【正文】 ? ?? ?mmNmNmKgwJJT m???????????????1 6 7 5 2 3101101 8 3232 （ ） mJ — 電動機的固有轉(zhuǎn)動慣量 加速時： mmNTTT k ?????? 1 7 4 4741 6 7 021 （ ） 勻速時 ： mmNTTt ??? 741 （ ） 減速時： mmNTTT g ????? 159621 （ ） 由 23 kWnTnTPnPTk 150017446666?????????????? （ ） 式中： P — 功率， kW； n — 轉(zhuǎn)速， minr ； T — 實際轉(zhuǎn)矩， mmN? ； 根據(jù)計算得功率 T 和初步確定的同步轉(zhuǎn)速由機械設(shè)計手冊查得： Y 系列三項 異步電動型號為 Y801— 4，見表 32。上下鋼板厚為 40mm，支柱直徑為 50mm。 根據(jù)實際裝配與檢驗過程的工藝要求，進行了自動裝配與檢驗生產(chǎn)線可行性分析。林老師吃苦耐勞、鍥而不舍的工作精神、嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的知識和謙遜的品格永遠值得我學(xué)習(xí)。 三個月的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，回顧這幾個月的學(xué)習(xí)、設(shè)計，讓我受益非淺，使我了解了許多新的知識，新的內(nèi)容，不僅使我開闊了視野，而且使我鞏固了以前所學(xué)的知識，進一步提高了自己的綜合能力。 該機構(gòu)安裝在支架的底部，每個支柱下用兩個機構(gòu)對稱支撐，用來起到平衡的作用，使支架不會因地面的平整程度影響螺栓安裝裝置的工作，因此平衡裝置的應(yīng)用使整個裝置對外界環(huán)境的要求降低了很多，能夠更加廣泛的被應(yīng)用。而四角鋼柱式支架占用空間較大，重量較大，笨重不便于移動，但它的穩(wěn)定性和精度較高。 高速進給可能 滾珠絲杠由于運動效率高、發(fā)熱小、所以可 實現(xiàn)高速進給 (運動 )。兩種反向器比較，后者尺寸較小，從而減小了螺母的徑向尺寸及縮短了軸向尺寸。 螺旋槽式， 它是在螺母外圓上銑出螺旋槽，槽的兩端鉆出通孔并與螺紋滾道相切，形成返回通道，這種結(jié)構(gòu)比插管式結(jié)構(gòu)徑向尺寸小，但制造較復(fù)雜。滾珠絲杠是工具機和精密機械上最常使用的傳動元件，其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成線性運動，或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反覆作用力，同時兼具高精度、可逆性和高效率的特點 常用的循環(huán)方式有兩種：外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)。 圖 導(dǎo)軌示意圖 由機械設(shè)計手冊查得導(dǎo)軌的型號為 RSR 20N，其結(jié)構(gòu)及尺寸見圖 ，表 31 所示。 新材料 制造的滾動直線導(dǎo)軌副。 內(nèi)藏式尺身及感應(yīng)讀頭，不易受外力破壞。今后帶滾珠保持架的直線運動導(dǎo)軌副將逐漸成為高檔數(shù)控機床選用的主流。國內(nèi)在滾動直線導(dǎo)軌副的制造方面還處于初始階段，與國外相比，仍有差距，主要表現(xiàn)為：品種少、產(chǎn)量小、使用壽命低，噪音大，加工工藝也不如國外先進。 負荷大小。 如前所述，由于滾珠在導(dǎo)軌與滑塊之間的相對運動為滾動，可減少摩擦損失。 承載能力強。 磨損小。