汽車減震器自動生產線 涂料供應機構設計（優(yōu)秀含CAD圖紙+設計說明書）

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[3] 朱家誠編著.機械設計手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1996 [4] 曾正明.機械工程材料手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2003 [5] 鄭文緯,吳克堅,機械原理[M].第七版 高等教育出版社,2003 [6] 濮良貴,紀名剛,機械設計[M].第七版 高等教育出版社,2001 [7] 白柳.液壓與氣壓傳動[M]. 機械工業(yè)出版社.2009年8月 [8] 朱龍根，機械系統(tǒng)設計（第二版）[M] 機械工業(yè)出版社，2005 [9] 劉美玲，雷振德.機械設計基礎[M]. 北京：科學出版社，2005 [10] 裘文言，張祖繼. 機械制圖.[M] 北京：高等教育出版社,2003 [11] 李潔 ,互換性與測量技術基礎[M] 電子工業(yè)出版社,2011 [12] 孫恒、陳作模、葛文杰、 等. 機械原理[M] 高等教育出版社，2006年5月 [13] 徐創(chuàng)文、 高成秀 . 機械工程專業(yè)英語[M]. 電子工業(yè)出版社，2010 [14] 劉永田、謝宗法. 畫法幾何與機械制圖[M]. 北京航空航天大學出版社，2007 [15] 李萬莉. 工程機械液壓系統(tǒng)設計[M]. 同濟大學出版社，2011 [16] 朱龍根，簡明機械零件設計手冊（第二版）[M].機械工業(yè)出版社，2005 [17] Creve ling C M.。最優(yōu)標準的開發(fā)手冊[M].Addison-Wesley出版社，1997 指導教師意見（課題難度是否適中、工作量是否飽滿、進度安排是否合理、工作條件是否具備等） 指導教師簽名： 年 月 日 專家組及學院意見（選題是否適宜、各項內容是否達到畢業(yè)設計（論文）大綱要求、整改意見等） 專家組成員簽字： 教學院長（簽章）： 年 月 日 畢 業(yè) 設 計 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 汽車減震器自動生產線 涂料供應機構設計 Automatic production line for automobile shock absorber Paint supply mechanism design  摘 要 減震器是汽車必不可少的重要元件之一，此設計就汽車減震器自動生產線中的重要部分，即涂料供應部分進行相關設計，以滿足自動生產和批量生產的要求。 從設計的要求出發(fā)，依據給定的設計參數，進行了方案論證。然后根據需要，將涂料供應系統(tǒng)細化為涂料進給機構、垂直舉升機構以及自動預警機構。其中，以垂直舉升機構以及自動預警機構為重點。在垂直舉升機構設計中，著重介紹了設計要求、參數以及氣缸的選擇等問題。在自動預警機構中，著重介紹了彈簧相關參數的確定以及校核，兩處軸承的選擇以及相關校核。工作時，由涂料進給機構在人工的作用下把涂料運送到垂直舉升機構上，在氣缸的作用下，涂料會被運送到指定工作高度。涂料即將被消耗完畢時，在預警機構的作用下，由垂直舉升機構將涂料桶運送到水平位置，經涂料進給機構運送出來，重新裝填涂料繼續(xù)工作。 重點是在各個機構均能獨立的工作前提下，在一定的空間范圍內，將涂料進給機構、垂直舉升機構、自動預警機構以及其它必要的裝置，如壓力表、隔膜泵、傳感器、各種擋板等在焊接涂料架內外合理分布。 關鍵詞：涂料供應；垂直舉升；自動預警 ABSTRACT Shock absorber is one of the important parts of automobile essential, this design is an important part of automatic production line of automobile shock absorber, namely the paint supply part is designed, in order to meet the automatic production and mass production requirements. Starting from the design requirements, according to the given design parameters, the scheme evaluation. Then according to the need, the paint supply system is subdivided into paint feed mechanism, a vertical lifting mechanism and an automatic