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圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计【10张图/11100字】【优秀机械毕业设计论文】

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圆柱 螺旋弹簧 测力 分选 结构设计 优秀 优良 机械 毕业设计 论文
资源描述：

文档包括:
说明书一份，46页。11100字。
任务书一份。
开题报告一份。
外文翻译一份。

图纸共10张，如下所示
A0-装配图.DWG
A3-底座.DWG
A3-气缸.DWG
A4-GB／T276-94深沟球轴承61800-2RZ.DWG
A4-GB／T292-94角接触球轴承B7200C.DWG
A4-分料盘.DWG
A4-大齿轮.DWG
A4-电动机.DWG
A4-轴.dwg
A4-键2.DWG

目录
摘要.........................................................I
Abstract....................................................II
第1章 绪论.................................................4
1.1 课题研究目的及意义...................................4
1.2分选机分选方式研究....................................6
1.3课题国内外现状........................................6
1.3.1国外分选机研究现状.................................6
1.3.2国内分选机研究现状................................. 7
1.4存在问题...............................................7
第2章 方案的选择与设计.................................9
2.1本课题的设计任务......................................9
2.2圆柱螺旋弹簧分选机的设计思路.........................9
2.3送料机构..............................................10
2.4加力与检测机构.......................................11
2.5落料分选机构..........................................12
第3章 总体的机构设计...................................14
第4章 弹簧分选机零件结构设计.........................16
4.1齿轮的选择设计.......................................16
4.2夹持轴承与轴的连接的夹具的选择......................17
4.2.1上夹具的设计.......................................17
4.2.2下夹具的设计.......................................19
4.3气缸的设计选择.......................................20
4.4传动轴的选择设计.....................................22
4.5轴承的选择设计.......................................24
4.5.1原动部分装配所选用的轴承...........................24
4.5.2 执行部分装配所选用的轴承..........................26
4.6其他主要零部件的设计.................................28
4.6.1键的选择设计.......................................28
4.6.2轴套的选择设计....................................28
4.6.3电动机的选择设计...................................29
4.6.4分料盘的设计.......................................31
4.6.5底座的设计................................ 32
第5章 校核计算.................................34
5.1底座上板的受力分析与弯曲应力计算...................34
5.2 轴受力分析与应力计算.............................. 36
总结............................................39
致谢............................................41
参考文献........................................42
附录............................................43

摘 要
弹簧的应用十分广泛可以说是各种机械、电器 、化工等产品的关键零件。凡是承受变载荷的弹簧，在企业内部质量控制、用户交验、新产品定型鉴定、认证，行业抽检和工艺调整环节中，必须进行性能检测。所以弹簧检测是其生产过程必不可少的工序，测力是检测的主要内容之一。弹簧测力分选机是在基于工业进程高速发展的今天，结合圆柱螺旋弹簧的需求量和生产企业需求的前提下所应运而生的。本论文主要是对分选机的机械结构进行研究,设计，实验与制造。
此弹簧分选机是针对大批量生产的弹簧依据其弹性系数不同，按照预先规定的指标进行测试自动筛选出合格与不合格产品，并在不合格产品范围内依据是否可以修复将弹簧进一步细分，自动流入不同料箱，以此应用与不同场合。这种弹簧分选机是安装在弹簧加工过程中的检测工艺工段线上，针对汽车、摩托车离合器弹簧生产制造工艺设计的，适用于各种类型的圆柱螺旋弹簧的分选。
本论文首先论述螺旋弹簧分选机的分选方式以及国内外分选机的研究现状和设备的性能优缺点，结合课题背景，提出本论文的主要研究内容。在对弹簧特点与控制需求进行分析的基础上，提出了分选机机械结构的方案设计。
在论文中所研究和设计的圆柱螺旋弹簧分选机，满足功能要求，解决了弹簧生产过程中的实际问题，提高了生产与检测效率，为以后此类设备的设计提供了借鉴作用。

关键词：圆柱螺旋弹簧; 分选机; 弹性系数

Abstract
Spring testing is the phase of the production process essential working procedure, load is one of the main content of detection. Spring load separator is in today's rapid development based on industrial process, in combination with the demand and production of cylindrical helical spring under the premise of enterprise requirements arises at the historic moment. This thesis mainly is the study of mechanical structure of the separator, the design, the experiments and manufacture.
This spring sorting machine is for mass production according to the elastic coefficient of the spring, in accordance with the prescribed index test automatically select the qualified and unqualified products, and within the scope of the unqualified products according to whether can repair will spring further subdivided, automatic into the different material box, with different situations in application. The spring separator is installed in the spring section of online detection technology, in the process of machining for automobile, motorcycle clutch spring manufacturing process design, suitable for various types of cylindrical helical spring sorting.
This paper first expounds the separation method of helical spring sorting machine and the performance of the domestic and foreign research situation of the separator and equipment advantages and disadvantages, combined with the project background, puts forward the main research content of this paper. On the analysis of the demand and control characteristics of the spring, on the basis of sorting machine mechanical structure design are put forward.
In the thesis the research and design of cylindrical helical spring sorting machine, meet the functional requirements, solved the practical problems in the process of producing spring, improve the efficiency of the production and testing, design provides a reference for such a facility.

Keywords: Cylindrical helical spring; separator; Modulus of elasticity

主要内容：
1）查阅文献资料15篇以上、翻译不少于五千印刷符的英文资料；
2）圆柱螺旋弹簧测力分选机结构方案论证；
3）圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计，绘制图纸；
4）圆柱螺旋弹簧测力分选机结构分析；
5）圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计说明书。

主要任务及基本要求（包括指定的参考资料）：
主要任务及基本要求：
1）圆柱螺旋弹簧测力分选机结构全套图纸； 一套
2）圆柱螺旋弹簧测力分选机结构分析计算报告； 一份
3）圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计说明书； 一份
4）翻译不少于5000印刷符的英文资料。 一份
参考文献
【1】张伟 苏惠芳 顾国宝. WGTF-500型弹簧负荷分选机的研制[J]. 浙江丝绸工学院机电系,浙江丝绸工学院机电系,浙江丝绸工学院办工厂, 2006, 03(6) : 31-36, 39
【2】邹安阳 张建钢 乔桥 张链.弹簧分选机的机构设计及控制原理研究[J].机电系，2007(3):38-40
【3】谢一明 郭志勇. 弹簧自动测力分选包装机[J].包装与食品机械 1995,001
【4】卞宗林,等.国内弹簧高新技术(材料)的发展[J].弹簧工程,2000,(4):3-5.
【5】乔桥 张建钢 邹安阳. 基于PC104 工业控制环境的弹簧分选测试系统设计[J]. 制造业自动化,2012,(4):68-74.
【6】徐树兴 王宝光 郑义中. 螺旋弹簧自由高度在线自动分选技术[J]. 新技术新工艺,1992,(3):27-28.
