汽车减震器自动生产线 涂料供应机构设计（优秀含全套CAD图纸+设计说明书）
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汽车
减震器
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设计
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摘 要
减震器是汽车必不可少的重要元件之一，此设计就汽车减震器自动生产线中的重要部分，即涂料供应部分进行相关设计，以满足自动生产和批量生产的要求。
从设计的要求出发，依据给定的设计参数，进行了方案论证。然后根据需要，将涂料供应系统细化为涂料进给机构、垂直举升机构以及自动预警机构。其中，以垂直举升机构以及自动预警机构为重点。在垂直举升机构设计中，着重介绍了设计要求、参数以及气缸的选择等问题。在自动预警机构中，着重介绍了弹簧相关参数的确定以及校核，两处轴承的选择以及相关校核。工作时，由涂料进给机构在人工的作用下把涂料运送到垂直举升机构上，在气缸的作用下，涂料会被运送到指定工作高度。涂料即将被消耗完毕时，在预警机构的作用下，由垂直举升机构将涂料桶运送到水平位置，经涂料进给机构运送出来，重新装填涂料继续工作。
重点是在各个机构均能独立的工作前提下，在一定的空间范围内，将涂料进给机构、垂直举升机构、自动预警机构以及其它必要的装置，如压力表、隔膜泵、传感器、各种挡板等在焊接涂料架内外合理分布。
关键词：涂料供应；垂直举升；自动预警
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毕 业 设 计 开 题 报 告 汽车减震器自动生产线 涂料供应机构设计 开题报告填写要求 1开题报告作为毕业设计答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，应在指导教师指导下，由学生在毕业设计工作前期完成，经指导教师签署意见、专家组及学院教学院长审查后生效； 2开题报告必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴； 3毕业设计开题报告应包括以下内容： （ 1）研究的目的； （ 2）主 要研究内容； （ 3）课题的准备情况及进度计划； （ 4）参考文献。 4开题报告的撰写应符合科技文献规范，且不少于 2000 字；参考文献应不少于 15 篇，包括中外文科技期刊、教科书、专著等。 5开题报告正文字体采用宋体小四号， 行距。附页为 型，左边距 3边距 2下边距为 体采用宋体小四号， 6“课题性质” 一栏： 理工类： A. 应用研究 经管文教类： 作 “课题来源”一栏： “成果形式”一栏： 毕业设计开题报告 课题题目 汽车减震器自动生产线 出料机械手设计 课题性质 A B C D E 课题来源 A B C D 成果形式 A B C D E 同组同学 开题报告内容 一、研究的目的： 本课题是对我大学四年所学课程的一次总的复习，它 将机械设计、机械制图、液压与气动技术等机械设计制造及其自动化专业主要课程紧密联系在一起，利用所学的机械相关知识来解决实际的生产问题，考虑多方面的问题，如成本、系统可靠性、设备生产效率与工作效率、设备安装与维护等等。 二、主要研究内容： 汽车是 “ 改变世界的机器 ” 、推动社会进步的车轮，汽车已经成为我们日常生活中不可或缺的重要组成部分。汽车的普遍使用，将改变经济社会结构，形成一整套新的经济、文化、生活体系，改善人的生活质量，推进社会进步，促进了经济发展。 为减轻和降低汽车发动机及变速箱的震动对汽车舒适度的影响， 在发动机及变速箱和车架联接处都采用柔性连接的方式，即安装有以橡胶做为弹性元件，带有液压阻尼系统的减震器。 其工作原理为 悬架系统中由于弹性元件受冲击产生振动，为改善汽车行驶平顺性，悬架中与弹性元件并联安装减振器，为衰减振动，汽车悬架系统中采用减振器多是液力减振器，其工作原理是当车架（或车身）和 车轿 间受振动出现相对运动时，减振器内的活塞上下移动，减振器腔内的油液便反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内。此时 孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦对振动形成阻尼力，使汽车振动能量转化为油液热能，再由减振器吸收散 发到大气中。在油液通道截面和等因素不变时，阻尼力随车架与车桥（或车轮）之间的相对运动速度增减，并与油液粘度有关。 