基于汽車輪轂軸承自動(dòng)線生產(chǎn)線輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)
基于汽車輪轂軸承自動(dòng)線生產(chǎn)線輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì),基于汽車輪轂軸承自動(dòng)線生產(chǎn)線輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì),基于,汽車,輪轂,軸承,自動(dòng)線,生產(chǎn)線,輔助,系統(tǒng),設(shè)計(jì)
摘要 在汽車發(fā)展過程中，汽車輪轂軸承通常被當(dāng)做懸架的裝置或制動(dòng)設(shè)備。在受力分析方面，通過懸架裝備傳遞分解汽車輪轂軸承所承受汽車的重量，但從裝配的位置關(guān)系來看，通過與制動(dòng)裝備連接是汽車輪轂軸承連接裝配體的零件的方式。由于軸承起到了傳動(dòng)的作用，同時(shí)也可以將輪轂軸承劃分為傳動(dòng)系零件。此汽車自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)機(jī)理是由自動(dòng)化機(jī)器加工生產(chǎn)線的基本原理和手動(dòng)裝配流水線的原理中發(fā)展而來。運(yùn)用相關(guān)原理進(jìn)行輪轂軸承的設(shè)計(jì)和制造，實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化生產(chǎn)，提高汽車輪轂的生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)量，以滿足當(dāng)下汽車行業(yè)發(fā)展的需求。本設(shè)計(jì)主要包括起定位站和翻位站的設(shè)計(jì)。在本設(shè)計(jì)中，運(yùn)用SolidWorks對定位站和翻位站的總體、相關(guān)部件圖，都有詳細(xì)的說明。1.1 汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線輔助裝備概述汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線輔助裝備概述 汽車輪轂軸承受直徑向載荷和輪轂軸向載荷的兩重效果，是一個(gè)很重要的零件1。在90年代中后期，國內(nèi)的大部分汽車輪轂軸承的設(shè)計(jì)過程中都是采用圓錐形滾子軸承或者球形軸承，在裝配汽車的過程中，這種結(jié)構(gòu)有助于汽車各部件的調(diào)整。汽車的裝配過程中受到諸多方面的因素影響，通常零件的裝配難度相當(dāng)大、使用時(shí)成本過高且零件的可靠性較差，在市場競爭中是相當(dāng)不利的。近些幾年來，前置前驅(qū)轎車的出現(xiàn)給汽車行業(yè)帶來了一些列的變化，汽車輪轂軸承的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程都發(fā)生較大的變化1。PLC在微電子技能，計(jì)算機(jī)技能，自動(dòng)化控制技能和通信技能和新一代工業(yè)控制裝置形成的傳統(tǒng)的順序控制器推出2。定時(shí)，計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算的其內(nèi)部存儲(chǔ)實(shí)施用于國際IEC發(fā)布了關(guān)于PLC的規(guī)定：可編程控制器的相關(guān)設(shè)備是電子裝備，專為在工業(yè)環(huán)境中使用的數(shù)字運(yùn)算操作，易于擴(kuò)展其設(shè)計(jì)能力的原則3，該設(shè)備被設(shè)計(jì)成使用一套設(shè)備的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)計(jì)的實(shí)用性。本文重點(diǎn)設(shè)計(jì)了翻轉(zhuǎn)站和定位站。1.2 汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線輔助裝備的組成汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線輔助裝備的組成 輪轂軸承的主要用來承受汽車的重量，為確保輪轂的靈活轉(zhuǎn)動(dòng)提供安全而精準(zhǔn)引導(dǎo)。輪轂軸承既要承受輪轂軸向載荷的作用力又承受來自直徑方向載荷的作用力，是一個(gè)相當(dāng)重要的汽車零部件，傳統(tǒng)汽車輪轂軸承由圓錐滾子軸承或者滾珠軸承來進(jìn)行設(shè)計(jì)和安裝，且需要進(jìn)行密封和間隙距離進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整2。1.2.1 汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線輔助裝備的組成汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線輔助裝備的組成 現(xiàn)代企業(yè)加工制造實(shí)現(xiàn)機(jī)器自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域不停的在進(jìn)步著4。制造業(yè)的不斷向前發(fā)展需要引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)和高精度的自動(dòng)化生產(chǎn)線。企業(yè)的發(fā)展優(yōu)勢越來越明顯體現(xiàn)在自動(dòng)化生產(chǎn)線的生產(chǎn)性能等諸多方面，企業(yè)實(shí)現(xiàn)無人的自動(dòng)化生產(chǎn)更加迫切，直接影響到企業(yè)的發(fā)展，企業(yè)的未來。其結(jié)構(gòu)示意圖如下所示。1.2.2 汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線輔助裝備的效果汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線輔助裝備的效果自動(dòng)化過流水線的結(jié)構(gòu)包括：各類輸送計(jì)量裝備，停止和塊變換機(jī)制，各種自動(dòng)化上下料裝置，各種裝配自動(dòng)化，傳感器和控制裝備。此外，還經(jīng)常的手動(dòng)步驟的一部分，在技能上是困難的被替換或在自動(dòng)化裝配過程中是不經(jīng)濟(jì)的成本，同時(shí)，包括完整的機(jī)器自動(dòng)化相關(guān)操作和混合自動(dòng)化組裝及裝配各零部件的生產(chǎn)線的手動(dòng)操作5。（1）傳輸裝備輸送裝備通常在各種運(yùn)輸送線的使用，一邊效果是自動(dòng)化輸送的工件，另一方面，在各種平面坐標(biāo)被連接到裝備操作的自動(dòng)化組裝。輸送裝備通常采用連續(xù)操作的方式。（2）各種分料、擋停及換向機(jī)構(gòu)通常具有在進(jìn)給機(jī)構(gòu)，工件連續(xù)間隔排列，然后將不同的齒輪止動(dòng)機(jī)構(gòu)各電動(dòng)機(jī)輸送線設(shè)計(jì)點(diǎn)，通過每個(gè)平面工件位置的需要。（3）各種自動(dòng)化上下料裝置 作為該處理結(jié)果的主要部件是由各種自動(dòng)化裝配表面進(jìn)行的，各種自動(dòng)化裝配平面度也對應(yīng)于各自的自動(dòng)化上下料設(shè)備，應(yīng)用是振動(dòng)板和操縱器8。為了簡化自動(dòng)化平面的結(jié)構(gòu)中，通常是用機(jī)器手的自動(dòng)化上下材料設(shè)計(jì)直接進(jìn)入平面的部分的設(shè)計(jì)，但通常只需要能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)兩個(gè)方向的載荷的操作。因此，使用線性引導(dǎo)機(jī)構(gòu)，并形成了一套完整的上，下氣缸，層裝備，在較低的端操縱器假設(shè)吸盤的直線運(yùn)動(dòng)或氣動(dòng)手指的兩個(gè)方向手臂向上9。（4）傳感器和控制裝備通常通過使用特殊的工藝操作中，經(jīng)過特殊工藝，運(yùn)行工件的全部加工完整的生產(chǎn)線，其過程類似于手工非常裝配線。自動(dòng)化流水線是最典型的是線性形式的結(jié)構(gòu)，如圖所示的傳輸裝備的圖1中是最簡單的，制造中的一個(gè)是容易10。（5）各站特點(diǎn)分析 上料檢測站：-上料臺(tái)通過氣缸將工件依次送到檢測工位 -傳送帶將工件傳送，并由傳感器檢測工件搬運(yùn)站：-將工件從上站搬至下一站翻轉(zhuǎn)站：-用工作臺(tái)將工件在四個(gè)工位間翻轉(zhuǎn)定位站：-將工件定位到精確的位置加工站：-用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)將工件在四個(gè)工位間轉(zhuǎn)換 -鉆孔單元打孔 -檢測打孔深度安裝站：-選擇要安裝工件的料倉 -將工件從料倉中推出 -將工件安裝到位安裝搬運(yùn)站：-將上站工件拿起放入安裝工位 -將裝好工件拿起放下站分類站：-按工件類型分類 -將工件推入庫房
