轴承衬套自动化装配机的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 轴承衬套自动化装配机的设计 摘要 ： 本次毕业设计主要 是 完成轴承衬套自动化装配机的设计。首先对轴承衬套自动化装配机做了简单的 介绍 ；接着分析了轴承衬套自动化装配机的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所设计的 装配 机各主要零部件进行了校核。轴承衬套自动化装配机由四个主要部件组成：输送机构、轴承座定位机构、自动下料机构、装配机构。最后，提出了轴承衬套自动化装配机设计过程中存在的不足，以便于今后设计的改进。本次轴承衬套自动化装配机的设计代表了设计的一般过程，对今后 的选型设计工作有一定的参考价值。 关键词： 衬套，自动装配，液压传动 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is is of on of in of a on of of in to of of of of on of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目录 第一章 绪论 . 1 计解决的问题 . 1 计时注意的问题 . 1 有足够的推力 (即推出力 ) . 1 证工件准确定位 . 1 有足够的强度和刚度 . 1 第二章 轴承衬套自动化装配机 的概述 . 2 承衬套自动化装配机的应用 . 2 承衬套自动化装配机的特点 . 2 承衬套自动化装配机的发展状况 . 2 承衬套自动化装配机的工作原理 . 3 第三章 总体方案的确定 . 4 计内容 . 4 计任务 . 4 计要求 . 4 计方案的构想 . 4 第四章 总体方案的 设计计算 . 6 套装配摩擦力计算 . 6 设导引缸型号及推力 . 7 压缸安装方式选择 . 7 引缸选型 . 7 出缸的推力计算及选型 . 8 紧缸推力计算及型号选用 . 8 动缸推力计算及型号选用 . 8 算驱动缸的推力 . 8 动缸的选择 . 10 配器缸推力计算及型号选用 . 10 第五章 刚度和强度校核 . 11 轴强度校核 . 11 塞杆稳定性校核 . 11 架强度校核 . 12 第六章 液压系统的设计 . 14 计要求 . 14 备工况及要求 . 14 备工作程序 . 14 制与连续要求 . 14 行元件工艺参数 . 14 作循环时间顺序图 . 14 统方案设计 . 15 定回路方式 . 15 定系统工作压力 . 15 压泵类型的确定 . 15买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 压元件的计算与选择 . 15 要液压元件的计算与选择 . 15 压缸的性能参数计算 . 15 压泵的性能参数计算 . 15 动机的选择 . 16 磁换向阀的选择 . 16 流阀的选择 . 16 向阀的选择 . 16 向节流阀的选择 . 17 压辅助元件的选择与计算 . 17 管的选择 . 17 滤器的选择 . 17 力表的选择 . 17 箱容积的计算 . 17 定液压原理图 . 18 压控制系统的分析 . 18 压系统动作顺序表 . 19 统工作过程 . 19 制命令 . 19 第七章 结论 . 21 计的主要成果 . 21 在的主要问题 . 21 一步研究的建议 . 21 参考文献 . 22 致 谢 . 23 附录 图纸列表 . 24 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第一章 绪论 随着社会的发展和技术的进步，衬套材质及其装配方式有了明显的变化和改进。衬套可由很多种材料制成，其中有：木材、塑料、铸铁、冷硬铸铁、软钢、淬火钢、铜、黄铜、青铜、铅铜合金、铝、巴氏合金以及粉末冶金 (铁、 黄铜、铜，石墨、酚醛原料以及尼龙 )等。选用哪种材料则要根据有多大的空间、 轴的转速、承担的总负荷、润滑 形 式而定，在很多情况下还要考虑到设备的成本 1 。 