汽车减震器自动生产线成品自动出料系统设计（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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摘 要
随着社会的不断发展，越来越多的汽车进入了千家万户。随之而来的便是汽车产业的飞速发展，因此对于零部件的生产与制造提出了越来越高的要求。汽车减震器在汽车中起着十分重要的作用，同时它也是悬挂系统中最精密和复杂的机械件。为了减少人力操作，提高汽车减震器成品出料的效率，特引入了非标准自动化设备——成品出料系统设备。
本次设计的题目是汽车减震器自动生产线成品自动出料系统设计。主要针对将已装配好的组件进行抓取、除油以及运送到指定地点的机械结构进行设计。系统的驱动主要通过气缸来提供。气缸通过与零部件的连接实现移板的水平和竖直运动。手爪的翻转则是通过旋转气缸的旋转带动链轮旋转，再通过链轮与轴之间的配合来实现其翻转。手爪的夹持组件的张开与闭合通过与气爪的连接来实现。
本论文通过对汽车减震器成品出料系统的细致研究，对提高汽车零件加工的效率和改善工人的工作环境有很大的帮助。
关键词：非标自动化；汽车减震器；自动出料；气缸驱动
- 内容简介：
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毕业设计（论文）任务书 题目： 汽车减震器自动生产线 成品 自动 出料系统设计 一 、 原始依据 （包括设计或论文的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等。） 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。 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。 二、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 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 三、设计（研究）内容和要求（包括设计或研究内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求。） 每分钟输送 4 个，具体结构和尺寸见样件。 （ 1） 调研， 查阅与本课题相关的技术资料。 （ 2） 进行出料系统的方案设计及气动系统设计 。 （ 3） 参照样件， 完成主要部件的选型相应的计算。 （ 4）画出总装配图和部装图、零件图。 指导教师（签字） 12 年 12 月 2 日 审题小组组长（签字） 年 月 日 毕 业 设 计 开 题 报 告 汽车减震器自动生产线 成品自动出料系统设计 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 成品自动出料系统设计 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 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 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： 自动化生产线是由工件传输系统和控制系统组成，将一组自动机床和辅助设备按照工艺顺序联接起来，自动完成产品全部或部分制造过程 的生产系统，简称自动线。在大批 、大量生产中采用自动线能提高劳动生产率，稳定和提高产品质量，改善劳动条件，缩减生产占地面积，降低生产成本，缩短生产周期，保证生产均衡性，有显著地经济效益。 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。 在自动化加工 、装配生产线中，能自动完成将工件向加工或装配机械供给出料的系统，称为自动出料系统。是自动化生产线中的一个重要环节。 统计表明，在工件的加工装配过程中，工件的供给、上料、下料及搬运等工作所需费用约占全部费用的 1/3 以上，所需的工时约占全部的 2/3 以上，而且绝大多数的事故都发生在这些工序中，尤其是成批大量生产的场合，当要求生产效率很高而且激动机动工时很短时，上下料是一项重复而繁重的作业 。所以为了提高生产率、减轻作业者的劳动强度，保证安全生产，实现上下料自动化是很有必要的。 成品自动出料系统包括机械部分、气动部分、控制部分。 机械部分的任务主要是由机械手完成。机械手主要由执行机构、驱动机构、控制系统以及位置检测装置等组成。