汽車空調(diào)活塞分選機(jī)的設(shè)計(jì)【畢業(yè)設(shè)計(jì)】

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p><b>　?。ǘ?屆）</b></p><p>　　汽車空調(diào)活塞分選機(jī)的設(shè)計(jì)</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 </p>&

2、lt;p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著世界經(jīng)濟(jì)的

3、快速，迅猛的發(fā)展，產(chǎn)品的質(zhì)量已經(jīng)成為了全世界的共同語(yǔ)言，是現(xiàn)代各國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的一個(gè)普遍關(guān)注的重要問(wèn)題。我國(guó)汽車工業(yè)的高速發(fā)展對(duì)汽車的關(guān)鍵零部件的質(zhì)量提出了更高的要求?；钊顷P(guān)鍵的零部件之一，活塞的質(zhì)量好壞，對(duì)機(jī)器的工作狀況有很大的影響。提高活塞質(zhì)量是目前活塞制造業(yè)所面對(duì)的一個(gè)刻不容緩的問(wèn)題。</p><p>　　文中詳細(xì)介紹了質(zhì)量管理和自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并根據(jù)我國(guó)目前在活塞檢測(cè)方面存在的問(wèn)題引出本研究?jī)?nèi)容。

4、本課題研究的是對(duì)活塞分選機(jī)的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)采用比較測(cè)量的原理實(shí)現(xiàn)活塞的長(zhǎng)度檢測(cè)，以確保測(cè)量的高精度，高效率和高可靠性?；钊淖詣?dòng)測(cè)試分選是全面控制活塞質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)，它的成功研制以及投入使用對(duì)于我國(guó)的活塞自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)有重大意義。</p><p>　　關(guān)鍵字：活塞，分選機(jī)，測(cè)試</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　

5、　As the world economy rapid development, the quality of products has become the common language of the world, and it is become a major issues of common concern of the construction of modern national economies. The rapid

6、development of China's automobile industry on the quality of key parts of the car made a higher demand. The piston is one of the key components. The quality of the piston, the working conditions of the machine has a

7、great influence. Improve the quality of the pistons in manufactur</p><p>　　This paper describes the quality management and the development of automated detection technology in detail and according to the pre

8、sent problems of the piston in testing leads to the research. The research project is the design of the piston separator, system uses the principle of comparative measurement of the length of the piston to achieve detect

9、ion, in order to ensure that the measurement of high precision, high efficiency and high reliability. Automatic detection of piston is the key techn</p><p>　　Key words: piston, separator, detect</p>&

10、lt;p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘 要錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　Abstract錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　1 緒論錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　1.1課題的背景和意義錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　1.2國(guó)內(nèi)外的

11、研究成果和發(fā)展動(dòng)態(tài)2</p><p>　　1.3本文研究的意義及主要內(nèi)容3</p><p>　　2活塞分選機(jī)的總體設(shè)計(jì)4</p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)原理4</b></p><p>　　2.2總體方案設(shè)計(jì)6</p><p>　　3主要零部件的計(jì)算與校核12</p>

12、<p>　　3.1拉伸彈簧的計(jì)算與校核12</p><p>　　3.2主要螺栓的計(jì)算與校核13</p><p>　　3.3氣缸的選擇14</p><p><b>　　4氣缸的選擇15</b></p><p>　　4.1機(jī)架的設(shè)計(jì)15</p><p>　　4.2臺(tái)面板的設(shè)計(jì)

13、16</p><p><b>　　結(jié)論與展望18</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)19</b></p><p><b>　　致謝20</b></p><p><b>　　附錄21</b></p><p><

14、b>　　1.緒論</b></p><p>　　1.1課題的背景和意義</p><p>　　隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，質(zhì)量已經(jīng)成為了全世界的共同語(yǔ)言，是現(xiàn)代各國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的一個(gè)普遍關(guān)注的重要問(wèn)題。</p><p>　　我國(guó)汽車工業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)汽車的關(guān)鍵零部件的質(zhì)量提出了更高的要求。活塞是一個(gè)典型零件，它被廣泛地應(yīng)用于汽車、摩托車、

