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車用儀表臺(tái)裝配臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明書-閱讀頁(yè)

2024-09-14 21:14本頁(yè)面
  

【正文】 儀表臺(tái)底部 定位孔 圓柱銷孔 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 12 儀表臺(tái)定位元件的設(shè)計(jì) 儀表臺(tái)定位元件的設(shè)計(jì)是為了使儀表 臺(tái)零件在安裝過(guò)程更加地平穩(wěn),由 可知,銷孔的大小為 12? ,所以要設(shè)計(jì)的工件定位銷尺寸也應(yīng)為 12? 。工件定位銷尺寸確定后,接下來(lái)就是設(shè)計(jì)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(tái)裝配臺(tái)的生產(chǎn)效率。設(shè)計(jì)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 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 13 擋塊裝置、定位插排及托架的設(shè)計(jì) 為了使儀表臺(tái)支架在安裝的過(guò)程中始終處于一個(gè)水平面,需要在底板上設(shè)計(jì)一個(gè)擋塊裝置。擋 塊裝置的外形設(shè)計(jì)成長(zhǎng)方體,外形尺寸需小于翻轉(zhuǎn)臺(tái)面最近兩段距離。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 16 30)。定位插排與托架起到輔助儀表臺(tái)支架零件安裝的作用。全部設(shè)計(jì)如圖 4 41 412所示: 圖 410 擋塊裝置三維圖 圖 411 定位插排設(shè)計(jì)圖 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 14 圖 412 托架設(shè)計(jì)圖 裝配平臺(tái)底板的設(shè)計(jì) 裝配平臺(tái)底板的設(shè)計(jì)要考慮到人工可操作因素,底板與翻轉(zhuǎn)臺(tái)面相配合。在后面焊接兩個(gè)對(duì)稱的凸臺(tái),打兩個(gè)圓孔,這是為了便于插入圓柱銷使其與翻轉(zhuǎn)臺(tái)面連接在一起設(shè)計(jì)的裝配平臺(tái)底板,根據(jù)設(shè)計(jì)的總體方案,需要在底板上加一個(gè)擋塊裝置,于是便需要在設(shè)計(jì)裝配臺(tái)底板設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的 8 個(gè)螺紋孔和定位插銷的軌道。裝配平臺(tái)需設(shè)置兩個(gè)對(duì)稱的圓柱銷孔,這樣 可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸與安裝底板的快速連接。詳細(xì)設(shè)計(jì)如圖 41 412: 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 15 圖 411 裝配平臺(tái)三維圖 圖 412 裝配臺(tái)底板(左視圖) 翻轉(zhuǎn)限位塊的設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)的翻轉(zhuǎn)臺(tái)面以及裝配平臺(tái)底板兩側(cè)的翻轉(zhuǎn)限位對(duì)應(yīng)的螺紋孔,開始設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)限位塊的,并使翻轉(zhuǎn)限位塊在翻轉(zhuǎn)過(guò)程能實(shí)現(xiàn)一定的角度( 30176。設(shè)計(jì)的翻轉(zhuǎn)限位塊圖像標(biāo)注如圖 41 414 所示: 圖 413 翻轉(zhuǎn)限位三維圖示 翻轉(zhuǎn)限位螺紋孔 M4 接油盤對(duì)應(yīng)螺紋孔 4 M4 插銷螺紋孔 M6 轉(zhuǎn)軸螺紋孔 M5 插排螺紋孔 M4 圓柱銷孔 8? 