减震器从产生阻尼的材料这个角度划分主要有液压和充气两种，还有一种可变阻尼的减震器。汽车悬架系统中广泛采用液力减震器。其原理是，当车架与车桥做往复相对运动儿活塞在减震器的缸筒内往复移动时，减震器壳体内的油液便反复地从内腔通过一些窄小 的孔隙流入另一内腔。此时，液体与内壁的摩擦及液体分子的内摩擦便形成对振动的阻尼力。 为优化减震器安装过程中 加工、运送、装配、检验等一系列生产 。故设计汽车减震器自动生产 线，此 自动液封生产线体可实现减震器的阻尼系统，在充满液体的环境下进行液体封装 、 压入作业。该生产线体由本体自动上料、导流管自动上料、盖体自动上料、油液环境下预装配、油液环境下压装、蒸汽干燥、光电图像自动识别检测、动静缸检测、减震器自动下料、自动装箱、及基座压力装配等工位构成。 （ 1）涂料供应机构是为了向喷漆装置自动输送涂料而设计，该装置主要由自动预警装置、搅拌装置和传动装置构成。 自动预警装置设计：该装置设置的目的是为了自动检测喷漆装置内部的喷漆何时用完。其基本原理是杠杠原理，杠杠的一边是喷漆装置，一边是带有 可伸缩弹簧的与控制电脑连接的预警器。根据满桶喷漆的重量和场地确定杠杠的材料，杠杠的长、宽、以及厚度等相关数据 （ 2）设计方法 传统设计方法的优点是比较简单，设计费用低廉，但产品的费用较高。作为传统设计的延伸和发展，现代设计方法更注重设计方案的选择，考虑对多种方案的评价，全面考虑现实设计要求的可能性，并把设计作为一个系统工程来加以考虑，使机械产品的设计工作发生了质的飞跃。现代设计方法种类很多，各种方法即相对独立又相互联系。 经过查阅各种文献，分析各种现代设计方法的特点及现实可行性后，选出两组方案。 方案 1：采 用传统的方法进行箱体设计。在传统的二维设计完成的前提下利用计算机软件技术，用 件进行二维图形的绘制。在二维图纸绘制完成之后，在利用件根据已有的二维图纸进行三维实体模型的建立。在三维实体模型全部建立完成后再根据要求进行校核检测是否合理。 方案 2：采用二维图形设计与三维实体模型建立并行的设计方法。在已有二维图纸的基础上，先用 件进行二维图形的设计，在构件尺寸基本确定的时候，根据已有二维图纸进行三维实体模型的建立，并进行校核检测是否合理，如不合理就对二维图纸进行修改，同时也对三维图纸进行修改，直到检测合理。 方案比较：通过对两种方案的评述，方案二比方案一明显优越的多，在设计中随错改错，大大节约了时间，缩短了开发周期，从而节约人力、物力资源。 所以，最终选定方案二进行设计。同时，为使所设计的产品具有更好的可靠性，用统中做 包含的有限元分析模块对输入轴进行动力分析和应力分析。 四、课题的准备情况 在本次设计过程中，需要综合运用相关的理论知识、实践经验及计算机辅助分析、设 计。在三年多的大学学习生活中，对理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、互换性与测量技术等理论知识已经有所掌握，并可运用到实际的设计中。 在机械创新设计实践中、机械设计课程设计、机械制造工程课程设计、液压与气压传动课程设计等课程设计中，了解了基本的设计方法、设计思路、设计理念及相关标准、规范的查阅方法。具有进一步进行毕业设计的实践经验。 在金工实习、机械制图实 践、数控机床实训等实际操作中，对实际产品的运动方案、整体结构、精度要求等方面有了一定的感性认识，为在毕业设计中理性知识的运用奠定了良好的基础。使所设计的产品更加的贴近生产实际。 基本具备 维制图， 维建模的能力。但是对于用 析的能力还有所欠缺，需要进一步的学习和加强。 五、课题的准备情况及进度计划： 早进入阶段 根据设计要求，收集并研读相关资料，确定设计方案，完成开题报告； 第 1 根据设计或研究内容、主要指标与技术参数，进行机构的方案 设计及气动系统设计； 第 4 参照样件，完成主要部件的选型相应的计算； 第 9 绘制完成零件图及全套图纸； 第 11 说明书的整理与撰写； 第 13 根据指导老师的意见最终定稿，准备答辩。 四、参考文献： 1 雷天觉等 液压工程手册 M 北京：机械工业出版社， 1991 2 赵则祥 M. 开封：河南大学出版社， 1998. 3 朱家诚编著 M. 北京：机械工业出版社 ， 1996 4 曾正明 M. 北京：机械工业出版社， 2003 5 郑文纬 ,吴克坚 ,机械原理 M 高等教育出版社 ,2003 6 濮良贵 ,纪名刚 ,机械设计 M 高等教育出版社 ,2001 7 白柳 M. 机械工业出版社 8 月 8 朱龙根，机械系统设计（第二版） M 机械工业出版社， 2005 9 刘美玲，雷 振德 M. 北京：科学出版社， 2005 10 裘文言，张祖继 . 机械制图 .M 北京：高等教育出版社 ,2003 11 李洁 ,互换性与测量技术基础 M 电子工业出版社 ,2011 12 孙恒、陈作模、葛文杰、 等 . 机械原理 M 高等教育出版社， 2006 年 5 月 13 徐创文、 高成秀 . 机械工程专业英语 M. 电子工业出版社， 2010 14 刘永田、谢宗法 . 画法几何与机械制图 M. 北京航 空航天大学出版社， 2007 15 李万莉 . 工程机械液压系统设计 M. 同济大学出版社， 2011 16 朱龙根，简明机械零件设计手册（第二版） M2005 17 M.。最优标准的开发手册 M版社， 1997 指导教师意见（课题难度是否适中、工作量是否饱满、进度安排是否合理、工作条件是否具备等） 指导教师签名： 年 月 日 专家组及学院意见（选题是否适宜、各项内容是否达到毕业设计（论文）大纲要求、整改意见等） 专家组成员签字： 教学院长（签章）： 年 月 日 毕 业 设 计 专 业： 机械设计制造及其自动化 汽车减震器自动生产线 涂料供应机构设计 摘 要 减震器是汽车必不可少的重要元件之一，此设计就汽车减震器自动生产线中的重要部分，即涂料供应部分进行相关设计，以满足自动生产和批量生产的 要求。 从设计的要求出发，依据给定的设计参数，进行了方案论证。然后根据需要，将涂料供应系统细化为涂料进给机构、垂直举升机构以及自动预警机构。其中，以垂直举升机构以及自动预警机构为重点。在垂直举升机构设计中，着重介绍了设计要求、参数以及气缸的选择等问题。在自动预警机构中，着重介绍了弹簧相关参数的确定以及校核，两处轴承的选择以及相关校核。工作时，由涂料进给机构在人工的作用下把涂料运送到垂直举升机构上，在气缸的作用下，涂料会被运送到指定工作高度。涂料即将被消耗完毕时，在预警机构的作用下，由垂直举升机构将涂料桶运送 到水平位置，经涂料进给机构运送出来，重新装填涂料继续工作。 重点是在各个机构均能独立的工作前提下，在一定的空间范围内，将涂料进给机构、垂直举升机构、自动预警机构以及其它必要的装置，如压力表、隔膜泵、传感器、各种挡板等在焊接涂料架内外合理分布。 关键词： 涂料供应；垂直举升；自动预警 is of of is an of of is in to to to is a an as In of of of In to by in to to of a be to be in by to it to is on in in a as in 目 录 1 引言 . 1 状 . 1 究的行业背景 . 1 究的主要内容 . 2 2 总体设计 . 4 作原理 . 4 统组成 . 4 种功能机构 . 4 料导入机构 . 4 直举升机构 . 4 动预 警机构 . 5 章小结 . 5 3 自动预警系统设计 . 6 计要求 . 6 计参数 . 6 簧的设计 . 7 . 9 . 11 . 14 章小结 . 14 4 垂直举升机构 设计 . 15 统的设计要求 . 15 缸主要参数的设计 . 错误 !未定义书签。 5 其它零部件的设计 . 15 膜泵的选取 . 15 结 论 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 错误 !未定义书签。 附录： 外文资料 . 错误 !未定义书签。 中文译文 . 36 致 谢 . 错误 !未定义书签。 毕业设计 1 1 引言 现状 近几年来 ,随着高等级公路通车里程的迅猛巨增 ,以及人民生活水平的提高，汽车越来越成为人们生活中不可或缺的一部分和最便捷的出行工具。但是 目前，我国在汽车技术研发、标准 与非标准 研制、产业培育和市场应用等方面已具备一定基础，但与发达国家相比，产业基础薄弱、关键核心技术有待突破、信息安全存在潜在隐患等问题仍较突出，解决不好这些问题，就不能把握汽车未来信息服务业发展的主动权。 其中尤以技术方面最为严重，严重制约我国汽车行业的健康良性发展。 研究的行业背景 近年经济的 快速发展，中国世界第二大经济体的地位日益牢固。其中，工业发展所做贡献当为首位，中国已成为公认的世界工厂。但业内专家认为，与之不相称的是，企业大多还处在手工操作、劳动密集的初级阶段。在西方发达国家，通过自动化机械设备，早已经进入了无人生产车间阶段。我们国家绝大多数还靠劳动力来生产产品，这是一个非常大的差距。 市场需求旺盛 工业的发展，各行各业对工人的需求量都在大幅度的提高。在生产部门中，劳动密集型企业工人工资是一笔很大的支出，而且成本还在急剧上升。