【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 動(dòng)時(shí)，堆放在料斗3中的工件被銷子4掛住后再被鏈帶向上，然后順次進(jìn)入輸料槽5。工件上行時(shí)，當(dāng)軸承外圈開口朝下時(shí)，工件正好被銷4卡住而能隨鏈帶上行，當(dāng)開口朝上時(shí)，工件就不能上行。所以此結(jié)構(gòu)正好可以實(shí)現(xiàn)軸承外圈的定向。圖36 帶式料斗簡(jiǎn)圖方案二：根據(jù)此軸承外圈重心偏移的特性，采用側(cè)邊刮板式料斗進(jìn)給裝置。其簡(jiǎn)圖如圖37。其工作原理為：當(dāng)推板向上運(yùn)動(dòng)通過(guò)料堆時(shí)，由于堆板1頂部的形狀如圖，堆板的厚度做成軸承外圈寬度的1/2，由于軸承外圈的重心偏向封口端，所以當(dāng)工件的開口端向左，即封閉端朝向料斗時(shí)，工件由于重力作用而掉入料斗；只有那些開口朝右，即封口端背向料斗時(shí)，工件才能被推板攜帶向上運(yùn)動(dòng)。由于推板頂面是一個(gè)傾斜面，所以定位正確的工件被推倒一定高度，即超過(guò)出料口時(shí)，工件便順著輸料道輸出到裝配位置。為了防止推板在上行時(shí)被卡死，本裝配機(jī)選用了導(dǎo)向性好的燕尾槽結(jié)構(gòu)，即把墊板2做成帶燕尾的槽，推板1在其中上下滑動(dòng)。由于本機(jī)構(gòu)對(duì)其導(dǎo)向精度不做要求，因此在加工時(shí)不要苛求。圖37 側(cè)邊刮板式料斗簡(jiǎn)圖兩種方案的比較：方案一采用鏈帶式上料機(jī)構(gòu)，有其一定的優(yōu)點(diǎn)。但其整個(gè)結(jié)構(gòu)較大，比較適合于大型的機(jī)器。其二，由于其帶輪為圓形，在工件由銷上進(jìn)入輸料道中時(shí)，工件由于自身重力作用，有翻轉(zhuǎn)、錯(cuò)位的可能。其三，當(dāng)輸料道中裝滿工件時(shí)，由鏈帶上行的工件將無(wú)處貯存。因此，需另加一自動(dòng)釋放多余工件的裝置。而方案二整個(gè)機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，巧妙的設(shè)計(jì)推板的形式后，它能簡(jiǎn)便并準(zhǔn)確的給工件定向，大大簡(jiǎn)化了整個(gè)判斷控制過(guò)程。工件由推板進(jìn)入輸料道時(shí)，由于推板形狀和輸料道形狀相似，可以避免翻轉(zhuǎn)、錯(cuò)位現(xiàn)象。當(dāng)輸料道中裝滿工件時(shí)，在推板上準(zhǔn)備到輸料道中的工件，可以隨著推板一起下行，再回到料斗中，不需另加任何裝置，因而簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。綜上所述，方案二更適合于本裝配機(jī)，采用方案二之結(jié)構(gòu)。另外，方案二側(cè)邊刮板式料斗裝置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，為了盡可能增大其行程，減小其結(jié)構(gòu)，采用對(duì)心曲柄滑塊結(jié)構(gòu)，其示意簡(jiǎn)圖如圖38：：圖38 對(duì)心曲柄滑塊上料機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 裝配和卸料裝置裝配工藝過(guò)程是機(jī)械制造過(guò)程中必不可少的一環(huán)。在大批和大量生產(chǎn)中，常需完成大量而復(fù)雜的裝配操作，裝配工人往往在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)重復(fù)單純的、勞動(dòng)強(qiáng)度較大的工作，與切削加工過(guò)程相比，勞動(dòng)生產(chǎn)率要相對(duì)低的多。使裝配過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，不僅可以使工人從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)，而且是進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程綜合自動(dòng)化的重要組成部分。在大批和大量生產(chǎn)中，產(chǎn)品的裝配過(guò)程常常組織在流水線上進(jìn)行，并采用各種機(jī)械化裝置來(lái)完成那些勞動(dòng)量最大和最繁重的工作。本裝配機(jī)裝配裝置和卸料裝置由設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)為一體。其工作簡(jiǎn)圖如圖39：圖39 裝配和卸料裝置簡(jiǎn)圖其工作原理為：軸4的左端部作成長(zhǎng)為滾針長(zhǎng)度的一段軸，周邊均布與滾針形狀相似的齒形槽。當(dāng)滾針由滾針的上料機(jī)構(gòu)輸送過(guò)來(lái)后，軸4旋轉(zhuǎn)一周后，每個(gè)齒形槽中裝有一滾針。另外，由軸承外圈上料機(jī)構(gòu)輸出的工件進(jìn)入“U”形塊1中；然后推套5運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)滾針進(jìn)入軸承外圈內(nèi)部。彈性擋塊2形狀如圖示。當(dāng)推套推動(dòng)滾針向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，它和軸承外圈有一起向前運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，而擋塊2恰恰給它一適當(dāng)阻力，使?jié)L針在完全裝入軸承之前，軸承不會(huì)向前運(yùn)動(dòng)。當(dāng)滾針完全裝入軸承后，推套5繼續(xù)前行，由于擋塊2是斜面形狀的，軸承前行時(shí)壓著擋塊，使之縮入“U”形塊1內(nèi)，軸承被推出“U”形塊，掉入“U”形塊1左邊的下料道中，完成整個(gè)裝配和卸料過(guò)程。