15、工程機(jī)械、壓縮機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械中?；钊馁|(zhì)量好壞，對(duì)機(jī)器的工作狀況有很大的影響。提高活塞質(zhì)量是目前活塞制造業(yè)所面對(duì)的一個(gè)刻不容緩的問(wèn)題。</p><p>　　在我國(guó)的活塞檢測(cè)方面，我們無(wú)論是在檢測(cè)技術(shù)還是檢測(cè)設(shè)備上都比發(fā)達(dá)國(guó)家落后。在活塞檢測(cè)時(shí)，溫度補(bǔ)償不能進(jìn)行，當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，同一工件的測(cè)量數(shù)據(jù)就會(huì)有相當(dāng)大的差異，測(cè)量過(guò)程中不能消除產(chǎn)生的各種誤差，例如原理誤差、人員誤差及定位誤差等等。另外，測(cè)量數(shù)據(jù)不是用計(jì)算

16、機(jī)自動(dòng)記錄的方式，很多都采用人工記錄，由于記錄比較麻煩，很容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)記錯(cuò)的現(xiàn)象，甚至還有檢測(cè)人員擅自改動(dòng)測(cè)量數(shù)據(jù)的問(wèn)題。</p><p>　　在質(zhì)量管理方面，由于工作人員的素質(zhì)較低，質(zhì)量的意識(shí)不是很強(qiáng)，預(yù)防性的質(zhì)量控制工具沒(méi)有得到良好的應(yīng)用。與此同時(shí)，由于用于質(zhì)量管理的數(shù)據(jù)采用人工記錄，其可靠性不高，而且數(shù)據(jù)處理采用人工的方式，數(shù)據(jù)計(jì)算量非常大，很容易出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤的問(wèn)題。另外，當(dāng)生產(chǎn)出現(xiàn)異常時(shí)，不容易及時(shí)的發(fā)現(xiàn)

17、，因而需要相關(guān)的軟件系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)生異常的原因進(jìn)行分析，幫助生產(chǎn)人員及時(shí)的找出質(zhì)量異常的原因并加以糾正。</p><p>　　質(zhì)量己經(jīng)是當(dāng)今全世界共同的語(yǔ)言，質(zhì)量在國(guó)家的戰(zhàn)略高度、企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和客戶的需求等方面都有著非常重要的意義，世界各國(guó)都提出要高度重視產(chǎn)品質(zhì)量。</p><p>　　如今，客戶對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來(lái)越高，現(xiàn)代管理的首要原則就是產(chǎn)品的質(zhì)量必須滿足客戶的要求，也就是說(shuō)，當(dāng)今客戶對(duì)

18、產(chǎn)品的質(zhì)量要求比任何時(shí)候更為嚴(yán)格。</p><p>　　總之，提高產(chǎn)品的質(zhì)量是當(dāng)務(wù)之急。我國(guó)在活塞生產(chǎn)時(shí)，在對(duì)提升產(chǎn)品的技術(shù)含量，提高產(chǎn)品的可靠性和使用壽命的同時(shí)，必須同時(shí)加強(qiáng)對(duì)活塞生產(chǎn)的檢測(cè)，加強(qiáng)質(zhì)量的管理，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，生產(chǎn)出更多優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，只有這樣，才能在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中保持較高的水平。</p><p>　　由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，研究和開(kāi)發(fā)一個(gè)能夠?qū)钊M(jìn)行自動(dòng)數(shù)據(jù)檢測(cè)，并將檢測(cè)

19、到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，進(jìn)而能夠自行發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，分析質(zhì)量問(wèn)題產(chǎn)生的原因的系統(tǒng)已經(jīng)成為可能，這對(duì)我國(guó)活塞產(chǎn)品的現(xiàn)場(chǎng)管理水平的提高、對(duì)其加工質(zhì)量的保證將具有重要的意義。針對(duì)汽車空調(diào)活塞的質(zhì)量問(wèn)題設(shè)計(jì)一個(gè)活塞分選機(jī)非常的必要。</p><p>　　1.2國(guó)內(nèi)外的研究成果和發(fā)展動(dòng)態(tài)</p><p>　　國(guó)外對(duì)活塞的質(zhì)量十分重視。在活塞生產(chǎn)線中，除了各工序的分項(xiàng)檢測(cè)外，還必須對(duì)活塞成品的多參數(shù)進(jìn)行綜合檢

