小电机齿轮与轴还有垫片的自动装配的设计毕业设计

1、目录摘要 . 3第一章 绪论 . 4国内自动化现状 . 4国外自动化现状 . 4机械自动化系统的优点与效益 . 5国内自动化发展前景 . 6第二章设计 . 7设计内容介绍 . 7齿轮轴设计要求 . 7设计难点 . 10零件设计方案 . 10装配方案设计 . 18各装置技术要求 . 21第三章结论 . 23致谢 . 23参考文献 . 24摘要本次毕业设计是有关小电机齿轮与轴还有垫片的自动装配的设计，和自动装配具体方案及装置的设计。自动装配设计是在学习机械设计和机械原理后，在金工实习、生产实习基础上，对小电机齿轮轴的自动装配进行设计，根据自动装配要求制定出可行的设计方案与合理的装配装置，以确保小电

2、机齿轮轴实现自动装配，脱离人工手动。根据所给齿轮轴零件的外形所反映的情况来看，该齿轮轴脱离传统的圆形截面，采用带弧度的方形截面，并通过垫片将齿轮与轴连接在一起，出现无法实现准确自动定心的性问题，而如何实现垫片与轴的自动定心是本次设计的关键与难点，实现了自动定心，基本也就完成了本次设计。这就要求设计中要有创新内容，同事要注意各种设计装置的技术要求。关键字：自动装配、 设计方案、 自动定心、 创新、 技术要求英文翻译：abstract this graduation design is about the small motor gear and shaft and gasket design,

3、automatic assembly and automatic assembly concrete scheme and device design. automatic assembly design, after learning mechanical design and mechanical principles on the basis of metalworking practice, production practice, to design the automatic assembly of gear shaft of small motor, according to a

4、utomatic assembly requirements to develop a feasible design scheme and reasonable assembly equipment, to ensure that the small motor gear shaft automatic assembly, from the manual. given according to the shape of the gear shaft parts reflect, the gear shaft from the traditional circular cross sectio

5、n, with belt radian of square cross section, and through the gasket to gear with shaft connection, unable to realize accurate self-centering sexual problems, and how to realize the automatic centering gasket and the shaft is the key and difficult point to design, has realized automatic centering, ba

6、sic is completed the design. this request must have the innovation in the design of content, colleagues to pay attention to the technical requirements of various design unit.key words: automatic assembly design、 scheme for automatic、 centering、 innovation、 technical requirements第1章 绪论 所谓自动化就是指机器或装置在

7、无人干预的情况下按规定的程序或指令自动地进行操作或运行。广义的讲，自动化还包括模拟或再现人的自能活动。自动化技术广泛用于工业、农业、国防、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务以及家庭等各方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展、放大人的功能和创新的功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。因此，自动化是一个国家或社会现代化水平的重要标志。国内自动化现状:机械自动化从上世纪20年代开始发展应用以来，在各行各业都得到了迅速发展和广泛应用，特别是近年来计算机的高度集成化，开始采用计算机集成制造系统，大大加快了机械

8、的自动化的发展，但我国仍然处于初级操作阶段的自动化。管理方面，工业发达国家广泛采用计算机管理，重视组织和管理体制、生产模式的更行发展，推出了准时生产（jit）、敏捷制造（am）、精益生产（lp）、并行工程（ce）等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理，少数小型企业仍处于经验管理阶段。设计方面，工业发达国家不断更新技术数据和准则，采用新的设计方法，广泛采用计算机辅助设计技术（cad、proe），大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用计算机辅助设计技术的比例比较低。制造工艺方面，工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米、纳米技术、激光加工

9、技术、电磁加工技术、超速加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高，尚在开发、掌握之中。自动化技术方面，工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元（fmc）、柔性制造系统（fms）、计算机集成制造系统（cims）,实现了柔性自动化、知识智能化集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段，柔性制造单元仅在少数企业可见。国外自动化现状:国外自动化技术的发展趋势是系统化、柔性化、集成化和智能化。自动化技术不断提高光电子、自动化控制系统、传统制造等行业的技术水平和市场竞争力，它与光电子、计算机、信息技术的融合和创新，不断创造和形成新的行业经济增长点，同时不断提供新的行业发展的管理

