某零件加工尺寸測量設備開發(fā)進給傳動部件設計【9張CAD圖紙+畢業(yè)論文+任務書+開題報告】

某零件加工尺寸測量設備開發(fā)進給傳動部件設計

34頁 14000字數(shù)+論文說明書+任務書+9張CAD圖紙【詳情如下】

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三角底架dwg

三角底架測量儀dwg

任務書doc

開題要求doc

彈簧dwg

旋轉柱dwg

某零件加工尺寸測量設備開發(fā)進給傳動部件設計開題報告doc

某零件加工尺寸測量設備開發(fā)進給傳動部件設計論文（軍用彈殼彈筒）doc

框架dwg

梁架式測量儀裝配圖dwg

橫桿dwg

測量尺dwg

電動推桿dwg

某零件加工尺寸測量設備開發(fā)進給傳動部件設計裝置的設計

目錄

第一章　　概述1

一　　課題的來源及意義1

１．　　課題的來源1

２．　　研究的意義1　

二　　課題設計的技術要求2

１．　　某零件加工尺寸測量設備安裝的技術要求2

２．　　課題設計的總體要求3

第二章　　基于不同要求兩種方案的設計5

一　　手工檢測裝置總體設計的方案5

１．　　方案結構圖5

２．　　檢測作業(yè)說明6

二　　自動檢測裝置總體方案的設計6

１．　　方案結構圖6

２．　　檢測作業(yè)說明7

第三章   三角底架檢測裝置的設計8

一　　三角架式檢測裝置的組成8

二　　各部件的設計8

１．　　三角底架的設計8

２．　　旋轉柱的設計10

３．　　橫桿的設計11

４．　　框架的設計12

５．　　測量尺的設計13

６．　　鎖緊螺釘14

７．　　數(shù)顯裝置14

第四章　　梁架式檢測裝置的設計15

一　　梁架式測量裝置的組成15

二　　各部件的設計15

１．　　梁架的設計15

２．　　彈簧的設計17

３　 橫桿的設計19

４　　測量尺的設計20

５　　滾花不脫出螺釘21

６　　DG型電動推桿21

７　　位移傳感器22

第五章　　結果與分析23

一   三角架式檢測裝置的優(yōu)點與缺點23

二   梁架式檢測裝置的優(yōu)點與缺點24

三   對比與分析25

結論26

謝辭28

參考文獻29

摘要

某零件加工尺寸測量設備開發(fā)進給傳動部件設計在這里有兩種方案，第一種方案是根據(jù)游標卡尺的原理設計的，第二種方案是根據(jù)當三點呈一線的時候，如果有一點凹下去的話，那么這個距離就是所要檢測的距離。經(jīng)過對兩種方案的對比，得出，第一種方案在滿足精度要求下，成本比較低，手工作業(yè)，適用于少量的檢測；第二種方案自動化程度較高，適合與大批量的檢測，并可作為工藝檢測，流水線作業(yè)。

關鍵詞：垂直距離、測量、安全運行、精度。

Abstract

Measure the vertical distances between the upper surface of resilience bearing and upper surface of lower heart plates can avoid the train from turn over when the train is driving in a snake route with a high speed There are two kinds of schemes here, the first kind of scheme was designed according to the principle of the vernier caliperthe second scheme is according to the principle when three points arrange in a lineif one of the point sink down when those three points stand in a line,the distances between them is wanted contrast these two kinds of schemes, the cost of the first kind of scheme is lower under the requirement of meeting the accuracy,so it is suitable for handicraft operate and small amount of examine; The automatic intensity of second kind of scheme is relatively high,so it suitable for detection in enormous quantities and can be used as a craft measurement, the homework of assembly line

Keyword: Vertical distance, measures, the safe operation, precision

第一章   概述

一課題的來源及研究的意義

1課題的來源

    國內各公司大都采用標準量具( 如游標卡尺) 對結晶器進行人工測量， 但用這種 傳統(tǒng)的測量方法不僅測量精度低，而且只能測得有限的幾個尺寸，其測量結果并不能完全描情況。因此需要設計高精度的專用測量機 對零件進行自動檢測。 

我們做畢業(yè)設計,時間和能力都很有限,太大的課題,我們無法完成,如果課題太小,又不能達到畢業(yè)設計的要求,這個問題也是整個合作過程的基礎在接洽會上,科路研究所的古所長,業(yè)務部主任以及兩位技術人員等出席了會議,其間帶隊老師和他們作了詳細的商談研究所的工作人員也向我們詢問了一些問題,專業(yè)狀況和經(jīng)歷等等商談中,工作人員將科路的資料發(fā)的我們手中,上面是其產(chǎn)品的詳細介紹,包括技術數(shù)據(jù)等相當全面

     在科路研究所了解了一些測量儀器后,我們來到的車輛段來接觸我們具體的設計課題雖然我們在學習的過程中接觸了測量儀器,如千分尺,游標卡尺,螺旋測微器等,但其原理我們還是不大了解的

     在機器制造業(yè)和儀器制造業(yè)中用來測量或檢驗工件各尺寸參數(shù)的器具有測量和計量儀器其中量具是指那些能直接表示出長度的單位,界限,以及簡單的計量用具,例如角尺,量規(guī),卡尺,千分尺等而計量儀器是利用機械,光學,氣動,電動或其他原理將長度單位放大或縮小的測量器具,例如百分表,光較儀,電感式冊微儀等

    在測量的過程中,不論是被測物還是測量儀器都存在不確定度,那就要求量具的不確定度是被測量物的1/3-1/10,當然,如果你所設計的不確定度之比在1/3-1/10,如何證明你的設計也是需要考慮的

根據(jù)鐵道部426號文件的要求以及車輛段的需求,我們初步確定了一些課題這些項目選自車輛段目前需要處理的問題帶隊老師根據(jù)我們目前的能力為我們選定了四個題目,分別為:罐體水壓實驗設備,彈性某零件加工尺寸測量設備開發(fā)進給傳動部件設計樣板,前蓋后擋檢測樣板,鉤舌綜合檢測樣板而我得到的題目是彈性某零件加工尺寸測量設備開發(fā)進給傳動部件設計

2研究的意義    

 隨著現(xiàn)代科學技術的飛速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，人們對交通工具的要求也越來越高，在這個時代的打背景下，國家鐵道部不斷對測量設備進行提速，那么這樣對測量設備上的各個組成構建的要求也就非常的嚴格了，特別是對其尺寸的檢測是必不可少的，因為一旦個別組件出了什么問題的話，在測量設備高速行駛的時候就會產(chǎn)生很嚴重的后果。

當測量設備轉彎或走“蛇”字形路線時,下心盤承受車的重量,彈性旁承則起到緩沖作用,防止車體發(fā)生側翻,如何來測量某零件加工尺寸測量設備開發(fā)進給傳動部件設計離呢,到目前來說還沒有什么好的方法,就車輛段的檢測方法來說,他們也只是估計個大概,并沒有精確的檢測到其精確值,這樣就導致了如果沒有達到要求的話,就得把轉向架重新拆卸下來進行調整,才不至于對測量設備的行駛安全造成危害這樣即浪費了大量的時間,又對大大降低了檢測的效率在這個方面并不是很難,而是以前沒有對這方面的要求 根據(jù)國家鐵道部426號文件和車輛段的有關要求來設計某零件加工尺寸測量設備開發(fā)進給傳動部件設計離的監(jiān)測裝置。某零件加工尺寸測量設備開發(fā)進給傳動部件設計離是否符合有關要求直接關系到列車再走“蛇”字形路線時的安全問題。如果它們之間的距離達不到要求，則列車在走“蛇”型路線的時候很可能發(fā)生側翻。這些情況會給國家和人民造成不可估量的損失。而目前國內有關部門對此項的檢測還沒有完善，甚至連專門的測量工具都沒有，我們在車輛段所了解的大致情況是工人師傅們用普通的直尺測量，這樣不僅浪費時間，工作效率低。而且精度遠達不到有關規(guī)定。隨著時代的不斷發(fā)展，科技的不斷進步，列車也在不斷的提速，那么列車在運行時的安全問題的解決就更加要跟上時代的步伐，列車的設計固然重要，然而列車各個方面的檢測也是必不可少的內容，其檢測儀器也需要跟上時代的要求，就是要求能夠方便而且準確的測出想要的數(shù)據(jù)來。基于上述情況設計出了三角底式彈性旁承上平面魚蝦新盤上平面的垂直距離檢測裝置。

結論

大學四年轉眼間即將過去，不知不覺四年時光象流水一樣東去，而在這四年里我們究竟學到了什么？學的怎么樣？哪些知識掌握的不夠牢固？這次的畢業(yè)設計為我們提供了一次很好的自我檢驗的舞臺。

