【文章內(nèi)容簡介】 定儀表盤支架；2） 裝配平臺要能實現(xiàn)運動功能，以便于裝配過程不受場所的限制；3） 裝配平臺要能夠?qū)崿F(xiàn)360176。旋轉(zhuǎn)，同時應(yīng)具有限位自鎖功能，有利于工人更好地操作、控制儀表臺，不需要改變自己的工位，有效減少勞動強度；4） 裝配平臺需能翻轉(zhuǎn)一定角度，但必須保證翻轉(zhuǎn)儀表臺后須保證重心在裝配體上，確保裝配平臺不翻倒；5） 考慮到裝配過程中，難免會有油質(zhì)等雜質(zhì)掉落，需對裝配平臺采取一定接油措施，防止對儀表臺裝配過程帶來影響。根據(jù)儀表臺形狀和設(shè)計的要求，初步確定儀表臺裝配臺結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該包括五個部分，即翻轉(zhuǎn)機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、限位機構(gòu)、接油機構(gòu)、移動機構(gòu)。關(guān)于翻轉(zhuǎn)機構(gòu)，曾提出兩個思路，首先兩者都是由底板和翻轉(zhuǎn)臺面組成，關(guān)鍵在于兩者之間的連接關(guān)系。第一個思路是提出兩者可以采取鉸鏈連接，再采用螺釘使兩者相互連接；第二個思路是兩者或許可以通過一個圓柱銷相互連接；綜合這兩種思路，考慮到儀表臺裝配過程中的穩(wěn)定性，采用第二種思路更為合理。最初設(shè)計附圖332。圖31 鉸鏈連接設(shè)計（不合理）圖32 圓柱銷連接設(shè)計（合理）關(guān)于旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，提出的思路是采用一個轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸安裝在旋轉(zhuǎn)裝置上。有關(guān)轉(zhuǎn)軸與裝配平臺的底板如何更好地連接在一起，設(shè)計過程中提出過兩種思路，第一種思路是將轉(zhuǎn)軸焊接在底板的中心，第二種思路是在轉(zhuǎn)軸和裝配臺底板中心打兩個對稱的螺紋孔。對這兩種方案進行比較，第二種方案更容易采用和實現(xiàn)，第一種方案焊接難度比較大，出現(xiàn)誤差的可能性比較大。轉(zhuǎn)軸支撐儀表臺裝配臺旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)需采用兩個滾動軸承。轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的支撐裝置，采用了軸承座。對旋轉(zhuǎn)部分的總體支撐，考慮到儀表臺總體質(zhì)量并不高（），決定采用一根支撐體。關(guān)于支撐體的形狀，曾提過兩個思路，分別是方形鋼管和圓形鋼管。這兩種思路綜合轉(zhuǎn)軸及其它部件的外形選擇，選擇圓形鋼管更為合適。限位機構(gòu)的設(shè)計，考慮到儀表臺在實行安裝、翻轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)過程中，需要在一定位置對它進行限位，從而實現(xiàn)裝配臺的自鎖，使儀表臺裝配臺在裝配過程更加的穩(wěn)定。在儀表臺安裝到翻轉(zhuǎn)平面，應(yīng)該使翻轉(zhuǎn)平面處于水平面。此時在裝配平臺底板設(shè)計一個擋塊裝置，使用擋塊將翻轉(zhuǎn)平臺限制與上表面。儀表臺在翻轉(zhuǎn)過程中不能無限制的翻轉(zhuǎn)，此時設(shè)計一個翻轉(zhuǎn)限位機構(gòu)很重要。對與翻轉(zhuǎn)臺限位機構(gòu)的設(shè)計，提出的初步方案是在翻轉(zhuǎn)臺上設(shè)計一個支撐柱，將立柱支撐在裝配平臺上。