圍板包裝箱自動(dòng)生產(chǎn)線合圍裝置設(shè)計(jì)【含CAD圖紙】

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存檔編碼：無(wú)無(wú)錫錫太太湖湖學(xué)學(xué)院院 2013 屆屆畢畢業(yè)業(yè)作作業(yè)業(yè)周周次次進(jìn)進(jìn)度度計(jì)計(jì)劃劃、檢檢查查落落實(shí)實(shí)表表 系別：信機(jī)系 班級(jí)：機(jī)械93 學(xué)生姓名：顧一濤 課題（設(shè)計(jì)）名稱：圍板包裝箱自動(dòng)生產(chǎn)線合圍裝置設(shè)計(jì) 開始日期：2012年11月12日周次起止日期工作計(jì)劃、進(jìn)度每周主要完成內(nèi)容存在問(wèn)題、改進(jìn)方法指導(dǎo)教師意見并簽字備 注1-32012年11月12日-2012年11月20日教師下達(dá)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，學(xué)生初步閱讀資料，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告。按照任務(wù)書要求查閱論文相關(guān)參考資料，填寫畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告書存在問(wèn)題：范圍過(guò)大，不能很好地確定想要設(shè)計(jì)的題；改進(jìn)方法：對(duì)所收集材料進(jìn)行分類，結(jié)合自身的實(shí)際情況，繼續(xù)收集相關(guān)材4-82012年12月8日-12月31日指導(dǎo)專業(yè)實(shí)訓(xùn)參加指導(dǎo)老師專業(yè)實(shí)訓(xùn)存在問(wèn)題：實(shí)訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)不足；改進(jìn)方法：認(rèn)真參加接下來(lái)的實(shí)訓(xùn)9-102013年1月9日-2月12日指導(dǎo)畢業(yè)實(shí)習(xí)按照實(shí)習(xí)成果，填寫實(shí)習(xí)報(bào)告存在問(wèn)題：實(shí)習(xí)報(bào)告填寫不規(guī)范；改進(jìn)方法：在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行修改112012年2月13日-2月19日指導(dǎo)填寫開題報(bào)告按照要求修改畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告存在問(wèn)題：題目涵蓋范圍大，表述不當(dāng)；改進(jìn)方法：在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行修改122013年2月20日-2月26日指導(dǎo)相關(guān)的專業(yè)術(shù)語(yǔ)學(xué)習(xí)并翻譯一篇與畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的英文材料存在問(wèn)題：專業(yè)術(shù)語(yǔ)翻譯有錯(cuò)誤；改進(jìn)方法：在導(dǎo)師的指導(dǎo)下對(duì)專業(yè)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行修改132013年2月27日-3月3日指導(dǎo)合圍裝置所需完成的工序了解圍板的結(jié)構(gòu)，確定大體方案存在問(wèn)題：對(duì)圍板合圍前木板的狀態(tài)了解不夠到位改進(jìn)方法：根據(jù)導(dǎo)師的指導(dǎo)進(jìn)行學(xué)習(xí)142013年3月4日-3月10日指導(dǎo)圍板合圍時(shí)的連接方式查閱資料，了解鉚接工藝，并繼續(xù)對(duì)整體模型進(jìn)行構(gòu)建存在問(wèn)題：沒(méi)能正確的了解鉚接工藝；改進(jìn)方法：老師指導(dǎo)和與同學(xué)討論進(jìn)行學(xué)習(xí)152013年3月11日-3月17日指導(dǎo)圍板的定位和夾緊方式查找資料了解一些定位夾緊方式，在根據(jù)工件情況選擇設(shè)計(jì)定位夾緊裝置存在問(wèn)題：定位不到位，不能進(jìn)行準(zhǔn)確的定位；改進(jìn)方法：根據(jù)導(dǎo)師的指導(dǎo)下改進(jìn)定位方案162013年3月18日-3月24日指導(dǎo)如何自動(dòng)化送釘查找有關(guān)自動(dòng)供釘裝置的材料，通過(guò)借鑒其中的一些原理來(lái)設(shè)計(jì)自動(dòng)供釘裝置存在問(wèn)題：如何進(jìn)行多個(gè)不同位置的鉚釘輸送；改進(jìn)方法：根據(jù)導(dǎo)師指導(dǎo)送釘方式和確定方案172013年3月25日-3月31日指導(dǎo)如何固定沒(méi)有鉚接的半面鉸鏈設(shè)計(jì)一個(gè)夾緊裝置通過(guò)它來(lái)使鉸鏈固定到正確的位置存在問(wèn)題：可能由于誤差不能準(zhǔn)確的定位；改進(jìn)方法：導(dǎo)師指導(dǎo)改變其運(yùn)動(dòng)軌跡182013年4月1日-4月7日指導(dǎo)如何進(jìn)行鉚接查找相關(guān)資料，并設(shè)計(jì)鉚接設(shè)備存在問(wèn)題：如何使鉚頭邊旋轉(zhuǎn)邊向下壓；改進(jìn)方法：運(yùn)用液壓缸控制伸縮192013年4月8日-4月14日由于鉚接力比較大，如何設(shè)計(jì)工作面能承受計(jì)算鉚接力，查找資料確定鉚接工作位置存在問(wèn)題：由于鉚接時(shí)圍板是懸空的因此承受面不好固定；改進(jìn)方法：將鉚接與送釘裝置分開202013年4月15日-4月21日設(shè)計(jì)裝置中連接處的方案大致確定各部件連接方式存在問(wèn)題：有些設(shè)計(jì)不合理，單一連接不能完成所需功能；改進(jìn)方法：重新設(shè)計(jì)零件裝配的地方212013年4月22日-4月28日說(shuō)明書的制作完成圍板合圍裝置設(shè)計(jì)的說(shuō)明書存在問(wèn)題：資料較難整理；改進(jìn)方法：完善說(shuō)明書的制作222013年4月29日-5月2日說(shuō)明書的制作完成圍板合圍裝置設(shè)計(jì)的說(shuō)明書存在問(wèn)題：資料較難整理；改進(jìn)方法：完善說(shuō)明書的制作232013年5月3日-5月10日說(shuō)明書的制作及檢查畢業(yè)論文完成說(shuō)明書的修改存在問(wèn)題：排版不合理；改進(jìn)方法：按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改存242013年5月11日-5月19日對(duì)建模好的圍板合圍裝置進(jìn)行制圖完成合圍裝置各零件的制圖在問(wèn)題：制圖上有不規(guī)范的地方；改進(jìn)方法：修改不規(guī)范的部分252013年5月20日-5月21日檢查圖紙及說(shuō)明書完成圖紙的修改存在問(wèn)題：論文格式不夠規(guī)范；改進(jìn)方法：參照論文撰寫規(guī)范 說(shuō)明：1、“工作計(jì)劃、進(jìn)度”、“指導(dǎo)教師意見并簽字”由指導(dǎo)教師填寫，“每周主要完成內(nèi)容”，“存在問(wèn)題、改進(jìn)方法”由學(xué)生填寫。2、本表由各系妥善歸檔，保存?zhèn)洳椤Ｖ艽纹鹬谷掌诠ぷ饔?jì)劃、進(jìn)度每周主要完成內(nèi)容存在問(wèn)題、改進(jìn)方法指導(dǎo)教師意見并簽字備 注編 號(hào) 無(wú)錫太湖學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 題目：圍板包裝箱自動(dòng)生產(chǎn)線合圍裝置設(shè) 計(jì) 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專 業(yè) 學(xué) 號(hào)： 0923113 學(xué)生姓名： 顧一濤 指導(dǎo)教師： 何雪明 （職稱：副教授 ） 2013 年 5 月 25 日 無(wú)錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠(chéng) 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 圍板包裝箱 自動(dòng)生產(chǎn)線合圍裝置設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究 所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo) 注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何 其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級(jí)： 機(jī)械 93 學(xué) 號(hào)： 0923113 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 無(wú) 錫 太 湖 學(xué) 院 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專 業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 任 務(wù) 書 一、題目及專題： 1、題目圍板包裝箱自動(dòng)生產(chǎn)線合圍裝置設(shè)計(jì) 2、專題 二、課題來(lái)源及選題依據(jù) 1、課題來(lái)源：來(lái)源于工廠 2、選題依據(jù)：圍板箱是由托盤、箱體和箱蓋三部分組成，組成每層圍板 的四片木板用鉸鏈連接。由于裝箱的靈活性、對(duì)裝載物的適應(yīng)性和重復(fù)使用性， 圍板箱被廣泛應(yīng)用與機(jī)械、化工、電子、五金一集其他領(lǐng)域的物流配送，具有 能回收、降低成本、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。 作為產(chǎn)品外包的物流設(shè)施，圍板箱越來(lái)越受客戶的歡迎，使用量巨大。然 而， 現(xiàn)有的圍板箱生產(chǎn)方式落后， 在生產(chǎn)中人為因素較大，這使得圍板箱的 生產(chǎn)上存在著生產(chǎn)效率低，質(zhì)量不穩(wěn)定等缺陷。 