10、战略哲理。如并行工程（ce）、敏捷制造（am）等。数控技术 于模块化、网络化、多媒体和智能化；cad/cam系统面向产品的整个生命周期；自动控制内容发展到对产品质量的在线监测与控制，设备运行状态的动态监测、诊断和事故处理、生产状态的监控和设备之间的协调控制与连锁保护，以及厂级管理决策与控制等；系统网络普遍以通用计算机网络为基础；自动化控制产品正向着成套化、系列化、多品种方向发展；以自动控制技术、数据通信技术、图象显示技术为一体的综合性系统装置成为国外工业过程控制的主导产品，现场总线成为自动化控制技术发展的第一热点；可编程控制器（plc）与工业控制系统（dcs）的实现功能越来越接近，价格也逐步接

11、近，目前国外自动控制与仪器仪表领域的前沿厂商已推出了类似pcs(process control system)的产品。 目前，世界自动化产业发展势头迅猛。传感器技术、开放式工业过程自动化系统、现场总线技术等自动化技术已形成一定的产业规模，其中90年代传感器在美国、日本的市场总销售额已超过100亿美元，预计到2000年将达到200亿美元；非传感器类的工业自动化控制系统2000年预计达到152亿美元。机械自动化系统的优点与效益： 随着机械自动化技术的快速发展，机械自动化产品有逐步取代传统机电产品的趋势，与传统机电产品相比，机械自动化产品具有高的功能水平和附加值，它将给开发生产者和用户带来社会、经济

12、效益。1、生产能力和工作质量提高机械自动化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动化控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而实现最佳操作，保证最佳的工作质量和较高的产品合格率。同时，由于机械自动化产品实现了工作自动化，所以生产力大大提高。例如：数控机床对工件的加工稳定性大大提高生产效率，比普通机床提高56倍。柔性制造系统的生产设备利用率可提高1.53.5倍，机床数量可减少约50%，节省操作人员约50%，缩短生产周期40%，使加工成本降低50%左右。此外，由于机械自动化工作

13、方式具有可通过调整软件来适应需求的良好柔性，特别适合于多品种、小批量产品的生产、是缩短产品开发周期、加速更新换代的重要途径。2、使用安全性和可靠性提高机械自动化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中，遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，能自动采取保护措施，避免和减少人身与设备事故，显著提高设备的使用安全性，机械自动化产品由于采用电子元器件，减少了机械产品中的可动构件和磨损部件，从而使其具有较高的灵敏度和可靠性。故障率降低，寿命得到了延长。3、调整和维修方便，使用性能改善机械自动化产品在安装调试时，可通过改变控制程序来实现工作方式的改变，以适应不同用户对象的需要

14、以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机械自动化产品的控制系统中，而不需要改变产品中的任何部件和零件。对于具有存储功能的机械自动化主品，可以事先存入若干套不同的执行程序，然后根据不同的工作对象，给定一个代码信号输入即可按指定的预定程序进行自动工作。机械自动化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施，使工作恢复正常。由于机械自动化产品普遍采用程序控制和数字显示，操作按钮和手柄数量显著减少，使得操作大大简化，并且方便、简单。机械自动化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥，系统可重复实现全部动作。高级的机械自动化产品可通过被控对象的数学模型以

15、及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序，实现自动化最优化操作。4、具有复合功能，适用面广机械自动化产品跳出机电产品单技术、单功能限制，具有复合技术和复合功能，使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机械自动化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能，能应用于不同的场合和不同领域，满足用户需求，应变能力较强。5、改善劳动条件，有利于自动化生产机械自动化产品自动化程度高，是知识密集型和技术密集型产品，是将人们从繁重的体力劳动中解放出来的重要途径，可以加速工厂自动化、办公自动化、农业自动化、交通自动化甚至是家庭自动化，从而可促进我国四个现代化的实现。6、节约能源，

16、减少耗材节约一次和二次能源是国家的战略目标，也是用户十分关心的问题，机械自动化产品通过采用低能耗驱动机构，最佳的调节控制，以提高设备的能源利用率，可达到明显的节能效果。同时，由于多种学科的交叉融合，机械自动化系统的许多功能一方面从机械系统转移到微电子、计算机系统，另一方面从硬件系统转移到软件系统，从而使得机械自动化产品系统朝着轻小型方向发展，减少了材料消耗。所以，无论是生产部门还是使用单位，机械自动化技术和产品的应用，都会带来显著的社会和经济效益。正因为如此，世界各国，首先是日本、美国、欧洲各国都在大力发展和推动机械自动化技术。国内自动化发展前景:1.结合中国生产实际进行发展机械自动化技术。先

