全自动深沟球轴承装配机结构设计毕业设计(编辑修改稿)

全自动深沟球轴承装配机结构设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

论文） 第 13 页 共 54 页 轴承夹 分割拨叉孔 拨叉安装头 锥形锁紧套 锁紧外套 置。 便于下一环节的入保持器。 为此，必须保证分钢珠的拨叉不能旋转 ，所以设计了如图 所示的方形的导向机构。 为保证分割钢珠时轴承不能在轨道中移动仍然要在轨道下方 安装一个可以上下运动的拨块，使轴承在分割时固定，在分割完成时可以沿着轨道运动，由一个安装在机械底座上的气压缸提供动力。 同时，在分钢珠时每两个拨叉之间的底部都有 检测装置， 当分割头向下运动时，分割到每个位置的钢珠会接触到检测测头，从而由应变片感应到钢珠 的存在；如果拨叉之间没有钢珠，测头连接的感应片会自动报警，以此 实现钢珠的检测，防止不良品的 流出。 分钢珠测头如图 所示。 在 分钢珠位置的轨道上也需要对轴承的夹紧装置同分钢珠时的夹紧装置。 分钢珠分割拨叉的锁紧机构 如图 所示 ，利用锥型结构进行自动锁紧。 图 分钢珠拨叉 图 分钢珠锁紧机构 图 分钢珠轨道 南华大学机械工程学院毕业设计 （论文） 第 14 页 共 54 页 A 片挂杆 分保持 器装置 入保持器结构的设计 入保持器是指把保持器 A 片 （带有铆钉） 和保持器 B 片 （ 带有铆钉孔） 安装到内外环之间，并保证保持器的囊袋正好落入钢珠的位置 ，铆钉和铆钉孔对正。 所以，入保持器分为入保持器 A 片和入保持器 B 片。 保持器 A、 B 片如图 和图 所示 ： A 片 B 片 图 保持器 A、 B 片 入保持器 A 片 图 入保持器 A 片装置 为提高效率保持器都用心轴串联起来，保持器 A 片的铆钉会自动找正落在下面一片保持器 上的 铆钉 的 反面与 钢珠 囊袋之间 的空隙之间。 由于分钢珠机构已经南华大学机械工程学院毕业设计 （论文） 第 15 页 共 54 页 基本固定了钢珠的位置。 所以 ，如保持器 A 片 首先要做的就是要把保持器对正到钢珠的正上方。 同时，还要保证保持器要一片一片的安装。 所以设计了如图所示的机构来保证。 滑块控制轨道板 滑块运动示意图 滑块 图 分保持器装置 利用气压缸提供动力，推动带有圆弧形轨道的圆盘旋转，从而带动如图 所示的滑块在轨道中移动。 滑块共分为六块， 按排列顺序可以分为 6。 非工作状态下滑块 5 托住悬挂的所有保持器，滑块 6 不与保持器接触。 在工作状态下，滑块 5 在圆盘旋转时向外运动，使保持器落下 ，落到轨道中的轴承上 ；滑块 6 在圆盘旋转时向内运动，使其非常尖的头插入到最底下一片保持器和与其相邻的一片保持器之间， 起到拖住上面所有保持器的作用。 当最下面一片保持器落下后，圆盘 反 转，使滑块回到原来位置，此时滑块 5 托住所有的保持器。 这样，完成保持器 A 片的安装。 由于保持器是固定悬挂的，轴承安装传送装置要有一定的活动空间，所以保持器与内外环间有一定的距离。 但太远的距离不能将保持器 A 片准确的安装到想要的位置， 固要 有一个 升降装置使分好钢珠的轴承接近保持器。 如图 所示是托住分好钢珠的轴承的拖头，拖头能正确的保持钢珠的位置，使 A 片能准确的落到钢珠上。 拖头下面利用安装在机械底座上的气压缸提供动力。 南华大学机械工程学院毕业设计 （论文） 第 16 页 共 54 页 A 片挂杆 纵向运动气压缸 横向运动气压缸 B 片托头 图 A 片保持器托头 图 轴承夹控制气压缸 另外，为了更好的确定轨道中轴承的位置，轨道中仍然使用了轨道轴承夹。 在拖头将轴承托起前，必须要使轨道轴承夹脱离轴承。 以此，在轨道后面安装了一个气压缸，如上图 所示，专门控制轨道轴承夹。 