在保证产品质量的前题下，我们要想做更便宜的产品 。唯一可走的路是降底生产成本，提高生产效率。人工操作的速度是有限的。不管是哪一个工位，哪一种产品。我们都不排除可以靠机器来操作的可能。但是在全球化的今天，中国正在丧失人口红利，而工人的工资是只升不降的 (由劳动法确定 )，而且每个月都得按时支付，此费用随着工人工作年限的延长而增加。由此，企业采用自动化设备的需求日益增加，由于各企业的具体情况不同，非标自动化的需求占据很大部分的比例。 非标设备机器的支出是可以事先预算的，比如：机器折旧、电、气、日常维护、操作人员工资等。一台机器的生产率可相当于最少几个到几十甚至几 百人，当然速度越快机器成本越大高。产品的生产成本得到最大限度的节约。而且，机器生产出来的产品质量更加有保证。金融危机过后的中国，非标自动化设备必然更加兴盛。 国产比例逐渐提升 非标自动化市场正在快速增长，自动化产品运用深度持续增加。在这个领域，与发达国家相比国内整体水平上有 10到 20年的差距。新型非标自动化设备往往是机电一体化的设备，充分利用信息技术的最新成果。中国一些企业的设计人员却对电子产毕业设计 2 品不熟悉，不敢或不会选用，大大限制了水平的提高。但最近 10年，非标自动化在长三角、珠三角、京津唐地区 获得了很大的应用，国内企业正在迎头赶上。 目前，高端产品依然主要由国外进口。但随着国内类似一批企业的成长，国内生产的非标自动化产品所占的比例正在稳步提高 ! 非标企业的生存与发展 随着劳动力成本的不断提高，越来越多的企业关注工厂自动化这一领域，也给这一行业带来了发展商机。同时，如何提升服务水准也成了非标自动化机械行业的当务之急。目前，我国非标自动化机械化企业数量较多，但规模较小，技术落后、竞争同质化是共同的特点。如何参与这一行业的竞争成为一个挑战 ! 一般来说，目前中小型非标自动 化机械企业大多面临资金，人才，市场三大挑战，只有把这三者平衡处理好，才有可能生存，也才有机会面对市场可能出现的机遇。所以必须静下心来，苦练内功，始终坚持信誉第一、客户第一、质量第一的经营方针服务好每一位客户。为客户提供从方案、加工、组装到调试的一体化解决方案。从产品的构思方案建模出图加工组装调试，提供给客户一整套的解决方案。 因为这一行业的技术门槛相对要高一些，所以做到这一点并不容易，涉及到设计，生产，安装，现场调试及售后服务等诸多环节，企业团队的建设也就特别重要。由于规模较小，如何克服 分工不够明确的困难也是一个难题。 研究主要内容 汽车是 “ 改变世界的机器 ” 、推动社会进步的车轮，汽车已经成为我们日常生活中不可或缺的重要组成部分。汽车的普遍使用，将改变经济社会结构，形成一整套新的经济、文化、生活体系，改善人的生活质量，推进社会进步，促进了经济发展。 为减轻和降低汽车发动机及变速箱的震动对汽车舒适度的影响，在发动机及变速箱和车架联接处都采用柔性连接的方式，即安装有以橡胶做为弹性元件，带有液压阻尼系统的减震器。 其工作原理为 悬架系统中由于弹性元件受冲击产生振动，为改善汽车行驶平顺性， 悬架中与弹性元件并联安装减振器，为衰减振动，汽车悬架系统中采用减振器多是液力减振器，其工作原理是当车架（或车身）和 车轿 间受振动出现相对运动时， 通过 减振器内的活塞上下移动，减振器腔内的油液便反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内。此时 孔壁 与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦对振动形成阻尼力，使汽车振动能量转化为油液热能，再由减振器吸收散发到大气中。在油液通道截面和毕业设计 3 等因素不变时，阻尼力随车架与车桥（或车轮）之间的相对运动速度增减，并与油液粘度有关。 减震器从产生阻尼的材料这个角度划分主要有液压和充气两种，还有 一种可变阻尼的减震器。汽车悬架系统中 现 广泛采用液力减震器。其原理是，当车架与车桥做往复相对运动儿活塞在减震器的缸筒内往复移动时，减震器壳体内的油液便反复地从内腔通过一些窄小的孔隙流入另一内腔。此时，液体与内壁的摩擦及液体分子的内摩擦便形成对振动的阻尼力。 为优化减震器安装过程中 加工、运送、装配、检验等一系列生产 。故设计汽车减震器自动生产线，此 自动液封生产线体可实现减震器的阻尼系统，在充满液体的环境下进行液体封装 、 压入作业。该生产线体由本体自动上料、导流管自动上料、盖体自动上料、油液环境下预装配、油液环境下 压装、蒸汽干燥、光电图像自动识别检测、动静缸检测、减震器自动下料、自动装箱、及基座压力装配等工位构成。 