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)
題 目: 基于汽車輪轂軸承自動(dòng)線生產(chǎn)線輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)
院 系: 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級： 1203
學(xué)生姓名： 張喆
指導(dǎo)教師： 王楠
論文提交日期： 2015年6月1日
論文答辯日期： 2015年6月5日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)
機(jī)制1203班
學(xué)生：張喆
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：基于汽車輪轂軸承自動(dòng)生產(chǎn)線輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容： 本設(shè)計(jì)主要包括起定位站和翻位站的設(shè)計(jì)。在本設(shè)計(jì)中，運(yùn)用SolidWorks對定位站和翻位站的總體、相關(guān)部件圖，都有詳細(xì)的說明。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專題部分： 第一章 前言 第二章 汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線定位站的傳動(dòng)裝備設(shè)計(jì) 第三章汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)站設(shè)計(jì) 第四章 基于solidworks軟件進(jìn)行建模及裝配 第五章 基于solidworks motion進(jìn)行定位站的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真
起止時(shí)間：2016.2.29-2016.5.30
指導(dǎo)教師： 簽字 2016 年 6 月 4日
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院全日制普通本科生
畢業(yè)設(shè)計(jì)誠心聲明
鄭重聲明，所呈交的本科畢業(yè)論文是自己在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，進(jìn)行研究所取的結(jié)果，結(jié)果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭議，除文中曾經(jīng)聲明援用的內(nèi)容外，本論文不含任何其余個(gè)人或團(tuán)隊(duì)已經(jīng)頒發(fā)或撰寫過的文章結(jié)果。對本文的咨詢作出重要貢獻(xiàn)的小我和團(tuán)隊(duì)在文中均作了精確的解釋并表達(dá)了感謝。同時(shí)，本論文的著作權(quán)由本人與指導(dǎo)教師共同擁有。自己一切明白本說明的法令后果由本人擔(dān)當(dāng)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)作者簽字：
年 月 日
摘 要
在汽車發(fā)展過程中，汽車輪轂軸承通常被當(dāng)做懸架的裝置或制動(dòng)設(shè)備。在受力分析方面，通過懸架裝備傳遞分解汽車輪轂軸承所承受汽車的重量，但從裝配的位置關(guān)系來看，通過與制動(dòng)裝備連接是汽車輪轂軸承連接裝配體的零件的方式。由于軸承起到了傳動(dòng)的作用，同時(shí)也可以將輪轂軸承劃分為傳動(dòng)系零件。
此汽車自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)機(jī)理是由自動(dòng)化機(jī)器加工生產(chǎn)線的基本原理和手動(dòng)裝配流水線的原理中發(fā)展而來。運(yùn)用相關(guān)原理進(jìn)行輪轂軸承的設(shè)計(jì)和制造，實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化生產(chǎn)，提高汽車輪轂的生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)量，以滿足當(dāng)下汽車行業(yè)發(fā)展的需求。
本設(shè)計(jì)主要包括起定位站和翻位站的設(shè)計(jì)。在本設(shè)計(jì)中，運(yùn)用SolidWorks對定位站和翻位站的總體、相關(guān)部件圖，都有詳細(xì)的說明。
關(guān)鍵詞：汽車輪轂，定位站,翻轉(zhuǎn)站，solidworks。
Abstract
In the vehicle development process, automotive wheel bearings are generally used as suspension means or braking device. In terms of stress analysis, by passing the suspension equipment exploded automotive wheel bearings to withstand the weight of the car, but the positional relationship between the assembly point of view, by the brake equipment is connected with the automobile hub bearing assembly connected to the part of the way. Since the bearing has played a role in transmission, but can also be divided into wheel bearing drivetrain parts.
Mechanisms of this automation of automobile assembly line was developed from the basic principles and the principles of manual assembly lines of automated machine production line in coming. Using the principles of design and manufacturing wheel bearings, to achieve factory automation, improve production quality and yield of automobile wheels, in order to meet the needs of the current automotive industry.
The design includes bits from the positioning station and turn station design. In this design, the use of SolidWorks varus positioning stations and general stations, the relevant parts diagram, a more detailed explanation.
Keywords: Car wheels, positioning station, flip station, solidworks.
目 錄
第一章 前言 1
1.1汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線輔助裝備概述 1
1.2 汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線輔助裝備的組成 1
1.2.1 汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線輔助裝備的組成 1
1.2.2 汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線輔助裝備的效果 2
第二章 汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線定位站的傳動(dòng)裝備設(shè)計(jì) 4
2.1 定位站的設(shè)計(jì)關(guān)鍵技能參數(shù)要求 4
2.2 初定夾具結(jié)構(gòu)方案 5
2.2.1 工件定位方案及定位裝置 5
2.2.2 設(shè)計(jì)鉆套裝置 6
