發(fā)動機缸體翻轉旋轉機構設計說明書

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1、 . 湖 北 工 業(yè) 大 學 畢業(yè)設計論文 論文題目：缸體生產線翻轉與旋轉機構設計 學生：周細鳳 學 號：0910113133 專業(yè)班級：09機自職1班 指導教師：周明剛 2013年5 月 28 日 摘要 汽車作為目前比較普遍的一種交通工具，在人們的日常生活中已經占有非常重要的地位,隨之帶來的是汽車生產行業(yè)的興起。發(fā)動機缸體的生產又是這個行業(yè)中比較重要的一個分支。發(fā)動機缸體生產線翻轉與旋轉機構就是作為汽車生產行業(yè)較為常見的一個輔助設備而出現(xiàn)的。該機構的動作實現(xiàn)是通過缸體在輥道運行過程

2、中觸碰到行程開關，即觸發(fā)PLC控制電機，從而帶動翻轉架和旋轉架正反轉，實現(xiàn)發(fā)動機缸體的生產線流程。 本次畢業(yè)設計論文包含翻轉架的電機，旋轉架的電機，輥道電機的確定。主要設計了翻轉架、旋轉架以與輥道的傳動設計。并對其中的齒輪、鏈輪、錐齒輪進行了材料和尺寸的確定，以與校核。其次設計了PLC控制的梯形圖以與外部接線圖，最后設計了氣壓夾緊裝置。發(fā)動機缸體生產線翻轉與旋轉機構是發(fā)動機生產線的最基本工具,其具有結構簡單，效率高等特點。全自動流程不僅可以減輕勞動者的工作強度而且提高了生產率。可以說發(fā)動機缸體生產線翻轉與旋轉機構是普通汽車生產行業(yè)的理想工具。 關鍵詞：發(fā)動機缸體 生產線 翻轉、旋轉

3、機構 PLC Abstract Car as currently more common means of transport, has occupied a very important position in people's daily lives, the attendant rise of the automobile manufacturing industry. Engine block production is more important in this industry branch. Flip the engi

4、ne block production line with rotating mechanism as automobile manufacturing industry is more common and the emergence of an auxiliary device. The agency's action is achieved by the cylinder during operation in the roller touches the limit switch is triggered PLC controls the motor, thus boosting th

5、e flip frame and rotating frame rotating, to achieve the engine block production line process. The graduation thesis contains flip frame of the motor, the motor rotating frame, roller motor OK. The main design of the flip frame transmission parts, transmission parts and rotating frame roller drive.

6、And one of the gears, sprockets, bevel gear and to determine the size of the material, and checked. Second, the design of the PLC control of the ladder and the external wiring diagram, the final design of the pneumatic clamping device. Flip the engine block production line with rotating mechanism is

7、 the most basic tool for engine production line, which has a simple structure and high efficiency. Automatic process can not only reduce the labor intensity of the work and improve productivity. Can be said that the engine block production line with rotating mechanism is turning ordinary automobile

8、manufacturing industry is the ideal tool. Keywords: engine block production line flip, rotate institutions PLC 目錄 摘要2 Abstract3 目錄4 1 本課題的研究現(xiàn)狀、研究目的與意義5 1.1 外研究現(xiàn)狀5 1.2 研究目的與意義5 1.3 本課題主要研究容6 2 電動機的選擇8 2.1 確定發(fā)動機缸體主要參數(shù)8 2.2 輥道電動機8 2.3 翻轉架電動機8 2.4 旋轉托盤電動機8 2.5 電機尺寸的確定9 3 傳動件設計

9、11 3.1 齒輪設計11 3.1.1 齒輪材料，熱處理方式和精度等級11 3.1.2 按齒根彎曲疲勞強度初步計算齒輪參數(shù)11 3.1.3 確定傳動尺寸12 3.1.4 校核齒面接觸疲勞強度13 3.2 旋轉架圓錐齒輪傳動設計14 3.2.1 齒輪材料與其精度等級14 3.2.2 精度等級14 3.2.3 齒輪參數(shù)15 3.2.4 確定傳動尺寸16 3.2.5 校核齒根彎曲強度17 3.3 鏈傳輸設計18 3.3.1 鏈式輸送機的工作原理18 3.3.2 鏈條設計18 3.4 腳輪的設計21 4 缸體夾緊氣壓傳動系統(tǒng)23 5

