车用仪表台装配台结构设计说明书(编辑修改稿)

车用仪表台装配台结构设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

用驱动电机和普通齿轮减速器 ， 与 机械传动轨迹控制 精度相比小 1~2 级 ， 但生产价格 便宜。 非标准机械设备与制造业在我国起步较晚，与国外同行企业的技术 相比 ，在中国生产的国产非标准设备的企业相 对薄弱，质量是比不上 ，而且 难以形成持续的发展。 翻转设备作为非标设备的一个典型的例子，也是如此。 但是，就目前的装配装置而言，大部分装配装置尤其是汽车的装备太操作繁琐，智能化程度低，工人的工作强度高。 而且很多装配台都是针对某一个或者几个类型的设备进行装配，属于专用设计装置，这就很大程度上制约了这种装置的推广性和批量生产应用的可能。 课题研究目标和内容 本文主要针对仪表台的装配过程中实现的翻转现象进行装配台结构的设计。 最终设计出的结构需要实现对车用仪表台的翻转、旋转、定位、接油、移动功能，并且解决了仪表盘 装配线 配线存在占地面积大、成本高、翻转不方便和装配人员劳动强度大 等 问题。 安装过程中极大的方 便工人师傅有更好的视觉空间来观察和安装零部件 ,从而提高仪表台零件安装质量。 主要研究内容：本设计最终需要设计出一套 符合人机工程 、 能够迅速便捷固定仪表盘支架 的装配平台。 并 对装配平台进行重心位置分析，确保该平台不翻倒 ； 对 平台 中关键 零 部件进行校核 计算 ； 最后还需要设计出 参考仪表盘支架模型 结构。 完成车用仪表台装配平台 机构的所有二维 CAD 图纸的绘制；完成 依据 本设计中具体要求的工作条件和特定工况设计出来 仪表盘 机构 支架 的三维建模；设计 的仪表台安装台三维模型，需能够实现其对仪表台的安装定位功能。 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 5 第二章 仪表台装配方案的确定 仪表台支架的分析 一般，汽车钣金件形状复杂、不规则，定位、支撑、装夹比较困难，而且刚性较差，在检测过程中，若变形会引起误差；一般讲覆盖件的尺寸基准至于车身坐标系中处理。 汽车钣金件 有两种测量方案：测量机触发测量和非接触测量。 在薄壁件的检测中，有柔性夹具、按照理论值专门定做的专用夹具和相关检具 [2]。 由于仪表台支架里面的零件比较复杂，结构、轮廓尺寸、加工所需精度、表面粗糙度等方面都各不相同，所以来说，装配路线和方法的制定是一个非常重要的问题 [3]。 本次课题研究是仪表台支架装配的问题，需要根据设计要求，从总体出发，慢慢地深入地各个细小的零部件，综合分析各个零件之间的联系，从而拟定最合理的装配方案。 一个正确的机械设计方案将决定是否能在经济许可的情况下，提高产品质量和工作效率 [3]。 所需设计装配台的装配台是仪表台，结构较复杂。 包含仪表台支架轴、仪表盖子 、后盖支撑板、底部支撑块零件组成，它们大多数都属于钣金件，需通过钣金工艺加工，即剪、冲 /切 /复合、折、焊接、铆接、拼接、成型的方法 [2]。 仪表台主要参数：总质量为。 使用 solidworks 对仪表台支架进行建模如下图所示： 图 21 车用仪表台支架模型 后盖支撑板 仪表台支架轴 仪表盖子 底部支撑块 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 6 仪表台定位基面以及支架定位方式的确定 定位基面的选择，要从夹具设计的角度出发，一般要遵循三个原则： ⑴ 尽可能使用精加工过的表面为定位基面 ,并尽可能使定位基准与工序基准重合，以保证有足够的定位精度； ⑵ 应当使工件的装夹简易、稳定 ,便于操纵 ,并且变形最小； ⑶ 服从基准重合、基准统一的原则 ,尽可能减少夹具的种类 ,从而提高被加工零件表面的位置精度 [3]。 根据以上基本原则，我们要设计的装配台是为装配仪表台支架零件服务的，它的基准面就应该是仪表台支架的底部，即仪表台支撑块底部。 选择该 底部，不仅符合基准重合原则，而且可以使仪表台装配台设计简单并且能使支架的定位更加地趋于稳定。 支架的定位：在机械设计生产中，使用的定位方式一般都是采用“一面两销”的定位方式，这样可以保证装配过程中的基准统一。 此次采用的定位就是“一面两销”定位方式。 