【7】李祝强 郭松涛. 数控自动圆柱螺旋弹簧分选机的研究与设计[J]. 重庆大学, 2010-05-01
【8】赵炳炎 王光导. 微机控制1000N弹簧负荷分选机简介[J]. 弹簧工程,1991,004 
【9】王为 宋庭新 魏兵.一种基于PC104的弹簧分选控制系统设计[J]. 湖北工业大学
【10】傅华栋 李维荣 丁宝平 姜膺. 圆柱螺旋弹簧疲劳试验机的开发[J]. 机电产品开发与创新,2007,005
【11】孙恒 陈作模 葛文杰. 机械原理 西北工业大学机械原理及机械零件教研室编，第七版，高等教育出版社，2006.5
【12】濮良贵 纪名刚.机械设计 西北工业大学机械原理及机械零件教研室编，第八版，高等教育出版社，2006.5 
【13】周建方等.材料力学 机械工业出版社，普通高等教育机电类规划教材，2002.1
【14】机械制图 大连理工大学工程图学教研室编，第六版，高等教育出版社，2007.7
【15】孔凌嘉主编.简明机械设计手册[M].北京:北京理工大学出版社, 2008


圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计

















内容简介：
以 合成橡胶弹簧试验机的液压控制 博 尔达 王 旭永 （机电研究所，上海交通大学，上海， 200030，中国） 摘录： 该应用程序是一个液压缸同步运动控制运动。 本文的主要目的是显示一个短的编程代 码中的 控制两个气缸与自动控制程序仅使用从压力传感器和线性位移传感器的模拟输入和从所述液压阀的数字输出的运动 。 这是专为这种合成橡胶弹簧试验机的试验之一。 关键词： 橡胶弹性；多层橡胶弹簧； 层叠式顺序结构 文献标识码： A 简介 合成橡胶试验机是检测 地铁车 的 橡胶弹簧。实际使用这台机器是为了使预防维护，这样我们就可以准确了解橡胶弹簧 的 消费生活。每一个橡胶弹簧是一种周期 或工作时间的主题，这一时期的弹簧橡胶测试必须根据制造商的规格 ,这种试验机是被用来测试四种橡胶弹簧； 用于此测试的一个是所谓的多层橡胶弹簧。本试验的主要特征，与其它橡胶弹簧相比，是 ， 这是结合了两个气缸的力 成为唯一 一个：一个垂直和一个水平。 1. 结构 组件 这种 试验机的结构组件是非常简单的。该测试平台具有上框架，移动框架，下框架，装框架试件垂直柱，卡盘框架支撑上的工作平台，液压系统安装下至工作平台。 该平台最高液压为 150是 一个简单的机械结构，只 需 使用两个垂直列来 支持 它。同时，这个设计是在 多层橡胶弹簧元件的刚性横向测量条件下。此外， 也 有不同的试件，测量是不一样的。 这种 卧式液压缸 是固定到 框架结构 里的 。该基地的高度可以 通过 试验件 根据 试验只是改变底座支 撑来 修改。 它的垂直压力传感器被固定在垂直圆柱 的头部。 垂直缸的运动总是向下推施加压缩力成试片。垂直传感器被安装在底 框结构中的一个固定 位置正好平行于垂直列。垂直力传感器被安装在垂直缸的头部的基极，水平位移传感器安装在水平筒的右侧的 这个底部（查看图 1）的背面。 一个多层橡胶弹簧的弹性试验期间，水平力必须申请 65 后水平缸必须 移位 土30 毫米，在这个过程中，我们获得了从模拟信号的水平缸的力传感器，然后我们要衡量的橡胶弹簧常数 K 为使用此公式 K =（ （牛顿 /毫米） 的这个原因 。 图 1 试验机的概貌 1234568910111213压力系统的原理可以被视为在图 2系统使用两个液压泵连接电机， 所述液压泵不超 16兆帕，6 毫升 /转 和 16 毫升 /转流的工作压力。泵站设计有一个压力表计，过滤器等 。 泵的工作压力（水平和垂直气缸）是通过 四个 电磁阀分开。泵 1 被设计为三个不同的工作压力（ 150,100,50 因此，为测定试验高频即 液压泵的速度可以用一个阀门来调节。 试验加载速度约为 1mm/s，这也是在卸载工艺流程 中。速度可以调整 到 大约 2s，系统具有两个阀 来 关闭 ， 这些 也 是用于保护液压泵。液压系统的示意图，可以理解在图 2 中，电磁阀的控制和改变可以在表 1 可 以 看 出 。 图 2 液压原理图 1,2,3,45,67,89磁阀； 10,11,121314 151617 表 1 液压系统动作图 标准态 主缸快速前进 主缸缓慢 前进 主缸缓慢 返回 主缸快速 返回 卧式液压缸左 前 进 卧式液压缸 右前 进 主缸液压 1 主缸液压 2 主缸液压 3 对于数据的控制和采集我们使用了两个不同的卡： 一个模拟卡收集从传感器的信号以及另一个收集数字卡控制的开关阀信号 。 这两种卡是研华卡，这些卡都是台湾制造，他们也控制使用 驱动程序的 须下载从 司的网站。 这种 模拟卡是 由18 单端或 8 路差分模拟量输入， 40 千赫 ,12 比特 的 A/ D 转换器（转换时间 25 微秒）。 可编程增益 对于 每个输入通道（最多 8 个）与 自动通道 /增益 进行 扫描。 这种数字 I/O 卡有 32 个隔离的 道（ 16 个 输入和 16 个 输出），硬件结构，你可以在图 3 看出 。 显示屏 模拟传感器 控制计算机输出 16 频 A/D ) 字输入 24 伏 4 频 字输出 数字输出 24 伏 4 频 24 伏 4 频 图 3 硬件系统结构 一旦我们安装驱动程序为研华卡 程序可以启动。 该 程序的配置是以 它显示在图 4的一种基本的控制。 垂直圆柱体 最后阶段 开始阶段 第二阶段 第三阶段 第一阶段 卧式圆筒 初始点 图 4. 气缸的控制过程视图 在开始阶段，垂直气缸压缩橡胶弹簧，到它检测的 65 千牛的力，然后卧式筒体必须 移动 + 30 毫米到右侧，然后返回到左边 ，然后移动到右边 +30 毫米和停止，和垂直气缸回到它原来的点（图 4 看到）。 在这个组合过程中的难点之一是控制运动，因为这种运动必须同步，以避免两个油缸碰撞。 在这种情况下，我们将只显示气缸控制由于这个 程序的完全控制，也扩展到本报告 中表 明我们也只会显示背面板程序控制测试。这 序主要是通过使用所谓的层叠顺序结构的元件，该元件由一个或更多的子图或帧，即按顺序执行设计的。 使用堆叠式顺序结构 以 确保 一个子图的 另一个 子图的之前或之后执行。 步阶段 你可以在图 5 中看到，在第一阶段，在当垂直圆筒下来 直到垂直力传感器获得的力 65对于橡胶弹簧则气缸停止，并保持在这个位置，直到测 试完成时（参见图 4）。 一阶段 对于水平缸的控制， 我们必须首先使用 水平位移传感器 获得初始位置 ，然后我们可以标记在这个初始点我们的起点和基础，可以使我们的位移与气缸数 有 + 30 毫米（ 查看 图 6） 的 控制。 二阶段 在第二阶段的水平气缸的返回必须扩展 - 60左 侧 然后停止，在这个过程中，我们必须取得气缸施加在橡胶弹簧（参见图 7）力的测量。 三阶段 在第三阶段，气缸必须返回 +30右边，然后停止到 原始点（第一阶段）（参见图 8）。 后阶段 一旦水平气缸已经返回到原始点（第一阶段）并且 程序已关闭水平圆柱所有的阀门，然后垂直油缸必须开始工作。在这种情况下，垂直气缸使用的垂直位移传感器，使气缸回到原来的工作点，但在开始时，因 为我们需要控制施加到弹簧橡胶的力，我们必须使用 力传感器来做到这一点（参见图 9）。 图 开始阶段 图 一阶段 图 图 图 堆叠的序列结构为多帧序列 ， 以便序列 的运行 ，我们用 10 序列 在 该程序过程中从 0 到 9；在这篇报告中我们只显示主要的阶段，对于 介质 阶段主要是控制阀门最后阶段 的关闭 。这是因为我们使用的是阀的通断阀和保留的最后一个进程的内存，所以我们必须小心，当我们利用堆叠顺序结构 来编程的时候 。 例如，你可以看到图 10， 这表明 最后 阶段 9 是当垂直缸停在初始点 时 。 图 从水平位移传感器和水平力传感器获得的信号被用于绘制使用该橡胶弹簧的弹性的曲线，在测试过程中，我们可以测量橡胶弹簧的常数 k。 这让我们知道生命周期的同事也让我们知道了橡胶弹簧的情况，为了能够对这个程序有个清晰的理念，我们可以查看 图 11， 如你所见， 水平方向的力信号（ 施水平位移信号（毫米）， 别是第一和第二级的测量结束时获得的最终的力。 在程序的最后阶段能够告诉我们 多层橡胶弹簧的状态，你可以在图 12 中看到 图 图 12. 应用程序数据的橡胶弹性曲线最后的基址图 虚拟仪器软件 用来 液压缸的控制程序。这是一个简单而可靠的软件 ，而无需使用 编码程序来做这个。我们必须注意，唯一的问题是有图书馆的采集卡，我们要使用，如果这些都不是 制卡采集卡。这台机器的发展有助于我们做出预防保养。控制的元素都不难获得，但该软件可能是一个艰难的一步 来完成它 。 但是，使用 步是 简单的一步 。 其中一个 优势 就 是在工作中可以 以 一种直观的方式 看出 ，当我们使用 ，不 需要 调试主要代码 C + +或其他编程语言。 参考文献 【 1】 艾斯克 J. 