10、三菱FX2N PLC控制程序28 5.1 PLC的基本結構28 5.2 梯形圖29 5.3 外部接線圖31 6 總結與展望32 致33 參考文獻34 1 本課題的研究現(xiàn)狀、研究目的與意義 1.1 外研究現(xiàn)狀 國外對汽車發(fā)動機缸體生產線翻轉與旋轉功能的改造和技術主要還是針對于生產線的實際應用。適合汽車運動技術合理生產的發(fā)動機缸體生產線翻轉與旋轉，應集發(fā)動機的生產、調試、組裝大修、等功能為一體。 伴隨著近四年來全球金融危機的形勢，汽車工業(yè)作為全球工業(yè)的龍頭行業(yè)之一，遭受巨大沖擊。在汽車發(fā)機動裝配生產線中，提高生產效率、降低生產成本、提高零件質量是企業(yè)永恒的主題。我國汽

11、車發(fā)動機的生產率僅為先進國家1/10～1/3012。提高我國汽車發(fā)機動裝配生產線的技術水平、提高生產率、降低生產成本、發(fā)展先進生產線技術是我國汽車行業(yè)面臨的迫切需要解決的重大任務。汽車工業(yè)進入新的一輪競爭，掀起了質量和價格之戰(zhàn)。中國汽車市場遭受到金融危機的影響，整個車市持續(xù)低迷，對于自主品牌的廠家來說，競爭更是殘酷。中國汽車工業(yè)如何抓住新的機遇，迎接新的挑戰(zhàn)，增強市場競爭能力，在世界上立于不敗之地，已經成為我國汽車行業(yè)的首要問題。而作為汽車的核心機構發(fā)動機更應該進一步改良，其中作為發(fā)動機重要部位——缸體，在國外缸體生產量一直很大，其缸體在從上線到包裝整個過程受損輕微，大大提高缸體質量，使得缸體

12、的壽命增長，減少經濟損失。 但在國缸體生產量很大，可每次在包裝前檢查到的次品也是很多。造成這一現(xiàn)象原因就是發(fā)動機生產線設計不合理，人工操作引起的缺點。造成缸體受損；同時在運輸過程中缸體是懸空的，其本身可能在工人不注意情況造成碰撞，使缸體出現(xiàn)損傷等等一些問題，造成了缸體在后續(xù)工序中出現(xiàn)其他問題而成為次品。而在國外已經大量使用新的生產線，使得缸體在運輸時平穩(wěn)且受損程度輕微。 1.2 研究目的與意義 汽車產業(yè)是國民經濟重要的支柱產業(yè),產業(yè)鏈長、關聯(lián)度高。近幾年我國汽車產銷規(guī)模迅速擴大,2011年汽車產銷雙雙超過了1800萬輛連續(xù)第二年位居全球第一位,在促進國民經濟增長、增加就業(yè)、拉動需等方面發(fā)

13、揮著越來越重要的作用。十年來我國汽車工業(yè)發(fā)展有以下特點:產銷高速增長成為全球第一大國,自主創(chuàng)新取得了積極成果,節(jié)能與新能源汽車發(fā)展取得初步成效,汽車工業(yè)組織結構進一步優(yōu)化,零部件設計制造水平有較大提高。 汽車作為目前比較普遍的一種交通工具在人們的日常生活中已經占有非常重要的地位,隨之帶來的是汽車生產行業(yè)的興起。從而我國汽車生產技術的進步等方面都受到了汽車產業(yè)發(fā)展的影響。我國汽車生產行業(yè)投入方式呈現(xiàn)多層次的特征這決定了我國汽車企業(yè)技術水平的良莠不齊。一方面一些實力雄厚的汽車生產企業(yè)在國建立了全自動的生產線這的確帶動了汽車生產行業(yè)整體水平的提高。但另一方面我國還有大量人員素質較低、設備舊、僅靠半自