此裝置可以提出幾點(diǎn)疑點(diǎn)，在此作一解答：疑點(diǎn)1：在實(shí)際裝配時(shí)，滾針和軸承外圈內(nèi)部有油，油液有一定粘度，即有一定的粘力，所以在滾針裝入軸承后，推套在回退時(shí)，有可能粘在滾針和軸承退回，這如何解決？答：這主要依靠擋塊2的作用。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(guò)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(shí)，軸承也不會(huì)隨著退回。疑點(diǎn)2：推套推動(dòng)裝配完好的軸承掉入下料道時(shí)，軸承可能滾動(dòng)下行，當(dāng)它到達(dá)地面時(shí)會(huì)產(chǎn)生沖擊力，有可能使裝配好的滾針從軸承中脫落，則問(wèn)題如何解決？答：此問(wèn)題可以把下料道的寬度做的大些，即它的寬度要大于軸承外圈的直徑，這樣當(dāng)軸承被推出“U”形塊的長(zhǎng)度大于其偏心時(shí)，軸承即在重心作用下產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)，正好翻轉(zhuǎn)之后，開口朝上落入下料道中，在重力作用下沿著傾斜的下料道下落。這樣就大大降低其下料速度（由滾動(dòng)轉(zhuǎn)化為滑動(dòng)），且開口朝上，此狀態(tài)有利于保護(hù)裝配完的滾針。綜上所述，此種方案切實(shí)可行。 凸輪機(jī)構(gòu) 兩種方案的比較選擇在各種機(jī)械中，特別是自動(dòng)機(jī)械中，廣泛的應(yīng)用各種類型的凸輪機(jī)構(gòu)。凸輪機(jī)構(gòu)之所以得到如此廣泛的應(yīng)用，主要是由于凸輪機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)要求，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。本裝配機(jī)中，推套的運(yùn)動(dòng)為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)此種運(yùn)動(dòng)，設(shè)計(jì)為用凸輪機(jī)構(gòu)。因本裝配機(jī)推套的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的輸入為都是豎直平面內(nèi)，所以有兩種設(shè)計(jì)方案。方案一：凸輪機(jī)構(gòu)選用擺動(dòng)推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)。動(dòng)力輸入方式選用一對(duì)錐齒輪傳動(dòng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖310：圖310 方案一簡(jiǎn)圖其工作原理為：動(dòng)力由軸1輸入，通過(guò)錐齒輪傳給軸2，然后帶動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)滾子擺動(dòng)，通過(guò)鉸支點(diǎn)的杠桿作用，帶動(dòng)推套左右擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)裝配。方案二：采用擺動(dòng)推桿圓柱凸輪機(jī)構(gòu)。其示意簡(jiǎn)圖如圖311：圖311 方案二簡(jiǎn)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(dòng)力輸入的問(wèn)題。其工作時(shí)，圓柱凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)滾子在溝槽中運(yùn)動(dòng)。另一方面，擺桿也繞著鉸接點(diǎn)擺動(dòng)，帶動(dòng)推套左右直線運(yùn)動(dòng)。兩方案比較：兩方案都可實(shí)現(xiàn)預(yù)先的運(yùn)動(dòng)。方案一采用平面凸輪機(jī)構(gòu)，動(dòng)力輸入采用一對(duì)錐齒輪。而方案二采用圓柱凸齒輪機(jī)構(gòu)，大大簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。所以采用方案二。 凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是指推桿在推程或回程時(shí)，其位移、速度和加速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。通常推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有等速運(yùn)動(dòng)、等加速等減速運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)和正弦加速度運(yùn)動(dòng)等。本裝配機(jī)推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以有兩種：⑴等速運(yùn)動(dòng)在推程階段，凸輪以等角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t0 ，凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)的推程角為δ0 ，而推桿等速度完成的推程為h。則推程時(shí)推桿的運(yùn)動(dòng)方程式為：S=hδ/δ0V=hω/δ0a=0回程時(shí)基本相似，不再重復(fù)。推桿做等速運(yùn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)線圖（推程）如圖312所示。圖312 等速運(yùn)動(dòng)線圖則擺桿在推程和回程時(shí)運(yùn)動(dòng)速度是恒定的，比較平穩(wěn)。這是它的優(yōu)點(diǎn)。但由加速度圖線可知，在運(yùn)動(dòng)開始和終止的瞬間，速度有突變，所以這時(shí)推桿的加速度在理論上由零值突變?yōu)闊o(wú)窮大，致使凸桿突然產(chǎn)生非常大的慣性力，因而使凸輪機(jī)構(gòu)受到極大的沖擊，使機(jī)構(gòu)損壞的較快。