20、測(cè)。目前，在德國(guó)、美國(guó)、英國(guó)、日本等少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家己經(jīng)成功的研制出了很多種類的活塞自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，并且在世界上著名的活塞制造公司，如英國(guó)AE、德國(guó)MAHLE和KS、日本ART等公司得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　但是在國(guó)內(nèi)，除了少數(shù)幾個(gè)大型企業(yè)引進(jìn)了發(fā)達(dá)國(guó)家的自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)以外，大部分的活塞生產(chǎn)企業(yè)仍然靠手工檢測(cè)。</p><p>　　通過(guò)中外科技期刊等網(wǎng)絡(luò)資源的查詢，檢索到國(guó)內(nèi)高等院校

21、編寫(xiě)的部分有關(guān)活塞檢測(cè)系統(tǒng)與分組系統(tǒng)的文獻(xiàn)。</p><p>　　1） 活塞外圓的非接觸式檢測(cè)</p><p>　　根據(jù)激光干涉的原理,采用激光測(cè)位儀作為主要的測(cè)試儀器對(duì)活塞裙部的縱向中凸型線和交橢圓橫截面進(jìn)行測(cè)量。用回歸分析的方法來(lái)處理活塞橫截面的測(cè)量數(shù)據(jù), 用5 點(diǎn)2 次中心滑動(dòng)平均的方法對(duì)其中凸型線進(jìn)行處理[1]。以計(jì)算機(jī)視覺(jué)理論為基礎(chǔ)，采用圖像處理技術(shù)，通過(guò)非接觸式檢測(cè)，采用計(jì)算機(jī)

22、視覺(jué)進(jìn)行活塞異型曲面非接觸式測(cè)量[2]～[3]。</p><p>　　2） 各種活塞自動(dòng)檢測(cè)儀檢測(cè)系統(tǒng)的研制</p><p>　　基于ISA總線的活塞自動(dòng)檢測(cè)及分選機(jī)，利用電渦流傳感器將活塞規(guī)定的三個(gè)斷面直徑尺寸轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào), 利用8253 芯片對(duì)頻率信號(hào)進(jìn)行F/ D 轉(zhuǎn)換,并且用并行接口8255芯片擴(kuò)展I/ O 接口, 通過(guò)ISA總線來(lái)連接計(jì)算機(jī), 實(shí)現(xiàn)活塞三個(gè)規(guī)定斷面直徑尺寸的自動(dòng)數(shù)

23、據(jù)采集[4]。根據(jù)活塞裙部廓形的復(fù)雜性以及現(xiàn)行對(duì)活塞檢側(cè)的方法中存在的諸多問(wèn)題，采用活塞止口定位和內(nèi)拉桿夾緊結(jié)構(gòu)，找到活塞測(cè)量的基準(zhǔn)點(diǎn)，通過(guò)對(duì)活塞外圓直徑、外圓型線、外圓橢圓度、環(huán)槽槽底直徑、銷孔圓柱度、壓縮高、銷孔直徑、銷孔與活塞外圓的氣門坑深度、垂直度、活塞重量等參數(shù)的測(cè)量，對(duì)活塞進(jìn)行檢測(cè)[5]～[6]、[7]。利用超聲檢測(cè)的原理,將超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有缺陷特征信號(hào)并且在FPGA處理的過(guò)程中，提出一種基FPGA的超聲波智能檢測(cè)方法。

24、該方法能夠高效智能地對(duì)鑲?cè)钊恼辰用嫒毕葸M(jìn)行自動(dòng)判定[8]。針對(duì)活塞圓度誤差檢測(cè)的要求，根據(jù)活塞端面圖像邊緣的灰度階躍性的變化，通過(guò)圖像處理，檢測(cè)出活塞端面的邊緣，并提取其邊界，進(jìn)而確定其邊界特征的位置和大小。圖像邊界圓的檢測(cè)包括圓心位置檢測(cè)、圓邊緣檢測(cè)。邊緣誤差的測(cè)量是以圓心為參考點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，</p><p>　　3) 智能圖像檢測(cè)在活塞分選中的應(yīng)用</p><p>　　將機(jī)器視覺(jué)檢