14、動和人力經驗從事汽車生產的企業(yè)。發(fā)動機缸體的生產又是這個行業(yè)中比較重要的一個分支。發(fā)動機缸體生產線翻轉與旋轉機構設計就是作為汽車生產行業(yè)較為常見的一個輔助設備而出現(xiàn)的。發(fā)動機缸體生產線翻轉與旋轉機構是發(fā)動機生產線的最基本工具,其具有結構簡單，效率高等特點。全自動流程不僅可以減輕勞動者的工作強度而且提高了生產率。可以說發(fā)動機缸體生產線翻轉與旋轉機構是普通汽車生產行業(yè)的理想工具。 隨著國民經濟快速發(fā)展，我國汽車產量迅猛增長。2012、2013 年預計國汽車產銷量均將超過 1800萬輛，保持較高的產銷能力和增長速度，國汽車行業(yè)呈現(xiàn)出前所未有的高速發(fā)展局面，中國汽車市場的巨大潛力得以充分體現(xiàn)，也可以

15、看出國需求量仍保持較高水平。 汽車工業(yè)是我國國民經濟的主要產業(yè)，其中發(fā)動機作為關鍵零部件，其自主制造水平的相對其他國家落后，其已經成為制約我國轎車工業(yè)發(fā)展的瓶頸。隨著發(fā)動機缸體多品種中小批量需求的增加，越來越多的汽車廠家選擇能夠進行高效率的裝配生產線以滿足市場的多樣化需求。 汽車發(fā)動機的缸體生產在汽車行業(yè)中有舉足輕重的地位。為了提高缸體質量在市場上的競爭能力，企業(yè)將“以質量求生存，以品種求發(fā)展”作為其發(fā)展主題。隨著我國發(fā)動機缸體行業(yè)的發(fā)展，對汽車產品與其零部件質量要求的提高與更生換代的加速和品種多樣化，對車用發(fā)動機制造業(yè)中汽車裝配線也提出了新的要求，專業(yè)化、大批量生產方式已勢在必行，即必須采

16、用新的發(fā)動機裝配線以適應生產的發(fā)展，并要求以較低的成本、先進的工藝獲得較高的經濟效益。 1.3 本課題主要研究容 本課題主要研究怎么樣使發(fā)動機缸體在生產過程中能夠實現(xiàn)旋轉和翻轉，以與如何實現(xiàn)缸體的移動和夾緊。 本次畢業(yè)設計主要是完成缸體在生產線上的翻轉旋轉機構的設計，以與缸體生產線翻轉旋轉的總裝備圖和主要零件圖。 2 電動機的選擇 2.1 確定發(fā)動機缸體主要參數(shù) 選取EQ4H發(fā)動機缸體。其相關參數(shù)為： a. 材料:HT250 b. 長*寬*高：550*370*427 c. 重量：100Kg 2.2 輥道電動機 輥道傳動過程中的有效拉力F=1000N，初選V=0.2

17、m/s. 初選支撐滾筒直徑D=68mm，則工作滾筒轉速： 2.3 翻轉架電動機 翻轉傳動過程中的有效拉力F=2000N，初選V=0.5m/s. 初選小齒輪直徑D=200mm，則小齒輪轉速： =47.75r/min 則Pw=FV/1000= 2.4 旋轉托盤電動機 旋轉傳動過程中的有效拉力F=2100N，初選V=0.1m/s. 工作軸直徑d=70mm。則轉速 工作軸所需的功率 取效率為0.95. 則電動機所需的功率 表2-1 電機的功率與轉速表 電機用途 所需功率 所需轉速 輥道電機 0.22KW 56.18 翻轉架電機 0.4

18、4KW 47.75 旋轉架電機 2.2KW 27.28 2.5 電機尺寸的確定 表2-2減速電機尺寸表 根據(jù)表2-2減速電機尺寸表，由前面確定的電機所需的功率，可以分別選取電機的型號與尺寸。 電機用途 所需功率 所需轉速 選取電機功率 減速比圍 輥道電機 0.22KW 56.18 0.4KW 12.5—100 翻轉架電機 0.44KW 47.75 0.75KW 3—25 旋轉架電機 2.2KW 27.28 2.2KW 15—60 3 傳動件設計 3.1 齒輪設計 3.1.1 齒輪材料，熱處理方式和精度等級 3.1.1