當我們在各個機械工廠參觀的時候，當時的感覺是，這些機器沒有什么啊，不就是把各個零件組裝起來組成一個系統(tǒng)嗎。并不是想象中的那么難呀，這種心態(tài)的產(chǎn)生是因為我們只知道了一些理論知識，從而只知道了表面現(xiàn)象，而更具體的我們卻沒有能力去深刻的了解，不只到設計的工程是多么的艱辛，就象我們在品嘗美味佳肴的時候，卻不知道是怎么做出來的。

我們在科路測量儀器研究所和車輛段參觀的日子里，我們了解到了很多有關測量儀器方面的知識。以前從來都沒有想到過，測量工具竟然有那么復雜的結構，最讓我佩服的是那巧妙的構思，設計師傅們根據(jù)被測物的結構而設計的形態(tài)各異的測量儀器，而且還能智能讀數(shù)。當我們了解到我們的畢業(yè)設計課題正是關于這方面的時候，我們是相當?shù)呐d奮，而且我們的課題都是鐵道部剛下達的文件里做出的新要求，這對我們來說是很有挑戰(zhàn)性的。

然而當我們選擇好自己的課題后，開始進入實質性的設計時，卻普遍有一種無從下手的感覺。這時，我們才知道了自己是知道的那么微不足道。

我所設計的某零件加工尺寸測量設備開發(fā)進給傳動部件設計離的檢測裝置，在設計的過程中就遇到了不少的麻煩。比如在設計三角抵架測量引起的工程中，雖然很快就把方案確定了下來，而且也把圖形畫了出來，但是，卻出現(xiàn)了一處很嚴重的問題，就是在最初的設計是橫桿與旋轉柱成為一體，這個設計是相當失敗的，因為，如果以這樣的結構去測量的話，由于橫桿與旋轉柱是一剛體，而下心盤的位置是底于彈性旁盛的位置的，那么當測量另外一數(shù)據(jù)的時候，就得把測量尺向上滑動，而此時數(shù)顯裝置的讀數(shù)是在不斷的變化的，那么當測量尺穩(wěn)定后，數(shù)顯裝置的讀數(shù)就不是要測量的數(shù)據(jù)，如果按照此相數(shù)據(jù)記錄，將會造成很嚴重的后果。最后那橫桿與旋轉柱分開，使橫桿也可以自由的旋轉，這時的結構就符合了設計的最初思路，而且數(shù)據(jù)絕對的精確。

在設計梁架式測量儀器的時候，遇到的最大的困難是怎樣讓整個裝置接觸到下心盤的時候就自動停止，如果還要靠人工來控制的話，那么就沒有必要來設計如此龐大的測量儀器了。由于其測量原理與三角抵架測量儀器的原理相同，所以其他方面倒是沒有出現(xiàn)什么困難。在解決上述困難的時候，我的第一個設計思路是利用矩形螺紋導桿來作為橫桿的上升與下降裝置，然后在橫桿上的探測桿的底面上安裝一個微動開關，利用微動開關的靈敏性來控制螺紋導桿的運動，然而問題又出現(xiàn)了，雖然這樣可以控制系統(tǒng)的運動，但是影響到了測量的精度，對于要求機器嚴格的數(shù)據(jù)來說，這是不能容許的。所以此種思路在這里不可取。經(jīng)過向老師請教和查閱大量的資料，終于找到了解決的辦法，就是利用DG型電動推桿，因為它的運動完全可以用計算機來控制，這樣既解決的運動的問題，又解決了智能測量的問題。

另外，設計的時候要注意各種細節(jié)的問題，比如要注意各零件之間的配合，當兩零件有相對運動的趨勢時，要注意材料的選擇等。

總的來說，我還是比較滿意我的兩種測量儀器的設計，雖然外觀稱不上好看，但是就其的實用性來說，是符合鐵道部的要求的，而且梁架式測量儀器還實現(xiàn)了智能化。

謝辭

通過本次的畢業(yè)設計，我深深的體會到了設計的艱辛與樂趣，體會到了設計人員在數(shù)據(jù)上的嚴謹性。

在設計的過程中的確遇到了不少的困難，比如材料的選擇，我們要從經(jīng)濟性、使用壽命、耐磨性、質量、剛性、韌性等方面來考慮，以達到最好的性價比，在有些零件的設計中，對一些細節(jié)的問題考慮的不夠嚴謹，幸虧有老師和同學們的幫助才使我的設計得以順利的完成。

在這里要非常感謝徐偉民老師對我們的畢業(yè)設計作出的大量的指導，他非常關心我們的設計的進展情況，每周都要對我們進行實質性的考察，如果他發(fā)現(xiàn)我們誰出了什么問題，會及時的給我們糾正，另外對我們在設計的過程中所遇到的困難作出詳細的解釋。對進展緩慢的學生進行鼓勵，對進展較快的學生進行表揚，使我們體會到了設計的樂趣。還要感謝要老師對我的設計所作出的幫助，他為我的設計解決了一些關鍵性的問題，正是由于這些問題的解決，我的設計才得以順利的完成。

另外，為我們提供了本次實習的機會，在的實習期間，古所長給了我們無微不至的照顧，給我們介紹了大量有關測量儀器方面的知識，使我們對這次的設計有了初步的概念。還要感謝車輛段的吳科長，他給我們提供了參觀車輛段的機會，他在百忙之中抽出時間親自帶我們去車間參觀，并給我們講解有關問題。吳科長給我們提供了這次畢業(yè)設計的課題，并給了我們大量的相關資料和一些圖紙。