2.2.3 工件夾緊裝置 6
2.2.4 驗(yàn)算中心距 7
2.2.5 驗(yàn)算兩孔平行度精度 8
2.2.6 繪圖 9
2.3 汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線定位站的傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 9
2.3.1 汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線定位站的驅(qū)動(dòng)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速選擇 9
2.3.2 汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線定位站的驅(qū)動(dòng)電機(jī)額定功率選擇 10
2.4汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線定位站的定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 11
2.4.1 定位機(jī)構(gòu)夾具設(shè)計(jì) 12
第三章汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)站設(shè)計(jì) 15
3.1 汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15
3.2 汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)站氣缸的選擇 16
3.2.1 氣缸的選擇與造型 16
3.2.2 活塞的選型 18
3.2.3 其他相關(guān)機(jī)構(gòu)選型 19
第四章 基于solidworks軟件進(jìn)行建模及裝配 21
4.1 基于solidworks軟件的輪轂軸承建模與裝配概述 21
4.1.1 Solidworks軟件特點(diǎn) 21
4.2 運(yùn)用SolidWorks軟件進(jìn)行零件設(shè)計(jì) 21
4.3 運(yùn)用SolidWorks軟件進(jìn)行零件裝配 25
4.3.1 新建零件 26
4.3.2 插入基體零件 26
4.3.3 保存文件 27
4.3.4 插入“軸組件”子裝配體 27
4.3.5 裝配體圖 29
第五章 基于solidworks motion進(jìn)行定位站的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真 30
5.1 solidworks motion概述 30
5.2 基于solidworks motion進(jìn)行定位站參數(shù)設(shè)置 31
5.3 基于solidworks motion進(jìn)行定位站的仿真 32
第六章 結(jié)論 33
致謝 35
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 前言
第一章 前言
1.1 汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線輔助裝備概述
汽車輪轂軸承受直徑向載荷和輪轂軸向載荷的兩重效果，是一個(gè)很重要的零件[1]。在90年代中后期，國內(nèi)的大部分汽車輪轂軸承的設(shè)計(jì)過程中都是采用圓錐形滾子軸承或者球形軸承，在裝配汽車的過程中，這種結(jié)構(gòu)有助于汽車各部件的調(diào)整。汽車的裝配過程中受到諸多方面的因素影響，通常零件的裝配難度相當(dāng)大、使用時(shí)成本過高且零件的可靠性較差，在市場競爭中是相當(dāng)不利的。近些幾年來，前置前驅(qū)轎車的出現(xiàn)給汽車行業(yè)帶來了一些列的變化，汽車輪轂軸承的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程都發(fā)生較大的變化[1]。
PLC在微電子技能，計(jì)算機(jī)技能，自動(dòng)化控制技能和通信技能和新一代工業(yè)控制裝置形成的傳統(tǒng)的順序控制器推出[2]。定時(shí)，計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算的其內(nèi)部存儲(chǔ)實(shí)施用于國際IEC發(fā)布了關(guān)于PLC的規(guī)定：可編程控制器的相關(guān)設(shè)備是電子裝備，專為在工業(yè)環(huán)境中使用的數(shù)字運(yùn)算操作，易于擴(kuò)展其設(shè)計(jì)能力的原則[3]，該設(shè)備被設(shè)計(jì)成使用一套設(shè)備的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)計(jì)的實(shí)用性。本文重點(diǎn)設(shè)計(jì)了翻轉(zhuǎn)站和定位站。
1.2 汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線輔助裝備的組成
輪轂軸承的主要用來承受汽車的重量，為確保輪轂的靈活轉(zhuǎn)動(dòng)提供安全而精準(zhǔn)引導(dǎo)。輪轂軸承既要承受輪轂軸向載荷的作用力又承受來自直徑方向載荷的作用力，是一個(gè)相當(dāng)重要的汽車零部件，傳統(tǒng)汽車輪轂軸承由圓錐滾子軸承或者滾珠軸承來進(jìn)行設(shè)計(jì)和安裝，且需要進(jìn)行密封和間隙距離進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整[2]。
1.2.1 汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線輔助裝備的組成
現(xiàn)代企業(yè)加工制造實(shí)現(xiàn)機(jī)器自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域不停的在進(jìn)步著[4]。制造業(yè)的不斷向前發(fā)展需要引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)和高精度的自動(dòng)化生產(chǎn)線。企業(yè)的發(fā)展優(yōu)勢越來越明顯體現(xiàn)在自動(dòng)化生產(chǎn)線的生產(chǎn)性能等諸多方面，企業(yè)實(shí)現(xiàn)無人的自動(dòng)化生產(chǎn)更加迫切，直接影響到企業(yè)的發(fā)展，企業(yè)的未來。其結(jié)構(gòu)示意圖如下所示。
1
圖1-1 典型的自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)原理示意圖
1.2.2 汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線輔助裝備的效果
自動(dòng)化過流水線的結(jié)構(gòu)包括：各類輸送計(jì)量裝備，停止和塊變換機(jī)制，各種自動(dòng)化上下料裝置，各種裝配自動(dòng)化，傳感器和控制裝備。此外，還經(jīng)常的手動(dòng)步驟的一部分，在技能上是困難的被替換或在自動(dòng)化裝配過程中是不經(jīng)濟(jì)的成本，同時(shí)，包括完整的機(jī)器自動(dòng)化相關(guān)操作和混合自動(dòng)化組裝及裝配各零部件的生產(chǎn)線的手動(dòng)操作[5] 。
（1）傳輸裝備
輸送裝備通常在各種運(yùn)輸送線的使用，一邊效果是自動(dòng)化輸送的工件，另一方面，在各種平面坐標(biāo)被連接到裝備操作的自動(dòng)化組裝。輸送裝備通常采用連續(xù)操作的方式。
（2）各種分料、擋停及換向機(jī)構(gòu)
通常具有在進(jìn)給機(jī)構(gòu)，工件連續(xù)間隔排列，然后將不同的齒輪止動(dòng)機(jī)構(gòu)各電動(dòng)機(jī)輸送線設(shè)計(jì)點(diǎn)，通過每個(gè)平面工件位置的需要。
（3）各種自動(dòng)化上下料裝置
作為該處理結(jié)果的主要部件是由各種自動(dòng)化裝配表面進(jìn)行的，各種自動(dòng)化裝配平面度也對應(yīng)于各自的自動(dòng)化上下料設(shè)備，應(yīng)用是振動(dòng)板和操縱器[8]。
為了簡化自動(dòng)化平面的結(jié)構(gòu)中，通常是用機(jī)器手的自動(dòng)化上下材料設(shè)計(jì)直接進(jìn)入平面的部分的設(shè)計(jì)，但通常只需要能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)兩個(gè)方向的載荷的操作。因此，使用線性引導(dǎo)機(jī)構(gòu)，并形成了一套完整的上，下氣缸，層裝備，在較低的端操縱器假設(shè)吸盤的直線運(yùn)動(dòng)或氣動(dòng)手指的兩個(gè)方向手臂向上[9]。