這嚴(yán)重影響著圍板箱的應(yīng)用。 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率， 降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度， 節(jié)約生產(chǎn)成本， 我們對(duì)圍板箱的 現(xiàn)有生產(chǎn)工藝進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)出了適應(yīng)與圍板箱生產(chǎn)的自動(dòng)合圍裝置。 三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： 熟練運(yùn)用 UG 繪制三維模型圖 熟悉圍板包裝箱生產(chǎn)加工的過(guò)程 了解近幾年對(duì)圍板箱生產(chǎn)工藝的改進(jìn) II 設(shè)計(jì)出合理的圍板箱合圍裝置 四、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)械 93 班 姓名 顧一濤 五、開始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問(wèn)）： 指導(dǎo)教師簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學(xué)科組組長(zhǎng)研究所 所長(zhǎng)簽名 系主任 簽名 2012 年 11 月 25 日 III 摘 要 圍板箱作為產(chǎn)品外包的物流設(shè)施，圍板箱越來(lái)越受客戶的歡迎，使用量巨大。然而， 現(xiàn)有的圍板箱生產(chǎn)方式落后，在生產(chǎn)中人為因素較大，這使得圍板箱的生產(chǎn)上存在著生 產(chǎn)效率低，質(zhì)量不穩(wěn)定等缺陷。這嚴(yán)重影響著圍板箱的應(yīng)用。為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降 低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約生產(chǎn)成本，我們對(duì)圍板箱的現(xiàn)有生產(chǎn)工藝進(jìn)行了研究，通過(guò)對(duì)原 有圍板箱生產(chǎn)工藝的分析，設(shè)計(jì)了適應(yīng)于圍板箱的自動(dòng)合圍裝置。 圍板包裝箱在生產(chǎn)過(guò)程中主要分為上料、拼接、鉆鉚、合圍等幾部分工序，本論文 主要是設(shè)計(jì)合圍裝置的說(shuō)明。將 2 個(gè)用鉸鏈連起來(lái)的 2 片木板的兩端分別鉚接起來(lái)。連 接起來(lái)的木板鏈一端是只有孔，另一端是僅鉚接了半面鉸鏈（另半面沒(méi)有鉚接）。首先 第一步是鉚接了半面鉸鏈的一端在前另一端在后，通過(guò)擋板來(lái)約束定位；第二步運(yùn)用氣 壓缸來(lái)推動(dòng)夾緊塊來(lái)夾緊木板，使之不能像對(duì)滑動(dòng);之后在是夾緊裝置繞主軸旋轉(zhuǎn) 180， 在重復(fù)第一、二步操作（第二次只旋轉(zhuǎn) 90），使兩塊木板合圍，之后通過(guò)平移夾緊旋 轉(zhuǎn)裝置使需要鉚接的部分移到鉚接機(jī)上，在上鉚釘鉚接從而完成合圍。 關(guān)鍵詞：圍板箱；合圍；鉚接；自動(dòng)生產(chǎn)線 IV Abstract Hoardings box as outsourcing logistics facilities around the crate more and more popular with customers , a huge amount of use . However, the backward the existing hoardings box mode of production in the production of man-made factors , which makes the production of hoardings box there is low productivity, unstable quality defects . This has seriously affected the application of hoardings box . In order to improve labor productivity, reduce labor intensity , reduce production costs , we conducted a research on the hoardings Box existing production process through the analysis of the production process of the original hoardings box , designed to adapt to the hoardings box automatically encirclement devices. The hoardings box on materials , stitching, drilling and riveting , encircled in the production process is divided into several parts process of this thesis is the design of the encirclement device . Two hinges to link two of the ends of the planks were riveted . Connected one end of the wood chain is the only hole , the other end is only half a face riveted hinge ( the other half of a riveting ) . First step is riveting half-face one end of the hinge in front the other end of the baffle to constrain the positioning ; second step the use of pneumatic cylinder to push the clamping block for clamping wood , so they can not like sliding ; after clamping device around the spindle 180 , repeat the first and second steps ( second rotation only 90 ) , so that the two pieces of wood encircled by the pan after clamping rotary device to make part moved to the riveting machine riveting , thus completing the encirclement on the rivet . Key words: Hoardings box ; encirclement ; riveting ; automated production lines V 目 錄 摘 要 .III ABSTRACT .IV 目 錄 .V 1 緒論 .1 1.1 本課題的研究?jī)?nèi)容和意義 .1 1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 .1 1.3 本文主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 .4 2 生產(chǎn)線總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .5 2.1 圍板箱生產(chǎn)工藝分析 .5 2.1.1 圍板尺寸參數(shù) .5 2.1.2 生產(chǎn)線工藝流程 .5 2.1.3 總體結(jié)構(gòu) .7 2.1.4 生產(chǎn)節(jié)拍的擬定 .7 2.1.5 控制系統(tǒng) .8 3 各部分具體設(shè)計(jì) .9 3.1 木料傳入部分設(shè)計(jì) .9 3.2 木料的定位夾緊裝置設(shè)計(jì) .9 3.3 旋轉(zhuǎn)移位裝置 .10 3.3.1 電動(dòng)機(jī)的選取 .11 3.3.2 傳動(dòng)比的分配 .13 3.4 伸縮移位 .19 3.5 鉚接 .20 3.5.1 定位 .20 3.5.2 送釘裝置 .20 3.5.3 鉚接裝置 .29 4 結(jié)論與展望 .35 致 謝 .36 參考文獻(xiàn) .37 圍板包裝箱自動(dòng)生產(chǎn)線合圍裝置設(shè)計(jì) 1 1 緒論 1.1 本課題的研究?jī)?nèi)容和意義 圍板箱是由托盤、箱體和箱蓋三部分組成，組成每層圍板的四片或六片木板用L型鉸 鏈連接。由于裝箱的靈活性、對(duì)裝載物的適應(yīng)性和重復(fù)使用性，圍板箱被廣泛應(yīng)用于機(jī) 械、化工、電子、五金以及其他領(lǐng)域的物流配送，具有能回收、降低成本、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。 圍板箱的優(yōu)點(diǎn)： 1. 圍板箱的長(zhǎng)、寬根據(jù)托盤的尺寸確定，使用層數(shù)可根據(jù)承載物的高度來(lái)決定，最 大限度地提高箱體空間的利用率。 2. 由于無(wú)釘化作業(yè)，顯著地降低了工人在裝卸過(guò)程中發(fā)生工傷的風(fēng)險(xiǎn)。 3. 不存在因箱體的部分損壞而令整箱報(bào)廢的情況，對(duì)于同一尺寸，可實(shí)現(xiàn)完全互換 使用。 4. 運(yùn)輸時(shí)可將圍板折疊為雙層或四層相連接的木板結(jié)構(gòu)擺放在托盤上，大大地減少 貯運(yùn)體積，有效的降低運(yùn)輸成本。 在循環(huán)包裝系統(tǒng)里，方便靈活的圍板箱有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。這是一種標(biāo)準(zhǔn)的物流 器具，損壞的頂蓋與側(cè)板很容易進(jìn)行替換，整體循環(huán)包裝系統(tǒng)的投資比較低廉，而使用 壽命則可達(dá)十年之久，這也是一種可靠的堅(jiān)固的可以折疊的包裝系統(tǒng)。