【導(dǎo)讀】位,隨之帶來的是汽車生產(chǎn)行業(yè)的興起。發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的生產(chǎn)又是這個(gè)行業(yè)中比較重要的一。該機(jī)構(gòu)的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)是通過缸體在輥道運(yùn)行過程中觸碰到行程開關(guān)，即觸發(fā)PLC. 控制電機(jī)，從而帶動(dòng)翻轉(zhuǎn)架和旋轉(zhuǎn)架正反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的生產(chǎn)線流程。并對(duì)其中的齒輪、鏈輪、錐齒輪進(jìn)行了材料和尺寸。的確定，以及校核。其次設(shè)計(jì)了PLC控制的梯形圖以及外部接線圖，最后設(shè)計(jì)了氣壓夾緊。發(fā)動(dòng)機(jī)缸體生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線的最基本工具,其具有結(jié)構(gòu)簡單，全自動(dòng)流程不僅可以減輕勞動(dòng)者的工作強(qiáng)度而且提高了生產(chǎn)率。

　　

【正文】 0sin( zpd ?? = 齒頂圓直徑 ad ad =d+= 齒根圓直徑 fd fd =dd1= 輪鷇厚 度 h h=K+ Rd /6+= 輪鷇長度 L L==32 輪鷇直徑 hd hd = kd +2h= 齒寬 fb fb == 腳輪的設(shè)計(jì) 萬向輪所承受壓力為 2100N,選用六個(gè)輪子共同承受。每個(gè)輪子承受不到 400N，所以選用 C 缸體生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 本次設(shè)計(jì)選用腳輪為萬向輪。車輪直徑為 50，輪輞寬 20，金屬本體，通用橡膠輪胎。額定載荷為 B級(jí)的萬向螺桿式腳輪。標(biāo)記為： 0 20 / 14688WL 13C 5 GB T?? 圖 31 腳輪的尺寸 缸體生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 4 缸體夾緊氣壓傳動(dòng)系統(tǒng) 各圖形符號(hào)名稱及其作用 ： ：控制液壓缸 A的上升和下降 ：控制閥六的換位 ：起到保壓作用和保護(hù)氣壓系統(tǒng) ：控制汽缸 的 活塞伸出與收縮 ：保壓回路起到保護(hù)過載作用 ：控制汽缸 工作原理如下 ： 當(dāng)缸體碰到形成開關(guān)，使換向閥 1換向后，壓縮空氣經(jīng)單向節(jié)流閥進(jìn)入缸 A的無桿腔，夾緊下降至鎖緊位置后使機(jī)動(dòng)行程閥 2換向，壓縮空氣經(jīng)單向節(jié)流閥 5進(jìn)入中繼閥 6的右側(cè)，使閥 6換向，壓縮空氣經(jīng)閥 6通過主控閥 4的左位進(jìn)入氣缸 B和 C的無桿腔，兩氣缸同時(shí)伸出。與此同時(shí)，壓縮空氣的一部分經(jīng)單向節(jié)流閥 3調(diào)定延時(shí)后使主控閥 4換向到右側(cè)，則兩氣缸 B和 C返回。在兩氣缸返回的過程中有桿腔的壓縮空氣使閥 1復(fù)位，則氣 缸A返回。此時(shí)由于行程閥 2 復(fù)位（右位），所以中繼閥 6 也復(fù)位，氣缸 B和 C的無桿腔通大氣，主控閥 4自動(dòng)復(fù)位。由此完成了一個(gè)缸 A 壓下（ A1）→夾緊缸 B 和 C 伸出夾緊（ B1，C1）→夾緊缸 B和 C返回（ B0， C0）→缸 A返回（ A0）的動(dòng)作循環(huán)。 缸體生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 24 圖 41 缸體夾緊系統(tǒng)圖 1）氣壓缸 A 向下伸出 ? 當(dāng)二位四通換向閥 1換至左位后，壓縮空氣經(jīng)單向節(jié)流閥進(jìn)入氣缸 A的無桿腔，氣壓缸 A向下伸出 缸體生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 25 圖 42 氣缸 A伸出 圖 2）氣壓缸 B、 C分別向工件伸出 ? 壓缸 A夾緊頭下降至鎖緊位置后使機(jī)動(dòng)行程閥 2 換向，壓縮空氣經(jīng)單向節(jié)流閥 5 進(jìn)人中繼閥 6的右側(cè)，使閥 6換向，壓縮空氣經(jīng)閥 6通過主控閥 4的左位進(jìn)入氣缸 B和 C的無桿腔，兩氣缸同時(shí)伸出。與此同時(shí)，壓縮空氣的一部分經(jīng)單向節(jié)流閥 3 流向主控 閥 4 缸體生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 26 圖 43 氣缸 B、 C伸出圖 （ 3）氣壓缸 B、 C退縮 ? 壓縮空氣的一部分經(jīng)單向節(jié)流閥 3 調(diào)定延時(shí)后使主控閥換向到右側(cè)，則兩氣缸 B 和C 返回。 