（4）傳感器和控制裝備
通常通過使用特殊的工藝操作中，經(jīng)過特殊工藝，運(yùn)行工件的全部加工完整的生產(chǎn)線，其過程類似于手工非常裝配線。自動(dòng)化流水線是最典型的是線性形式的結(jié)構(gòu)，如圖所示的傳輸裝備的圖1中是最簡單的，制造中的一個(gè)是容易[10]。
（5）各站特點(diǎn)分析
上料檢測站：--上料臺(tái)通過氣缸將工件依次送到檢測工位
--傳送帶將工件傳送，并由傳感器檢測工件
搬運(yùn)站：--將工件從上站搬至下一站
翻轉(zhuǎn)站：--用工作臺(tái)將工件在四個(gè)工位間翻轉(zhuǎn)
定位站：--將工件定位到精確的位置
加工站：--用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)將工件在四個(gè)工位間轉(zhuǎn)換
--鉆孔單元打孔
--檢測打孔深度
安裝站：--選擇要安裝工件的料倉
--將工件從料倉中推出
--將工件安裝到位
安裝搬運(yùn)站：--將上站工件拿起放入安裝工位
--將裝好工件拿起放下站
分類站：--按工件類型分類
--將工件推入庫房
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線定位站的傳動(dòng)裝備設(shè)計(jì)
第二章 汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線定位站的傳動(dòng)裝備設(shè)計(jì)
2.1 定位站的設(shè)計(jì)關(guān)鍵技能參數(shù)要求
（1）工件預(yù)加工內(nèi)容
1.該工件其他部位都已經(jīng)加工完畢，工件所待加工的部位為鉆Φ18H7孔?；零件的形狀、尺寸及其位置如零件圖2-1所示。
2.定位站轉(zhuǎn)動(dòng)速度要求：20r/min。
圖2-1 汽車輪轂軸承零件圖
加工表面
尺寸精度等級
表面粗糙度Ra/um
加工方案
軸承底面
IT9
6.3
粗銑-半精銑
軸承上表面
IT9
3.2
粗銑-半精銑
φ54的上端面
IT11
12.5
粗銑
前端面和 后端面
IT11
12.5
粗銑
160x170的槽
IT8
1.6
粗銑-精銑
φ120的半孔
IT11
12.5
粗鏜-半精鏜
70x140的槽
IT11
12.5
粗銑
φ25的孔
IT11
12.5
鉆
φ26的孔
IT11
12.5
鉆
2.2 初定夾具結(jié)構(gòu)方案
2.2.1 工件定位方案及定位裝置
（1）定位方案
本課題夾具用長銷小平面組合和一塊V型塊定位，利用R18長銷小平面限制4個(gè)自由度，V型塊限制2個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)完全定位，如圖2-2。
圖2-2 定位盤
（2）定位裝置
定位裝置如圖2-3。
圖2-3 開關(guān)支架圖紙
2.2.2 設(shè)計(jì)鉆套裝置
設(shè)計(jì)鉆套裝置如圖2-4。
圖2-4 鉆套裝置
鉆套與夾具體過盈配合保證標(biāo)準(zhǔn)鉆套與工件的中心基準(zhǔn)在同一直線上，并用螺釘固定防止在加工孔的過程中由于振動(dòng)而發(fā)生松動(dòng)[11]。
2.2.3 工件夾緊裝置
工件夾緊裝置如圖2-5。
夾緊方案及設(shè)備：
1.在定位與螺母夾緊銷末端，因?yàn)樵摴ぜ怪便@孔機(jī)加工進(jìn)行的，加工力和振動(dòng)的過程的設(shè)計(jì)是較大的，夾緊裝置具有相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，是對工件的另一側(cè)并用螺母夾緊工件相應(yīng)的銷旋轉(zhuǎn)[5]的情況下。
2.在另一側(cè)V片夾持的是通過螺紋與V形塊相連，當(dāng)需要夾緊工件的加工只要擰緊螺釘可以實(shí)現(xiàn)V形塊夾緊。 V形塊的拉動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)螺絲在螺桿遠(yuǎn)離后處理中，把上旋下可以卸載工件螺母的另一側(cè)。
圖2-5 工件夾緊裝置
2.2.4 驗(yàn)算中心距
驗(yàn)算中心距1200.05mm。
影響此項(xiàng)精度的有：
1.定位誤差，此項(xiàng)主要是定位孔Φ38H7，與定位銷Φ38g7的間隙產(chǎn)生的，最大間隙為0.05mm；
2.鉆模板襯套中心，與定位銷中心距誤差，裝配圖標(biāo)注尺寸為1200.01mm，誤差為0.02mm；
3.鉆頭與鉆套的間隙會(huì)引偏刀具，產(chǎn)生中心距誤差E，有下式求出：
（2-1）
式中: E——刀具引偏量（mm）；
H——鉆套導(dǎo)向高度（mm）；
h——排泄空間，鉆套下端面與工件間的高度（mm）；
B——鉆孔高度（mm）；
Δmax——刀具與鉆套間的最大間隙（mm）。
上述各量如圖2-6所示。
圖2-6 刀具引偏力的計(jì)算
在該例中刀具與鉆套配合為Φ18H7/g5，可知Δmax=0.025；將H=30mm,h=12,B=18mm代入，可求：
（2-2）
由上述各項(xiàng)按最大誤差計(jì)算，實(shí)際上各誤差也不可能同時(shí)出現(xiàn)最大值，各誤差方向也可能不一致，其綜合誤差可按概率求和：
（2-3）
中心距的誤差為0.1mm,而該項(xiàng)誤差為ΔΣ=0.07mm是允許誤差的2/3，符合要求但應(yīng)減小定位和導(dǎo)向的配合間隙[12]。
2.2.5 驗(yàn)算兩孔平行度精度
工件要求Φ18 H7孔全長上平行度公差0.05mm。導(dǎo)致產(chǎn)生兩孔平行度誤差的因素有：
1.一般要設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)相重合，從而減少基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)所帶來的誤差，但Φ38H7/g6配合間隙及孔的端面的垂直度公差，會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)位置公差，定位銷軸中心與大頭孔中心的偏斜角為：
（2-3）
式中：Δ1max——Φ36H7/g6處的最大間隙（mm）；
H1——定位銷軸定位面長度（mm）。
2.鉆套孔中心與定位銷的平行度公差，圖中標(biāo)注為0.02mm,則：
=0.02/30(rad) （2-4）
3.刀具引偏量e產(chǎn)生的偏斜角：
=Δmax/H （2-5）
總的平行度誤差為：
（2-6）
小于等于1/3α合格。
2.2.6 繪圖
完善夾具總草圖上應(yīng)標(biāo)注主要尺寸、公差配合等，如圖2-7所示。
圖2-7 定位站模型裝配圖
2.3 汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線定位站的傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)
2.3.1 汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線定位站的驅(qū)動(dòng)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速選擇
變頻調(diào)速電機(jī)一般均選擇4級電機(jī)，基頻工作點(diǎn)設(shè)計(jì)在50Hz，頻率0-50Hz（轉(zhuǎn)速0-1480r/min）范圍內(nèi)電機(jī)作恒 轉(zhuǎn)矩運(yùn)行，頻率50-100Hz（轉(zhuǎn)速1480-2800r/min）范圍內(nèi)，電機(jī)作恒功率運(yùn)行，整個(gè)調(diào)速范圍為(0-2800r/min），基本滿足一般，驅(qū)動(dòng)設(shè)備的要求，其工作特性與直流調(diào)速電機(jī)相同，調(diào)速平滑穩(wěn)定。如果在恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍內(nèi)要提高輸出轉(zhuǎn)矩，也可以選擇6級或8級電機(jī)，但電機(jī)的體積相對要大一點(diǎn)[13]。
電機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩（轉(zhuǎn)矩）計(jì)算
轉(zhuǎn)速公式：n＝60f/P= 1400rpm
(n＝轉(zhuǎn)速，f＝電源頻率，P＝磁極對數(shù))
扭矩公式：T=9550P/n=6.2kg.cm
T是扭矩，單位N·m ，
P是輸出功率，單位KW，
n是電機(jī)轉(zhuǎn)速，單位r/min
故選5IK90GX-CFM驅(qū)動(dòng)電機(jī),其最大驅(qū)動(dòng)功率為90w。
圖2-8 驅(qū)動(dòng)電機(jī)示意圖
2.3.2 汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線定位站的驅(qū)動(dòng)電機(jī)額定功率選擇
