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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
設(shè)計(jì)（論文）題目:發(fā)動(dòng)機(jī)（DA465Q）缸蓋連接
螺栓自動(dòng)裝配裝置設(shè)計(jì)
院 系 名 稱: 汽車交通與工程學(xué)院
專 業(yè) 班 級: 車輛 07-3班
學(xué) 生 姓 名: 呂佳文
導(dǎo) 師 姓 名: 林明
開 題 時(shí) 間: 2011年3月11日
指導(dǎo)委員會審查意見：
簽字： 年 月 日
SY-025-BY-3
畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告
學(xué)生姓名
呂佳文
系部
汽車工程系
專業(yè)、班級
車輛工程
07-3
指導(dǎo)教師姓名
林明
職稱
高工
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是√否
題目名稱
發(fā)動(dòng)機(jī)（DA465Q）缸蓋連接螺栓自動(dòng)裝配裝置設(shè)計(jì)
一、課題研究現(xiàn)狀,選題的目的、依據(jù)和意義
1、研究現(xiàn)狀
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的自動(dòng)化程度，在一定程度上先知了汽車的自動(dòng)化生產(chǎn)水平。因此，提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)裝配生產(chǎn)選水準(zhǔn)，是目前我們必須要解決的重要難題，近十余年，工業(yè)發(fā)達(dá)國家在產(chǎn)品需求多樣化，產(chǎn)品精度不斷提高和新技術(shù)不斷發(fā)展的推動(dòng)下，裝配作業(yè)自動(dòng)化技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。自動(dòng)裝配線的制造和應(yīng)用也進(jìn)入了一個(gè)新的歷史時(shí)期。目前國外自動(dòng)裝配線制造以美國、日本等最為發(fā)達(dá)。其他國家，如聯(lián)邦德國、法國、英國、蘇聯(lián)、捷克、瑞士等也發(fā)展很快。當(dāng)代具有代表性的主要廠家有：美國Cross公司、日本的東芝機(jī)械與三協(xié)精機(jī)、法國的Renault公司、蘇聯(lián)的明斯克自動(dòng)線工廠等。自動(dòng)裝配設(shè)備的使用也以美國和日本為領(lǐng)先。據(jù)介紹，美國在1983年已擁有自動(dòng)裝配機(jī)近五十萬太，占美國機(jī)床擁有量的8%左右。日本現(xiàn)役裝配機(jī)也在二萬臺以上。
在機(jī)械裝配過程中,基礎(chǔ)件和裝配件的傳送、給料和裝配作業(yè)可部分地或全部地實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化或自動(dòng)化。機(jī)械裝配自動(dòng)化的主要目的是：保證產(chǎn)品質(zhì)量及其穩(wěn)定性，改善勞動(dòng)條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。裝配自動(dòng)化的一般要求是：產(chǎn)品的生產(chǎn)批量較大；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的自動(dòng)裝配工藝性好，如裝配工作有良好的可分性，零件容易定向、定位，零件間聯(lián)接多用膠接和焊接代替螺紋聯(lián)接，避免使用墊片等調(diào)整件；采用自動(dòng)化裝配后應(yīng)具有較好的經(jīng)濟(jì)效果。裝配作業(yè)的自動(dòng)化程度往往需要經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析來確定。
2、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用及其自動(dòng)裝配線
工業(yè)機(jī)器人由于可在一次動(dòng)作循環(huán)中靈活完成各種動(dòng)作，從而代替了裝配機(jī)中許多復(fù)雜部件的功能，使裝配機(jī)本身復(fù)雜程度大大降低。工業(yè)機(jī)器人有固定程序的，也有計(jì)算機(jī)控制的。由于計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，采用計(jì)算機(jī)控制似乎已成為當(dāng)前發(fā)展的方向，其經(jīng)濟(jì)效益也為實(shí)踐證明是十分顯著的。如日本第二精工社利用STM-1000型機(jī)器人裝配汽車?yán)龋鋸U品率較人工裝配時(shí)降低了一半，資金收回僅用3年。在一些工作條件惡劣、勞動(dòng)強(qiáng)度大的作業(yè)中，它可使工作效率成倍提高。如汽車制造業(yè)沖的車身焊接作業(yè)在美國、日本、法國等幾乎全部采用機(jī)器人，可24小時(shí)連續(xù)工作，生產(chǎn)效率提高了3～4倍。由于機(jī)器人具有動(dòng)作靈活性，抓手和工具系統(tǒng)的萬能性及準(zhǔn)確性，全部采用工業(yè)機(jī)器人組成的裝配線，已經(jīng)出現(xiàn).
