齿轮轴套压配机结构设计【三维图/11200字】【优秀机械毕业设计论文】

文档包括:
说明书一份,36页,11200字左右.
开题报告一份.
任务书一份.
中期检查表一份.
PROE三维图全套.

毕业设计

题 目 齿轮轴套压配机结构设计

齿轮轴套压配机结构设计

摘 要
齿轮轴套压配机是一种新型的自动装配系统，它能完成自动上料，定位，压装，落料等功能。它具有独立的控制系统，动作灵活可变，是一种高效机械。比起现有的手工装配，不仅能提高产能，减少工人劳动强度，更具有安全，清洁，废品率低等特点。通过更换夹具，也能适应各类型号的产品压装的要求。
齿轮轴套压配机采用振动盘与导轨整料送料，导轨末端安装的推拉式电磁铁推动配合件进入夹具。步进电机带动齿轮齿条来完成送料夹的往复移动。通过夹具的大力夹持，V型块和可调式的挡铁精确定位两个配合件。最后气缸上安装的压套能引导轴套垂直压入齿轮中。待下一个待装配齿轮送到时，送料夹有能顺势将装配好的工件推出工作台面，完成落料。
本文开篇主要讨论了齿轮轴套压配机的几种方案，及最终方案的选定。文章的主要介绍各部件的设计方法。最后附上控制系统的PLC梯形图。

关键词：自动化装配，夹具，气缸，PLC，

Structure design of a gear collar pressure assembly machine

Abstract
The gear collar pressure assembly machine is a is a new type of automatic assembly system, it can complete automatic feeding and positioning, pressed, blanking. It has an independent control system, flexible motion variable. So it is a kind of high efficient machine. Compared with the existing manual assembly, it can not only improve productivity but also reduce labor intensity and more safe, clean, and with a low scrap rate. Through changing the fixture, it also can adapt to all kinds of models of the product requirements.
The gear collar pressure assembly machine using vibration plates and guide to sorting and feeding. At the guide rail terminal install a push-pull electromagnet to push the pieces into the fixture. Stepping motor drive rack-and pinion to finish feeding clip reciprocating movement. Through the strong clamping fixture and v-shaped blocks and adjustable block iron, accurate location positioning two pieces. Finally cylinder sleeve can guide the collar press into the gear vertically. Until the next gear come to here, the feeding clip can also help push off the gear from the workplace, so that blank is finished.
This paper mainly discussed the gear collar pressure assembly machine with several schemes. and the selection of the final design. Article mainly introduces the design method of components. Finally attach control system PLC ladder diagram.

Key Words: Automatic assembly; fixture; cylinder; PLC

目 录
摘 要 ⅰ
Abstract ii
第一章 绪 论 1
1.1 课题简介 1
1.2 论文的主要内容 1
1.3 总体方案分析 2
1.3.1 机械手臂方案 2
1.3.2 圆形回转台方案 2
1.3.3 直进式方案 3
1.3.4 最终方案确定 3
第二章 各机械组件的设计 4
2.1 给料组件设计 4
2.1.1 配料与整理组件设计 4
2.1.2 输送组件设计 5
2.1.3 上料组件设计 6
2.2 夹具设计 7
2.2.1内套夹具设计 7
2.2.2 齿轮夹具设计 9
2.3 气缸设计 10
2.3.1 气缸缸径参数计算 10
2.3.2 气缸行程参数设计 12
2.3.3 气缸的选择 12
2.4 支承结构设计 13
2.4.1 工作台设计 13
2.4.2 导轨支架设计 13
2.4.3 气缸支架设计 14

2.5 电机动力部分设计 14
2.5.1 电机的选择 14
2.5.2 齿轮和齿条设计 15
2.6 定位方式设计 16
2.6.1 内套夹定为位方式设计 16
2.6.2 送料夹定位方式设计 16
2.6.3 气缸轴心定位方式设计 17
2.6.4 气缸压套设计 18
2.7 装配总成 19
第三章 控制系统设计 20
3.1 行程安排与分析 20
3.2 控制系统具体设计 20
3.2.1 行程开关或传感器设计 20
3.2.2 系统工作过程设计 20
3.2.3 控制系统选择 21
3.2.4 PLC程序说明及梯形图 22
第四章 总结与展望 26
参考文献 27
致谢 28