變頻電動(dòng)機(jī)可能進(jìn)一步可選的額外速度編碼器,它可以實(shí)現(xiàn)高精度的速度和位置控制,快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特征優(yōu)勢[14]。通常有三個(gè)或四個(gè)千瓦少220 v逆變階段可以根據(jù)，電機(jī)是變頻電機(jī)頻率(或膝蓋)恒功率速度和恒轉(zhuǎn)矩速度區(qū)域劃分在不同的地區(qū),所以基本變換器和逆變器電機(jī)基礎(chǔ)頻率設(shè)置值是非常重要的[15]。
由于功率 P=FV
F=T/R
T 輸出轉(zhuǎn)矩，P功率，R效果半徑，
功率 TV/R=2TPN/60=72W<90W
5IK90GX-CFM驅(qū)動(dòng)電機(jī)符合要求。
2.4 汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線定位站的定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
零件三維圖模型截圖如下：
2-9 定位站裝配圖
為使機(jī)器裝置、發(fā)揮出預(yù)期的性能，選用或設(shè)計(jì)最適當(dāng)?shù)妮S承是至關(guān)重要的，對于汽車而言、其關(guān)鍵部分的軸承，使用也是如此[16]。非標(biāo)異型尺寸軸承設(shè)計(jì)，我們可以通過產(chǎn)品設(shè)計(jì)，產(chǎn)品渠道結(jié)構(gòu)形狀大小近似的調(diào)整，外觀，以滿足設(shè)計(jì)要求。通過定位板，開關(guān)支架，位置開關(guān)等相關(guān)機(jī)構(gòu)的定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，其大致圖紙如下：
2-10 定位盤圖紙 2-11 開關(guān)支架圖紙
2-12 定位開關(guān)圖紙
2.4.1 定位機(jī)構(gòu)夾具設(shè)計(jì)
(1)定位基準(zhǔn)的選擇
根據(jù)《夾具手冊》、被稱為定位參考應(yīng)配合參考過程的程序、相同的工件,使用相同的定位基準(zhǔn)應(yīng)處理。因此,使用軸承內(nèi)孔的加工φ25洞,φ26圓柱表面和底部表面作為定位參考。
（2）定位誤差的相關(guān)分析
定位元件尺寸和公差是相當(dāng)重要的，需要確保零件的加工精度。定位夾具的表面一半有兩個(gè)洞,因?yàn)槎ㄎ坏膮⒖驾S的定位元素都是多孔的,所以簡化參考一致的△b = 0.1,由于存在一定程度的差距,定位參考相對位置變化發(fā)生基準(zhǔn)位移誤差。
由于TD =0.060mm，T d =0.011mm，△S=0.010mm，計(jì)算得出
△j=0.0365mm
（3）切削力及夾緊力的計(jì)算
刀具：Φ25的麻花鉆。
①鉆孔切削力：查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》P70表3-6，得鉆削力計(jì)算公式：
式中
P───鉆削力
t───鉆削深度,140mm
S───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.3mm
D───麻花鉆直徑, Φ25mm
HB───布氏硬度，140HBS
所以
=7443（N）
鉆孔的扭矩：
式中: S───每轉(zhuǎn)進(jìn)給量, 0.3mm
D───麻花鉆直徑, Φ25mm
HB───布氏硬度，140HBS
=54(N·M)
③鉆孔夾緊力：查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》P70表3-6，查得工件以一個(gè)面和兩個(gè)孔定位時(shí)所需夾緊力計(jì)算公式：
(2-7)
式中:φ───螺紋摩擦角;
───平頭螺桿端的直徑;
f ───工件與夾緊元件之間的摩擦系數(shù)0.16;
───螺桿直徑;
α───螺紋升角;
Q ───手柄效果力;
L ───手柄長度;
則所需夾緊力
=766（N）
根據(jù)手冊查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。
(4) 夾具操作的相關(guān)說明
本次汽車輪轂軸承設(shè)計(jì)的夾具夾緊的根本原理為：以φ26孔和底面來作為夾具的定位基準(zhǔn)，運(yùn)用圓柱銷、基準(zhǔn)平面和定位銷等可以很好地實(shí)現(xiàn)完全的零件定位，以鉆模板精確地引導(dǎo)刀具合理地進(jìn)行零件加工。
(5) 定位元件
定位元件是用來確定加工零件正確位置的元件，是相當(dāng)重要的。用工件的定位基準(zhǔn)或定位基準(zhǔn)面，與夾具定位元件相互接觸或密切配合來實(shí)現(xiàn)工件合理定位。該設(shè)計(jì)多半用定位銷來進(jìn)行定位。使得設(shè)計(jì)的過程變得相對的簡單、靈活而方便。
(6)確定導(dǎo)向裝置
本工序嚴(yán)格要求對被加工的零件上的孔依次進(jìn)行鉆、鉸的一系列加工，最終達(dá)到工序簡圖上一些列規(guī)定的相關(guān)加工要求，故選用快換鉆套來作為零件刀具的導(dǎo)向元件，通過翻閱相關(guān)資料及查表，確定鉆套高度H=30d=2×10.5=21mm，排泄空間h=0.7d=7.35mm。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)站設(shè)計(jì)
第三章 汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)站設(shè)計(jì)
3.1 汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
翻轉(zhuǎn)過程是使用兩個(gè)減速器來實(shí)現(xiàn)。圖2 - 7所示,處理1和兩個(gè)減速器連接，搖動(dòng)手柄減速機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)動(dòng)作，帶動(dòng)夾持工具的旋轉(zhuǎn)2。移動(dòng)工件裝夾工具必須翻轉(zhuǎn)工件的形狀在中間粗細(xì)的兩側(cè)，使用兩個(gè)工件可固定在夾具中，為了防止在工件的不穩(wěn)定性，可以添加一個(gè)活門打開夾緊工具2，穩(wěn)定控制工件夾緊工具[16]。由一定的比例，可以轉(zhuǎn)換為高轉(zhuǎn)矩的重量，施加到處理小轉(zhuǎn)矩。簡單地翻轉(zhuǎn)文物，如小型工件轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，可大大節(jié)省人力物力。翻轉(zhuǎn)站結(jié)構(gòu)零件、三維圖模型截圖如下：
3-1 翻轉(zhuǎn)站裝配圖
此定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)由翻轉(zhuǎn)臺(tái)手爪，翻轉(zhuǎn)臺(tái)氣缸連接板等相關(guān)機(jī)構(gòu)組成，其大致圖紙如下：
3-2 翻轉(zhuǎn)臺(tái)手爪圖紙
3-3 翻轉(zhuǎn)臺(tái)氣缸連接板
3.2 汽車輪轂軸承自動(dòng)化生產(chǎn)線翻轉(zhuǎn)站氣缸的選擇
3.2.1 氣缸的選擇與造型
氣缸是用來引導(dǎo)活塞的直線形、往復(fù)運(yùn)動(dòng)的圓筒形金屬零部件。氣缸在工作時(shí)流體膨脹缸，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)器能;接收活塞壓縮氣體，壓縮機(jī)氣缸的壓力增加。渦輪機(jī)、旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)等住房通常被稱為“缸”。
（1）選擇氣缸
1、類型的選擇:根據(jù)工作的要求和條件,選擇正確的類型的氣缸。
2、安裝形式:根據(jù)安裝位置,使用的目的和其他因素。
3、力的大小:孔的選擇。
（2）油缸力的大小
確定活塞桿上的推力和拉力的大小、根據(jù)所需的勞動(dòng)力。從而選擇時(shí)氣缸缸的輸出力輕微的邊緣。在夾具設(shè)計(jì)中,力量增加機(jī)制應(yīng)采用減少氣缸的大小[13]。 氣缸的理論出力的計(jì)算式子如下：
F：氣缸理論輸出力(kgf)
???? F'：效率為85%時(shí)的輸出力(kgf)--(F'＝F×85%）
???? D：氣缸缸徑(mm)
???? P：工作壓力(kgf/cm2)
通常在工程中確定輸出力的大小時(shí)，可直接查閱經(jīng)驗(yàn)圖1-1、圖1-2。
圖3-4 氣缸輸出力
缸徑10～100 mm （b）缸徑100～500 mm
（3）氣缸的空氣消耗量：
???? 空氣消耗量是操作費(fèi)用的一部分，圖1-6系根據(jù)以下公式計(jì)算的空氣消耗。
（3-1）
Ｑ：每厘米行程空氣消耗量(Ｌ/ｃｍ)
?? ??? D：活塞或活塞桿直徑(mm)
????? Ｓ：氣缸行程(此外為常數(shù)10mm)?
?????? P：操作壓力(kgf/cm2)?