为降低生产成本，提高生产效率，采用非标自动化生产线生产汽车减震器。由于改自动生产线 过于复杂和庞大，我们采用分工设计，总体考虑的原则。即将整个生产线细化为几个工段，但是工段前后的衔接必须自然可靠，简便可行。在该前提下，我负责涂料供应机构的设计。 毕业设计 4 2 总体设计 工作原理 当工作人员将装满涂料的油漆桶装在漆桶托架上下，人工推入箱内，经导正板固定后，由气压系统将桶升到工作高度。这时，电机启动带 动链条，再由链条带动与之相连接的搅拌轴，最后搅拌轴带动搅拌螺旋桨，将涂料搅拌均匀，开始供应涂料。一段时间后，随着涂料不断被消耗，至临界重量是会触发系统的报警装置，该系统停止供应涂料，由人工将油漆桶推出焊接涂料架，重新装填新的涂料后继续循环工作。 系统组成 涂料供应机构主要由涂料盛放装置、导入装置、气压抬升装置以及自动预警装置组成。 工作整体参数如下： 整体外形尺寸（长宽高）： 710 630 1320要机构尺寸（长宽高）： 710 630 890动机功率： 200W 转速： 各种功能机构装置 料盛放和导入装置 该机构用于盛放涂料，保证在工作过程中不会溢出系统影响环境和员工的身体健康，以及工作的连续性和可操作性。该机构包括带有桶盖的盛放涂料的料筒、导正板、油漆桶托架和带轮的小推车组成。 直举升机构 该机构用于将导入装置升至工作高度，以便想喷涂装置提供足够的涂料。该机构主要靠 4只气缸工 作，由 4只气缸把盛放在小车上装满涂料的桶工作高度，预警系统工作后，再将盛放在小车上装满涂料的桶将至水平地面，由人工推出，重新装填后在循环工作。 毕业设计 5 动预警装置 该装置设置的目的是为了自动检测喷漆装置内部的喷漆何时用完。其基本原理是杠杠原理，其等效杠杆是一对称的平衡臂。杠杠的一边通过轴承连接到盛放在小车上装满涂料的桶，一边连接带有可伸缩弹簧的与控制电脑连接的预警器，通过一对前后对称的轴承作为支点而连接在一起。该机构由 4根称重杆、一对起支撑作用的轴承、一对起称重作用的轴承、焊接涂料架、料筒限位块、弹簧 和弹簧调整板组成。 本章小结 本章主要简要地介绍了涂料供应系统的总体设计，包括其工作原理，系统组成，各种功能机构。 毕业设计 6 3 自动预警系统设计 设计要求 系统在厂房内工作，所以要求稳定性，低噪音，安全性，在设计时须确定最大工作强度对其进行校核。 计参数 预警系统示意图 该系统工作的基本原理是杠杠原理。由人工将装满涂料的料筒放在小车上，推入涂料架内 ，有导正板固定。在四个均匀分布的气压缸的作用下，升至工作高度。此时电机启动，带动链条，再由链条带动搅拌轴转动，将涂料混合均匀，向喷涂装置输送燃料。系统在工作时，随着喷涂的不断进行；涂料被不断地消耗，通过轴承和料筒之间的 4个支杆，轴承的受力会发生变化，再由杠杠原理，通过平衡臂，弹簧的长度湖发生变化。当弹簧的长度到达临界长度时会触发报警器。此时工作停止，由气压缸将再由料筒的小车降至水平高度，由人工将料筒推出，重新注入涂料后重新工作。 毕业设计 7 簧的设计选取 根据 油漆桶满载和空载时的负载确定弹簧所受的极限拉 力 满载时，由杠杆定理可得： 2040(11 式中： 1F 表示油料桶满载时所受的拉力 1L 表示弹簧到支撑轴承 的有效作用距离 空载时，由杠杆定理可得： 2040(22 式中： 2F 表示油料桶满载时所受的拉力 2L 表示弹簧到支撑轴承的有效作用距离 根据工作条件选择材料并确定其许用应力 弹簧在一般载荷条件下工作， 但是由于所受应力是持续性变化的，因此 可以按第I 类弹簧考虑。现选用 组碳素弹簧钢丝 1 。并根据 取弹簧钢丝直径为 表 2 暂选 B=1470根据表可知 1470441 根据强度条件计算弹簧钢丝直径 现选取旋绕比 C=6，则得 6444 14 d 值与原估取值相近 ,取弹簧钢丝标准直径 d 差 3 ,可用 )。此时 D 10标准值 ,则 22102 毕业设计 8 所得尺寸与题中的限制条件相符，合适。 此时， 5210 算弹簧圈数 n. 弹簧刚度为 由表 3 取 G=82000簧圈数 n 为 434 取 n 13 圈； 此时弹簧刚度为 验算初应力 0，得 M P 300 当 C 5 时，可查得初应力 0的推茬值为 78 150此初应 力值合适。 