19、.1 齒輪材料，熱處理方式 選擇齒輪材料時，應使：輪心具有足夠的強度和韌度，以抵抗輪齒折斷；齒面具有較高的硬度和耐磨性，以抵抗齒面的點蝕、膠合、磨損和塑性變形。另外還要考慮齒輪加工和熱處理的工藝性與其經濟性等要求。通常，對于重載、高速或體積、重量受到限制的重要場合，應選用較好的材料和熱處理方式；反之，可選用性能較次但較經濟的材料和熱處理方式。本次設計的齒輪材料按題目要求，都采用 45 號鋼，鍛選項毛坯，大齒輪正火處理，硬度 200HBS，小齒輪調質，硬度 240HBS，均為軟齒面。軟齒面閉式傳動，失效形式主要為疲勞點蝕。 3.1.1.2 精度等級 齒輪精度等級，應根據(jù)齒輪傳動的用途、

20、工作條件、傳遞功率和圓周速度的大小與其他技術要求來選擇。一般，在傳遞功率大、圓周速度高與要求傳動平穩(wěn)、噪聲小等場合，應選用較高的精度等級；反之，為了降低制造成本，精度等級可選低些。翻轉架為一般工作機器，傳遞功率不大，轉速不高，故可以選用 7 級精度。 3.1.2 按齒根彎曲疲勞強度初步計算齒輪參數(shù) 式中各參數(shù)如下： 1)試選載荷系數(shù)Kt=1.6; 2）計算小齒輪的轉矩 T1=9.55106P1/n1=9.551061/47.75=5104N.mm; 3)按[機械設計]（2）表6-7取齒寬系數(shù)φ d=0.8； 4）取Z1=40,Z2=200,; 5)查表6-4（2）得齒形系

21、數(shù)YFA1=2.4，YFA2=2.12，應力校正系數(shù)YSA1=1.67，YSA2=1.865; 6)許用彎曲應力由式（6-19）（2），即按 由式（6-20）（2）得小齒輪與大齒輪的應力循環(huán)次數(shù)分別為 N1=60n1jLh=6047.7511630010=1.375108 N2=N1/u=2.75107 查圖6-17（2）得彎曲疲勞壽命系數(shù) YN1=YN2=1.0 [σ F]1=[σ F]2= 3.1.3 確定傳動尺寸 1）計算圓周速度 故7級精度合用。 2）計算載荷系數(shù)K。各系數(shù)選擇如下： 查表6-1（2）得使用系數(shù)KA=1.25; 由v=0.13m/

22、s，7級精度查圖6-6（2）得動載系數(shù)KV=1.15; 查表6-2（2）得齒間載荷分配系數(shù)Ka=1.2； 查圖6-10（2）得齒向載荷分布系數(shù)KB=1.12; 由式（6-2）（2）得 K=KAKVKaKB=1.932 3)對mt進行修正 取標準模數(shù)m=5mm 4)計算中心距 5)計算分度圓直徑 3.1.4 校核齒面接觸疲勞強度 由式（6-9）（2）得 式中各參數(shù)為： 1）K、T1、、 d1、u值同上； 2）區(qū)域系數(shù)=2.5； 3）由表6-3（2）查得彈性影響系數(shù)Z E = 189.8 MPa 4）許用接觸應力由式（6-18）（2），即按計算。

23、 查圖6-14（e）（2）得接觸疲勞極限 滿足齒面接觸疲勞強度。 3.2 旋轉架圓錐齒輪傳動設計 3.2.1 齒輪材料與其精度等級 選擇齒輪材料時，應使：輪心具有足夠的強度和韌度，以抵抗輪齒折斷；齒面具有較高的硬度和耐磨性，以抵抗齒面的點蝕、膠合、磨損和塑性變形。另外還要考慮齒輪加工和熱處理的工藝性與其經濟性等要求。通常，對于重載、高速或體積、重量受到限制的重要場合，應選用較好的材料和熱處理方式；反之，可選用性能較次但較經濟的材料和熱處理方式。本次設計的齒輪材料按題目要求， 直齒錐齒輪加工多為咆齒，不宜采用硬齒面，小齒輪選用40Cr調質處理，平均硬度為260HB；大齒輪選

24、用42SiMn調質處理，平均硬度為230HB。 3.2.2 精度等級 齒輪精度等級，應根據(jù)齒輪傳動的用途、工作條件、傳遞功率和圓周速度的大小與其他技術要求來選擇。一般，在傳遞功率大、圓周速度高與要求傳動平穩(wěn)、噪聲小等場合，應選用較高的精度等級；反之，為了降低制造成本，精度等級可選低些。翻轉架為一般工作機器，傳遞功率不大，轉速不高，故可以選用8級精度。 3.2.3 齒輪參數(shù) 按齒面接觸疲勞強度初步計算齒輪參數(shù)，因為是閉式軟齒面齒輪傳動，故按齒面接觸疲勞強度進行設計。 式中各參數(shù)為： 1） 試選載荷系數(shù)Kt=1.5 2） 取齒寬系數(shù) 3） 齒數(shù)比u=1.7 4） 小齒輪的