17、进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术,应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向。我国发展机械自动化技术,应结合实际,注重实用,即对国民经济产生实际效益。所以我国应结合具体生产实际,逐步实现我国机械自动化发展的全球化,一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈,例如在机械制造业中,国内外已有不少企业,甚至是知名度很高的企业,在这种无情的竞争汇总纷纷落败,有的倒闭,有的被兼并。不少暂时还在国内市场上占有份额的企业,不得不扩展新的市场;另一方面,网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展,这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用,已成为全球化制

18、造业发展的动力,全球化制造的第一个技术基础是网络化,网络通讯技术是制造的全球化得以实现。 2.发展投资少、见效快的低成本自动化技术。发展低成本自动化技术,潜力大,前景广,投资省,见效快,提高自动化程度,可以收到事半功倍的经济效果,适合我国现阶段的而发展需要和国情。这需要我国机械自动化技术向网络化和虚拟化方向发展。网络通讯技术的迅速发展和普及,给企业的生产和经营带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品小勺都可以异地或跨越国界进行。此外,网络通讯技术的快速发展,加速技术信息的额交流、加强产品开发的合作何经营管理的学习,优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目

19、标,进行生产过程计划、组织管理、车间跳读、供应链及物流设计的建模和仿真,推动企业向着既竞争又合作的方向发展。 3.我国在发展机械自动化的同时还应结合我国的具体国情进行分析。在发展机械自动化的同时注意到发展的环境,实现发展机械自动化的绿色化。绿色制造通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿的设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产绿色产品,产品使用网以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制作哦啊能最大限度地减少制造对环境的负面影响,同时是原材料和能源的利用率达到最高。 综上所述,我国要搞好机械自动化,不但要起点高,瞄准世界先进水准,而且必须包括各种灵活的提成本、见效快的技术,坚持提高与普及相

20、结合的方针,同时从我国具体的基本国情出发,使我国的机械自动化技术发挥应有的才能健康地走上高速度、高质量和高效益之路。第2章 设计设计内容介绍：完成小电机轴与齿轮还有垫片的自动装配，现将一个垫片套在轴上，然后将齿轮装上去进行冲压，使垫片嵌入齿轮上，最后再将一个垫片套上去，再冲压一次，也使它嵌入齿轮上。整体结构如下图所示： 齿轮轴材料的选择：1、垫片材料的选择：选择垫片时，应考虑如下几种因素： （1）有良好的弹性与恢复性，能适应压力变化于温度波动。 （2）有适当的柔软性，能与接触面良好地贴合。 （3）不污染工艺介质。 （4）有足够的韧性而不因压力和紧固力造成破坏。 （5）低温时不硬化，收缩量小。

21、（6）加工性能好，安装压紧方便。 （7）不粘结密封面，拆卸容易。 （8）价格便宜，使用寿命长。在本次设计中，由于小电机在常温下工作，则垫片材料可选用碳钢。2、 齿轮材料的选择：齿轮材料的选择和齿轮的工作可靠性、使用寿命、工作效率、润滑要求等密切相关。在齿轮传递动力和改变速度的运动过程中，啮合齿面之间同时存在滚动和滑动摩擦，齿面还受到脉动或交变弯曲应力的作用，还有齿面可能发生磨损、胶合及疲劳破坏，因此要求齿轮具有优良的耐磨性能、抗接触疲劳性能和抗弯曲疲劳性能，即要求齿轮材料表面硬度高、强度高、芯部韧性好且硬化层分布合理。在实际选用中还应根据需要和使用条件如负荷、速度、温度、可靠性、质量、精度、价

22、格等因素来确定齿轮选材。本设计中齿轮在常温及中温环境下工作，齿轮材料选用合金钢。为降低成本，使齿轮适用于高负载和中等温度使用的工况，对齿轮进行表面硬化处理，或通过表面渗碳及表面氧化处理事齿轮表面硬化，提高其强度、硬度和抗疲劳性能，改善其抗胶合和抗磨性能。齿轮轴设计要求：（一）运转定性1 轴承有一定的润滑性。2 主要零部件不易损坏。3 环境的机械传动平稳，支撑零件具有足够的刚度，无明显的振动。（二）无害性1 工作时噪声低于标准规定的水平。2 轴承无漏油现象。3 尽量减少各种振动和冲击。（三）技术经济性1 结构简单，减轻自重，减少制造成本，系列化。（四）结构工艺性1 结构易于拆装，运货。（五）造型