由于裝箱的靈活 性、對(duì)裝載物的適應(yīng)性和重復(fù)使用性,圍板箱被廣泛運(yùn)用于機(jī)械、化工、電子、五金以及 其他領(lǐng)域,此外還具有傳統(tǒng)木箱不具備的很多優(yōu)點(diǎn),因而這種產(chǎn)品在國(guó)外也特別受歡迎,運(yùn) 用也很普遍。 a b 圖1.1 圍板 如圖1.1中圍板樣式，本論文主要生產(chǎn)設(shè)計(jì)的是圖b所示的圍板。 然而，現(xiàn)有的圍板箱生產(chǎn)方式落后， 在生產(chǎn)中人為因素較大，這使得圍板箱的生產(chǎn) 上存在著生產(chǎn)效率低， 質(zhì)量不穩(wěn)定等缺陷，這嚴(yán)重影響著圍板箱的應(yīng)用。 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約生產(chǎn)成本，使用自動(dòng)生產(chǎn)線產(chǎn)品生 產(chǎn)和質(zhì)量穩(wěn)定，我們對(duì)圍板箱的現(xiàn)有生產(chǎn)工藝進(jìn)行了研究，在此特設(shè)計(jì)圍板包裝箱的自 動(dòng)生產(chǎn)線合圍裝置。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 制造業(yè)是國(guó)名經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，也是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的載體及使其轉(zhuǎn)化為規(guī)模生 產(chǎn)力的工具與橋梁。裝備制造業(yè)是一個(gè)國(guó)家綜合制造能力的集中體現(xiàn)，重大裝備研制能 力是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)化水品和綜合國(guó)力的重要標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在，我國(guó)正值“十一五”建設(shè) 期間，國(guó)家將振興裝備制造業(yè)作為推進(jìn)工業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)的主要內(nèi)容。按照立足科學(xué)發(fā) 展，著力自主創(chuàng)新、完善體制機(jī)制、促進(jìn)社會(huì)和諧的總思路，組織實(shí)施國(guó)家自主創(chuàng)新能 力建設(shè)規(guī)劃和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，大力加強(qiáng)自主創(chuàng)新支撐體系建設(shè)，著力推進(jìn)重大產(chǎn) 業(yè)技術(shù)與裝備的自主研發(fā)，實(shí)現(xiàn)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)由大到強(qiáng)的轉(zhuǎn)變，全面提升我國(guó)全面提升我 國(guó)的自主創(chuàng)新能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，為調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，實(shí)現(xiàn)全面建設(shè) 小康社會(huì)的奮斗目標(biāo)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。 板箱作為產(chǎn)品外包的物流設(shè)施，圍板箱越來(lái)越受客戶的歡迎，使用量巨大。然而， 現(xiàn)有的圍板箱生產(chǎn)方式落后， 在生產(chǎn)中人為因素較大，這使得圍板箱的生產(chǎn)上存在著生 產(chǎn)效率低， 質(zhì)量不穩(wěn)定等缺陷，這嚴(yán)重影響著圍板箱的應(yīng)用。 在國(guó)內(nèi)，圍板箱是一款可反復(fù)循環(huán)使用的新型包裝，適用于緊固件、金屬球、沖壓 件等不規(guī)則產(chǎn)品的包裝，是出口到歐洲的產(chǎn)品包裝的不二選擇。圍板箱基本以木板為主 要材料，側(cè)板大多數(shù)都是采用模板或者大板制作，使得材料的選取過(guò)于苛刻，而且成本 比較高。圍板箱的生產(chǎn)也主要以人工為主，木板加工以半自動(dòng)化為主。 而國(guó)外，德國(guó)KTP公司可以說(shuō)是制造圍板箱的代表，經(jīng)過(guò)其幾代人的努力，現(xiàn)今已經(jīng) 研制出了可折疊式塑料圍板箱（見圖1.2）。其生產(chǎn)方式也采用了全自動(dòng)化的生產(chǎn)線模式， 箱子規(guī)格也都已經(jīng)基本標(biāo)準(zhǔn)化，方便統(tǒng)一規(guī)格生產(chǎn)。 圖1.2 折疊式圍板箱 從國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況來(lái)看，國(guó)內(nèi)外的圍板箱生產(chǎn)具有以下的優(yōu)缺點(diǎn)： 1、在國(guó)內(nèi)，圍板箱的規(guī)格可以根據(jù)買家的要求來(lái)制定，比較方便靈活；在國(guó)外，圍 板箱的規(guī)格趨于標(biāo)準(zhǔn)化，方便一體化生產(chǎn)，銷售，物流規(guī)格可漸漸統(tǒng)一，適應(yīng)以后的發(fā) 展前景。 2、在國(guó)內(nèi)，圍板箱各部分不存在因箱體的部分損壞而令整箱報(bào)廢的情況，對(duì)于同一 尺寸，可實(shí)現(xiàn)完全互換使用；在國(guó)外，部分圍板箱已經(jīng)趨于一體化，防水，防塵，全面 保護(hù)物品，存儲(chǔ)較方便。 3、在國(guó)內(nèi)，使用木板為主材料，成本低廉；在國(guó)外，開始使用可完全回收利用的塑 料，從而減少樹木的砍伐，保護(hù)環(huán)境。 4、國(guó)內(nèi)，圍板箱的生產(chǎn)方式采取以半自動(dòng)化為主，有訂單再生產(chǎn)的方式；在國(guó)外， 圍板包裝箱自動(dòng)生產(chǎn)線合圍裝置設(shè)計(jì) 3 圍板箱的生產(chǎn)方式采取全自動(dòng)化生產(chǎn)線的模式。 圍板箱生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)于木板的連接采用的是鉚接方式連接的，自動(dòng)鉆鉚技術(shù)的國(guó)內(nèi)外 狀況如下： 自動(dòng)鉆鉚技術(shù)從上個(gè)世紀(jì)50年代開始起步，經(jīng)歷了手動(dòng)、半自動(dòng)化、全自動(dòng)化等 階段，在其發(fā)展過(guò)程中，不斷吸收了其他技術(shù)，成為了-I-J綜合多學(xué)科、多技術(shù)的專用 技術(shù)，逐步走向完善。 (1) 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀 自上世紀(jì)50年代以來(lái)，自動(dòng)鉆鉚技術(shù)在美國(guó)、法國(guó)、前蘇聯(lián)、德國(guó)等國(guó)都得到了相 應(yīng)的發(fā)展。 美國(guó)是最早發(fā)展自動(dòng)鉆鉚技術(shù)的國(guó)家，早在50年代初就已在飛機(jī)鉚接裝配生產(chǎn)線上 應(yīng)用了自動(dòng)鉆鉚機(jī)，經(jīng)過(guò)50多年的發(fā)展，現(xiàn)在世界各航空航天工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都已廣泛采 用這項(xiàng)技術(shù)。自動(dòng)鉆鉚技術(shù)主要包含以下內(nèi)容： 設(shè)備的研制、開發(fā)； 對(duì)各種干涉配合新型緊固件進(jìn)行自動(dòng)安裝； 自動(dòng)鉆鉚工藝； 數(shù)字化鉚接的實(shí)現(xiàn)。 目前，波音、 空客的有關(guān)飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)中明確規(guī)定：為確保連接質(zhì)量， 設(shè)計(jì) 時(shí)應(yīng)使自動(dòng)化鉚接獲得最大限度的使用。由此可以看出，自動(dòng)鉆鉚技術(shù)不只是工藝機(jī)械 化、自動(dòng)化的要求，更主要的還是飛機(jī)本身性能的要求。由于設(shè)計(jì)上的這一要求，就使 得自動(dòng)鉆鉚技術(shù)的發(fā)展具有生命力。所以近20年來(lái)，自動(dòng)鉆鉚技術(shù)得到迅速發(fā)展。 美國(guó)自動(dòng)鉆鉚機(jī)的最早制造廠商是GEMCOR(通用電氣機(jī)械公司) 14，它是向世界各國(guó) 飛機(jī)制造行業(yè)提供自動(dòng)鉆鉚機(jī)的主要廠商之一。該公司生產(chǎn)的系列化產(chǎn)品質(zhì)量可靠，并 配套有各種型號(hào)的數(shù)控托架。到現(xiàn)在為止，銷售的自動(dòng)鉆鉚機(jī)數(shù)量已達(dá)2000臺(tái)以上，其 中190臺(tái)具有定位系統(tǒng)。公司生產(chǎn)的自動(dòng)鉆鉚機(jī)主要型號(hào)有 G200、G300、G400、G900、G666、G39A、G4013、G4026、G5013。其中G200、G400型是較 早的型號(hào)，G300為比較通用的型號(hào)，而G900型的功能比較齊全。具有無(wú)頭鉚釘鉆鉚功能 的型號(hào)有G900、G666、G39A、G400自動(dòng)鉆鉚機(jī)G4013、G4026、G5013。近幾年無(wú)頭鉚釘?shù)?工作原理有所發(fā)展，機(jī)床采用GEMCOR專利的SQUEEZESQUEEZE雙擠鉚方式，先預(yù)擠鉚， 再進(jìn)行擠鉚，不僅能保證上下鉚頭同步成形上下鐓頭，而且鉚接質(zhì)量大大提高。各種型 號(hào)機(jī)床可通過(guò)改變下鉚砧形狀和尺寸來(lái)適應(yīng)各種結(jié)構(gòu)的要求。GEMCOR公司生產(chǎn)的數(shù)控托 架(也稱自動(dòng)定位系統(tǒng))主要型號(hào)有G63、G79、G86、747WRS、G2000等。 