极限工作应力 ，则 41 极限工作载荷 l i i m 疲劳强度的验算 疲劳安全系数 S m a xm 式中 : 0弹簧材料的脉动循环剪切疲劳极限（ 毕业设计 9 、- 最小、最大切应力（ 弹簧疲劳强度的设计系数 又 M P F 3 1m a x M P F 3 2m i n 11 4 7 Bm a xm 查表知，符合条件 进行结构设计 选定两端钩环，计算出全部尺寸 由以上计算可以确定弹簧的相关参数： 旋绕比 C 5 弹簧丝直径 d 2经 0径 0 2=8径 2度 30 ( 节距 旋角 承 2的设计选取 轴承的选择 轴承所受载荷的大小、方向、和性质，是选择轴承的主要依据。由于该系统所受载荷较小，而且轴承在收到径向力的同时，轴向力基本不存在，综合考虑，优先选择深沟球轴承 4 。 选取轴承代号： 56202 品牌： 列：深沟球轴承 内径： 15径： 35度： 11业设计 10 同理在另一处，选择轴承型号 6190 深沟球轴承。 轴承的校核 齿轮在转动时受的力可以分为圆周力 以及径向力 圆周力 径向力 2T/d,其中 T 为传动的转矩， d 为齿轮的分度圆直径， 为压力角 5 。所以 2 96= 设定轴承是正确安装的，不受 到轴向力。并且力的作用点在各级对应的中心点。所以得出齿轮轴上的受力简图。 A B C 轴的受力简图 根据 A 是齿轮中心， B 是轴承中心， C 为减速机输出轴端点。可以得出 间的距离为 57 间的距离为 1740 C 点取距，由此可以算出出,。根据力的合成，可以算出在 B 点收到的总的力 F=。 滚动轴承的当量动载荷 由于该深沟球轴承承受的只有径向当量动载荷 没有受到轴向当量动载荷由 P= r a ，对于只受到径向载荷的轴承 P=6 根据轴承基本额定寿命公式 )(h 其中 n=r/C=N, =3,代入公式，得 9021 h 算得结果轴承寿命大于机械设计寿命所以所选的轴承符合要求，是合格的。 毕业设计 11 拌轴的设计 搅拌轴是连接搅拌桨和链条的重要元件，是向搅拌传送动力的主要元件。由于实际工作尺寸过大，如果直接用轴连接搅拌桨和电机，则对轴的刚度等要求过高，不符合非标自动化的经济性要求，而且工作是在换涂料的时候也不方便。所以在涂料焊接架内部的上 半部分采用链条连接，下部分采用轴传输动力。这样一来，既降低了对轴的刚度等要求，经济性较好，还方便工人更换涂料。 设计要求： （ 1）满足正常工作时的刚度要求，即轴在工作收到最大外力时，不会发生断裂、扭转变形或弯曲变形； （ 2）与其相连的工作元件配合良好，符合公差要求 7 ，不能相互影响。 搅拌轴直径的选取 （ 1）初步估算轴的直径 选取 45号钢作为搅拌机主轴的材料，调制处理，查表得 =640N/ 2由表查得材料的许用应力： 2 6 0 /N m m ，由公式 3 。 式中， P 轴传递的功率（ n 轴的转速 (r/ A 取决于轴材料的许用扭矩切应力 t的系数。 查表得知 A=115 计算轴的最小直径并加大 003 已考虑键槽的影响。 则 （ 2）轴结构的设计 确定各轴段直径和长度 图 3 轴的结构件图 第一段轴的直径取 5据搅拌机的结构需要轴的长度较长取为毕业设计 12 243以第二段轴的直径应比第一段轴的直径稍小一些，根据实际情况取第二段轴的直径 2二段轴的长度取为 据轴承的安装尺寸以及轴承的定位要求，确定第三段轴的直径为 于搅拌机的搅拌轴总长度比较长，为使平衡性和轴的安全系数高，取第三段轴的长度 因为第四段轴上要安装第二个轴承，所以第四段轴的 直径应和第二段轴的直径相同， 2段轴的上方要安装搅拌机的筒体，此处轴段长度适中即可，取 至此，轴的各段直径和长度已基本确定。 搅拌轴强度的校核 求轴上的载荷：搅拌轴受到扭转作用而发生扭转，轴上各段都有受到力矩的影响，选择其中受力较大，应力较集中的截面。 8 （ 1）受力分析： 轴上传递的转矩： 9 5 5 0 2 6 . 5 3 1 1 2 6 . 9 9 i N m 所受圆周力： 2 2 1 1 2 6 . 9 9 1 1 . 2 7200t 所受的轴向力：因为轴是竖直的所以轴向力 0F径向力： 20o ， 8 0 6 3 4 o t a n 2 0 2 8 . 7 9c o s 8 0 6 3 4 （ 2）计算支反力： 1 2 2 3()N H tF l F l l 毕业设计 13 2 2 3N H tF l F l 2322()l lF l 1 1 . 2 7 ( 6 0 . 9 9 9 . 9 )6 0 . 9 312lF l 1 1 9 9 2 2 3()N V rF l F l l 1 2 3N V rF l F l 2322()l lF l 2 8 . 7 9 ( 6 0 . 9 9 9 . 9 )6 0 . 9 76N 312lF l 2 8 9 9 3H l 2973N 23V l1 2 9 9 9 7 5 9 2 m m22 M 222 9 7 3 7 5 9 2 . 