25、轉矩T1=245000N.mm 5） 取Z1=50，Z2=85 6） 區(qū)域系數(shù)ZH=2.5 7） 由表6-3（2）查得彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa1/2 查圖6-14（d）（2）得接觸疲勞極限 查圖6-16（2）（曲線1）得接觸疲勞壽命系數(shù)ZN1=1.06，ZN2=1.05 取安全系數(shù)SH=1，則 初算小齒輪大端分度圓直徑d1t,得 3.2.4 確定傳動尺寸 1）計算平均圓周運動 2)計算載荷系數(shù)K 使用系數(shù)KA=1.0； 由v=0.27m/s。查圖6-6中8級曲線（2），得KV=1.15； 齒間載荷分配系數(shù)Ka=1.0 取小錐齒輪為懸臂布置

26、，則齒向載荷分布系數(shù)KB=1.4； 載荷系數(shù) 3)對d1t進行修正 4）確定大端模數(shù) 取為標準模數(shù)M=5mm 5）計算大端分度圓直徑 6)計算錐距 8） 計算齒寬 3.2.5 校核齒根彎曲強度 齒根彎曲強度按式6-40（2）進行，得 1）k,T1,,M,Z1，u值同前。 2）按當量齒數(shù)Zv確定齒形系數(shù)YFA和應力校正系數(shù)YSA，有 查表6-4（2）得 3)許用彎曲應力， 查圖6-15（d）（2）得彎曲疲勞極限 彎曲疲勞壽命系數(shù) YST=2.0，取安全系數(shù)SF=1.25. 故 故滿足齒根彎曲疲勞強度。 3.3 鏈傳

27、輸設計 3.3.1 鏈式輸送機的工作原理 鏈式輸送機其主要部件是鏈條，起牽引機構的作用。鏈式輸送機主要包括以下幾個部分：鏈條、鏈輪、托棍與中間架和機架等。鏈條繞經傳動鏈輪和機尾換向鏈輪形成一個無極的環(huán)形鏈。鏈條的上、下兩部分都支撐在托輥上。工作時，驅動裝置帶動牽引鏈條，鏈條帶動各動力輥道上的鏈輪轉動，從而進行輸送工作。 3.3.2 鏈條設計 3.3.2.1 鏈條的選型 用于傳動的鏈有四種:短節(jié)距精密滾子鏈(簡稱滾子鏈)、短節(jié)距精密套筒鏈(簡稱套筒鏈)、齒性鏈和成形鏈。其中廣泛應用的是滾子鏈。本論文選擇滾子鏈。 滾子鏈最重要的一個參數(shù)是節(jié)距，鏈條節(jié)距的選擇應基于以下原則: 1

28、).要使傳動結構緊湊，壽命長，應盡量選取較小的單排鏈。 2).鏈速高、傳動的功率大，應選用小節(jié)距的多排鏈。 3).從經濟上考慮，中心距小，傳動比大的傳動，應選用小節(jié)距的多排鏈。 4).低速、重載、中心距大、傳動比小的傳動、可選大節(jié)距鏈。 滾子鏈一般由鏈板、外鏈板、銷軸、套筒、滾子組成。滾子鏈的銷軸與外鏈板、套筒與鏈板分別用過盈配合連接，滾子與套筒、套筒與銷軸之間為間隙配合，構成了鉸鏈連接，使鏈條成為中間撓性件，當外鏈板相對撓曲時，套筒可繞銷軸自由轉動，滾子活套在套筒上以減輕鏈條與鏈輪齒廓的磨損。 3.3.2.2 滾子鏈設計 已知輥道電動機額定功率為0.4KW，電動機轉速n1=910