同時機械傳動機構(gòu)的定位精度、導(dǎo)向精度和進給速度在不斷提高，使傳統(tǒng)的導(dǎo)向機構(gòu)發(fā)生了重大變化。 氣缸作用 將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，驅(qū)動機構(gòu)作直線往復(fù)運動、擺動和旋轉(zhuǎn)運動。它的密封性能好，但行程短。氣壓缸的運動只是在豎直面能保證其運動的位置精度，但是在水平面內(nèi)無法保證位置精度，所以要在安裝氣壓缸的水平鋼板上安裝豎直方向的導(dǎo)向 柱，這樣就能夠保證水平平面內(nèi)的位置精度了。 機械手通常用作機床或其他機器的附加裝置，如在自動機床或自動生產(chǎn) 線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒有獨立的控制裝置。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有 6個自由度。321開時19 閉時21圖 機械手抓取螺栓示意圖 13 現(xiàn)有的機器人差不多都采用這種控制方式。 它是在早期出現(xiàn)的古代 機器人基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，機械手研究始于 20世紀中期，隨著計算機和自動化技術(shù)的發(fā)展，特別是 1946 年第一臺數(shù)字電子計算機問世以來，計算機取得了驚人的進步，向高速度、大容量、低價格的方向發(fā)展。 圖 內(nèi)六角圓柱頭螺栓 螺栓的抓取可以有兩種方法 : （ 1）用機械手來抓取螺栓。通過查閱大量有關(guān)汽車發(fā)動機生產(chǎn)線方面和自動化裝置方面的資料，初步確定了以下兩套裝配方案： 方案 1 首先用機械手來完成螺栓的抓取和放下，其次用一個四桿結(jié)構(gòu)來完成機械手的上下運動并用一個轉(zhuǎn)軸來完成四桿機構(gòu)在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動，最后由動力裝置帶動一個絲杠傳動機構(gòu)來實現(xiàn)水平面內(nèi)的運動。 螺栓的裝配檢驗 必須檢驗是否裝配正確。 圖 發(fā)動機缸蓋裝配流程圖 整條裝配線的工作流程如上圖所示，在發(fā)動機上線工位操作工操作電動起重機將機加線加工好的發(fā)動機缸體吊裝到發(fā)動機生產(chǎn)線的托盤上，發(fā)動機裝配線自動然后通過滾道將托盤輸送到下一安裝 工位上自動停止在該工位上，該安裝工位的操作工安裝依據(jù)該發(fā)動機的型號安裝相應(yīng)的零件到發(fā)動機缸蓋上然后發(fā)出指令給裝配線，發(fā)動機進、出氣閥的裝配 進出氣閥的裝配檢驗 進出氣閥的清洗 進出氣閥的清洗檢驗 螺栓的裝配 螺栓的裝配檢驗 7 托盤自動的被傳輸?shù)较乱还の?，下一工位的操作工依次安裝相應(yīng)的零件到發(fā)動機上，依次類推當(dāng)發(fā)動機走到下線工位時該工位的操作工通過電動起重設(shè)備將安裝好的發(fā)動機吊離發(fā)動機裝配線完成發(fā)動機的生產(chǎn)。 方案一 首先用機械手來完成螺栓的抓取和放下，其次用一個絲桿結(jié)構(gòu)來完成機械手的上下運動并用一個轉(zhuǎn)軸來完成四連桿機構(gòu)在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動，最后由動力裝置帶動一個絲杠傳動機構(gòu)來實現(xiàn)水平面內(nèi)的運動。國外總裝水平較高，主要是機械化自動化程度較高，故裝配公司較少。其中，高架線一般包括積放式懸掛輸送機系統(tǒng)、普通懸掛輸送機和高架軌道小車。 