执行机构由气缸控制的手爪为夹紧执行机构，手爪，即与物件接触的部件。由于与物件接触的形式不同， 可分为夹持式手部和吸附式手部。自动出料装置的上升下降运动的执行机构为机械手的两个主气缸。这两个主气缸既起执行机构的作用，又起支撑下料装置躯体的作用。机械手的驱动系统是驱动执行机构的传动装置。常用的有液压传动、气压传动、电力传动和机械传动等四种形式。控制系统采用 制，其应用灵活，扩展性好，操作方便，体积小，重量轻。位置检测装置是控制机械手执行机构的运动位置，并随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，从而，执行机构以一定的精度达到位置设定。 机械手的工作原 理是：机械手在工作时，首先由 出电控制信号，电磁阀动作输出电信号到气控阀，气控阀接到信号后，将动力气输给气缸，气缸运动，当运动到制定行程时，触及机械阀，机械阀将气信号传给气电继电器，继电器将电信号传至机械手控制系统， 据气缸到位情况，按程序执行下一步动作。 气动部分主要有气路系统完成。气路系统包括气缸。 气缸一般由缸筒前后缸盖、活塞、活塞杆、密封件和紧固件组成。气缸被活塞分成有杆腔和无杆腔。当从无杆腔输入压缩空气时，有杆腔排气，压缩空气作用在活塞右端面上的力克服各种反作用力，推动活塞杆前进，使活 塞杆伸出；当活塞杆排气时，有杆腔进气时，活塞杆缩回到处始位置。两腔交替 进气，排气，活塞杆实现往复直线运动。 气路系统有能量供应部分、电气控制部分、气动执行部分三部分组成。 控制部分主要是由可编程逻辑控制器（ 成。它是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，是一种以微处理器为核心用作数字控制的的专用计算机。可编程逻辑控制器一般由运算控制单元，存储器、输入 /输出等部分组成， 号功能繁多。 三、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 18 陈为国 ;朱宏涛液压与气压传动 ,2005 19 机械设计手册编委会机械设计手册 2005 20 沈乃勋 ;陈珂自动嵌绝缘纸机的机电一体化创新设计机械设计与研究 期刊论文 2002(02) 题目：汽车减震器生产线自动出料系统设计 课题目录 1 2 3 4 课题的研究目标 设计理论 致谢 课题的背景及意义 一、课题的背景及意义 随着社会的不断发展，越来越多的汽车进入了千家万户。随之而来的便是汽车产业的飞速发展，因此对于零部件的生产与制造提出了越来越高的要求。汽车减震器在汽车中起着十分重要的作用，同时它也是悬挂系统中最精密和复杂的机械件。汽车减震器作为汽车中重要的部件 ,在加速车架和车身震动衰减，减小震动、改善汽车行驶平稳性和安全性有着重要的作用为了减少人力操作，提高汽车减震器成品出料的效率，特引入了非标准自动化设备 成品出料系统设备，实现了自动化出料，提高了生产效率，降低了劳动成本，对于企业的发展有着很好的影响。 非标准自动化设备的应用情况 非标准自动化设备，即不是按照国家颁布的统一的行业标准和规格制造的设备，而是根据自己的用途需要，自行设计制造的设备。非标准自动化技术是自动化技术中的一个重要分支，它可以以实现标准自动设备不能实现的一些功能，因此非标自动化作为标准自动化的补充，已经广泛应用于汽车零部件的生产制造及安装，电子电器生产线产品输送以及加工制造业装配行业等众多行业。因此发展非标自动化行业，对于汽车产业的良好发展有着深远的影响。 二、本课题的研究目标 通过设计成品自动出料系统，实现工件的自动取出，除油以及运送到指定地点。全程实现无人操作，自动控制，提高劳动生产率。 三、毕业设计原理 汽车减震器成品自动出料系统的完成过程： 预装配取料 组件放入正装配油池 将组件运送到指定位置 机械手翻转回原位 正装配后取料 机械手翻转去油 （ 2）工作原理 首先，前一个纵向移动底板通过气缸等工件控制，让手爪从预装配油池中将预装配好的组件抓起，然后运送到正装配油池中；然后第二个翻转机械手从正装配油池中抓取正装配好的组件，翻转，除去腔中的油液，再翻转回原位；最后通过气缸推动移动工作台向左运动，将组件运送到指定地点后，气缸再推动面板下伸，放开工件，再返回原工作地点。本系统主要要求运动机构的准确移动与精确定位，以及机械手的夹持稳定性，因此需要通过合理的机械设计来实现此目的。 （ 3）各种功能机构 1为主体面板固定不动， 2、 3号为移动面板，为了满足安装强度等要求，在主面板后面加装加强筋满足足够的强度需求。 