在机械生产的组装工作中经常要进行衬套的装配，传统技术在装配衬套时是用木板垫在衬套上，用锤敲击，把衬套挤入孔内。这样易使衬套边口变形，而且在装配时必须翻转工件，这就使得装配质量差、速度慢、工作强度大，严重影响整机的装配质量。这就需要我们找到一种操作简单，方便快捷，适应性强的装置，来提高装配质量和工作效率 2 。 选择 设计 轴承衬套自动化装配机 这种通用机械，能培养我们独立解决工程实际问题的能力， 通过这次设计是对所学基本理论和专业知识的一次综合运用，也使我们的设计、计算和绘图能力都得到了全面的训练。 计解决的问题 熟悉 轴承衬套自动化装配机 各部分的功能与作用，对主要液压部件进行选型设计与计算，和主要受力元件的强度校核，解决在实际使用中容易出现的问题，并进行创新设计。 设计任务是将 材料为铝基轴承合金 的衬套装入 200 承 座内， 配合 为 6/550 ， 衬套 装入速度为 3 个 /分，要求能完成自动上料、轴承座自动定位和夹紧。 计时注意的问题 有足够的推力 (即推出力 ) 在确定物料推力时，除考虑衬套被挤压变形所产生的压力外，还应考虑在推出过程中所要克服导引液压缸产生的逆向推力，至于衬套本身所具有的重量可以忽略不计。 在工作台被推动时，要计算其本身外加轴承座的重量所产生的摩擦力，至于摩擦因数的选择要参考平台与导轨的材料和两者间接触表面的粗糙情况。 证工件准确定位 为使轴承座和衬套在装配时保持准确 的相对位置，必须根据衬套的形状，选择相应的导向头形状。还有衬套放置时采用直槽导向，以便自动定心。 有足够的强度和刚度 比如分配器销等细长件，要充分考虑其受力情况，保证足够的强度和刚度。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 第 二 章 轴承衬套自动化装配机 的概述 承衬套自动化装配机的应用 本次设计的轴承衬套自动装配机主要应用于轴承座与轴承衬套之间的装配。众所周知，机械设备 广泛应用于各行各业，而其传动轴的 安装 定位很多要使用轴承座，故机械生产单位经常要 装配 轴承座 和衬套 ， 采用 轴承衬套自动化装配机 这种自动化设备将其 装配效率和质量大大提高，缩短产品生产周期，装配便利。 承衬套自动化装配机的特点 轴承衬套自动化装配机较于其它装配方式，具有速度快，可靠性高，装配质量可靠等优点。 承衬套自动化装配机的发展状况 轴承衬套 装配机已经广泛应用于建设、煤矿、交通、港口货运、物流 、吊运安装工程等领域。目前，轴承衬套装配机的发展趋势是：速度更快，可靠性更高。 传统技术在装配衬套时是用木板垫在衬套上，用锤敲击，把衬套挤入孔内。这样易使衬套边口变形，而且在装配时必须翻转工件，这就使得装配质量差、速度慢、工作强度大，严重影响整机的装配质量。这就需要我们找到一种操作简单，方便快捷，适应性强的装置，来提高装配质量和工作效率。 由于应用场合的不同，条件要求不同，如润滑与不润滑、永久性结合与自由结合等 ， 故而衬套装配时的材料和配合条件均不同， 以至于 装配方式也不一而足。按衬套在装配中的装配关系，又可分为如下几种装配方法：胶粘装配法、压配合装配法、温差装配法（冷却装配法、热胀装配法）。 胶粘装配法：为达到强度要求，主要选厌氧胶，厌氧胶在含有氧气的环境中呈液态，在金属零件间，当空气被隔绝后即迅速固化，使衬套得到牢固的粘接。 压配合装配法 ：这是一种利用人工锤击或压力机将被包容件压入包容件的方法。如被包容件有内孔，装配后会产生收缩和变形。对内孔尺寸有精度要求时，需预留收缩量或作重新加工。 温差装配法：这是一种利用包容件加温胀大，被包容件冷却收缩，使过盈量暂时消失并有一定装入间 隙 的装配方法。 （ 1） 热胀装配法：把预装的包容件，在加热箱中缓慢加温到莫一允许的温度，取出后迅速将被包容件装入的一种装配方法。用于过盈量不大的配合。 （ 2） 冷缩装配法：将被包容件置于冷却介质中，使其冷却，在无过盈量状态下进行装配的一种方法。