參考文獻

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畢業(yè)設計 任務書 學 院、系 ： 機械工程與自動化學院 機械 工程 系 專 業(yè) ： 機械設計制造及其自動化 學 生 姓 名： 學 號： 設 計 題 目 ： 某零件加工尺寸測量設備開 發(fā) 進給，傳動部件設計 （軍用彈殼 /彈筒 ） 起 迄 日 期 : 指 導 教 師 : 系 主 任 : 發(fā)任務書日期 : 畢 業(yè) 設 計 任 務 書 1．畢業(yè)設計 課題的任務和要求： 解所測零件的結構特征； 悉和掌握目標零件 各待測尺寸的測量原理方法； 計的測量系統(tǒng)要求效率高，質量好， 使用、維修方便，成本低； 動化程度高，能上下料能實現(xiàn)自動化； 求：測量效率 1500件 /8小時；工作可靠。 2．畢業(yè)設計 課題的具體工作內容（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）： 具體工作內容： 1． 完成整體結構設計； 2． 完成測量系統(tǒng)的搭建，測量傳感器的選擇，上下料機構結構設計； 3． 完成測量工藝的布置。 畢 業(yè) 設 計 任 務 書 3．對畢業(yè)設計 課題成果的要求〔包括畢業(yè)設計、圖紙、實物樣品等〕： 業(yè)設計開題報告和說明書 供所設計設備的裝配圖和重要零、部件的工程圖 交相關內容的外文翻譯 4．畢業(yè)設計 課題工作進度計劃： 起 迄 日 期 工 作 內 容 2011 年 2 月 21 日 ~ 3 月 20 日 3 月 21 日 ~4 月 3 日 4 月 4 日 ~ 4 月 30 日 5 月 1 日 ~ 6 月 10 日 6 月 10 日 ~ 6 月 16 日 6 月 17 日 ~6 月 20 日 具體工作內容： 1． 完成資料的查找和收集和開題報告 2． 完成方案設計 3． 完成設計工作和校核工作 4． 完成系統(tǒng)的建模和圖紙的生成、整理 ； 5．整理 畢業(yè)論文，完成所有設計工作 ； 6． 準備 答辯 。 學生所在系審查意見： 系主任： 年 月 日 開題報告要求： 文獻綜述， 2000字左右，在近 20年的學術成果，理論研究，參考文獻 15篇以上 (英文的占1/3） 本 課 題 研 究 的 問 題 ， 采 用 手 段 和 途 徑 等 （ 兩 頁 以 上 ）由于是軍工產(chǎn)品，有些數(shù)據(jù)要改動。 彈筒的內徑 子賽規(guī)測量） 外徑 Φ20 （ 激光測試儀 ） 長度 28 2（影像測量儀 筒厚 的通斷 影像測量儀 畢業(yè)設計 (論文 )開題報告 學 生 姓 名： 學 號： 專 業(yè) ： 設計 (論文 )題目 ： 某零件加工尺寸測量設備開發(fā)進給 傳動部件設計 指 導 教 師 : 系 主 任： 2011 年 3 月 18 日 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 1．結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫 2000 字左右的文獻綜述： 文 獻 綜 述 國內各公司大都采用標準量具 ( 如游標卡尺 ) 對結晶器進行人工測量， 但用這種 傳統(tǒng)的測量方法不僅測量精度低，而且只能測得有限的幾個尺寸，其測量結果并不能完全描情況。因此需要設計高精度的專用測量機 對零件進行自動檢測。 1 引言 進入 70 年代以來，以大規(guī)模集成電路和微型電子計算機為代表的微電子技術，迅速地被應用到機械工業(yè)中，出現(xiàn)了種類繁多的計算機控制的機械，儀器和設備，以及具有柔性功能的自動化生產(chǎn)線，車間或工廠，這就大幅度地提高了產(chǎn)品質量和生產(chǎn)率，適應了市場對產(chǎn)品多樣化的要求，豐富了人類的物質文明，使傳統(tǒng)機械工業(yè)的生產(chǎn)面貌煥然一新，出現(xiàn)了人 類夢想“機械文明新時代 ” ，即機電一體化時代，推動了機械工業(yè)和電子工業(yè)相互促進，緊密結合，共同發(fā)展的新局面。 加工尺寸測量設備開發(fā)進給傳動部件 設計也是一次機電一體化應用的實踐，了解機器的設計要求，其設計范圍廣：包括機械傳動的部分，定位部分，氣壓部分和單片機部分，以及線路集成。能讓我們對機電一體化設計有個整體的認識，并掌握機械設計的方法，擴大知識面。 2 研究內容 （ 1） 了解所測零件的結構特征； （ 2） 熟悉和掌握目標零件各待測尺寸的測量原理方法； （ 3） 設計的測量系統(tǒng)要求效率高，質量好，使用、維修方便，成本 低； （ 4） 自動化程度高，能上下料能實現(xiàn)自動化； （ 5） 要求：測量效率 1500 件 /8 小時；工作可靠。 3 小結 電感測頭是由位移轉換和電感傳感器兩部分組成，這里最關鍵的是如何有效的把位移量轉化為電感量。 首先選擇了有滾輪和被測件接觸，先把被測件固定，通過相對測量的位移量轉化為電感量，這種裝置提高了電感位移測量的測試精度。擇型號為 感位移傳感器 . 參 考 文 獻 [1] 徐錦康主編 M]等教育出版社， 2004. [2] 黃繼昌，徐巧魚等主編 M]1996. [3] 鄭文緯，吳克堅主編 M]等教育出版社， 1998. [4] 汪琪，李鈞主編 M]公出版社， 1998. [5] 王恒杰，劉自然主編 M]學技術出版社， 1998. [6] 陳秀寧、施高義編 . 機械設計課程設計 [M]. 浙江： 浙江大學出版社， 1995. [7] 徐灝主編 . 新編機械設計師手冊 [M]. 北京： 機械工業(yè)出版社， 1995. [8] 胡 家秀主編 . 機械零件設計實用手冊 [M]. 北京： 機械工業(yè)出版社， 1999. [9] 李益民 . 機械制造工藝設計設計手冊 [M]. 北京： 機械工業(yè)出版社， 1995. [10] 張耀宸主編 . 機械加工工藝設計手冊 [M]. 北京： 航空工業(yè)出版社， 1987. [11] 卜炎主編 . 機械傳動裝置設計手冊 [M]. 北京： 機械工業(yè)出版社， 1998. [12] 頡赤鷹 ,陳少克 , [ J ]組合機床與自動化加工技術 ,2006,(01). [13] 殷厚城，趙延雯，吳世林等 [ J ]武漢科技學院學報 12） . [14] 詹揚 [ J ]機電新產(chǎn)品導報 ,2005,(08) . [15] 坐標測量機有檢測與補償新技術 . [ J ]天津大學學報 ,1989,(02). . 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 ２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 一、課題要研究或解決的問題 設計某零件加工尺寸測量設備開發(fā)進給傳動部件 ， 測零件的結構特征；掌握 目標零件各待測尺寸的測量原理方法；設計的測量系統(tǒng)要求效率高，質量好，使用、維修方便，成本低；自動化程度高，能上下料能實現(xiàn)自動化。 二、擬采用的研究手段 通過對參考文獻的閱讀和學習，針對任務書要求，對涉及內容做了一些初步地了分為以下幾個步驟進行 : (1) 首先查閱箱體相關文獻了解國內外現(xiàn)狀。 (2) 了解總體方案，了解 測量設備開發(fā)進給傳動部件 基本原理。 (3) 經(jīng)過綜合討論確定合理方案 ，編制 測量設備開發(fā)進給傳動部件 設計方案 。 (4) 整理設計成果，撰寫畢業(yè)設計說明書。 一、課題要研究或解決的問題 要求設計某零件加工尺寸測量設備開發(fā)進給傳動部件 ， 測零件的結構特征；畫出傳動系統(tǒng)圖，設備圖紙。 二、擬采用的研究手段 1、通讀數(shù)控切割的相關書籍，全面了解 零件加工尺寸測量設備開發(fā)進給傳動部件結構； 2、 查閱相關設計資料，理解本課題要研究的意義，完成開題報告。 3、學習 出裝配圖。 4、為實現(xiàn) 零件加工尺寸測量設備開發(fā)進給傳動部件 ，預期制定一下兩種 方案： 方案 1： 由上節(jié)的技術要求，可以如下的步驟進行設計分析： a 啟動。啟動測量機械保證各個部件工作穩(wěn)定。 b 粗定位。由導軌輸送工件，用氣缸把工件推上測量臺，當接觸到行程開關時，夾緊定位裝置進行粗定位。 c 測量。由測量架帶動電感式位移傳感器進入測量位置，由測頭和一個平面完成在三個方向的相對測量。 d 檢驗。當工件測量合格后由導軌輸出，當工件不符合要求由另一氣缸推出。 