高级视 图试验【 M】 . 纽约州，美国； 版社 【 2】 理查德 ， 马特， 高级编程技术 M。第二版博卡拉顿： 版社， 2001。 【 3】 王雄冰，王旭勇，谢文华。发展橡胶弹簧综合测试床研究 J。电力机车与城轨车辆，2003,26（ 6） :41 【 4】 王雄兵，王煦 勇， 橡胶弹簧的 数据测试和资料分析 J， 电力机车大众运输车辆，2003,26（ 4）： 56。 参考文献 【 1】 刘 塔尔 S，单步超精加工硬切削：可行性与可行的切削条件研究 J。机器人计算集成制造， 1995,12（ 1） :15 【 2】 顿肖夫 ， 阿伦特 C，阿莫尔 R J。 机械工程研究所 的活动年报 ，2000,49（ 2） ； 547 【 3】 刘 塔尔 精加工用硬质加工造成表面完整性 研究 上 。 J 制造系统， 1995,14（ 2）： 124 【 4】 瑞希，梅森， 表面完整性的情况下完成硬车削淬硬钢 J。国际机床 与 制造学报，2003,43（ 3）： 543 5】 阿布拉 阿斯平沃尔 集体的表面完整性的车削和磨削淬硬轴承钢 J。磨损，1996,196（ 2）： 279 【 6】 周 伊万斯 C J。白层和硬车削表面的热建模 研究 J。国际机床与 制造学报，1999,39（ 2）： 1863 【 7】 H， ， T 有限元分析切削加工层 J， 力学特性的影响 J。序列，材料的专业技术公司。 4）： 448 【 8】 雅各布森 M，达尔曼 P， 冈恩 F。切割速度的影响 在 硬贝氏体钢表面完整性的研究J。材料科技， 2002,128（ 3） :318 9】 杨 文华 ， S， 设计优化车削操作的基于田口方法 J， 切削参数。难加工材料的加工技术， 1998,84（ 1）： 122 ， E 一 10， 4 ， 2005 ， 381386 D： 1 007 11 72( 2 0 05) 0 4 03 81 - 06 a 博 尔达 ) ， u 王 旭永 ) ( ， ， 200030， is a of a of is to a of an of is of of A is to of of is to a so we of is a of a or of do it to of is to of is is of is is of 1. is of a of is to 50 a to At is of of is of be to to is at of is a is at in a to is at of of is at of at of of a a be 5 KN 30 we of we to of =(2) 60(N of 12345 6 7 89 101- 12 13 2. be as in 2 an 16 a ml/r 6 ml/r is a is is 50，100,50 of of be a is s， be 2s； of be in of be ， 2， 3， 4 一 5,6 一 7， 8 一 re 9 一 10， 3 一 1415 - 1617 一 of . of we to to be is 18L 16 40 12(5 s) up ) (16 6 he 4. of we of is a as it At it a 5 KN 30 mm to to to 30 mm to of is be to In we to of is to it in we to to is by of or or to a or 4 of of As ,at is 5kN of in is ee of we to we on of 30 of to we of 7) 4 In 30mm to to ( 8) 4 0to of In to of at we to to we to to do 9) of of 7 s t a g e t h or i z c yl i nd e r in to a we 0 ； in we to of of is we onof SO we we by is at to a of of we of S to of to a of we as Fy is N)y F1 2 of of in us of 10 of 11 of 12 of 5. is to of is an to do we is to we to if I of us to of to be a to do is a of is be in a so us to we + + or 1 M 1999 2 ， ， M 2nd 001 3 u of a J 2003， 26(6):41 43 4 u on J 2003， 26(4)： 56 59 1 R， J 995， 12 (1):15 27 2 K， ， B C of J of 2000， 49 (2)； 547 566 3 R in J J 1995， 14(2)： 124 133 4 ， in of J 2003， 43(3)： 543 550 5 M ， K of J 1996， 196(2)： 279 284 6 K， J of J 999,39(2)： 1863 1881 7 H， 。 . of on in J J 1996 62(4)： 448 453. 8 ， ， on of J 2002， 128(3)： 318 323 9 H ， S of on J 1998， 84 (1 ):122 129 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 1 扬州大学广陵学院本科生毕业设计（论文）题目申报表 设计（论文）题 目 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 题目类型 A 题目来源 B 面向专业 机械设计制造 及其自动化 指导教师 周建华 职称 副教授 学 位 博士 从事专业 机械控制软件 题目简介： 弹簧测力分选机是对大量生产的弹簧依据其弹性系数不同，按照设定的指标进行测试，筛选出合格与不合格产品，自动流入不同料箱，用于不同场合。 审核意见： 审核人签名： 年 月 日 题目类型 1、为结合科研； 2、为结合生产实际； 3、为结 合大学生科研训练计划； 4、为结合学科竞赛； 5、模拟仿真； 6、其它 题目来源 ； 拟 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 2 扬州大学广陵学院 毕业设计（论文）任务书 教 科 部 ： 机 械 电 子 系 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生 姓名 : 季琳莉 学号 : 100007115 毕业（论文）题目： 圆柱螺旋弹簧 测力分选机结构设计 起 迄 日 期： 设计（论文）地点： 扬州大学江阳路南校区 指 导 老 师： 周建华 专 业 负 责 人： 宋爱平 发任务书日期： 2014 年 4 月 9 日 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 3 扬州大学广陵学院本科生毕业论文任务书 论文题目 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 年级 大四 专业 机械设计制造 及其自动化 学生姓名 季琳莉 学号 100007115 主要内容： 1） 查阅文献资料 15 篇以上、翻译不少于五千印刷符的英文资料； 2） 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构方案论证； 3）圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计，绘制图纸； 4）圆柱螺旋弹簧测力分选机结构分析； 5）圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计说明书。 主要任务及基本要求（包括指定的参考资料）： 主要任务及基本要求： 1） 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构 全套图纸 ； 一套 2） 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构分析计算报告； 一份 3） 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 说明书 ； 一份 4） 翻译不少于 5000 印刷符的英文资料。 一份 参考文献 【 1】 张伟 苏惠芳 顾国宝 . 弹簧负荷分选机的研制 J. 浙江丝绸工学院机电系 ,浙江丝绸工学院机电系 ,浙江丝绸工学院办工厂 , 2006, 03(6) : 3139 【 2】 邹安阳 张建钢 乔桥 张链 原理研究 J007(3):38 3】 谢一明 郭志 勇 . 