世界各航空工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的自動(dòng)鉆鉚技術(shù)基本上都是從美國(guó)引進(jìn)的，然后再進(jìn)行國(guó) 產(chǎn)化， 以適應(yīng)本國(guó)航空工業(yè)發(fā)展的需要。法國(guó)自動(dòng)鉆鉚機(jī)在80年代初為適應(yīng)歐洲發(fā)展 A300系列飛機(jī)而開發(fā)的一項(xiàng)專用設(shè)備。十年來(lái)，他們依靠?jī)?yōu)良的技術(shù)和售后服務(wù)，不僅 占領(lǐng)了歐洲的大部分市場(chǎng)，而且擠進(jìn)了亞洲和北美市場(chǎng)，成為與美國(guó)GEMCOR公司自動(dòng)鉆 鉚機(jī)相抗衡的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，日益得到廣大用戶的信任。 RBCOULES AUTOMATION工廠生產(chǎn)自動(dòng)鉆鉚機(jī)的基本品種有P100型(臺(tái)式)、 P300、P600型(基本型)和PRECA CNC370型數(shù)控鉆鉚系統(tǒng)等 15。它的產(chǎn)品可根據(jù)用戶 的特殊需求，在基本型基礎(chǔ)上作各種改進(jìn)。前蘇聯(lián)與西方相比，自動(dòng)鉆鉚技術(shù)發(fā)展較晚。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 五六十年代蘇聯(lián)致力于發(fā)展壓鉚技術(shù)， 生產(chǎn)了型號(hào)眾多的壓鉚機(jī)。壓鉚機(jī)只能完成鉚接工序，與一次定位即能完成夾緊、 鉆孔、插釘、形成墩頭等自動(dòng)鉆鉚機(jī)相比，無(wú)論從生產(chǎn)效率及接頭質(zhì)量等方面都顯遜色。 前蘇聯(lián)自70年代初引進(jìn)了美國(guó)GEMCOR公司的自動(dòng)鉆鉚機(jī)后，已發(fā)展了自己的自動(dòng)鉆鉚機(jī) 系列。 德國(guó)在發(fā)展自動(dòng)鉆鉚技術(shù)方面走的是另一條道路，在此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展中，憑 借其雄厚的資金、技術(shù)力量，一方面大量引進(jìn)先進(jìn)的自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)和柔性裝配系統(tǒng)，另 一方面自己也積極研制開發(fā)高自動(dòng)化的鉚接裝配系統(tǒng)。故德國(guó)的自動(dòng)鉆鉚技術(shù)雖然起步 較晚，但己比較先進(jìn)，脫機(jī)編程系統(tǒng)已應(yīng)用成熟，可與CATIAV5進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)數(shù)字 化鉚接。目前BRGTJE公司的機(jī)身鉚接柔性工裝和柔性裝配生產(chǎn)線在世界處于領(lǐng)先地位 16。 (2) 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)自動(dòng)鉆鉚機(jī)的研制起步較早，上世紀(jì)70年代初開始研制自動(dòng)鉆鉚機(jī)，并研制出 各種型號(hào)的自動(dòng)鉆鉚機(jī)若干臺(tái)。但是由于設(shè)備本身運(yùn)行的穩(wěn)定性以及配套產(chǎn)品應(yīng)用需求 等方面存在問(wèn)題，中斷了研制和使用。到了80年代中期，隨著對(duì)外轉(zhuǎn)包生產(chǎn)項(xiàng)目的增加， 各飛機(jī)制造廠開始從國(guó)外引進(jìn)自動(dòng)鉆鉚機(jī)并將其應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。 西飛公司分別于1985和1992年引進(jìn)G400及G900自動(dòng)鉆鉚機(jī)。這兩臺(tái)機(jī)床均配以手動(dòng) 托架，分別用于加工美國(guó)波音公司和麥道公司(已于1997年并入波音公司)的垂尾平尾及 法航、意航、加航的零件。隨著國(guó)際問(wèn)技術(shù)交流的不斷深入，我國(guó)又同美國(guó)麥道公司合 作生產(chǎn)干線客機(jī)MD9030。西飛公司的兩臺(tái)自動(dòng)鉆鉚機(jī)已滿足不了生產(chǎn)的需求。1993 年從GEMCOR公司引進(jìn)了G4026SXX120型自動(dòng)鉆鉚機(jī)，用于MD9030等飛機(jī)的機(jī)翼壁板 的鉚接裝配生產(chǎn)。由于沒(méi)有引進(jìn)與之配套的托架系統(tǒng)，1995年西飛公司與西北工業(yè)大學(xué) 聯(lián)合研制數(shù)控托架。該托架采用Z坐標(biāo)兩立柱支撐的結(jié)構(gòu)形式。由于受當(dāng)時(shí)工藝制造水平 的限制，圍框剛性不足，存在一定問(wèn)題。隨著麥道干線機(jī)合作生產(chǎn)項(xiàng)目的終結(jié)數(shù)控托 架的研制工作也宣告終止。1998年西飛公司引進(jìn)APS公司的RM$335鉆鉚機(jī)，取代G400機(jī)床。 自動(dòng)鉆鉚技術(shù)在國(guó)外發(fā)展極為迅速，而我國(guó)與國(guó)際先進(jìn)水平差距越來(lái)越大。從整個(gè) 航空航天產(chǎn)業(yè)全局的生存和發(fā)展出發(fā)，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合效益考慮，需要逐步縮小與國(guó)外 先進(jìn)水平的差距。通過(guò)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的數(shù)控鉆鉚系統(tǒng)及鉚接生產(chǎn)線，學(xué)習(xí)積累國(guó)外先進(jìn) 技術(shù)和工藝方法。再結(jié)合型號(hào)研制，對(duì)引進(jìn)的自動(dòng)鉆鉚機(jī)開發(fā)配套數(shù)控托架，從而降低 制造成本探索出一條適應(yīng)于我國(guó)國(guó)情的工藝技術(shù)改造的心路。 1.3 本文主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 本論文主要完成圍板合圍工藝，主要是研究如何將兩組兩塊用鉸鏈連接的木板，一端 是長(zhǎng)板沒(méi)有鉚接，另一端是短板僅鉚接了半面鉸鏈（另半面沒(méi)有鉚接）的木板鏈通過(guò)裝 置合圍成如圖 1.1（b）所示的圍板箱，對(duì)于兩組木板鏈的接口采用鉚接的方式進(jìn)行連接， 鉚接過(guò)程中需要考慮如何定位以及如何自動(dòng)上鉚釘，因此也需要設(shè)計(jì)定位夾緊裝置和自 動(dòng)供釘裝置，確定合圍鉚接方案。第二章主要說(shuō)明圍板參數(shù)，以及總體結(jié)構(gòu)方案和合圍 工序的流程圖；第三章是具體說(shuō)明我所設(shè)計(jì)的合圍裝置各部分裝置的設(shè)計(jì)。第四章是對(duì) 整個(gè)設(shè)計(jì)說(shuō)明的總結(jié)及不足和改進(jìn)之處。 圍板包裝箱自動(dòng)生產(chǎn)線合圍裝置設(shè)計(jì) 5 2 生產(chǎn)線總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1 圍板箱生產(chǎn)工藝分析 2.1.1 圍板尺寸參數(shù) 圍板長(zhǎng)板尺寸：60012010mm； 短板尺寸：40012010mm 鉸鏈尺寸如圖 2.1（單位 mm）： 圖 2.1 鉸鏈 2.1.2 生產(chǎn)線工藝流程 工藝流程是工件按照工藝加工順序連續(xù)進(jìn)行加工的過(guò)程。工藝流程的擬定是制定機(jī) 械加工生產(chǎn)線時(shí)重要的一步，它直接關(guān)系生產(chǎn)線的經(jīng)濟(jì)效益，以及能否達(dá)到要求的精度， 甚至影響生產(chǎn)線的工作可靠性。以下為合圍裝置的工藝流程： 操作前為兩塊用鉸鏈連接的木板，一端是長(zhǎng)板沒(méi)有鉚接的一端，另一端是短板僅鉚 接了半面鉸鏈（另半面沒(méi)有鉚接）的一端，短板在前，長(zhǎng)板在后輸送過(guò)來(lái)。 （如圖 2.2） 定位夾緊旋轉(zhuǎn)移位下一個(gè)木板鏈輸送 定位夾緊旋轉(zhuǎn)移位平移至鉚接操作臺(tái) 定位夾緊鉸鏈（沒(méi)有鉚接的那半面鉸鏈）送鉚釘鉚接松開鉸鏈平移至旋轉(zhuǎn)位 移時(shí)木板的位置旋轉(zhuǎn)位移 平移至鉚接操作臺(tái)定位夾緊鉸鏈（沒(méi)有鉚接的那半面鉸 鏈）送鉚釘鉚接松開鉸鏈 平移至旋轉(zhuǎn)位移時(shí)木板的位置旋轉(zhuǎn)位移至合圍裝置 初始位置松開木板推送至輸出傳送帶。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 下圖 2.2 為已連接的一個(gè)木板鏈，一塊長(zhǎng)板和一塊短板通過(guò)鉸鏈連接，短板的另一端 僅鉚接了半面鉸鏈（另半面沒(méi)有鉚接） ，長(zhǎng)板另一端沒(méi)有鉚接鉸鏈，兩個(gè)這樣的木板鏈可 以合圍起來(lái)，因此將兩個(gè)木板鏈視為一組來(lái)進(jìn)行一個(gè)循環(huán)的工序。 圖 2.2 木板鏈 1短板 2鉸鏈 3長(zhǎng)板 4鉚釘 定位夾緊 旋轉(zhuǎn)移位（180） 送料 定位夾緊送料 旋轉(zhuǎn)移位（90）平移定位夾緊鉸鏈送釘 鉚接 松開鉸鏈 平移 旋轉(zhuǎn)移位（180） 平移定位夾緊鉸鏈送釘鉚接 松開鉸鏈 平移 旋轉(zhuǎn)移位（90） 松開木板 送出 圖 2.3 合圍工序流程圖 以上圖 2.3 為整體工作工藝的流程圖，通過(guò)以上步驟對(duì)木板鏈進(jìn)行加工處理從而完成 對(duì)木板鏈的合圍工序。其中對(duì)木板的定位夾緊非常重要，只有定位夾緊好木板才能保證 圍板進(jìn)行鉚接，并使圍板能夠穩(wěn)定生產(chǎn)和保證質(zhì)量。 為了使工件加工后符合圖紙的技術(shù)要求，就必須保證工件的加工精度。