缸體生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 27 圖 44 氣缸 B、 C退縮圖 缸體生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 28 5 三菱 FX2N PLC 控制程序 PLC 的基本結(jié)構(gòu) 可編程序控制器簡稱為 PLC（ Programmable Logic Controller）主要由 CPU 模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成 。 圖 51 PLC 控制系統(tǒng)示意圖 可編程序控制器實(shí)際上是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，它的硬件結(jié)構(gòu)與一般微機(jī)控制系統(tǒng)相似，甚至與之無異?？删幊绦蚩刂破髦饕?CPU（中央處理單元）、存儲(chǔ)器（ RAM 和 EPROM）、輸入 /輸出模塊（簡稱 I/O 模塊）、編程器和電源五大部分組成。 缸體生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 29 梯形 圖 按下 X6 啟動(dòng)按鈕， M10 得電，并自保持。 第一個(gè)脈沖過來， M0 得電，電機(jī)啟動(dòng)。整個(gè)程序開始運(yùn)行。 M0 得電，限位開關(guān) X10 被觸發(fā)，從而使輥道運(yùn)行，帶動(dòng)缸體向前運(yùn)動(dòng) 。 缸體運(yùn)行到指定位置碰到限位開關(guān) X0，導(dǎo)致翻轉(zhuǎn)架內(nèi)的輥道開始運(yùn)行，從而使缸體進(jìn)入翻轉(zhuǎn)架。 缸體到達(dá)翻轉(zhuǎn)架內(nèi)指定位置觸發(fā)限位開關(guān) X1，觸發(fā)了氣缸，氣缸開始夾緊缸體，并開始計(jì)時(shí) 1S。 缸體生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 30 1S 時(shí)間到達(dá)后，翻轉(zhuǎn)架開始 正 翻轉(zhuǎn)。 翻轉(zhuǎn)架帶動(dòng)缸體翻轉(zhuǎn)到指定位置后，碰到限位開關(guān) X2，翻轉(zhuǎn)架停止翻轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)盤開始逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 。 旋轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)到 指定位置后，碰到限位開關(guān) X3，旋轉(zhuǎn)盤停止旋轉(zhuǎn)，氣缸開始松開夾緊裝置。并及時(shí) 1S。 1S 時(shí)間到達(dá)后，缸體出翻轉(zhuǎn)架。 缸體出翻轉(zhuǎn)架后碰到限位開關(guān) X4，觸發(fā)旋轉(zhuǎn)盤順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)盤回歸都原始位置。 旋轉(zhuǎn)盤回到指定位置后觸發(fā)限位開關(guān) X5，觸發(fā)翻轉(zhuǎn)架反轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)架回到起始位置。 缸體生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 31 表 51 PLC 編程地址表 輸入信號(hào) 輸出信號(hào) X0：限位開關(guān) Y0：輥道運(yùn)行 X1：限位開關(guān) Y1：缸體進(jìn)入翻轉(zhuǎn)架 X2：限位開關(guān) Y2：缸體正翻轉(zhuǎn) X3： 限位開關(guān) Y3：缸體逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) X4：限位開關(guān) Y4：缸體出翻轉(zhuǎn)架 X5：限位開關(guān) Y5：旋轉(zhuǎn)盤順時(shí)針旋轉(zhuǎn) X6：啟動(dòng)按鈕 Y6：翻轉(zhuǎn)架反向翻轉(zhuǎn) X7：停止按鈕 Y7：氣缸夾緊 X10：限位開關(guān) Y10：氣缸松開 外部接線圖 X0X1X2X3X4X5X6X7X10COMY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y10COMSB1SB2SB3SB4SB6SB5SB7SB10SB0FX2n32MR001氣壓控制外部接線圖 缸體生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 32 6 總結(jié) 與展望 雖然每學(xué)期都安排了課程設(shè)計(jì)或者實(shí)習(xí)，但是沒有一次像這樣的課程設(shè)計(jì)能與此次相比，設(shè)計(jì)限定了時(shí)間長，而且是一人一個(gè)課題要求更為嚴(yán)格，任務(wù)更加繁多、細(xì)致、要求更加嚴(yán)格、設(shè)計(jì)要求的獨(dú)立性更加高。要我們充分利用在校期 間所學(xué)的課程的專業(yè)知識(shí)理解、掌握和實(shí)際運(yùn)用的靈活度。在對(duì)設(shè)計(jì)的態(tài)度上是認(rèn)真的積極的。 