3、自動(dòng)裝配技術(shù)的發(fā)展方向
發(fā)展具有柔性及可進(jìn)行多品種裝配的自動(dòng)裝配線
由于自動(dòng)裝配線的供料裝置、裝配工作及其控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜及動(dòng)作頻繁、互鎖嚴(yán)格等原因而經(jīng)常發(fā)生故障，降低了裝配線的工作效率。故近代裝配線中，各裝配工位間和分裝與總裝間采用柔性連接的非同步輸送裝置趨勢已成為發(fā)展方向?，F(xiàn)代社會由于對產(chǎn)品需求多樣化，必須使產(chǎn)品不斷更新。為此，能進(jìn)行中小批量多品種裝配的自動(dòng)裝配線得到重視與發(fā)展。這一類型裝配線只稍作調(diào)整即可對“同族”性產(chǎn)品進(jìn)行自動(dòng)裝配。一般來說，它具有以下特征：廣泛采用“功能模塊式結(jié)構(gòu)技術(shù)”以適應(yīng)產(chǎn)品變化時(shí)能方便進(jìn)行調(diào)整；采用柔性連接的傳輸方式以適應(yīng)多品種和各工位節(jié)拍時(shí)間的變化需要；采用多個(gè)自由度裝配機(jī)器人、利用電子計(jì)算機(jī)控制，可對任意不同對象進(jìn)行預(yù)訂計(jì)劃的裝配，裝配程序也可利用動(dòng)作一次做示范作業(yè)循環(huán)，然后將程序貯存到控制計(jì)算機(jī)中，從而簡化程序的重新調(diào)整。
4、目的、依據(jù)和意義
微型及普及型汽車在我國有很大市場，從0.9到1.6L，價(jià)格適合我國國情，適合正在發(fā)展的中國的現(xiàn)況。發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的重要零件之以，隨著現(xiàn)在的設(shè)計(jì)加工制造技術(shù)的發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配方法及技術(shù)手段等也在不斷發(fā)展，確定裝配工藝與裝夾方案及設(shè)計(jì)，從而達(dá)到對發(fā)動(dòng)機(jī)裝配工藝進(jìn)一步的更深了解；
該畢業(yè)設(shè)計(jì)可以加強(qiáng)常用工具AutoCAD軟件的使用與掌握；加快了解汽車企業(yè)生產(chǎn)裝配工藝設(shè)計(jì)，制造及應(yīng)用的過程。
二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
1、研究的基本內(nèi)容
根據(jù)實(shí)際裝配與檢驗(yàn)過程的工藝要求，進(jìn)行了自動(dòng)裝配與檢驗(yàn)生產(chǎn)線可行性分析。并結(jié)合實(shí)際條件，確定了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋裝配與檢驗(yàn)工序的基準(zhǔn)，生產(chǎn)用量和工時(shí)定額。在此基礎(chǔ)上，確立了最終的生產(chǎn)線。同時(shí)，通過對國外同類汽車發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線參考和借鑒，針對以東安為代表的國內(nèi)特定的生產(chǎn)技術(shù)與勞動(dòng)條件，對其裝配與檢驗(yàn)工藝規(guī)程進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，最終確立了一套完整的適合國內(nèi)實(shí)際情況的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線。
（1）分析零部件圖，運(yùn)用各種知識，機(jī)械設(shè)計(jì)原理選擇裝配路線，據(jù)實(shí)際生產(chǎn)條件確定工藝方案及確定幾個(gè)關(guān)鍵問題（如：關(guān)鍵機(jī)構(gòu)，裝置，等）
（2）通過分析擬定必要的保證清洗要求的設(shè)計(jì)內(nèi)容：螺栓抓取裝置的設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)螺栓抓取裝置的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，整體支架的設(shè)計(jì)。
（3）通過分析設(shè)計(jì)符合實(shí)際的缸蓋連接螺栓自動(dòng)裝配裝置總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（4）通過分析，對檢查裝置進(jìn)行了結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和理論的分析
（5）完成二維和三維裝配圖；
（6）要有對相關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行理論分析和設(shè)計(jì)計(jì)算。
（7）圖紙和說明書要符合規(guī)范，標(biāo)準(zhǔn)化，清晰。
2、本課題研究的主要內(nèi)容
本項(xiàng)目研究的主要內(nèi)容是“汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋連接螺栓自動(dòng)裝配裝置”的設(shè)計(jì)。并主要解決以下技術(shù)問題：
1 螺栓抓取裝置的設(shè)計(jì)
2 驅(qū)動(dòng)螺栓抓取裝置的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
3 整體支架的設(shè)計(jì)
螺栓的裝配
使發(fā)動(dòng)機(jī)蓋和發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的螺孔對正，放入墊片，擰緊螺桿，完成裝配。
總體裝置的構(gòu)思