适用于包容件不宜加热，过盈量不大 的配合。 （ 3） 热胀冷缩装配法：将上述两种方法并用的一种装配方法。适用于过盈量大，形状复杂，有较高表面质量要求的零件 3 。 目前，最常用的一种装配方式是压配合装配法，这也是最实用也是最传统的一种方式。由于传统的压装方法，存在着许多不足，所以我们在原有的基础 要改进动力执行元件 ，在买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 机构上也 要 做了许多改进。 无论从技术角度还是成本角度来看，液压缸 或气缸 作为执行元件是完成直线运动的最佳形式。如同用电动机来完成旋转运动一样， 它们 作为线性驱动可在空间的任意位置组建它所需要的运动轨 迹，运动速度可无级调节 4 。 轴承衬套自动化装配机采用液压 系统 ， 运行可靠 ， 易于实现自动化、集中化控制 ,它的广泛应用对于提高劳动生产率，实现 轴承衬套装配 过程的机械化和自动化，都具有重要的现实意义。 承衬套自动化装配机的工作原理 首先 将轴承座置于工作台上，启动开关，液压缸驱动工作台至装配点，定位液压缸运动使轴承座定位，导引缸运动穿过轴承座和衬套，顶出液压缸推动导引缸活塞带着衬套往回走，实现衬套与轴 着顶出液压缸 、 导引缸运动、定位液压缸、驱动 液压缸依次复位；更换轴承座的同时，分配器上液压缸运动，将料箱中的衬套传至 V 型块上，启动开关复位。如此循环往复运动。 工作原理图： 分配缸运动，衬套下落 轴承座安放，启动开关，驱动缸运动 定位缸运动 导引 缸运动 顶出 缸运动 各 缸 复位 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 第 三 章 总体方案的确定 计内容 计任务 （ 1） 轴承座材料为 200衬套材料为铝基轴承合金，内径为 外径为 外径与轴承座孔配合 为 6/550 ， 如图 3 （ 2） 每分钟完成 3 个轴承衬套的安装。 （ 3） 工作环境：室温 C605 ，室内 。 图 3轴承座与衬套 计要求 主机采用液压系统为动力源，整机用钢板焊接而成。 液压系统：控制阀采用集成块式安装。 控制系统采用 制。 计方案的 构想 （ 1） 自动装配设计 首先查阅文献，根据轴承衬套与轴承座的尺寸、公差配合 、材料特性，计算出衬套压入轴承座所需要最大压入力的大小。接着根据这个最大压入力的大小，选择传动方式，并将可采用的传动方式按照加工效率、生产成本、可靠程度等原则进行刷选。确定传动方式后，查阅文献，选择相应型号的 传动 元件。按照液压缸 或气缸 安装定位要求设计支架，对支架进行应力分析使其满足强度要求。紧接着设计支架滑轨，计算滑动最大推力，选用传动方式，再根据文献选用元件。 大致结构如图 3 （ 2） 自动给料设计 这里最主要是设计分配器，首先计算应力大小，选择合适的液压缸元件，对分配器销轴进行强度校核。然后设计料箱，要 求允许衬套逐行排列能自动下滑。大致结构如图 3 （ 3） 轴承座自动定位和夹紧 设计一底板，该底板上有两个销轴与轴承座上定位孔配合固定，当工作台到位时上侧和左右两侧均有一个夹紧液压缸，伸出将他固定。大致结构如图 3 5050纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 （ 4） 电气控 制 液压缸的控制运用 参考文献 14中学习到的三菱 列可编程序控制器，通过编程来控制电磁阀带电，从而控制液压缸运动。 图 3装配结构预设图 图 3分料机构简图 导引缸 移动缸 分配器 料箱 V 型块 夹紧缸 夹紧缸 夹紧缸 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 图 3轴承座定位简图 第 四 章 总体方案的 设计计算 套装配摩擦力 计算 （ 1） 过盈连接的最大过盈量知：轴承座材料为 套材料为铝基轴承合金，内径为 45 外径为 50外径与轴承座孔配合为 6/550 。 