺(tái)面設(shè)計(jì)三維圖 凸臺(tái) 尾槽 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 圖 42 翻轉(zhuǎn)臺(tái)面（左視圖） 圖 4— 3 儀表臺(tái)（左視圖） 圖 44 儀表臺(tái)（前視圖） 圖 45 儀表臺(tái)翻轉(zhuǎn)臺(tái)面裝配圖 翻轉(zhuǎn)限位塊螺紋孔 限位孔 儀表臺(tái)底部 定位孔 圓柱銷孔 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 儀表臺(tái)定位元件的設(shè)計(jì) 儀表臺(tái)定位元件的設(shè)計(jì)是為了使儀表 臺(tái)零件在安裝過(guò)程更加地平穩(wěn)，由 可知，銷孔的大小為 12? ，所以要設(shè)計(jì)的工件定位銷尺寸也應(yīng)為 12? 。設(shè)計(jì)的工件定位銷與輔助零件如下圖所示： 圖 46 工件定位銷 圖 47 短環(huán)鏈 圖 48 短環(huán)吊鏈 圖 49 定位元件安裝圖示 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 擋塊裝置、定位插排及托架的設(shè)計(jì) 為了使儀表臺(tái)支架在安裝的過(guò)程中始終處于一個(gè)水平面，需要在底板上設(shè)計(jì)一個(gè)擋塊裝置。擋塊共分為四部分，分 別 為 擋塊 蓋 板 、擋 塊 底 板 、擋 塊 (JB/) 、 定位 插 銷(JB/T80151999A 型 16 30)。全部設(shè)計(jì)如圖 4 41 412所示： 圖 410 擋塊裝置三維圖 圖 411 定位插排設(shè)計(jì)圖 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 圖 412 托架設(shè)計(jì)圖 裝配平臺(tái)底板的設(shè)計(jì) 裝配平臺(tái)底板的設(shè)計(jì)要考慮到人工可操作因素，底板與翻轉(zhuǎn)臺(tái)面相配合。裝配平臺(tái)需設(shè)置兩個(gè)對(duì)稱的圓柱銷孔，這樣 可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸與安裝底板的快速連接。設(shè)計(jì)的翻轉(zhuǎn)限位塊圖像標(biāo)注如圖 41 414 所示： 圖 413 翻轉(zhuǎn)限位三維圖示 翻轉(zhuǎn)限位螺紋孔 M4 接油盤對(duì)應(yīng)螺紋孔 4 M4 插銷螺紋孔 M6 轉(zhuǎn)軸螺紋孔 M5 插排螺紋孔 M4 圓柱銷孔 8? 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 圖 414 翻轉(zhuǎn)限位塊草圖（初取厚度 12mm，材料 ： Q235） 裝配臺(tái)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 轉(zhuǎn)軸的材料選擇為 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)，硬度 220~230HBS，按扭矩初算直徑，公式如下所示： 3pdAn? （ 41） （式 41 中 A 僅決定于材料許用剪應(yīng)力的系數(shù)，由設(shè)計(jì)手冊(cè)取 A=110， n 為轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速， P 為轉(zhuǎn)軸的功率。 d3=60mm，長(zhǎng)度 L3 取 L3=60mm。圖示如 419： 圖 419 重力簡(jiǎn)化彎矩圖 轉(zhuǎn)軸受力圖 420： 圖 420轉(zhuǎn)軸受力圖 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 對(duì) A 點(diǎn)求矩：有 0AM ?? （ 42） 所以 0AGMM?? 即 AGMM?? 由以上等式可知，在 A 處有一彎矩大小與重力產(chǎn)生的彎矩相等，方向與重力產(chǎn)生的彎矩的 方向相反，且由圖可知 A處是軸的危險(xiǎn)截面。 軸承的選擇與計(jì)算 由 章節(jié)可知：轉(zhuǎn)軸的基本尺寸 如圖 421 所示： 圖 421 轉(zhuǎn)軸基本尺寸圖 選取第 1 段，即 d1=30mm,L1=60mm。該型號(hào)軸承已填注定量、定牌號(hào)防銹、脂潤(rùn)滑。而且考慮到儀表臺(tái)裝配臺(tái)的質(zhì)量不大，軸承只需承受 290N的軸向載荷。因此設(shè)計(jì)了兩者之間的隔圈，隔圈的厚度初取 10mm。 其基本公式為： 0 0 0 039。 