上述分析步驟可用如下測控系統(tǒng)加以說明： P L C 單 片 機機械各部件正常運動圖 1 計算機測量系統(tǒng)原理圖 測量機使用一個測頭，磚塊用手拿到達指定位置后，進行測量，然后換方向再進行測量，數(shù)據(jù)由單片機采集，并顯示記錄，接著判斷零件是否合乎要求，最后將合格品 與不合格品分別送到合格品區(qū)與不合格品區(qū)。 方案 2： 圖 2 方案 2 示意圖 綜上所述，采用方案 1 較為合理。 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 指導教師意見 ： 1．對“文獻綜述”的評語： 2．對本課題的深度、廣度及工 作量的意見和對設計（論文）結果的預測： 指導教師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 1 畢 業(yè) 設 計 設計題目： 某零件加工尺寸測量設備開發(fā)進給傳動部件設計裝置的設計 姓 名 學 院 專 業(yè) 學 號 指導教師 1 某零件加工尺寸測量設備開發(fā)進給傳動部件設計裝置的設計 目錄 第一章 概述 ..................................................................................... 課題的來源及意義 …………………………………………… ． 課題的來源 ……………………………………………………....... 1 ２． 研究的意義 ……………………………………………………… ..二 課題設計的技術要求 ………………………………………… ． 某零件加工尺寸測量設備安裝的技術要求 ………………………… ． 課題設計的總體要求 ……………………………………………… 二章 基于不同要求兩種方案的設計 ...................................... 手工檢測裝置總體設計的方案 ……………………………… 5 １． 方案結構圖 ……………………………………………………… ..． 檢測作業(yè)說明 …………………………………………………… ... 自動檢測裝置總體方案的設計 ……………………………… 6 １． 方案結構圖 ……………………………………………………… .． 檢測作業(yè)說明 ……………………………………………………… 7 第三章 三角底架檢測裝置的設計 ................................................ 三角架式檢測裝置的組成 ....................................................... 各部件的設計 ………………………………………………… .． 三角底架的設計 …………………………………………………… 8 ２． 旋轉柱的設計 …………………………………………………… .2 ３． 橫桿的設計 ……………………………………………………… ． 框架的設計 …… ………………………………………………… ． 測量尺的設計 …………………………………………………… ． 鎖緊螺釘 ……………………………………………………….... 14 ７． 數(shù)顯裝置 ………………………………………………………… 14 第四章 梁架式檢測裝置的設計 ................................................. 梁架式測量裝置的組成 ......................................................... 各部件的設計 ………………………………………………… 15 １． 梁架的設計 ....................................................................................． 彈簧的設計 .................................................................................... . ................................................................................... . 測量尺的設計 ................................................................................ . 滾花不脫出螺釘 ............................................................................ . ............................................................................. . 位移傳感器 ...................................................................................五章 結果與分析 ...................................................................... 三角架式檢測裝置的優(yōu)點與缺點 ………………………… .. 梁架式檢測裝置的優(yōu)點與缺點 ……………………………… 24 三 對比與分析 …………………………………………………… .論 .........................................................................................................辭 .........................................................................................................考文獻 .................................................................................................3 摘要 某零件加工尺寸測量設備開發(fā)進給傳動部件設計在這里有兩種方案，第一種方案是根據(jù)游標卡尺的原理設計的，第二種方 案是根據(jù)當三點呈一線的時候，如果有一點凹下去的話，那么這個距離就是所要檢測的距離。經(jīng)過對兩種方案的對比，得出，第一種方案在滿足精度要求下，成本比較低，手工作業(yè)，適用于少量的檢測；第二種方案自動化程度較高，適合與大批量的檢測，并可作為工藝檢測，流水線作業(yè)。 關鍵詞：垂直距離 、 測量 、 安全運行 、 精度。 4 of of is in a a of of to of is to in a of in a is of of of is of so it is of of of is so it in be as a of 5 第一章 概述 一 國內各公司大都采用標準量具 ( 如游標卡尺 ) 對結晶器進行人工測量， 但用這種 傳統(tǒng)的測量方法不僅測量精度低，而且只能測得有限的幾個尺寸，其測量結果并不能完全描情況。因此需要設計高精度的專用測量機 對零件進行自動檢測。 我們做畢業(yè)設計 ,時間和能力都很有限 ,太大的課題 ,我們無法完成 ,如果課題太小 ,又不能達到畢業(yè)設計的要求 ,這個問題也是整個合作過程的基礎 科路研究所的古所長 ,業(yè)務部主任以及兩位技術人員等出席了會議 ,其間帶隊老 師和他們作了詳細的商談 專業(yè)狀況和經(jīng)歷等等 工作人員將科路的資料發(fā)的我們手中 ,上面是其產(chǎn)品的詳細介紹 ,包括技術數(shù)據(jù)等相當全面 . 在科路研究所了解了一些測量儀器后 ,我們來到的車輛段來接觸我們具體的設計課題 如千分尺 ,游標卡尺 ,螺旋測微器等 ,但其原理我們還是不大了解的 . 在機器制造業(yè)和儀器制造業(yè)中用來測量或檢驗工件各尺寸參數(shù)的器具有測量和計量儀器 界限 ,以及簡單的計量 用具 ,例如角尺 ,量規(guī) ,卡尺 ,千分尺等 光學 ,氣動 ,電動或其他原理將長度單位放大或縮小的測量器具 ,例如百分表 ,光較儀 ,電感式冊微儀等 . 在測量的過程中 ,不論是被測物還是測量儀器都存在不確定度 ,那就要求量具的不確定度是被測量物的 1/30,當然 ,如果你所設計的不確定度之比在1/30,如何證明你的設計也是需要考慮的 . 