图 3作面板结构 图 3图中标号器件分别为 1）旋转气缸2）主动链轮 3）从动链轮 4）旋转轴5）薄型气爪 6）手爪 工作面板是构成出料系统机械部分的主体，其设计准则包括满足工况要求，满足刚度、强度要求以及稳定性的要求。移动面板通过直线导轨与滑块与主体面板相连。直线运动导轨的作用是用来支承和引导运动部件按给定的方向作往复直线运动。导轨可以是一个专门的零件，也可以是一个零件上起导向作用的部分。滑动摩擦导轨的运动件与承导件直接接触。 1为主体面板固定不动， 2、 3号为移动面板，为了满足安装强度等要求，在主面板后面加装加强筋满足足够的强度需求。 4. 左侧移动面板驱动系统气缸选型设计 左侧移动面板的 1号气缸是推动下面 2号气缸以及翻转机械手系统竖直运动的，下图为其结构图 图 4 手爪，即与工件接触的部件。根据与工件接触的形式不同，可分为夹持式和吸附式手部。夹持式手部由手指 (或手爪 )和传力机构所构成。手指是与工件件直接接触的构件，常用的手指运动形式有回转型和平移型。回转型手指结构简单，制造容易，故应用较广泛。 图 5手爪结构图 轴承所受载荷的大小、方向和性质是选择轴承类型的主要依据。根据本次翻转机械手系统设计的需要，选择滚动轴承，来实现与旋转轴之间的配合比较适宜。 图 5轴承装配图 1. 链轮 论文工作最终成果： 纸总和为 2张 0号图纸、一张 3零件图纸。 设计说明书、英文翻译、开题报告等。 致谢 请老师们批评指导 谢谢 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 成品自动出料系统设计 2013 年 6 月 摘 要 随着社会的不断发展，越来越多的汽车进入了千家万户。随之而来 的便是汽车产业的飞速发展，因此对于零部件的生产与制造提出了越来越高的要求。汽车减震器在汽车中起着十分重要的作用，同时它也是悬挂系统中最精密和复杂的机械件。为了减少人力操作，提高汽车减震器成品出料的效率，特引入了非标准自动化设备 成品出料系统设备。 本次设计的题目是汽车减震器自动生产线成品自动出料系统设计。主要针对将已装配好的组件进行抓取、除油以及运送到指定地点的机械结构进行设计。系统的驱动主要通过气缸来提供。气缸通过与零部件的连接实现移板的水平和竖直运动。手爪的翻转则是通过旋转气缸的旋转带动链轮旋转，再通 过链轮与轴之间的配合来实现其翻转。手爪的夹持组件的张开与闭合通过与气爪的连接来实现。 本论文通过对汽车减震器成品出料系统的细致研究，对提高汽车零件加工的效率和改善工人的工作环境有很大的帮助。 关键词 ：非标自动化；汽车减震器；自动出料；气缸驱动 s of is of of a in it is is of In to of of of is of to to of is by an to of of to by is by a of In of to of of of 目 录 第一章 概述 . 1 . 1 . 2 业设计的目的与意义 . 3 业设计主要任务及内容 . 3 章小结 . 4 第二章 成品自动出料系统方案设计 . 5 品自动出料系统的工艺流程 . 5 品自动出料系统初步方案设计 . 6 章小结 . 7 第三章 移动工作面板方案设计 . 8 作面板整体结构设计 . 8 作面板定位结构设计以及缓冲 . 9 章小结 . 10 第四章 移动面板驱动系统设计 . 11 动方式比较 . 11 侧移动面板驱动系统气缸选型设计 . 13 推气缸的选型设计计算 . 14 章小结 . 15 第五章 翻转机械手系统方案设计 . 16 转机械手系统结构设计 . 16 爪部分的设计 . 17 转气缸的选型设计 . 17 传动的选择以及链轮的设计计算 . 18 转机械手系统轴承的选型及校核计算 . 21 转机械手系统中轴的设计与校核计 算 . 24 章小结 . 28 第六章 总结 . 29 参考文献 . 30 录 . 31 外文翻译原文 . 31 外文翻译译文 . 39 致 谢 . 46 毕业设计 1 第一章 概述 车行业发展状况 19世纪末 20世纪初，欧美一些主要资本主义国家都相继完成了工业革命，随着生产力大幅的增 长，要求用于交通运输的工具也要相应的发展从德国人奔驰和戴姆勒于 1886 年制造的第一辆汽车开始，各国都争相发展汽车，使汽车工业有了日新月异的变化。法国制成第一辆汽车的时间是 1890 年；美国是 1893 年；英国是 1896 年；日本是 1907年。 1956年 7月 14 日，中国人自己制造的第一辆汽车 “解放”牌载货汽车从长春一汽总装线上盛装下线，中国的汽车工业从此开始起步，开启了中国汽车工业滔滔不息的源头。 