這樣就要求 我們?cè)诎惭b夾緊工件時(shí)不但要保證工件的位置正確，而且要保證工件的位置準(zhǔn)確，并使 工件在整個(gè)加工過(guò)程中始終保持這一正確位置，以便消除任何影響工件加工精度的移動(dòng) 圍板包裝箱自動(dòng)生產(chǎn)線合圍裝置設(shè)計(jì) 7 或轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度，確保工件的尺寸精度和位置精度。工件的專用夾具就是根據(jù)工件加工 的特定工序而設(shè)計(jì)，安裝時(shí)只要工件靠牢夾具的定位元件，并用夾緊機(jī)構(gòu)將其夾緊就可 迅速可靠地保證工件占有正確的位置。 2.1.3 總體結(jié)構(gòu) 圖 2.4 合圍裝置 1送料輸送帶 2夾緊裝置 3送釘裝置 4鉚接機(jī) 5液壓缸 6齒輪傳動(dòng)裝置 7氣壓缸推動(dòng)裝置 圖 2.4 為合圍裝置幾大主要裝置的結(jié)構(gòu)分布圖，主要介紹了主體結(jié)構(gòu)的分布；通過(guò)傳 入輸送帶、夾緊裝置、齒輪傳動(dòng)裝置、液壓缸伸縮裝置、鉚接裝置、送釘裝置、氣壓缸 推動(dòng)裝置這幾個(gè)部分來(lái)完成整個(gè)合圍這一工藝流程。 2.1.4 生產(chǎn)節(jié)拍的擬定 生產(chǎn)線的節(jié)拍是指連續(xù)完成相同的兩個(gè)產(chǎn)品之間的間隔時(shí)間。即指完成一個(gè)產(chǎn)品所 需的平均時(shí)間。生產(chǎn)工藝平衡即是對(duì)生產(chǎn)的全部工序進(jìn)行平均化，調(diào)整各作業(yè)負(fù)荷，以 使各作業(yè)時(shí)間盡可能相近。通過(guò)平衡生產(chǎn)線，可以提高操作者及設(shè)備的工作效率；可以 減少單間產(chǎn)品的工時(shí)消耗，降低成本；可以減少工序的在制品，真正實(shí)現(xiàn)有序流動(dòng)；可 以在平衡的生產(chǎn)線基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)單元生產(chǎn)，提高生產(chǎn)應(yīng)變能力，應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化。 生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍 可根據(jù)公式（ 2.1）計(jì)算。ti (2.1)160NTi 式中，T 為年基本工時(shí)，一般規(guī)定，按一班制工作時(shí)為 2360h/年，按兩班制工作時(shí) 為 4650h/年； 1 為復(fù)雜系數(shù)，一般取 0.65-0.85，復(fù)雜的生產(chǎn)線因故障導(dǎo)致開工率低些， 應(yīng)取低值，簡(jiǎn)單的生產(chǎn)線則取高值；N 為生產(chǎn)線加工工件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件數(shù)/年） 。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 pqnN21 （2.2） 式中，q 為產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺(tái)數(shù)/年） ；n 為每臺(tái)產(chǎn)品所需生產(chǎn)線加工的工件數(shù)量（件 數(shù)/臺(tái)） ；p1 為備品率；p2 為廢品率。 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)和自動(dòng)線形式，按照工件平穩(wěn)性的原則確定圍板合圍自動(dòng)線的生產(chǎn)節(jié) 拍為 9 部分：上料 1旋轉(zhuǎn)移位 1上料 2旋轉(zhuǎn)移位 2鉚接旋轉(zhuǎn)移位 3鉚接旋轉(zhuǎn) 移位 4出料.時(shí)間上鉚接時(shí)間要久一些，其余部分耗時(shí)相等。另外送料部分所需的一組 兩個(gè)木板鏈之間運(yùn)送間隔少一些；不同組木板料輸送位置之間的間隔要想對(duì)的大一些， 需要前一組合圍完成之后才輸送至操作臺(tái)。 3 2.1.5 控制系統(tǒng) 控制部分經(jīng)比較選擇 PLC 控制。若用單片機(jī)控制,抗干擾能力差;若采用電氣控制,電 路將十分復(fù)雜;而 PLC 控制,結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,成本也不高,尺寸精度也能滿足要求。因此控制 系統(tǒng)選用 PLC 控制。通過(guò) PLC 控制系統(tǒng)來(lái)控制電機(jī)的工作、液壓缸和氣壓缸的伸縮，以 及什么時(shí)候送釘、什么時(shí)候鉚接，這些 PLC 控制系統(tǒng)都可以簡(jiǎn)單方便的進(jìn)行調(diào)控，從而 控制整個(gè)合圍工序有序而穩(wěn)定的循環(huán)工作下去。使合圍這道工序能夠自動(dòng)化工作下去， 實(shí)現(xiàn)圍板的自動(dòng)化生產(chǎn)。 圍板包裝箱自動(dòng)生產(chǎn)線合圍裝置設(shè)計(jì) 9 3 各部分具體設(shè)計(jì) 3.1 木料傳入部分設(shè)計(jì) 木板鏈?zhǔn)且远贪逶谇?，長(zhǎng)板在后，沿著輸送帶傳送。我們一般把用適當(dāng)分布的與工 件接觸的 6 個(gè)定位點(diǎn)來(lái)限制 6 個(gè)自由度的規(guī)則叫做 6 點(diǎn)定位規(guī)則，因此對(duì)木板定位要有 6 個(gè)面的約束定位。由于板是平放在輸送帶上的，受到重力作用木板鏈?zhǔn)菚?huì)緊貼著輸送帶 的，不會(huì)上下移動(dòng)；由于木板鏈?zhǔn)茄剌斔蛶б苿?dòng)，因此前后方向上暫時(shí)可不用約束；在 左右方向上由于輸送時(shí)為減少摩擦，兩邊擋板之間的距離相對(duì)于木板寬度來(lái)說(shuō)會(huì)有空余， 因此在木板即將傳出輸送帶進(jìn)入工作臺(tái)前設(shè)計(jì)斜的擋板，慢慢減小擋板內(nèi)壁之間的距離， 直到擋板內(nèi)壁之間的距離剛好能使木板通過(guò)，從而約束木板的左右移動(dòng)使木板能夠到達(dá) 正確的位置。 （如圖 3.1） 圖 3.1 輸送帶 3.2 木料的定位夾緊裝置設(shè)計(jì) 木板通過(guò)前面的輸送帶輸送至工作臺(tái)上，有前一步約束了圍板的左右方向的移動(dòng)， 要定位還需要前后方向的定位，因此在工作臺(tái)上，圍板運(yùn)動(dòng)的前方在指定位置上設(shè)定了 一塊擋板，使圍板能夠準(zhǔn)確的在指定的位置停留從而進(jìn)行下一步的夾緊操作。 （如圖 3.2） 圖 3.2 工作臺(tái) 夾緊裝置是當(dāng)木板停留在夾具上時(shí)進(jìn)行夾緊，由于一些細(xì)小的誤差，木板在送入夾 具中時(shí)不一定就會(huì)剛好從夾具的下夾板的上邊面通過(guò)，為了防止木板被夾具下夾板擋在 夾具前而無(wú)法在繼續(xù)工作，應(yīng)在夾具下檔板在木板輸送方向上靠近輸送帶的一側(cè)設(shè)這一 個(gè)斜面，這樣即使木板鏈前端過(guò)低也可通過(guò)斜面來(lái)使得木板能夠從夾具下夾板上表面通 過(guò)。 （如圖 3.3） 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 圖 3.3 當(dāng)木板定位好后有氣壓缸推動(dòng)，上夾板下壓將圍板夾緊從而方便下面的操作。夾具 如圖 3.4： 圖 3.4 夾緊裝置 1支架 2氣壓缸 3移動(dòng)夾板 4下夾板 5擋板 3.3 旋轉(zhuǎn)移位裝置 要使整個(gè)夾具加上被夾具夾緊的木板進(jìn)行旋轉(zhuǎn)移位，可以選用齒輪來(lái)傳動(dòng)。本設(shè)計(jì) 是通過(guò)電動(dòng)機(jī)通電，使主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)輪再帶動(dòng)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)輪通過(guò)鍵來(lái)帶動(dòng)軸 轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)夾具及被夾緊的木板轉(zhuǎn)動(dòng)。 （如圖 3.5） 通過(guò)重復(fù)前面的工序?qū)⒁唤M兩個(gè)木板鏈中的短板都夾緊，通過(guò)旋轉(zhuǎn)移位使之形成合圍 的態(tài)勢(shì)，二次旋轉(zhuǎn)過(guò)后受重力作用前一個(gè)木板鏈的長(zhǎng)板會(huì)貼在夾具支架的側(cè)擋板上，這 樣使這塊長(zhǎng)板與下一個(gè)木板鏈的僅鉚接了半面鉸鏈的短板成 90（如圖 3.6 所示） 圍板包裝箱自動(dòng)生產(chǎn)線合圍裝置設(shè)計(jì) 11 圖 3.5 旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置 1電動(dòng)機(jī) 2主動(dòng)輪 3從動(dòng)輪 4 軸 5夾緊裝置 3.3.1 電動(dòng)機(jī)的選取 1 類型和結(jié)構(gòu)型式的選擇 三相交流異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、維護(hù)方便，可直接接于三相交流電網(wǎng) 中，因此在工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用。 Y 系列電動(dòng)機(jī)是一般用途的全封閉自扇冷式三相異步電動(dòng)機(jī)，具有效率高、性能好、 噪聲低、振動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，適用于不易燃、不易爆、無(wú)腐蝕性氣體和無(wú)特殊要求的機(jī)械上。 在經(jīng)常啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)的工作場(chǎng)合，要求電動(dòng)機(jī)的裝懂慣量小和過(guò)載能力大，應(yīng) 選用起重及冶金用 YZR 和系列電動(dòng)機(jī)。 2 功率的確定 電動(dòng)機(jī)的容量（功率）選擇是否合適，對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。