early warning mechanism. Among them, the vertical lifting mechanism and the automatic early warning mechanism as the focus. In the design of vertical lifting mechanism, this paper introduces the design requirements, and the problems of choosing parameters of cylinder. In the automatic early warning mechanism, introduced emphatically the spring to determine the relevant parameters and check, two bearing selection and check. When working, by coating feed mechanism in artificial action to paint transported to vertical lifting mechanism, under the action of a cylinder, coating will be transported to the designated work height. Paint will be consumed, in the early warning mechanism, by the vertical lifting mechanism will paint barrels transported to the horizontal position, the paint feed mechanism for carrying it out, reload coatings continue to work. The focus is on the work in this mechanism can independently, in a certain space range, will paint feed mechanism, the vertical lifting mechanism, automatic early warning mechanism and other necessary means, such as pressure gauges, diaphragm pumps, sensors, various baffle in welding coating frame and reasonable distribution. Key Words：Paint supply; vertical lift; automatic warning 目 錄 1引言 1 1.1 現(xiàn)狀 1 1.1 研究的行業(yè)背景 1 1.1 研究的主要內容 2 2 總體設計 4 2.1 工作原理 4 2.2 系統(tǒng)組成 4 2.3 各種功能機構 4 2.2.1 涂料導入機構 4 2.2.1 垂直舉升機構 4 2.2.1 自動預警機構 5 2.4 本章小結 5 3 自動預警系統(tǒng)設計 6 3.1 設計要求 6 3.2 設計參數 6 3.2.1 彈簧的設計 7 3.2.2軸承的選取 9 3.2.3攪拌軸的設計 11 3.2.4聯(lián)軸器的選取 14 3.3 本章小結 14 4 垂直舉升機構設計 15 4.1 系統(tǒng)的設計要求 15 4.2 氣缸主要參數的設計 15 5 其它零部件的設計 18 5.1 隔膜泵的選取 19 結 論 21 參考文獻 22 附錄：外文資料 23 中文譯文 36 致 謝 45 畢業(yè)設計 1引言 1.1 現(xiàn)狀 近幾年來,隨著高等級公路通車里程的迅猛巨增,以及人民生活水平的提高，汽車越來越成為人們生活中不可或缺的一部分和最便捷的出行工具。但是目前，我國在汽車技術研發(fā)、標準與非標準研制、產業(yè)培育和市場應用等方面已具備一定基礎，但與發(fā)達國家相比，產業(yè)基礎薄弱、關鍵核心技術有待突破、信息安全存在潛在隱患等問題仍較突出，解決不好這些問題，就不能把握汽車未來信息服務業(yè)發(fā)展的主動權。其中尤以技術方面最為嚴重，嚴重制約我國汽車行業(yè)的健康良性發(fā)展。 1.2 研究的行業(yè)背景 近年經濟的快速發(fā)展，中國世界第二大經濟體的地位日益牢固。其中，工業(yè)發(fā)展所做貢獻當為首位，中國已成為公認的世界工廠。但業(yè)內專家認為，與之不相稱的是，企業(yè)大多還處在手工操作、勞動密集的初級階段。在西方發(fā)達國家，通過自動化機械設備，早已經進入了無人生產車間階段。我們國家絕大多數還靠勞動力來生產產品，這是一個非常大的差距。 