轨道中由轴承到达位置时，气压缸收缩带动轨道轴承夹脱离轴承， A 片安装好后回到原来位置。 入保持器 B 片 入保持器 B 片与入保持器 A 片基本相同，不同的是 B 片要从轨道中轴承的下面安装，所以设计了如图所示的保持器 B 片的传送安装装置 首先 B 片落到如图所 示的托头上，然后横向的气压缸提供沿轨道运动的动力，使 B 片运到轨道的正下方。 接着纵向的气压缸将 B 片送到轨道上的轴承位置。 图 保持器 B 片运送装置 南华大学机械工程学院毕业设计 （论文） 第 17 页 共 54 页 B 片挡板 挡板控制气压缸 轨道轴承夹 要保证 B 片能在轨道上而不落下来，要设计挡板 ，如图 所示。 当运送装置将 B 片保持器运送到轨道正下方后，挡板打开，使 B 片保持器托头托送的 B片保持器能顺利的到达轨道上的轴承下面。 然后挡板关闭，托头返回，而保持器是圆形的所以被挡板挡住，留在轨道上。 完成保持器 B 片的安装。 图 保持器 B 片 轨道 在 B 片安装的位置的轨道上，同样有轨道轴承夹。 不仅固定了轴承沿轨道的位置，还在托头把 B 片保持器上来时限制了轴承的上下运动。 保证保持器 B 片的顺利安装。 保持器组合机构的设计 保持器的组合是指在 A、 B 片保持器都安装到轴承以后，使 A 片保持器的铆钉与 B 片 的铆钉孔相组合， 如图。 所示 为下一步保持器的铆接做准备。 图 组合后的 A、 B 片 由于钢珠的位置 确定了 A 片保持器的位置， A 片保持器安装后又限制了钢南华大学机械工程学院毕业设计 （论文） 第 18 页 共 54 页 气动振动器 缓冲弹簧 组合头 珠的运动， B 片保持器安装后又被钢珠的位置所限制，所以保持器 A、 B 片 的位置基本固定。 组合部分要做的就是要施加一定的压力使两片保持器组合到一起。 保持器 A 片上的铆钉，有一定的锥度。 一方面在组合时更容易使铆钉对准B 片保持器的铆钉孔；另一方面，在铆钉对准铆钉孔后对两片保持器施加压力能使两片保持器组合到一起，不至于很容易的脱落。 组合装置整体结构如图 所示，组合头按照保持器的形状进行的设计。 组合头上安装一个 气动 振动器， 通过振动， 能使保持器 A、 B 片更好的进行组合安装，另外设计一个缓冲弹簧能有效的防止由于气压缸的力太大对保持器或者钢珠轨道的伤害 ，还能给振动提供空间。 图 组合装置 以及 组合振动头 铆接装置的设计 铆合工作原理 铆合工艺要点铆钉通常是将 两片保持器 联接在一起 ， 铆合 可分冷铆和热铆。 冷铆时铆钉不加热。 热铆时铆钉加热至红热塑性状态， 多用于大型零件的铆接。 一般杆径在 10mm 以下进行冷 铆合。 其工艺要点如下：铆钉的选择。 应根据被铆工件的工作选择铆钉。 例如 ， 离合器摩擦片的铆合属冷铆，摩擦片不许铆钉头外南华大学机械工程学院毕业设计 （论文） 第 19 页 共 54 页 露， 因此， 它一般都用紫铜或铝合金制的平头埋头空心铆钉。 再如东方红 型拖拉机车架的铆合属热铆，应选择抗剪和 抗拉性能较高，且抗挤能力强的铆钉，最好是或 号冷拔钢，不能采用中碳钢。 铆钉直径按热铆要求应比孔小。 为使铆接后铆钉杆部金属既能充分填满铆钉孔，形成的铆钉头丰满又无过多飞边，铆钉的长度一般只要铆钉杆高出铆接件长度也称铆接余量即可。 如图 所示，铆钉杆的长度 等于零件总厚度加铆钉头余量。 对超过者，取热铆进应加大，埋头铆头的余量取。 铆合件的准备工作。 铆合件的准备主要指铆钉孔的制备。 铆合件贴合面必须平整，并按所需要的重合位置一起钻孔，以保证铆钉孔的重合。 在铆合已有铆钉孔的旧零件时，应检查原铆钉孔的磨损变形情况 ，孔有椭圆时，应进行铰修，并换用 直径加大的铆钉。 图 铆钉尺寸的确定 铆钉长度 L 等于零件总长度 S 加铆钉头余量 Z。 铆钉头余量 Z 可以按一下经验公式确定： 。 