50 几年的风风雨雨，中国汽车工业经历了从自力更生到打开国门，从寻找合资到现在民族自主品牌的逐渐成熟，从无到 有、从小到大，从诞生、成长到成熟螺旋式的发展历程。 在改革开放以后，中国的各种科学技术不断发展，经济水平也不断提高。 随着中国经济建设的飞速发展，人民生活水平的普遍提高，汽车正以前所未有的步伐迈进普通百姓的家庭。特别是中国成功加入 车逐渐大幅度降价，更加刺激了我国的私家车的消费。 近几年，我国个人汽车的保有量从 1990 年的 辆，增长了 17 倍，个人汽车保有量占全国保有量的比重则从 升到了 在一些经济相对比较发达的城市，私人购车已经达到很高的比例 。 据专家预测，未来几年，我国的汽车拥有量将以每年 20%的速度递增 。由此必将让汽车制造业有一个长足的发展，但由于我国在生产制造方面基础不够好，虽然近年在该行业有了很大的进步，但和工业发达的国家相比还有相当的差距。 连续两年产销世界第一 ,让中国汽车工业已经牢牢地打上了汽车大国的印记。然而另一个不争的事实就是 ,中国汽车自主品牌的国际影响力依然偏弱 ,出口量比重偏低 ,中国制造的国际形象依然亟待提升。中国已经成为世界第一的汽车产销大国，但中国还不是汽车强国，这是业界公认的事实。尽管近年来我国汽车出口量总体一直在不断增长，但出口量的比重偏低与我国汽车产销大国的地位仍然相差悬殊。 2012年，我国汽车总销量 1806 万辆，但出口量仅有 辆，出口量仅占总产量的 这个比重在全球主要汽车生产国中处于最低水平。不仅无法企及欧洲、日韩等汽车出口大国的水平，也比不上作为国际车企出口基地的泰国、墨西哥等地，甚至与同为金砖四国的印度、巴西等国相比也有一定的差距。 在中国各个行业中，汽车工业是最依赖合资模式的，中国汽车制造业的快速发展毕业设计 2 并没有像期望的那样带来汽车产业竞争力的提升。由于研发能力低，缺乏自主的品牌和关 键技术，国内汽车产品的核心技术大多数掌握在合资企业手中，没有话语权。虽然如此，但中国也没有踌躇不前，而是努力钻研，积极发展自主品牌，提升自己的技术能力。通过多年的努力，也有了很大的进步。 需求的提高，自然就需要更好的制造技术来提供保障。因此对于汽车主要零部件的生产业有了越来越高的要求。例如汽车减震器，它是汽车中的重要零部件，对于它的生产制造，要求也越来越严格。同时随着自动化技术的不断发展，也要求生产上更讲究效率以及减少人力资源的使用与浪费。 标准自动化设备的应用情况 非标准自动化设备 ，即不是按照国家颁布的统一的行业标准和规格制造的设备，而是根据自己的用途需要，自行设计制造的设备。随着科技的不断发展，自动化技术的应用已经越来越普遍，而非标自动化技术也在随着社会的潮流不断的进步。 传统上机器人的应用层面多集中于工业化的生产系统与制造流程上，专门应付长时间作业、大量重复性动作、系统复杂且需要精密控制、高危险性等工作上。而近年来的演进则渐渐朝向服务型机器人的方向快速蓬勃发展，例如工厂车间的清扫机器人、运输机器人等。 目前， 工业机器人的 在 社会 上的 认知度越来越高 。因为 机器人能提供稳定的高效率 与高质量的产品，尤其在生产节拍高的自动化生产线和恶劣的环境中，工业机器人取代人工已经成为大势所趋。随着市场日益全球化 ， 不使用机器人，难以提高竞争力这样的观点 逐渐 被越来越多的企业家接受，曾经认为中国人口众多，劳动力廉价，不需要机器人的观念正在 慢慢 改变。 为了更好地适应市场经济发展的需要，提高生产效率、产品质量和企业的竞争力，改善工人劳动条件，降低劳动成本，企业对工业机器人的需求自然不断增加。利用机器人技术提升我国工业发展水平，完成从制造业大国向制造业强国的转变，已经逐步成为全社会的共识。 目前，工业机器 人被广泛的用在汽车、电子等行业中。其中，在中国， 50%的工业机器人应用于汽车制造业；在发达国家，汽车工业机器人占机器人总保有量的 53%以上。面对着日益加大的生产需求以及不断提高的劳动成本，自动化技术越来越受到人们的青睐。 非标准自动化技术是自动化技术中的一个重要分支，它可以以实现标准自动设备不能实现的一些功能，因此非标自动化作为标准自动化的补充，已经广泛应用于汽车零部件的生产制造及安装，电子电器生产线产品输送以及加工制造业装配行业等众多行业。因此发展非标自动化行业，对于汽车产业的良好发展有着深远的影 响。 目前我国的非标自动化行业还不算发达，与国外发达国家还用一定的距离。但随毕业设计 3 着生产需求的不断增加，非标自动化市场将快速增长，自动化产品运用深度也将持续增加。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。中国医些企业的设计人员却对电子产品不熟悉，不敢或不会选用，大大限制了水平的提高。