【正文】 者亦不成線性關(guān)系。 （ 5）適于西方發(fā)達(dá)國(guó)家的企業(yè)生產(chǎn)條件與經(jīng)營(yíng)管理模式，國(guó)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)幾乎沒(méi)有采用這種生產(chǎn)或裝檢方式。但技術(shù)無(wú)國(guó)界，為了趕超世界先進(jìn)國(guó)家的技術(shù)水平，并加強(qiáng)我國(guó)民族汽車(chē)工業(yè)與制造產(chǎn)業(yè)的整體競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，我們有必要廣泛推廣自動(dòng)化裝配與檢驗(yàn)生產(chǎn)線（即第二套方案）。 本課題的研究意義 當(dāng)前，國(guó)內(nèi)的汽車(chē)及車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)線水準(zhǔn)，幾乎還停留在人工化、半人工化、半機(jī)械化、半自動(dòng)化的生產(chǎn)與裝配程度。不同級(jí)別生產(chǎn)線的界限有互相重疊的趨勢(shì)，級(jí)別界限適宜淡化。因此，不論是在設(shè)計(jì)理論研究上，還是在研究成果實(shí)用化與通用化方面，都具有一定的現(xiàn)實(shí)與戰(zhàn)略意義。而下一部分是缸蓋連接螺栓自動(dòng)檢查裝置的具體設(shè)計(jì)過(guò)程。車(chē)間目前大部分還是半自動(dòng)化程度。 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋連接螺栓裝配自動(dòng)檢查裝置的設(shè)計(jì)，是完全自動(dòng)化的檢查裝置，檢查時(shí)間為 60 秒。其缸蓋的示意圖如圖 所示。 圖 螺栓與缸蓋連接示意圖 1M10 內(nèi)六角螺栓 2墊圈 3缸蓋 12 正確安裝的方式是只有一個(gè)墊圈和一個(gè)螺栓，而檢查各種情況的時(shí)間不得超過(guò) 60秒，又根據(jù)設(shè)計(jì)的要求和各種人力資源及經(jīng)濟(jì)因素的考慮，需要設(shè)計(jì)一套 自動(dòng)裝配機(jī)構(gòu)來(lái)完成此項(xiàng)任務(wù)。本章提出了墊圈和螺栓可能 出現(xiàn)的安裝錯(cuò)誤，大致出現(xiàn)的五種情況。因此我們可以利用螺栓頭和墊圈的總高度來(lái)確定裝配是否正確。 表 傳感器的性能指標(biāo) 傳感器型號(hào) 測(cè)定范圍 分辨率 使用溫度 使用濕度 測(cè)頭重 AT110 ～ + 10? m 10～ +80℃ （但不結(jié)冰） 35～ 85% （但不結(jié)霧水） 約 150g 圖 傳感器 1導(dǎo)線 2傳感器 15 數(shù)字側(cè)長(zhǎng)傳感器個(gè)數(shù)的選擇 由于檢查的時(shí)間為 60 秒，需要檢查的螺栓數(shù)目為 10個(gè)，這里存在一個(gè)傳感器數(shù)目?jī)?yōu)化的問(wèn)題，有三個(gè)方案可以考慮： ① 利用 10 個(gè)傳感器同時(shí)檢查 ② 利用 1 個(gè)傳感器，分 10次檢查 ③ 利用 5 個(gè)傳感器，分 2次檢查 方案①：由于時(shí)間是 60 秒， 10 個(gè)一起檢查時(shí)間有剩余，多余的時(shí)間被浪費(fèi)，況且 10個(gè)傳感器的費(fèi)用大。 檢查機(jī)構(gòu)的連接和固定 在螺栓的檢查機(jī)構(gòu)中出現(xiàn)了以下幾種問(wèn)題： ① 螺栓孔的大小是Φ 11，而檢查機(jī)構(gòu)中所選取傳感器的觸頭小于Φ 11；在檢查既沒(méi)有墊圈也沒(méi)有螺栓時(shí)觸頭會(huì)插到螺栓孔中。圖中 1 表示為厚度為 20mm 的 45鋼的鋼板，將 5 個(gè)傳感器分別固定在鋼板上這樣來(lái)保證一致性，也節(jié)省了分別用 5 個(gè)動(dòng)力裝置的費(fèi)用，鑒于在檢查過(guò)程中整個(gè)檢查機(jī)構(gòu)要受到力的作用，所以鋼板與檢查機(jī)構(gòu)（也就是 1 與 3）的連接是剛性連接；圖中構(gòu)件 2 為彈簧，利用彈簧的伸縮保證每個(gè)傳感器接觸到螺栓，以達(dá)到檢查的目的，另外在整體抬升的時(shí)候保證可以將下面的裝置彈開(kāi)。 鋼板與提升鋼板的活塞桿連接在這里有兩個(gè)方案可以考慮： ① 活塞桿與連接 5個(gè)檢查機(jī)構(gòu)的鋼板，可以像導(dǎo)柱一樣采用剛性連接。 ② 方案由于已經(jīng)有導(dǎo)向與鋼板是剛性連接，在檢查的這個(gè) 過(guò)程中，精度已經(jīng)完全可以達(dá)到保證，故設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)構(gòu)，如上圖 所示。 圖 檢查機(jī)構(gòu) 圖 鋼板與活塞桿連接示意圖 17 綜合兩種方案可以一目了然的看到優(yōu)缺點(diǎn)，方案②更適合整個(gè)裝置的設(shè)計(jì)思路，故選擇方案②。機(jī)架不僅要有較高的穩(wěn)定性還需要有較高的精確性，有兩種方案機(jī)架可供選擇，如下圖 所示： 方案 1— 懸臂梁式支架 方案 2— 四鋼柱式機(jī)架 圖 機(jī)架形式 方案 1—— 懸臂梁式機(jī)架，節(jié)省材料，經(jīng)濟(jì)；占用空間較?。蛔灾剌^輕；便于移動(dòng)。 鑒于該檢查裝置對(duì)機(jī)架的要求，綜合地比較兩者的優(yōu)缺點(diǎn)，最終確定選用四鋼柱 18 式的機(jī)架。