后續(xù)該方案被否決，因為立柱只能起到支撐作用，不能起到抗拉作用，而且儀表臺支架的重心不一定能保證在翻轉(zhuǎn)臺面?zhèn)?，因此不能真正實現(xiàn)限位的功能。后續(xù)設(shè)計的翻轉(zhuǎn)限位塊，設(shè)計了一定導(dǎo)程，并采用螺釘對翻轉(zhuǎn)臺面翻轉(zhuǎn)限位。在裝配臺360176。旋轉(zhuǎn)時，工人需要在合適的角度進行安裝，此時需設(shè)計一個旋轉(zhuǎn)限位機構(gòu)。查閱了關(guān)于限位機構(gòu)的相關(guān)文獻，目前的限位機構(gòu)通常都是一個限位銷，于是決定采用一個限位銷。但要使限位銷對旋轉(zhuǎn)平臺實現(xiàn)限位功能，需在轉(zhuǎn)軸裝置一個限位裝置。限位裝置初定為一個分度盤。但考慮到限制裝配臺旋轉(zhuǎn)過程中，在限轉(zhuǎn)的同時實現(xiàn)自鎖格外重要。查閱了相關(guān)限位裝置專利，查閱到一篇《拖拉機下拉桿限位裝置》，根據(jù)其設(shè)計特點，設(shè)計一個下拉腳踏機構(gòu)，工作原理基本相同。當(dāng)初相關(guān)設(shè)計如圖334所示： 圖33 翻轉(zhuǎn)臺限位立柱（不合理） 圖34 翻轉(zhuǎn)臺限位塊（合理）接油機構(gòu)的設(shè)計，是為了解決裝配過程中的漏油問題。最初設(shè)計的接油盤結(jié)構(gòu)與裝配臺底板相連接，但存在漏油缺點，并且缺少接油設(shè)備。后續(xù)設(shè)計的接油盤中心，與轉(zhuǎn)軸靠近，更能夠解決漏油的問題。接油箱與接油盤通過螺栓相連接，拆裝簡單，便于接油箱的更換。移動機構(gòu)的設(shè)計，是為了實現(xiàn)裝配臺能夠?qū)崿F(xiàn)運動的要求。裝配臺要能夠?qū)崿F(xiàn)自由運動，需要在裝配臺底部安裝移動裝置。裝配臺的底部設(shè)計成一個框架形式?？蚣艿男螤畛醵檎襟w，后考慮到儀表臺支架的形狀，將底部框架定為長方體更為合適。并在長方體框架底部可以安裝兩個定向輪和兩個萬向輪。底板框架可以用來支撐圓形鋼管的質(zhì)量。為滿足人體工程學(xué)的要求，,以及站立作業(yè)裝配平臺距地面的合理高度應(yīng)是11001300mm，選取高度為1100mm，是理想的裝配高度。第四章 車用儀表臺裝配臺的總體設(shè)計計算 裝配臺翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計翻轉(zhuǎn)臺面的設(shè)計主要是根據(jù)儀表臺支架底部框架的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計定位。考慮到翻轉(zhuǎn)臺面大小能適合工人手動旋轉(zhuǎn)，初取180mm(長）180mm(寬)15mm(厚度)的毛胚，邊角的大小和翻轉(zhuǎn)臺平面的倒角一致，均為R10。翻轉(zhuǎn)臺面外形設(shè)計成一個“U”型。因外總體方案時考慮到需要設(shè)計一個擋塊裝置。翻轉(zhuǎn)臺面的左端設(shè)計一個尾槽，需與支架的后部重合，這樣才能做到精確定位。翻轉(zhuǎn)臺面還打兩個翻轉(zhuǎn)限位螺紋孔。翻轉(zhuǎn)臺面上打兩個對稱的限位孔，可以用來插裝定位裝置實現(xiàn)對儀表臺支架的固定。圓柱銷孔為便于底板與翻轉(zhuǎn)臺面連接。 翻轉(zhuǎn)臺面的設(shè)計要充分考慮到裝配臺質(zhì)量分布均勻、翻轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性以及各部件是否產(chǎn)生干涉等因素。