25、測(cè)技術(shù)應(yīng)用于活塞的在線視覺(jué)檢測(cè)分選中，開(kāi)發(fā)一套智能圖像的檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)將VB與圖像傳感器相結(jié)合，充分利用VB結(jié)合智能圖像傳感器的特點(diǎn)，使檢測(cè)系統(tǒng)操作更加簡(jiǎn)單、高效和精確。在檢測(cè)中，主要應(yīng)用了模板匹配原理對(duì)圖像進(jìn)行識(shí)別[10]。采用數(shù)字圖像的檢測(cè)方法，運(yùn)用計(jì)算機(jī)的圖像處理技術(shù)，結(jié)合Matlab強(qiáng)大的數(shù)學(xué)運(yùn)算和圖像處理能力，對(duì)活塞端面圓度進(jìn)行像素級(jí)誤差檢測(cè)[9]。</p><p>　　4） 其他對(duì)活塞內(nèi)外圓的檢測(cè)方

26、法</p><p>　　對(duì)活塞的質(zhì)量特征，即其幾何特性參數(shù)的分析，描述構(gòu)成活塞幾何體所具有的基本參數(shù)，包括活塞的重量、體積、重心、慣性矩等[11]。對(duì)活塞外圓專用檢具的誤差來(lái)源的分析，計(jì)算出檢具的測(cè)量不確定度，并用它測(cè)量活塞外圓的不確定度，并給出測(cè)量結(jié)果[12]。通過(guò)在現(xiàn)有的試驗(yàn)臺(tái)上安裝圖像監(jiān)控系統(tǒng),用基于聯(lián)合灰度級(jí)分布的動(dòng)態(tài)圖像差分法,有效的避免了光照的影響,得到熱沖擊過(guò)程中裂紋擴(kuò)展信息,為熱損傷的量化分析提供

27、了方法[13] 以及對(duì)活塞外圓加工刀紋故障的檢修[14]。還有國(guó)外研究活塞在液壓缸中的定位情況[15]，和由異辛烷液滴連續(xù)滴落到熱活塞表面產(chǎn)生的一系列的特征[16]。</p><p>　　1.3本文研究的意義及主要內(nèi)容</p><p>　　目前，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)也比以前更加激烈，我國(guó)的企業(yè)要在世界性競(jìng)爭(zhēng)中利于不敗之地，必須提高產(chǎn)品的質(zhì)量。我國(guó)的活塞生產(chǎn)企業(yè)存在著企業(yè)多，但

28、是企業(yè)規(guī)模小，生產(chǎn)自動(dòng)化低，人員素質(zhì)不高等問(wèn)題。本人在對(duì)前人研究深入總結(jié)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)的活塞分選機(jī)來(lái)解決上述問(wèn)題。主要包括以下內(nèi)容：</p><p>　?。?）了解國(guó)內(nèi)外尺寸自動(dòng)測(cè)量的發(fā)展趨勢(shì)。</p><p>　?。?）了解位移傳感器工作原理。</p><p>　?。?）總體方案的確定。</p><p>　?。?）分選零件準(zhǔn)確堆放。<

29、/p><p>　　（5）主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核。</p><p>　　2．活塞分選機(jī)的總體設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)原理</b></p><p>　　活塞自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)工藝流程示意見(jiàn)圖 1 所示，其整個(gè)流程呈線性布局，前端與檢測(cè)平面案板相連，檢測(cè)平面案板用于檢測(cè)人員檢驗(yàn)活塞外觀質(zhì)量，外觀檢測(cè)合格，在進(jìn)行活塞

30、斷面高度檢測(cè)，檢測(cè)合格后在進(jìn)行間隙長(zhǎng)度檢測(cè)，最終確定是否合格。</p><p>　　圖1. 活塞自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)工藝流程圖</p><p>　　活塞自動(dòng)檢測(cè)機(jī)共檢測(cè)活塞的斷面高度和間隙長(zhǎng)度，活塞的測(cè)量示意圖如圖2所示，將活塞放入活塞分選機(jī)，活塞定位夾具在汽缸作用下夾緊活塞，利用位移傳感器對(duì)活塞進(jìn)行測(cè)量。所采用的測(cè)量方式是接觸式測(cè)量，采用的傳感器是KEYENCE數(shù)字式傳感器。數(shù)字式傳感器的優(yōu)點(diǎn)是