根據(jù)鐵道部 426 號文件的要求以及車輛段的需求 ,我們初步確定了一些課題 帶隊老師根據(jù)我們目前的能力為我們選定了四個題目 ,分別為 :罐體水壓實驗設備 ,彈性某零件加工尺寸測量設備開發(fā)進給傳動部件設計樣板 ,前蓋后擋檢測樣板 ,鉤舌綜合檢測樣板 6 隨著現(xiàn)代科學技術的飛速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，人們對交通工具的要求也越來越高，在這個時代的打背景下，國家鐵道部不斷對測量設備進行提速，那么這樣對測量設備上的各個組成構建的要求也就非常的嚴格了，特別是對其尺寸的檢測是必不可少的，因為一旦個別組件出了什么問題的話，在測量設備高速行駛的時候就 會產(chǎn)生很嚴重的后果。 當測量設備轉彎或走“蛇”字形路線時 ,下心盤承受車的重量 ,彈性旁承則起到緩沖作用 ,防止車體發(fā)生側翻 ,如何來測量某零件加工尺寸測量設備開發(fā)進給傳動部件設計離呢 ,到目前來說還沒有什么好的方法 ,就車輛段的檢測方法來說 ,他們也只是估計個大概 ,并沒有精確的檢測到其精確值 ,這樣就導致了如果沒有達到要求的話 ,就得把轉向架重新拆卸下來進行調整 ,才不至于對測量設備的行駛安全造成危害 又對大大降低了檢測的效率 而是以前沒有對這方面的要求 . 根據(jù)國家鐵道部 426 號 文件和車輛段的有關要求來設計某零件加工尺寸測量設備開發(fā)進給傳動部件設計離的監(jiān)測裝置。某零件加工尺寸測量設備開發(fā)進給傳動部件設計離是否符合有關要求直接關系到列車再走“蛇”字形路線時的安全問題。如果它們之間的距離達不到要求，則列車在走“蛇”型路線的時候很可能發(fā)生側翻。這些情況會給國家和人民造成不可估量的損失。而目前國內有關部門對此項的檢測還沒有完善，甚至連專門的測量工具都沒有，我們在車輛段所了解的大致情況是工人師傅們用普通的直尺測量，這樣不僅浪費時間，工作效率低。而且精度遠達不到有關規(guī)定。隨著時代的不斷發(fā)展，科 技的不斷進步，列車也在不斷的提速，那么列車在運行時的安全問題的解決就更加要跟上時代的步伐，列車的設計固然重要，然而列車各個方面的檢測也是必不可少的內容，其檢測儀器也需要跟上時代的要求，就是要求能夠方便而且準確的測出想要的數(shù)據(jù)來。基于上述情況設計出了三角底式彈性旁承上平面魚蝦新盤上平面的垂直距離檢測裝置。 二 某零件加工尺寸測量設備的安裝要求如下 :轉 項要求 : (1)旁承彈簧自由高為 80限 或折斷時更換 由高度差不大于 2一旁承的彈簧高度差不大于 1 (2)旁承彈性橡膠塊的橡膠與鋼板剝離 ,橡膠永久變形大于 3更換； (3)尼龍下旁承體裂損 ,頂面磨耗大于 3 (4)尼龍磨耗裂損或磨耗大于 3 (5)鋼制磨耗板裂損或磨耗大于 1 (6)下旁承彈簧座側面磨耗大于 3 (7)鋼彈簧更換時 ,須將同一轉向架上的旁承更換為橡膠彈性旁承； (8)鋼彈簧彈性旁承組成更換時須采用橡膠彈性旁承組成 . 心盤磨耗盤 檢修有下列 5項要求 : (1)心盤磨耗盤使用時間滿 6年時更換； (2)心盤磨耗盤允許有 1處從周邊至中心孔的裂紋或 2處以上長度之和不大于 150裂紋超限時更換； (3)轉 8 8 (4)轉 (5)從心盤襯墊內側距上邊緣徑向 15測量 ,球面心盤襯墊破損或磨耗大于 2 下旁承上平面與下心盤上平面的垂直距離不符合要求時調整方法有以下 4種 : (1)轉 8 8含心盤磨耗盤 )應為 (92+_2)符合時可調整下旁承座及下旁承墊板 ,下旁承底座部高度不大于 30旁承墊板總厚度為 2量為 1 (2)轉 6+_2)限時可調整下旁承墊板 量為1 (3)轉 131+_2)符合時可增減下旁承墊板 ,但不得超過 3塊； (4)轉 盤上平面的距離 (含心盤磨耗盤 )為(71+_2) 由于測量設備的組件是相當?shù)亩?，因此在檢測的時候就要求檢測的效率要 8 搞，在現(xiàn)代化的科技社會里，要是能充分利用計算機，那么對數(shù)據(jù)的計算分析就可以瞬間完成。在這里就要求我們能設計出能夠智能檢測的測量儀器，達到這一要求需要用到傳感器 、 計算機 、 外考慮到要檢測對象的成本和價值，不能只一味的追求高科技而忽略了所設計測量儀器的成本，要根據(jù)不同的部件設計出即經(jīng)濟又高效的產(chǎn)品。測量設備上的各組件都是 精密器械，所以對其精度要求是比較搞的，在這里要求測量儀器能夠精確到 9 第二章 基于不同要求兩種總體方案的設計 一 手工檢測裝置的總體方案的設計 1. 方案結構圖 圖 三角底架式檢測裝置的工作示意圖 1— 旋轉柱 2— 三角底架 3— 橫桿 4— 框架 5— 數(shù)顯裝置 6— 測量尺 由于兩個彈性旁承和下心盤呈三點一線式排列，而下心盤的上平面在彈性旁承的上平面的下方，由此聯(lián)想到了如果把這一排列比作一個不規(guī)則的容器，下 心盤的上平面就是容器的底平面，而彈性旁承的上平面是容器內的兩凸臺，且處在同一水平面上，這時往容器里灌水，當水面的高度達到兩凸臺的平面時停止灌水，此時的水高就是兩平面間的距離。所以利用這一原理，設計出了三角架式測量儀器，它是測量尺可以上下移動，而支架式固定不動的，當支架放在下心盤的上平面上時，與彈性旁承接觸的測量尺就會向上移動，其移動的距離就是所要測量的距離。 這項方案是一種帶有數(shù)顯裝置 5的測量器具 ,其底部是三角架 2,主要作用是放在下心盤的上平面上 ,起到支撐作用 ,它的上方是一可旋轉的旋轉柱 1,在豎直桿上又有一可 繞其旋轉的水平直桿 3,它的長讀稍微大于下心盤的圓心到彈性旁承的中心的距離 ,水平桿要與三角架的底平面平行 ,這樣才能保證檢測的精確度 ,此尺與豎直桿平行 ,在其上有一數(shù)顯裝置 ,在測量時可在數(shù)顯裝置上直接讀出數(shù)據(jù) ,這樣就大大節(jié)省了時間 ,所得的數(shù)據(jù)也達到了鐵道部的要求 先側下心盤上平面與一彈性旁承上平面的垂直距離 ,然后旋轉水平桿 ,測另一數(shù)據(jù)進行比較 ,然后根據(jù)鐵道部 10 所規(guī)定的數(shù)據(jù)進行調整 . 此方案的優(yōu)點是：（ 1） 精度比較搞 （ 2） 自動顯示數(shù)據(jù) （ 3） 工作效率得到了很打的提高 缺點是：（ 1） 質量比較大 （ 2） 人工作業(yè)比較多 （ 3） 不能智能計數(shù)分析 把測量尺的底部與三角底架滑到同一水平面上，把三角底架和測量尺分別置放在下心盤與彈性旁承的上方，緩緩放下測量儀器，由于旁承的平面高于下心盤的平面，所以測量尺先接觸被測物體，其開始向上滑動，當三角底架接觸到下心盤的時候，測量尺停止滑動，此時數(shù)顯表所顯示的數(shù)字既是所要測量的某零件加工尺寸測量設備開發(fā)進給傳動部件設計離。 二 自動檢測裝置總體方案的設計 圖 梁架式測量儀器的工作示意圖 11 1— 梁架 2— 橫桿 3— 測量尺 4— 滾花不脫出螺釘 5— 電動推桿 6— 固定架 7— 測量尺 根據(jù)車輛段所提出來的要求 ,最好能設計一種流水線式的檢測裝置 ,并且能把數(shù)據(jù)傳輸出來 ,利用計算機自動對數(shù)據(jù)進行記錄和分析。這一方案是利用 能和計算機進行 聯(lián)網(wǎng)，從而能夠智能控制電動推桿的伸縮距離，而且，測量尺 3處的位移傳感器也能夠和計算機聯(lián)網(wǎng)，這樣就可以把測量的數(shù)據(jù)直接輸送到計算機里對其進行分析處理，從而查找出不合格的部件。 此方案的優(yōu)點是：（ 1） 工作效率比三角底架測量儀更高 （ 2） 精度可以精確到 3） 利用計算機處理數(shù)據(jù) （ 4） 實現(xiàn)了流水線式檢測 缺點是：（ 1） 體積過大 （ 2） 價格較貴 把測量儀器由梁架 1 上的地腳螺栓固定在廠房內軌道的兩旁，要保證測量儀器的水平。檢測的時候，把測量設備的轉向架推到測量儀器的下方使某零件加工尺寸測量設備所在的直線位于橫桿 2 的正下方，此時啟動測量儀器的按扭， 開始伸長推動橫桿下移，當兩測量尺 3 碰到彈性旁承的時候開始向上滑動，當橫桿上的探測尺碰到下心盤的時候，計算機得到命令停止電動推桿的工作，此時位移傳感器把所記錄的數(shù)據(jù)傳送到計算機里進行處理和分析。 12 第三章 三角底架式 檢測裝置的設計 一 三角底架式檢測裝置的組成 圖 三角底架測量儀 1— 三角底架 2— 旋轉柱 3— 擋槽 4— 橫桿 5— 框架 6— 測量尺 7— 數(shù)顯裝置 8— 鎖緊螺釘 此測量儀器由起支撐作用的三角底架 1、 旋轉柱 2、 連接測量尺和旋轉柱的橫桿 4、 框架 5、 測量尺 6、 自動顯示數(shù)據(jù)的數(shù)顯裝置 7 和分別固定框架和測量尺位置的鎖緊螺釘?shù)冉M成。 