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 16 圖 414 翻轉(zhuǎn)限位塊草圖(初取厚度 12mm,材料 : Q235) 裝配臺(tái)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 轉(zhuǎn)軸的材料選擇為 45 號(hào)鋼,調(diào)質(zhì),硬度 220~230HBS,按扭矩初算直徑,公式如下所示: 3pdAn? ( 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(jì)手冊(cè)取 A=110, n 為轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速, P 為轉(zhuǎn)軸的功率。 所以 33 0 . 3 01 1 0 2 7 . 0 82Pd A m mn? ? ? ? 取整 d=30mm。 d3=60mm,長(zhǎng)度 L3 取 L3=60mm。 轉(zhuǎn)軸與裝配平臺(tái)底板底板連接,考慮采用兩個(gè)錐端緊定螺釘將兩者相互連接。圖示如 419: 圖 419 重力簡(jiǎn)化彎矩圖 轉(zhuǎn)軸受力圖 420: 圖 420轉(zhuǎn)軸受力圖 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 19 對(duì) A 點(diǎn)求矩:有 0AM ?? ( 42) 所以 0AGMM?? 即 AGMM?? 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(xiǎn)截面。 由模型可知在 AB 段上軸承受由車用儀表臺(tái)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。 軸承的選擇與計(jì)算 由 章節(jié)可知: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??紤]到儀表臺(tái)裝配臺(tái)需要使用的時(shí)間長(zhǎng),對(duì)軸承的 安 置 潤(rùn) 滑 油 路 和 檢 查 潤(rùn) 滑 不 方 便 。該型號(hào)軸承已填注定量、定牌號(hào)防銹、脂潤(rùn)滑。轉(zhuǎn)軸與軸承之間的配合方式為間隙配合。而且考慮到儀表臺(tái)裝配臺(tái)的質(zhì)量不大,軸承只需承受 290N的軸向載荷。 軸承在轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動(dòng)下運(yùn)動(dòng),兩軸承之間需保持一定距離,才能使轉(zhuǎn)軸更加平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn)。因此設(shè)計(jì)了兩者之間的隔圈,隔圈的厚度初取 10mm。 由于機(jī)械工作時(shí)常有機(jī)械振動(dòng)和沖擊,根據(jù)本平臺(tái)的工作特性 —— 平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)或輕微沖擊, df 的值取為 , 290rFN? , 400aFN? ; 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 22 可知道當(dāng)量動(dòng)載荷得: 0 0 0 039。 其基本公式為: 0 0 0 039。C — 計(jì)算額定靜載荷, N; 0P — 當(dāng)量靜載荷,N; 0S — 安全系數(shù)。 由機(jī)械設(shè)計(jì)書的表 去安全系 數(shù) 0S 的值為 2。 2 37 4 74 8 83 00C S P N C N? ? ? ? ? ? 所以深溝球軸承 6006 的靜載荷強(qiáng)度滿足要求。設(shè)計(jì)的軸承座需能將轉(zhuǎn)軸以及軸承裝載進(jìn)入,初取設(shè)計(jì)草圖尺寸如圖 42424 所示: 圖 423 軸承座設(shè)計(jì)草圖 圖 424 軸承座三維圖示 軸承座中部設(shè)計(jì)直徑為 55mm,軸承選用的外徑也為 55mm,兩者屬于間隙配合,而且中部的深度為 40mm,滿足軸承座設(shè)計(jì)要求。 