31、：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出功率大，輸出阻抗小，靈敏度較高，抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)工作環(huán)境要求不高，適用于工廠條件，性能可靠穩(wěn)定，分辨率高 ( 分辨率達(dá)到 0. 1m)；缺點(diǎn)是頻率響應(yīng)低，不適合高速動(dòng)態(tài)測(cè)量。但活塞自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的每一工位循環(huán)節(jié)拍為5s左右，限制不大，故采用數(shù)字式位移傳感器。</p><p>　　圖2. 活塞的測(cè)量示意圖</p><p>　　該分選機(jī)主要運(yùn)用PLC和觸摸顯示屏進(jìn)行對(duì)數(shù)據(jù)的采集、

32、處理、結(jié)果顯示，系統(tǒng)工作原理圖如圖3所示。</p><p>　　圖3. 系統(tǒng)工作原理圖</p><p><b>　　2.2總體方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　機(jī)械的設(shè)計(jì)主要應(yīng)保證剛度，強(qiáng)度以及穩(wěn)定性。此外，對(duì)于機(jī)床、儀器等精密機(jī)械還應(yīng)考慮熱變形，有導(dǎo)軌的的機(jī)架，由于導(dǎo)軌面與底面存在溫差，在垂直平面內(nèi)導(dǎo)軌將產(chǎn)生中凸或中凹熱變形。因此，機(jī)架結(jié)

33、構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使熱變形盡量小。機(jī)架的強(qiáng)度和剛度都需要從靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩方面來(lái)考慮。動(dòng)剛度是衡量機(jī)架抗振能力的指標(biāo)，而提高機(jī)架抗振性能應(yīng)從提高機(jī)架結(jié)構(gòu)的靜剛度，控制固有頻率，加大阻尼率著手。合理設(shè)計(jì)機(jī)架結(jié)構(gòu)的截面形狀和尺寸，合理選擇壁厚及布肋，注意機(jī)架的整體剛度與局部剛度以及合面剛度的匹配等。</p><p>　　機(jī)架設(shè)計(jì)的一般要求：</p><p>　　在滿足強(qiáng)度和剛度的前提下，機(jī)架的重量應(yīng)要求輕

34、、成本低。</p><p><b>　　抗振性好。</b></p><p><b>　　噪聲小。</b></p><p>　　機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，工藝性良好，便于鑄造、焊接和機(jī)械加工。</p><p>　　機(jī)構(gòu)力求便于安裝與調(diào)整，方便修理和更換零部件。</p><p>　　有導(dǎo)軌的

35、機(jī)架要求導(dǎo)軌面受力合理、耐磨性良好。</p><p>　　造型好，使之適用經(jīng)濟(jì)又美觀大方。</p><p>　　綜合以上幾點(diǎn)要求，本次設(shè)計(jì)的分選機(jī)的總體機(jī)架如圖4，圖5所示。</p><p>　　1.M12機(jī)床調(diào)整腳 2.機(jī)架 3.臺(tái)面板 4.不銹鋼罩殼 </p><p>　　5.控制柜支座 6.控制柜 7.檢測(cè)裝置<

36、/p><p>　　圖4.分選機(jī)總體設(shè)計(jì)圖</p><p><b>　　圖5</b></p><p>　　其中最主要的檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)圖如圖6所示：</p><p>　　1.底板 2~3.內(nèi)六角圓柱螺釘 4.豎版 5.氣缸 6.氣缸安裝板 7.內(nèi)六角圓柱螺釘 8.氣缸連接塊 9.內(nèi)六角圓柱螺釘 10平墊圈 11.

37、氣缸安裝板 12.直線導(dǎo)軌 13.滑塊 14.夾具定位塊 15活塞 16.固定夾具 17螺栓 18分選機(jī)球頭 19活塞定位夾具 20調(diào)節(jié)螺母 21.六角螺母 23.拉伸彈簧</p><p>　　圖6.分選機(jī)檢測(cè)裝置</p><p>　　其中數(shù)據(jù)采集和顯示部分分別運(yùn)用了PLC和顯示屏技術(shù)，主界面如圖7，圖8，圖9 和圖10所示：</p><p>&

38、lt;b>　　圖7 進(jìn)入軟件界面</b></p><p><b>　　圖8 開(kāi)始界面</b></p><p>　　圖9 標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)輸入截面</p><p>　　圖10 活塞測(cè)試截面</p><p>　　3．主要零部件的計(jì)算與校核</p><p>　　3.1拉伸彈簧計(jì)算與校核<