弹簧自动测力分选包装机 J 机械 1995,001 【 4】卞宗林 ,等 材料 )的发展 J2000,(4):3【 5】乔 桥 张建钢 邹安阳 . 基于 业控制环境的弹簧分选测试系统设计 J. 制造业自动化 ,2012,(4):68【 6】 徐树兴 王宝光 郑义中 . 螺旋弹簧自由高度在线自动分选技术 J. 新技术新工季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 4 艺 ,1992,(3):27【 7】 李祝强 郭松涛 . 数控自动圆柱螺旋弹簧分选机的研究与设计 J. 重庆大学 , 2010 8】 赵炳炎 王光导 . 微机控 制 1000N 弹簧负荷分选机简介 J. 弹簧工 程 ,1991,004 【 9】王为 宋庭新 魏 兵 弹簧分选控制系统设计 J. 湖北工业大学 【 10】 傅华栋 李维荣 丁宝平 姜膺 . 圆柱螺旋弹簧疲劳试验机的开发 J. 机电产品开发与创新 ,2007,005 【 11】 孙恒 陈作模 葛文杰 . 机械原理 西北工业大学机械原理及机械零件教研室编，第七版，高等教育出版社， 12】 濮良贵 纪名刚 西北工业大学机械原理及机械零件教研室编，第八版，高等教育出版社， 【 13】 周建方等 机械工业出版社，普通高等教育机电类规划教材， 14】 机械制图 大连理工大学工程图学教研室编，第六版，高等教育出版社， 15】孔凌嘉主编 M北京理工大学出版社 , 2008 发出任务书日期： 2014 年 2 月 22 日 完成期限： 2014 年 4 月 9 日 指导教师签名： 专业主任签名： 年 月 日 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 5 扬州大学 广陵 学院 毕业设计（论文）实习调研报告 学 生 姓 名： 季琳莉 学号： 100007115 专 业： 机械设计制造及 其 自动化 指 导 老 师： 周 建 华 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 6 扬州大学广陵 学院 毕业设计 (论文 )开题报告 学 生 姓 名： 季琳莉 学 号： 100007115 专 业： 机械设 计制造及其自动化 设计 (论文 )题目： 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 指 导 老 师： 周 建 华 2014 年 4 月 9 日 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 7 扬州大学广陵学院本科生毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题 目 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 题目来源 指导老师出题 题目类型 为结合科研 指导教师 周建华 学生姓名 季琳莉 学 号 100007115 专 业 机械设计制造及其自 动化 开 题报告内容：（调研资料的准备与总结，研究目的、要求、思路与预期成果；任务完成的阶段 、 内容及时间安排；完成毕业设计（论文）所具备的条件因素等。） 本毕业设计（论文）课题应达到的目的： 通过该课题的毕业设计可以使学生在综合运用所学的机械结构设计的知识，解决设计中的问题，着重培养学生的设计能力，以及独立解决和分析问题的能力。通过 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构 设计 ，让学生获得一定的设计能力。 本毕业设计（论文）课题工作进度计划 ： 起止日期 工 作 内 容 ） 资料收集、翻译 2） 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构 方案 比较 3） 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构 设计 4） 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构 图纸绘制 5） 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构 分析计算 6） 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构 设计 说明书 7）编写毕业设计报告 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 8 文 献 综 述 弹簧的应用十分广泛，可以说是各种机械 ,电器 ,化工等产品的关键零件。近几年来，国内弹簧工业的设计制造及材料方面有了新的发展，对弹簧的要求也越来越高，在各种螺旋弹簧中，内燃机的气门簧是其中较为重要的弹簧之一，它是国家质监部门要求负荷值全检的产品，装入内燃机的每一只气门簧，都必须经过数字检测设备的严格检测，这样才能保证内燃机工作的可靠性与寿命。由于内燃机气门弹簧种类繁多，数量巨大。因此，用普通的手动检测设备进行检测，由人进行分类的方法，容易产生许多误操作使得供 ,需双方发生许多的摩擦与误会并且工作量也是十分 巨大的。因此，各弹簧生产厂及主机厂均希望能拥有一种能在线进行检测并能自动进行分类的设备 弹簧分选机，但是，目前国内市场上能见到的弹簧分选机均为国外厂家生产的，这些分选机不但分组单一，且价格昂贵。国内各弹簧生产设备及检测设备生产厂均未研制出高效实用的弹簧分选机。国外市场上能见的分选机类型为两种 高精度型和高速度型；高精度型弹簧分选机主要用来分选那些精度要求很高的弹簧，但这种分选机的分选速度很低，不适合大批量弹簧生产的需要。高速度型弹簧分选机在速度上能达到较高的要求但价格非常昂贵。国内很多弹簧生产机检测设备 生产厂针对各自的需求研发了一些弹簧分选机设备，如基于重力的弹簧分选机，基于尺寸的弹簧分选机，基于压力的弹簧分选机，这些设备在功能和性价比上都还和国外同类产品有一定差距。 二、分选机分选方式研究 对于弹簧的分选，按照自动化程度分，有两种分选方式，一是利用人工分选，就是以人为主，使用只含单一要素检测的测试装置完成分组分选。二是机器自动分组分选，即以机器为主完成自动分组分选。在机器自动分组分选中又包括：单 一工位式、单一分选式、混合式。以上几种分选原理方式其示意图如下图 所示。 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 9 单一工位方式 单一分选方式 人工方式 所谓人工方式是指主要依靠工作人员的操作完成对弹簧分选分组。这种方式利用手工逐个检测，采用的设备也较为简单，一般依靠单一要素台式检测机或者是手持式检测工具。依靠这种方式主要利用其两点：一是设备简单，二是精准度可以达到极高，但对操作人员要求也非常高，常需要操作人员对工作位置较高调整精准度，而且工作人员劳动强度大，极易误操作使分选精度降低。 机器自动化 随着圆柱螺旋弹簧需求量不断上升，机器自动化检测成为一种提高效率，节约生产成本的有效方式。机器自动化利用现代电子技术与传统机械相结合，极大提高自动化水平。圆柱螺旋弹簧分选机自动化、模块化结构将分选机设备分为上料机构、定位监测机构、分选机构、电控机构。而按照主体分为工位旋转式与直进式，装乘容器旋转式与通道旋转式。 1) 工位旋转式 工位即指圆柱螺旋弹簧的检测位置。而工位旋转是指圆柱螺旋弹簧的检测位置随工位旋转而改变。在此过程中工位盘（由一圆盘或者履带及相应的工位组成） 由驱动机构驱动 带动工位上圆柱 螺旋弹簧转到相应的检测位置，即圆柱螺旋弹簧相对工位盘静止不动。 2) 工位直进式 工位直进式是以圆柱螺旋弹簧为运动主体，再以外力使其按照预定轨迹运动。 因此，这 个过程中弹簧的有效定位成为关键，关系到能否精确检测弹簧分季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 10 选分组信息。 3) 装盛框旋转式与通道旋转式 圆柱螺旋弹簧主体要素检测完成后需要对应的将弹簧分配到预定装盛框。装 盛框 旋转与通道旋转两种方式都能完成对弹簧的分装，但在结构和效率上却不尽相同。装盛框旋转方式由于结构本身自重与加入弹簧重量，使得对驱动体的要求提高，增加了设计成本。通 道旋转式基本上避免了装盛框旋转所带来的不利因素，但精准定位也是设计上需解决的技术要点 三 、课题国内外现状 在分选机研究方面，国外公司起步较早。美国 0年代及 40年代研制了这种设备，并根据市场需要不断推陈出新。随着工业化速度加快，在二十世纪四五十年代弹簧分选机运用与发展，但也仅限于像飞机油门弹簧等高精度分选场合。