另外，這種沖擊使整個(gè)裝配機(jī)也產(chǎn)生很大的擺動(dòng)，對(duì)整個(gè)裝配過(guò)程不利。⑵正弦加速度運(yùn)動(dòng)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(shí)運(yùn)動(dòng)方程式為： S=h[δ/δ0sin(2δ/δ0)/2 V=hω[1cos(2δ/δ0)] /δ0 a=2hωsin(2δ/δ0)/ δ0其運(yùn)動(dòng)線圖（推程）時(shí)如圖313所示。圖313 正弦加速度運(yùn)動(dòng)線圖則由圖可知，推桿在剛開始和到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，其速度都為0，加速度也為0，故不存在有沖擊，所以運(yùn)動(dòng)比較平穩(wěn)，故具有較好的動(dòng)力性能。而在中部分時(shí)，其速度逐漸增大，使推套在裝配前具有一定速度，這也提高了裝配效率。而在裝配結(jié)束時(shí)，即推套行程最大時(shí)速度為0，使之有一定的停頓，這樣更有利于裝配。綜合比較之下，選擇⑵的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。整個(gè)凸輪的輪廓線的設(shè)計(jì)采用作圖法，詳見附錄電算程序PROGRAM 。 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)通常機(jī)械傳動(dòng)中典型的傳動(dòng)方式有齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng)等，其各自都具有自己的特點(diǎn)。帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、造價(jià)低廉、不需潤(rùn)滑以及緩沖吸振等特點(diǎn)，比較適合于高速運(yùn)動(dòng)。齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)有瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定、傳動(dòng)比范圍大、傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、制造成本較高等。鏈傳動(dòng)屬于具有中間撓性件的嚙合運(yùn)動(dòng)，它兼有齒輪和帶傳動(dòng)的一些特點(diǎn)。與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的制造和安裝的精度要求較低；鏈齒輪受力情況較好，承載能力較大；有一定的緩沖和減振性能；中心距可大而結(jié)構(gòu)輕便。與帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確；傳動(dòng)效率較高；鏈條對(duì)軸的拉力較??；同樣使用條件下，結(jié)構(gòu)尺寸更為緊湊；鏈條的磨損伸長(zhǎng)緩慢，張緊調(diào)節(jié)工作量較小。結(jié)合本裝配機(jī)的自身特點(diǎn)，要求的轉(zhuǎn)速較低，所以不宜用帶傳動(dòng)；另一方面，傳動(dòng)中，各軸之間不要求精確的傳動(dòng)比，所以不宜采用齒輪傳動(dòng)。綜之，本裝配機(jī)采用鏈傳動(dòng)更為適宜。 電機(jī)的選擇綜合觀察本裝配，其消耗功率的地方主要有：滾針的上料機(jī)構(gòu)、軸承外圈的上料機(jī)構(gòu)、裝配和卸料機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)。其中只有軸承外圈上料機(jī)構(gòu)消耗的功率最大?？纱篌w估算如下：，在此機(jī)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(jì)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(gè)機(jī)構(gòu)各自所消耗之功率，則整個(gè)裝配機(jī)所消耗的功率為：P總 = = 2w選擇電機(jī)時(shí)，只要電動(dòng)功率滿足機(jī)器所能消耗的功率即可，因此，電機(jī)選為Y8014型，滿載時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速為1440r/min。 減速器的選擇由于本裝配機(jī)所最終要求之轉(zhuǎn)速較低（10r/min左右），而電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，所以選擇減速器的原則為 ⑴ 降速比大；⑵ 結(jié)構(gòu)尺寸小。綜合考慮之下，減速器選擇擺線針輪減速器（JB298281）。根據(jù)動(dòng)力傳入方式，選擇為臥式，電動(dòng)機(jī)直聯(lián)型單級(jí)減速器。機(jī)型號(hào)為15，傳動(dòng)比為43，輸入轉(zhuǎn)速為1500r/min。 滾子鏈傳動(dòng)由圖0005可知，本裝配機(jī)的動(dòng)力輸入路線為：動(dòng)力由電機(jī)經(jīng)減速器，然后輸入裝配裝置軸，然后再由此軸分別傳給滾針上料機(jī)構(gòu)軸和凸輪機(jī)構(gòu)軸，然后再由凸輪機(jī)構(gòu)軸傳給軸承外圈上料機(jī)構(gòu)軸。共有四條鏈和四對(duì)鏈輪需進(jìn)行設(shè)計(jì)。⑴減速器軸與裝配裝置軸的鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì) 電機(jī)轉(zhuǎn)速為1500r/min，減速器降速比為43，則減速器輸出軸，即小鏈輪轉(zhuǎn)速為：n1=1500/43=。預(yù)期假設(shè)裝配軸轉(zhuǎn)速為25r/min，則傳動(dòng)比i = 35/25 = 。①鏈輪齒數(shù)計(jì)算為了防止根切，再加上本機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)尺寸要求，小鏈輪齒數(shù)選為Z1 = 19，則大鏈輪齒數(shù)Z