29、r/min,n2=56.18r/min. 鏈條平均速度 由于鏈節(jié)數(shù)最好選偶數(shù),考慮磨損均勻,鏈輪齒數(shù)應取與鏈節(jié)數(shù)互為質數(shù)的奇數(shù),并優(yōu)先:17,19,21,23,25,38,57,76,95,114，根據(jù) 可以看出，在d一定的情況下，減少z將使p增大，這會造成:多邊形效應的增大，使傳動平穩(wěn)性降低;動載荷加大;鉸鏈與鏈條與鏈輪的磨損增大，因此鏈輪齒數(shù)不能太少。 1)本論文取Z1=Z2=21 2)初定中心距a0=10p 3)計算數(shù)Lp 由 有 圓整為相近的偶數(shù)42。 鏈傳動的鏈節(jié)數(shù)一般為偶數(shù)，這是基于以下方面考慮的:滾子鏈有三種接頭方式，當鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時且節(jié)距較大時，接頭處可

30、用開口銷固定，節(jié)距較小時，接頭處可以用彈簧鎖片來固定;當鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時，接頭處必須采用過渡鏈節(jié)連接，由于過渡鏈節(jié)的鏈板要承受彎曲應力，強度僅為正常鏈節(jié)的80%左右，所以要盡量避免采用奇數(shù)鏈節(jié)的鏈。 4）單排鏈額定功率p0 其中參數(shù)如下： KA:工況系數(shù),查中表5-18（2），取KA=1.0； KZ:鏈輪齒數(shù)系數(shù),假定鏈工作點在中圖5-21（2）所示的曲線頂點的右側。 查表5-19（2）??； KL:鏈長系數(shù),查表5-19（2）?。? KP:多排鏈系數(shù),本論文選用單排鏈，查表5-20（2）取KP=1.0。 根據(jù)P0(0.38KW)和n1（910r/min）從圖5-21（2）查取鏈號0

31、8A。查表5-14（2）鏈節(jié)距p=12.7。 5）校準中心距a0 為了便于鏈條的安裝和保證合理的松邊下垂量，實際安裝中心距應比計算中心距小2—5mm。中心距一般設計成可以調整，以便鏈節(jié)鉸鏈磨損節(jié)距變長后能夠調節(jié)鏈條的緊程度，否則應設有緊裝置。 6）驗算鏈速 7）選擇潤滑方式 根據(jù)P=12.7，V=0.25m/s，由圖5-22（2）查得，選擇人工定期潤滑。 8）低速鏈傳動的靜強度計算 在鏈速<0.6m/s的低速鏈傳動中，其失效形式主要是靜強度不夠而使鏈條拉斷，故應按靜強度計算。靜強度安全系數(shù)S為 式中：KA,工況系數(shù)，見表5-18（2）； F,工作拉力

32、（N）； Q，鏈條的極限拉伸載荷（N），見表5-14（2）. 滿足靜強度要求。 9）鏈條標記 計算結果采用節(jié)距12.7mm,0.8A系列，單排距82節(jié)滾子鏈，標記為08A—142 GB1243.1—1983。滾子鏈現(xiàn)已標準化，根據(jù) GB/T1243-2006，查表5-14（2），查得節(jié)距為12.7的08A鏈節(jié)具體參數(shù)如表3-1所示。 表3-1鏈節(jié)基本參數(shù)表 鏈號 節(jié)距 p/mm 排距 p1/mm 滾子外徑 d1/mm 鏈節(jié)寬 b1/mm 銷軸直徑d2/mm 極限拉伸載荷（單排） Q/N 鏈板高度 h2/mm 每米質量q/(kg.m-1

33、) 08A 12.7 14.38 7.95 7.85 3.96 13800 12.07 13.03 3.3.2.3 鏈輪基本參數(shù) 表3-2鏈輪基本參數(shù)表 名稱 代號 計算公式 分度圓直徑 d =84.7 齒頂圓直徑 =d+1.25p-d1=92.6 齒根圓直徑 =d-d1=76.8 輪鷇厚度 h h=K+/6+0.01d=12.3 輪鷇長度 L L=2.6h=32 輪鷇直徑 =+2h=64.6 齒寬 =0.93b1=7.3 3.4 腳輪的設計 萬向輪所承受壓力為2100N,選用六個輪子共同承受。每個輪

