基于cad的汽车半轴模锻生产线三维数字建模和运动仿真_毕业设计(编辑修改稿)

基于cad的汽车半轴模锻生产线三维数字建模和运动仿真_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

，各设备平面外形尺寸约为 (水平长度 x 垂直长度 )：加热炉 2电气控制柜和加热炉控制柜 3是 600mm x 400mm；液压机 1是 900mm x 800mm。 则如图 平面局部布置图 2 所示，设计其余各设备间的位置状况如下：以料仓处的翻转机构为参照，液压机 1在其水平距离 200mm， 垂直距离 800mm 处。 以液压机1为参照，邮箱在液压机 1 垂直距离 500mm 处；加热炉 2 电气控制柜在液压机 1 水平距离 500mm 处。 本科毕业设计说明书（论文） 第 11 页 共 28 页 图 生产线设备平面布置局部图 3 如图 生产线设备平面布置局部图 3 所示，机器人 3 至摆辗机水平距离为200mm。 因此，综上所述，整条生产线占地平面水平长度为 7090mm，垂直长度为 7000mm。 本科毕业设计说明书（论文） 第 12 页 共 28 页 3 结构设计及计算 3． 1 输送装置设计及计算 输送链的选择 考虑到汽车半轴模锻生产线的特殊性，工件经由机械手 1 进行加热预锻后形状改变，因此 需在机械手 1 之后的输送链板上装上支架，如图 所示，支撑工件继续传送。 图 支架结构示意图 传送装置有很多类型，由于在输送装置上需要进行定位和夹紧工序，因此输送装置选择履带式链条输送。 它有很多优点 :结构紧凑，承载能力比较大。 输送位置准确，且能完成几个动作的同步输送。 还可以在恶劣的环境里工作，如高温、灰尘、油或水中，这些特点也恰恰符合汽车半轴模锻自动生产线液压系统的需要。 本生产线采用履带式链条输送，其链轮结构示意图如图 所示。 本科毕业设计说明书（论文） 第 13 页 共 28 页 图 链轮结构示意图 本生产线中，链条材质并无特殊要求，因 此，选用 45 钢 [12]。 型号可以选择浙江输送链长生产的标准输送链 GB835087（ ISO19771996）。 输送链驱动装置选择 输送装置的驱动方式有 :液压式、气动式、电动式等。 综合比较，汽车半轴模锻生产线宜采用液压驱动 [13]，有以下优点 : ① 采用液压容易达到较高的压力 (常用液压为 ~ )，体积较小，可以获得较大的推力或转矩。 ② 液压系统介质的可压缩性小，工作平稳可靠。 ③ 液压传动中，力、速度和方向比较容易实现自动控制。 ④ 液压系统采用油液作介质，具有防锈 性和自润滑性能，可以提高机械效率，使用寿命长。 图 液压缸机构示意图 选用的液压缸要符合本生产线，并驱动棘轮机构（下节介绍），则应采用双作用单杆活塞式液压缸，缸径取 40mm，活塞杆直径取 25mm，压力等级取 16MPa，并且杠头 本科毕业设计说明书（论文） 第 14 页 共 28 页 耳环带衬套，杆端内螺纹，不带缓冲，油口连接方式为内螺纹连接。 则则其型号为：HSGL0140/25E1201。 其机构示意图如图 所示。 输送链的改造 a. 结构设计 考虑到汽车半轴模锻生产线上，汽车半轴的加工工序，输送链并不是连续传送的，因此有必要对输送链进 行改造，使其间歇传送。 输送链改造设计是该生产线设计的一个创新点。 其工作原理如图 所示。 由工作条件可知，半轴模锻是逐根进行的，因此送料动作为间歇运动。 经多方调研，考虑到棘轮棘爪机构能够实现间歇运动，因此在最终设计中采用棘轮棘爪机构实现工件的单向间歇式送料动作。 棘轮机构主要由棘轮、棘爪、止动棘爪、摇杆、弹簧和液压缸等所组成。 图 棘轮机构工作原理图 棘轮通过键固联在输送链链轮轴上实现棘轮与轴的同步运动，摇杆空套在轴上。 当摇杆在油缸的推动下顺时针摆动 45176。 时，与摇杆相连的棘爪借助于弹簧的作用插入棘 轮的齿槽内，使棘轮随着顺时针转过 45176。 ，输送链链轮轴同步运动。 当摇杆逆时针摆动 45176。 时，驱动棘爪便在棘轮齿背上滑过。 此时，弹簧迫使止动棘爪插入棘轮的齿 本科毕业设计说明书（论文） 第 15 页 共 28 页 槽，阻止棘轮逆时针方向转动，故棘轮静止不动。 当摇杆在油缸的推动下往复地摆动时，棘轮便带动输送链间歇传送，从而实现不断的送料运动。 棘轮装置作为该设计中的一个创新点，机构选择合理，结构设计紧凑，能够结合实际工况，用最简便的方法解决了较为复杂的运动问题，极大提高了送料的效率。 b. 棘轮相关计算 根据液压缸推动棘轮所转的角度，取棘轮的模数 16m ，齿数 16z。 取棘轮齿槽夹角 60 ，齿槽圆半径 mmr  ，厚度 mmb 40。 如图 所示。 图 棘轮结构示意图 则齿高 : mmmh  齿顶厚 : mmma 16 齿顶圆直径 : mmmzd a 2 5 61616  齿根圆直径 : mmmdhdd aaf  齿底长度 : mmzhe n162 n    设定棘轮的材料为 45 钢，取其弯曲应力 MPab  ， 本科毕业设计说明书（论文） 第 16 页 共 28 页 则容许传动力为： NbeF bb 522   此容许传动力在机构要求范围内，故棘轮设计合理。 (a) 棘爪 (b) 止动棘爪 图 棘爪结构示意图 棘爪机构示意图如图 所示。 棘爪上的止动弹簧连接开口尺寸不应太小，否则难以符合 工作强度要求。 棘爪尖顶圆角半径 r1 一般取 2mm，棘爪底长度 a1 一般取~1mm，在此，取 a1 =1mm。 则计算得： 棘爪工作长度为： mmmpl   符合文中机构工作要求。 c. 液压缸的计算 由上节选用液压缸型号可以进行以下计算： (1) 理论驱动力： kgGPPPP 90 封磨贯驱 (2) 实际驱动力： 本科毕业设计说明书（论文） 第 17 页 共 28 页 KPP  理实 .902KK   ，—传力机构的机械效率— —安全系数，— (3) 油缸的工作压力： 222 /42004cmkgDPP   (4) 流量： 油缸推动摇杆顺时针旋转 45176。 ，油缸行程为 250mm，动作时间为 2s， 则 scmtv /.512225   摇杆顺时针旋转 45176。 所需流量 Q 为： mi n/ 0 0 04 22 lvDQ    (5) 油泵选择 由于油路中由调速阀，故其压力损失为 5kg/cm2   MP acmkgP  因。