?????運(yùn)用此公式的相關(guān)計(jì)算得到的空氣消耗量是一個(gè)近似值，這是因?yàn)樵跉飧资覂?nèi)實(shí)際所提供空氣，并不能完全的、及時(shí)的排放(特別是在高速狀態(tài)下)出來，實(shí)際所需的消耗量，可能低于圖上所計(jì)算出來的一些數(shù)據(jù)。
3.2.2 活塞的選型
（1）活塞行程分析
活塞行程與零件使用的場合以及零部件機(jī)構(gòu)的行程有關(guān)，但一般不選滿行程，防止活塞和缸蓋相碰。如用于夾緊機(jī)構(gòu)等，應(yīng)按計(jì)算所需的、行程增加5㎜的余量，而缸徑為340mm，故活塞行程為1250mm。
表3-5 活塞公稱行程允差（mm）
缸徑
32
40/50
63
缸徑
80/100
125/160
200/250/320
行程
≤500
>500
≤500
行程
>500
≤500
≤1250
允差
+2
+3.2
+2.5
允差
+4
+4
+5
表3-6 活塞桿外徑尺寸系列（mm）
4
5
6
8
10
12
14
16
18
20
22
25
28
32
36
40
45
50
56
63
70
80
90
110
110
125
140
160
180
200
220
250
260
320
360
400
（2）活塞的運(yùn)動(dòng)速度
主要依賴于輸入到壓縮空氣流，氣缸氣缸排氣孔尺寸和管直徑的大小。對于高速運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是很有價(jià)值的。錫林速度為50?800㎜常用/秒。高速運(yùn)動(dòng)的氣缸，應(yīng)選擇大口徑高壓管道的;液壓阻尼缸，易于實(shí)現(xiàn)的速度控制 - 在負(fù)載變化的情況下，為了得到一個(gè)緩慢而、穩(wěn)定的步伐，也可以與節(jié)流裝置或在空中。選擇節(jié)流閥控制缸注的速度：水平氣缸驅(qū)動(dòng)負(fù)荷，則建議使用排氣節(jié)流閥速度調(diào)節(jié);垂直提升機(jī)安裝氣缸，推薦攝入量節(jié)流調(diào)速;為了避免在他的日程安排的最后所需的平滑運(yùn)動(dòng)的影響，應(yīng)選擇和緩沖缸[12]。
3.2.3 其他相關(guān)機(jī)構(gòu)選型
1.方向閥的選擇
（1）選擇閥門的范圍應(yīng)該符合網(wǎng)站的使用條件。
的場合應(yīng)該使用氣壓的大小,供應(yīng)條件(交流和直流電壓波動(dòng)范圍和大小),介質(zhì)溫度、濕度、環(huán)境溫度和濕度,灰塵、振動(dòng)等。在這種情況下使用一個(gè)合適的閥和可靠的使用。
（2）選擇功能和控制閥門裝備應(yīng)當(dāng)符合這份工作的要求
閥功能和控制應(yīng)當(dāng)按照職位的數(shù)量的氣動(dòng)裝備,路徑的數(shù)量,內(nèi)存元素,站在地位和控制方式選擇符合要求。
（3）選擇閥門的流通能力的、裝備應(yīng)當(dāng)符合這份工作的要求
應(yīng)該基于氣動(dòng)裝備的瞬時(shí)，最大流量元素所需的平均流速15 ~ 25米/秒計(jì)算閥門直徑,找到所需的閥門流量C值(或KV),CV值下的額定流量下降,標(biāo)準(zhǔn)的名義流量和s值,等等,即裝備的選擇、以滿足閥門流量的要求。
（4）閥性能裝備的選擇應(yīng)滿足這份工作的要求
應(yīng)該基于氣動(dòng)裝備，最低工作壓力或最低壓力控制,動(dòng)態(tài)性能要求,最高工作頻率,持續(xù)功率容量、功率閥,閥的壽命和可靠性選擇符合預(yù)期的性能指標(biāo)。
2.閥的選擇
（1）根據(jù)氣動(dòng)控制裝備選擇最大工作壓力調(diào)節(jié)器,空氣減壓閥應(yīng)大于最大工作壓力0.1 mpa。
（2）需要閥出口壓力波動(dòng)時(shí)間,如出口壓力波動(dòng)小于±0.5%的最大操作壓力,精密閥門的選擇。當(dāng)遠(yuǎn)程或直徑大于20毫米以上,應(yīng)該盡量使用外部試驗(yàn)類型閥門。
3.減壓閥的選擇
根據(jù)最大流量閥,換向閥規(guī)格。根據(jù)功能需求,選擇閥品種。
4.溢流閥的選用
溢流流量根據(jù)需、要選擇安全閥孔。如果大直徑(如上所述)15毫米直徑和遠(yuǎn)程操作,應(yīng)采取飛行員安全閥。
5.過濾器的選用
(1)選擇濾波器的類型。根據(jù)過濾器對象,選擇不同類型的過濾器。
(2)按所需的氣流處理QV(轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))來選擇適當(dāng)?shù)倪^濾器規(guī)格。之間應(yīng)該有選擇的過濾額定處、理交通流量和實(shí)際流量。通過注油器應(yīng)該基于最大流和最小輸出的需求下降流量,選擇潤滑器規(guī)格。最大輸出流量通過的電壓降不超過0.02 mpa。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 基于solidworks軟件進(jìn)行建模及裝配
第四章 基于solidworks軟件進(jìn)行建模及裝配
4.1 基于solidworks軟件的輪轂軸承建模與裝配概述
SolidWorks軟件是在世界發(fā)展的過程中產(chǎn)生的最先基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)。由于技能相對創(chuàng)新、符合CAD技能的發(fā)展，SolidWorks公司于短暫得兩年期間成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲得利潤最高的公司。易用性、安全穩(wěn)定性和創(chuàng)新性是SolidWorks三個(gè)最基本的特點(diǎn)，現(xiàn)已經(jīng)基本完全實(shí)現(xiàn)。通過使用SolidWorks來設(shè)計(jì)產(chǎn)品。設(shè)計(jì)師大大的縮短設(shè)計(jì)時(shí)間,快速有效地投資于各種零件的設(shè)計(jì)市場[13]。
4.1.1 Solidworks軟件特點(diǎn)
Solidworks?功能非常強(qiáng)大、學(xué)習(xí)過程比較簡單和運(yùn)用技能創(chuàng)新相對容易是SolidWorks?的三大優(yōu)勢，使得SolidWorks?成為主流的三維軟件，被廣泛接受。運(yùn)用SolidWorks軟件可以為設(shè)計(jì)師提供不同的設(shè)計(jì)方案和思路、來減少設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)過程中所產(chǎn)生的錯(cuò)誤,提高設(shè)計(jì)產(chǎn)品質(zhì)量和精度。著名美國咨詢公司Daratech評論道:“在基于windows的三維CAD軟件SolidWorks是最著名的品牌,是快速發(fā)展的市場領(lǐng)導(dǎo)者[14]?！?