同时一些弹簧专业生产厂也根据自身需要开发了一些以单一要素为主要分选体的分选设备。如瑞典的 1970 年开发的弹簧分选机。该类分选机虽在精度上具有较大的优势，但由于其大多结构简单，且分选单一，因此仅适合一些实验性和小加工生产上作为检测使用。 目前国外市场上有两种弹簧分选机 高精度型与高速度型；高精度型弹簧分选机用来分选那些分检精度要求很高的弹簧，如喷气飞机的油门弹簧，该弹簧的每个变形即对应一个飞行速度。因此，这种弹簧对精度要求十分苛刻，但这种分选机的分选速度很低，一般低于每分钟 4件，不适合大批量弹簧生产的需要。高速度型弹簧分选机主要为大批量弹簧生产商研制的专用分选机，如英国种分选机在速度上能达到较高的要求，但高昂的费用使的大多数的企业都无法接受。 相对国外而言，国内分选机的研究还处于起步阶段，用于成品的还很少，目前主要是引进或者改造国外的分选机。国内生产弹簧分选机的主体企业并不多，只是一些企业主要依据自身的要求研发相应的自动化程度较低的、分选比较单一的分选机，如杭州宝威机械厂研制的弹簧分选机，该机在设计上采用工位旋季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 11 转方式，速度与弹簧定位成为关键，速度过快弹簧可能在惯性下飞出工位，速度过低则达不到设计 要求，且圆盘式结构使得圆盘转到的惯性难以控制。针对此种情况国内一些科研机构和大专院校结合实际也做了相关的研究工作，如湖北工业大学与武汉科技学院合作研发的数控弹簧高速自动分选机，该项目研究的数控弹簧高速自动分选机，开发了检测系统抗漂移、抗干扰和变频传动高速分度系统；研制了快速采集和快速滤波系统；确定了数据特征值，开发了计算机快速弹簧检测图形分析及检测软件，但在速度与弹簧分组值上还有待提 四、存在问题 张伟 ， 苏惠芳 ， 顾国宝 等在文献 1中总结，得出当今的弹簧分选机急需解决的一些问题，如， 测试高度不能自由显示 ,整 机外型的美观性等都需要进一步开发、改进。 主要参考文献 【 1】 张伟 苏惠芳 顾国宝 . 弹簧负荷分选机的研制 J. 浙江丝绸工学院机电系 ,浙江丝绸工学院机电系 ,浙江丝绸工学院办工厂 , 2006, 03(6) : 3139 【 2】 邹安阳 张建钢 乔桥 张链 J007(3):38 3】 谢一明 郭志 勇 . 弹簧自动测力分选包装机 J 机械 1995,001 【 4】卞宗林 ,等 材料 )的发展 J ,2000,(4):3【 5】乔 桥 张建钢 邹安阳 . 基于 业控制环境的弹簧分选测试系统设计 J. 制造业自动化 ,2012,(4):68【 6】 徐树兴 王宝光 郑义中 . 螺旋弹簧自由高度在线自动分选技术 J. 新技术新工艺 ,1992,(3):27【 7】 李祝强 郭松涛 . 数控自动圆柱螺旋弹簧分选机的研究与设计 J. 重庆大学 , 2010 8】 赵炳炎 王光导 . 微机控 制 1000N 弹簧负荷分选机简介 J. 弹簧工 程 ,1991,004 【 9】王为 宋庭新 魏 兵 弹簧分选控制系统设计 J. 湖北工业大学 【 10】 傅华栋 李维荣 丁宝平 姜膺 . 圆柱螺旋弹簧疲劳试验机的开发 J. 机电产品开发与创新 ,2007,005 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 12 【 11】 孙恒 陈作模 葛文杰 . 机械原理 西北工业大学机械原理及机械零件教研室编，第七版，高等教育出版社， 12】 濮良贵 纪名刚 西北工业大学机械原理及机械零件教研室编，第八版，高等教育出版社， 【 13】 周建方等 机械工业出版社，普通高等教育机电类规划教材， 14】 机械制图 大连理工大学工程图学教研室编，第六版，高等教育出版社， 15】孔凌嘉主编 M北京理工大学出版社 , 2008 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 13 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径） 弹簧分选机结构分析 弹簧测力分选机是由送料机构，加力及检测机构，落料及分选机构组成。其工作过程是：人工有顺序的将弹簧放入送料机构，送料机构在送料电机的带动下，通过一个有特定传动比的机构，将弹簧送入加力及检测机构 的待测点，以待检测，加力与检测机构由加力机构与称重传感器及相关零件组成，当弹簧到达待检测点后，加力机构的压杆下压，直至到达规定的弹簧变形量停止，筛选出合格与不合格产品，自动流入不同料箱。 图 圆柱螺旋弹簧分选机分选流程：弹簧成型后进入分选工序，依次进入 送料机构预压 弹力值 F 测 分选装框。在此过 程中需要及时人工抽 检弹簧实测值与弹簧分选机检测值对比，如若相对值不在公差范围，则立即手动调校准至工作范围。分选完成后由工作人员将盛满的框包装整理，将空框 安放到位即可。 弹簧分选机结构方案比较 这个部分是将受检弹簧逐个连续的输送给下一机构，这里有两种方案比较，一种是采用带式输送，一种采用分料盘将受检弹簧从料斗中取出输送出去，如季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 14 下图所示 图 图 带式送料装置是用减速器通过一定的传动比将受检弹簧输送出去，由于传动带的长度有限，故传动带上的弹簧数量少，且需人工有间隔的放置，耗时耗力，而采用分料盘输送可以将弹簧放入存料盒中，通过送料接口，感应探头等的配合控制下料速度，然后由送料转子将弹簧送入分料盘中，与离心力的自然作 用结合，效率高，同时机械结构简单，最后从滑道流入下一机构，所以送料装置采用分料盘输送。 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 15 这 个机构是将工件准确定位并对其进行检测的同时发出信号给分选系统。目前考虑 有两种类型 的定位方式，一种是 V 型块定位，一种是平面定位。工件以平面定位常用的定位元件主要有支承钉，支承板等方式，我们对于箱体、床身、机座、支架类零件的加工，最常用的定位方式是以平面为基准，它们一般要求耐磨，均采用较好的材料，容易清理切削。工件以外圆定位常用的定位元件有 V 型块的两工作平面间的夹角有 60 度、 90 度、 120 度三种，其中以90 度应用最广，且结构以标准化。 V 型块设计，安装的基准是检验心轴的中心。当工件以粗基准或工件以阶梯圆柱面定位时， V 型块工作面的长度一般应为25提高定位的稳定性。用 V 型块定位，工件的定位基准始终在 V 型块两定位面的对称中心平面内，对中性能好。考虑到送料装置所采用的圆形分料盘，所以采用 V 型块定位的方式， 该定位使弹簧中心与传感器中心对中，测力杆沿受检弹簧轴线移动实现测力，并由测力杆对面的传感器向分选系统发信号。如图 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 16 分选机分选机构在保障有效落料方面起着核心 控制作用，关键在于使圆柱螺旋弹簧准确快速的分装在分选框内。国内外在这方面的研究时间相对较早，运用方式也越来越灵活多变。具有代表性的分别运用在农业上的种子分选滚筒式、苹果分选链条式，其次就是利用分选物料自身特性设计分选机构 落料筒动定方式。滚筒式与链条式原理相同，仅在结构上有差别，都能适应大量自动化生产的要求且效率也高，但由于结构庞大以及是以大量的摩擦传动为基础，因此在设备运行过程中资源消耗大，不适用于体积小、重量轻的离合器弹簧的分选。落料筒动定方式有效运用了弹簧自身要素特点，利用弹簧弹性系数的不同从而进行 分选，不仅结构简单，且可控制好等特点。 所以在落料及分选机构这部分选择用落料筒动定方式。 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 1 扬州大学广陵学院 本科生毕业论文 毕业论文题目 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 学 生 姓 名 季琳莉 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机械 81001 班 指 导 教 师 周建华 完 成 日 期 2014 年 5 月 29 号 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 2 目录 摘要 . 1章 绪论 .题研究目的及意义 .选机分选方式研究 .题国内外现状 .国外分选机研究现状 .国内分选机研究现状 . 7 在问题 . 2章 方案的选择与设计 .柱螺旋弹簧分选机的设计思路 .料机构 .力与检测机构 .料分选机构 . 3 章 总体的机构设计 . 4 章 弹簧分选机零件结构设计 .轮的选择设计 .持轴承与轴的连接的夹具的选择 . 上夹具的设计 . 下夹具的设计 .缸的设计选择 .动轴的选择设计 .