【正文】 （ L/min） 型號(hào) 1 定量葉片泵 24 YBE 2 液控單向閥 24 YAF3Ea 3 三位四通 電磁 換向閥 20 4WE6D50W22050 4 溢流閥 63 YF310B 長(zhǎng)春工程學(xué)院 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 31 液壓油箱容積的確定 液 壓系統(tǒng)的油箱容積一般取液壓泵的額定流量的 57倍，本設(shè)計(jì)取 7倍，故油箱的容積為 V=（ 7Ｘ 24） L=168L 4 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及編程 主要結(jié)構(gòu)與工作方式 控制系統(tǒng)主要涉及的結(jié)構(gòu)有 （圖 ） ： （ 1） 滑臺(tái) 滑臺(tái)的作用是在檢測(cè)過成中支撐縱梁 ，為適應(yīng)各種規(guī)格尺寸的縱梁，滑臺(tái)設(shè)計(jì)成可沿縱梁寬度方向滑動(dòng)的運(yùn)動(dòng)零件，其運(yùn)動(dòng)由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)。 （ 4） 小車運(yùn)動(dòng)到 B端，當(dāng) SB7再次遇到縱梁邊緣時(shí)，小車勻速行駛，遇到 SB2時(shí)開始減速，至停止； （ 5） 手動(dòng)模式下，按下手動(dòng)按鈕，小車從靜止加速 ，手動(dòng)停止后減速 停下； （ 6）檢測(cè)完畢， 支撐桿 到 B端，遇到 SB5 后停止，同時(shí)滑臺(tái)滑到 A端，此時(shí)可取下縱梁； （ 7） SB1和 SB4為安全限位開關(guān)，當(dāng)小車不能及時(shí)停止，遇到 SB1和 SB4時(shí)立即停止。 系統(tǒng) I/O： 本機(jī) I/O 14入／ 10出 擴(kuò)展模塊數(shù)量 7個(gè)模塊 數(shù)字量 I/O映像區(qū) 256（ 128入／ 128出） 數(shù)字量 I/O物理區(qū) 168（ 94／ 74） 模擬量 I/O映像區(qū) 32入／ 32出 模擬量 I/O物理區(qū) 35（ 28／ 7）或 14出 模式四： 當(dāng)小車遇到 C 端的槽形光電開關(guān) SB3時(shí)（圖 ），小車開始減速，直至停 止。 模式二： 小車沿縱梁檢測(cè)過程中按加速、勻速、減速、停止的模式周期性運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的過程見圖 。 (1)CPU224技術(shù)指標(biāo) 【 9】 （ 4） 攝像機(jī) 采取分段拍攝，在小車工作周期的暫停階段， 攝像機(jī) 進(jìn)行拍攝 。液壓缸的進(jìn)、出油管按輸入、排出的最大流量來計(jì)算。 則液壓缸的最大壓力 p=4 Fmac / 2d? = 4 ???= 長(zhǎng)春工程學(xué)院 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 29 表 液壓缸參數(shù)表 液壓泵的計(jì)算與選擇 （ 1） 確定液壓泵的最大工作壓力 考慮到正常工作中進(jìn)油管路有一定的壓力損失，所以泵的工作壓力為 p =p+ΣΔP 式中 pp — 液壓泵最大工作壓力； P— 執(zhí)行元件最大工作壓力； ΣΔP — 進(jìn)油管路中的壓力損失， 取 Mpa。 （ 2） 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一根連接桿需要和支撐板轉(zhuǎn)動(dòng)連接，兩根連接桿之間也需要轉(zhuǎn)動(dòng)連接，設(shè)計(jì)用鉸鏈連接。 Q275 其 具有較高的強(qiáng)度、較好的塑性和切削加工性能，一定的焊接性能。在 MQ線上查得σ Flim1=σ Flim2=350MPa ? ?? ?? ?? ?? ?? ?,4484482323311121111111222111m i n22limm i n11lim1???????????????? ????????????????????FSaFadFSaFaFSaFaFSaFaFNFFNFFYYzYTKmYYYYYYM P aM P aSYFM P aM P aSY??????????入設(shè)計(jì)公式，求得將確定后的各項(xiàng)數(shù)值代設(shè)計(jì)齒輪模數(shù)取 修正 1m smnzmv / 111 ??? ? 