毕业设计（论文）-机械零件自动化装配装置设计

机械零件自动化装配装置摘要通俗地讲，装配是指将产品的若干个零部件通过紧配、卡扣、螺纹连接、粘合、铆合、焊接等方式组合到一起得到符合预定的尺寸精度及功能的成品（半成品)。由人工处理（接触、整理、抓取、移动、放置、施力等）每一个零部件而实现的装配，严格的讲，只能称为人工装配。自动化装配是指以自动化机械代替人工劳动的一种装配技术。自动化装配技术以机器人为装配机械，同时需要柔性的外围设备。在装配过程中，自动化装配可完成以下形式的操作：零件传输、定位及其连接；用压装或由紧固螺钉、螺母使零件相互固定；装配尺寸控制以及保证零件连接或固定的质量；输送组装完毕的部件或产品，并将其包装或堆垛在容器中等。自动化装配基于19世纪机械制造业中零部件的标准化和互换性，开始用于小型武器和钟表的生产，随后又应用于汽车工业。在20世纪，美国福特汽车公司首先建立采用运输带的移动式汽车装配线，将工序细分，在各工序上实行专业装配操作，使装配周期缩短了约90%，降低了生产成本。互换性生产和移动装配线的出现和发展，为大批大量生产采用自动化开辟了道路，于是陆续出现了料斗式自动给料器和螺钉、螺母自动拧紧机等简单的自动化装置。在20世纪60年代，随着数字控制技术的迅速发展，出现了自动化程度较高而又有较大适应性的数控装配机，从而有可能在多品种中批生产中采用自动化装配。1982年，日本的个别工厂已采用数字控制工业机器人来自动装配多种规格的交流伺服电动机。机器的自动化装配是指机器装配工艺过程的自动化。自动化装配系统可分为两种类型：其一是基于大批量生产装配的刚性自动化装配系统，主要由专用装配设备和专用工艺装备所组成；其二是基于柔性制造系统的柔性装配系统FAS，主要由装配中心和装配机器人组成。由于全世界制造业正向多品种、小批量生产的柔性制造和计算机集成制造发展，所以柔性装配系统是自动化装配的发展方向。本设计课题为“机械零件自动化装配装置设计”，主要对液压阀安装开口柱销这一工步进行设计。配合部分机械化的流水线和辅助设备实现了局部自动化装配和全自动化装配，在自动化装配机上必须装备相应的带工具和夹具的夹持装置，以保证所组装的零件相互位置的必要精度，实现单元组装和钳工操作的可能性，如装上、取下、拧出、拧入、压紧、松开、压入、铆接、磨光及其他必要的动作。目的是使我们将大学期间所学专业知识熟练运用到实际设计中，解决立体停车库关键部件设计所涉及的问题。自动化装配生产线在结构原理上与手动装配流水线是非常相议的，在手工装最流水线上操作者是工人，而自动化装配生产线则由一系列自动化装配专机来完成各种装配工序，除典型的直线形式外，为了最大限度地节省使用场地，还可以采用环形形式。自动化配线操作的对象包括组成产品的各种零件、部件，最后完成的是成品或半成品，适用于产品设计成熟、市场需求量巨大，装配工序多，长期生产的产品，例如轴承、齿轮变速器、香烟、锁具、食品包装等。具有性能稳定、所需人工少、生产效率高、单件产品的制造成本大幅降低、占用场地最少等优越性。机械零件自动化装配装置类设计的目的是使学生在设计概念、方案分析、结构可制造性、机械制图、零件计算等方面得到巩固与提升。通过设计自动化装配装置的整体或局部结构，同时在设计过程中编制技术文件，查阅技术资料等相关文献资料的查找，使学生树立正确的设计思想，掌握基本设计方法，培养学生初步的结构分析、结构设计和计算能力以及对相关设计资料得到积累。本课题主要是对机械零件自动化装配装置进行整体设计，包括自动化装配装置结构框架和传动机构。传动结构部分中，主要针对传动轴等主要零部件进行设计，并进行计算与校核。自动化装配装置的结构框架部分是装置的主体结构，参考现有自动化装配装置进行设计。关键词：自动化装配装置；液压阀；开口柱销AbstractGenerallyspeaking,assemblyreferstothecombinationofseveralpartsofaproductthroughtightfitting,buckling,screwconnection,bonding,riveting,welding,etc.toobtainafinishedproduct(semi-finishedproduct)withpredetermineddimensionalaccuracyandfunctions.Strictlyspeaking,theassemblyrealizedbymanuallyhandling(contacting,sorting,grabbing,moving,placing,applyingforce,etc.)eachpartcanonlybecalledmanualassembly.Automationreferstoanassemblytechnologyinwhichautomatedmachineryreplacesmanuallabor.Automationtechnologytakesrobotsasassemblymachines,andrequiresflexibleperipheralequipment.Intheassemblyprocess,automaticassemblycancompletethefollowingoperations:partstransmission,positioningandconnection;Thepartsarefixedtoeachotherbypressingorfasteningscrewsandnuts;Assemblysizecontrolandguaranteethequalityofpartsconnectionorfixation;Transporttheassembledpartsorproducts,andpackorstackthemincontainers,etc.Basedonthestandardizationandinterchangeabilityofcomponentsinthe19thcenturymechanicalmanufacturingindustry,automationwasfirstusedintheproductionofsmallarmsandclocks,andthenappliedtotheautomobileindustry.Inthe20thcentury,FordMotorCompanyoftheUnitedStatesfirstestablishedamobileautomobileassemblylinewithconveyorbelts,subdividedtheworkingprocedures,andimplementedprofessionalassemblyoperationsineachworkingprocedure,whichshortenedtheassemblycyclebyabout90%andreducedtheproductioncost.Theemergenceanddevelopmentofinterchangeableproductionandmobileassemblylineopenedthewayforautomationinmassproduction,sosimpleautomationdevicessuchashopperautomaticfeederandscrewandnutautomatictighteningmachineappearedoneafteranother.Inthe1960s,withtherapiddevelopmentofdigitalcontroltechnology,numericalcontrolassemblymachineswithhighdegreeofautomationandgreatadaptabilityappeared,whichmadeitpossibletoadoptautomaticassemblyinbatchproductionofmanyvarieties.In1982,individualfactoriesinJapanhaveadopteddigitalcontrolindustrialrobotstoautomaticallyassembleACservomotorsofvariousspecifications.Automaticassemblyofmachinereferstotheautomationofmachineassemblyprocess.Automaticassemblysystemcanbedividedintotwotypes:oneisrigidautomaticassemblysystembasedonmassproductionassembly,whichismainlycomposedofspecialassemblyequipmentandspecialprocessequipment;ThesecondistheflexibleassemblysystemFASbasedonflexiblemanufacturingsystem,whichismainlycomposedofassemblycenterandassemblyrobot.Becausethemanufacturingindustryallovertheworldisdevelopingtowardsflexiblemanufacturingandcomputerintegratedmanufacturingwithmulti-varietyandsmallbatchproduction,flexibleassemblysystemisthedevelopmentdirectionofautomaticassembly.Thisdesigntopicis"DesignofAutomaticAssemblyDeviceforMechanicalParts",whichmainlydesignstheworkingstepofinstallingthesplitpinofthehydraulicvalve.Partlymechanizedassemblylinesandauxiliaryequipmentareusedtorealizepartialautomaticassemblyandfullautomaticassembly.Theautomaticassemblymachinemustbeequippedwithcorrespondingclampingdeviceswithtoolsandclampstoensurethenecessaryaccuracyofthemutualpositionsoftheassembledpartsandrealizethepossibilityofunitassemblyandfitteroperation,suchasloading,unloading,screwingout,screwingin,pressing,loosening,pressingin,riveting,polishingandothernecessaryactions.Thepurposeistoenableustoskillfullyapplytheprofessionalknowledgewelearnedincollegetotheactualdesignandsolvetheproblemsinvolvedinthedesignofkeycomponentsofthethree-dimensionalparkinggarage.Theautomaticassemblylineisverysimilartothemanualassemblylineintermsofstructureandprinciple.Workersaretheoperatorsonthemostassemblylineofhandtools,whileaseriesofautomaticassemblymachinesareusedtocompletevariousassemblyprocesses.Inadditiontothetypicalstraightline,inordertosavetheusespacetothemaximumextent,theannularformcanalsobeused.Theobjectsofautomaticwiringoperationincludeallkindsofpartsandcomponentsthatmakeuptheproducts,andthefinishedproductsorsemi-finishedproductsarefinallyfinished.Itissuitableforproductswithmatureproductdesign,hugemarketdemand,manyassemblyprocessesandlong-termproduction,suchasbearings,geartransmissions,cigarettes,locks,foodpackaging,etc.Ithastheadvantagesofstableperformance,lesslabor,highproductionefficiency,greatlyreducedmanufacturingcostofasingleproduct,minimumoccupiedspace,etc.Thepurposeofmechanicalautomaticassemblydevicedesignistoconsolidateandimprovestudents'designconcepts,schemeanalysis,structuremanufacturability,mechanicaldrawing,partscalculation,etc.Bydesigningthewholeorpartialstructureoftheautomaticassemblydevice,andatthesametimecompilingtechnicaldocumentsduringthedesignprocess,consultingtechnicaldataandotherrelateddocuments,studentscanestablishcorrectdesignideas,masterbasicdesignmethods,cultivatestudents'preliminarystructuralanalysis,structuraldesignandcalculationability,andaccumulaterelevantdesigndata.Thistopicismainlyabouttheoveralldesignoftheautomaticassemblydeviceofmechanicalparts,includingthestructureframeandtransmissionmechanismoftheautomaticassemblydevice.Inthepartoftransmissionstructure,themainpartssuchastransmissionshaftaredesigned,calculatedandchecked.Thestructuralframeoftheautomaticassemblydeviceisthemainstructureofthedevice,anditisdesignedwithreferencetotheexistingautomaticassemblydevice.Keywords:automaticassemblydevice;Hydraulicvalve;Splitpin目录TOC\o"1-3"\h\u14880摘要 