通過近一學(xué)期畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，給我最深的感受就是我的設(shè)計(jì)思維得到了很大的鍛煉與提高。作為一名設(shè)計(jì)人員要設(shè)計(jì)出有創(chuàng)意而功能齊全的產(chǎn)品，就必須做一個(gè)生活的有心人。多留心觀察思考我們身邊的每一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品，只有這樣感性認(rèn)識(shí)豐富了，才能使我們的設(shè)計(jì)思路具有創(chuàng)造性。 為什么這樣說呢？就拿我設(shè)計(jì)的 發(fā)動(dòng)機(jī)缸體翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 來說吧，最初老師讓我 了解發(fā)動(dòng)機(jī)缸體生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 的現(xiàn)狀和存在的問題，設(shè)計(jì)一個(gè)方案出來，使結(jié)構(gòu)簡單， 并且造價(jià)低，通用性好等特點(diǎn)。我選擇了 發(fā)動(dòng)機(jī)缸體翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 這一課題來作為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)這是對(duì)我的四年知識(shí)能力考查，也是對(duì)我應(yīng)用這些知識(shí)能力的考查，我盡力使自己的設(shè)計(jì)減少錯(cuò)誤，但我知道由于許多知識(shí)和能力的欠缺，肯定有一定的錯(cuò)誤。通過本次設(shè)計(jì)我學(xué)到的不僅僅是 發(fā)動(dòng)機(jī)缸體翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 這單一方面的了解，讓我熟悉了設(shè)計(jì)的各個(gè)方面的流程，學(xué)會(huì)了把自己大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際工作中的方法。從以前感覺學(xué)的許多科目沒有實(shí)際意義，到現(xiàn)在覺得以前的專業(yè)知識(shí)不夠扎實(shí)，給自己的設(shè)計(jì)過程帶來了很大的麻煩。 發(fā)動(dòng)機(jī)缸體翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 是 服務(wù)于 生產(chǎn) 的工程行業(yè)，涉及了與專業(yè)結(jié)核性較強(qiáng)的課題，是一個(gè)綜合 生產(chǎn) 及 技術(shù) 的全面性課題，培養(yǎng)了自己的綜合能力、自學(xué)能力，從而適應(yīng)未來社會(huì)的需要與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展需要。培養(yǎng)了自己綜合的、靈活的運(yùn)用的發(fā)揮所學(xué)的知識(shí)。 缸體生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 33 致謝 感謝湖北工業(yè)大學(xué)，給予我學(xué)習(xí)的平臺(tái)。給我一個(gè)輕松愉快的學(xué)習(xí)氛圍，讓我不僅學(xué)習(xí)到了書本上的知識(shí)，也了解到了學(xué)習(xí)知識(shí)的重要性。在學(xué)習(xí)的過程中，我也有遇到困難，在此感謝授課老師對(duì)我的幫助。生活上，必須要感謝我的父母，辛苦養(yǎng)育了我，供養(yǎng)我上大學(xué)。不僅給予我生命，而且一直給予我精神上的支持。賦予我堅(jiān)強(qiáng)的 性格，讓我能夠樂觀的對(duì)待生活上的困難。最后感謝那些陪伴我的好朋友，讓我的大學(xué)校園充滿了歡樂。 特別 要 感謝我的 指導(dǎo)老 師 周明剛 老師給我的悉心指導(dǎo)。我覺得通過這次設(shè)計(jì)，讓我了解了設(shè)計(jì)的整個(gè)流程，在設(shè)計(jì)過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足和不少的漏洞讓我自己能夠在以后加以改正 ，并 在今后的工作中能夠更好的發(fā)揮在大學(xué)四年中的知識(shí)， 讓 我能夠在以后的工作中做的更好。 缸體生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 34 參考文獻(xiàn) 【 1】唐增寶，常建娥 .機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（第三版） [M].華中科技大學(xué)出版社， 2021. 【 2】王為，汪建曉 .機(jī)械設(shè)計(jì)（第二版） [M].華中科技大學(xué)出版社， 2021. 【 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