市場需求旺盛 工業(yè)的發(fā)展，各行各業(yè)對工人的需求量都在大幅度的提高。在生產部門中，勞動密集型企業(yè)工人工資是一筆很大的支出，而且成本還在急劇上升。在保證產品質量的前題下，我們要想做更便宜的產品。唯一可走的路是降底生產成本，提高生產效率。人工操作的速度是有限的。不管是哪一個工位，哪一種產品。我們都不排除可以靠機器來操作的可能。但是在全球化的今天，中國正在喪失人口紅利，而工人的工資是只升不降的(由勞動法確定)，而且每個月都得按時支付，此費用隨著工人工作年限的延長而增加。由此，企業(yè)采用自動化設備的需求日益增加，由于各企業(yè)的具體情況不同，非標自動化的需求占據很大部分的比例。 非標設備機器的支出是可以事先預算的，比如：機器折舊、電、氣、日常維護、操作人員工資等。一臺機器的生產率可相當于最少幾個到幾十甚至幾百人，當然速度越快機器成本越大高。產品的生產成本得到最大限度的節(jié)約。而且，機器生產出來的產品質量更加有保證。金融危機過后的中國，非標自動化設備必然更加興盛。 國產比例逐漸提升 非標自動化市場正在快速增長，自動化產品運用深度持續(xù)增加。在這個領域，與發(fā)達國家相比國內整體水平上有10到20年的差距。新型非標自動化設備往往是機電一體化的設備，充分利用信息技術的最新成果。中國一些企業(yè)的設計人員卻對電子產品不熟悉，不敢或不會選用，大大限制了水平的提高。但最近10年，非標自動化在長三角、珠三角、京津唐地區(qū)獲得了很大的應用，國內企業(yè)正在迎頭趕上。 目前，高端產品依然主要由國外進口。但隨著國內類似一批企業(yè)的成長，國內生產的非標自動化產品所占的比例正在穩(wěn)步提高! 非標企業(yè)的生存與發(fā)展 隨著勞動力成本的不斷提高，越來越多的企業(yè)關注工廠自動化這一領域，也給這一行業(yè)帶來了發(fā)展商機。同時，如何提升服務水準也成了非標自動化機械行業(yè)的當務之急。目前，我國非標自動化機械化企業(yè)數量較多，但規(guī)模較小，技術落后、競爭同質化是共同的特點。如何參與這一行業(yè)的競爭成為一個挑戰(zhàn)! 一般來說，目前中小型非標自動化機械企業(yè)大多面臨資金，人才，市場三大挑戰(zhàn)，只有把這三者平衡處理好，才有可能生存，也才有機會面對市場可能出現(xiàn)的機遇。所以必須靜下心來，苦練內功，始終堅持信譽第一、客戶第一、質量第一的經營方針服務好每一位客戶。為客戶提供從方案、加工、組裝到調試的一體化解決方案。從產品的構思→方案→建模→出圖→加工→組裝→調試，提供給客戶一整套的解決方案。 因為這一行業(yè)的技術門檻相對要高一些，所以做到這一點并不容易，涉及到設計，生產，安裝，現(xiàn)場調試及售后服務等諸多環(huán)節(jié)，企業(yè)團隊的建設也就特別重要。由于規(guī)模較小，如何克服分工不夠明確的困難也是一個難題。 1.3 研究主要內容 汽車是“改變世界的機器”、推動社會進步的車輪，汽車已經成為我們日常生活中不可或缺的重要組成部分。汽車的普遍使用，將改變經濟社會結構，形成一整套新的經濟、文化、生活體系，改善人的生活質量，推進社會進步，促進了經濟發(fā)展。 為減輕和降低汽車發(fā)動機及變速箱的震動對汽車舒適度的影響，在發(fā)動機及變速箱和車架聯(lián)接處都采用柔性連接的方式，即安裝有以橡膠做為彈性元件，帶有液壓阻尼系統(tǒng)的減震器。 其工作原理為懸架系統(tǒng)中由于彈性元件受沖擊產生振動，為改善汽車行駛平順性，懸架中與彈性元件并聯(lián)安裝減振器，為衰減振動，汽車懸架系統(tǒng)中采用減振器多是液力減振器，其工作原理是當車架（或車身）和車轎間受振動出現(xiàn)相對運動時，通過減振器內的活塞上下移動，減振器腔內的油液便反復地從一個腔經過不同的孔隙流入另一個腔內。此時孔壁與油液間的摩擦和油液分子間的內摩擦對振動形成阻尼力，使汽車振動能量轉化為油液熱能，再由減振器吸收散發(fā)到大氣中。在油液通道截面和等因素不變時，阻尼力隨車架與車橋（或車輪）之間的相對運動速度增減，并與油液粘度有關。 減震器從產生阻尼的材料這個角度劃分主要有液壓和充氣兩種，還有一種可變阻尼的減震器。汽車懸架系統(tǒng)中現(xiàn)廣泛采用液力減震器。其原理是，當車架與車橋做往復相對運動兒活塞在減震器的缸筒內往復移動時，減震器殼體內的油液便反復地從內腔通過一些窄小的孔隙流入另一內腔。此時，液體與內壁的摩擦及液體分子的內摩擦便形成對振動的阻尼力。 為優(yōu)化減震器安裝過程中加工、運送、裝配、檢驗等一系列生產。故設計汽車減震器自動生產線，此自動液封生產線體可實現(xiàn)減震器的阻尼系統(tǒng)，在充滿液體的環(huán)境下進行液體封裝、壓入作業(yè)。該生產線體由本體自動上料、導流管自動上料、蓋體自動上料、油液環(huán)境下預裝配、油液環(huán)境下壓裝、蒸汽干燥、光電圖像自動識別檢測、動靜缸檢測、減震器自動下料、自動裝箱、及基座壓力裝配等工位構成。 