2127Abstract 44865引言 719594第一章绪论 899651.1选题的意义 8133731.2国内外的发展概况 9252401.2.1国外发展状况 1045021.2.2国内发展状况 1224473第二章总体设计 1423102.1主要设计内容 1494882.2总体方案 14204622.3运动机构方案 14149912.4结构设计 16164912.4.1机械零件自动化装配装置的结构设计 1618692.4.2机械零件自动化装配装置的运动设计 16277062.4.3机械零件自动化装配装置的参数确定 1720232.5振动盘简介 17122762.5.1振动盘的工作原理 17305272.5.2振动盘说明 1843432.6小结 2011063第五章分度盘零部件的设计计算 21173255.1分度盘电机和减速器的选定 22113535.1.1电机的选定 22258845.1.2.减速器的选定 2219645.2小齿轮设计计算 2325295.3小齿轮校核计算 2451895.4轴的设计计算 2456305.5升降轴的校核计算 25292735.6小结 2811302第六章气动元件的选择 29306786.1夹爪的选定 30144496.2水平移动元件的选定 3178866.3气缸的选定 33311296.4小结 3427710第七章建模过程 35177127.1主要零部件建模 35148297.2装配体建模 45262197.3二维图纸绘制 46257297.4小结 4613439第八章结论与展望 4799778.1结论 4793738.2展望 4730505致谢 4832014参考文献 49引言毕业设计是对我们在大学期间所学专业知识的一次检验，例如机械设计，机械原理，液压与气压传动，理论力学，材料力学和自动化等重要的专业课程。毕业设计的目的是为了使我们可以灵活的运用我们在大学期间所学到的专业知识，解决实际设计中遇到的各种问题，进而完成设计任务。在一定程度上来讲，毕业设计加深了我们对所学专业知识的印象。俗话说光说不练假把式，知道理论但是没有实践能力是不行的。毕业设计就是我们实践的一次机会，通过完成毕业设计，我们可以在设计过程中得到锻炼和提高。毕设的课题是"机械零件自动化装配装置设计"。通过参考目前已有自动化装配装置的结构形式，设计自动化装配装置的传动系统以及结构框架。因为没有实际的设计经验，尤其自动化装配装置类设计经验也较少,所以设计的自动化装配装置会有不正确之处，还请老师们指正。第一章绪论1.1选题的意义自动装配技术在现代制造业中起着难以替代的作用,通过利用PLC强大的控制功能，实现利用可编程控制器控制装配工序的功能，可以提高自动化行业的发展，提高劳动效率。随着现代科技的发展，现代制造技术的不断发展，为社会生产力带来了巨大飞跃。自80年代柔性制造系统进入实用阶段以来，目前世界上大约有1500条CIMS，FMS及更多的FMC在运行，它使机械加工的面貌发生了质的变化。零件制造，金属成型，切削加工等日益综合化，并随着柔性制造技术，计算机辅助技术和信息技术的发展，当今世界机械制造业将进入全面自动化时代。然而，由于加工技术超前于装配技术许多年，两者已经形成了明显的反差，装配工艺已经成为现代化生产的薄弱环节,现代制造技术的发展使传统的手工装配工艺面临着严峻的挑战。装配自动化在于提高生产效率，降低成本，保证产品质量，特别是减轻或取代特殊条件下的人工装配活动。实现装配自动化是生产过程自动化或工厂自动化的重要标志，也是系统工程学在机械制造领域里实施的重要内容。由于装配大多数是人工操作的劳动密集型过程,生产率在很大程度上取决于装配过程对人的依赖性，它是人工执行某一具体操作所花费时间的函数，其劳动量在产品制造总劳动量中占有相当高的比例。同时，随着献技制造技术的应用，制造零件劳动量的下降速度比装配劳动量下降速度快得多，如果没有新的举措，该比值还会提高，即使是发达国家某些部门从事装配的工人人数也要占工人总数的50%~60%。据有关资料统计分析，一些典型产品的装配时间占总生产时间的53%左右，如果所有的装配都是人工控制的,则生产率指数可能降低到40%左右,而随着装配自动化水平的提高，生产效率可上升到85%~97%。但目前产品装配的平均自动化水平仅占10%~15%，因而装配对产品的原始成本影响重大，已经成为昂贵的生产过程。所以，装配自动化是制造工业中需要解决的关键技术。装配是一项复杂的生产过程，人工操作在装配中作为一个生产元素的出现，已经不能与当前的社会经济条件相适应。因为人为既不能保证工作的一致性和稳定性，有不具备判断准确，灵巧，并赋以较大作用力的这些特性。另外，从市场经济的现实出发，人工操作与产品功能可靠，质量一致性好，价格合理的要求也极不相适应。自动装配技术与柔性装配技术是研究取代依赖人工技巧和判断力进行各种复杂操作的系统工程，是应用现代科学理论实现装配过程自动化的应用科学。特别是对于适应中小批量生产，高质量，高效率，高柔性的智能装配系统的研究与开发，对适应自动装配的新产品设计途径，对未来工业发展有着特殊的重要意义。自动化水平的高低,已成为一个国家科技水平的重要标志之一。目前,一些发达国家及早的将注意力转向自动装配技术,并取得了卓越的成果,一些产品、部件的装配逐渐摆脱了人工操作,使装配过程通过自动监控、传感技术与机械手等实现了无人操作。我国对自动装配技术的研究起步较晚,今年已有一定的发展，陆续自行设计、建立和引进了一些半自动、自动装配线及装配工序半自动装置。但国内设计的自动装配线的自动化精度不高，装配速度和生产效率亦较低，所以自动装配技术在我国有很大的开发和应用潜力,装配自动化将成为生产过程全盘自动化的下一个战略目标。液压阀是流体传动中不可或缺的功能单元。一方面，流体传动系统的优化升级需要液压阀相应提高性能;另一方面，液压阀本身的创新也给流体系统带来了新的活力。如今，液压阀在体积、性能、能耗、智能化、制造加工工艺等方面都有了极大的发展，液压阀的需求量也必将不断上升。实现液压阀的自动装配，可以有效的减少液压阀的安装成本以及人力和物力。1.2国内外的发展概况随着社会的发展,液压系统的数量呈指数增长，尤其大型工厂的液压设备大量增加，为了避免液压阀的损耗，液压阀的产量随之增加。人工进行装配会造成大量的人力损失以及大量的时间成本。所以大力发展液压阀自动装配技术是解决目前问题的有效途径之一。