二 各個部件的設計 1. 三角底架的設計 13 圖 三角底架 1— 固定磁鐵 2— 支撐桿 3— 深槽 （ 1） 設計的要求 三角底架放在下心盤上， 下心盤的內徑為 237± 1間圓柱銷孔的內徑為 54± 2徑為 80± 1以所設計的三角支撐結構要以此項尺寸為參考，之所以采用三角形支撐主要是利用平面幾何中三點確定以平面，而在所有圖形中三角形是最穩(wěn)定的。 （ 2）設計的內容 定三角支撐架為等邊三角形，其三定點所在的圓的直徑為 93角支架由三部分組成，分別為深槽 3，三條支撐桿 2 和固定磁鐵 1。 套筒的主要作用是與旋轉柱配合，套筒固定在下心盤上，它的總高為 210內徑為 60徑為66的深度為 5° 角，在三條支撐桿的底部各安裝一個固定磁鐵，它的主要作用是在測量的過程中，利用其磁性把測量儀器固定在下心盤上，使測量儀器不產(chǎn)生晃動或者側翻，另外，三角支架的底部要保證在同一水平面上，否則將會影響測量的精度，筒的內部的平面也要保證與三角支架所在的平面平行，它的結構如圖 3）材料的選擇 三角支架要有一定的重量，因為這樣可以防止測量裝置發(fā)生側翻 的現(xiàn)象，又要求有較高的耐磨性，因為它要與旋轉柱做相對運動，綜合以上條件選擇其材料為 [15] 14 2. 旋轉柱的設計 圖 旋轉柱 1— 橫桿擋槽 2— 銷孔 3— 柱體 （ 1）設計的要求與尺寸 旋轉柱是測量尺部分與三角支撐架相連接的重要部分。旋轉柱柱體 3 的直徑為 60高為 220桿的支撐槽長 1 度為 200厚為 5中心線處距頂部的距離為 45上有銷孔 2，是連接橫桿而設計的，銷孔的直徑是10旋轉柱壁的 距離為 20外，旋轉柱兩端都有 45°的倒角，以方便安裝在三角支撐架內。 （ 2）設計的內容 在這里設計橫桿支撐槽主要是考慮在測量時清零的問題，如果與測量尺相連的橫桿固定在旋轉柱上，那么當測量完一旁承的上平面與下心盤的上平面的垂直距離后，測量尺恢復到零位，數(shù)顯表清零。如果要測量另一旁承上平面與下心盤上平面的距離則需要把測量尺向上移動，這樣原先的清零就變的沒有意義了，而且影響到了測量的精度。所以在這里設計支撐槽一是為了解決精度的問題，二是分擔了橫桿受力過大的問題。它的結構如圖 3）材料的選擇 其與三 角支架的配合要求精度比較嚴格。另外它的材料要求也是比較高的。主要是耐磨的鋼材，根據(jù)產(chǎn)生相對位移的兩結構要求選不同的材料，它的選材要 15 與三角支撐架的材料有所區(qū)別，這里選擇其材料為 [15]M Q T M 3. 橫桿的設 [2]計 圖 橫桿 1— 銷孔 2— 橫桿 （ 1）設計的內容與尺寸 橫桿的主要作用是連接測量尺與三角支架，因為它的尺寸比較長，所以要求有足夠的剛度以抗擊兩端重力的作用。其尺寸為長 765為 40為 5 （ 2）橫桿的校 [1]核 它的彎矩扭矩計算如下： 橫桿的校核： 16 020406080100第一季度 第三季度東部西部北部最危險截面彎矩 M=0N ． 567m 66 xb h b h? ??6 ? ??? 橫桿的結構如圖 3）材料的選擇 橫桿要求有足夠的剛性和抗彎矩的能力，而且它不與旋轉柱發(fā)生摩擦，所以它的材料可以選擇與三角底架相同的材料即 [15] 4. 框架的設計 圖 框架 1— 橫桿滑槽 2— 橫桿固定螺紋孔 3— 測量尺滑槽 4— 測量尺固定螺紋孔 17 （ 1）設計的內容與尺寸 框架的作用是把橫桿和測量尺連接在一起。而且框架上的橫桿滑槽 1 可以使橫桿順其左右滑動，而測量尺則可沿著框架的測量尺滑槽 3 上下滑動?？蚣荛L53寬 46 14的厚度是根據(jù)測量尺和橫桿的厚度而確定的，其上兩通孔呈空間“十”字交叉壯，分別穿過橫桿和測量尺，另外在沿橫桿方向的框架上有一螺紋孔 2，其公稱直徑為 的中心線距離框架左邊緣距離為16 兩通孔的尺寸分別與橫桿和測量尺的尺寸呈配合尺寸，其結構如圖 2）材料的選擇 由于對框架的剛 度和彈性都沒有特殊的要求，但要有足夠的耐磨性，而且有一定的韌性，可塑性和可加工性較好，以便加工成型的時候便于加工制造，所以在選擇材料的時候只要避免同測量尺與橫桿的材料相同即可。其材料選為[15]00 5. 測量尺的設計 圖 測量尺 1— 定位裝置 2— 尺身 3— 刻度線 4— 探測頭 （ 1）設計的內容與尺寸 在這里測量尺與普通的直尺沒有太大的區(qū)別，主要是在其頂部設計了一定位裝置 1，它的主要作用是保證在零刻度的時候，測量尺 底部的探測頭 4 與三角支 18 撐架的底平面在同一水平面上。它的測量量程為 200 部探測頭呈半圓形?？傞L為 319位塊的寬為 34為 10半圓半徑均為 7 身 2 寬20為 2）材料的選擇 測量尺要求有剛性和韌性，而且耐磨性也比較好，在刻刻度線的時候，要求不會損壞刀具，在這里選擇 8為其材 [15]料 。 6. 鎖緊螺 ??2釘 鎖緊螺釘有兩個，一個是固定框架，當測量裝置工作或不用的時候，把框架固定在某一位置，工作的時候防止滑動，不用的時候，把框架向三角底架方向滑動，以減少橫桿一端的負載。另一螺釘則是在測量裝置工作或不用的時候固定測量尺的位置。其公稱直徑為 7. 數(shù)顯裝置 數(shù)顯裝置能自動顯示所測量的數(shù)值，它的原理主要是利用位移傳感器，它的安裝并沒有太嚴格的要求，但在這里要求安裝在框架上，以保證整個結構的合理性。數(shù)顯裝置的讀數(shù)能精確到 測量準確，從而減少了人工讀數(shù)所造成的誤差，也減少了大量的工作時間，提高了 工作的效率。 19 第四章 梁架式檢測裝置的設計 一 梁架檢測裝置的組成 圖 梁架式測量儀 1— 彈簧 2— 測量尺 3— 梁架 4— 滾花不脫出螺釘 5— 橫桿 6— 電動推桿 7— 推桿固定裝置 梁架式測量儀有主要由 1 彈簧 、 2 測量尺 、 3 梁架 、 4 滾花不脫出螺釘 、 5橫桿 、 6電動推桿和 7 推桿固定裝置等組成。另外還有計算機和傳感器等外接部件。 二 各部件的 設計 1. 梁架的設 [15]計 20 圖 梁架 1— 地腳 2— 地腳螺栓孔 3— 橫桿滑槽 4— 架體 5— 電動推桿固定裝置 6— 孔 7— 大 聯(lián)結螺釘 8— 小聯(lián)結螺釘 9— 固定裝置上蓋 10— 銷孔 （ 1）設計的內容 此處梁架的外形采用框架式，其立柱為箱型立柱。其剛架為空間剛架，結點為剛結點，傳遞的力為集中力和力矩，載荷的位置在剛架的幾何中心，方向垂直于剛架的對稱軸。另外兩主軸內側都設有橫桿滑槽 3，剛架的幾何中心有一直徑為 70圓孔，是用來安裝 電動推桿的。在剛架的頂部設有電動推桿的固定裝置 5，在兩立柱上各設有一阻擋裝置，當儀器不工作的時候，此裝置的作用是對橫桿起到托舉的作用，避免不工作的時候，橫桿自身的重力對其形狀造成影響。 電動推桿的固定裝置設計成合蓋式，推桿的上的兩軸安裝在孔 6 中，安裝的時候，上蓋 9 打開，上蓋由長銷與裝置的整體相聯(lián)。當安裝好推桿后，上蓋由 4個聯(lián)結螺釘 8 固定，整個裝置由 6 個聯(lián)結螺釘 7 與梁架聯(lián)結。 （ 2）梁架的校 [15]核 機架所 承受的載荷有機架自身的重力， 電動推桿的重力以及電動推桿固定裝置的重力，另外還有測量尺 、 彈簧以及橫桿的重力。當電動推桿工作時所 21 產(chǎn)生的沖擊力由于很小，在這里可以忽略不計。又因為梁架式測量儀是在室內工作，所以不承受風 、 水 、 冰 、 雪等載荷的作用，其重力系數(shù)根據(jù)受到較小的沖擊力和微小的振動選 架強度的計算： 強度的計算： 許用應力： /jp k????式中 ??— 許用應力 ； 基本許用應力 k — 折減系數(shù) k =1 基本許用應力： 對于塑性材料： /jp s ?． 5 彎曲 A=1． 1 剪切 jp ???A=0． 7 扭轉 jp ?A=0． 6 根據(jù)以上計算，選機架的材料為 于頂部所開的圓孔小于機架面積的10%，所以開孔不會顯著降低剛架的強度，機架的結構如圖 （ 3）材料的選擇 梁架整體比較大，跨度比較寬，橫梁的承受載荷的能力要求很高。綜合上述條件和計算選擇其材料為 [15] 7]計 圖 22 （ 1）設計的內容 在這里選用圓柱壓縮彈簧，其主要作用是利用其彈性讓測量尺自動回復到零位。此處彈簧采用兩端并緊 、 磨平，在安裝的時候給與較小的預應力，其結構如圖 2）設計尺寸的計算 (a) 彈簧的最大載荷定為 100N，最大變形量定位 150于在這里彈簧的尺 寸不是很大，價格要求較便宜，所以選用的材料為 65材料的優(yōu)點是淬透性好和強度較搞。 (b) 旋繞比 C 在這里選為 8. (c) 自由度系數(shù) K≈ 4 1 0 . 