為降低生產成本，提高生產效率，采用非標自動化生產線生產汽車減震器。由于改自動生產線過于復雜和龐大，我們采用分工設計，總體考慮的原則。即將整個生產線細化為幾個工段，但是工段前后的銜接必須自然可靠，簡便可行。在該前提下，我負責涂料供應機構的設計。 2 總體設計 2.1 工作原理 當工作人員將裝滿涂料的油漆桶裝在漆桶托架上下，人工推入箱內，經導正板固定后，由氣壓系統(tǒng)將桶升到工作高度。這時，電機啟動帶動鏈條，再由鏈條帶動與之相連接的攪拌軸，最后攪拌軸帶動攪拌螺旋槳，將涂料攪拌均勻，開始供應涂料。一段時間后，隨著涂料不斷被消耗，至臨界重量是會觸發(fā)系統(tǒng)的報警裝置，該系統(tǒng)停止供應涂料，由人工將油漆桶推出焊接涂料架，重新裝填新的涂料后繼續(xù)循環(huán)工作。 2.2 系統(tǒng)組成 涂料供應機構主要由涂料盛放裝置、導入裝置、氣壓抬升裝置以及自動預警裝置組成。 工作整體參數如下： 整體外形尺寸（長×寬×高）：710×630×1320mm 主要機構尺寸（長×寬×高）：710×630×890mm 電動機功率：200 轉速： 2.3 各種功能機構裝置 2.3.1 涂料盛放和導入裝置 該機構用于盛放涂料，保證在工作過程中不會溢出系統(tǒng)影響環(huán)境和員工的身體健康，以及工作的連續(xù)性和可操作性。該機構包括帶有桶蓋的盛放涂料的料筒、導正板、油漆桶托架和帶輪的小推車組成。 2.3.2 垂直舉升機構 該機構用于將導入裝置升至工作高度，以便想噴涂裝置提供足夠的涂料。該機構主要靠4只氣缸工作，由4只氣缸把盛放在小車上裝滿涂料的桶工作高度，預警系統(tǒng)工作后，再將盛放在小車上裝滿涂料的桶將至水平地面，由人工推出，重新裝填后在循環(huán)工作。 2.3.3 自動預警裝置 該裝置設置的目的是為了自動檢測噴漆裝置內部的噴漆何時用完。其基本原理是杠杠原理，其等效杠桿是一對稱的平衡臂。杠杠的一邊通過軸承連接到盛放在小車上裝滿涂料的桶，一邊連接帶有可伸縮彈簧的與控制電腦連接的預警器，通過一對前后對稱的軸承作為支點而連接在一起。該機構由4根稱重桿、一對起支撐作用的軸承、一對起稱重作用的軸承、焊接涂料架、料筒限位塊、彈簧和彈簧調整板組成。 2.4 本章小結 本章主要簡要地介紹了涂料供應系統(tǒng)的總體設計，包括其工作原理，系統(tǒng)組成，各種功能機構。 3 自動預警系統(tǒng)設計 3.1 設計要求 系統(tǒng)在廠房內工作，所以要求穩(wěn)定性，低噪音，安全性，在設計時須確定最大工作強度對其進行校核。 3.2 設計參數 預警系統(tǒng)示意圖 該系統(tǒng)工作的基本原理是杠杠原理。由人工將裝滿涂料的料筒放在小車上，推入涂料架內，有導正板固定。在四個均勻分布的氣壓缸的作用下，升至工作高度。此時電機啟動，帶動鏈條，再由鏈條帶動攪拌軸轉動，將涂料混合均勻，向噴涂裝置輸送燃料。系統(tǒng)在工作時，隨著噴涂的不斷進行；涂料被不斷地消耗，通過軸承和料筒之間的4個支桿，軸承的受力會發(fā)生變化，再由杠杠原理，通過平衡臂，彈簧的長度湖發(fā)生變化。當彈簧的長度到達臨界長度時會觸發(fā)報警器。此時工作停止，由氣壓缸將再由料筒的小車降至水平高度，由人工將料筒推出，重新注入涂料后重新工作。 3.2.1 彈簧的設計選取 根據油漆桶滿載和空載時的負載確定彈簧所受的極限拉力 滿載時，由杠桿定理可得： 式中：表示油料桶滿載時所受的拉力 表示彈簧到支撐軸承的有效作用距離 空載時，由杠桿定理可得： 式中：表示油料桶滿載時所受的拉力 表示彈簧到支撐軸承的有效作用距離 根據工作條件選擇材料并確定其許用應力 彈簧在一般載荷條件下工作，但是由于所受應力是持續(xù)性變化的，因此可以按第I類彈簧考慮?，F(xiàn)選用Ⅲ組碳素彈簧鋼絲。并根據 D-D2≤4 mm，估取彈簧鋼絲直徑為2.0mm。由表<彈簧鋼絲的拉伸強度極限>暫選σB=1470MPa，則根據表可知[τ]＝0.3σB＝0.31470MPa＝441 MPa。 根據強度條件計算彈簧鋼絲直徑 現(xiàn)選取旋繞比C=6，則得 　　 于是有 　　　　　 取d＝2.0mm。上值與原估取值相近,取彈簧鋼絲標準直徑d＝2.0mm(與計算值2.07mm僅差3％,可用)。此時D＝10mm,為標準值,則 　　　　　　　　　 所得尺寸與題中的限制條件相符，合適。此時， 根據剛度條件，計算彈簧圈數n. 　　彈簧剛度為 　　　　　　 　　由表<彈簧常用材料及其許用應力>取G=82000MPa,彈簧圈數n為 　　　　　　 　　取n＝13圈； 此時彈簧剛度為 　　　　　 驗算初應力τ0'，得 　　　 當C＝5時，可查得初應力τ0'的推茬值為78～150MPa，故此初應力值合適。 