由機(jī)械設(shè)計(jì)書的表 去安全系 數(shù) 0S 的值為 2。設(shè)計(jì)的軸承座需能將轉(zhuǎn)軸以及軸承裝載進(jìn)入，初取設(shè)計(jì)草圖尺寸如圖 42424 所示： 圖 423 軸承座設(shè)計(jì)草圖 圖 424 軸承座三維圖示 軸承座中部設(shè)計(jì)直徑為 55mm，軸承選用的外徑也為 55mm，兩者屬于間隙配合，而且中部的深度為 40mm，滿足軸承座設(shè)計(jì)要求。 初步選擇鋼管型號(hào)為 GB/T173952020，選取鋼管外徑80mm，壁厚 3mm，高度 800mm。 精密鋼管校核二 對(duì)整個(gè)精密鋼管的模型進(jìn)行簡(jiǎn)化如圖 427 所示： 圖 427 模型簡(jiǎn)化圖示（ 2） 對(duì)懸臂梁進(jìn)行力的簡(jiǎn)化，如下圖 428 所示： 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 圖 428 鋼管受力分析圖示 由力學(xué)計(jì)算公式可得： 0cM ?? ， 0CGMM?? （ 413） 得出： CGMM?? ，負(fù)號(hào)表示 C處的彎矩的方向和重力產(chǎn)生的彎矩的方向相反。然而在儀表臺(tái)裝配臺(tái)在旋轉(zhuǎn)過(guò) 程中，要實(shí)現(xiàn)對(duì)其的控制，必須設(shè)計(jì)一個(gè)限位裝置。 分度盤的尺寸大小應(yīng)滿足比支撐鋼管外徑大，且當(dāng)實(shí)現(xiàn)定位的限位銷須與分度盤的孔同心，設(shè)計(jì)的分度盤尺寸如圖 429所示： 圖 429 分度盤草圖尺寸 (厚度初取 10mm， 45鋼 ) 分度盤的中心圓外徑設(shè)計(jì)為 36mm，轉(zhuǎn)軸的中部外徑 d2=36mm，長(zhǎng)度 L2=32mm。初步取分度盤上的孔徑大小為14mm，因此設(shè)計(jì)的限位銷的直徑大小需與分度盤上孔徑大小基本保持一致，因此初取限位銷直徑為 14mm。 根據(jù)圓柱壓縮彈簧的尺寸的確定彈簧管以及插銷蓋的大小尺寸確定。兩者屬于間隙配合 ,兩者材料都是 45鋼。根據(jù)拉桿接頭尺寸的確定，腳踏板的尺寸也隨之確定。接油盤和裝配底板依靠?jī)烧咦笥业穆菁y孔通過(guò)螺栓相互連接。設(shè)計(jì)底部框架初取基本尺寸為 867mm(長(zhǎng) ) 600mm（寬） 200mm（高）：底部框架底板需安有便于安裝腳輪的墊板。底部設(shè)計(jì)有 4 個(gè)螺紋孔，是為了便于拆裝儀表臺(tái)裝配臺(tái)方便。 查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第 5 版）表 9144，選擇工業(yè)腳輪 GB/T146881993A級(jí) :D=125mm ， L=25mm ， H=150mm 。 總體裝配結(jié)構(gòu) 組裝前嚴(yán)格檢查并清除零件加工時(shí)殘留的銳角、毛刺和異物。螺釘、螺栓和螺母緊固時(shí)，嚴(yán)禁打擊或使用不合適的旋具和扳手。 (注：部分零件在內(nèi)部，在圖上未標(biāo)出 ) 1 3 4 5 6 7 8 9 11 13 12 14 10 2 15 16 17 18 19 20 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 裝配 臺(tái)的重心位置分析與計(jì)算 本次設(shè)計(jì)計(jì)算的儀表臺(tái)支架裝配的重心分析計(jì)算主要由 solidworks 軟件完成，對(duì)儀表臺(tái)支架以及承載支架的翻轉(zhuǎn)臺(tái)面的所有零件進(jìn)行質(zhì)量屬性分析： 詳細(xì)如圖 450： 圖 450 裝配臺(tái)重心分析圖示 計(jì)算過(guò)程過(guò)程，如下： 所選零部件的質(zhì)量屬性為： 質(zhì)量 = 千克，體積 = 立方毫米 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 表面積 = 平方毫米 重心 : ( 毫米 ) X = ， Y = ， Z = 由上述分析， 可知： 重心位置坐標(biāo)為 (， ， )，根據(jù)裝配體的右視圖，可知，其重心處于翻轉(zhuǎn)裝配臺(tái)底板外側(cè)，因此，裝配臺(tái)翻轉(zhuǎn)限位塊極限位置（ 30176。 儀表臺(tái)支架安裝過(guò)程 支架安裝過(guò)程是裝配過(guò)程的第一步。翻轉(zhuǎn)臺(tái)面的左端設(shè)計(jì)了一個(gè)尾槽，需與支架的后部重合，這樣才能做到精確定位。此時(shí)，支架的安裝過(guò)程也就完成了