當(dāng)容量 小于工作要求時(shí)，電動(dòng)機(jī)不能保證工作機(jī)的正常工作，或使電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載而損壞；若 過(guò)量則價(jià)格高，并會(huì)造成浪費(fèi)。 電動(dòng)機(jī)容量主要由電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱條件決定，而發(fā)熱有與其工作情況有關(guān)。對(duì) 于長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、載荷不變或變化很小、常溫下工作的機(jī)械，選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)只要使電動(dòng) 機(jī)的負(fù)載不超過(guò)其額定值，電動(dòng)機(jī)便不會(huì)過(guò)熱。也就是可按電動(dòng)機(jī)的額定功率 等于或mP 略大于所需電動(dòng)機(jī)的功率 ，在手冊(cè)中選取相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)型號(hào)。這類電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算如dP 下述步驟： (1) 工作機(jī)所需功率 （KW）w 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 )10/(wwvFP （3.1） 或 95nT （3.2） 式中， 為工作機(jī)的阻力，N；wF 為工作機(jī)的線速度，m/s； 為工作機(jī)的阻力矩，Nm； 為工作機(jī)軸的轉(zhuǎn)速，wvwTn r/min； 為工作機(jī)的效率，帶式輸送機(jī)可選取 =0.96，鏈板式輸送機(jī)可選取 =0.95.ww (2) 電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)的總效率 （串聯(lián)時(shí)） n.321 （3.3） 式中， ， ， ， 為傳動(dòng)系統(tǒng)中各級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、軸承以及聯(lián)軸器的效率。各類123n 機(jī)械傳動(dòng)的效率見表 3-1。 表 3-1 機(jī)械傳動(dòng)效率概略值 傳動(dòng)類別 精度、結(jié)構(gòu)及潤(rùn)滑 效率 7 級(jí)精度（油潤(rùn)滑） 0.98 8 級(jí)精度（油潤(rùn)滑） 0.97圓柱齒輪傳動(dòng) 開式傳動(dòng)（脂潤(rùn)滑） 0.94-0.96 7 級(jí)精度（油潤(rùn)滑） 0.97 8 級(jí)精度（油潤(rùn)滑） 0.95-0.97錐齒輪傳動(dòng) 開式傳動(dòng)（脂潤(rùn)滑） 0.92-0.95 自鎖（油潤(rùn)滑） 0.40-0.45 單頭（油潤(rùn)滑） 0.7.-0.75 雙頭（油潤(rùn)滑） 0.75-0.82蝸桿傳動(dòng) 四頭（油潤(rùn)滑） 0.82-0.92 潤(rùn)滑不良 0.94（一對(duì)） 正常潤(rùn)滑 0.97（一對(duì)）滑動(dòng)軸承 液體摩擦 0.99（一對(duì)） 球軸承 0.99（一對(duì)）滾動(dòng)軸承 滾子軸承 0.98（一對(duì)） V 帶傳動(dòng) 0.96 滾子鏈傳動(dòng) 0.96 螺旋傳動(dòng)（滑動(dòng)） 0.30-0.60 螺旋傳動(dòng)（滾動(dòng)） 0.85-0.95 聯(lián)軸器 彈性、齒式 0.99 (3) 所需電動(dòng)機(jī)的功率 （kW）dP 所需電動(dòng)機(jī)的功率由工作機(jī)所需功率和傳動(dòng)裝置的總效率按下式計(jì)算： （3.4）/wd (4) 電動(dòng)機(jī)額定功率 m 按 來(lái)選取電動(dòng)機(jī)型號(hào)。電動(dòng)機(jī)功率裕度的大小應(yīng)視工作機(jī)構(gòu)的負(fù)載變化狀況dmP 而定。 3 轉(zhuǎn)速的確定 額定功率相同的同類型電機(jī)，有幾種不同的同步轉(zhuǎn)速。一般常用、市場(chǎng)上供應(yīng)最多 的是同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min 和 1000r/min 的電動(dòng)機(jī)，設(shè)計(jì)時(shí)優(yōu)先選用。如無(wú)特殊需求， 則不選同步轉(zhuǎn)速為 3000r/min 和 750r/min 的電動(dòng)機(jī)。 圍板包裝箱自動(dòng)生產(chǎn)線合圍裝置設(shè)計(jì) 13 根據(jù)選定的電動(dòng)機(jī)類型、結(jié)構(gòu)、功率和轉(zhuǎn)速，從標(biāo)準(zhǔn)中查出電動(dòng)機(jī)的型號(hào)后，將其 型號(hào)、額定功率 （kW ）、滿載轉(zhuǎn)速 （r/min），以及電動(dòng)機(jī)的安裝尺寸、外形尺寸mPmn 和軸伸連接尺寸等記下以備后用。 因此電動(dòng)機(jī)選用 Y100L1-4 型號(hào)的，額定功率 2.2kW，額定轉(zhuǎn)速 1430r/min，同步轉(zhuǎn) 速為 1500r/min;質(zhì)量 34kg。 3 3.3.2 傳動(dòng)比的分配 電動(dòng)機(jī)選定后根據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速 和工作機(jī)的轉(zhuǎn)速 即可確定傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳mnwn 動(dòng)比 i，即 (3.5)wi/ 1 傳動(dòng)比分配的一般原則 各級(jí)傳動(dòng)比可在各自薦用值的范圍內(nèi)選取。各類機(jī)械傳動(dòng)的傳動(dòng)比薦用值和最大值 見表 3-2。 表 3-2 各類機(jī)械傳動(dòng)的傳動(dòng)比 平帶傳動(dòng) V 帶傳動(dòng) 鏈傳動(dòng) 圓柱齒輪傳 動(dòng) 錐齒輪傳動(dòng) 蝸桿傳動(dòng) 單級(jí)薦用值 i 42525332401 單級(jí)最大值 max5 7 6 8 5 80 2 傳動(dòng)比分配的參考數(shù)據(jù) (1) 帶傳動(dòng)與一級(jí)齒輪減速器 設(shè)帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為 ，一級(jí)齒輪減速器的傳動(dòng)比di 為 i，應(yīng)使 ，以便使整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的尺寸較小，結(jié)構(gòu)緊湊。id (2) 二級(jí)圓柱齒輪減速器 為了使兩個(gè)大齒輪具有相近的浸油深度，應(yīng)使兩級(jí)的大 齒輪具有相近的直徑（低速級(jí)大齒輪的直徑應(yīng)略大一些，使高速級(jí)大齒輪的齒頂圓與低 速軸之間有適量的間隙）.設(shè)高速級(jí)的傳動(dòng)比為 ，低速級(jí)的傳動(dòng)比為 ，減速器的傳動(dòng)1i 2i 比為 i，對(duì)于二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器，傳動(dòng)比可按下式分配： ii4.31 （3.6） 對(duì)于同軸式圓柱齒輪減速器，傳動(dòng)比可按下式分配： ii21 （3.7） 但應(yīng)指出，齒輪的材料、齒數(shù)及寬度亦影響齒輪直徑的大小。欲獲得兩級(jí)傳動(dòng)的大 齒輪直徑相近，應(yīng)對(duì)傳動(dòng)比，齒輪的材料、齒數(shù)、模數(shù)和齒寬等作綜合考慮。 (3) 圓錐圓柱減速器 設(shè)減速器的傳動(dòng)比為 ,高速級(jí)錐齒輪的傳動(dòng)比為 ，傳動(dòng)比i 1i 可按下式分配： ii25.01 （3.8） 3 傳動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 機(jī)器傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng).參數(shù)主要是指各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩，它是進(jìn)行傳動(dòng)零件設(shè) 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 計(jì)計(jì)算的重要依據(jù)?，F(xiàn)以圖 3.7 所示二級(jí)圓柱齒輪減速器，說(shuō)明機(jī)器傳動(dòng)系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn) 速、功率及轉(zhuǎn)矩的計(jì)算。 (1) 各軸的轉(zhuǎn)速 n（r/min） 高速軸 I 的轉(zhuǎn)速 mnI 中間軸 II 的轉(zhuǎn)速 1I/i 低速軸 III 的轉(zhuǎn)速 212II /ininm （3.9） 滾筒軸 IV 的轉(zhuǎn)速 IIVn 式中： 為電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速； 為高級(jí)傳動(dòng)比； 為低級(jí)傳動(dòng)比。mn1i2i 聯(lián)軸器 I II III 聯(lián)軸器 工作機(jī) IV 圖 3.6 二級(jí)圓柱齒輪減速器簡(jiǎn)圖 (2) 各軸的輸入功率 P（kW） 高速軸 I 的輸入功率 cmPI 中間軸 II 的輸入功率 g1I 低速軸 III 的輸入功率 gP2II （3.10） 滾筒軸 IV 的輸入功率 gcPIIV 式中： 為電動(dòng)機(jī)的額定功率（kW） ； 為聯(lián)軸器的效率； 為一對(duì)軸承的效率； 為mPc 1 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的效率； 為低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的效率。 