承的选择设计 . 原动部分装配所选用的轴承 .琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 3 行部分装配所选用的轴承 .他主要零部件的设计 . 键的选择设计 . 轴套的选择设计 . 电动机的选择设计 . 分料盘的设计 . 底座的设计 . 32 第 5章 校核计算 .座上板的受力分析与弯曲应力计算 .受力分析与应力计算 . 36 总结 .谢 .考文献 .录 .琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 I 摘 要 弹簧 的应用十分广泛可以说是各种机械 、 电器 、 化工等产品的关键零件。凡 是承受变载荷的弹簧，在企 业 内部质量控制、用户交验、新产品定型鉴定、认证 ，行 业抽检和工艺调整环节中 ，必 须进行性能检测 。所以弹簧检测是其生产过程必不可少的工序，测力是检测的主要内容之一。弹簧测力分选机是在基于工业进程高速 发展的今天，结合圆柱螺旋弹簧的需求量和生产企业需求的前提下所应运而生的。本论文主要是对分选机的机械结构进行研究 ,设计，实验与制造。 此弹簧分选机是针对大批量生产的弹簧依据其弹性系数不同，按照预先规定的指标进行测试自动筛选出合格与不合格产品，并在不合格产品范围内依据是否可以修复将弹簧进一步细分，自动流入不同料箱，以此应用与不同场合。这种弹簧分选机是安装在弹簧加工过程中的检测工艺工段线上，针对汽车、摩托车离合器弹簧生产制造工艺设计的，适用于各种类型的圆柱螺旋弹簧的分选。 本论文首先论述螺旋弹簧分选机的分选方式以 及国内外分选机的研究现状和设备的性能优缺点，结合课题背景，提出本论文的主要研究内容。在对弹簧特点与控制需求进行分析的基础上，提出了分选机机械结构的方案设计。 在论文中所研究和设计的圆柱螺旋弹簧分选机，满足功能要求，解决了弹簧生产过程中的实际问题，提高了生产与检测效率，为以后此类设备的设计提供了借鉴作用。 关键词：圆柱螺旋弹簧 ; 分选机 ; 弹性系数 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 is of is of of is in s on in of of at is of of is to of in of to in is in of in of of of of of of On of of on of In of 琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 in of of a a of 琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 4 第 1 章 绪论 题研究目的及意义 弹簧的应用十分广泛，可以说是各种机械 ,电器 ,化工等产品的关键零件。近几年来，国内弹簧工业的设计制造及材料方面有了新的发展，对弹簧的要求也越来越高，在各种螺旋弹簧中，内燃机的气门簧是其中较为重要的弹簧之一，它是国家质监部门要求负荷值全检 的产品，装入内燃机的每一只气门簧，都必须经过数字检测设备的严格检测，这样才能保证内燃机工作的可靠性与寿命。由于内燃机气门弹簧种类繁多，数量巨大。因此，用普通的手动检测设备进行检测，由人进行分类的方法，容易产生许多误操作使得供 ,需双方发生许多的摩擦与误会并且工作量也是十分巨大的。因此，各弹簧生产厂及主机厂均希望能拥有一种能在线进行检测并能自动进行分类的设备 弹簧分选机，但是，目前国内市场上能见到的弹簧分选机均为国外厂家生产的，这些分选机不但分组单一，且价格昂贵。国内各弹簧生产设备及检测设备生产厂均未研制出高 效实用的弹簧分选机。国外市场上能见的分选机类型为两种 高精度型和高速度型；高精度型弹簧分选机主要用来分选那些精度要求很高的弹簧，但这种分选机的分选速度很低，不适合大批量弹簧生产的需要。高速度型弹簧分选机在速度上能达到较高的要求但价格非常昂贵。国内很多弹簧生产机检测设备生产厂针对各自的需求研发了一些弹簧分选机设备，如基于重力的弹簧分选机，基于尺寸的弹簧分选机，基于压力的弹簧分选机，这些设备在功能和性价比上都还和国外同类产品有一定差距。 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 5 选机分选方式研究 对于弹簧的分选，按照自动化程度分，有两种 分选方式，一是利用人工分选，就是以人为主，使用只含单一要素检测的测试装置完成分组分选。二是机器自动分组分选，即以机器为主完成自动分组分选。在机器自动分组分选中又包括：单一工位式、单一分选式、混合式。以上几种分选原理方式其示意图如下图所示。 图 1一工位方式 图 1一分选方式 人工方式 所谓人工方式是指主要依靠工作人员的操作完成对弹簧分选分组。这种方式利用手工 逐个检测，采用的设备也较为简单，一般依靠单一要素台式检测机或者是手持式检测工具。依靠这种方式主要利用其两点：一是设备简单，二是精准度可以达到极高，但对操作人员要求也非常高，常需要操作人员对工作位置较高调整精准度，而且工作人员劳动强度大，极易误操作使分选精度降低。 机器自动化 随着圆柱螺旋弹簧需求量不断上升，机器自动化检测成为一种提高效率，节约生产成本的有效方式。机器自动化利用现代电子技术与传统机械相结合，极大提高自季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 6 动化水平。圆柱螺旋弹簧分选机自动化、模块化结构将分选机设备分为上料机构、定位监 测机构、分选机构、电控机构。而按照主体分为工位旋转式与直进式，装乘容器旋转式与通道旋转式。 1) 工位旋转式 工位即指圆柱螺旋弹簧的检测位置。而工位旋转是指圆柱螺旋弹簧的检测位置随工位旋转而改变。在此过程中工位盘（由一圆盘或者履带及相应的工位组成）由驱动机构驱动带动工位上圆柱螺旋弹簧转到相应的检测位置，即圆柱螺旋弹簧相对工位盘静止不动。 2) 工位直进式 工位直进式是以圆柱螺旋弹簧为运动主体，再以外力使其按照预定轨迹运动。因此，这个过程中弹簧的有效定位成为关键，关系到能否精确检测弹簧分选分组信息 。 3) 装盛框旋转式与通道旋转式 圆柱螺旋弹簧主体要素检测完成后需要对应的将弹簧分配到预定装盛框。装盛框旋转与通道旋转两种方式都能完成对弹簧的分装，但在结构和效率上却不尽相同。装盛框旋转方式由于结构本身自重与加入弹簧重量，使得对驱动体的要求提高，增加了设计成本。通道旋转式基本上避免了装盛框旋转所带来的不利因素，但精准定位也是设计上需解决的技术要点。 题国内外现状 外分选机研究现状 在分选机研究方面，国外公司起步较早。美国 0世纪 30年代 及 40年代研制了这种设备，并根据市场需要不断推陈出新。随着工业化速度加快，在二十世纪四五十年代弹簧分选机运用与发展，但也仅限于像飞机油门弹簧等季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 7 高精度分选场合。同时一些弹簧专业生产厂也根据自身需要开发了一些以单一要素为主要分选体的分选设备。如瑞典的 1970 年开发的弹簧分选机。该类分选机虽在精度上具有较大的优势，但由于其大多结构简单，且分选单一，因此仅适合一些实验性和小加工生产上作为检测使用。 目前国外市场上有两种弹簧分选机 高精度型与高速度型；高精度型弹簧分选机用来分 选那些分检精度要求很高的弹簧，如喷气飞机的油门弹簧，该弹簧的每个变形即对应一个飞行速度。因此，这种弹簧对精度要求十分苛刻，但这种分选机的分选速度很低，一般低于每分钟 4件，不适合大批量弹簧生产的需要。高速度型弹簧分选机主要为大批量弹簧生产商研制的专用分选机，如英国 种分选机在速度上能达到较高的要求，但高昂的费用使的大多数的企业都无法接受。 内分选机研究现状 相对国外而言，国内分选机的研究还处于起步阶段，用于成品的还很少 ,目前主要是引进或者改造国外的分选机。国内生产弹簧分选机的主体企业并不多，只是一些企业主要依据自身的要求研发相应的自动化程度较低的、分选比较单一的分选机，如杭州宝威机械厂研制的弹簧分选机，该机在设计上采用工位旋转方式，速度与弹簧定位成为关键，速度过快弹簧可能在惯性下飞出工位，速度过低则达不到设计要求，且圆盘式结构使得圆盘转到的惯性难以控制。针对此种情况国内一些科研机构和大专院校结合实际也做了相关的研究工作，如湖北工业大学与武汉科技学院合作研发的数控弹簧高速自动分选机，该项目研究的数控弹簧高速自动分选机，开发了检测系 统抗漂移、抗干扰和变频传动高速分度系统；研制了快速采集和快速滤波系统；确定了数据特征值，开发了计算机快速弹簧检测图形分析及检测软件，但在速度与弹簧分组值上还有待提高。 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 8 在问题 张伟，苏惠芳，顾国宝等在文献 1中总结，得出当今的弹簧分选机急需解决的一些问题，如，测试高度不能自由显示 ,整机外型的美观性等都需要进一步开发、改进。 