本設(shè)計(jì)的任務(wù)是在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的進(jìn)出氣門的氣密性檢測之后，醬缸蓋與缸體的連接螺栓自動(dòng)裝入發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋內(nèi)部的螺栓孔內(nèi)。設(shè)計(jì)的對象為東安465汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的缸蓋，其上一共有10個(gè)螺栓，對稱排列在缸蓋兩側(cè)，根據(jù)任務(wù)書上規(guī)定的60秒每件的生產(chǎn)能力，本設(shè)計(jì)選擇分兩次安裝螺栓，即每次5個(gè)的方案。
方案一 首先用機(jī)械手來完成螺栓的抓取和放下，其次用一個(gè)絲桿結(jié)構(gòu)來完成機(jī)械手的上下運(yùn)動(dòng)并用一個(gè)轉(zhuǎn)軸來完成四連桿機(jī)構(gòu)在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)，最后由動(dòng)力裝置帶動(dòng)一個(gè)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)水平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。
方案二 首先用機(jī)械手來抓取和放下連接螺栓，其次依靠氣壓，液壓傳動(dòng)后電傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在導(dǎo)軌上來完成機(jī)械手的水平和豎直運(yùn)動(dòng)。
比較和綜合煩些上述兩個(gè)方案，機(jī)械手抓取螺栓的確定應(yīng)用的，而方案一的四連桿機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性比較差，不能應(yīng)用，而絲杠傳動(dòng)由于穩(wěn)定性和精度比較高可以應(yīng)用，而驅(qū)動(dòng)初步定為氣壓傳動(dòng)，因?yàn)檎麄€(gè)生產(chǎn)線大不部分應(yīng)用的是氣壓傳動(dòng)，用起來比較方便。
設(shè)計(jì)方案為通過絲杠船東來帶動(dòng)機(jī)械手來完成水平運(yùn)動(dòng)，而用氣壓來完成豎直運(yùn)動(dòng)。具體的設(shè)計(jì)可以大致分為以下三個(gè)部分：
1 螺栓抓取裝置的設(shè)計(jì)
2 驅(qū)動(dòng)螺栓抓取裝置的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
3 整體支架的設(shè)計(jì)
三、技術(shù)路線（研究方法）
首先，明確目標(biāo)，我要做的是什么，研究的課題目的，意義
參考例1：
紙上談來終覺淺，觀察實(shí)物，在頭腦中留下深刻印象，閉上眼睛就能想出它的結(jié)構(gòu)
收集同類機(jī)構(gòu)的資料，研究分析其工作原理，優(yōu)缺點(diǎn)
在原有的基礎(chǔ)上，進(jìn)行創(chuàng)新，改革
在實(shí)物的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理化構(gòu)思。
初步擬定設(shè)計(jì)方案，請老師批評指點(diǎn)
完成設(shè)計(jì)，cad出圖，制造樣品機(jī)，進(jìn)行生產(chǎn)效果，效率測試
如果，機(jī)構(gòu)生產(chǎn)效率低，精度差，則需要查缺補(bǔ)漏，改進(jìn)不足
如果，機(jī)構(gòu)合格則批量生產(chǎn)，投入生產(chǎn)中
四、設(shè)計(jì)（論文）完成后應(yīng)提交的成果
1、相關(guān)零部件三維視圖；
2、二維裝配圖與三維各1套
3、裝置的主要零部件圖6張以上；
4、設(shè)計(jì)說明書一份（1.5萬字以上）
4、所有設(shè)計(jì)資料的電子文稿
五、進(jìn)度安排
（1）熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)書，并了解相關(guān)材料（網(wǎng)上查閱），準(zhǔn)備資料，填寫開題報(bào)告；第1~3周（3月3日～3月23日）
（2）熟悉零部件圖紙（提出有相應(yīng)問題），熟練掌握CAD2004以上版本及裝配工藝學(xué)：第4~5周（3月24日~4月6日）
（3）據(jù)自己所學(xué)知識及工廠或其它裝配廠提出設(shè)計(jì)方法，確定設(shè)計(jì)方案及設(shè)計(jì)內(nèi)容，有改進(jìn)解決問題的方法簡單方案草圖（說明問題），輔助工具excel、word和CAD要有一定使用能力:第6～7周（4月7日～4月20日）
（4）螺栓抓取裝置的設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)螺栓抓取裝置的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，整體支架的設(shè)計(jì)及中期檢查；第8～9周（4月21日～5月3日）
（5）二維裝配圖與三維的設(shè)計(jì)：第10～11周（5月4日～5月18日）
（6）進(jìn)行理論分析和設(shè)計(jì)計(jì)算及裝置的主要零部件圖設(shè)計(jì)：12～14周（5月19日～6月8日）
（7）總結(jié)設(shè)計(jì)及編寫說明書，后期檢查審核及修改不足：第15~16周（6月9日～6月22日）
（8）畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周（6月23日～6月 29日）
六、參考文獻(xiàn)
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七、備注
指導(dǎo)教師意見：
簽字： 年 月 日