[1]装配自动化系统是利用机械化和自动化设备在装配线上生产商品和执行各种功能的专用系统。它的基本功能是一种有组织的组装货物的方法，该方法部分自动化，部分由人工控制。为此，自动化装配系统执行一系列自动化操作，将多个组件组合成一个单元，可用作最终产品或子组件。通常，自动化机械用于生产产品，其中标准组件或零件沿通常称为装配线的特定事件顺序添加。自动化装配系统是许多技术组织、制造行业、医学研究、临床公司等过程中不可或缺的一部分。传统自动化系统的装配过程的一些优势在于节省劳动力、输入和输出的一致性，处理多项任务的能力，以满足制造过程的需求，通过更高的生产率获得更好的可靠性和盈利能力。装配自动化是将机器人技术、软件、数字化数据和工厂设计工程应用于制造过程，以最大限度地减少人工需求，同时最大限度地提高效率、安全性和产量。人工智能、机器视觉、复杂机器人和其他控制等工业自动化技术的进步使自动化装配比以往任何时候都更加灵活、高效和快速。1.2.1国外发展状况2022年是自动化装配设备行业发展过程中非常关键的一年，首先，从外部宏观环境来讲，影响行业发展的新政策、新法规都将陆续出台。转变经济增长方式，严格的节能减排对自动化装配设备行业的发展都产生了深刻的影响，另外还有来自通货膨胀、人民币升值、人力资源成本上升等等因素的影响;从企业内部来讲，产业链各环节竞争、技术工艺升级、出口市场逐步萎缩、产品销售市场日益复杂等问题，都是企业决策者所必须面对和亟待解决的。目前在我国的液压阀生产企业(尤其是厂龄长的国企)中,多数的液压阀装配还停留在手工作业阶段,也就是整个工序基本都是人在起主要作用，尤其是液压阀安装开口柱销等工作多数都是手工操作，而机械的作用非常小。但是随着各行业用户的技术要求不断提高,他们对液压阀的清洁度﹑噪音﹑游隙等要求越来越苛刻。因此,液压阀装配过程的手工作业,就显示出极大的弱点。所以,装配作业的机械化、自动化生产，被一些民营企业抢先重视起来。在整个装配过程中，手工装配操作过程时的清洁度问题难以解决,再次是由于人工作业,人为因素太多,所以使液压阀装配质量很难令人满意。目前国外的液压阀企业装配基本是机械化作业、而我国长江三角洲地区，--些有实力的民营液压阀企业也学习国外的先进技术，在装配工序中大量使用机械设备，以满足合格液压阀装配要求;减少用人量,以降低成本。尽管现在国内的液压阀装配设备还不能和国外的装配设备水平相比,但是我们相信随着技术的不断进步，设备厂与液压阀制造企业的通力合作,液压阀装配设备的前景将是非常光明的。装配过程是机械制造过程中必不可少的环节。自动化装配具备如下优点:装配效率高，产品生产成本下降。尤其是在当前机械加工自动化程度不断得到提高的情况下，装配效率的提高对产品生产效率的提高具有更加重要的意义。自动装配过程一般在流水线上进行，采用各种机械化装置来完成劳动量最大和最繁重的工作，大大降低了工人的劳动强度。不会因工人疲劳、疏忽、情绪、技术不熟练等因素的影响而造成产品质量缺陷或不稳定。自动化装配所占用的生产面积比手工装配完成同样生产任务的工作面积要小得多。在电子、化学、宇航、国防等行业中，许多装配操作需要特殊环境，人类难以进人或非常危险，只有自动化装配才能保障生产安全。由于目前国内部分行业装配仍大量采用手工定位或半自动定位，仅自动钻铆技术在支线飞机和转包生产中有少量应用，自动化装配技术研究处于起步阶段，目前部分行业自动化装配系统在国内工程应用上是空白。我国制造业的自动化装备主要依靠从国外引进,从20世纪8O年代开始，我国从国外引进了大量的自动化装备,涉及的行业很多,其中以家电、轻工、电子信息制造行业最为典型,引进的装备涉及模具、专用设备生产线。但因为种种原因我国还没有能够像日本、韩国那样从引进消化吸收中蓬步发展形成自主创新能力目前自动化装备行业的自主设计开发能力仍然较差。由于装备制造业水平有限，直到现在国内的自动化装备仍然主要依靠引进,不仅花费了国家大量外汇,也极大地限制了企业的跨跃式发展。可喜的是，近几年我国政府相关部门及企业已经注意到自动化设备的重要性性,加大了在自动化装备开发研究领域的投入，初步建立起自主创新设计能力。国内目前已涌现出大批从事自动化装备研究开发的企业,例如中国科学院沈阳自动化研究所已经成为国内以机器人自动化为技术核心、集科研与市场开拓于体的示范企业。并在汽车、家电、电子等行业取得了较好的市场业绩,为上述行业提供了大量的各种自动化专机及生产线,同时也为国内培养了一批制造自动化行业的技术人才。哈尔滨工业大学也在制造自动化行业取得了较好的市场业绩。部分消费品制造企业也在自动化装备领域进行了大量的投入，例如海尔集团与中科院沈阳自动化研究所合作投入进行机器人自动化装备的研究生产，广东深圳市的深科技集团也建立了自己的自动化装备研究所进行自动化装备的进口替代与开发。为国内企业进行自动化装备的自主研究开发树立了榜样。1.2.2国内发展状况制造自动化和装配自动化首先是在发达国家发展起来的,由于发达国家的人工成本太高,不适合大量采用人工生产,促使他们重视开发自动化和装配自动化制造技术,采用自动化生产和装配使人工从繁重、复杂的体力劳动中解脱出来,转而投人更富有创造性的工作,提高了人们的生活质量。发达国家现代工业发展的实践证明,过去经济学家及大众所担心的机器人及自动化的大量采用会造成失业的观点已经被证明是错误的。随着生产规模扩大.社会物质财富的增加,劳动力反而越来越显得不足,日本、韩国的工业发展历史就是这样。很多日本学者认为机器人及自动化的广泛使用，增加了就业机会，延长了人的工作年限。在信息时代，自动化实际上已经成为现代化的同义语。发达国家普遍实现制造自动化和装配自动化的原因并不单纯是人工成本较高,更深层次的意义是制造自动化对于提高产品质量(工作精度、性能一致性、稳定性、可靠性等)降低制造成本、提高企业的核心技术竞争力起到了极其重要的作用，自动化装备的水平和制造能力代表了一个国家工业技术能力的最高水平,是-个国家制造业发达程度和国家综合实力的集中体现.发达国家尤其是欧美早在20世纪70年代就基本实现了制造自动化和装配自动化,目前制造业的自动化已经达到了非常高的水平,发展了许多典型的自动化制造系统,例如大型轿车壳体冲压自动化系统大型机器人车体焊装自动化系统、电子电器机器人柔性自动化装配及检测系统、机器人整车及发动机装配自动化系统AGV(-种装备有自动导向系统的柔性化、智能化无人驾驶物流搬运机器人)物流与仓储自动化系统等。大量采用了柔性制造系统(FMS)、无人化工厂。以机器人为代表的各种自动化专机及自动化生产线广泛应用在汽车、电子家电、轻工、机械制造、物流与仓储等行业,保证了产品的高质量和生产的高效率,大大推动了这些行业的快速发展,提升了其制造业的技术水平与创新能力。随着机器人与自动化装备产业的高度发展，发达国家广泛应用机器人自动化生产线，已形成了巨大的制造产业,目前年市场容量达1000多亿美元,产生了许多世界级的著名自动化装备机器人自动化生产线、物流与仓储自动化设备的集成供应商，例如美国的GE公司、NDC公司,瑞典的ABB公司,德国的SEIMENS.BOSCHKUKA.RETS公司，法国的阿尔斯通公司，日本的MITSUBISHI(三菱)、YASKAWA(安川电机)、KAWASAKI(川崎重工)、FANUC,意大利的COMAU,瑞士的SWISSLOc公司等,这些公司在资本、技术、生产、营销等方面都达到了空前的规模。第二章总体设计2.1主要设计内容主要是对自动化装配装置整体结构布局进行相关的设计，内容如下：1、通过查阅文献了解目前自动化装配装置的发展概况。