对 d 超过 20mm 者，取  热铆应加大 ，埋头铆头的余量取 Zd 本设计采用的是冷冲压铆接， 取 1d mm ，所以 mm 正确铆接。 铆接必须保证铆接件每个铆钉孔很好地重合。 例如车架铆接时， 南华大学机械工程学院毕业设计 （论文） 第 20 页 共 54 页 必须用“ 定心冲销”对铆接件的铆钉孔进行定心冲孔，使铆钉孔重合，并提高 孔的光洁度和强度。 托架与大梁连接时，先用定心冲销装入对角两铆钉孔和 定位销 中，然后用定心冲销冲挤其余四个铆钉孔，使两铆接件孔同心。 再用两个导向螺 栓装在另两个对角铆钉孔上，紧固两铆接件。 最后将铆钉孔上的定心冲销打出，即可进行铆接。 铆接时应注意铆钉的可靠。 铆钉加热时铆钉杆应加热至白热， 而铆钉头加热至红热时即可，然后用手锤先将铆钉杆镦粗， 再用镦头器镦出铆钉头。 图 保持器铆接下模 深沟球轴承浪形保持架装配铆合模具结构如图 所示，其中，最关键的部分是上下两个凹模，凹模的主要相关尺寸要同保持架结构尺寸一致，其外形尺寸又必须同套圈的有关尺寸不发生矛盾 铆合时先将 轴承放在 铆合模具的下模承上，然后置于压力机工作台中央 的铆合上模下降 ， 施加压 力 ，压力机冲头下行压合模具，完成铆合工作。 南华大学机械工程学院毕业设计 （论文） 第 21 页 共 54 页 铆压成形采用的是铆接工艺 ，铆头 (下 模 )在轴承组件上铆压时， 铆钉 受到来自 上 部的压 力 产生塑性变形，直至 内外环 牢固地连在一起。 在成形过程中，轮毂变形分为三个阶段 :第一阶段，铆头下降，与轮毂轴接触，变形开始。 第二阶段，变形进一步扩展，轮毂轴沿径向扩展，与内圈倒角接触。 最后是第三阶段，铆接过程完成。 在第一阶段，几乎所有的铆头压 力 都用于轮毂轴的最初成形，内圈载荷很小且恒定。 进入第二阶段，铆头压 力 传递到内圈，内圈载荷迅速增大。 在第三阶段，由于铆头压 力 使内圈载荷逐渐增大直至饱和 ，铆压结束后，甚至铆头已抬起，内圈载荷仍未消除，仍保留某些载荷。 可以认为残余载荷形成了 卡紧 力。 铆接力的计算 《根据机械设计手册》联结与紧固篇 GB/T 8671986 查得 半圆头铆钉的尺寸机构如图 所示 ： 图 铆钉尺寸 保持器的材料选用 sus304，即 0Cr18Ni9 其机械性能如下 304 的力学性能各个钢厂的板料具体会有所不同但是按照标准 GB/T20878和日本 Jis 标准，他们的值在下面的范围之内 ： 屈服强度大于 205Mpa ； 抗拉强度大于 520MPa ； 延伸率大于 40% ； 硬度值 HV 小于 200； HRB 小于 90 ； HBW 小于 187 ； 南华大学机械工程学院毕业设计 （论文） 第 22 页 共 54 页 热膨胀系数 ； 热传导度 ； 弹性模量 193。 铆接成形力的计算 铆钉直径 1mmd ,钉孔直径为 孔 ,采用精装配 ,冷铆。 铆钉材 料 的 屈 服 极 限 s = 205MPa。 根 据 铆 钉 直 径 1mmd , 可算出 mm , mm。 保持器的每一片 的厚度为 mm。 铆接时 ,近似地把铆钉成型过程看成是圆盘类零件的模锻过程。 图 铆钉受铆接压力最大时状态及 铆钉中一点的应力、应变状态 2 铆钉 所以， 锻造 力为 ： 1 . 5 1 . 5 1 1 2 42 1 2S b db b dP F F Nh h h                式中 : s —— 为屈服应力 ， MPa。 b —— 为锻造时飞边宽度 (这里可看成是铆钉冒的宽度 ) ， mm ； h —— 为飞边高度 ， mm ； bF —— 为飞边投影面积 ， 2mm。 dF —— 为锻件本体投影面积 (钉孔面积 ) ， 2mm。 d —— 为锻件直径 (铆钉直径 ) ， mm。 南华大学机械工程学院毕业设计 （论文） 第 23 页。