極限工作應力τlim 取τlim=1.12[τ]，則 　　　　　τlim=1.12×441 MPa=493.92 MPa 　　極限工作載荷 　　　　　　 疲勞強度的驗算 疲勞安全系數可以按照下面公式計算 式中: 彈簧材料的脈動循環(huán)剪切疲勞極限（MPa） 、-- 最小、最大切應力（MPa）； 彈簧疲勞強度的設計系數 又 MPa = 查表知，符合條件 進行結構設計 選定兩端鉤環(huán)，計算出全部尺寸 由以上計算可以確定彈簧的相關參數： 旋繞比 5 彈簧絲直徑 2mm 中經 10mm 內徑 10—2=8mm 外徑 12mm 長度 30mm (--鉤環(huán)軸向長度) 節(jié)距 2mm 螺旋角 3.2.2 軸承2的設計選取 軸承的選擇 軸承所受載荷的大小、方向、和性質，是選擇軸承的主要依據。由于該系統(tǒng)所受載荷較小，而且軸承在收到徑向力的同時，軸向力基本不存在，綜合考慮，優(yōu)先選擇深溝球軸承。 選取軸承代號：B6202.內徑為15mm型號：6202 品牌：FAG 系列：深溝球軸承 內徑：15mm 外徑：35mm 厚度：11mm 同理在另一處，選擇軸承型號6190 深溝球軸承。 軸承的校核 齒輪在轉動時受的力可以分為圓周力，以及徑向力。圓周力，徑向力的計算公式為 =2T/d,=，其中T為傳動的轉矩，d為齒輪的分度圓直徑，為壓力角。所以 =2192404.596=4008.4 N =4008.4=1458.9 N 設定軸承是正確安裝的，不受到軸向力。并且力的作用點在各級對應的中心點。所以得出齒輪軸上的受力簡圖。 A B C 軸的受力簡圖 根據A是齒輪中心，B是軸承中心，C為減速機輸出軸端點。可以得出AB之間的距離為57 mm，BC之間的距離為1740 mm，對C點取距，由此可以算出出=1409.4 N,=3874.4 N。根據力的合成，可以算出在B點收到的總的力F=4122.7 N。 滾動軸承的當量動載荷 由于該深溝球軸承承受的只有徑向當量動載荷，沒有受到軸向當量動載荷，由P=，對于只受到徑向載荷的軸承P= 根據軸承基本額定壽命公式 其中n=99.27 r/min ,C=27.2 KN,=3,代入公式，得 49021 h 算得結果軸承壽命大于機械設計壽命所以所選的軸承符合要求，是合格的。 3.2.3攪拌軸的設計 攪拌軸是連接攪拌槳和鏈條的重要元件，是向攪拌傳送動力的主要元件。由于實際工作尺寸過大，如果直接用軸連接攪拌槳和電機，則對軸的剛度等要求過高，不符合非標自動化的經濟性要求，而且工作是在換涂料的時候也不方便。所以在涂料焊接架內部的上半部分采用鏈條連接，下部分采用軸傳輸動力。這樣一來，既降低了對軸的剛度等要求，經濟性較好，還方便工人更換涂料。 設計要求： （1）滿足正常工作時的剛度要求，即軸在工作收到最大外力時，不會發(fā)生斷裂、扭轉變形或彎曲變形； （2）與其相連的工作元件配合良好，符合公差要求，不能相互影響。 攪拌軸直徑的選取 （1）初步估算軸的直徑 選取45號鋼作為攪拌機主軸的材料，調制處理，查表得=640N/，由表查得材料的許用應力：，由公式 。 式中，—軸傳遞的功率（kw）； n—軸的轉速 (r/min)； A—取決于軸材料的許用扭矩切應力的系數。 查表得知A=115 計算軸的最小直徑并加大已考慮鍵槽的影響。 則 在軸的最細部分軸的直徑取11.5mm。 （2）軸結構的設計 確定各軸段直徑和長度 圖3 軸的結構件圖 第一段軸的直徑取=15mm，根據攪拌機的結構需要軸的長度較長取為=243mm。所以第二段軸的直徑應比第一段軸的直徑稍小一些，根據實際情況取第二段軸的直徑=12mm。第二段軸的長度取為=6mm。根據軸承的安裝尺寸以及軸承的定位要求，確定第三段軸的直徑為=11.5mm，由于攪拌機的攪拌軸總長度比較長，為使平衡性和軸的安全系數高，取第三段軸的長度=1.2。又因為第四段軸上要安裝第二個軸承，所以第四段軸的直徑應和第二段軸的直徑相同，=12mm。該段軸的上方要安裝攪拌機的筒體，此處軸段長度適中即可，取=188.8mm。 至此，軸的各段直徑和長度已基本確定。 攪拌軸強度的校核 求軸上的載荷：攪拌軸受到扭轉作用而發(fā)生扭轉，軸上各段都有受到力矩的影響，選擇其中受力較大，應力較集中的截面。 （1）受力分析： 軸上傳遞的轉矩： 所受圓周力： 所受的軸向力：因為軸是豎直的所以軸向力 徑向力： ， （2）計算支反力： 表1危險截面載荷值 載荷 水平面 垂直面 支反力 彎矩 扭矩 總彎矩 按彎矩扭合成應力校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強度。根據《機械設計》書式及上表中的數據，以及軸單向旋轉，扭轉切應力為脈動循環(huán)應變力，取，軸的計算應力 =0.379 之前已選定軸的材料為鋼，調質處理，由《機械設計》書表查得。因此，所以此軸是安全的。 3.2.4 聯(lián)軸器的選取 聯(lián)軸器是用來聯(lián)接不同機構中的兩根軸（主動軸和從動軸）使之共同旋轉以傳遞扭矩的機械零件。在高速重載的動力傳動中，有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動態(tài)性能的作用。