车辆工程毕业设计论文-发动机da465q缸盖连接螺栓装配自动检查装置设计(编辑修改稿)

车辆工程毕业设计论文-发动机da465q缸盖连接螺栓装配自动检查装置设计(编辑修改稿)内容摘要：

就是要检查螺栓和垫圈安装的正确性。 连接螺栓自动检查装置的构思 本生产线是为东安 465 发动机缸盖而设计。 发动机的缸盖共有 10 个螺栓孔分别分布在缸盖的两侧，设计的任务是检查上一道缸盖连接螺栓的安装工序中，垫圈和螺栓的安装是否正确，综合所有可能出现的安装错误 ，大致会出现五种情况： ① 只 有两个垫圈没有螺栓 ② 没有垫圈也没有螺栓 ③ 只有一个垫圈没有螺栓 ④ 没有垫圈只有螺栓 ⑤ 有两个垫圈没有螺栓 如图。 图 螺栓与缸盖连接示意图 1M10 内六角螺栓 2垫圈 3缸盖 12 正确安装的方式是只有一个垫圈和一个螺栓，而检查各种情况的时间不得超过 60秒，又根据设计的要求和各种人力资源及经济因素的考虑，需要设计一套 自动装配机构来完成此项任务。 鉴于实际装配过程可能出现的几种错误情况，我们应当找出最实际、最实用而又最经济的设计想法。 为此在翻阅了大量的关于检查检测装置的设计资料，了解到了众多的检查方法后，通过各种方案优化比较的综合分析，最后决定设计方案是：设计一个能够通过 动力在支架上自由滑动的传感器来完成检查检测任务，其结构图见图。 图 连接螺栓可能出现的安装错误 图 自动检查装置结构图 1 整体机架 2 平衡机构 3 传动机构 4 检查机构 5 为缸盖 6 传送带 13 本章小结 本章主要介绍了此次设计的目的和连接螺栓自动检查装置的构思。 本章提出了垫圈和螺栓可能 出现的安装错误，大致出现的五种情况。 针对这一情况有了初步想法并决定了设计方案是：设计一个能够通过动力在支架上自由滑动的传感器来完成检查装置的任务。 14 第 3 章 自动检查装置主要部件的设计 检查装置的设计 检查装置的原理 螺栓的装配过程中会出现五种错误的情况，而正确的装配是只有一个垫圈和一个螺栓。 所要检查的螺栓是螺栓头高为 10mm，垫圈的高度是 2mm，总高度是 12mm。 因此我们可以利用螺栓头和垫圈的总高度来确定装配是否正确。 本设 计利用数字测长传感器由上而下到达螺栓头的高度来确定安装是否正确。 向系统输入正确装配时螺栓头和垫圈的总高度 12mm，以一个螺栓和一个垫圈时，螺栓头上端为基准，因此就可以判断其他的高度是错误的安装。 其传感器的简图如图 ，传感器的性能指标见表。 表 传感器的性能指标 传感器型号 测定范围 分辨率 使用温度 使用湿度 测头重 AT110 ～ + 10 m 10～ +80℃ （但不结冰） 35～ 85% （但不结雾水） 约 150g 图 传感器 1导线 2传感器 15 数字侧长传感器个数的选择 由于检查的时间为 60 秒，需要检查的螺栓数目为 10个，这里存在一个传感器数目优化的问题，有三个方案可以考虑： ① 利用 10 个传感器同时检查 ② 利用 1 个传感器，分 10次检查 ③ 利用 5 个传感器，分 2次检查 方案①：由于时间是 60 秒， 10 个一起检查时间有剩余，多余的时间被浪费，况且 10个传感器的费用大。 方案②：费用上很经济，但是由于时间是 60 秒，所以在时间上是很紧张。 方案③：通过 5个 传感器分步在缸盖的两侧检查，时间和费用上达到折中。 通过综合的分析方案③最为优越，故选择方案③。 检查机构的连接和固定 在螺栓的检查机构中出现了以下几种问题： ① 螺栓孔的大小是Φ 11，而检查机构中所选取传感器的触头小于Φ 11；在检查既没有垫圈也没有螺栓时触头会插到螺栓孔中。 ② 由于是利用每次一起检查 5个螺栓的机构，而这 5个螺栓的装配又不能保证一定是正确的装配，于是就出现了检查的螺栓的高度不同，因此传感器不能一同接触到螺栓的顶部。 ③ 怎样保持 5个传感器移动的一致性，怎样能够做到更经济地使用等 问题。 鉴于以上的问题设计了如下图。 