2、完成自动化装配装置整体结构的方案设计。3、完成自动化装配装置部件的结构设计。4、对运动机构进行校核计算、分析，写入设计说明书。5、计算机绘制自动化装配装置的装配图。6、完成轴类等零件的零件图设计，计算机绘制零件图。7．设计总图量折合A0图纸至少4张。8、按毕业设计规范要求完成2.5万字毕业设计说明书的撰写,要求有中外文摘要,说明书打印成稿。2.2总体方案本设计给出的已知条件是液压阀体需要装配4个开口柱销，每分钟装配6件，送料方式选择振动盘送料，采用分度盘实现工件的定位。且提供液压阀体、开口柱销的三维模型。对于分度盘的传动方式选用齿轮传动的传动方式。采用可调速电机实现主轴的变速。本设计主要着重于自动化装配装置整体结构布局的设计。主要参考现有自动化装配装置结构，确定装置整体结构布局如图2.1所示。图2.1自动化装配装置整体结构布局图2.3运动机构方案自动化装配装置采用振动盘按立式将开口柱销筛除至导向槽内，由气动夹爪分四次将开口柱销夹到液压阀销孔处并放下。分度盘上设有6个工位，分别是安装工位，压紧工位，上下料工位和空工位。上料工位由上料机构将未安装开口柱销的液压阀放在分度盘上的定位夹具上。安装工位是通过气动夹爪分四次将开口柱销夹到液压阀销孔处并放下。压紧工位是通过压紧机构将开口柱销压紧。下料工位，由下料机构将已安装开口柱销的液压阀放在传送带上至下一工序。分度盘工位分布如图2.2所示图2.2分度盘工位分布图由于上述的分度盘工位在运动时，安装工位和上料工位存在碰撞的危险，且存在成本浪费的问题。所以将分度盘工位优化，将上料工位和下料工位合并，通过一组机构完成上料和下料动作。如图2.3。图2.3分度盘工位优化后分布图2.4结构设计2.4.1机械零件自动化装配装置的结构设计自动化装配装置主要由型材框架，开口柱销供料机构，开口柱销安装机构，开口柱销压紧机构，开口柱销安装平台以及液压阀体供料机构六部分结构组成。型材框架作为自动化装配装置的主要支撑结构，其承载力和稳定性要求交较高。常见的型材框架有方管框架，角铁框架，槽钢框架等。方管框架结构紧凑，安装、搬运方便。槽钢结构简单但跨度大，安装搬运不方便。角铁框架稳定性较差。所以本次设计采用方管框架作为装置整体安装平台。开口柱销供料机构是自动化装配装置的主要供料机构。本次设计的开口柱销供料机构采用振动盘供料，通过振动盘将开口柱销筛选成竖列排布，然后进行安装。开口柱销安装机构是自动化装配装置的主要安装机构。本次设计的开口柱销安装机构采用气动滑台，气动夹爪以及气缸完成开口柱销的安装。气动夹爪负责抓住开口柱销，气动滑台负责水平移动气动夹爪，气缸台负责垂直移动气动夹爪。开口柱销压紧机构是自动化装配装置的安装机构的一环。采用气缸垂直移动压紧块完成开口柱销的压紧。开口柱销安装平台是自动化装配装置的主要运动机构之一。本次设计的开口柱销安装平台采用分度盘机构，在分度盘上设置六个工位放置液压阀实现开口柱销的分步安装。液压阀体供料机构同时也是液压阀体下料机构。本次设计的开口柱销安装机构采用气动滑台，气动夹爪以及气缸完成液压阀体的供料和下料。气动夹爪负责抓住液压阀体，气动滑台负责水平移动气动夹爪，气缸台负责垂直移动气动夹爪。2.4.2机械零件自动化装配装置的运动设计机械零件自动化装配装置的整体运动过程如下：首先振动盘将开口柱销筛选成竖向排布，位于导向槽中。气动夹爪下移抓住开口柱销，气动夹爪上移至安全位置后，气动滑台将气动夹爪移动至液压阀的销孔上方，气动夹爪下移将开口柱销放在销孔中。依次进行四次后，分度盘运转，将已安装开口柱销的液压阀转至压紧工位。压紧气缸伸出，使压紧块下降，完成开口柱销的压紧。然后分度盘运转，将已安装完成的液压阀转至空工位，待安装工位再次完成安装后，将已完成安装的液压阀转至上下料工位。上下料气动夹爪下移，抓住已完成安装的液压阀，上下料气动夹爪上移至安全位置后，气动滑台将上下料气动夹爪移动至下料传送带上。然后上下料气动夹爪上移至安全位置，气动滑台将上下料气动夹爪移动至上料传送带上，上下料气动夹爪下移，抓住未完成安装的液压阀，上下料气动夹爪上移至安全位置后，气动滑台将上下料气动夹爪移动至分度盘的上下料工位上。如此循环，实现对液压阀的开口柱销安装。分度盘由表盘，齿轮，轴以及轴承座等多个零部件组成。分度盘的整体运动过程为：电机运转，带动小齿轮转动，通过小齿轮和大齿轮啮合，带动分度盘表盘运动。2.4.3机械零件自动化装配装置的参数确定编号名称尺寸1开口柱销∅7.4x212液压阀65x48x483型材框架40x40方管4分度盘转速1.5r/min表3.1参数表通过查阅资料，确定振动盘尺寸为150mm*150mm*195mm。根据液压阀尺寸规格，确定分度盘表盘直径为∅500mm，根据振动盘和分度盘尺寸规格，确定型材框架尺寸：总长：1725mm；总宽：640mm；总高：780mm。2.5振动盘简介2.5.1振动盘的工作原理振动盘是一种自动组装或自动加工机械的辅助送料设备。它能把各种产品有序地排列出来，配合自动组装设备将产品各个部位组装起来成为完整的一个产品，或者配合自动加工机械完成对工件的加工。振动盘主要由料斗、底盘、控制器、直线送料器等配套组成。振动盘的工作原理是：料斗下面有个脉冲电磁铁，可以使料斗垂直方向振动，由于弹簧片的倾斜，使料斗绕其垂直轴做扭摆振动。料斗内零件，由于受到这种振动，而沿螺旋轨道上升，直到送到出料口。自动送料振动盘是一种自动定向排序的送料设备。其工作目的是通过振动将无序工件自动有序定向排列整齐、准确地输送到下道工序。自动送料振动盘的料斗分为筒形料斗、螺旋、线料斗、锥形料斗、等分线料斗五种；底盘有正拉底盘、侧拉底盘、压电式底盘、精密底盘四种；控制器分为普通控制器、分极控制器、调频控制器、带缓启动控制器、数显调频控制器五种。除满足产品排序外还可用于分选、检测、计数包装，是一种现代化高科技产品。送料器由输送轨道及振动装置组成，将整列好的工件平稳的输送至较远距离，便于与生产线衔接，同时达到储料功能又能增加送料推力。主要配合振动盘的使用，并在特殊情况下辅助振动盘完成工件的定向传送与提升机的给料配合使用，完成简易工件的定向传送。对传送大型工件或轨道延伸过长时，而使用有配重减振机构通过调节而达到高速、平稳传送的使用。控制器调制可控制振动的速度快慢，杂音小，推动力大，适合于品质抽检、品管检验以及生产线、流水线上的使用，更适合成品出货的品质检验，提高产品质量。2.5.2振动盘说明一.振动盘运行要点的说明：合理选用和正确使用振动盘是保证其正常运行的两个重要环节，正确使用异步振动盘应保证以下三个运行条件：1、电源条件。电源电压、频率和相应与振动盘铭牌数据相等。电源电压为对称系统、电压额定值的偏差不超过±5%;频率的偏差不得超过±1%。2、环境条件。振动盘运行地点的环境温度不得超过40℃，适用于室内通风、干燥等。3、负载条件。振动盘的性能应与起动、制动、不同定额的负载以及变速或调速等负载条件相适应，使用时应保持负载不得超过振动盘的额定功率。二.振动盘调整步骤的说明：1.确认振动本体位于盘面确实锁固2.将控制器按钮调至中间位置3.将电源打开,查看振动盘输送速度是否达到要求4.若没有达到要求,将锁付弹片之固定螺丝松脱任意一支,查看振动速度变化5.若松脱弹片固定螺丝,振动速度变快,则表示弹片过厚,适度减少弹片数量或厚度后,再进行步骤4,再次调试6.反之则适度增加弹片或厚度后,再进行步骤(4),再次调试7.若步骤(4)的调整,振动速度变化不大时,则表示已完成弹片调整8.