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 9 第 2 章 方案的选择与设计 课题的设计任务 弹簧测力分选机是由送料机构，加力及检测机构，落料及分选机构组成。其工作过程是：人工有 顺序的将弹簧放入送料机构，送料机构在送料电机的带动下，通过一个有特定传动比的机构，将弹簧送入加力及检测机构的待测点，以待检测，加力与检测机构由加力机构与称重传感器及相关零件组成，当弹簧到达待检测点后，加力机构的压杆下压，直至到达规定的弹簧变形量停止，筛选出合格与不合格产品，自动流入不同料箱。所以本课题的主要设计任务就是设计出送料机构、检测机构与分选机构这几个部分。 图 2簧测力分选机布局方案 柱螺旋弹簧分选机的设计思路 圆柱螺旋弹簧分选机分选流程：弹簧成型后进入分选工序，依次进入送料机构预压弹力值 F 测分选装框。在此过程中需要及时人工抽检弹簧实测值与弹簧分选机检测值对比，如若相对值不在公差范围，则立即手动调校准至工作范围。分选完成后由工作人员将盛满的框包装整理，将空框安放到位即可。此弹簧测力分选机是对大量生产的弹簧依据其弹性系数不同，按照设定的指标进行测试，筛选出合格与不合格产季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 10 品，自动流入不同料箱，用于不同场合。通过查阅大量文献，提出下列设计思路： (1) 通过查阅大量弹簧分选机的资料提出性能更优越的设计方案； (2) 对圆柱螺旋弹簧测力分选机进行总体的机构设计； (3) 根据整体对 各个部件进行详细的设计； (4) 设计好整体及零部件后进行强度的校核 ; 料机构： 这个部分是将受检弹簧逐个连续的输送给下一机构，这里有两种方案比较，一种是采用带式输送，一种采用分料盘将受检弹簧从料斗中取出输送出去，如下图所示 图 2式输送 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 11 图 2料盘输送 带式送料装置是用减速器通过一定的传动比将受检弹簧输送出去，由于传动带的长度有限，故传动带上的弹簧数量少，且需人工有间隔的放置，耗时耗力，而采用分料盘输送可以将弹簧放入存料盒中，通过送料接口，感应探头等的配合控制下料速度，然后由 送料转子将弹簧送入分料盘中，与离心力的自然作用结合，效率高，同时机械结构简单，最后从滑道流入下一机构。 力及检测机构： 这个机构是将工件准确定位并对其进行检测的同时发出信号给分选系统。目前考虑有两种类型的定位方式，一种是 V 型块定位，一种是平面定位。工件以平面定位常用的定位元件主要有支承钉，支承板等方式，我们对于箱体、床身、机座、支架类零件的加工，最常用的定位方式是以平面为基准，它们一般要求耐磨，均采用较好的材料，容易清理切削。工件以外圆定位常用的定位元件有 V 型块定位， V 型块的两工作平面间的夹角有 60 度、 90 度、 120 度三种，其中以 90 度应用最广，且结构以标准化。V 型块设计，安装的基准是检验心轴的中心。当工件以粗基准或工件以阶梯圆柱面定位时， V 型块工作面的长度一般应为 25提高定位的稳定性。用 V 型块定位，季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 12 工件的定位基准始终在 V 型块两定位面的对称中心平面内，对中性能好。考虑到送料装置所采用的圆形分料盘，所以采用 V 型块定位的方式，该定位使弹簧中心与传感器中心对中，测力杆沿受检弹簧轴线移动实现测力，并由测力杆对面的传感器向分选系统发信号。如图 2 2力系统方案 料及分选机构： 弹簧分选机分选机构是有效分选的关键技术。该机构在设计需求上需要结构相对要简洁，能将圆柱螺旋弹簧准确快速的分装在分选框内，同时便于方便取出分选好的弹簧。作为连接定位与分选框的的中间环节，对于分选机构的要求提出了更高的要求，而用户的需求又是不尽相同的，因此在设计上应该考虑模块化的设计方式，即将各个部分化整为零，依据用户需求来装配分选机构的分选数组。在这里分选机分选机构在保障有效落料方面起着核心控制作用，关键在于使圆柱螺旋弹簧准确快速的分装在分选框内。国内外在这方面的研究时间相对较早，运用方式也越来越灵活多变。 具有代季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 13 表性的分别运用在农业上的种子分选滚筒式、苹果分选链条式，其次就是利用分选物料自身特性设计分选机构 落料筒动定方式。滚筒式与链条式原理相同，仅在结构上有差别，都能适应大量自动化生产的要求且效率也高，但由于结构庞大以及是以大量的摩擦传动为基础，因此在设备运行过程中资源消耗大，不适用于体积小、重量轻的离合器弹簧的分选。落料筒动定方式有效运用了弹簧自身要素特点，利用弹簧弹性系数的不同从而进行分选，不仅结构简单，且可控制好等特点。下图 2分选机构的方案。 图 2这里应提出在我们选择方 案时，应着重考虑下述几个方面 :（ 1）所选方案是否能满足要求的性能指标。（ 2）结构是否简单、紧凑、实用。（ 3）制造是否方便，成本可否降低。 综上所述，整个弹簧分选机的机械结构我们采用分料盘输送的送料机构， V 型块定位的检测机构以及落料筒动定方式的分选机构，以便更好的达到我们所期望的设计要求。 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 14 第 3 章 总体的机构设计 根据查阅的各种文献资料，以及上章对各个方案的比较，基本勾勒出了圆柱螺旋弹簧测力分选机的总体机构的蓝图。如图 33示，圆柱螺旋弹簧测力分选机机构主要由三个部分组成，即落料机构、测力机构和 分选机构。这三个部分由各个零件组合而成，装配后焊接于底座上。底座采用铸造工艺制作而成，以提供稳定的支撑。 定位机构即分料盘与空心轴通过健连接，传动轴上有紧固件，并且有一个深沟球轴承，一个角接触球轴承装在轴上，分别承受径向与轴向的载荷力。将空心轴通过紧固件连接在底座上，电动机放在支承板的电动机支架上，电动机上的齿轮与套在传动轴上的大齿轮啮合用以传动。 测力机构安装在底座上，主要为一个小型液压缸给予压力压跟随分料盘转动到检测工位的螺旋弹簧。 分选机构安装在底座上，主要由气压缸给予推力将分选出的圆柱螺旋弹簧推出分料盘落入不同的落料箱中，最终完成分选。 图 3季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 15 图 3簧测力分选机三维剖视图 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 16 第 4 章 弹簧分选机零件结构设计 轮的选择设计 齿轮传动是本方案弹簧分选机的重要传动之一，齿轮传动的形式很多，应用广泛，传动的功率可达数十万千瓦，圆周速度可达 200m/s，在这里要介绍的是安装在分料盘下面，主要运行轴和减速器之间传动的两个直齿圆柱齿轮。由于两个齿轮的分度圆直径均 d 160因此两个齿轮都采用腹板式结构。下面首先是连接电动机的小齿轮。（输入功率 速 500r/s）。 此弹簧分选机属于工作机器，速度不高，故选用 7 级精度（ 88），并且经过查表选择小齿轮材料为 40质），硬度为 280齿轮材料为 45 钢（调质），硬度为 240者材料硬度差为 40 选小齿轮齿数 0，大齿轮齿数 7,由设计计算公式进行试算，即 d(1t)du1确定公式内的计算数值，试选载荷系数 齿轮传递的转矩 10 据机械设计手册查表选 取齿宽系数 d=1，材料的弹性影响系数 齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限00齿轮的接触疲劳强度极限 50公式可计算应力循环次数 009， 09，根据机械设计手册取接触疲劳寿命系数 算接触疲劳许用应力时，取失效概率为 1%，安全系数 S=1，可得 40 此可算出小齿轮分度圆直径 d(1t) 周速度 v=000=s，齿宽 b=d*数 m(t)=h=m(t)=据以上数据并且按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 d1=据手册查表计算得 K=模数 m=由齿根弯曲强度设计的计季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 17 算，最后计算的 m 比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数 m 大于由齿根弯曲疲劳强 度计算的模数，由于齿轮模数 m 的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数 就近圆整为标准值 m=2接触强度算得的分度圆直径 出小齿轮齿数约为 22，这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。