4 8154N 表 1 危险截面载荷值 载荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 ()1 2 1 2 76弯矩 ()M N 2973 扭矩 ()T N m 总弯矩 8154 按弯矩扭合成应力校核轴的强度 进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。根据机械设计书式 (5 15) 及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环应变力，取 ，轴的计算应力 22() 223()0 2238 1 5 4 ( 0 . 6 1 1 2 6 . 9 9 )0 . 1 6 0=毕业设计 14 之前已选定轴的材料为 45 钢，调质处理，由机械设计书表 15 1 查得1 6 0 M 。因此1，所以此轴是安全的。 轴器的选取 联轴器是用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动 轴）使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。联轴器把两轴连接在一起，机器运转时两轴不能分离，只有在机器停车并将两连接拆开后，两轴才能分离。一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接 9 。 由于机器的工况各异，因而对联轴器提出了不同的要求如传递转矩的大小、转速的高低、扭转刚度变化情况、体积大小、缓冲吸震能力等。因此，联 轴器有较多的种类。 刚型联轴器 这类联轴器有套筒式、夹壳式、和凸缘式等。 挠性联轴器 这类联轴器可以分为无弹性元件的挠性联轴器和有弹性元件的挠性联轴器 无弹性元件的挠性联轴器可以分为十字块联轴器、滑块联轴器、十字轴式万向联轴器、齿式联轴器。 有弹性元件的挠性联轴器可以分为弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器、梅花形弹性联轴器、轮胎式联轴器、膜片联轴器 联轴器的选择 选择合适的联轴器类型要考虑到以下几点：所需传递的专家大小和性质以及对缓冲减震功能的要求；联轴器的工作转速高低和引起的离心力大小；两轴相对应位移的大小 和方向；联轴器的可靠性和工作环境；联轴器的制造、安装、维护和成本 10 。 本章小结 本章主要介绍了弹簧预警系统的设计，从实际情况出发先确定弹簧设计要求，设计参数，然后进行相关设计，最后进行校核。主要是拉伸弹簧、搅拌轴的设计和相关轴承和联轴器的选取。 毕业设计 15 4 垂直举升机构设计 系统的设计要求 此系统主要完成的功能任务是将安放在小推车盛放有涂料的桶升至工作高度，即搅拌轴的顶端能和传动扭矩的链条相连接，进而带动搅拌轴 转动，以便将涂料搅拌均匀。 由于涂料在工作工程中会随着喷涂的不断进行，料桶内的涂料质量会发生均匀性的变化，所以气压系统的工作压力在一定范围内均为可调，以满足对工作的安全性和连续性要求。 压缸主要参数的确定 气缸是气压传动中将压缩气体的压力能转换为机械能的气动执行元件 11。气缸有做往复直线运动的和做往复摆动的两类。做往复直线的气缸可以分为单作用、双作用、膜片式和冲击式 4种。 单作用气缸，一端进气，推动活塞运动，而活塞的返回 借助于弹簧力，膜片的重力，歪理，重力等。其特点是：一段近期，结构简单，耗气量小；用弹簧或膜片复位、输出力小；缩短有效行程；行程中推力及速度是变化的。应用于气吊、气动卡盘等。 双作用气缸，活塞往复运动均由压缩空气推动。分为单、双活塞杆式、双活塞、缓冲气压缸等几种。 膜片式气缸，薄膜式气缸是一种利用压缩空气通过膜片推动活塞杆作往复直线运动的气缸、它由缸体、膜片、膜盘和活塞杆等主要零件组成。其功能类似于活塞式气缸，它分单作用式和双作用式两种。 冲击气缸，冲击式气缸是一种体积小，结构简单、易于制造、耗气功率小但能产生相当大的冲击力的一种特殊气缸。与普通气缸相比，冲击气缸的机构特点是增加了一个具有一定容积的蓄能腔和喷嘴。 由于翻板气缸的伸缩控制着翻板的翻上和放下，气缸的伸出和缩回都是要快速缩回的，并且被选中的气缸比较普遍、经济、可靠。所以要选择双作用单出杆的气缸。 单出杆双作用气缸的设计计算 单出杆双作用气缸是一种最能常用的普通气缸 毕业设计 16 单出杆双作用气缸 （ 1)输出力的计算 根据里的平衡原理，活塞杆上的输出力必须克服活塞杆工作时的总阻力，因只有一端出杆，所以压缩空气作用在活塞两侧的有效面积是不相等 的 12 。