4.2 運(yùn)用SolidWorks軟件進(jìn)行零件設(shè)計(jì)
在SolidWorks中利用三視圖、進(jìn)行汽車建模的一般方法是：首先將汽車視圖，分別導(dǎo)入到相應(yīng)基準(zhǔn)面作為草繪的參考，然后找到各視圖中對應(yīng)的輪廓線，進(jìn)行投影形成空間曲線，最后進(jìn)行放樣等操作[15]。
一、建模前的圖片準(zhǔn)備
首先利用圖片處理軟件（如PhotoShop）、對圖片進(jìn)行必要的裁剪，將圖片以主視圖、左視圖及俯視圖的形式進(jìn)行裁剪，并分別保存為單獨(dú)的圖片文件，以便后續(xù)的操作，如下圖所示。
二、開關(guān)支架建模
1、打開SolidWorks軟件
在操作裝備的開始菜單當(dāng)中、依次單擊【SolidWorks 2015】(【SolidWorks 2015x64 Edition SP3.0】(【SolidWorks 2015 x64 Edition SP3.0】打開軟件或雙擊桌面快捷圖標(biāo)打開軟件，如圖4-1所示。
（1）單擊【新建】按鈕 ，如圖4-1所示。
（2）在彈出的【新建Solidworks文件】對話框中單擊【零件】按鈕，然后單擊【確定】按鈕，如圖4-2所示。
圖4-1 軟件打開界面 圖4-2 新建文件對話框
（3）在前視基準(zhǔn)面新建草圖，然后單擊【工具】(【草圖工具】(【繪制草圖】，運(yùn)用草圖工具繪制草圖4-3如下：
圖4-3 草圖1
（4）單擊【特征】(【拉伸】，在對話框選擇給定深度10mm,其圖形4-4如下所示：
圖4-4 特征1
（5）選擇右視基準(zhǔn)面，在右視基準(zhǔn)面上做草圖，單擊【工具】(【草圖工具】(【繪制草圖】，運(yùn)用草圖工具繪制草圖4-5如下：
圖4-5 草圖2
（6）單擊【特征】(【拉伸切除】，在對話框選擇完全貫穿。
其圖形4-6如下所示：
圖4-6 特征2
在上視基準(zhǔn)面新建草圖，然后單擊【工具】(【草圖工具】(【繪制草圖】，運(yùn)用草圖工具繪制草圖4-7如下：
圖4-7 草圖3
單擊【特征】(【拉伸切除】，在對話框選擇完全貫穿,其圖形4-8如下所示
圖4-8 特征3
三、零件圖形
如下圖4-9所示：
圖4-9 零件圖
4.3 運(yùn)用SolidWorks軟件進(jìn)行零件裝配
一般的設(shè)計(jì)過程大體有兩種思維方法即“自下而上”和“自上而下”的設(shè)計(jì)思路。 傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法一般是“自下而上”，通過“自下而上”的思路[16]，分別設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的部件，則調(diào)用逐一組裝環(huán)境，根據(jù)對零件合作之間的每一個(gè)添加約束裝配和設(shè)計(jì)要求的功能。
由于該部分是獨(dú)立設(shè)計(jì)，以“自上而下”的設(shè)計(jì)方法相比，運(yùn)用“自下而上”的設(shè)計(jì)思路，使用戶專注于設(shè)計(jì)、工作的各個(gè)組成部分。以定位站的裝配圖，為例進(jìn)行設(shè)計(jì)。
4.3.1新建零件
單擊菜單欄中的【新建】按鈕，裝備自動(dòng)化激活【新建Solidworks 文件】對話框，選
擇【裝配體】模板，如圖所示，單擊【確定】按鈕。圖4-10
圖4-10 裝配體模板
4.3.2 插入基體零件
單擊【瀏覽】按鈕，在【查找范圍】文本框中選擇光盤中的“定位站/零件4”，單擊【打開】按鈕，如圖所示，再單擊【確定】按鈕。圖4-11
圖4-11 插入零件
4.3.3保存文件
Ctrl+S 保存文件，如圖4-12 所示，命名為“定位站”，單擊【保存】，裝備將自動(dòng)化添
加文件后綴“.sldasm”，單擊【保存】按鈕。
圖4-12 定位站
4.3.4插入“軸組件”子裝配體
按S 鍵，出現(xiàn)S 工具欄，點(diǎn)擊【插入零部件】按鈕，彈出【插入零部件】屬性管理器對話框。單擊【瀏覽】按鈕，選擇子裝配體“零件5”，點(diǎn)擊【打開】按鈕，在視圖區(qū)域任意位置點(diǎn)擊。
為了便于進(jìn)行配合約束，旋轉(zhuǎn)“零件5”，點(diǎn)擊【移動(dòng)零部件】下拉按鈕，選擇
【旋轉(zhuǎn)零部件】命令，彈出【旋轉(zhuǎn)零部件】，屬性管理器對話框，此時(shí)鼠標(biāo)變?yōu)閳D標(biāo)，旋轉(zhuǎn)至合適位置，點(diǎn)擊【確定】按鈕，如圖4-13所示。
圖4-13 旋轉(zhuǎn)零部件1
按S 鍵，出現(xiàn)S 工具欄，點(diǎn)擊【插入零部件】按鈕，彈出【插入零部件】屬性管理器對話框。點(diǎn)擊【瀏覽】按鈕，選擇子裝配體“零件2和零件6”，點(diǎn)擊【打開】按鈕，在視圖區(qū)域任意位置單擊。 為了便于進(jìn)行配合約束，旋轉(zhuǎn)“軸組件”，點(diǎn)擊【移動(dòng)零部件】下拉按鈕，選擇【旋轉(zhuǎn)零部件】命令，彈出【旋轉(zhuǎn)零部件】屬性管理器對話框，此時(shí)鼠標(biāo)變?yōu)閳D標(biāo)，旋轉(zhuǎn)至合適位置，點(diǎn)擊【確定】按鈕，如圖4-14所示。
圖4-14 旋轉(zhuǎn)零部件2
同樣進(jìn)行其他零件的配合，可得出一系列配合，將所有零件組合在一起即構(gòu)成該定位站的裝配，通過這種配合、能夠清晰看到各零件間的關(guān)系，與二維圖形比起來更形象直觀，如圖4-15。
圖4-15 零件裝配
運(yùn)用SolidWorks 設(shè)計(jì)生成新的零件時(shí)，設(shè)計(jì)者可以直接參照其他的零件并設(shè)計(jì)過程中保持好這種相對應(yīng)的參照關(guān)系。在零件裝配的過程中，設(shè)計(jì)者可以更方便地、合理地設(shè)計(jì)和恰當(dāng)?shù)男薷牧悴考某叽绾蛯?yīng)關(guān)系[16]。超過10000大部分總成,SolidWorks性能才能很大程度的提高。運(yùn)用SolidWorks時(shí)，設(shè)計(jì)者可以動(dòng)態(tài)地了解所有裝配的零部件之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，可以動(dòng)態(tài)干涉檢查零部件的間隙和干涉。SolidWorks組裝和采集和智能技能來加速程序集。智能化得進(jìn)行裝配技能，捕獲和定義各種裝配體之間的關(guān)系。SolidWorks提供了一個(gè)完整的詳細(xì)的施工圖紙、由工具生成。與整個(gè)圖紙,當(dāng)你修改的圖紙3 d模型,每個(gè)視圖,大會(huì)將自動(dòng)化更新。
4.3.5 裝配體圖
圖4-16 裝配體
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 solidworks motion進(jìn)行定位站的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真
第五章基于solidworks motion進(jìn)行定位站的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真
5.1 solidworks motion概述
Solidworks motion插件是Solidworks進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真的一個(gè)很重要的插件，是一個(gè)用虛擬樣機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真分析工具。Solidworks motion可以對比較復(fù)雜的機(jī)器部件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)及相關(guān)動(dòng)力學(xué)的仿真，可以得出機(jī)構(gòu)各運(yùn)動(dòng)部分的速度、加速度、效果力作用圖等，并通過分析數(shù)據(jù)、作用力圖標(biāo)、動(dòng)畫演示等表現(xiàn)出來，可以反映運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)來模擬運(yùn)動(dòng)特性，在實(shí)物制造出來之前，就能分析指出其中的裝配和設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，為結(jié)構(gòu)優(yōu)化和產(chǎn)品精準(zhǔn)設(shè)計(jì)提供了相應(yīng)的借鑒和參考。