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 24 鋼管的選型與計(jì)算 根據(jù) 章節(jié)設(shè)計(jì)的軸承座,該軸承座下底部外徑 73mm。 初步選擇鋼管型號(hào)為 GB/T173952020,選取鋼管外徑80mm,壁厚 3mm,高度 800mm。簡(jiǎn)化模型 ,如圖 426: 圖 426 模型簡(jiǎn)化圖示( 1) 由材料力學(xué)計(jì)算公式,懸臂梁受到重力彎矩的作用,危險(xiǎn)截面發(fā)生末端 A處。 精密鋼管校核二 對(duì)整個(gè)精密鋼管的模型進(jìn)行簡(jiǎn)化如圖 427 所示: 圖 427 模型簡(jiǎn)化圖示( 2) 對(duì)懸臂梁進(jìn)行力的簡(jiǎn)化,如下圖 428 所示: 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 26 圖 428 鋼管受力分析圖示 由力學(xué)計(jì)算公式可得: 0cM ?? , 0CGMM?? ( 413) 得出: CGMM?? ,負(fù)號(hào)表示 C處的彎矩的方向和重力產(chǎn)生的彎矩的方向相反。 由于精密鋼管在豎直平面的受上端物體的擠壓作用,由材料力學(xué)的擠壓公式: FA?? ( 415) 其中: F 為 鋼管 受的總壓力大小 , A為 鋼管 受壓力的大小面積; 2 2 2 2400 4 ( 8 ) 4 ( 74 )FG MPaA D d? ??? ? ? ?? ? ? ? 因?yàn)椋? [ ] 221MPa???? 所以精密鋼管的強(qiáng)度滿足要求。然而在儀表臺(tái)裝配臺(tái)在旋轉(zhuǎn)過(guò) 程中,要實(shí)現(xiàn)對(duì)其的控制,必須設(shè)計(jì)一個(gè)限位裝置。 下拉腳踏機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 對(duì)儀表臺(tái)裝配臺(tái)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)控制,需要在裝配臺(tái)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)限位裝置。 分度盤的尺寸大小應(yīng)滿足比支撐鋼管外徑大,且當(dāng)實(shí)現(xiàn)定位的限位銷須與分度盤的孔同心,設(shè)計(jì)的分度盤尺寸如圖 429所示: 圖 429 分度盤草圖尺寸 (厚度初取 10mm, 45鋼 ) 分度盤的中心圓外徑設(shè)計(jì)為 36mm,轉(zhuǎn)軸的中部外徑 d2=36mm,長(zhǎng)度 L2=32mm。為了使分度盤與轉(zhuǎn)軸固定在一起,兩者采用焊接連接。初步取分度盤上的孔徑大小為14mm,因此設(shè)計(jì)的限位銷的直徑大小需與分度盤上孔徑大小基本保持一致,因此初取限位銷直徑為 14mm。為了實(shí)現(xiàn)限位銷的自鎖功能,因此需要設(shè)計(jì)彈簧裝置,通過(guò)一根拉桿,對(duì)拉桿施加力的作用,由于彈簧的伸縮功能,從而實(shí)現(xiàn)限位裝置的自鎖。 根據(jù)圓柱壓縮彈簧的尺寸的確定彈簧管以及插銷蓋的大小尺寸確定。考慮到拉桿需要接頭,本次論文的拉桿接頭采用的是外購(gòu)件,參考拉桿接頭需在限位銷上打孔。兩者屬于間隙配合 ,兩者材料都是 45鋼。彈簧管實(shí)行自鎖行為時(shí),需要安裝兩個(gè)支架,并與彈簧管焊接在一起,起到固定的作用。根據(jù)拉桿接頭尺寸的確定,腳踏板的尺寸也隨之確定。下面為詳細(xì)下拉腳踏機(jī) 構(gòu)的設(shè)計(jì)草圖: 圖 434 腳踏草圖 圖 435 腳踏設(shè)計(jì)草圖尺寸 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 30 圖 436 限位銷組件外觀 圖 437 限位銷組件內(nèi)部細(xì)節(jié) 圖 438腳踏組件外觀 圖 439限位銷限位圖示 裝配臺(tái)接油機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 根據(jù)總體方案的設(shè)計(jì),裝配臺(tái)的接油應(yīng)該設(shè)計(jì)為兩個(gè)部分,分別是接油盤和接油箱。接油盤和裝配底板依靠?jī)烧咦笥业穆菁y孔通過(guò)螺栓相互連接。接油箱與接油盤的連接,主要是依靠接油盤后部對(duì)稱的兩個(gè) M4 螺紋孔。