接触表面粗糙度别为 查 参考 文献 5知 ： 0 1 0 50 则： a x (4（ 2） 计算过盈连接的强度 装置采用压入装配方式，利用压力机将被包容件直接压入包容件中。根据参考文献 6知 ， 采用这种方式应考虑 配合表面微观峰尖被擦去 的部分 为 )(1 ，故装配后可能产生最大径向压力考文献 6中式（ 7式（ 7利用弹性力学 7 求得： 3221121m a xm a )( (4式中 ： 1C 被包容件（衬套）的刚性系数，12122121 d ； (42C 包容件（轴承座）的刚性系数， 22222222 ； (41d 、 2d 分别为被包容件的内径和包容件的外径， d 配合的公称直径， 1u 、 2u 分别为被包容件与包容件的泊松比。对于灰铸铁 2001u = u ，选择 1E 、 2E 分别为被包容件与包容件的弹性模量， 对于 材料为 灰铸铁 200包容件 ， 2 101 ；对于青铜， M p 1 9 ； 1 2分别为被包容件和包容件配合表面上微观不平度的十点高度， m ，其值随表面粗糙度而异，查 参考文献 6表 7可知 RZ m ，101 RZ m 。 计算得： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 550 22 2212122121 0100 22 2222222222 m a x 1 2m a 8 ( ) 1 8 0 . 8 ( 3 . 2 1 0 ) 7 . 4 4 1 . 2 0 59 . 1 8 1 . 9 2 6 . 1 7 65 0 ( ) 1 0( ) 1 00 . 8 8 1 0 1 1 0 R （ 3） 计算所需的 摩擦力 由 参考文献 6表 7对应的摩擦系数为 15.0f ，在无润滑时，根据式 (7得压入力为 l i 2250)(m a x (4摩擦力 250设导引缸型号及推力 压缸 安装方式选择 （ 1） 拉杆伸出安装的 液压 缸适用于传递直线力的应用场合，并在空间有限 的场合 特别有用。对于压缩用途， 最好的 方式是 缸盖端拉杆安装；活塞杆受拉伸的场合，应 需要 指定缸头端安装方式。 （ 2） 法兰安装的 液压 缸也 和拉杆伸出安装的液压缸一样 适用于传递直线力的应用场合。用 于压缩型 时 ，缸盖安装方式最合适；主要负载使活塞杆受拉伸的场合，应指定缸头安装。 （ 3） 脚架安装的 液压 缸所施加的力产生一个倾 斜 力矩， 要 使缸绕着它的安装螺栓翻转。所以 ， 要 把缸牢固地固定于安装面并应有效地引导负载。 （ 4） 铰支安装 能 吸收在其中心线上的力 ，能适 用于机器构件将沿曲线运动的场合。如果运动过程中 曲线路径在 一个 平面 上 ，则可使用方式 固定双耳环的缸。 （ 5） 耳轴安装的 液压 缸 能 吸收在其中心线上的力。它们适用于拉伸 (拉力 )或压缩 (推力 )场合 ，并可用于机器构件将沿单一平面内的曲线路径运动的场合。 由于我们需要 的 液压缸 要适用于传递直线力的应用场合，而且负载主要是使活塞杆受拉伸，所以我们选择缸盖法兰安装方式，至于前端缸盖主要考虑是安装方便。 引缸选型 导引缸只是起一个导向作用，受力也是因为导引头上的 O 型圈和衬套内表面的轻微摩擦，故不作计算，系统假设直接给它一个 推力。 该缸运动过程中负载很小，根据设计要求 ，行程满足 速度满足 00 ，查参考文献 10中的轻型拉杆式液压缸，我们选用型号 该型号是指液压缸是由抚顺液压机械厂生产的内径为 ，活塞杆直径为 ，理论推力为 两端缓冲的前端矩法兰安装的标准型液压缸 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 出缸的推力计算及选型 图 4为 1F 导引缸受到的液压推力， 2F 为顶出缸受到的液压推力， f 为衬套挤压进入轴承座孔受到的摩擦力。轴承座材料为 200衬套材料为铝基轴承合金，内径为 外径为 外径与轴承座孔配合 为 6/550 。如此要使衬套装入轴承座中， 则有 12 。 