34、子承受不到400N，所以選用C 本次設計選用腳輪為萬向輪。車輪直徑為50，輪輞寬20，金屬本體，通用橡膠輪胎。額定載荷為B級的萬向螺桿式腳輪。標記為： 圖3-1 腳輪的尺寸 4 缸體夾緊氣壓傳動系統(tǒng) 各圖形符號名稱與其作用： 1.二位四通手動換向閥：控制液壓缸A的上升和下降 2.二位三通先導換向閥：控制閥六的換位 3.可調單向節(jié)流閥：起到保壓作用和保護氣壓系統(tǒng) 4.二位四通換向閥：控制汽缸B.C的活塞伸出與收縮 5.可調單向節(jié)流閥：保壓回路起到保護過載作用 6.二位三通單氣控制截止換向閥：控制汽缸B.C 工作原理如下： 當缸體碰到形成開關，使換向閥1換向后，

35、壓縮空氣經單向節(jié)流閥進入缸A的無桿腔，夾緊下降至鎖緊位置后使機動行程閥2換向，壓縮空氣經單向節(jié)流閥5進入中繼閥6的右側，使閥6換向，壓縮空氣經閥6通過主控閥4的左位進入氣缸B和C的無桿腔，兩氣缸同時伸出。與此同時，壓縮空氣的一部分經單向節(jié)流閥3調定延時后使主控閥4換向到右側，則兩氣缸B和C返回。在兩氣缸返回的過程中有桿腔的壓縮空氣使閥1復位，則氣缸A返回。此時由于行程閥2復位（右位），所以中繼閥6也復位，氣缸B和C的無桿腔通大氣，主控閥4自動復位。由此完成了一個缸A壓下（A1）→夾緊缸B和C伸出夾緊（B1，C1）→夾緊缸B和C返回（B0，C0）→缸A返回（A0）的動作循環(huán)。 圖4-1

36、 缸體夾緊系統(tǒng)圖 1）氣壓缸A向下伸出 ? 當二位四通換向閥1換至左位后，壓縮空氣經單向節(jié)流閥進入氣缸A的無桿腔，氣壓缸A向下伸出 圖4-2 氣缸A伸出圖 2）氣壓缸B、C分別向工件伸出 ? 壓缸A夾緊頭下降至鎖緊位置后使機動行程閥2換向，壓縮空氣經單向節(jié)流閥5進人中繼閥6的右側，使閥6換向，壓縮空氣經閥6通過主控閥4的左位進入氣缸B和C的無桿腔，兩氣缸同時伸出。與此同時，壓縮空氣的一部分經單向節(jié)流閥3流向主控閥4 圖4-3 氣缸B、C伸出圖 （3）氣壓缸B、C退縮 ? 壓縮空氣的一部分經單向節(jié)流閥3調定延時后使主控閥換向到右側，則兩氣缸B和C返回。

37、 圖4-4 氣缸B、C退縮圖 5 三菱FX2N PLC控制程序 5.1 PLC的基本結構 可編程序控制器簡稱為PLC（Programmable Logic Controller）主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成。 圖5-1 PLC控制系統(tǒng)示意圖 可編程序控制器實際上是一種工業(yè)控制計算機，它的硬件結構與一般微機控制系統(tǒng)相似，甚至與之無異。可編程序控制器主要由CPU（中央處理單元）、存儲器（RAM和EPROM）、輸入/輸出模塊（簡稱I/O模塊）、編程器和電源五大部分組成。 5.2 梯形圖 按下X6啟動按鈕，M10得電，并自保持。 第

38、一個脈沖過來，M0得電，電機啟動。整個程序開始運行。 M0得電，限位開關X10被觸發(fā)，從而使輥道運行，帶動缸體向前運動。 缸體運行到指定位置碰到限位開關X0，導致翻轉架的輥道開始運行，從而使缸體進入翻轉架。 缸體到達翻轉架指定位置觸發(fā)限位開關X1，觸發(fā)了氣缸，氣缸開始夾緊缸體，并開始計時1S。 1S時間到達后，翻轉架開始正翻轉。 翻轉架帶動缸體翻轉到指定位置后，碰到限位開關X2，翻轉架停止翻轉，旋轉盤開始逆時針旋轉。 旋轉盤旋轉到指定位置后，碰到限位開關X3，旋轉盤停止旋轉，氣缸開始松開夾緊裝置。并與時1S。 1S時間到達后，缸體出翻轉架。