23、艺术性1 外观造型新颖。2 尺寸比例符合美观规律。3 外观，结构，材料的选择和表面处理协调。（六）设计规范性 1 零部件尽量采用标准件。 2 技术参数符合优先数系。 （七）尺寸如下图所示： （1）垫片的尺寸：（2）齿轮的尺寸：（3）轴的尺寸：设计难点：1、电机轴不同于以往轴截面均为圆形的情况，本设计中电机轴的轴截面不是完全的圆形，所以装配垫片时无法做到与往常那样实现自动定心。2、轴截面不是恒定的对称图形，有两部分各自轴线呈一定的角度，加大了自动定心的难度。3、自动装配时夹持装置难于设计。零件设计方案： 1、轴的底座如下图所示： 该零件的作用是放置电机轴，电机轴竖直放置在底座上。它中间两端掏空的

24、部分用于安装电机轴的固定夹持装置。设计成这种形式便于夹持装置准确地将电机轴夹在正中，使定心更方便。 底座的的具体尺寸如下：2、 轴的固定夹持装置： 该零件的作用是通过其底部凸出的一块装置安装在轴的底座上掏空位置，共安装两块，而电机轴就放置在两块夹持装置中间。设计成这种形状是为了使两个夹子夹住电机轴时完成完美的固定，从而便于完成自动定心，使定心更准确。 夹持装置的躯体尺寸如下：3、 垫片的定心装置： 该零件的作用是装在电机轴的顶端，使垫片放在其上时因为其表面光滑而自动滑下去，从而达到调整垫片位置自动定心的目的。 设计这一定心装置，源于设计简单易行的理念，由于定心装置表面的光滑，垫片将自动滑下从而

25、完成定心，这样设计节约了更多资源。其具体尺寸如下：4、 垫片夹： 该零件的作用是将垫片塞进夹子里，使垫片在夹子绕轴转动时滑到夹子底部，确保垫片能套在定心装置上。设计这个装置是为了在垫片套在定心装置上后，让垫片在夹持装置退出时，垫片退出夹持装置，留在定心装置上，从而让垫片能沿着定心装置光滑表面自动滑下。其具体尺寸为：5、 垫片夹的支座： 该零件的作用是作为垫片夹的支撑装置，并使垫片夹只能绕轴线在它的上面沿着一百八十度方向上转动。设计这个装置而不分成两个独立的支座，是为了让垫片夹始终保持在水平位置以上180度角度内转动，从而保持垫片在水平位置垂直定心。其具体尺寸为：6、 垫片夹支座的端盖：该零件的

26、作用是将垫片夹固定在垫片夹支座上。这个装置的设计方便了垫片夹安装与拆卸，便于维护。其具体尺寸为：7、 齿轮夹： 该零件的作用与垫片夹大致相同，是将齿轮塞进夹子里，使齿轮在夹子绕轴转动时滑到夹子底部，确保齿轮也能套在定心装置上。这个装置的设计与垫片夹一样，是为了在齿轮套在定心装置上后，让齿轮在夹持装置退出时，离开鸡翅装置，留在定心装置上，从而让齿轮能沿着定心装置光滑表面自动滑下。它的具体尺寸是：8、 齿轮夹的支座： 该零件的作用与垫片夹支座的作用相同，是作为齿轮夹的支撑装置，并使齿轮夹只能绕轴线在它的上面沿着一百八十度方向上转动。这一装置也是为了让齿轮夹始终保持在水平位置以上180度角度内转动，

27、从而保持齿轮在水平位置垂直定心。它的具体尺寸是：9、 齿轮夹支座的端盖： 该零件的作用是将齿轮夹固定在齿轮夹支座上。这个装置的设计方便了齿轮夹安装与拆卸，便于维护。它的具体尺寸是：装配方案设计：第一步：将电机轴用夹持装置固定在轴的支撑底座上，并将定心装置装在电机轴上，装配后的结果如下：第二步：将垫片夹用端盖固定在支座上，然后把垫片送进垫片夹里面，装配所得结果如下图：第三步：将第一步中所得装配结构中的垫片夹转过180度，在转动过程中垫片将滑到垫片夹的底部，通过调节垫片夹支座与轴支座之间的距离，使垫片的中心轴线与电机轴的轴线保持在同一条线上，得到如下装配结构：第四步：移动垫片夹底座，方向朝着与垫片