下面對整個設(shè)計過程進行分析：翻轉(zhuǎn)臺面尺寸的確定主要根據(jù)儀表臺支架底部結(jié)構(gòu)的外形尺寸決定[4]。根據(jù)儀表臺的放置位置和方向，初步確定翻轉(zhuǎn)臺面的外廓尺寸。根據(jù)儀表臺底部孔的位置在翻轉(zhuǎn)臺面設(shè)計兩個凸臺，凸臺上面設(shè)計了兩個銷孔（孔）。尾槽的長度正好對應(yīng)于儀表臺底部的長度，對支架起到限位的作用。設(shè)計材料：Q235碳素鋼。詳細如圖444445所示：尾槽凸臺 圖4—1 翻轉(zhuǎn)臺面設(shè)計三維圖圓柱銷孔翻轉(zhuǎn)限位塊螺紋孔限位孔圖42 翻轉(zhuǎn)臺面（左視圖）定位孔儀表臺底部 圖4—3儀表臺（左視圖） 圖44儀表臺（前視圖）圖45 儀表臺翻轉(zhuǎn)臺面裝配圖 儀表臺定位元件的設(shè)計儀表臺定位元件的設(shè)計是為了使儀表臺零件在安裝過程更加地平穩(wěn)，銷孔的大小為，所以要設(shè)計的工件定位銷尺寸也應(yīng)為?？紤]到儀表臺工件裝配時，為了提高工件的裝配效率，工件定位銷可安裝放置在翻轉(zhuǎn)臺面?zhèn)让?。工件定位銷尺寸確定后，接下來就是設(shè)計工件定位銷的輔助零件，輔助零件的生產(chǎn)是為了提高儀表臺裝配臺的生產(chǎn)效率。設(shè)計材料：Q235碳素鋼。設(shè)計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 擋塊裝置、定位插排及托架的設(shè)計為了使儀表臺支架在安裝的過程中始終處于一個水平面，需要在底板上設(shè)計一個擋塊裝置。擋塊可以阻擋儀表臺支架在安裝過程中支架的突然翻轉(zhuǎn)，有利于提高儀表臺安裝的穩(wěn)定性。擋塊裝置的外形設(shè)計成長方體，外形尺寸需小于翻轉(zhuǎn)臺面最近兩段距離。外形尺寸初步定位為100mm(長)60mm(寬)30mm(厚度)。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1630)。蓋板與底板采用的螺紋孔均為M6螺紋孔。定位插排與托架起到輔助儀表臺支架零件安裝的作用。設(shè)計選材：Q235碳素鋼。全部設(shè)計如圖441412所示：圖410 擋塊裝置三維圖圖411 定位插排設(shè)計圖圖412 托架設(shè)計圖 裝配平臺底板的設(shè)計裝配平臺底板的設(shè)計要考慮到人工可操作因素，底板與翻轉(zhuǎn)臺面相配合。底板與翻轉(zhuǎn)臺面的基本尺寸一致。在后面焊接兩個對稱的凸臺，打兩個圓孔，這是為了便于插入圓柱銷使其與翻轉(zhuǎn)臺面連接在一起設(shè)計的裝配平臺底板，根據(jù)設(shè)計的總體方案，需要在底板上加一個擋塊裝置，于是便需要在設(shè)計裝配臺底板設(shè)計對應(yīng)的8個螺紋孔和定位插銷的軌道。底板還設(shè)置了兩個對稱的翻轉(zhuǎn)限位螺紋孔，用來安裝螺母，與后續(xù)設(shè)計的翻轉(zhuǎn)限位塊起到限制翻轉(zhuǎn)角度的作用。裝配平臺需設(shè)置兩個對稱的圓柱銷孔，這樣可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)軸與安裝底板的快速連接。設(shè)計材料選擇：Q235碳素鋼。詳細設(shè)計如圖41412：轉(zhuǎn)軸螺紋孔M5插銷螺紋孔M6插排螺紋孔M4圖411 裝配平臺三維圖圓柱銷孔翻轉(zhuǎn)限位螺紋孔M4接油盤對應(yīng)螺紋孔4M4圖412 裝配臺底板（左視圖） 翻轉(zhuǎn)限位塊的設(shè)計 根據(jù)設(shè)計的翻轉(zhuǎn)臺面以及裝配平臺底板兩側(cè)的翻轉(zhuǎn)限位對應(yīng)的螺紋孔，開始設(shè)計翻轉(zhuǎn)限位塊的，并使翻轉(zhuǎn)限位塊在翻轉(zhuǎn)過程能實現(xiàn)一定的角度（30176。）