查得 KV= Kβ = Kα = 則 K=KA KV Kβ Kα = = 33 ??? mmKKmmTt 選取第一系列模數(shù) m=2mm 齒輪主要幾何尺寸： d1=mz=50mm b=ψ dd1 = 50=35mm 但是由于齒 輪 過寬使得齒條尺寸必然加大，使整體尺寸變大，影響加工工藝 ，所以取 b=25mm。 （ 1）計(jì)算電機(jī)所需的最小轉(zhuǎn)矩 當(dāng)支撐桿由完全收起狀態(tài)伸出時(shí)所需的動(dòng)力最大，此時(shí)的阻力有轉(zhuǎn)動(dòng)軸與軸孔之間的摩擦力，支撐桿鉸鏈之間的摩擦力： ① 由 proe的質(zhì)量分析可得轉(zhuǎn)動(dòng)軸和支撐桿的質(zhì)量大約分別為 M1=53kg和 M2=20kg， 取剛 剛之間的摩擦系數(shù)為 ? = 轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦力為： F1=? xM1xgx3== 當(dāng)支撐桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)單個(gè)鉸鏈之間的摩擦力為： f=M2xgx? == 支撐桿處在最低位時(shí)候由連個(gè)連桿的受力平衡可知： F2=3fx cosθ 1/ cosθ 2=伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式為： T=FxDxn（ n 為減速比 ,這里為 ） 帶入數(shù)值計(jì)算： T 總 =(F1xL1+F2xL2)=（ F1xd/2+F2xL2) =(+) = ② 選擇電機(jī)型號(hào) 根據(jù)所需的最大轉(zhuǎn)矩為 ， 所選電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩必須大于 ,可以選用無 錫市德誠(chéng)自動(dòng)化技術(shù)有限公司的 60 系列伺服電機(jī) ，根據(jù) 電機(jī)的額定輸出選擇電機(jī)型號(hào)為60STM00630,額定轉(zhuǎn)矩為 。攝像小車采取分段拍攝，每個(gè)拍攝周期小車的運(yùn)動(dòng)有加速（啟動(dòng)）、勻速（運(yùn)行）、減速（制動(dòng)）、暫停（停止）四段組成，攝像機(jī)在暫停時(shí)間進(jìn)行拍攝。 計(jì)算接觸面壓 p 由 Pro_e 軟件可以分析出攝像機(jī)支架的總體重量為 ，則絲杠承受的軸向力FP =?= 則 p= ?? ?? N/mm 計(jì)算滑動(dòng)速度 V。 其主要參數(shù)和結(jié)構(gòu)示意圖如 表 二、導(dǎo)軌精度設(shè)計(jì) 由于攝像機(jī)支架上的絲杠螺母要與垂直安裝的絲杠配合，導(dǎo)軌的安裝精度直接影響著絲杠副的傳動(dòng)精度，故導(dǎo)軌的精度應(yīng)選高一些， SBC直線導(dǎo)軌的精度等級(jí)分三級(jí)，這里選用等級(jí) H，如表 表 導(dǎo)軌精度 H H 和 W2 的測(cè)量 40? um 單位 mm 型號(hào) 安裝尺寸 滑塊尺寸 高度 E W2 寬度 W 長(zhǎng)度 L 安裝螺栓孔 L1 K T 注油嘴 B J M S 安裝孔 T1 N SBG15FL 24 16 47 58 3830 M5 M4 38 21 4 5 SBG30FL 42 5 31 90 98 7252 M10 M8 37 12 M6 單位 mm 型號(hào) 導(dǎo)軌尺寸 承載性能 重量 寬度W1 高度H1 孔間距 H 螺栓孔 G 導(dǎo)軌最大長(zhǎng)度 動(dòng)態(tài) C 靜態(tài)Co 靜態(tài)力矩 滑塊 導(dǎo)軌 MRo Mpo Mro SBG15FL 15 15 60 20 3000 850 1370 7 5 5 SBG30FL 28 25 80 9 14 12 20 4000 2980 5490 60 50 49 表 導(dǎo)軌參數(shù)表 長(zhǎng)春工程學(xué)院 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 18 同一導(dǎo)軌的每一滑塊上， H 和 W2 之間的最大差值 15um 平行度要求 5um 三、 絲杠 的 選用 絲杠與螺母配合使用組成攝像機(jī)工作高度的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 （ 2） 精確定位，軌道摩擦系數(shù)小，具有 良好的重復(fù)性。 ② 機(jī)架材料選擇 由于機(jī)架承受的應(yīng)力較小，對(duì)材料的力學(xué)性能要求不高，但由于是焊接機(jī)架，故對(duì)材料的焊接性能有特殊要求，應(yīng)選用焊接性能較好的金屬材料。 （ 2） 結(jié)構(gòu)合理，便于制造。 小車的設(shè)計(jì)應(yīng) 考慮 以下幾個(gè)問題 ： 機(jī)架的結(jié)構(gòu)不能太高，以滿足攝像機(jī)最大工作高度為準(zhǔn)，而且重心應(yīng)盡可能低，另外，應(yīng)該注意加強(qiáng)機(jī)架的剛度，以增強(qiáng)其抗震性。如果此時(shí)按停止按鈕， 支撐板 到達(dá) B端 （見圖 ） ，之后滑臺(tái)返回 A端，此時(shí)可將縱梁取下。因此 S7200系列具有極高的性價(jià)比。為使滑臺(tái)能獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，在液壓缸進(jìn)油回路安裝節(jié)流閥。是實(shí)現(xiàn)液壓油流的溝通、切斷和換向，以及壓力卸載和順序動(dòng)作控制的閥門。因此，要求支撐部分面積應(yīng)很小。 （ 2） 剛度要求 在必須保證特定外形的條件下，對(duì)機(jī)架的主要要求是剛度。 長(zhǎng)春工程學(xué)院 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 9 電機(jī)的選擇 電機(jī)是小車的驅(qū)動(dòng)部件，根據(jù)縱梁的檢測(cè)要求，必須對(duì)小車運(yùn)動(dòng)的速度進(jìn)行控制和對(duì)小車的位置進(jìn)行精確地定位，普通異步電機(jī)顯然不能滿足要求 。 作為檢測(cè)裝置的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)其作用是：通過小車沿著縱梁做直線運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)車載 攝像機(jī) 和縱梁之間 的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)縱梁的拍攝。 （ 2） 使用一個(gè) 攝像機(jī) ，讓縱梁和 攝像機(jī) 之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，到達(dá)指定位置就拍攝一幅長(zhǎng)春工程學(xué)院 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 8 圖像。它可在 振動(dòng) 強(qiáng)烈的環(huán)境下進(jìn)行滿足精度要求的檢測(cè)。 汽車縱梁在汽車 結(jié)構(gòu)有著重要的作用，被稱為汽車的脊梁。在汽車檢測(cè)方面，傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù) 完全依靠技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)故障或缺陷， 然后對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性的維修。到 80年代中期，由于汽車監(jiān)理工作由交通部轉(zhuǎn)由公安部主管，原來車管所的汽車檢測(cè)站也一并劃歸公安車管系統(tǒng)。我國(guó)汽車保有量迅速增加， 汽車的運(yùn)行安全性、經(jīng)濟(jì)性和排放污染已成為人們?cè)絹碓街匾暤纳鐣?huì)問題， 于是汽車的安全、 節(jié)能和環(huán)保逐漸提到政府有關(guān)部門的議事日程，因而促進(jìn)了汽車檢測(cè)與診斷技術(shù)的發(fā)展。 第 4 個(gè)階段 長(zhǎng)春工程學(xué)院 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 4 這個(gè)階段是汽車檢測(cè)、診斷技術(shù)已發(fā)展到車載自診斷系統(tǒng)及汽車故障診斷專家系統(tǒng)階段車載自診斷系統(tǒng)一般是作為汽車結(jié)構(gòu)的組成部分，利用安裝在汽車內(nèi)各個(gè)部位的傳感器，將汽車的主要技術(shù)狀況經(jīng)常地、自動(dòng)地向駕駛員顯示。 第 2 個(gè)階段 這個(gè)階段是單機(jī)機(jī)電一體化一計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)化階段 。