活塞杆产生推力 活塞右行时，产生拉力 其值分别为： 6 26 ）（拉 式中 d （ m) m) （ (2)活塞直径 D 的计算 由前两式可求得活塞直径。 当推力做功时， 10 当拉力做功时， 10 （ 3） 活塞运动速度的计算 式中 如两端供气量相等，即 ,则 211 即活塞运动速度与有效面积成反比。 毕业设计 17 则于 1 4； ）（ 22 ； 则 ）（ 因此，对同样供气量，活塞杆伸出慢，退回快。 （ 4） 缸筒计算 主要计算缸筒的壁厚，因一般气缸工作压力较低，壁厚与内径之间的比往往小于1： 1013 。 所以气缸壁厚可按下面的薄壁筒计算： 102 6 式中： （ m） m) 计算出的壁厚可能很薄，应根据工艺要适当加厚，并参考已有同类气缸壁厚确定。 根据实际需求以及以上公式，综合考虑，选择的气缸型号为 业设计 18 5 其它零部件的设计 隔膜泵的选取 隔膜泵又称控制泵，是执行器的主要类型，通过接受调制单元输出的控制信号，借助动力操作去改变流体流量。隔膜泵一般由执行机构和阀门组成。采用压缩空气为动力源，对于各种腐蚀性液体，带颗粒的液体，高粘度、易挥发、易燃、剧毒的液体，均能予以抽光吸尽。 隔膜泵分类和选取 隔膜泵按其所配执行机构使用的动力，可以分为气动、电动、液动三种，即以压缩空气为动力源的气动隔膜泵，以电为动力源的电动隔膜泵，以液体介质（如油等）压力为动力的电液动隔膜泵 。本设计 中采用电动隔膜泵。 电动隔膜泵的优势： 径在 10 毫米以下的颗粒、泥浆等均可以毫不费力地通过。 长时间使用不会造成堵塞现象。在本设计中，对于涂料而言，电动隔膜泵的优势更加明显。 操作方便快捷简单，容易上手。 体介质过流部分，可根据用户要求 而设计，满足不同用户的需求，市场广阔。 用寿命大大延长 ，经济性较好 ；根据不同介质，隔膜可分为氯丁橡胶、氟橡胶、丁晴橡胶、聚四氟已烯、特氟龙（ ，可以满足不同客户的要求。 隔膜泵流特性的选择 隔膜泵的流量特性是指介质流过阀门的相对流量与位移 (阀门的相对开度 )间的关系，理想流量特性主要有直线、等百分比 (对数 )、抛物线和快开等 4 种，但是在实际生产中，常用的理想流量特性只有直线、等百分比 (对数 )、快开三种。由于抛物线流量特性介于直线和等百分比之间，于是我们一般可用等百分比特性来代替，而快开特性主要用于二位调节及程序控制中，因此隔膜泵特性的选择实际上是在直线和等百分比流量特性两者之间的选择。 等百分比特性：一种固有流量特性，额定行程的等量增加会理想地产生流量系数毕业设计 19 (等百分比的改变。 线性特性 ：一种固有流量特性，可以用一条直线在流量系数 ( )相对于额定行程的长方形图上表示出来。 快开特性 :一种固有流量特性，可以用一条直线在流量系数 ( )相对于额定行程的长方形图上表示出来。因此，行程的等量增加提供流量系数 (等量增加。 隔膜泵流量特性的选择可以通过理论计算，但所用的方法和方程都很复杂。目前多采用经验准则，具体从下几方面考虑 :从调节系统的调节质量分析并选择 ;从工艺配管情况考虑 ;从负荷变化情况分析。 首先，从控制系统的控制品质去考虑。理想的控制回路，希望它的总放大系数在控制系统 的整个操作范围保持不变，但是，在实际生产操作过程中控制对象的特性往往都是非线性的，它的放大系数一般都会随着外部条件的变化而变化。因此选择适当的调节阀特性，以调节阀的放大系数变化来补偿对象放大系数的变化。而实际生产中许多的控制对象，其放大系数随着负荷的增加而减小，我为了补偿这部分放大系数，可以初步考虑选用放大系数随着载荷增加而变大的调节阀，等百分比特性有这种功能，初选该特性。 其次，从配管情况考虑。我们第一步选出的是阀的工作流量特性。由于调节阀所处的管道系统各不相同， 总压差 （ 控制阀、全部工艺设备和管路系统上的 压差，称为系统总压差 ）大小直接影响阀的工作流量特性偏离其结构特性而发生畸变。所以当我们根据已定的希望工作流量特性来选取阀的结构性时，就必须考虑配管情况的影响。当 总压差 大时，调节阀的工作特性畸变小；当 总压差 小时，调节阀的工作特性畸变大。 综上，查表可知，优先选用百分比特性。 最后选用电动隔膜泵，型号为 接涂料架的设计 焊接涂料架的设计目的是为涂料桶和弹簧预警机构提供一个独立、安全、稳定的工作空间，在涂料架四周围上喷漆护板后，能保证油漆不会扩散到焊接涂料架以外而影响环境和操作人员的身 心健康。 在实际生产中，料筒的直径为 360长宽方向还要考虑气缸、轴承以及支撑杆的空间，所以长宽均
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