电磁铁要对齐,间隙在1——1.5mm,间隙要平行三.振动盘不工作的可能原因1、电源电压不足2、振动盘与控制器间的连线断裂3、控制器保险丝烧断4、线圈烧断5、线圈与骨架间隙过小或过大6、有零件卡在线圈与骨架间7、振动盘抵住硬物，顶盘或底盘碰到其他设备四.振动盘振动乏力或过慢，零星地或不规则地送料，可能是由于：1.弹簧断裂2.底板过薄3.安装台面有缺陷，缺少硬度。如果悬吊于设备台面，会造成振动过弱，台面厚度应该至少达到1-1/2，这样才不会吸振，圆柱式撑脚必须配备三角支撑片。4.台面不水平5.盘内有杂物6.线圈气隙应尽可能小7.机器节奏过快导致零件从振盘滑落。8.电网波动9.控制器需要重新调整以适应电网波动。10.零件问题：超差、弯曲、含油等11.盘与底座紧固螺丝不紧或位置不对。12.零件过多13.底盘调整不当14.物料变更，应当重新修整盘面并重调底盘15.在使用气吹的场合可能会产生一些问题，可能存在：气压不稳、气源污染、含水或油，这些污染物会滞留在振盘表面，导致送料速度减慢甚至不走。气源必须清洁、干燥，配备独立的调压器、过滤器。不要使用刚性的管子会降低送料性能。应当使用柔韧的软管。五.振动盘故障说明：接通电源后不振动，要检查电气控制器保险丝是否溶断，电气元件是否松动，插头插座是否接触不良。如果是输送速度达不到要求又要注意以下三点；1.检查紧固弹性元件的螺丝钉是否松动．2.弹簧片是否断裂．3.电磁间隙是否过于大，正常间隙对应小型振动盘的电磁铁与衔铁的间距在0.5mm至1.2mm范围内。铁心与衔铁工作面不平行度不大于0.02mm。电磁铁线圈温度偏高或烧毁线圈有2点：1.电磁与衔铁之间间隔过大，线圈容易烧毁．2.适应于全波振动的电磁铁如果用于半波电源会出现温度偏高。利用进步的送料方法，利用振动盘代替人工放料。可节省人手、节省金钱，效率高，产量可预估。工件直接送至加工机械中，减少人手接触而导致的危险。操作准确，产品质量高，可减少材料及资源的损失。2.6小结本章主要讲述了机械零件自动化装配装置的主要设计内容，并进行原理分析，方案设计以及结构设计。其次对振动盘的组成，工作原理以及故障和维护进行分析，对振动盘的组成结构，工作原理进行一定的了解。第三章分度盘零部件的设计计算分度盘是将工件夹持在卡盘上或两顶尖间，并使其旋转、分度和定位的机床附件。按其传动、分度形式可分为蜗杆副分度盘、度盘分度盘、孔盘分度盘、槽盘分度盘、端齿盘分度盘和其它分度盘(包括电感分度盘和光栅分度盘)。按其功能可分为万能分度盘、半万能分度盘、等分分度盘。按其结构形式又有立卧分度盘、可倾分度盘、悬梁分度盘。按其驱动方式可分为电动分度盘个气动分度盘。分度盘作为通用型机床附件其结构主要由夹持部分、分度定位部分、传动部分组成。分度盘主要用于铣床，也常用于钻床和平面磨床，还可放置在平台上供钳工划线用。本次设计的分度盘属于卧式分度盘，采用电机驱动，齿轮传动。大齿轮与分度盘表盘使用螺栓连接，小齿轮连接减速器。3.1分度盘电机和减速器的选定3.1.1电机的选定分度盘机经过减速器将动力传递给小齿轮，通过小齿轮与大齿轮的啮合传动实现分度盘的运动。齿轮传动的传动效率：减速器的传动效率：分度盘总重M盘=22Kg,液压阀重M阀=1Kg，即电机提供的拉力F需大于分度盘总重和液压阀的总重，即：由得到升降机构功率考虑到存在摩擦阻力和其他负载阻力，功率增大10%，即电机的最小功率所以分度盘机构电机选用为80ST-M04025Z1伺服电机，额定功率P=1Kw，额定扭矩T=4N.m，额定转速250r/min。3.1.2.减速器的选定已知分度盘转速n1=1.5r/min，齿轮传动比i=3.3，由此可以算出小齿轮转速n2=5r/min。电机输出转速n电机=250r/min，可以求出减速器的减速比所以本次设计选用的减速器为行星减速器，体积小方便安装。3.2小齿轮设计计算1.选择齿轮材料及精度等级因为大小齿轮是1:3.3传递，所以两齿轮材料选择不一致:小齿轮选用45钢调质，硬度为217～255HBs；大齿轮选用45钢正火，硬度为169～27HBs；精度选8级，齿面粗糙度要求Ra≤3.2～6.32.模数的确定由由《机械设计基础》得：K=2。式子中P——为减速器的输出功率n——为减速器的输出转数减速器的输出转数转速为：由《机械设计基础》得由《机械设计基础》查得：当z=30时，所对应的外齿轮齿形系数由《机械设计基础》查得：当z=30时所对应的外齿轮的应力修正系数由《机械设计基础》查得：由《机械设计基础》查得：由《机械设计基础》查得：因为所以经整理得：取m=3于是小齿轮的分度圆直径为因为是直齿轮传动,所以大齿轮的模数也是m=3大齿轮齿数Z2=3.3x30=99，取Z2=100大齿轮的分度圆直径为3.3小齿轮校核计算按齿根弯曲疲劳强度校核:如果，则校核合格。确定有关系数与参数：①齿形系数：由《机械设计基础》查得②应力修正系数：由《机械设计基础》查得③许用弯曲应力由《机械设计基础》查得由《机械设计基础》查得由《机械设计基础》查得由式可得故齿根弯曲强度校核合格。④验算齿轮的圆周速度查表可知,精度选8级是合适的。3.4轴的设计计算1.轴的材质选用45钢，调制处理2.轴的转速3.估算轴的最小直径，查表得常数式中P--轴的功率求得最小轴径，取整得最小轴径。4.轴段设计轴段设计为3段，从左往右依次为1，2，3段。轴的两端连接两个轴承座，所以轴段1和3的轴径相同。5.升降轴的结构设计（见图如下所示）图4.1轴的结构图1）轴段直径确定：D1：轴承座安装轴段，直径为20mm。D2：中间轴段，直径为28mm。D3：轴承座安装轴段，直径为20mm。2）轴段长度确定：L1：轴承座装配确定，L=43.7mm。L2：整体座装配确定，L=59.3mm。L3：轴承座装配确定，L=43.7mm。3.5升降轴的校核计算1.危险截面弯曲应力校核查表得许用疲劳应力式中-许用应力-轴的危险断面抗弯断面系数实心轴--危险断面上的最大扭矩该轴传递的最大功率nj-该轴的计算转速为轴上的主动被动轮的圆周力、径向力引起的最大弯矩圆周力-径向力-式中D-轴最大直径故轴的危险截面弯曲应力满足要求。2.安全系数校核Sɑ——只考虑弯矩作用时的安全系数Sτ——只考虑扭矩作用时的安全系数[S]——按疲劳强度计算的许用安全系数，取[S]=1.3-1.5σ-1——对称循环应力下的材料弯曲疲劳极限，取σ-1=350τ-1——对称循环应力下的材料扭转疲劳极限，取τ-1=270KɑKX——弯曲和扭转时的有效应力集中系数，取Kɑ=1.35，取KX=1.25β——表面质量系数，取β=0.95εɑεx——弯曲和扭转时的尺寸影响系数，取εɑ=0.84，取εx=0.78ΨɑΨx——材料拉伸和扭转的平均应力折算系数，取Ψɑ=0.3，取Ψx=0.21σɑσm——弯曲应力的应力幅和平均应力，σɑ=M/W=M/0.1d3=46.3σm=0τɑτm——转应力的应力幅和平均应力，τɑ=T/Wp=T/0.2d3=14.5τm=0Sɑ=5.88，Sτ=11.0，S=1.34安全系数满足要求3.静强度校核SSα——只考虑弯曲时的安全系数，取[S]=1.3-1.5SSx——只考虑扭转时的安全系数，取[S]=1.3-1.5σsτs——材料的拉伸和屈服扭转点，取σsτs=360Mmax——轴危险界面上的最大弯矩，Mmax=101.7×103N.mmTmax——轴危险界面上的最大扭矩，Tmax=63.67×103N.mm[SS]——静屈服强度的许用安全系数，取[S]=1.8WWP——轴危险界面抗弯和抗扭的截面系数W=πd3/32=46.3WP=πd3/16=14.5SSα=7.62SSx=24.35SS=7.28>2.2静强度满足要求3.6小结本章主要对分度盘的结构进行分析，估算分度盘负载重量。