39、;/p><p>　　分選機(jī)中所需要的彈簧的安裝載荷F1=21N，工作載荷F2=26N，工作行程h=()mm，所選用的彈簧鋼絲直徑d=1mm。</p><p>　　根據(jù)彈簧的鋼絲直徑，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得抗拉強(qiáng)度</p><p><b>　　，取其中間值，</b></p><p>　　查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)的許用切應(yīng)力</p>

40、<p><b>　　，取其中間值，</b></p><p><b>　　試驗(yàn)切應(yīng)力最大值</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　為保證彈簧特性，要求工作載荷，在試驗(yàn)載荷的20%~80%之間，取，則,</p><p>　　查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)

41、確定彈簧的中徑</p><p><b>　　D=10mm，</b></p><p>　　則內(nèi)徑D1=D-d=10-1=9mm，</p><p>　　外徑D2=D+ d=10+1=11mm，</p><p><b>　　則確定試驗(yàn)載荷,</b></p><p><b>

42、;　　一圈彈簧的剛度</b></p><p>　　計(jì)算彈簧剛度和有效圈數(shù)</p><p><b>　　計(jì)算彈簧剛度：，</b></p><p><b>　　計(jì)算有效圈數(shù)：，</b></p><p><b>　　取有效圈數(shù)，</b></p><p&

43、gt;<b>　　則彈簧的實(shí)際剛度：</b></p><p><b>　　彈簧的初拉力</b></p><p>　　根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)的圖表所示，當(dāng)時(shí)，查得初拉力，取，</p><p><b>　　計(jì)算初拉力，</b></p><p><b>　　彈簧的變形量：<

44、/b></p><p><b>　　安裝變形量</b></p><p><b>　　工作變形量</b></p><p><b>　　工作行程</b></p><p><b>　　符合的要求</b></p><p><b&

45、gt;　　試驗(yàn)載荷下的變形量</b></p><p><b>　　校核彈簧特性</b></p><p>　　符合，在的20%~80%的范圍內(nèi)的要求</p><p><b>　　彈簧材料的展開(kāi)長(zhǎng)度</b></p><p>　　3.2主要螺釘?shù)膹?qiáng)度計(jì)算與校核</p><p

46、>　　從整個(gè)機(jī)架來(lái)看，受力強(qiáng)度最大的螺釘是在氣缸連接塊上的兩枚連接螺栓，因此對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度的計(jì)算與校核。</p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)選用的螺釘為M6×20的螺栓，螺釘所需要連接的零件包括夾具組件，滑塊，活塞夾具定位塊和氣缸連接塊四部分，其中，夾具組件重0.597Kg，滑塊重0.492Kg，活塞夾具定位塊重0.433Kg，氣缸連接塊重0.451Kg。</p><p>　　螺釘危

47、險(xiǎn)截面的面積：</p><p><b>　??；</b></p><p>　　每枚螺釘受到的剪切力：</p><p><b>　　；</b></p><p>　　因此每枚螺釘受到的剪切應(yīng)力：</p><p><b>　　；</b></p>&

48、lt;p>　　查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，中碳鋼的屈服極限為</p><p><b>　　，??；</b></p><p><b>　　其安全系數(shù)為</b></p><p><b>　　，取；</b></p><p>　　則螺釘?shù)男栌们袘?yīng)力：</p><p>&

49、lt;b>　　[]=></b></p><p>　　螺釘受到的切應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于它的許用切應(yīng)力，該螺釘可以使用</p><p><b>　　3.3氣缸的選擇</b></p><p><b>　　1）確定汽缸缸徑</b></p><p>　　設(shè)計(jì)中汽缸所需要承受的重量包括（夾具組件

50、重0.597Kg，滑塊重0.492Kg，活塞夾具定位塊重0.433Kg，氣缸連接塊重0.451Kg），所以所要支撐的總重量為1.973Kg，因氣缸速度在50～500mm/s范圍內(nèi)的垂直動(dòng)作，則氣缸負(fù)載率，根據(jù)氣缸輸出力換算表，，選擇缸徑尺寸為20mm。</p><p><b>　　2）確定汽缸行程</b></p><p>　　因?yàn)榛钊诌x機(jī)的行程為（183）mm，所以