28、进入垫片夹的方向相反的方向，直到垫片整体脱离垫片夹，使垫片在重力作用下，沿着光滑的定心装置表面自由滑下，垫片能自动滑到电机轴上，然后冲压。冲压之后如下图：第五步：将齿轮夹用端盖固定在支座上，然后把齿轮送进齿轮夹里面，装配所得结果如下图：第六步：将上一步中所得装配结构中的齿轮夹转过180度，在转动过程中齿轮将滑到齿轮夹的底部，通过调节齿轮夹支座与轴支座之间的距离，使齿轮的中心轴线与电机轴的轴线保持在同一条线上，得到如下装配结构：第七步：移动齿轮夹底座，方向朝着与齿轮进入齿轮夹的方向相反的方向，直到齿轮整体脱离齿轮夹，使齿轮在重力作用下，沿着光滑的定心装置表面自由滑下，齿轮能自动滑到电机轴上，然后

29、冲压。冲压之后如下图：第八步：重复一遍第三步与第四步，得到装配结果如下：第九步：取下定心装置，松开电机轴夹持装置，即可得到想要的装配结果：各装置技术要求：1、一般技术要求： （1）零件去除氧化皮。 （2）零件加工表面上，不应有划痕、擦伤等损伤零件表面的缺陷。 （3）去除毛刺飞边。 （4）零件棱边去棱周边去毛刺处理。 （5）去除披锋。2、 铸件技术要求： （1）铸件技术条件按gb/t15114-1994执行。 （2）铸件必须完整，表面光洁，不得有变形、凹陷、开裂、气孔、夹渣等缺陷。3、铸件要求： （1）铸件表面上不允许有冷隔、裂纹、缩孔和穿透性缺陷及严重的残缺类缺陷（如欠铸、机械损伤等）。 （2

30、）铸件应清理干净，不得有毛刺、飞边，非加工表明上的浇冒口应清理与铸件表面齐平。待添加的隐藏文字内容3 （3）铸件非加工表面上的铸字和标志应清晰可辨，位置和字体应符合图样要求。 （4）铸件非加工表面的粗糙度，砂型铸造r，不大于50m。 （5）铸件应清除浇冒口、飞刺等。非加工表面上的浇冒口残留量要铲平、磨光，达到表面质量要求。 （6）铸件上的型砂、芯砂和芯骨应清除干净。 （7）铸件有倾斜的部位、其尺寸公差带应沿倾斜面对称配置。 （8）铸件上的型砂、芯砂、芯骨、多肉、粘沙等应铲磨平整，清理干净。 （9）对错型、凸台铸偏等应予以修正，达到圆滑过渡，一保证外观质量。 （10）铸件非加工表面的皱褶，深度小

31、于2mm，间距应大于100mm。 （11）机器产品铸件的非加工表面均需喷丸处理或滚筒处理，达到清洁度sa2 1/2级的要求。 （12）铸件必须进行水韧处理。 （13）铸件表面应平整，浇口、毛刺、粘砂等应清除干净。 （14）铸件不允许存在有损于使用的冷隔、裂纹、孔洞等铸造缺陷。4、 装配要求： （1）各密封件装配前必须浸透油。 （2）进入装配的零件及部件（包括外购件、外协件），均必须具有检验部门的合格证方能进行装配。 （3）零件在装配前必须清理和清洗干净，不得有毛刺、飞边、氧化皮、锈蚀、切屑、油污、着色剂和灰尘等。 （4）装配前应对零、部件的主要配合尺寸，特别是过盈配合尺寸及相关精度进行复查。 （5）装配过程中零件不允许磕、碰、划伤和锈蚀。 （6）组装前严格检查并清除零件加工时残留的锐角、毛刺和异物。保证密封件装入时不被擦伤。 （7）齿轮基准端面与轴肩（或定位套端面）应贴合，用0.05mm塞尺检查不入。并应保证齿轮基准端面与轴线的垂直度要求。5、切削加工要求： （1）零件应按工序检查、验收，在前道工序检查合格后，方可转入下道工序