根据负载选择电机。然后对分度盘的齿轮进行设计计算。首先分析确定齿轮传动的传动比。通过计算齿轮传动的齿轮模数，转速，中心距等参数确定齿轮传动的规格尺寸。经过计算得到的齿轮传动参数符合工作要求。其次对分度盘的轴进行设计计算与校核，首先确定轴材料，确定轴最小轴径。根据轴最小轴径和机构结构设计轴结构。确定轴结构后对轴进行校核计算。对轴进行危险截面弯曲应力校核，安全系数校核以及静强度校核，经过计算得到本次设计的升降轴满足工作要求。第四章气动元件的选择气动元件通过气体的压强或膨胀产生的力来做功的元件，即将压缩空气的弹性能量转换为动能的机件。如气缸、气动马达、蒸汽机等。气动元件是一种动力传动形式，亦为能量转换装置，利用气体压力来传递能量。气动元件具有以下优点1、气动装置结构简单、轻便、安装维护简单。介质为空气，较之液压介质来说不易燃烧，故使用安全。2、工作介质是取之不尽的空气、空气本身不花钱。排气处理简单，不污染环境，成本低。3、输出力以及工作速度的调节非常容易。气缸的动作速度一般小于1M/S，比液压和电气方式的动作速度快。4、可靠性高，使用寿命长。电器元件的有效动作次数约为百万次，而一般电磁阀的寿命大于3000万次，某些质量好的阀超过2亿次。5、利用空气的压缩性，可贮存能量，实现集中供气。可短时间释放能量，以获得间歇运动中的高速响应。可实现缓冲。对冲击负载和过负载有较强的适应能力。在一定条件下，可使气动装置有自保持能力。6、全气动控制具有防火、防爆、防潮的能力。与液压方式相比，气动方式可在高温场合使用。7.压缩空气可集中供应，远距离输送。4.1夹爪的选定本次设计的装置中含有两个夹爪。一个夹爪负责夹紧并拿起开口柱销将其安装到液压阀内。另一个负责夹紧并拿起液压阀将其安装到分度盘定位夹具内和传送带上。常用的夹爪有电动夹爪，气动夹爪等。其又可分为刚性夹爪和柔性夹爪。电动夹爪使用电机作为动力源，通过齿轮齿条、曲柄摇杆等传动方式驱动夹爪工作，用来夹取或抓取工件的执行装置。气动手指又名气动夹爪或气动夹指，是利用压缩空气作为动力，用来夹取或抓取工件的执行装置。根据样式通常可分为Y型夹指和平型夹指，其主要作用是替代人的抓取工作，可有效地提高生产效率及工作的安全性。本次设计选用的夹爪均为平行气动夹爪，平行夹爪的手指是通过两个活塞动作的。每一活塞由一个滚轮和一个双曲柄与气动手指相连，形成一个特殊的驱动单元。这样，气动手指总是轴向对心移动，每个手指是不能单独移动的。如是手指反向移动，则先前受压的活塞处于排气状态，而另一个活塞处于受压状态。  平行夹爪是由单活塞驱动，轴心带动曲柄，两片爪片上各有一个相对应的曲柄槽。为减小磨擦阻力，爪片与本体连接为钢珠滑轨结构。  电动夹爪结构复杂，不能通用在各个场合。气动夹爪结构相对简单，体积小，方便安装。本次设计中的气动夹爪用于抓取尺寸固定的工件，所以本次设计的夹爪选用刚性气动夹爪。本次设计中负责夹紧并拿起开口柱销将其安装到液压阀内的气动夹爪缸径6mm，开闭行程4mm。负责夹紧并拿起液压阀将其安装到分度盘定位夹具内和传送带上的气动夹爪缸径6mm，开闭行程20mm。4.2水平移动元件的选定水平移动元件负责水平移动气动夹爪将开口柱销安装到液压阀内。常用的水平移动元件有滚珠丝杠，同步带模组，气动滑台等。滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。滚珠丝杠是工具机械和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。滚珠丝杠具有以下特点1、摩擦损失小、传动效率高由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝杠螺母之间有很多滚珠在做滚动运动,所以能得到较高的运动效率。与过去的滑动丝杠副相比驱动力矩达到1/3以下,即达到同样运动结果所需的动力为使用滑动丝杠副的1/3。2、精度高滚珠丝杠副一般是用世界最高水平的机械设备连贯生产出来的，特别是在研削、组装、检查各工序的工厂环境方面,对温度、湿度进行了严格的控制，由于完善的品质管理体制使精度得以充分保证。3、高速进给和微进给可能滚珠丝杠副由于是利用滚珠运动,所以启动力矩极小,不会出现滑动运动那样的爬行现象,能保证实现精确的微进给。4、轴向刚度高滚珠丝杠副可以加与预压,由于预压力可使轴向间隙达到负值,进而得到较高的刚性。5、不能自锁、具有传动的可逆性同步带模组是一种直线传动装置，其传动方式由皮带和直线导轨辅助完成。同步带模组具有以下特点1.同步带模组为空心梁式结构，高强度铝合金制作本身具有抗弯抗扭特性。2.同步带模组具有轻量、高速、高精度、防尘防锈、外形美观的特点。3.可调式预压，偏心螺母设计，调节简易，可达零间隙。4.本体可代替基面安装，磨损零件可替换，降低成本。5.滑轮设计适用于高灰尘场合，高速度。低噪音等特点。6.高重复定位精度，高平行精度，误差为正负0.02mm。7.零件磨损可跟换，减少材料成本，减少产品价格，降低产品替换费用和时间。气动滑台又称无杆气缸，无杆气缸和普通气缸的的工作原理一样,只是外部连接、密封形式不同。气缸两边都是空心的,活塞杆内的永磁铁带动活塞杆外的另一个磁体(运动部件),它对清洁度要求蛮高的,磁耦无杆气缸经常要拆下来用汽油清洗,这与它的工作环境有关。无杆气缸里有活塞，而没有活塞杆的，活塞装置在导轨里，外部负载给活塞相连，动作靠进气。磁耦式的运动是利用空心活塞杆内的永磁铁带动活塞杆外的另一个磁铁运动来实现的，因其在速度快，负载高时内外磁环易脱开，故使用没那么广泛，其负载质量的大小需查找其质量与速度的特性曲线。故机械式用的比较多。无杆气压缸活塞通过磁力带动缸体外部的移动体做同步移动。它的工作原理是：在活塞上安装一组高强磁性的永久磁环，磁力线通过薄壁缸筒与套在外面的另一组磁环作用，由于两组磁环磁性相反，具有很强的吸力。当活塞在缸筒内被气压推动时，则在磁力作用下，带动缸筒外的磁环套一起移动。气缸活塞的推力必须与磁环的吸力相适应。磁偶无杆气缸具有以下特点：1.整体安装尺寸小，轴向空间空间小。2.磁耦无杆气缸推力和拉力两端活塞面积相等，因此推力和拉力数值相等，容易实现中间定位。当活塞速度在250mm/s时，定位精度可达±1.0mm3.磁偶无杆气缸外部滑块没有动密封件，无外部泄露。4.磁耦无杆气缸可生产超长行程规格，无杆气缸内径与行程之比可达1/100左右，行程最长生产到3m以内，满足长行程使用场合需要。本次设计中的水平移动元件负责移动气动夹爪将开口柱销安装到液压阀的小孔中。滚珠丝杠的工作精度高但成本价格高，维护成本高。同步带模组精度高，结构简单但体积大。气动滑台体积小，安装方便简单。所以本次设计的水平移动元件选用气动滑台。X方向气动滑台的负载质量m1为2kg。Y方向气动滑台的负载质量m2为2.5kg。本次设计中的气动滑台主要使用到推力。所以根据以下公式算出所要气动滑台的缸径：其中F是运动是所受的牵引力，K是负载系数（一般系数选择在0.2～0.5），n是工作效率系数（一般系数选择在0.80～0.95），P是使用的最大压强，查得P=1.0Mpa，S是气缸横截面积，r、D是S所对应的半径、直径。取D1=12mm，D2=12mm，本次设计的机械零件自动化装配装置一共包括6个无杆气缸，3个为一组。