39、缸體出翻轉架后碰到限位開關X4，觸發(fā)旋轉盤順時針旋轉。旋轉盤回歸都原始位置。 旋轉盤回到指定位置后觸發(fā)限位開關X5，觸發(fā)翻轉架反轉，翻轉架回到起始位置。 表5-1PLC編程地址表 輸入信號 輸出信號 X0：限位開關 Y0：輥道運行 X1：限位開關 Y1：缸體進入翻轉架 X2：限位開關 Y2：缸體正翻轉 X3：限位開關 Y3：缸體逆時針旋轉 X4：限位開關 Y4：缸體出翻轉架 X5：限位開關 Y5：旋轉盤順時針旋轉 X6：啟動按鈕 Y6：翻轉架反向翻轉 X7：停止按鈕 Y7：氣缸夾緊 X10：限位開關 Y10：氣缸松開

40、 5.3 外部接線圖 6 總結與展望 雖然每學期都安排了課程設計或者實習，但是沒有一次像這樣的課程設計能與此次相比，設計限定了時間長，而且是一人一個課題要求更為嚴格，任務更加繁多、細致、要求更加嚴格、設計要求的獨立性更加高。要我們充分利用在校期間所學的課程的專業(yè)知識理解、掌握和實際運用的靈活度。在對設計的態(tài)度上是認真的積極的。 通過近一學期畢業(yè)設計的學習，給我最深的感受就是我的設計思維得到了很大的鍛煉與提高。作為一名設計人員要設計出有創(chuàng)意而功能齊全的產品，就必須做一個生活的有心人。多留心觀察思考我們身邊的每一個機械產品，只有這樣感性認識豐富了，才能使我們的設計思路具有

41、創(chuàng)造性。 為什么這樣說呢？就拿我設計的發(fā)動機缸體翻轉與旋轉機構來說吧，最初老師讓我了解發(fā)動機缸體生產線翻轉與旋轉機構的現(xiàn)狀和存在的問題，設計一個方案出來，使結構簡單，并且造價低，通用性好等特點。我選擇了發(fā)動機缸體翻轉與旋轉機構這一課題來作為我的畢業(yè)設計這是對我的四年知識能力考查，也是對我應用這些知識能力的考查，我盡力使自己的設計減少錯誤，但我知道由于許多知識和能力的欠缺，肯定有一定的錯誤。通過本次設計我學到的不僅僅是發(fā)動機缸體翻轉與旋轉機構這單一方面的了解，讓我熟悉了設計的各個方面的流程，學會了把自己大學四年所學的知識運用到實際工作中的方法。從以前感覺學的許多科目沒有實際意義，到現(xiàn)在覺得以前

42、的專業(yè)知識不夠扎實，給自己的設計過程帶來了很大的麻煩。發(fā)動機缸體翻轉與旋轉機構是服務于生產的工程行業(yè)，涉與了與專業(yè)結核性較強的課題，是一個綜合生產與技術的全面性課題，培養(yǎng)了自己的綜合能力、自學能力，從而適應未來社會的需要與科學技術的發(fā)展需要。培養(yǎng)了自己綜合的、靈活的運用的發(fā)揮所學的知識。 致 感工業(yè)大學，給予我學習的平臺。給我一個輕松愉快的學習氛圍，讓我不僅學習到了書本上的知識，也了解到了學習知識的重要性。在學習的過程中，我也有遇到困難，在此感授課老師對我的幫助。生活上，必須要感我的父母，辛苦養(yǎng)育了我，供養(yǎng)我上大學。不僅給予我生命，而且一直給予我精神上的支持。賦予我堅強的性格，讓我能夠樂觀

43、的對待生活上的困難。最后感那些陪伴我的好朋友，讓我的大學校園充滿了歡樂。 特別要感我的指導老師周明剛老師給我的悉心指導。我覺得通過這次設計，讓我了解了設計的整個流程，在設計過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足和不少的漏洞讓我自己能夠在以后加以改正，并在今后的工作中能夠更好的發(fā)揮在大學四年中的知識，讓我能夠在以后的工作中做的更好。 參考文獻 [1]唐增寶，常建娥.機械設計課程設計（第三版）[M].華中科技大學，2008. [2]王為，汪建曉.機械設計（第二版）[M].華中科技大學，2011. [3]大興，高成慧，譚躍進.現(xiàn)代工程圖學教程（第六版）[M].科學技術，2009. [4]左健名.液壓與氣

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