32 (3) 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 T（Nm） 高速軸 I 的輸入轉(zhuǎn)矩 1II/950nPT 中間軸 II 的輸入轉(zhuǎn)矩 低速軸 III 的輸入轉(zhuǎn)矩 II/950nPT （3.11） 滾筒軸 IV 的輸入轉(zhuǎn)矩 IVIV/950nPT 4 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng) 電動(dòng)機(jī) 減速器 圍板包裝箱自動(dòng)生產(chǎn)線合圍裝置設(shè)計(jì) 15 齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中最重要的傳動(dòng)之一，形式很多，應(yīng)用廣泛，傳遞動(dòng)率可達(dá)數(shù) 十千瓦，圓周速度可達(dá) 200m/s。齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)，第一效率高，在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，以 齒輪傳動(dòng)效率為最高，如一級(jí)圓柱齒輪的傳動(dòng)效率可達(dá) 99%，這對(duì)大功率的傳動(dòng)十分重要， 因?yàn)榧词剐手挥邪俜种?，也有很大的?jīng)濟(jì)利。第二結(jié)構(gòu)緊湊，在同樣的使用條件下， 齒輪傳動(dòng)所需要的空間尺寸一般較小。第三工作可靠、壽命長(zhǎng)，設(shè)計(jì)制造正確合理，使 用維護(hù)良好的齒輪傳動(dòng)，工作十分可靠，壽命可達(dá)一、二十年，這也是其他機(jī)械傳動(dòng)所 不能比擬的。第四，傳動(dòng)比穩(wěn)定，傳動(dòng)比穩(wěn)定往往是對(duì)傳動(dòng)性的基本要求。齒輪傳動(dòng)獲 得廣泛應(yīng)用，也就是由于具有這一特點(diǎn)。但是齒輪傳動(dòng)的制造及安裝精度要求高，價(jià)格 較貴，且不適用于距離過(guò)大的場(chǎng)合。設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)在具體的工作情況下，必須有足夠的、 相應(yīng)的工作能力，以保證在整個(gè)工作壽命期間不至于失效。齒輪的失效形式常見的有， 齒面折斷，和工作齒面磨損，點(diǎn)蝕，膠合及塑性變形等。針對(duì)各種工作情況以及上述各 種失效形式，都應(yīng)該確立相應(yīng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。由于目前對(duì)于齒面磨損和塑性變形，尚未建 立起廣為工程實(shí)際使用中而行之有效的計(jì)算方法和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，所以目前設(shè)計(jì)一般使用的 齒輪傳動(dòng)時(shí)，通常只按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度及保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度兩個(gè)準(zhǔn)則進(jìn)行計(jì)算。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求和準(zhǔn)則，擬選擇所選擇的齒輪系統(tǒng)的材料為 45 或 40 ,調(diào)制后表面淬火。rC 齒輪計(jì)算相關(guān)公式： 分度圓直徑計(jì)算： 3 212. HEdZTuKd （3.12） 由計(jì)算公式（3.12）進(jìn)行計(jì)算 計(jì)算齒輪轉(zhuǎn)矩： nPT510.9 （3.13）試選載荷系數(shù) ，3.1tK 計(jì)算齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩， mNnT 7515 103.9302.09 表 3-3 圓柱齒輪的齒寬系數(shù) 裝置狀況 兩支相對(duì)齒輪做對(duì)稱分布 兩支承相對(duì)于小齒輪做不對(duì)稱分布 小齒輪做懸臂布置d9.124.9065.1.70 6.04 查表 3-3 選取齒寬系數(shù) 。d 表 3-4 彈性影響系數(shù) EZ 齒輪材料 彈性模量 aMPE/ 配對(duì)齒輪材料 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 灰鑄鐵 球墨鑄鐵 鑄鋼 鍛鋼 夾布塑膠4108.4103.74102.4106.410785. 鍛鋼 162.0 181.4 188.9 189.8 56.4 鑄鋼 161.4 180.5 188 球墨鑄鐵 156.6 173.9 灰鑄鐵 143.7 由表 3.4 查得材料影響系數(shù)： 2 18.9MPaZE 由資料查得按齒面硬度查得齒輪的強(qiáng)度接觸疲勞強(qiáng)度極限 。MPa60max 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) hnjLN60 （3.14） 計(jì)算得應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 81 10296.53821360 hjLnN 查資料取接觸疲勞系數(shù) 9.HK 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取失效概率為 1%，安全系數(shù)系數(shù) ，由下面公式得S 接觸疲勞需用應(yīng)力： ， (3.15)KHNlim 計(jì)算得： aHNMPSK54069.0lim 計(jì)算齒輪分度圓直徑 ，代入 中的較小值td1H 即： mudEdt ZT1805.29103.912.32. 391 計(jì)算圓周速度 v smndt /8.016106 計(jì)算齒寬 b 齒寬： , (3.16) tdb 計(jì)算得： mdbt1801 模數(shù) zm tt51 齒高 ht2. 圍板包裝箱自動(dòng)生產(chǎn)線合圍裝置設(shè)計(jì) 17 計(jì)算齒寬齒高之比： 1625.80hb 齒面載荷系數(shù)： (3.17)HVAKK 計(jì)算齒輪的載荷系數(shù)為 =1.594HVA 按照實(shí)際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑： (3.18) 3ttKd 齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式： 321FSadYZTm （3.19） 計(jì)算齒輪的 并加以比較 FSaY ；013.1FSaY016.2FSaY 所以 mm6.40.2413.95.9 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由直面接觸強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m，大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)， 由于齒輪模數(shù)的大小取決于彎曲彎曲強(qiáng)度所決定的承載應(yīng)力，而齒面接觸強(qiáng)度所決定的 承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可由于彎曲強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) 2.05，并就接近標(biāo)準(zhǔn)整圓取 m=5.0mm，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 =180mm，算出齒1d 輪的齒數(shù) 38564.1921mdz 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸強(qiáng)度要求，又滿足了齒根彎曲強(qiáng)度要求， 結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 3 5 動(dòng) 力 軸 的 計(jì) 算 和 校 核 軸 是 設(shè) 計(jì) 也 和 其 他 零 件 的 設(shè) 計(jì) 相 似 ， 包 括 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 和 工 作 能 力 計(jì) 算 兩 部 分 內(nèi) 容 。 軸 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 是 根 據(jù) 軸 上 零 件 的 安 裝 定 位 以 及 軸 的 生 產(chǎn) 工 藝 等 方 面 的 要 求 ， 合 理 的 確 定 軸 的 結(jié) 構(gòu) 形 式 和 尺 寸 ， 軸 的 結(jié) 構(gòu) 形 式 不 正 確 ， 會(huì) 影 響 軸 的 工 作 能 力 和 軸 上 零 件 的 工 作 可 靠 性 ， 還 會(huì) 增 加 軸 的 制 造 成 本 ， 和 軸 上 零 件 的 難 裝 配 等 問(wèn) 題 。 因 此 軸 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 是 軸 設(shè) 計(jì) 中 的 重 要 內(nèi) 容 。 軸 的 材 料 主 要 是 碳 鋼 和 合 金 鋼 。 軸 的 計(jì) 算 通 常 都 是 在 初 步 完 成 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 后 進(jìn) 行 的 校 核 計(jì) 算 的 ， 計(jì) 算 準(zhǔn) 則 滿 足 軸 的 強(qiáng) 度 或 剛 性 要 求 必 要 時(shí) 還 應(yīng) 校 核 軸 的 振 動(dòng) 穩(wěn) 定 性 。 1 軸 的 強(qiáng) 度 校 核 計(jì) 算 (1) 按 扭 轉(zhuǎn) 強(qiáng) 度 條 件 計(jì) 算 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 適 用 ： 用 于 只 受 扭 矩 或 主 要 承 受 扭 矩 的 傳 動(dòng) 軸 的 強(qiáng) 度 計(jì) 算 ； 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 前 按 扭 矩 初 估 軸 的 直 徑 。