6 1 5 1 . 344C ??? (d) 根據(jù)測量尺的尺寸選彈簧的中徑 D=22(e) 試算彈簧絲的直徑 ? ?' m a 6 F K ???? =0． 3 B?B?=1700 ∴ ? ?' m a 6 F K ?=1． 98 取 2d 。 (f) 工作圈數(shù)的計算： ∵ 80000G ? ∴m a a x 588C ??? (g) 彈簧結構尺寸的計算 外徑2 24D D d m m? ? ?內徑1 20D D d m m? ? ?節(jié)距 ? ?0 . 2 8 ~ 0 . 5 0 . 2 8 2 2 6 . 1 6p D m m? ? ? ? 自由高度 ? ?0 1 . 5 ~ 2 . 2 3 6H p n d m m? ? ? 23 螺旋角 5pa rc ???(3) 材料的選擇 在這里要求彈簧有足夠的彈性，而且能夠經(jīng)受多次的壓縮而不變形，再次從經(jīng)濟方面來考慮選擇其材料為 [7]65 3. 橫桿的設 [2]計 圖 橫桿 1— 滾 子 2— 桿體 3— 測量尺孔 4— 探測尺 5— 凸臺 6— 銷孔 （ 1） 設計的內容與尺寸 橫桿是對稱的結構，因其要承受一定的載荷，所以在這里對其剛度和彎矩有一定的要求，另外需要做出特別設計的是它的兩端的結構。 其兩端嵌入機架立柱的滑槽內，它的俯視圖呈“工”字型結構，其內設有滾子，在這里設滾子的主要原因是為了減少橫桿與立柱的摩擦以增加橫桿和立柱的使用壽命，滾子用圓柱銷固定，其直徑為 12柱銷的直徑為 8橫桿的另外一特殊設計是其下端的探測桿，此桿的主要作用是，一旦接觸到下心盤的上平面，測 量儀器便停止工作，開始進入數(shù)據(jù)的讀出與統(tǒng)計分析階段。由于下心盤是由圓柱銷與轉向架鏈接的，其中心部分有一個直徑為 80圓臺，它的高為 10以橫桿的底端設計成“橋”式的結構，以保證探測桿能 24 夠接觸到下心盤的上平面而不與圓臺產(chǎn)生沖突，它的結構如圖 2） 材料的選擇 橫桿要有比較強的剛性，和抗彎曲的能力，另外它的重量不可過大，避免自身的質量給桿體造成過大的負荷，在這里選擇其材料為 [15]4. 測量尺的設計 圖 4． 5 測量尺 1－固定裝置 2－尺身 3－螺紋孔 （ 1）設計的內容與尺寸 此處測量尺與普通的測量直尺沒有太大的區(qū)別，主要是其頂端有一定位裝置，當壓縮彈簧的回復力使測量尺返回零位的時候，此裝置就起到阻止測量尺移動過量的作用。另外在距離測量尺的底部 170，兩側各有一螺紋孔，它們的作用是固定彈簧的位置，以使彈簧可以受力，從而迫使測量尺回復到零位，其 25 結構如圖 4． 5 （ 2）材料的選擇 測量尺要求有剛性和韌性，而且耐磨性也比較好，在刻刻度線的時候，要求不會損壞刀具，在這里選擇 8為其材 [19]料 。 5．滾花頭不脫出螺 [19]釘 滾花頭不脫出螺釘安裝在測量尺上，固定彈簧的位置，從而使彈簧受力。它要有一定的強度，以便能夠承受足夠的外力。 6． 電動推 [15]桿 圖 4． 6 電動推桿 1－ M： 機 2－ 推桿 4－ 固定栓 在剛剛開始設計控制測量尺的上升與下降的裝置時，考慮的是利用矩形螺紋導桿，但問 題也就隨之不斷的出現(xiàn)了。首先要解決的是，怎樣當測量尺接觸到被測面的時候，螺紋導桿就停止運動，關于這個問題曾經(jīng)想到過在橫桿的探測桿的 26 底面上安裝以微動開關，這樣是利用它的靈敏度來控制螺紋導桿的運動，但是其導線的連接是個需要仔細研究的問題，其接法 、 線路的安裝以及運動的時候外部條件對導線的損壞情況是個很棘手的問題。另外最關鍵的問題是，微動開關會影 響到測量的精度，所以此方法在這里是行不通的。還有，如果采用螺紋導桿的話，考慮到使用壽命的問題，則橫桿的設計需要改變，其尺寸會變得龐大，質量會變得過重 ，這些會造成生產(chǎn)的成本過大，不夠經(jīng)濟。所以經(jīng)過再三的仔細研究，決定使用 動推桿來作為測量尺的動力源裝置。 在這里采用的是 電動推桿中的 B 型，其尺寸不大，最關鍵的是其結構剛好與測量儀器的結構相符合，便于安裝。它的額定行程為 200與測量儀器的要求相符合。其重量為 34的電動機型號是 M： 550W，的最大的優(yōu)點是其行程調節(jié)機構可以在額定行程的范圍內任意調節(jié)工作的行程范圍，相應的外行程可以與微機聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)自動控制。從而解決了當橫桿的探測桿碰到下心盤的上平面就自動停止的 問題，其結構如圖 ． 位移傳感 [16]器 位移傳感器的作用是與相應的讀卡連接，直接與計算機聯(lián)網(wǎng)，自動把測量的數(shù)據(jù)輸送到計算機里，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動分析。它的安裝位置是在橫桿上測量尺的配合孔處。 27 第五章 結果與分析 根據(jù)國家鐵道部 426 號文件和車輛段的有關規(guī)定和要求，又根據(jù)在市科路測量儀器研究所所了解的有關測量儀器方面的知識，我所設計的某零件加工尺寸測量設備開發(fā)進給傳動部件設計離檢測裝置具有自動讀數(shù)和數(shù)據(jù)的輸出等功能，從而大大 提高了檢測的工作效率，也提高了檢測時的精度，下面就兩種方案分別作出實驗的結果與分析。 一 三角架式檢測裝置的優(yōu)點與缺點 三角底架測量儀器的結構特點是，性能穩(wěn)定。特別是齊三角底架利用三角形最穩(wěn)定的原理與下心盤的上平面接觸，然后利用磁鐵固定在它的上方，從而避免了側翻的可能性。由于此裝置是把一組彈性旁承的上平面與下心盤的上平面的垂直距離分兩次檢測的，所以在這里考慮到了當測完一個數(shù)據(jù)再測另外一數(shù)據(jù)的時候，數(shù)顯裝置的清零的問題，就如前面所說，在這里，如果不把橫桿與旋轉柱分開的話，在測量另外一數(shù)據(jù)的時候就必須得把 測量尺向上滑動，那么此時數(shù)顯裝置所讀出的數(shù)據(jù)就不準確，因此，橫桿就需要與旋轉柱分開。 在使用三角底架測量儀的時候，把測量尺的鎖緊螺釘松開，并且使測量尺的底面與三角支撐架的底面在同一水平面上，此時，把橫桿向上旋轉，把測量儀放在下心盤上，再把橫桿向下緩緩旋轉，當測量尺接觸到彈性旁承的上平面的時候，測量尺開始向上滑動，直到橫桿接觸到擋槽的時候，測量尺不再滑動，此時數(shù)顯裝置所顯示的數(shù)字就是要測量的數(shù)據(jù)。測另一組數(shù)據(jù)的時候，只需轉動旋轉柱，再重復上述步驟即可。 當測量儀器工作的時候，把框架上的橫桿鎖緊螺釘擰緊，從而固 定測量尺的位置。當測量儀器不工作的時候，可把螺釘松開，把框架滑向旋轉柱處，再把螺釘擰緊，同時也把測量尺滑到最底端，然后用鎖緊螺釘固定住，這樣做的好處是減少橫桿的載荷，延長其壽命，不至于使其因為一端受經(jīng)常受壓力而產(chǎn)生彎曲，影響測量的精度。 當測量尺 、 橫桿或者旋轉住受到磨損或不小心碰壞的時候，其拆卸方便，這些零件可以批量生產(chǎn)。 本方案的工藝比較簡單，沒有很復雜的加工工序，各個組零件都很容易加工出來，而鎖緊螺釘和數(shù)顯裝置都是現(xiàn)成的，所以此方案生產(chǎn)出來的價格應該是比較便宜的。 但是它的缺點是，雖然實現(xiàn)了自動讀取數(shù)據(jù) ，但是還是沒能完成實現(xiàn)智能化， 28 其測量的工程還得需要工人師傅的仔細作業(yè)才可，另外它的重量也是比較大的，當測量完一個轉向架的數(shù)據(jù)后，工人們把它拿到另一轉向架的時候是比較費力的。 二 梁架式檢測裝置的優(yōu)點與缺點 梁架式測量儀相對三角底架測量儀來說實現(xiàn)了智能化。梁架式測量儀的安裝是個很關鍵的過程最需要注意的是，由于整個裝置的設計都是水平的，既與軌道的平面平行。而且很多尺寸包括測量尺與橫桿探測桿的最低點都是根據(jù)車輪的高度而設計的，這樣是為了保證轉向架可以自由的在測量儀器的下面通過，所以在安裝的時候一定要確保測量 儀器的最低面與測量設備軌道的平面在同一水平面上，誤差不可過大，以不至于影響轉向架的通過。 電動推桿是整個測量儀器的動力裝置。電動桿本身具有額定推力過載保護裝置和行程調節(jié)機構。