但最近 10 年，非标自动化设备在江浙沪、珠三角、京津地区获得了很大的应用，国内企业正在迎头赶上。相信在不久的将来，我国非标自动化水平将大幅提高，赶上甚至超过西方发达国家。 业设计的目的与意义 汽车减震器作为汽车中重要的部件 ,在加速车架和车身震动衰减，减小震动、改善汽车行驶平稳性和安全性有着重要的作用。而对于它的生产，则设计了一套非标自动化生产线 汽车减震器自动生产线。针对于其中的成品出料环节，则设计了一套成品出料系统，实现了自动化出料，提高了生产效率，降低了劳动成本，对于企业的发展有着很好的影响。 本次毕业设计的目的就是，通过设计成品成品自动出料系统，实现工件的自动取出，除油以及运送到指定地点。全程实现无人操作，自动控制，提高劳动生产率。 本次毕业设计的意义是：通过对于 汽车减震器自动生产线成品自动出料系统的设计，让学生在老师的帮助下对于机械设计以及自动化技术有一个更深的了解。让学生在实践中综合运用大学四年中在课堂上所学习到的各种专业知识，也是对学生四年所学知识的一个综合性检验。通过自己的努力设计一套设备，对于以后的学习和工作有着很好的指导作用。在实践过程中提高了学生的动手能力和分析解决问题的能力，对于以后进入职场，面对问题，解决问题有着良好的指导作用。 业设计主要任务及内容 本次毕业设计的任务主要是对汽车减震器自动生产线成品自动出料系统的机械结构进行设计， 绘制装配图纸，零件图纸，编写设计说明书等。系统的工作过程主要有：首先，前一个纵向移动底板通过气缸等工件控制，让手爪从预装配油池中将预装配好的组件抓起，然后运送到正装配油池中；然后第二个翻转机械手从正装配油池中抓取正装配好的组件，翻转，除去腔中的油液，再翻转回原位；最后通过气缸推动移动工作台向左运动，将组件运送到指定地点后，气缸再推动 面板下伸，放开工件，再返回原工作地点。本系统主要要求运动机构的准确移动与精确定位，以及机械手的夹持稳定性，因此需要通过合理的机械设计来实现此目的。 毕业设计 4 章小结 本章首先介绍 了汽车制造业的发展情况以及目前的行业现状，然后介绍了非标自动化技术在汽车制造领域的应用情况，以及国内目前非标自动设备的应用情况，最后介绍了本次毕业设计的主要任务及内容，从总体上明确了需要做什么工作并且需要解决什么问题，为之后的设计工作打下了基础。 毕业设计 5 第二章 成品自动出料系统方案设计 品自动出料系统的工艺流程 系统的工艺流程主要由所需要实现的功能来确定，下图为本次成品出料系统设计中需要被抓取的工件，其所要被抓取的位置为外侧圆柱面，质量约为 1图 2图 2工件 本次设计的要求是将上图所示的装配好的工件通过机械手爪来抓取，然后翻转除油，再运送到指定地点，从而完成成品的自动化出料，中途不掺加人力操作。通过分析被抓取工件的形状和质量等条件，设计整个系统的机械结构以及系统的工作流程。 根据以上介绍，可以确定汽车减震器成品自动出料系统的完成过程： 图 2动出料系统流程图 预装配取料 组件放入正装配油 池 正装配后取料 机械手翻转去油 机械手翻转回原位 将组件运送到指定位置 毕业设计 6 品自动出料系统初步方案设计 通过前面 们对该系统的动作过程有了一定的了解。通过查阅相关技术资料可以知道，目前使用最普遍的就是采用气压驱动来控制机械手的运动。该种方式具有结构简单、重量轻、动作迅速、平稳、安全、可靠、节能和不污染环境等优点而被广泛地应用于生产实践中，也是自动化设备中重要的组成部分。 本次设计需要依靠机械手的重复精度足够高，所谓的重复精度就是指如果动作重复多次，机械手到达同样 位置的精确程度。重复精度比精度更重要，如果一个机器人定位不够精确，通常会显示一个固定的误差，这个误差是可以预测的，因此可以通过编程予以校正。重复精度限定的是一个随机误差的范围，它通过一定次数地重复运行机器人来测定。 随着微电子技术和现代控制技术的不断发展，以及气动伺服技术走出实验室和气动伺服定位系统的成套化。气动机械手的重复精度将越来越高，它的应用领域也将更加的广阔。气动技术经历了一个漫长的发展过程，随着气动伺服技术走出的快速发展，气动技术以及气动机械手迎来了崭新的春天。目前在世界上形成了以日本、美国和欧盟 的气动技术、气动机械手三足鼎立的局面。我国对气动技术和气动机械手的研究与应用都比较晚，但随着投入力度和研发力度的加大，我国自主研制的许多气动机械手已经在汽车生产制造等相关行业为国家的发展进步发挥着重要的作用。 根据以上资料的大致介绍， 接下来就可以开始进行初步系统方案的确定：首先右侧的移送底板通过纵向气缸推动，向下运动，下部机械手进入油池将预装配好的组件抓取出来，与此同时，左侧移送底板也通过纵向气缸推动向下运动，将正装配好的组件从正装配油池中抓取出来。