在汽車發(fā)展的早期，人們主要是通過“ 望 ” 〔眼看 )、 “ 聞 ” (耳聽 )、 “ 切 ”( 手摸 )的方法，憑借 維修人員 的經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)汽車的故障并作有針對(duì)性的修理。汽車制造行業(yè)中，縱梁的生產(chǎn)工藝一般為落料沖孔（鉆孔 ）成形。 為克服這些弊端 ，提高生產(chǎn)效率，設(shè)計(jì) 了一種 以 圖像處理技術(shù) 為基礎(chǔ) 的 自動(dòng)化 檢測(cè)裝置 。該自動(dòng)化檢測(cè)裝置操作簡(jiǎn)單，可靠性高，檢測(cè)精度高，大大改善了生產(chǎn)效率。所謂數(shù)字圖像處理就是利用計(jì)算機(jī)或者其他數(shù)字硬件，對(duì)從圖像信息轉(zhuǎn)換得來的電信號(hào)進(jìn)行某些數(shù)學(xué)運(yùn)算，以提高圖像的實(shí)用性。 國(guó)外汽車檢測(cè)技術(shù)發(fā)展概況 從汽車檢測(cè)、診斷技術(shù)與設(shè)備的發(fā)展過程來看，大致經(jīng)歷了 4個(gè)同的發(fā)展 階段： 第 1 個(gè)階段 這個(gè)階段的檢測(cè)、 診斷設(shè)備是以機(jī)械結(jié)構(gòu)為主的單機(jī)人工操作階段。 第 3 個(gè)階段 這個(gè)階段是汽車檢測(cè)設(shè)備智能化，汽車檢測(cè)線自動(dòng)化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化階段。美國(guó)凱迪拉克轎車系列，日本豐田、本田轎車系列等均已先后采用了車載自診斷系統(tǒng)。 “ 七五 ” 期間，交通部又把 “ 汽車檢測(cè)、診斷設(shè)備在汽車維修生產(chǎn)中的應(yīng)用 ” 課題列為重點(diǎn) 新技術(shù)推廣項(xiàng)目，組織有關(guān)單位進(jìn)行了研究和試點(diǎn)。 7O年代國(guó)內(nèi)僅能生產(chǎn)少量簡(jiǎn)單的檢測(cè)、診斷設(shè)備 。目前人們已經(jīng)依靠各種先進(jìn)的儀器設(shè)備，對(duì)汽車進(jìn)行不解體檢測(cè)， 這樣不僅克服了傳統(tǒng)檢測(cè)方法的缺點(diǎn)，而且大大縮短了汽車的生產(chǎn)維修時(shí)間，解放了勞動(dòng)力。 傳統(tǒng)汽車縱梁孔位檢測(cè)主要以人工方式進(jìn)行：檢測(cè)工人把縱梁和標(biāo)準(zhǔn)縱梁 AutoCAD圖紙進(jìn)行比對(duì)來檢測(cè)是否有漏孔、用千分尺等工具手動(dòng)測(cè)量孔心位置是否合乎要求。 縱梁拍攝方式的選擇 縱梁是汽車上最長(zhǎng)的零件，長(zhǎng) 5米到 12米。這里我們采用第二種方案實(shí) 現(xiàn)對(duì)縱梁的拍攝。這樣在絲杠螺母副的驅(qū)動(dòng)下小車做直線運(yùn)動(dòng)。 攝 像機(jī)高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于各種型號(hào)的縱梁寬度不一樣，為使攝像機(jī)獲得可調(diào)的視場(chǎng)寬度同時(shí)又保證清晰的數(shù)字圖像，需對(duì)攝像機(jī)的工作高度進(jìn)行精確調(diào)節(jié)。由于底座承載的重量較輕，且 小車的運(yùn)動(dòng)不對(duì)底座產(chǎn)生工作應(yīng)力，故底座強(qiáng)度可以按剛度直接設(shè)計(jì)，不再考慮強(qiáng)度要求。 因此，可以將檢測(cè)過程的支撐和裝卸縱梁時(shí)的支撐分開設(shè)計(jì)。 電磁換向閥是用電磁鐵的推力來推動(dòng)閥芯運(yùn)動(dòng)以變換流體流動(dòng)方向的控制閥，簡(jiǎn)稱電磁閥。 ]6[ 其他輔助元件 由于滑臺(tái)較重，當(dāng)滑臺(tái)由運(yùn)動(dòng)變?yōu)?停止時(shí)就會(huì)有回油現(xiàn)象出現(xiàn)，因此在主進(jìn)油路和滑臺(tái)液壓缸進(jìn)油路上安裝單向閥， 長(zhǎng)春工程學(xué)院 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 12 液壓系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì) 圖 液壓系統(tǒng)原理圖 系統(tǒng)控制方案設(shè)計(jì) 控制器的選擇 控