設(shè)計(jì)底部框架初取基本尺寸為 867mm(長(zhǎng) ) 600mm(寬) 200mm(高):底部框架底板需安有便于安裝腳輪的墊板。下面為裝配臺(tái)底部框的設(shè)計(jì)圖示 446: 圖 446 底部框架三維圖示 底部框架 設(shè)計(jì)成這個(gè)外型,是有其目的性的。底部設(shè)計(jì)有 4 個(gè)螺紋孔,是為了便于拆裝儀表臺(tái)裝配臺(tái)方便。如圖 447所示: 圖 447 儀表臺(tái)總裝配(除腳輪) 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 34 需要實(shí)現(xiàn)儀表臺(tái)裝配臺(tái)移動(dòng)的功能,在底部框架上安裝腳輪比較容易。 查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第 5 版)表 9144,選擇工業(yè)腳輪 GB/T146881993A級(jí) :D=125mm , L=25mm , H=150mm 。 3≈ 330N≤ 500N(考慮儀表臺(tái)支架裝配過(guò)程中整體江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 35 受力不均勻,至少要保證三個(gè)腳輪同時(shí)受 力,才能保證裝配臺(tái)在裝配過(guò)程中的穩(wěn)定性)。 總體裝配結(jié)構(gòu) 組裝前嚴(yán)格檢查并清除零件加工時(shí)殘留的銳角、毛刺和異物。零件在裝配前必須清理和清洗干凈,不得有毛刺、飛邊、氧化皮、銹蝕、切屑、油污、著色劑和灰塵等。螺釘、螺栓和螺母緊固時(shí),嚴(yán)禁打擊或使用不合適的旋具和扳手。同一零件用多件螺釘(螺栓)緊固時(shí),各螺釘(螺栓)需交叉、對(duì)稱、逐步、均勻擰緊 [8]。 (注:部分零件在內(nèi)部,在圖上未標(biāo)出 ) 1 3 4 5 6 7 8 9 11 13 12 14 10 2 15 16 17 18 19 20 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 36 裝配 臺(tái)的重心位置分析與計(jì)算 本次設(shè)計(jì)計(jì)算的儀表臺(tái)支架裝配的重心分析計(jì)算主要由 solidworks 軟件完成,對(duì)儀表臺(tái)支架以及承載支架的翻轉(zhuǎn)臺(tái)面的所有零件進(jìn)行質(zhì)量屬性分析: 詳細(xì)如圖 450: 圖 450 裝配臺(tái)重心分析圖示 計(jì)算過(guò)程過(guò)程,如下: 所選零部件的質(zhì)量屬性為: 質(zhì)量 = 千克,體積 = 立方毫米 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 37 表面積 = 平方毫米 重心 : ( 毫米 ) X = , Y = , Z = 由上述分析, 可知: 重心位置坐標(biāo)為 (, , ),根據(jù)裝配體的右視圖,可知,其重心處于翻轉(zhuǎn)裝配臺(tái)底板外側(cè),因此,裝配臺(tái)翻轉(zhuǎn)限位塊極限位置( 30176。圖中黑白圓圈為儀表臺(tái)裝配臺(tái)的質(zhì)心位置,位置處于鋼管上,即屬于裝配臺(tái)上,因此儀表臺(tái)在裝配臺(tái)翻轉(zhuǎn)過(guò)程中不會(huì)翻倒。 儀表臺(tái)支架安裝過(guò)程 支架安裝過(guò)程是裝配過(guò)程的第一步??紤]到儀表臺(tái)支架的質(zhì)量只有 21Kg,可以選擇人工或者使用吊具將其放置于翻轉(zhuǎn)臺(tái)面。翻轉(zhuǎn)臺(tái)面的左端設(shè)計(jì)了一個(gè)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(tái)面上安裝了兩個(gè)限位裝置,是由短環(huán)吊鏈、短環(huán)鏈、工件定位銷三部分組成。此時(shí),支架的安裝過(guò)程也就完成了。工人通過(guò)儀表臺(tái)支架上的支撐軸將支架臺(tái)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)
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