聯(lián)軸器由兩半部分組成，分別與主動軸和從動軸聯(lián)接。聯(lián)軸器把兩軸連接在一起，機器運轉時兩軸不能分離，只有在機器停車并將兩連接拆開后，兩軸才能分離。一般動力機大都借助于聯(lián)軸器與工作機相聯(lián)接。 由于機器的工況各異，因而對聯(lián)軸器提出了不同的要求如傳遞轉矩的大小、轉速的高低、扭轉剛度變化情況、體積大小、緩沖吸震能力等。因此，聯(lián)軸器有較多的種類。 剛型聯(lián)軸器 這類聯(lián)軸器有套筒式、夾殼式、和凸緣式等。 撓性聯(lián)軸器 這類聯(lián)軸器可以分為無彈性元件的撓性聯(lián)軸器和有彈性元件的撓性聯(lián)軸器 無彈性元件的撓性聯(lián)軸器可以分為十字塊聯(lián)軸器、滑塊聯(lián)軸器、十字軸式萬向聯(lián)軸器、齒式聯(lián)軸器。 有彈性元件的撓性聯(lián)軸器可以分為彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器、梅花形彈性聯(lián)軸器、輪胎式聯(lián)軸器、膜片聯(lián)軸器 聯(lián)軸器的選擇 選擇合適的聯(lián)軸器類型要考慮到以下幾點：所需傳遞的專家大小和性質以及對緩沖減震功能的要求；聯(lián)軸器的工作轉速高低和引起的離心力大?。粌奢S相對應位移的大小和方向；聯(lián)軸器的可靠性和工作環(huán)境；聯(lián)軸器的制造、安裝、維護和成本。 3.3 本章小結 本章主要介紹了彈簧預警系統(tǒng)的設計，從實際情況出發(fā)先確定彈簧設計要求，設計參數，然后進行相關設計，最后進行校核。主要是拉伸彈簧、攪拌軸的設計和相關軸承和聯(lián)軸器的選取。 4 垂直舉升機構設計 4.1 系統(tǒng)的設計要求 此系統(tǒng)主要完成的功能任務是將安放在小推車盛放有涂料的桶升至工作高度，即攪拌軸的頂端能和傳動扭矩的鏈條相連接，進而帶動攪拌軸轉動，以便將涂料攪拌均勻。 由于涂料在工作工程中會隨著噴涂的不斷進行，料桶內的涂料質量會發(fā)生均勻性的變化，所以氣壓系統(tǒng)的工作壓力在一定范圍內均為可調，以滿足對工作的安全性和連續(xù)性要求。 4.2氣壓缸主要參數的確定 氣缸是氣壓傳動中將壓縮氣體的壓力能轉換為機械能的氣動執(zhí)行元件。氣缸有做往復直線運動的和做往復擺動的兩類。做往復直線的氣缸可以分為單作用、雙作用、膜片式和沖擊式4種。 單作用氣缸，一端進氣，推動活塞運動，而活塞的返回借助于彈簧力，膜片的重力，歪理，重力等。其特點是：一段近期，結構簡單，耗氣量?。挥脧椈苫蚰て瑥臀?、輸出力小；縮短有效行程；行程中推力及速度是變化的。應用于氣吊、氣動卡盤等。 雙作用氣缸，活塞往復運動均由壓縮空氣推動。分為單、雙活塞桿式、雙活塞、緩沖氣壓缸等幾種。 膜片式氣缸，薄膜式氣缸是一種利用壓縮空氣通過膜片推動活塞桿作往復直線運動的氣缸、它由缸體、膜片、膜盤和活塞桿等主要零件組成。其功能類似于活塞式氣缸，它分單作用式和雙作用式兩種。 沖擊氣缸，沖擊式氣缸是一種體積小，結構簡單、易于制造、耗氣功率小但能產生相當大的沖擊力的一種特殊氣缸。與普通氣缸相比，沖擊氣缸的機構特點是增加了一個具有一定容積的蓄能腔和噴嘴。 由于翻板氣缸的伸縮控制著翻板的翻上和放下，氣缸的伸出和縮回都是要快速縮回的，并且被選中的氣缸比較普遍、經濟、可靠。所以要選擇雙作用單出桿的氣缸。 單出桿雙作用氣缸的設計計算 單出桿雙作用氣缸是一種最能常用的普通氣缸 單出桿雙作用氣缸 （1) 輸出力的計算 根據里的平衡原理，活塞桿上的輸出力必須克服活塞桿工作時的總阻力，因只有一端出桿，所以壓縮空氣作用在活塞兩側的有效面積是不相等的?；钊麠U產生推力，活塞右行時，產生拉力，其值分別為： 式中-活塞桿直徑 （m) -活塞的效率 D-活塞直徑（m) P-氣體的壓強 （Pa) (2) 活塞直徑D的計算 由前兩式可求得活塞直徑。 當推力做功時， 當拉力做功時， （3） 活塞運動速度的計算 式中Q-輸入的壓縮空氣量 A-活塞的有效面積 u-活塞運動速度 如兩端供氣量相等，即,則 即活塞運動速度與有效面積成反比。 則于；； 則 因此，對同樣供氣量，活塞桿伸出慢，退回快。 （4） 缸筒計算 主要計算缸筒的壁厚，因一般氣缸工作壓力較低，壁厚與內徑之間的比往往小于1：10。 所以氣缸壁厚可按下面的薄壁筒計算： 式中： -氣缸筒壁厚 （m） -缸筒材料的許用應力（Pa) D-氣缸內徑（m) p-氣缸工作壓力（MPa) 計算出的壁厚可能很薄，應根據工藝要適當加厚，并參考已有同類氣缸壁厚確定。 根據實際需求以及以上公式，綜合考慮，選擇的氣缸型號為TWQS-32X20 5 其它零部件的設計 5.1 隔膜泵的選取 隔膜泵又稱控制泵，是執(zhí)行器的主要類型，通過接受調制單元輸出的控制信號，借助動力操作去改變流體流量。隔膜泵一般由執(zhí)行機構和閥門組成。