仪表台支撑块两个底部各有一个形似“椭圆形”的定位孔，可以采用两个圆柱销作为定位元件，与它配合，从而方便地实现支架零件的拆卸。 同时，可以限制仪表台支撑块的一个平面。 此时，便实现了“一面两销”限位方式。 下面是仪表台定位部位的如图 22及 23： 图 2— 2 仪表台（左视图） 图 23 仪表台（前视图） 仪表台底部 定位孔 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 7 第三章 车用仪表台装配台总体设计方案 设计的目的 仪表台零件装配 过程中都会使用到夹具来固定工件 使之占有正确的位置 ，以便维修 和 装配。 由于仪表台支架工件过大，从而不方便调节位置。 过去，对仪表台支架进行装配加工过程中需对其翻转架进行多次翻转和定位，才能实现对仪表台零件的安装，安装生产效率低，大大提高工人的劳动强度，而且安装定位的精度也大打折扣。 所以进行仪表台装配台的设 计，装配台的结构设计需满足 以下设计要求： 1） 装配平台设计合理，符合人机工程，能够迅速便捷固定仪表盘支架； 2） 装配平台要能实现运动功能，以便于装配过程不受场所的限制； 3） 装配平台要能够实现 360176。 旋转，同时应具有限位自锁功能，有利于工人更好地操作、控制仪表台，不需要改变自己的工位，有效减少劳动强度； 4） 装配平台需能翻转一定角度，但必须保证翻转仪表台后须保证重心在装配体上，确保装配平台不翻倒； 5） 考虑到装配过程中，难免会有油质等杂质掉落，需对装配平台采取一定接油措施，防止对仪表台装配过程带来影响。 结构的选择和主要 参数的确定 结构的选择 根据仪表台形状和设计的要求，初步确定仪表台装配台结构设计应该包括五个部分，即翻转机构、旋转机构、限位机构、接油机构、移动机构。 关于翻转机构，曾提出两个思路，首先两者都是由底板和翻转台面组成，关键在于两者之间的连接关系。 第一个思路是提出两者可以采取铰链连接，再采用螺钉使两者相互连接；第二个思路是两者或许可以通过一个圆柱销相互连接；综合这两种思路，考虑到仪表台装配过程中的稳定性，采用第二种思路更为合理。 最初设计附图 332。 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 8 图 31 铰链连接设计（不合理） 图 32 圆柱销连接设计（合理） 关于旋转机构，提出的思路是采用一个转轴，转轴安装在旋转装置上。 有关转轴与装配平台的底板如何更好地连接在一起，设计过程中提出过两种思路，第一种思路是将转轴焊接在底板的中心，第二种思路是在转轴和装配台底板中心打两个对称的螺纹孔。 对这两种方案进行比较，第二种方案更容易采用和实现，第一种方案焊接难度比较大，出现误差的可能性比较大。 转轴支撑仪表台装配台旋转，转轴的旋转需采用两个滚动轴承。 转轴旋转的支撑装置，采用了轴承座。 对旋转部分的总体支撑，考虑到仪表台总体质量并不高（ ）， 决定采用一根支撑体。 关于支撑体的形状，曾提过两个思路，分别是方形钢管和圆形钢管。 这两种思路综合转轴及其它部件的外形选择，选择圆形钢管更为合适。 限位机构的设计，考虑到仪表台在实行安装、翻转、旋转过程中，需要在一定位置对它进行限位，从而实现装配台的自锁，使仪表台装配台在装配过程更加的稳定。 在仪表台安装到翻转平面，应该使翻转平面处于水平面。 此时在装配平台底板设计一个挡块装置，使用挡块将翻转平台限制与上表面。 仪表台在翻转过程中不能无限制的翻转，此时设计一个翻转限位机构很重要。 对与翻转台限位机构的设计，提出的初步方 案是在翻转台上设计一个支撑柱，将立柱支撑在装配平台上。 后续该方案被否决，江苏科技大学本科毕业设计（论文） 9 因为立柱只能起到支撑作用，不能起到抗拉作用，而且仪表台支架的重心不一定能保证在翻转台面侧，因此不能真正实现限位的功能。 后续设计的翻转限位块，设计了一定导程，并采用螺钉对翻转台面翻转限位。 在装配台 360176。 旋转时，工人需要在合适的角度进行安装，此时需设计一个旋转限位机构。 查阅了关于限位机构的相关文献，目前的限位机构通常都是一个限位销，于是决定采用一个限位销。 但要使限位销对旋转平台实现限位功能，需在转轴装置一个限位装置。 限位装置初定为一个分度 盘。 但考虑到限制装配台旋转过程中，在限转的同时实现自锁格外重要。 查阅了相关限位装置专利，查阅到一篇《拖拉机下拉杆限位装置》，根据其设计特点，设计一个下拉脚踏机构，工作原理基本相同。 