圖 發(fā)動機缸蓋見圖 4 汽車生產(chǎn)線 生產(chǎn)線簡介 勞動定額水平、關(guān)鍵工序的自動化、物流與倉儲、產(chǎn)品的質(zhì)量保證體系、生產(chǎn)的組織與管理等， 是當(dāng)前汽車與汽車發(fā)動機生產(chǎn)企業(yè)所共同面臨也是必需研究的主要課題之一。水冷發(fā)動機的氣缸蓋內(nèi)部制有冷卻水套，缸蓋下端面的冷卻水孔與缸體的冷卻水孔相通。當(dāng)壓縮沖程臨近終了時，火花塞發(fā)出電火花，點燃可燃混合氣?？扇蓟旌蠚? 3 被吸入氣缸內(nèi)。在現(xiàn)代汽車上主要應(yīng)用的是內(nèi)燃機。從汽車工業(yè)發(fā)展的情況來看，汽車發(fā)動機的自動化裝配程度，在一定程度上限制了汽車的自動化生產(chǎn)水平，同時又影響到汽車工業(yè)的競爭實力與技術(shù)水平。車身用來安置駕駛員、乘客和貨物的等。從而使螺栓安裝實現(xiàn)了自動化，很大程度的節(jié)省了人工和時間，顯著地提高了螺栓裝配的質(zhì)量和效率。并以東安汽車發(fā)動機為研究對象，到工廠對其生產(chǎn) 線進行了參觀和實地考察。在此基礎(chǔ)上，確立了最終的生產(chǎn)線。汽車是由上萬個零件組成的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的機動交通工具。通常按汽車的用途可分為轎車、客車、載貨汽車、越野汽車、牽引汽車、自卸汽車、農(nóng)用汽車、專用（特種）汽車和改裝車等。對比之下，我國目前汽車制造業(yè)的裝備 水平還比較落后，表現(xiàn)在大部分工廠的機械制造裝備基本上是通用機床加專用工藝設(shè)備，數(shù)控機床與自動化裝配設(shè)備在汽車制造中的比重還比較低；自動化程度基本上還是“一個工人、一把刀、一個機床、一個槍”，導(dǎo)致了勞動生產(chǎn)率降低， 2 產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定；機械裝備主要是用來代替和放大人的體力，其工作盡管比人熟練和精確，并有一定的自動化程度，但由于缺乏存儲個靈活處理的信息的能力，智能化程度差，導(dǎo)致了生產(chǎn)率低、加工精度的進一步提高受到限制。 內(nèi)燃機具有熱效率高、功率范圍廣、適應(yīng)性好、結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、使用方便、啟動迅速等優(yōu)點，所以被廣泛地應(yīng)用于各種機械。進氣行程結(jié)束后，進氣門、排氣門同時關(guān)閉。 排氣行程。汽油機的氣缸蓋上加工有安裝火花塞的孔，而柴油機的氣缸蓋上加工有安裝噴油器的孔。歐、美、日各大集團公司都已實現(xiàn)了多品種混線生產(chǎn)，節(jié)約了物流資金、提高了產(chǎn)品質(zhì)量，滿足了用戶多種要求之目的。裝配線一般需要根據(jù)產(chǎn)品的品種、生產(chǎn)綱領(lǐng) 和裝配工藝要求，經(jīng)多種方案比較論證后再確定。因此大量采用機械化自動化設(shè)備是不現(xiàn)實的，故定額水平相對較低。 設(shè)計方案為通過絲杠船東來帶動機械手來完成水平運動，而用氣壓來完成豎直運動。機械手松開，彈簧回彈，把墊片緊緊壓到止動銷上，使止動銷底部的楔型剛好嵌入墊片中間的斜面使其緊緊鎖住。 8 第 3 章 發(fā)動機缸蓋連接螺栓自動裝配裝置的設(shè)計 總體裝置的構(gòu)思 本設(shè)計的任務(wù)是在汽車發(fā)動機缸蓋的進出氣門的氣密性檢測之后，將缸蓋與缸體的連接螺栓自動裝入發(fā)動機缸蓋內(nèi)部的螺栓孔內(nèi)。