上鋼板的受力情況可以簡(jiǎn)化成如下面 圖 所示 的力學(xué)模型： 圖 上鋼板的受力情況 討論這一簡(jiǎn)支梁的彎曲變形。 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求具有穩(wěn)定性和精確性，本設(shè)計(jì)中采用的是軌道和氣壓傳動(dòng)。 圖 導(dǎo)軌 其中由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得導(dǎo)軌的型號(hào)為 RSR 20N，見(jiàn)上圖 所示，導(dǎo)軌的性能指標(biāo)見(jiàn)表 。 表 導(dǎo)軌尺寸 型號(hào) M W L K W1 W2 M1 F hdd ?? 21 RSR20N 25 46 ? 13 15 60 ?? 缸蓋零件圖中，裝配螺栓的位置 尺寸，如下圖 。 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選取 QGB80? 150前法蘭型雙作用氣缸 氣缸的基本尺寸如下： D 80mm0? D1=30mm P= 21 式中： D0—— 缸徑 D1—— 活塞桿直徑 P—— 氣缸工作壓力 水平氣壓缸的選擇： 估算水平的推力： 其中鋼對(duì)鋼的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為： ～ 軌道上的重量大約為： M=+=， （ ） 故水平的估算推力大約為： F= 10 = （ ） 故選用 200N 左右的氣壓缸。 表 螺栓連接的相對(duì)剛度λ 墊片材料 金屬（或無(wú)墊片） 皮革 銅皮石棉 橡膠 λ ～ 表 尺寸因數(shù) 螺栓直徑 d 12 16 20 24 30 36 42 48 56 64 ? 1 表 缺口應(yīng)力集中因數(shù) 螺栓材料 B? /MPa 400 600 800 1000 ?K 3 26 表 抗壓疲勞極限 材 料 10 Q235A 35 45 40Cr t1?? 120～ 150 120～ 160 170～ 220 190～ 250 240～ 340 所以受軸 向載荷－緊螺栓（動(dòng)載荷）校核計(jì)算結(jié)果 : 工作載荷 Fc = kN 相對(duì)剛度 = 螺栓材料 = Q235A 螺栓抗拉強(qiáng)度 σ B = 440 MPa 螺栓屈服強(qiáng)度 σ s = 240 MPa 抗壓疲勞強(qiáng)度 σ－ 1t = 140 MPa 尺寸因數(shù) = 1 制造工藝因數(shù) Kt = 1 受力不均勻因數(shù) Ku = 1 缺口應(yīng)力集中因數(shù) K = 安全系數(shù) Sa1 = 2 螺栓許用應(yīng)力幅 [σa] = MPa 應(yīng)選用的螺栓： 螺栓小徑 d1 = mm 汽缸才用 4個(gè) M6內(nèi)六角螺栓連接 豎直汽缸螺栓校核 ： 受軸向載荷預(yù) 緊螺栓（動(dòng)載荷）校核計(jì)算結(jié)果 : 工作載荷 Fc = kN 相對(duì)剛度 = 螺栓材料 = Q235A 螺栓抗拉強(qiáng)度 σ B = 440 MPa 螺栓屈服強(qiáng)度 σ s = 240 MPa 抗壓疲勞強(qiáng)度 σ－ 1t = 140 MPa 尺寸因數(shù) = 制造工藝因數(shù) Kt = 1 27 受力不均勻因數(shù) Ku = 1 缺口應(yīng)力集中因數(shù) K = 安全系數(shù) Sa1 = 2 螺栓許用應(yīng)力幅 [σ a] = MPa 螺栓公稱直徑 Md = M24 螺栓小徑 d1 = mm 螺栓計(jì)算應(yīng)力幅 σ b= MPa 校核計(jì)算結(jié)果： σ b≤ [σ a] 滿足 平衡機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 本檢查機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求是保證其準(zhǔn) 確和平穩(wěn)性。圖中 2 為 M20 的螺母，作用是調(diào)節(jié)平衡。 圖 機(jī)架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 本章小結(jié) 本章講述了自動(dòng)檢查裝置主要部件的設(shè)計(jì)，其中包括檢查機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、整體機(jī)架的設(shè)計(jì)、 平衡機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；機(jī)架撓度的計(jì)算、螺栓的相關(guān)計(jì)算。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，涉及到了很多關(guān)于機(jī)械連接和機(jī)械傳動(dòng)方面的問(wèn)題。在設(shè)計(jì)中還專門(mén)設(shè)計(jì)了調(diào)節(jié)平衡的平衡機(jī)構(gòu)，有效的保持了整個(gè)裝置的準(zhǔn)確性和平穩(wěn)性。 有效地鍛煉了自己獨(dú)自思考動(dòng)手的能力 。更加深了對(duì)理論知識(shí)的理解，同時(shí)也積累了寶貴的實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，為以后的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。老師為我創(chuàng)造了一個(gè)寬松的學(xué)習(xí)與科研環(huán)境，沒(méi)有指導(dǎo)老師的教導(dǎo)與幫助，本論文是不可能順