。設(shè)計的翻轉(zhuǎn)限位塊圖像標(biāo)注如圖41414所示：圖413 翻轉(zhuǎn)限位三維圖示圖414 翻轉(zhuǎn)限位塊草圖（初取厚度12mm，材料：Q235） 裝配臺旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計 轉(zhuǎn)軸的設(shè)計與計算轉(zhuǎn)軸的材料選擇為45號鋼，調(diào)質(zhì)，硬度220~230HBS，按扭矩初算直徑，公式如下所示： （41）（式41中A僅決定于材料許用剪應(yīng)力的系數(shù)，由設(shè)計手冊取A=110，n為轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速，P為轉(zhuǎn)軸的功率。）由于儀表臺裝配臺的作用是實現(xiàn)對儀表臺裝配零件的功能，所以轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速慢，轉(zhuǎn)軸功率也比較低，初取轉(zhuǎn)速為2r/min。所以取整d=30mm。軸的結(jié)構(gòu)草圖415所示：圖415 轉(zhuǎn)軸草圖 從左到右依次為3段： d1=30mm，長度L1取L1=60mm； d2=36mm，長度L2取L2=32mm。 d3=60mm，長度L3取L3=60mm。（考慮到轉(zhuǎn)軸大端面須與裝配臺底板保證有一定距離）。 轉(zhuǎn)軸與裝配平臺底板底板連接，考慮采用兩個錐端緊定螺釘將兩者相互連接。如圖416所示：圖416 轉(zhuǎn)軸底板連接端面面圖示 根據(jù)設(shè)計過程，目前已完成的裝配臺設(shè)計，如下圖417所示：需校核的轉(zhuǎn)軸圖417 目前完成裝配體對轉(zhuǎn)軸進行分析，轉(zhuǎn)動軸相當(dāng)一個懸臂梁，畫出圖418如下：圖418 轉(zhuǎn)軸受力簡圖把重力向軸的中間簡化，如下如所示，會產(chǎn)生一個彎矩。圖示如419：圖419 重力簡化彎矩圖轉(zhuǎn)軸受力圖420：圖420轉(zhuǎn)軸受力圖對A點求矩：有 （42）所以 即 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處是軸的危險截面。由材料力學(xué)的計算公式： （43）若令：則得到公式： （44）由于要校核的軸的截面是圓形，所以：， （45）所需校核軸的材料為45鋼，由機械手冊查的其屈服強度為355MPa，可知：所以軸的強度滿足要求。由模型可知在AB段上軸承受由車用儀表臺的重力產(chǎn)生的壓力，可知軸收到上端重物的總體的壓力作用。由材料力學(xué)拉壓桿截面上的應(yīng)力公式： （46） 其中：F為軸受的總壓力大小，A為軸承受壓力的大小面積；G是由solidworks質(zhì)量屬性分析軟件求得：由手冊查的的許用應(yīng)力大小為235MPa，可知軸的應(yīng)力小于其許用應(yīng)力，所以軸的強度是安全的，即整個軸的強度滿足標(biāo)準。 軸承的選擇與計算：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。選該階段軸作為軸承的配合端，大軸徑的一端作為轉(zhuǎn)軸與儀表臺底板的連接端?？紤]到儀表臺裝配臺需要使用的時間長，對軸承的安置潤滑油路和檢查潤滑不方便。于是本論文確定使用型號為GB/T274199460062Z（2Z兩面帶防塵蓋）的深溝球軸承。