而方案 1 的四桿機構(gòu)和轉(zhuǎn)軸運動的穩(wěn)定性比較差不能應(yīng)用，而絲杠傳動由于穩(wěn)定性和精度比較高可以應(yīng)用，而驅(qū)動初步定為氣壓傳動，因為整個生產(chǎn)線大部分應(yīng)用的是氣壓傳動，用起來比較方便。而這兩種零件會對電磁鐵有一個吸引力，這樣就會大大影響螺栓抓去的穩(wěn)定性，如果在生產(chǎn)線上就會造成事故，從而影響工作效率。在這一需求背景下，美國于1947 年開發(fā)了遙控機械手， 1948 年又開發(fā)了機械式的主從機械手。這些工業(yè)機器人主要由類似人的手和臂組成它可代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化，能在有害環(huán)境下操作以保護人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機械制造 、冶金、電子、輕工和原子能等部門。一般專用機械手有 2～ 3個自由度。 機械手首先是從美國開始研制的。氣缸有作往復(fù) 直線運動的和作往復(fù)擺動的兩類。沖擊氣缸增加了帶有噴口和泄流口的中蓋。導(dǎo)軌表面上的縱向槽或脊，用于導(dǎo)引、固定機器部件、專用設(shè)備、儀器等。 滾動直線 導(dǎo)軌副的性能特點 定位精度高。與之相 反，滾動接觸由于摩擦耗能小，滾動面的摩擦損耗也相應(yīng)減少，故能使?jié)L動直線導(dǎo)軌系統(tǒng)長期處于高精度狀態(tài)。在設(shè)計制造中加以適當(dāng)?shù)念A(yù)加載荷可以增加阻尼，以提高抗振性，同時可以消除高頻振動現(xiàn)象。滾動直線導(dǎo)軌副具有承載能力大、接觸剛性高、可靠性高等特點，主要在機床的床身、工作臺導(dǎo)軌和立柱上、下升降導(dǎo)軌上使用。還要考慮滑塊承受載荷后，每個滑塊滾動阻力的影響，進行滾動阻力的計算，以便確定合理的驅(qū)動力。滾動直線導(dǎo)軌副的新類型、新功能目前在不斷涌現(xiàn)，并正在向組合化、集成化、高速、低噪音、智能化方向發(fā)展。同時滑臺系統(tǒng)的定位精度也有所提高。 量測特性，不因含油、水、粉塵及切削屑之惡劣工作環(huán)境而 18 改變；另對震動、噪音及高溫之環(huán)境亦可勝任。對于要求高溫和真空用途時，反向器可以采用不銹鋼材。 滾珠絲杠的選擇 根據(jù)機械設(shè)計手冊選擇： DKH4023— 3 如下圖 所示。內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副的每個螺母有 2 列、 3列、 4 列、 5列等幾種，每列只有一圈 ；外循環(huán)每列有 圈、 圈和 圈等幾種。 （ 2） 內(nèi)循環(huán)：內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠。與過去的滑動絲杠副相比驅(qū)動力矩達到 1/3 以下 ,即達到同樣運動結(jié)果所需的動力為使用滾動絲杠副的 1/3。 表 32 電動機參數(shù) 表 型號 額定功率/kW 轉(zhuǎn) 速/(r/min) 功率因數(shù)cos? 額定轉(zhuǎn)矩mmN? 轉(zhuǎn)動慣量2mkg? 凈 重 /kg Y8014 1390 17 軸承的選擇 滾珠絲杠工作時要采用一端為固定端、另一端為自由端，所以選擇采用一個 深溝球軸承放在自由端，一對角接觸球軸承放在固定端。 由于 整個檢查機構(gòu)的重量都要作用與支架的上鋼板，所以上鋼板會有一個微小的變形，于是需要計算上鋼板的撓度是否影響機構(gòu)的工作，但是由于設(shè)計的螺栓抓取機構(gòu)、固定機構(gòu)、氣缸、導(dǎo)柱及氣缸固定鋼板的重量相對于上鋼板的厚度比較小，所以說上鋼板的撓度非