Solidworks motion中的動(dòng)畫演示和運(yùn)動(dòng)算例分析是放在一起的，在完成設(shè)計(jì)裝配體之后，可以不退出設(shè)計(jì)零件的界面情況下，即可進(jìn)入motion界面，可以在該界面下進(jìn)行添加約束和載荷等相關(guān)操作，也可以對模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)模擬控制參數(shù)的合理設(shè)置[17]。STEP函數(shù)是用來控制運(yùn)動(dòng)零部件或者作用力各元素等仿真元素的運(yùn)算關(guān)系，此函數(shù)是按照階躍函數(shù)的一系列性質(zhì)進(jìn)行變化。
STEP函數(shù)的格式如下：STEP（參照量，變量1，狀態(tài)1，變量2，狀態(tài)2）
式中：參照量是階躍函數(shù)以橫軸參考變量，可以是時(shí)間（直接用TIME函數(shù)），也可以 是按照位移、速度等進(jìn)行設(shè)置；變量1和2是參照量的兩個(gè)取值；狀態(tài)1和2是當(dāng)參照量取變量1和2時(shí)，被控對象的狀態(tài)（數(shù)值）。如下表5-1：
表5-1 參照量
名稱
效果
計(jì)算
為仿真的結(jié)果提供計(jì)算
設(shè)置時(shí)間
顯示仿真的時(shí)間和進(jìn)度
動(dòng)畫速度
設(shè)置動(dòng)畫的播放速度
伺服電機(jī)
使零件產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)和直線運(yùn)動(dòng)
彈簧
模擬彈簧之間的效果力效果
阻尼
模擬零件受到的阻力的狀態(tài)
力
給物體添加載荷和力
接觸
設(shè)置零部件之間的接觸類型
仿真結(jié)果
以圖表、動(dòng)畫的方式查看結(jié)果
裝配體需要設(shè)置分析各種條件（比如彈簧、力、阻尼、接觸和引力等），本次solidworks motion分析里在裝配體上設(shè)置一個(gè)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，做一個(gè)簡單的運(yùn)動(dòng)分析。分析的相關(guān)條件設(shè)置好后點(diǎn)擊“計(jì)算”即可完成模擬。
5.2基于solidworks motion進(jìn)行定位站參數(shù)設(shè)置
三維模型建成后，裝配環(huán)境下建立、驅(qū)動(dòng)輪和從動(dòng)輪裝配約束，初始位置的一部分，機(jī)構(gòu)設(shè)置，這樣就可以進(jìn)入仿真環(huán)境。但值得注意的是，應(yīng)該由模擬和相關(guān)的基本參數(shù)，如幀，幀間隔的仿真設(shè)置，并且重力，時(shí)間單元和電源單元等的加速在該模擬的這種情況下研究的大小，在N力的單位，表示在時(shí)間S單元，根據(jù)模擬精度調(diào)整幀和幀的時(shí)間間隔，為100幀的數(shù)目，幀的時(shí)間間隔是0.02 S.使用SolidWorks，運(yùn)動(dòng)馬達(dá)選項(xiàng)、添加活性滑輪旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)[18]，并通過運(yùn)動(dòng)表達(dá)填寫驅(qū)動(dòng)輪角速度。完成上述設(shè)置后，運(yùn)動(dòng)分析，可直接點(diǎn)擊運(yùn)動(dòng)分析，仿真，可以直接點(diǎn)擊按鈕。裝備可以自動(dòng)化記錄動(dòng)畫，記錄，然后自動(dòng)化生成動(dòng)畫文件，以便比率分析提供了方便。
其中進(jìn)行零件之間的相互干涉檢查是運(yùn)動(dòng)仿真一個(gè)最主要、最直接的效果，本文進(jìn)行相關(guān)干涉檢查，主要是通過機(jī)構(gòu)零部件運(yùn)動(dòng)仿真分析。通過運(yùn)動(dòng)仿真分析可以發(fā)現(xiàn)零件中發(fā)生一部分干涉后，可以直接觀察裝配體零部件發(fā)生干涉的位置進(jìn)而修改發(fā)生相互干涉的零件的位置和尺寸。零部件所存在的干涉部位是需要通過運(yùn)動(dòng)仿真分析才能發(fā)現(xiàn)，對于已發(fā)生干涉的零部件可以在裝配體的界面環(huán)境下直接，簡單地進(jìn)行相關(guān)的修改，而且在零件模型上可以方便地實(shí)現(xiàn)模型動(dòng)態(tài)的位置交互更新。
由上面所分析可知，設(shè)計(jì)者利用Solidwork Motion仿真軟件，可以大大簡化設(shè)計(jì)各種零部件，避免設(shè)計(jì)者在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面出現(xiàn)的各種不必要的錯(cuò)誤，減少了開發(fā)所需的時(shí)間，提升設(shè)計(jì)零件的質(zhì)量。solidworks motion為動(dòng)力學(xué)零部件設(shè)計(jì)和模擬分析機(jī)構(gòu)零件的運(yùn)動(dòng)學(xué)，提供了一種迅速、簡單、實(shí)效的軟件工具。
5.3 基于solidworks motion進(jìn)行定位站的仿真
其運(yùn)算比例屬性如下圖5-2。
圖5-2 運(yùn)算比例屬性
生成動(dòng)畫及相關(guān)結(jié)論
圖5-3 動(dòng)畫
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第六章 結(jié)論
第六章 結(jié)論
在此次畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)及寫作過程中，主要進(jìn)行了以下方面的工作：
1.對汽車軸承的市場需求、現(xiàn)有產(chǎn)品的生產(chǎn)制造進(jìn)行了調(diào)查分析，分析了所要設(shè)計(jì)的輔助機(jī)構(gòu)的市場前景，并制定設(shè)計(jì)的基本方案；
2分析所設(shè)計(jì)的定位站和翻轉(zhuǎn)站的工作原理及其應(yīng)用；
3.進(jìn)行定位站和翻轉(zhuǎn)站各零件的設(shè)計(jì)及校核工作；
4. 繪制出三維造型并進(jìn)行精確的裝配并讓其仿真運(yùn)動(dòng)。
在日常的實(shí)踐生產(chǎn)和理論教學(xué)的過程中，汽車都具有非常常見的工具。 在實(shí)踐生產(chǎn)過程中，自動(dòng)化生產(chǎn)線有著廣泛的應(yīng)用，裝備的掌握其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理有著極其重要的效果。 在理論教學(xué)方面，三維設(shè)計(jì)將設(shè)計(jì)人員專業(yè)的三維空間想象變?yōu)橹庇^的三維數(shù)字模型，使設(shè)計(jì)更貼近產(chǎn)品實(shí)物；而三維建模本身是對產(chǎn)品制造和裝配過程的數(shù)字化模擬，可使產(chǎn)品建造環(huán)節(jié)中的潛在工藝和技能問題在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)得到提前發(fā)現(xiàn)和解決。?
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 參考文獻(xiàn)
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 致謝
致謝
在校讀書期間，我從很多很多任教過我的老師身上學(xué)到了不同學(xué)科的知識(shí)，不同的為人處事的風(fēng)格，從他們身上我不僅是學(xué)到了簡簡單單的知識(shí)，更重要的是從他們身上學(xué)到了一種態(tài)度，一種執(zhí)著的精神，一種做人的方法。在這里我要鄭重的謝謝你們！
我要特別的感謝我的老師。老師對我在設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題一一指出，要求我逐一改正，并告誡我在以后的工作和生活中不要犯同樣的錯(cuò)誤。在設(shè)計(jì)過程中本課題在學(xué)習(xí)過程中得到和義老師的悉心指導(dǎo)。 同時(shí)也十分感謝大學(xué)四年培養(yǎng)我的辛勤老師們，你們的諄諄教導(dǎo)使我在人生的路途
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