前者在制造過程中就已經(jīng)設定了額定推力，工作中一旦遇到意外，推力超過額定值，系統(tǒng)立即斷電停車，保護電機和機構不被破壞，但是，絕對不能以此作為正常運行的終點開關使用，后者可在額定行程范圍內任意調節(jié)工作行程范圍，相應的外行程開關可以與計算機聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)自動控制，電動推桿的這項優(yōu)勢就保證了與計算機聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)智能化的設計要求，另外把位移傳感器一并 與計算機聯(lián)在一起，這樣就實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的自動讀出與分析，大大提高了工作效率，減少了工人的工作量。 橫桿是從梁架的下端安裝的，橫桿上的滾子是為了減小摩擦和提高梁架和橫桿的工作壽命而設計的，起上下移動的時候基本上沒有太大的阻力，而且很靈活。測量尺的位置與彈性旁承和下心盤的安裝位置相同。當橫桿下降的時候，測量尺上的彈簧只受預設外力的作用，此時彈力很小，隨著橫桿的繼續(xù)下降，測量尺首先接觸到彈性旁承的上平面，測量尺開始向上移動，此時，彈簧在橫桿和滾花不脫出螺釘?shù)淖饔孟拢膹椓Σ粩嗟脑龃?，當橫桿上的探測尺接觸到下心盤的上平面的時候，測量儀器自動停止，此時，測量尺上升的距離就是所要測量的距離，計算機此時自動記錄和分析所測到的數(shù)值，當這些工作完成后計算機發(fā)出指令使橫桿上升，這時彈簧就起到了使測量尺恢復到零位的作用。 梁架式測量儀器的各部件都可以靈活的拆換，并且更換的程序并不復雜，而且在組裝的時候也是相當簡單的，梁架式測量儀器的工作效率比起三角底架測量儀來，其工作效率更高，測量精度相當，但是操作是更加的方便了，只需要把轉向架推到測量儀器的下面就可以完成數(shù)據(jù)的檢測與分析。 但是梁架式測量儀器的造價是比較高的，而且它的尺寸比較大，在 運輸?shù)臅r 29 候不是很方便，占用比較大的垂直空間。 三 對比與分析 綜合以上所述，我自己還是認為無論是從國家鐵道部的 426 號文件還是從車輛段要求方面來考慮，應該是梁架式測量儀器比較符合要求。雖然梁架式測量儀的造價比較高，運輸也有一定的難度，但是它實現(xiàn)了智能化，符合現(xiàn)代科學技術發(fā)展的要求。它與三角底架測量儀器相比，不用分兩次來測量一轉向架上的數(shù)據(jù)，另外，雖然，三角底架測量儀器也實現(xiàn)了利用數(shù)顯裝置直接讀數(shù)的功能，但是，它還是需要利用人工來記錄其數(shù)據(jù)，再由人工來對其進行分析，這樣工作效率還是不高，而梁架式測量儀器 借助計算機就可以完成以上所有工作，工作效率就更高了。 30 結論 大學四年轉眼間即將過去，不知不覺四年時光象流水一樣東去，而在這四年里我們究竟學到了什么？學的怎么樣？哪些知識掌握的不夠牢固？這次的畢業(yè)設計為我們提供了一次很好的自我檢驗的舞臺。 當我們在各個機械工廠參觀的時候，當時的感覺是，這些機器沒有什么啊，不就是把各個零件組裝起來組成一個系統(tǒng)嗎。并不是想象中的那么難呀，這種心態(tài)的產(chǎn)生是因為我們只知道了一些理論知識，從而只知道了表面現(xiàn)象，而更具體的我們卻沒有能力去深刻 的了解，不只到設計的工程是多么的艱辛，就象我們在品嘗美味佳肴的時候，卻不知道是怎么做出來的。 我們在科路測量儀器研究所和車輛段參觀的日子里，我們了解到了很多有關測量儀器方面的知識。以前從來都沒有想到過，測量工具竟然有那么復雜的結構，最讓我佩服的是那巧妙的構思，設計師傅們根據(jù)被測物的結構而設計的形態(tài)各異的測量儀器，而且還能智能讀數(shù)。當我們了解到我們的畢業(yè)設計課題正是關于這方面的時候，我們是相當?shù)呐d奮，而且我們的課題都是鐵道部剛下達的文件里做出的新要求，這對我們來說是很有挑戰(zhàn)性的。 然而當我們選擇好自己的課題后 ，開始進入實質性的設計時，卻普遍有一種無從下手的感覺。這時，我們才知道了自己是知道的那么微不足道。 我所設計的某零件加工尺寸測量設備開發(fā)進給傳動部件設計離的檢測裝置，在設計的過程中就遇到了不少的麻煩。比如在設計三角抵架測量引起的工程中，雖然很快就把方案確定了下來，而且也把圖形畫了出來，但是，卻出現(xiàn)了一處很嚴重的問題，就是在最初的設計是橫桿與旋轉柱成為一體，這個設計是相當失敗的，因為，如果以這樣的結構去測量的話，由于橫桿與旋轉柱是一剛體，而下心盤的位置是底于彈性旁盛的位置的，那么當測量另外一數(shù)據(jù)的時候，就得把 測量尺向上滑動，而此時數(shù)顯裝置的讀數(shù)是在不斷的變化的，那么當測量尺穩(wěn)定后，數(shù)顯裝置的讀數(shù)就不是要測量的數(shù)據(jù)，如果按照此相數(shù)據(jù)記錄，將會造成很嚴重的后果。最后那橫桿與旋轉柱分開，使橫桿也可以自由的旋轉，這時的結構就符合了設計的最初思路，而且數(shù)據(jù)絕對的精確。 在設計梁架式測量儀器的時候，遇到的最大的困難是怎樣讓整個裝置接觸到下心盤的時候就自動停止，如果還要靠人工來控制的話，那么就沒有必要來設計如此龐大的測量儀器了。由于其測量原理與三角抵架測量儀器的原理相同，所以其他方面倒是沒有出現(xiàn)什么困難。在解決上述困難的時候 ，我的第一個設計思路是利用矩形螺紋導桿來作為橫桿的上升與下降裝置，然后在橫桿上的探測桿的底面上安裝一個微動開關，利用微動開關的靈敏性來控制螺紋導桿的運動，然而問 31 題又出現(xiàn)了，雖然這樣可以控制系統(tǒng)的運動，但是影響到了測量的精度，對于要求機器嚴格的數(shù)據(jù)來說，這是不能容許的。所以此種思路在這里不可取。經(jīng)過向老師請教和查閱大量的資料，終于找到了解決的辦法，就是利用 電動推桿，因為它的運動完全可以用計算機來控制，這樣既解決的運動的問題，又解決了智能測量的問題。 另外，設計的時候要注意各種細節(jié)的問題，比如要注意各零件 之間的配合，當兩零件有相對運動的趨勢時，要注意材料的選擇等。 總的來說，我還是比較滿意我的兩種測量儀器的設計，雖然外觀稱不上好看，但是就其的實用性來說，是符合鐵道部的要求的，而且梁架式測量儀器還實現(xiàn)了智能化。 32 謝辭 通過本次的畢業(yè)設計，我深深的體會到了設計的艱辛與樂趣，體會到了設計人員在數(shù)據(jù)上的嚴謹性。 在設計的過程中的確遇到了不少的困難，比如材料的選擇，我們要從經(jīng)濟性 、使用壽命 、 耐磨性 、 質量 、 剛性 、 韌性等方面來考慮，以達到最好的性價比，在有些零件的設計中， 對一些細節(jié)的問題考慮的不夠嚴謹，幸虧有老師和同學們的幫助才使我的設計得以順利的完成。 在這里要非常感謝徐偉民老師對我們的畢業(yè)設計作出的大量的指導，他非常關心我們的設計的進展情況，每周都要對我們進行實質性的考察，如果他發(fā)現(xiàn)我們誰出了什么問題，會及時的給我們糾正，另外對我們在設計的過程中所遇到的困難作出詳細的解釋。對進展緩慢的學生進行鼓勵，對進展較快的學生進行表揚，使我們體會到了設計的樂趣。還要感謝要老師對我的設計所作出的幫助，他為我的設計解決了一些關鍵性的問題，正是由于這些問題的解決，我的設計才得以順利的完成 。 另外，為我們提供了本次實習的機會，在的實習期間，古所長給了我們無微不至的照顧，給我們介紹了大量有關測量儀器方面的知識，使我們對這次的設計有了初步的概念。還要感謝車輛段的吳科長，他給我們提供了參觀車輛段的機會，他在百忙之中抽出時間親自帶我們去車間參觀，并給我們講解有關問題。吳科長給我們提供了這次畢業(yè)設計的課題，并給了我們大量的相關資料和一些圖紙。 參考文獻 33 [1]. 楊永才 北京 :北京科學技術出版社 ,2004年 1月 [2]． 李天無 手冊 南科技出版社， 1988 年 [3]． 楊黎明 李恩至 機械零件設計手冊 . 北京 : 國防工業(yè)出版社 月 [4]. 廖念釗主編 . 互換性與測量技術基礎（第三版） 中國計量出版社 ,2002年 3月 [5]. 大連理工大學工程畫教研室 . 機械制圖（第四版） 高等教育出版社 , 1991年 5月 [6]. 劉鴻文 . 材料力學（第三版） 高等教育出版社 , 1992 年 9月 [7]． 濮良貴 機械設計（第七版） . 北京 : 高等教育出版 社 , 2001年 6月 [8]. 孫桓 . 機械原理（第五版） . 北京 : 高等教育出版社 ,2001年 5月 [9]. 武漢工業(yè)學院機械工程系基礎教研室編 漢： 2001年 6月 [10]. 譚國民 北京：化學工業(yè)出版社， 2002 56～ 98 [11]. 劉喜生 長春，吉林大學出版社， 1997 41～ 62 [12]. 孫誠 北京：中國輕工業(yè)出版社， 2003 114～ 140 [13]. r.,112～ 130 [14].