51、，確定氣缸的行程為25mm。</p><p><b>　　3）氣缸安裝</b></p><p>　　氣缸安裝時(shí)的安裝形式為通孔及兩端螺孔共用。</p><p>　　綜上所述，選擇汽缸為薄型汽缸，汽缸型號(hào)為SMC的CDQ2B20-25DC。</p><p>　　4．機(jī)架與臺(tái)面板的設(shè)計(jì)</p><p>

52、;<b>　　4.1機(jī)架的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　機(jī)架的設(shè)計(jì)主要是能夠容納電氣設(shè)備，最重要的是能夠支撐分選機(jī)的檢測(cè)裝置，保證檢測(cè)裝置的保證剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性，最后保證其經(jīng)濟(jì)，美觀大方。</p><p>　　（1）剛度 評(píng)定大多數(shù)機(jī)架工作能力的主要準(zhǔn)則是剛度，例如在機(jī)床中床身的剛度決定著機(jī)床生產(chǎn)率和產(chǎn)品精度；在齒輪減速箱中，箱體的剛度決定了齒輪的嚙合情況和它

53、的工作性能。</p><p>　?。?）強(qiáng)度 對(duì)于一般設(shè)備的機(jī)架，剛度達(dá)到要求，同時(shí)也能滿足強(qiáng)度的要求。但對(duì)于重載設(shè)備的強(qiáng)度要求必須引起做夠的重視。其準(zhǔn)則是在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中可能發(fā)生的最大載荷情況下，機(jī)架上任何點(diǎn)的應(yīng)力都不得大于允許應(yīng)力。此外，還要滿足疲勞強(qiáng)度的要求。</p><p>　　對(duì)于某些機(jī)器的機(jī)架尚需滿足振動(dòng)或抗振的要求。</p><p>　　（3）穩(wěn)定性

54、機(jī)架受壓結(jié)構(gòu)及受壓彎結(jié)構(gòu)都存在失穩(wěn)問(wèn)題。有些構(gòu)件制成薄壁腹式也存在局部失穩(wěn)。穩(wěn)定性是保證機(jī)架正常工作的基本條件，必須加以校核。</p><p>　　為保證機(jī)架的強(qiáng)度和剛度，又要使其不失美觀大方，選擇寬40mm的不銹鋼角鋼以及寬為60mm的不銹鋼方管焊接而成，架子的四周用2mm的不銹鋼薄板焊接，將其包裹，其截面圖如圖11，12所示：</p><p><b>　　圖11.機(jī)架<

55、/b></p><p><b>　　圖12.機(jī)架</b></p><p>　　用焊接件來(lái)焊接機(jī)架，其優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：</p><p>　?。?）滿足結(jié)構(gòu)實(shí)用性要求 焊接接頭的強(qiáng)度一般可達(dá)到與母材等強(qiáng)，能夠承受基本金屬所能承受的各種載荷的作用。焊接是一種金屬原子間的連接，剛度大，整體性好。</p><p>

56、　　（2）可節(jié)約金屬材料 焊接結(jié)構(gòu)的零件或部件可以直接通過(guò)焊接的方法進(jìn)行連接，不需要附加連接件（如鉚接時(shí)常用的連接角鋼等）。與鉚接相比，相同結(jié)構(gòu)的重量可減輕10%-20%。</p><p>　?。?）工藝靈活性大 根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以將幾何尺寸大，形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)分解，對(duì)分解后的零件或部件分別進(jìn)行加工，再焊接成整體結(jié)構(gòu)。</p><p>　?。?）對(duì)金屬材料的適應(yīng)性強(qiáng) 通

57、過(guò)焊接可將多種不同形狀與厚度的鋼材連接起來(lái)，也可將不同種類金屬材料（鑄鋼件，鍛壓件）連接起來(lái)，從而使焊接結(jié)構(gòu)的材料分布、性能的匹配更加合理。</p><p>　?。?）投資少，見(jiàn)效快 焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)一般不需要大型的、貴重的設(shè)備，而且對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模適應(yīng)性強(qiáng)，更換產(chǎn)品型號(hào)和品種都比較方便。</p><p><b>　　4.2臺(tái)面板的設(shè)計(jì)</b></p>