然后两个气缸同时回缩回原位。然后左侧移送底板上的旋转气缸旋 转带动与其旋转平台连接的链轮转动，链轮通过与轴等零件的配合连接来实现手爪的翻转，除去工件中的油液，然后手爪再翻转回原位。接下来，右侧移送底板通过联动杆与左侧移送底板连接，并且推过横推气缸的驱动，实现两块移送底板同时水平移动。横推气缸将右侧移送底板推送到正装配油池上方，同时左侧移送底板被推送到组件放置的指定地点。然后再通过纵向气缸推动向下运动，将预装配好的组件放到正装配油池中，同时正装配好的组件被放到指定位置；然后气缸回缩，返回到初始位置，这样就完成一次完整的成品出料动作。 通过以上系统动作的介绍，我们可以将 整个系统它的设计分为两大部分即：移送工作台的系统设计和翻转机械手系统设计。这两部分内容将在下面的章节中逐个进行介绍。 毕业设计 7 章小结 本章首先介绍了汽车减震器自动生产线成品自动出料系统的动作工艺流程，然后介绍了整个系统的工作过程。通过这两部分的介绍，初步确定了系统整个工作过程的方案以及部件之间的驱动方式，对于接下来具体的方案设计有了一个很好的导向作用。 毕业设计 8 第三章 移动工作面板方案设计 作面板整体结构设计 工作面板是构成出料系统机械部分的主体，其设计准则包括满足工况要求，满足刚度、强度要求以及 稳定性的要求。根据机械手册中介绍，机架按外形可分为网架式、框架式、梁柱式、板块式以及箱壳式。按制造方法可分为铸造机架、焊接机架、螺栓连接机架或铆接机架、冲压机架以及锻造机架。铸造机架的特点是结构形状可以复杂，有较好的吸振性和机械加工性能，常用于成批生产的中小型箱体及工作面板等。焊接机架，结构要求较简单，生产周期较短，适用于单件小批量生产。螺栓连接机架适用于大型结构的机架，其被广泛用于需要拆卸移动的场合。冲压机架适用于批量生产的小型、轻载和结构简单的机架。 在出料系统工作台方案设计中，考虑到工作台的制造方法等 问题，选择使用铸造的方法制作工作台来满足系统的刚度、强度以及稳定性要求。最终主工作面板尺寸设计为长 1840 198度为 20块面板的整体结构图如图 3图 3作面板结构 1为主体面板固定不动， 2、 3号为移动面板，为了满足安装强度等要求，在主面板后面加装加强筋满足足够的强度需求。 移动面板通过直线导轨与滑块与主体面板相连。直线运动导轨的作用是用来支承毕业设计 9 和引导运动部件按给定的方向作往复直线运动。导轨可以是一个专门的零件，也可以是一个零件上 起导向作用的部分。滑动摩擦导轨的运动件与承导件直接接触。对于导轨的要求一般包括： 稳、低速时无爬行现象； 轨的初始精度由制造保证，而导轨在使用过程中的精度保持性则与导轨面的耐磨性密切相关； 主面板上的直线导轨选择 司生产的 列直线导轨，导轨型号为直线导轨，直线导轨的尺寸为 25块为四方形，单只导轨组装的滑块数为一块，负载形式为重负载型，采用螺钉连接的方式与面板相连。其具体 的结构简图如下图 3图 3直线导轨副 作面板定位结构设计以及缓冲 为了保证直线导轨的安装位置精度，设计在主面板上安装定位销，使导轨的位置更加固定。 成品出料系统的驱动选用气缸驱动，根据实际设计的需要，两块移动面板的水平移动距离为 800保证工作面板的移动距离更加准确，因此在右侧移动面板上加装限位块来限制位移，从而实现水平移动工作面板的准确定位，减小系统运行中的误差。 工业缓冲器可以把大质量物体在高速移动、下落、回转时的得能量逐渐吸收，从而消除冲击、振动、噪声等有害因素 ，实现对机构的保护，进而大幅度提高生产。缓冲器特别适用于自动机床、加工及装配线、装卸作用线大口径化工阀门启闭等。 缓冲器大致可分为弹簧式、固定节流口式和可调液压式三种。相比而言，液压缓冲的效果更好，缓冲性能更加优越，因此设计选用液压缓冲。 液压缓冲器的 基本 工作原理为：当运动物体撞到液压缓冲器活塞杆端部时，活塞向里运动。由于内筒上小孔的节流作用，腔中的油不能通畅流出，外界冲击能使腔中的油压急剧上升。高压油从小孔以高速喷出，使大部分压力能转变为热能，由筒体逸散到大气中 。 本次设计选用 司生产的 类缓冲器缓冲性能良好，可有效的缓解系统运行中的冲击，对于系统的保护发挥着重要作用。 毕业设计 10 章小结 本章主要对汽车减震器自动生产线成品自动出料系统的主体移动面板进行了设计。并且查阅相关技术手册对移动面板的连接导轨以及液压缓冲原件进行了选型。具体气动系统设计将在下一章节进行介绍。 毕业设计 11 第四章 移动面板驱动系统设计 动方式比较 驱动方式一般分为四种即：气压驱动、液压驱动、电气驱动与机械驱动。下面进行四种驱动方式的比较。 ：普遍使用，种类繁多，它包括 螺旋传动、摩擦轮传动，带、链传动，齿轮传动，多点啮合柔性传动。 对于复杂的运动受到一定的限制，而且须要多个原动机组合。 与其相比。液压传动更容易实现其运动参数 (流量 )和动力参数 (压力 )的控制，而液压传动较之液力传动具有良好的低速负荷特性。由于具有传递效率高，可进行恒功率输出控制，功率利用充分，系统结构简单，输出转速无级调速，可正、反向运转，速度刚性大，动作实现容易等突出优点，液压传动在工程机械中得到了广泛的应用。几乎所有工程机械装备都能见到液压技术的踪迹，其中不少已成为主要的传动 和控制方式。极限负荷调节闭式回路，发动机转速控制的恒压，恒功率组合调节的变量系统开发，给液压传动应用于工程机械行走系提供了广阔的发展前景。 纯机械和液力传动相比，液压传动的主要优点是其调节的便捷性和布局的灵活性，可根据工程机械的形态和工况的需要，把发动机、驱动轮、工作机构等各部件分别布置在合理的部位，发动机在任一调度转速下工作，传动系统都能发挥出较大的牵引力，而且传动系统在很宽的输出转速范围内仍能保持较高的效率，并能方便地获得各种优化的动力传动特性，以适应各种作业的负荷状态。在车速较高的行走机械中 所采用的带闭式油路的行走液压驱动装置能无级调速，使车辆柔和起步、迅速变速和无冲击地变换行驶方向。对在作业中需要频繁起动和变速、经常穿梭行驶的车辆来说这一性能十分宝贵。但与开式回路相比，闭式回路的设计、安装调试以及维护都有较高的难度和技术要求。 服电机 无电刷和换向器，因此工作可靠，对维护和保养要求低。 定子绕组散热比较方便。 惯量小，易于提高系统的快速性。 适应于高速大力矩工作状态。 同功率下有较小的体积和重量。 有 空间许可 的要求 电力传动是由内燃机驱动发电机，产生电能使电动机驱动车辆行 走部分运动，通过电子调节系统调节电动机轴的转速和转向，具有凋速范围广，输人元件 (发电机 )、输出元件 (电动机 )、及控制装置可分置安装等优点。电力传动最早用于柴油机电动船舶和内燃机车领域，后又推广到大吨位矿用载重汽车和某些大型工程机械上，近年来又出现了柴油机电力传动的叉车和牵引车等中小型起重运输 毕业设计 12 车辆。但基于技术和经济性等方面的一些原因，适用于行走机械的功率电元件还远没有像固定设备用的那样普及，电力传动对于大多数行走机械还仅是 “ 未来的技术 ” 。 1) 工作介质是空气，与液压油相比可节约能源，而且取 之不尽、用之不竭。气体不易堵塞流动通道，用之后可将其随时排人大气中，不污染环境； 2) 空气的特性受温度影响小。在高温下能可靠地工作，不会发生燃烧或爆炸。且温度变化 时，对空气的粘度影响极小，故不会影响传动性能； 3) 空气的粘度很小 (约为液压油的万分之一 )，所以流动阻力小，在管道中流动的压力损失较小，所以便于集中供应和远距离输送； 4) 相对液压传动而言，气动动作迅速、反应快，一般只需 0 02 0 3压油在管路中流动速度一般为 1 5m s，而气体的流速最小也大于 10m s，有时 甚至达到音速，排气时还达到超音速； 5) 气体压力具有较强的自保持能力，即使压缩机停机，关闭气阀，但装置中仍然可以维持一个稳定的压力。液压系统要保持压力，一般需要能源泵继续工作或另加蓄能器，而气体通过自身的膨胀性来维持承载缸的压力不变； 6) 气动元件可靠性高、寿命长。电气元件可运行百万次，而气动元件可运行2000 4000万次； 7) 工作环境适应性好，特别是在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣环境中，比液压、电子、电气传动和控制优越。 气压传动的缺点： (1)由于空气的可压缩性较大，气动装置的动作 稳定性较差，外载变化时，对工作速度的影响较大； (2)由于工作压力低，气动装置的输出力或力矩受到限制。在结构尺寸相同的情况下，气压传动装置比液压传动装置输出的力要小得多。气压传动装置的输出力不宜大于 10 40(3)气动装置中的信号传动速度比光、电控制速度慢，所以不宜用于信号传递速度要求十分高的复杂线路中。同时实现生产过程的遥控也比较困难，但对一般的机械设备，气动信号的传递速度是能满足工作要求的； 4)噪声较大。 基于以上几点，液压与气压驱动在生产中应用最为广泛。液压与气压作为两种常见驱动方式，其发展也对机 械生产的发展具有一定的促进作用。液压与气压都是以流体（液压油液或压缩空气）为工作介质进行能量传递和控制的。液压的优点是单位质量输出功率大，因为液压传动的动力元件可以采用很高的压力（一般可达 32别场合更高），因此，在同等输出功率下具有体积小、质量轻、运动惯性小、动态性能好的特点。