采用壓縮空氣為動力源，對于各種腐蝕性液體，帶顆粒的液體，高粘度、易揮發(fā)、易燃、劇毒的液體，均能予以抽光吸盡。 隔膜泵分類和選取 隔膜泵按其所配執(zhí)行機構使用的動力，可以分為氣動、電動、液動三種，即以壓縮空氣為動力源的氣動隔膜泵，以電為動力源的電動隔膜泵，以液體介質（如油等）壓力為動力的電液動隔膜泵。本設計中采用電動隔膜泵。 電動隔膜泵的優(yōu)勢： 1.流通性能好，直徑在10毫米以下的顆粒、泥漿等均可以毫不費力地通過。長時間使用不會造成堵塞現(xiàn)象。在本設計中，對于涂料而言，電動隔膜泵的優(yōu)勢更加明顯。 2.不需要先灌引水，操作方便快捷簡單，容易上手。 3.品種多，泵體介質過流部分，可根據用戶要求而設計，滿足不同用戶的需求，市場廣闊。 4.電動隔膜泵本身無軸封，使用壽命大大延長，經濟性較好；根據不同介質，隔膜可分為氯丁橡膠、氟橡膠、丁晴橡膠、聚四氟已烯、特氟龍（F46）等，可以滿足不同客戶的要求。 隔膜泵流特性的選擇 　　隔膜泵的流量特性是指介質流過閥門的相對流量與位移(閥門的相對開度)間的關系，理想流量特性主要有直線、等百分比(對數)、拋物線和快開等4種，但是在實際生產中，常用的理想流量特性只有直線、等百分比(對數)、快開三種。由于拋物線流量特性介于直線和等百分比之間，于是我們一般可用等百分比特性來代替，而快開特性主要用于二位調節(jié)及程序控制中，因此隔膜泵特性的選擇實際上是在直線和等百分比流量特性兩者之間的選擇。 等百分比特性：一種固有流量特性，額定行程的等量增加會理想地產生流量系數(Cv)的等百分比的改變。 線性特性：一種固有流量特性，可以用一條直線在流量系數(Cv 值)相對于額定行程的長方形圖上表示出來。 快開特性:一種固有流量特性，可以用一條直線在流量系數(Cv 值)相對于額定行程的長方形圖上表示出來。因此，行程的等量增加提供流量系數(Cv)的等量增加。 隔膜泵流量特性的選擇可以通過理論計算，但所用的方法和方程都很復雜。目前多采用經驗準則，具體從下幾方面考慮:①從調節(jié)系統(tǒng)的調節(jié)質量分析并選擇;②從工藝配管情況考慮;③從負荷變化情況分析。 首先，從控制系統(tǒng)的控制品質去考慮。理想的控制回路，希望它的總放大系數在控制系統(tǒng)的整個操作范圍保持不變，但是，在實際生產操作過程中控制對象的特性往往都是非線性的，它的放大系數一般都會隨著外部條件的變化而變化。因此選擇適當的調節(jié)閥特性，以調節(jié)閥的放大系數變化來補償對象放大系數的變化。而實際生產中許多的控制對象，其放大系數隨著負荷的增加而減小，我為了補償這部分放大系數，可以初步考慮選用放大系數隨著載荷增加而變大的調節(jié)閥，等百分比特性有這種功能，初選該特性。 其次，從配管情況考慮。我們第一步選出的是閥的工作流量特性。由于調節(jié)閥所處的管道系統(tǒng)各不相同，總壓差（控制閥、全部工藝設備和管路系統(tǒng)上的壓差，稱為系統(tǒng)總壓差）大小直接影響閥的工作流量特性偏離其結構特性而發(fā)生畸變。所以當我們根據已定的希望工作流量特性來選取閥的結構性時，就必須考慮配管情況的影響。當總壓差大時，調節(jié)閥的工作特性畸變?。划斂倝翰钚r，調節(jié)閥的工作特性畸變大。 綜上，查表可知，優(yōu)先選用百分比特性。 最后選用電動隔膜泵，型號為DDP-9OE-1 5.2 焊接涂料架的設計 焊接涂料架的設計目的是為涂料桶和彈簧預警機構提供一個獨立、安全、穩(wěn)定的工作空間，在涂料架四周圍上噴漆護板后，能保證油漆不會擴散到焊接涂料架以外而影響環(huán)境和操作人員的身心健康。 在實際生產中，料筒的直徑為360mm，在長寬方向還要考慮氣缸、軸承以及支撐桿的空間，所以長寬均初步確定為620mm。在垂直方向，料筒、料筒蓋、小推車以及氣缸的綜合高度約為600mm，加上鏈條連接軸、連軸套等零部件，還要為操作人員留下相關操作空間，以便將涂料方便快捷的運送到焊接涂料架內，初步確定將焊接涂料架的高定為890mm。 焊接涂料架的基本機構：焊接涂料架有4根相同的獨立空心長方體為主體，其前后各有兩條橫向的支條，分別支持預警系統(tǒng)的軸承和氣缸。左面則有三條橫向的支條，以支持預警系統(tǒng)的平衡臂、保護彈簧系統(tǒng)的維修護罩和放置物料限位塊。 結 論 近三個月的畢業(yè)設計終于結束了，通過這些天的設計學習，自己的專業(yè)知識和獨立思考問題的能力有了很大的提高，對我走向社會從事專業(yè)工作有著深遠的影響?，F(xiàn)在就談談對本次畢業(yè)設計過程中的認識和體會。 畢業(yè)設計是本科學習階段一次非常難得的理論與實際相結合的機會，通過這次比較完整的涂料供應系統(tǒng)設計，我擺脫了以往單純學習理論知識的思維方式。