58、<p>　　臺(tái)面板在設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要考慮的是否有足夠的強(qiáng)度能夠支撐分選機(jī)檢測(cè)專職，其次需要考慮到是對(duì)于操作者的操作方便程度，臺(tái)面板需要有足夠大的空間讓操作者在臺(tái)面板上進(jìn)行操作，但是有不能過(guò)大，太大不僅占用周圍空間，又會(huì)使分選機(jī)整體外觀顯得不和諧，所以對(duì)于本次設(shè)計(jì)的臺(tái)面板采用厚度為30mm的整塊鋼板，其尺寸圖如圖13所示，</p><p>　　圖13.臺(tái)面板結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>

59、;<b>　　結(jié)論與展望</b></p><p>　　本文綜述了國(guó)內(nèi)外對(duì)此課題的研究現(xiàn)狀和各制造企業(yè)在此方面的應(yīng)用，在對(duì)這些理論和方法深入研究的基礎(chǔ)上研制開(kāi)發(fā)了一個(gè)活塞分選機(jī)。本文主要做了以下工作：</p><p>　　1、通過(guò)對(duì)活塞生產(chǎn)的現(xiàn)狀及當(dāng)前的質(zhì)量管理研究應(yīng)用概況進(jìn)行分析，確立</p><p>　　了本文的研究?jī)?nèi)容——活塞分選機(jī)的設(shè)計(jì)。

60、</p><p>　　2、對(duì)本系統(tǒng)的硬件構(gòu)成做了詳細(xì)介紹。</p><p>　　3、實(shí)現(xiàn)了對(duì)活塞斷面和間隙的檢測(cè)，該檢測(cè)方法與傳統(tǒng)的檢測(cè)方法相比較，檢測(cè)的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，檢測(cè)方法更加方便。</p><p>　　活塞分選機(jī)在生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用表明，各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)都達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)技術(shù)要求，是一臺(tái)高精度，高效率和高穩(wěn)定性的儀器。</p><p>　　但

61、是，該分選機(jī)也有不足之處，對(duì)今后在此類研究的方向上進(jìn)行一些展望與設(shè)想：</p><p>　　活塞有些參數(shù)不能測(cè)量，如活塞的圓度誤差，有待進(jìn)一步解決；</p><p>　　不能進(jìn)行機(jī)械的送料和取料，能夠在這一方面進(jìn)行設(shè)計(jì)；</p><p>　　不能進(jìn)行非接觸式的測(cè)量，并且能夠自動(dòng)成像，對(duì)活塞的各種誤差進(jìn)行智能分析，希望有研究往這方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p>&

62、lt;p>　　活塞分選機(jī)改變了目前國(guó)內(nèi)手工測(cè)試活塞的落后方式，不僅能夠避免人為檢測(cè)出現(xiàn)的漏檢，誤判等缺點(diǎn)，而且大大提高了工作效率，提高了檢測(cè)質(zhì)量，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，勢(shì)必有更多的企業(yè)需要活塞分選機(jī)或檢測(cè)儀，如果國(guó)內(nèi)能夠研制出滿足高要求的高質(zhì)量的活塞分選機(jī)就可以代替進(jìn)口，因此具有廣闊的發(fā)展前景。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p&

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70、><p><b>　　附錄 </b></p><p><b>　　附錄圖1 底板1</b></p><p><b>　　附錄圖2 調(diào)節(jié)螺釘</b></p><p>　　附錄圖3 分選機(jī)球頭</p><p>　　附錄圖4 活塞定位夾具1</p>

71、<p>　　附錄圖5 夾具定位塊2</p><p><b>　　附錄圖6 夾具組件</b></p><p><b>　　附錄圖7 拉伸彈簧</b></p><p><b>　　附錄圖8 螺栓</b></p><p>　　附錄圖9 氣缸安裝板1</p>&

72、lt;p>　　附錄圖10 氣缸安裝板2</p><p>　　附錄圖11 氣缸連接塊B</p><p>　　附錄圖12 氣缸連接塊A</p><p><b>　　附錄圖13 豎版</b></p><p>　　附錄圖14 直線導(dǎo)軌</p><p>　　附錄圖15 直線導(dǎo)軌定位座1</p&g

73、t;<p>　　附錄圖16 直線導(dǎo)軌定位座2</p><p><b>　　附錄圖17 控制柜</b></p><p>　　附錄圖18 控制柜支座</p><p><b>　　附錄圖19 機(jī)架</b></p><p><b>　　附錄圖20 臺(tái)面板</b></