mind 這 種 方 法 是 只 按 軸 所 受 的 扭 矩 來(lái) 計(jì) 算 軸 的 強(qiáng) 度 ， 如 果 還 有 受 有 不 大 的 彎 矩 時(shí) ， 則 用 降 低 許 用 扭 轉(zhuǎn) 切 應(yīng) 力 的 辦 法 考 慮 。 在 做 軸 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 時(shí) ， 通 常 用 這 種 方 法 初 步 估 算 軸 徑 。 軸 的 扭 轉(zhuǎn) 強(qiáng) 度 條 件 為 (2.20)rrTdn PW32.095 為 扭 轉(zhuǎn) 切 應(yīng) 力 ， T 為 軸 的 扭 矩 , 軸 的 抗 扭 截 面 系 數(shù) ， n 為 軸 的 轉(zhuǎn) 速 ， P 為 軸T mN 傳 遞 的 功 率 ， d 計(jì) 算 截 面 處 軸 的 直 徑 。 軸 的 直 徑 (3.21) 3032.95nPAdT 式 中 302.95TA 表 3-5 軸 常 用 集 中 材 料 及 值T0 軸 的 材 料 、 20AQ 、 357QirNC18 45 、rC40niMS3508niaTMP/5120A69 1369712 初 步 估 算 動(dòng) 力 軸 的 最 小 直 徑 mnPAd 9.82165430.91230min 軸 的 最 小 直 徑 顯 然 是 安 裝 聯(lián) 軸 器 的 直 徑 。 需 要 鍵 槽 ， 故 將 最 小 軸 增 加 ， 變 為%5 40.9mm， 查 機(jī) 械 手 冊(cè) 選 擇 標(biāo) 準(zhǔn) 直 徑 為 45mm . 選 擇 聯(lián) 軸 器 ， 取 載 荷 系 數(shù) ， 則 聯(lián) 軸 器 的 計(jì) 算 轉(zhuǎn) 矩 為3.1AKmNTca 62075. 根 據(jù) 計(jì) 算 轉(zhuǎn) 矩 、 最 小 軸 徑 、 軸 速 度 ， 查 手 冊(cè) 選 擇 HL4 彈 性 柱 銷 聯(lián) 軸 器 。 初 選 軸 承 ， 因 軸 承 同 時(shí) 受 有 徑 向 力 和 軸 向 力 的 作 用 。 故 選 用 角 接 觸 球 軸 承 。 根 據(jù) 工 作 要 求 及 輸 入 端 的 直 徑 (為 45mm)， 由 軸 承 產(chǎn) 品 目 錄 中 選 取 型 號(hào) 為 7211C 的 滾 動(dòng) 軸 承 ， 其 尺 寸 （ 內(nèi) 徑 外 徑 寬 度 ） 為 dDb=5510021， 軸 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) ： 圍板包裝箱自動(dòng)生產(chǎn)線合圍裝置設(shè)計(jì) 19 圖 3.7 動(dòng) 力 軸 由 于 聯(lián) 軸 器 型 號(hào) 已 定 ， 左 端 用 軸 端 擋 圈 定 位 ,右 端 用 軸 肩 定 位 。 故 軸 段 6 的 直 徑 即 為 相 配 合 的 半 聯(lián) 軸 器 的 直 徑 ， 取 為 30mm。 聯(lián) 軸 器 是 靠 軸 段 2 的 軸 肩 來(lái) 進(jìn) 行 軸 向 定 位 的 ， 為 了 保 證 定 位 可 靠 ， 軸 段 2 要 比 軸 段 1 的 直 徑 大 5 10mm， 取 軸 段 2 的 直 徑 為 200mm。 軸 段 1 和 軸 段 4 均 是 放 置 滾 動(dòng) 軸 承 的 ， 所 以 直 徑 與 滾 動(dòng) 軸 承 內(nèi) 圈 直 徑 一 樣 為 60mm。 考 慮 拆 卸 的 方 便 ， 軸 段 3 的 直 徑 只 要 比 軸 段 4 的 直 徑 大 1 2mm 就 行 了 ， 這 里 取 為 200mm。 軸 段 2 是 一 軸 環(huán) ， 右 側(cè) 用 來(lái) 定 位 齒 輪 ， 左 側(cè) 用 來(lái) 定 位 滾 動(dòng) 軸 承 ， 查 滾 動(dòng) 軸 承 的 手 冊(cè) ， 可 得 該 型 號(hào) 的 滾 動(dòng) 軸 承 內(nèi) 圈 安 裝 尺 寸 最 小 為 64mm， 同 時(shí) 軸 環(huán) 的 直 徑 還 要 滿 足 比 軸 段 3 的 直 徑 (為 58mm)大 5 10mm 的 要 求 ， 故 這 段 直 徑 最 終 取 為 66mm。 (2) 確 定 軸 的 各 段 長(zhǎng) 度 軸 段 1 的 長(zhǎng) 度 比 半 聯(lián) 軸 器 的 轂 孔 長(zhǎng) 度 要 (為 84mm)短 2 3mm， 這 樣 可 保 證 軸 端 擋 圈 只 壓 在 半 聯(lián) 軸 器 上 而 不 壓 在 軸 的 端 面 上 ， 故 該 段 軸 長(zhǎng) 取 為 82mm， 同 理 ， 軸 段 4 的 長(zhǎng) 度 要 比 齒 輪 的 輪 轂 寬 度 (為 100mm)短 2 3mm， 故 該 段 軸 長(zhǎng) 取 為 98mm。 軸 段 6 的 長(zhǎng) 度 即 為 滾 動(dòng) 軸 承 的 寬 度 ， 查 手 冊(cè) 為 21mm。 軸 環(huán) 2 寬 度 取 為 18mm。 軸 承 端 蓋 的 總 寬 度 為 20mm（ 由 減 速 器 及 軸 承 端 蓋 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 而 定 ） 。 根 據(jù) 軸 承 端 蓋 的 裝 拆 及 便 于 對(duì) 軸 承 添 加 潤(rùn) 滑 脂 的 要 求 ， 取 端 蓋 的 外 端 面 與 半 聯(lián) 軸 器 右 端 面 間 的 距 離 l=25mm， 故 取 軸 段 2 的 長(zhǎng) 度 為 45mm。 取 齒 輪 距 箱 體 內(nèi) 壁 之 距 離 為 10mm， 考 慮 到 箱 體 的 鑄 造 誤 差 ， 在 確 定 滾 動(dòng) 軸 承 位 置 時(shí) ， 應(yīng) 距 箱 體 內(nèi) 壁 一 段 距 離 ， 取 5mm。 已 知 滾 動(dòng) 軸 承 寬 度 為 21mm， 齒 輪 輪 轂 長(zhǎng) 為 100mm,則 軸 段 3 的 長(zhǎng) 度 為 ： 10 5 (100-98)+21=38mm 軸 上 零 件 的 周 向 定 位 齒 輪 、 半 聯(lián) 軸 器 與 軸 的 周 向 定 位 均 采 用 平 鍵 聯(lián) 接 。 對(duì) 于 齒 輪 ,由 手 冊(cè) 查 得 平 鍵 的 截 面 尺 寸 寬 高 =1610(GB1095-79),鍵 槽 用 鍵 槽 銑 刀 加 工 ,長(zhǎng) 為 80mm(標(biāo) 準(zhǔn) 鍵 長(zhǎng) 見 GB1096-79),同 時(shí) 為 了 保 證 齒 輪 輪 轂 與 軸 的 配 合 為 H7/n6； 同 樣 ， 半 聯(lián) 軸 器 與 軸 的 聯(lián) 接 ， 選 用 平 鍵 為 14963， 半 聯(lián) 軸 器 與 軸 的 配 合 為 H7/k6。 滾 動(dòng) 軸 承 與 軸 的 周 向 定 位 是 借 過(guò) 渡 配 合 來(lái) 保 證 的 ,此 處 選 軸 的 直 徑 尺 寸 公 差 為 k6。 4 3.4 伸縮移位 由于夾緊裝置要旋轉(zhuǎn)，如果鉚接操作臺(tái)與木板對(duì)齊的話，圍板的長(zhǎng)短不一致，這樣 鉚接操作臺(tái)就會(huì)影響甚至擋住其旋轉(zhuǎn)，所以鉚接操作臺(tái)會(huì)向后縮入一定距離，此距離為 夾具的寬度。因此要將需要鉚接的圍板進(jìn)行鉚接. 需要一個(gè)伸縮裝置來(lái)移動(dòng)圍板，使之能夠到達(dá)鉚接操作臺(tái)。在這里就選用液壓缸來(lái) 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 帶動(dòng)整個(gè)夾緊裝置伸縮，使工件能夠進(jìn)入和離開鉚接工作臺(tái)，從而進(jìn)行鉚接操作。 圖 3.8 伸縮裝置簡(jiǎn)圖 1液壓缸 2夾緊裝置 3軸 圍板包裝箱自動(dòng)生產(chǎn)線合圍裝置設(shè)計(jì) 21 3.5 鉚接 3.5.1 定位 當(dāng)圍板經(jīng)過(guò)以上操作到鉚接工作臺(tái)上，沒(méi)有鉚接的半面鉸鏈由于約束不夠，因此可 能不會(huì)移動(dòng)到所需要的位置，為了使者半面鉸鏈到正確的位置且與需要鉚接的沒(méi)有鉸鏈 的圍板一端上的孔對(duì)齊，在鉚接操作臺(tái)約束的基礎(chǔ)上，有加了一個(gè)可移動(dòng)的擋塊，由擋 板來(lái)對(duì)動(dòng)定位鉸鏈（如圖 3.9） 。 a b 圖 3.9 移動(dòng)擋塊 1移動(dòng)擋板 2鉚接操作臺(tái) 3擋塊 3.5.2 送釘裝置 由于要達(dá)到自動(dòng)化生產(chǎn)線生產(chǎn)，因此需要設(shè)計(jì)配套的自動(dòng)供料裝置，操作人員只要在 鉚接前將散亂的鉚釘?shù)谷雰?chǔ)料倉(cāng)，來(lái)解決生產(chǎn)線中的供料問(wèn)題。下面將根據(jù)裝配工藝的 需要來(lái)確定自動(dòng)供釘裝置的功能和結(jié)構(gòu)組成。 1 鉚釘?shù)倪x擇和規(guī)格 自動(dòng)供釘裝置的操作對(duì)象是裝配過(guò)程中用到的不同型號(hào)和具有不同規(guī)格尺寸的鉚釘。 目前大型壁板組件鉚接裝配所用的通常是實(shí)心鉚釘,主要有兩種類型:凸頭鉚釘(平錐頭、 半圓頭、扁圓頭)和沉頭鉚釘(釘頭錐度 a=90/及 a=120)。沉頭鉚釘主要用于暴露在氣 流中的表面,因而其它零件與蒙皮鉚合時(shí)基本采用沉頭鉚釘。本文研究所針對(duì)的是圍板的 鉚接裝配，因此選用 120沉頭鉚釘。這些鉚釘?shù)膮?shù)尺寸及公差如表 3-6 中所示 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 22 表 3-6 圍板鉚接選用的鉚釘尺寸及公差 d 4 5 6鉚釘名稱 簡(jiǎn)圖 允差 0.08 D 78 9.5 11.5 允差 0.18 0.22120沉頭 鉚釘 H 1.2 1.4 1.7 上表單位均為（mm） 根據(jù)常用實(shí)心鉚釘?shù)闹睆?，鉚釘孔的直徑尺寸要比鉚釘干的直徑略大,直徑為 d 的鉚 釘其孔徑 d0=d+0.1。 鉚釘?shù)拈L(zhǎng)度 L 是根據(jù)不同鉚接件的夾層厚度 和鉚釘?shù)墓Q直徑來(lái)確定的,通常有 以下三種計(jì)