图 4衬套装配受力简图 根据图 4示，顶出缸推力 7 5 0)5002 2 5 0(12 查 参考文献 10中的轻型拉杆式液压缸，我们选用型号 该型号是指液压缸是由抚顺液压机械厂生产的内径为 ，额定工作压力为 7两 端缓冲的前端矩法兰安装的标准型液压缸。 该液压缸理论推力为 其实际值应乘以油缸效率 满足设计要求。 紧缸推力计算及型号选用 图 3 3 只夹紧 缸用于轴承座定位和支架的直线牵引作用，无其他要求，故我们依旧选用轻型拉杆式液压缸，型号为 该型号是指液压缸是由抚顺液压机械厂生产的内径为 ， 活塞杆直径为 ， 额定工作压力为 两端缓冲的前端矩法兰安装的标准型液压缸。 动缸推力计算及型号选用 算驱动缸的推力 如图 4知 该缸主要作用是驱动工作台移动，且运动轨迹为直线运动，故它受到的主要阻力是工作台与导轨之间的摩擦力，则 。 根据摩擦力的一般公式可知： g)座缸台 (4（ 1） 计算工作台质量 已知工作台材料 235Q ，尺寸见附图 4参考文献 11中表 4 / 3m 。 导引缸 顶出 缸 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 台 (4（ 2） 计算轴承座质量 轴承座材料为 200尺寸见附图 4上其材料密度为 3m 。 3 座 图 4驱动缸安装简图 图 4工 作台简图 （ 3） 计算缸体质量 夹紧液压缸就按缸体 #45 钢材料计算，密度为 Kg/ 23 座 查 参考文献 11表 4钢与钢之间在无润滑的情况下，动摩擦因数 ， 则 ： 座缸台 驱动缸 底座 工作台 夹紧缸 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 即驱动缸推力 。 动缸的选择 根据驱动所需的最小推力，我们可以选用小压强的液压缸，我们依旧选用轻型拉杆式液压缸，型号为 该型号是指液压缸是由抚顺液压机械厂生产的缸径为，活塞杆直径为 ，额定工作压力为 理论推力为 两端缓冲的 前端矩法兰安装的标准型液压缸。 图 4轴承座简图 配器缸推力计算及型号选用 图 4分配器简图 如图 4示，该分配器 液压缸活塞杆 受力很小，且行程也很短 ，该缸运动过程中负载很小，根据设计要求，行程满足 速度满足 00 ，查 参考文献 11中的轻型拉杆式液压缸，我们选用型号 该型号是指液压缸是由抚顺液压机械厂生产的缸径为 ，活塞杆直径为 ，额定工作压力为 两端缓冲的前端矩法兰安装的标准型液压缸。 分配器 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 第 五 章 刚度和强度校核 轴强度校核 由受力分析可知， 驱动缸与工作台连接处的 销轴 主要受剪切力的作用， 由于是无润滑的滑动摩擦且裸露在空气中，工作状况多变，所以校核时采用驱动缸在许用压强下的最大推力，即 ，式中 为油缸效率，查 参考文献 11得到；再查参考文献 12查得强度校核公式为： (5 其中： s 24222 则： M P AF s 64 4 5 2 2 销轴的材料为 35 钢，由参考文献 4查得： 。因为 ，所以销轴满足强度要求。 塞杆稳定性校核 因为 驱动 液压缸承受轴向压缩载荷时，活塞杆的长度 与活塞杆直径 1 00 ，所以对活塞杆的稳定性进行校核。由 参考文献 12得知：当细长比 时，可按欧拉公式计算临界载荷 此时： 22 JP l (5因为活塞杆为实心杆，并用钢铁材料制造，所以 上 式可简化为： 112 4 l k (5式中 ：活塞杆纵向弯曲破坏的临界载荷， N ； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 n 末端条件系数，由参考文献 12表 得 7.0n ； D 活塞杆直径， m ； l 活塞杆计算长度，即活塞杆在最大伸出时，活塞杆端支点和液压缸安装点 间的距离 ， m 。 由于 100 以按欧拉公 式计算临界载荷 则： k 3 6 112 4 因为活塞杆的实际推理为 ，所以活塞杆满足要求。 架强度校核 图 5导引缸侧支架装配图 上图 5导引缸侧支架装配图，我