当初相关设计如图 3 34 所示： 图 33 翻转台限位立柱（不合理） 图 34 翻转台限位块（合理 ） 接油机构的设计，是为了解决装配过程中的漏油问题。 最初设计的接油盘结构与装配台底板相连接，但存在漏油缺点，并且缺少接油设备。 后续设计的接油盘中心，与转轴靠近，更能够解决漏油的 问题。 接油箱与接油盘通过螺栓相连接，拆装简单，便于接油箱的更换。 移动机构的设计，是为了实现装配台能够实现运动的要求。 装配台要能够实现自由运动，需要在装配台底部安装移动装置。 装配台的底部设计成一个框架形式。 框架的形状初定为正方体，后考虑到仪表台支架的形状，将底部框架定为长方体更为合适。 并在长方体框架底部可以安装两个定向轮和两个万向轮。 底板框架可以用来支撑圆形钢管的质量。 主要参数的确定 仪表台支架总质量。 为满足人体工程学的要求，而且目前大学生的平均身高为 ,以及站立作业装配平台 距地面的合理高度应是 11001300mm，选取高度为 1100mm，是理想的装配高度。 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 10 第四章 车用仪表台装配台的总体设计计算 装配台翻转机构的设计 翻转台面的设计 翻转台面的设计主要是根据仪表台支架底部框架的结构进行设计定位。 考虑到翻转台面大小能适合工人手动旋转，初取 180mm(长） 180mm(宽 ) 15mm(厚度 )的毛胚，边角的大小和翻转台平面的倒角一致，均为 R10。 翻转台面外形设计成一个“ U”型。 因外总体方案时考虑到需要设计一个挡块装置。 翻转台面的左端设计一个尾槽，需与支架的后部重 合，这样才能做到精确定位。 翻转台面还打两个翻转限位螺纹孔。 翻转台面上打两个对称的限位孔，可以用来插装定位装置实现对仪表台支架的固定。 圆柱销孔为便于底板与翻转台面连接。 翻转台面的设计要充分考虑到装配台质量分布均匀、翻转的稳定性以及各部件是否产生干涉等因素。 下面对整个设计过程进行分析：翻转台面尺寸的确定主要根据仪表台支架底部结构的外形尺寸决定 [4]。 根据仪表台的放置位置和方向，初步确定翻转台面的外廓尺寸。 根据仪表台底部孔的位置在翻转台面设计两个凸台，凸台上面设计了两个销孔（ 12 孔）。 尾槽的长度正好对应于仪表台底部的长度，对支架起到限位的作用。 设计材料： Q235 碳素钢。 详细如图 4 4 4 4 45 所示： 图 4— 1 翻转台面设计三维图 凸台 尾槽 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 11 图 42 翻转台面（左视图） 图 4— 3 仪表台（左视图） 图 44 仪表台（前视图） 图 45 仪表台翻转台面装配图 翻转限位块螺纹孔 限位孔 仪表台底部 定位孔 圆柱销孔 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 12 仪表台定位元件的设计 仪表台定位元件的设计是为了使仪表 台零件在安装过程更加地平稳，由 可知，销孔的大小为 12 ，所以要设计的工件定位销尺寸也应为 12。 考虑到仪表台工件装配时，为了提高工件的装配效率，工件定位销可安装放置在翻转台面侧面。 工件定位销尺寸确定后，接下来就是设计工件定位销的辅助零件，辅助零件的生产是为了提高仪表台装配台的生产效率。 设计材料： Q235 碳素钢。 设计的工件定位销与辅助零件如下图所示： 图 46 工件定位销 图 47 短环链 图 48 短环吊链 图 49 定位元件安装图示 江苏科技大学本科毕业设计（论文） 13 挡块装置、定位插排及托架的设计 为了使仪表台支架在安装的过程中始终处于一个水平面，需要在底板上设计一个挡块装置。 挡块可以阻挡仪表台支架在安装过程中支架的突然翻转，有利于提高仪表台安装的稳定性。 挡 块装置的外形设计成长方体，外形尺寸需小于翻转台面最近两段距离。 外形尺寸初步定位为 100mm(长 ) 60mm(宽 ) 30mm(厚度 )。 挡块共分为四部分，分 别 为 挡块 盖 板 、挡 块 底 板 、挡 块 (JB/) 、 定位 插 销(JB/T80151999A 型 16 30)。 盖板与底板采用的螺纹孔均为 M6 螺纹孔。 定位插排与托架起到辅助仪表台支架零件。