图中 1 表示为厚度为 20mm 的 45钢的钢板，将 5 个传感器分别固定在钢板上这样来保证一致性，也节省了分别用 5 个动力装置的费用，鉴于在检查过程中整个检查机构要受到力的作用，所以钢板与检查机构（也就是 1 与 3）的连接是刚性连接；图中构件 2 为弹簧，利用弹簧的伸缩保证每个传感器接触到螺栓，以达到检查的目的，另外在整体抬升的时候保证可以将下面的装置弹开。 而弹簧由特制的构件 11 和构件 4 来固定，当构件 5滑到最底端时弹簧为自然长度；图中构件 5为阶梯形的管套，其连接如图所示，而固定 由构件 3上的 8 销来固定，构件 5 可以与构件 3之间是滑动配合，并能够在一定的范围内滑动，而阶梯管套的阶梯下端又有两种选择：一种选择是实心的钢柱，另一种是图中所示的钢管，比较而言第一种更耐用但自重增加，更重要的是在安装 7 构件时加工很难。 而第二种只需要加工一个内螺纹即可容易的安装上构件 7；图中 7 为替代传感器的构件，其直径是大于Φ 11 的，这样保证不会探入到螺栓 头部的内六角 孔中；图中构件 6是传感器接触的平台，并用一个螺栓在侧面将其固定在构件 5上；图中 9为数字测长传感器；图 16 中 10为固定传感器的构件。 检查的过程就是整体向下 移动，构件 7接触到螺栓，弹簧被压缩，构件 6上升接触传感器，通过传感器的伸缩量来确定螺栓安装正确与否的任 务。 钢板与提升钢板的活塞杆连接在这里有两个方案可以考虑： ① 活塞杆与连接 5个检查机构的钢板，可以像导柱一样采用刚性连接。 ② 可以设计一个较为精确的机构来把活塞杆与钢板连接。 比较分析可知：① 方案可以保证检查时较高的精确性，但对于钢板来说，以有两个导向是刚性连接，再在钢板上加工孔时较困难。 且安装时较难。 ② 方案由于已经有导向与钢板是刚性连接，在检查的这个 过程中，精度已经完全可以达到保证，故设计一个机构，如上图 所示。 图中 1为设计的连接活塞杆和钢板的机构； 2 为钢板； 3 为活塞杆。 首先，将活塞杆车成与机构 1 相配合的螺纹并与之连接，然后在活塞的端部加以垫圈和螺母旋紧。 因为有导向柱是刚性连接，所以这个机构还可以保证活塞杆在上下运动时，有一定的摆动而不影响检查的准确性。 图 检查机构 图 钢板与活塞杆连接示意图 17 综合两种方案可以一目了然的看到优缺点，方案②更适合整个装置的设计思路，故选择方案②。 所涉及到弹簧的选择计算如下： 取 d= 经过查表得： D2=14mm D1= D2d= 式中： d—— 弹簧丝直径 ； D1—— 弹簧内径 ； D2 —— 弹簧中径。 查表确定有效圈数： n=7 圈，自由高度为： H0=Pn+2d=，适应载荷为 Kd=。 整体 机架的设计 机架形式的确定 由于所需要检查的螺栓是 M10 内六角螺栓，因此对机架有着较高的要求。 机架不仅要有较高的稳定性还需要有较高的精确性，有两种方案机架可供选择，如下图 所示： 方案 1— 悬臂梁式支架 方案 2— 四钢柱式机架 图 机架形式 方案 1—— 悬臂梁式机架，节省材料，经济；占用空间较小；自重较轻；便于移动。 但对机架的材料要求较高，稳定性和精确性相对较低。 方案 2—— 四钢柱式机架，占用空间较大；自重较大；不便于移动。 但是稳定性和精确性较高。 鉴于该检查装置对机架的要求，综合地比较两者的优缺点，最终确定选用四钢柱 18 式的机架。 机架的材料确定为 45 号钢，厚度为 H=40mm。 挠度的计算 由于整个检查机构的重量都要作用于机架的上钢板，所以上钢板会有微小的形变，于是需 要计算上钢板的挠度，来检查检查机构的重量会不会对整个装置的检查过程带来影响。 为了保证上钢板能精准地支撑整个装置工作，所以对上钢板进行挠度的计算。 上钢板的受力情况可以简化成如下面 图 所示 的力学模型： 图 上钢板的受力情况 讨论这一简支梁的弯曲变形。 利用平衡方程求得支反力为： 221 FNN  查《机械设计手册》的挠度的计算公式得到以下参数： 最大转角为：。