一组负责一个气动夹爪的水平移动。负责移动开口柱销气动夹手的是三个相同的无杆气缸，缸径为12mm，行程150mm。负责移动液压阀气动夹手的是两个缸径为12mm，行程150mm的无杆气缸和一个缸径为12mm，行程250mm的无杆气缸。4.3气缸的选定本次设计中的气缸有两个作用，一是用于垂直升降气动夹爪，二是用于完成开口柱销的压紧。气缸的分类：1、单作用气缸单向作用:一个方向上压缩空气做功的气缸,一个活塞移动。也是我们经常说的标准气缸,多个行程和压力可选。国内比较有名的气缸生产企业是亚德客,SMC.质量可靠多种种类可选。2、双作用气缸双作用气缸分为普通气缸、双活塞气缸、不可调节的缓冲缸、差动气缸。选型时可根据各个厂家的样本册选取。根据参考轴承自动装配装置的结构，我们选择单作用气缸下的薄型带导杆气缸。我们的需要外观精致美观，结构紧凑，能达到实际生产的需求，节约成本避免浪费多方考虑，最后根据我们整个机构的载荷进行计算。开口柱销气动夹爪气缸的负载质量m1为0.5kg。液压气动夹爪气缸的负载质量m2为1.2kg。压紧气缸的负载质量m3为0.5kg。本次设计中的气缸主要使用到推力。所以根据以下公式算出所要气缸的缸径：其中F是运动是所受的牵引力，K是负载系数（一般系数选择在0.2～0.5），n是工作效率系数（一般系数选择在0.80～0.95），P是使用的最大压强，查得P=1.0Mpa，S是气缸横截面积，r、D是S所对应的半径、直径。取D1=6mm，D2=10mm，D3=6mm气缸行程的选择：从接到密封圈到走到压的位置，只走了一半的距离，根据实际设计需求选用气缸行程分别为10mm，50mm，50mm。即：开口柱销气动夹爪气缸缸径D1=6mm，行程10mm。液压气动夹爪气缸缸缸径D2=10mm，行程50mm。压紧气缸缸缸径D3=60mm，行程10mm。4.4小结本章主要对气动元件进行选定，通过与同功能元件进行对比分析之后进行选定。首先对比分析电动夹爪与气动夹爪，确定夹爪类型。其次对比分析滚珠丝杠，同步带模组与气动滑台，确定水平移动装置。最后对气缸进行计算，确定气缸缸径和行程。经过计算得到本次选择的气缸满足工作要求。第五章建模过程5.1主要零部件建模1.架体建模打开SOLIDWORKS软件，新建一个零件，选择上视基准面，点击绘制草图，绘制1685mm*600mm的矩形，退出草图。点击3D草图绘制，绘制如下草图后，退出草图。7.1架体草图点击焊件，点击结构构件，选择40mm*40mm方形管，选择草图直线，点击确定。选择架体上表面，绘制草图，绘制矩形，拉伸凸台。最后在架体上绘制草图，拉伸切除，得到安装孔，架体建模完成。7.2架体2.气动滑台安装架体建模打开SOLIDWORKS软件，新建一个零件，选择上视基准面，点击绘制草图，绘制534mm*230mm的矩形，退出草图。点击3D草图绘制，绘制如下草图后，退出草图。7.3气动滑台安装架体草图点击焊件，点击结构构件，选择40mm*40mm方形管，选择草图直线，点击确定。选择架体下表面，绘制草图，绘制矩形，拉伸凸台，得到安装法兰。最后在安装法兰上绘制草图，拉伸切除，得到安装孔，气动滑台安装架体建模完成。7.4气动滑台安装架体3.气动滑台安装架建模打开SOLIDWORKS软件，新建一个零件，选择前视基准面，点击绘制草图，绘制如下草图后，退出草图，拉伸凸台60mm。选择安装架上表面，绘制草图，绘制如下草图后，退出草图，使用拉伸切除，选择完全贯穿，得到安装孔，气动滑台安装架建模完成。7.5气动滑台安装架草图选择安装架上表面，绘制草图，绘制如下草图后，退出草图，使用拉伸切除，选择完全贯穿，得到安装孔，气动滑台安装架建模完成。7.6气动滑台安装架安装孔草图7.7气动滑台安装架4.气缸安装架建模打开SOLIDWORKS软件，新建一个零件，选择前视基准面，点击绘制草图，绘制如下草图后，退出草图，拉伸凸台45mm。7.8气缸安装架草图选择安装架上表面，绘制草图，绘制如下草图后，退出草图，使用拉伸切除，选择完全贯穿，得到安装孔。7.9气缸安装孔草图最后，安装架上表面，绘制草图，绘制如下草图后，退出草图，使用拉伸切除，拉伸切除2mm，得到避让孔孔，气动滑台安装架建模完成。7.10气缸安装架避让孔草图7.11气缸安装架5.开口柱销气动夹爪安装架建模打开SOLIDWORKS软件，新建一个零件，选择前视基准面，点击绘制草图，绘制如下草图后，退出草图，拉伸凸台20mm。选择安装架上表面，绘制草图，绘制草图，退出草图，使用拉伸切除，选择完全贯穿，得到安装孔。选择安装架侧表面，绘制草图，绘制草图，退出草图，使用拉伸切除，选择完全贯穿，得到安装孔。开口柱销气动夹爪安装架建模完成。7.12开口柱销气动夹爪安装架草图和模型6.液压阀气动夹爪安装架建模打开SOLIDWORKS软件，新建一个零件，选择前视基准面，点击绘制草图，绘制如下草图后，退出草图，拉伸凸台50.8mm。7.13液压阀气动夹爪安装架草图选择安装架上表面，绘制草图，绘制草图，退出草图，使用拉伸切除，选择完全贯穿，得到安装孔。选择安装架侧表面，绘制草图，绘制草图，退出草图，使用拉伸切除，选择完全贯穿，得到安装孔。开口柱销气动夹爪安装架建模完成。7.14液压阀气动夹爪安装架7.压紧块建模打开SOLIDWORKS软件，新建一个零件，选择前视基准面，点击绘制草图，绘制65mm*48mm的矩形，退出草图，拉伸凸台9mm。选择凸台下表面，绘制草图，绘制4个直径9.4mm的圆，退出草图，拉伸凸台11mm。然后选择圆柱表面，继续绘制草图，绘制4个直径7.5mm的圆，拉伸凸台9mm。接下来切除安装孔，选择凸台下表面，绘制草图，绘制4个直径4mm的圆，拉伸切除，选择完全贯穿。选择凸台下表面，绘制草图，绘制4个直径8mm的圆，拉伸切除，拉伸切除4mm。最后在圆柱上添加0.5mm的倒角。压紧块建模完成。7.15压紧块8.分度盘表盘建模打开SOLIDWORKS软件，新建一个零件，选择前视基准面，点击绘制草图，绘制直径500mm的圆，退出草图，拉伸凸台10mm。选择凸台上表面，绘制如下草图，拉伸凸台10mm。使用圆周阵列命令，整列数量6个。最后切除安装孔，分度盘表盘建模完成。7.16分度盘表盘草图与模型8.分度盘轴建模打开SOLIDWORKS软件，新建一个零件，选择前视基准面，点击绘制草图，绘制如下草图后，退出草图，旋转凸台。最后添加1mm倒角。分度盘轴建模完成。7.17分度盘轴草图7.18分度盘轴9.滑轮支架建模打开SOLIDWORKS软件，新建一个零件，选择前视基准面，点击绘制草图，绘制如下草图后，退出草图，拉伸凸台30mm。然后选择支架测表面绘制草图，居中绘制一个30mm*15mm的矩形，拉伸切除，选择完全贯穿。接下来选择支架下表面，绘制草图，绘制两个长17mm宽5mm的腰孔，拉伸切除，选择完全贯穿。最后添加5mm圆角。滑轮支架建模完成。7.19滑轮支架草图和模型10.滑轮建模打开SOLIDWORKS软件，新建一个零件，选择前视基准面，点击绘制草图，绘制如下草图后，退出草图，旋转凸台。最后添加1mm倒角。滑轮建模完成。7.20滑轮草图和模型5.2装配体建模打开SOLIDWORKS软件，新建一个装配体，点击插入零部件。首先插入架体，使架体国定。然后插入振动盘，使用配合命令，使振动盘底面与架体上表面重合，选择高级配合，选择宽度配合，选择振动盘导向槽两侧表面与架体的两侧表面，完成宽度配合。然后插入气动滑台安装架体，使用配合命令，使气动滑台安装