毕业设计（论文）任务书

单篇
1．内容及要求：
完成齿轮轴套压配机结构设计，设备的基本功能包括自动上料、定位、压配、落料等
工序，工作方式为无人干预全自动。各动作的实现可以采用气动或电机驱动的自动化机
构；控制可以采用行程开关、挡铁或传感器加PLC加以实现。
图纸要求：总装配图，部件图、零件图，总量4张A0；
设计要求：结构合理、可行、符合规范。
外文资料翻译（任务另行布置）。

2．主要技术指标：
待装配齿轮的尺寸如下：
齿顶圆直径：20.3mm;
内圆直径：11.4mm
轮齿宽度：10.9mm;
内套壁厚：2mm：
3．进度安排：(包括起迄日期、主要工作内容等)
2011.2.16-2011.2.30: 现场调研，了解任务需求；
2011.3.01-2011.3.30: 初步方案设计，外文资料翻译；
2011.4.01-2011.4.15: 完善设计方案、开题报告；
2011.4.16-2011.5.20: 具体结构设计、制图；
2011.5.21-2011.5.30: 控制系统设计；
2011.6.01-2011.6.10: 设计说明书整理、准备答辩。

4． 参考文献：
[1]. 刘德忠 费仁元 StcFan Hesse编著 装配自动化[M]，北京：机械工业出版社，2003.7
[2].刘延林编著，柔性制造自动化概论[M]，武汉：华中理工大学出版社，2001.1
指导教师签字 

1.
结合毕业设计（论文）课题任务情况，根据所查阅的文献资料，撰写 1500～2000 字左右的文献综述：
一．课题的来源和意义
常熟市华德粉末冶金有限公司是我家乡的一家粉末冶金的专业生产企业。他们生产的铁基行星齿轮是他们企业的主要产品。齿轮在加工过程中需要压装一个轴套。长期以来，压配工作是由工人来操作完成的。这种生产方式，既不安全也缺乏效率，更加大了企业的成本支出，所以这次我设计的这个齿轮轴套压配机构，就是要取代手工操作，来完成整个压配过程。
所谓压配，就是依靠压力机将配合件压入基础件，达到过盈配合的这个过程。是比较简单重复的，容易因为疲劳或疏忽造成事故。利用自动化机械来生产，可以极大改善劳动条件，避免人身事故。同时由于机械可以连续工作，便于有节奏的生产，提高生产效率。
自动装配机械，尤其是经济的和具有一定柔性的自动化机械，在如今追求经济、实用、高效的今天，备受亲睐。本着使用可靠而又能适应产品的发展变化的原则，采用合适的自动化程度，运用现代的计划方法和控制手段。必将能为企业创造更多的财富。
二．设计的主要内容
（1） 定位方式的确定
工厂原先的生产过程中，使用的是轴套的内圆定位和齿轮的外圆定位，这与实际的设计要求有所不符。在本次设计中，要将定位方式改为通过轴套的外圆来定位的方式。就要设计出一套合理的定位夹紧方案，来满足生产的需要。这是本次设计的一个难点。
（2） 送料的方式的确定
生产的原料有两个部分，基础件和配合件，需要同时分拣并送到合适的加工位置，并且送料装置要求能满足快速生产的需要。同时还要避免与其他的活动部件发生干涉，影响总体设计。
（3） 动力的选择
①．主加工动力（汽缸压力）:
步骤 1：查表得无润滑条件下，基础件和配合件材料之间的摩擦因数 μ，材料
的弹性模量 E，泊松比 v，线胀系数 a。
步骤 2: 测量结合直径???? ，结合长度????
步骤 3: 根据???? 和???? 计算系数???? ???? ，计算出结合表面最大承受压强??????????
步骤 4: 总后计算出压入力 F。
步骤 5:根据压力 F，选择合适的气缸。
②．其他机械力：
根据钳口的形状，摩擦阻力等设计因素，再确定，一般选用电机，小型气缸或凸轮机构提供动力。基本没有特殊的要求。
(4)
控制方式的选择
根据实际的应用，考虑什么地方应当使用传感器，伺服驱动器，PLC 来完成系统的控制功能。 而其他的则尽量简化为机械机构的控制方式。
(5)
各部件的选择，非标准件的设计尽量使用已有的部件来完成所需要的功能，夹具这一类非标准件则需要认真的设计，满足合理的结构需要。
(6)
合理安排活动部件的行程，根据需要设计出合适的控制结构。布置传感器与驱动器，编写控制程序。
三．设计的创新之处与可行性分析
（1） 采用 V 型滑块夹具来定位外圆，大力夹持待加工件，可以有效的减少定位误差。安装在加工方向上的引导装置，能辅助气缸完成压配工作。
（2） 采用传感器或限位开关等控制活动件的行程，高效节能，可靠性强。
（3） 整套机械系统结构简单，避免了使用繁琐的机械手臂来完成送料和定位功能。减少了制造难度。
（4）运用柔性化节拍通道，配合合适的控制手段，将加工的各个步骤有序的合理的安排，更方便于流水作业和批量生产。对于这套机械系统的设计，可以参照工厂本身用于整形零件的机器结构，在其基础上加入一些新的部件，和 PLC 控制系统等。有参考的设备，设计的难度可以大大降低。