最终根据公式可得出，分度圆直径 d1=z1m=44d2=z2m=140心距 a=d1+2轮宽度 b=d*4以可以设计出大小齿轮的结构。 持轴承与轴的连接的夹具的选择 夹具的设计 如下图 4示，此图为夹持分选部分所用的专用夹具的上夹具主视图；如下图4示，此图为上夹具左视图，如下图 4示，此图为上夹具俯视图。其中，夹具的主要组成零部件已标出。当电动机带动传动轴 3 开始工作时，夹具夹持轴承以起到紧固的作用。 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 18 3 轴 4 键 6 大齿轮 7 夹紧件 图 4夹具主视图 图 4夹具左视图 图 4夹具俯视图 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 19 夹具的设计 夹持深沟球轴承并固定在支承板上的下夹具，采用轴承座的形式，下图 别表示轴承座的主视图、左视图以及俯视图。通过上下夹具共同的作用，使得分选部分的工作更加紧固。 图 4承座主视图 图 4承座左视图 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 20 图 4承座俯视图 缸的设计选择 气缸是根据 工作所需力的大小来确定活塞杆上的推力和拉力 。这里我们采用普通单作用活塞缸， 仅一端有 活塞 杆，从活塞一侧供气聚能产生气压，气压推动活塞产生推力伸出，靠 弹 簧 或自重返回。 它主要 用于将检测好的圆柱螺旋弹簧退出分料盘，以便下一批弹簧的检测。下图的图 4气缸的三维图，图 4 4 4视图以及俯视图。图中已标出所需尺寸。 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 21 图 4缸的三维图 图 4缸的主视图 图 4缸的左视图 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 22 图 4缸的俯视图 动轴的选择设计 轴的主要功用是支撑回转零件及传递运动和动力，在本设计中我们所选用的传动轴是只承受扭矩而不承受弯矩（或弯矩很小）的轴。这里的传动轴选用 45 钢，调质处理。设计此传动轴的结构满足 了轴和装在轴上的零件有准确的工作位置，轴上的零件便于装卸和调整，并具有良好的制造工艺，各零件间牢固可靠。下图 4轴的三维图，下图 4根据轴向定位的要求所设计出的轴的各段直径与长度，尺寸已在图中标出。图 4键处的局部剖视图。 图 4的三维图 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 23 图 4动轴的主视图 图 4视图 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 24 承的选择设计 动部分装配所选用的轴承 如下图 4示，为选用的深沟球轴承，代号为 61800 2 4该轴承的剖视图，所需尺寸已在图中标出。 图 4沟球轴承的三维图 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 25 图 4沟球轴承的剖视图 这类轴承主要承受径向载荷，也可同时承受小的轴向载荷。当量摩擦系数最小。在高转速时，可用来承受纯轴向载荷。工作中允许内、外圈轴线偏斜量 8 16，大量生产，价格最低。因为原动部分轴很短，所以只选用 61800 2一深沟球轴承，即可满足需求。 行部分装配所选用的轴承 如下图 4示，是传动轴下端装配所选用到的深沟球轴承 61902 2类轴承主要承受径向载荷，也可同时承受小的轴向载荷。当量摩擦系数最小。在高 转速时，可用来承受纯轴向载荷。工作中允许内、外圈轴线偏斜量 8 16，大量生产，价格最低。图 4它的剖视图。 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 26 图 4沟球轴承的三维图 图 4沟球轴承的剖视图 如下图 4示，是传动轴下端装配所选用到的角接触球轴承 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 27 类轴承可以同时承受径向载荷及轴向载荷，也可以单独承受轴向载荷，能在较高转速下正常工作。承受轴向载荷的能力与接触角 有关。接触角大的，承受轴向载荷的能力也高。图 4它的剖视图。 图 4图 4接触 球轴承剖视图 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 28 他主要零部件的设计 的选择设计 键的选择应用于两部分，原动部分中连接电动机的装配小齿轮所选择设计的键 7 18。传动轴下端装配大齿轮所选择设计的键为 7 23。 套的选择设计 如下图 4示，为轴套的尺寸设计。上面的轴套位于传动轴上端深沟球轴承61902 2上面，下面的轴套位于传动轴下端角接触球轴承 下面。 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 29 图 4套 动机的选择设计 电动机 的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源 。这里通 过电动机的转动从而使得整个装置工作，我们选用 定功率为 3动机的满载转速为 1420r/定转矩为 图 4电动机的三维图，图 4电动机三视图。 图 4动机三维图 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 30 图 4动机三视图 料盘的设计 分料盘的设计是送料机构的关键，它可以将弹簧放入存料盒中，通过送料接口，感应探头等的配合控制下料速度，然后由送料转子将弹簧送入分料盘中，与离心力的自然作用结合，效率高，同时机械结构简单。图 4它的三维图，下图 4料机构的主视图、左视图以及俯视图。零件所需尺寸已在图中标出。 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 31 图 4图 4座的设计 此弹簧分选机中的底座设计是用来支撑分选机构及电动机部分，并且用来支撑气缸的活动，这里我们选用 45 钢的底架。，图 4 4 4别是底座的主视图、左视图以及俯视图，所需尺寸已在图中标出。 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 32 图 4座主视图 图 4图 4季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 33 第 5 章 校核计算 座上板的受力分析与弯曲 应力计算 力分析 如下图 5示，为底板的受力分析，其中已知 F=10为拉力机所承受的最大拉力，距离单位是： 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 34 图 5板受力分析图 算 力 F 1=F 2=F 21=1021=5矩 M 1= M 2= F 1 100 103=m 抗弯截面系数或抗弯截面模量 W z，对底板矩形截面，如下图 5示，有 W z= 62b=95 h=10 W z= 6295 102m 10 10圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 35 =500/ 10107P a= a 图 5板截面图 校核：因为此次设计底板所选用的材料为 ，由机械工程材料可 知其性能参数 b375 460 MP a s235 MP a 由以上参数可知梁弯曲许用正应力 范围，作为近似，可取为材 料在轴向拉压时的许用正应力。显而可见 则横梁选择设计安全合理。 50 90 x 季琳莉 圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计 36 受力分析与应力计算 轴的工作能力就是指轴的强度、刚度和振动稳定性等方面。轴的工作能力主要取决于轴的强度，所以我们要进行轴的强度校核，以防止断裂或塑性变形。进行轴的强度校核时，根据轴的具体受载及应力情况，通过 的 以对此轴的强度校核情况有个很全面，直观的看法。下
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本文标题：圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计【10张图/11100字】【优秀机械毕业设计论文】
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