而气压传动的突出优点是介质源收集极为方便，输出力较小，但气动动作迅速，而且结构简单，成本低廉。对于本次设计要求来说，选择气压驱动更加合理。 毕业设计 13 侧移动面板驱动系统气缸选型设计 左侧移动面板的 1号气缸是推动下面 2 号气缸以及 翻转机械手系统竖直运动的，下图为其结构图 图 4据其工作要求可知，气缸的选型主要考虑其允许的输出力，因此气缸的选型步骤具体如下： 1） 已知条件 已知被夹持工件质量约 1 ，查阅机械设计手册以及相关技术手册计算 其它被推动件总总量约 62 。因此气缸需要推动的总质量为 7总2） 计算校核 气缸 的动作方向为竖直方向，因此轴向负载力 设计气缸行程为 50 ,动作时间为 ,工作压力 ，则气缸的平均速度为 335 0 ，选择负载率为 ，故理论输出力为 40 由此得出双作用气缸缸径 故选择气缸缸径为 50业设计 14 查阅技术手册，可选择 司生产的圆形紧凑气缸 列中的主要参数为： 1）气缸为 列圆形紧凑型； 2）安装形式为基本型； 3）气缸缸径为 504）气缸行程为 400上为 1号气缸的选型计算，接下来进行 2号气缸的选型计算： 同样，被夹持工件质量为 1 ，并根据结构以 及查阅相关技术手册计算得其它工件质量为 12 ,因此 气缸需要推动的总质量为 2总计算校核： 气缸的动作方向为竖直方向，因此轴向负载力 设计气缸行程为 50 ,动作时间为 ,工作压力 ，则气缸的平均速度为 503150 ，选择负载率为 ，故理论输出力为 50 由此得出双作用气缸缸径 故选择气缸缸径为 40阅技术手册，可选择 司生产的圆形紧凑气缸 列中的主要参数为： 1）气缸为 列圆形紧凑型； 2）安装形式为基本型； 3）气缸缸径为 404）气缸行程为 150侧移动面板的气缸选型计算方式与左侧移动面板的计算方式相同，在此就不再重复计算。经计算及查阅相关技术手册可选择 主要参数为： 1）气缸为 列圆形紧凑型； 2）安装形式为基本型； 3）气缸缸径为 254）气缸行程为 200推气缸的选型设计计算 由总体结构设计可知，左右移动面板通过联动杆相连，并通过横推气缸带动两个面板水平移动。因此横推气缸的推力主要克服面板等零部件的重力所 带来的摩擦力。 根据结构设计以及查阅相关技术手册计算被推动器件的总质量为 0 ，设动摩擦因数为 ，故 毕业设计 15 设计气缸行程为 00 ,动作时间为 ,工作压力 ，则气缸的平均速度为 1605800 ，选择负载率为 ，故理论输出力为 4 20 由此得出双作用气缸缸径 4544 0 故选择气缸缸径为 32阅技 术手 册， 可 选择 司 生 产的无 杆气 缸 列 中的主要参数为： 1）气缸为 2）气缸缸径为 32）气缸最大行程为 850章小结 本章第一节通过对各种驱动形式的比较，最 终选择了气动方式驱动工作面板的水平和竖直方向的运动。后两节的内容是具体的气缸选型计算，通过对结构 的设计分析，计算出了合适的气缸缸径，以及选择了合适的气缸行程，确定了气缸的具体型号。通过本章的内容设计，整个系统的基本结构以及驱动方式等都设计完毕，接下来介绍翻转机械手系统的方案设计。 毕业设计 16 第五章 翻转机械手系统方案设计 转机械手系统结构设计 根据系统的工作要求，来设计翻转机械手的系统结构。工作要求是需要手爪在油池中抓取装配完毕的组件并提起之后，手爪需要翻转 180度，倒出组件内残 存的油液再翻转回原位。因此设计翻转动作通过旋转气缸驱动来实现，具体工作方式为旋转气缸带动与旋转气缸工作台相连的主动链轮转动 180度，链轮通过链传动以及键连接来带动转轴转动，转轴再通过与气爪的连接带动气爪翻转 180度。具体工作图如图 5图 5图中标号器件分别为 1）旋转气缸 2）主动链轮 3）从动链轮 4）旋转轴 5）薄型气爪 6）手爪 由此，翻转机械手的整体系统结构设计完毕，接下来的小 节将介绍各件的选型，计算以及某些零件的强度校核。 毕业设计 17 爪部分的设计 手爪，即与工件接触的部件。根据与工件接触的形式不同，可分为夹持式和吸附式手部。 夹持式手部由手指 (或手爪 )和传力机构所构成。手指是与工件件直接接触的构件，常用的手指运动形式有回转型和平移型。回转型手指结构简单，制造容易，故应用较广泛。平移型应用较少，其原因是结构比较复杂，但平移型手指夹持圆形零件时，工件直径变化不影响其轴心的位置，因此适宜夹持直径变化范围大的工件。 手指结构取决于被抓取工件的表面形状、被抓部位 (是外廓或是内孔 )和物件的重量及尺寸。常用的指形有平面的、 指有外夹式和内撑式，指数有双指式、多指式
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