2.
毕业设计任务要研究或解决的问题和拟采用的方法：
一．设计需要研究和解决的问题
①设计基础件和装配件的送料装置，使其能达到预定位置便于下一步定位。
②设计定位；夹紧以及加工装置，使其达能到装配精度的要求。
③计算各活动部件合适的工作力，选择合适的动力机构（凸轮机构或气缸）。
④合理布置各机构之间的行程，选择控制方式（传统机械结构还是 PLC 控制）。
⑤最终整体设计方案
⑥编写控制程序
二．本人根据任务要求，制定工作流程如下：
初期工作：
①由于基本资料的缺乏，根据实地考察得到的资料，进行进一步整理，总结出几套方案。
②估算压装所需的压力以及配合精度。
③结合所收集的资料，综合考虑使用要求、结构复杂度、工艺性、成本、实用性、环境要求以及外观等多方面的因素，排除不合理的方案，保留少数几个相对合理的又切实可行的方案。与此同时，查阅各种参考资料，借鉴各种优秀的设计的精妙之处，积极创新，继续探索出一些新的相对合理的方案。设计工作：
① 借助 Pro/E 这个计算机辅助设计工具，完成送料，定位夹紧，加工等各部件的零件的模型的创建，改进其中不合理的地方，优化设计方案，同时确定各零件的工艺参数。然后用 Pro/E 中的装配模块完成各部分的装配，在装配过程中继续修改零件设计的不足或错误。最后零件完成总装。
② 以上完成后，将各零件 PRT 模型以及三维装配 ASM 模型导成 DWG 格式的二维工程图，并进行标注尺寸和公差。
③ 设计控制方案，并编写控制程序。
答辩准备工作：结合以前收集的资料，总结设计成果，编写设计说明书，并制作答辩时所用的 PPT，同时将开题报告，任务书，翻译资料等答辩需要的材料整理好，为答辩做好准备。

参考文献
[1] 刘德忠 费仁元 Stcfan Hesse 编著，装配自动化[M]，北京：机械工业出版社，2003.7
[2] 刘延林编著，柔性制造自动化概论[M]，武汉：华中理工大学出版社，2001.1指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见和对毕业设计（论文）结果的预测）：对毕设任务做了认真的准备，进行了实地考察，获得第一手资料，进一步明确了设计需求。拟定了多套设计方案，经论证筛选，确定一种进行毕设方案。课题紧密结合生产实际需求，内容综合，涉及面广，且有一定深度，预期通过努力可以完成毕设任务。