這次理論與實際設計的結合鍛煉了我綜合運用所學專業(yè)基礎知識解決實際工程問題的能力，同時也提高了我查閱文獻資料、設計手冊、設計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)的能力水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經驗得到了豐富，并且意志品質力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的，也正是我們進行畢業(yè)設計的目的所在。 畢業(yè)設計內容繁多，過程繁瑣，我們的收獲卻更加豐富，對各零部件的安裝要求，系統(tǒng)的工作原理，都隨著設計的不斷深入而不斷的熟悉，并且有了一些自己的新的想法。在設計過程中我在技術經濟性、安全、節(jié)能、環(huán)保等方面對設計有了新的認識，也對自己提出了新的要求。 在設計過程中遇到了很多困難，比如實際的問題與自己所想的有很大的差別，沒有足夠的依據來說明問題，沒有能夠完善論證，使自己的想法得到充分的發(fā)揮，但在不懈的努力下設計有了初步的成果，在選材方面選的更加經濟，更加環(huán)保，在應用方面更加安全，性能更加可靠。因為我設計的涂料供應系統(tǒng)是汽車自動生產線中的一環(huán)，還是有一定的應用價值的。經濟環(huán)保、安全可靠是制造業(yè)的發(fā)展趨勢。在這次設計中，我從實際要求出發(fā)，確定基本設計參數，然后依據所學的機械、理論力學、材料力學、機械原理等專業(yè)知識，在老師的知道和同學們的幫助下，很好的完成了這次畢業(yè)設計。 在設計過程中，對涂料供應系統(tǒng)的安全性、經濟性的完善是關鍵。在設計中不斷的出現(xiàn)新的問題，不斷的修改完善，為的就是使涂料系統(tǒng)更加安全，使用起來壽命更長、更加經濟，更符合非標自動化的要求。 參考文獻 [1] 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The extension tool is named HAMLAT (Haptic Application Markup Language Authoring Tool). We describe the modifications and additions to the Blender source code which have been used to create HAMLAT Furthermore, we present and discuss the design decisions used when developing HAMLAT, and also an implementation "road map" which describes the changes to the Blender source code. Finally, we conclude with discussion of our future development and research avenues. Keywords - Haptics, HAML, Graphic Modelers, Blender, Virtual Environments. I. INTRODUCTION A. Motivation The increasing adoption of haptic modality in human-computer interaction paradigms has led to a huge demand for new tools that help novice users to author and edit haptic applications. Currently, the haptic application development process is a time consuming experience that requires programming expertise. The complexity of haptic applications development rises from the fact that the haptic application components (such as the haptic API, the device, the haptic rendering algorithms, etc.) need to interact with the graphic components in order to achieve synchronicity. Additionally, there is a lack of application portability as the application is tightly coupled to a specific device that necessitates the use of its corresponding API. Therefore, device and API heterogeneity lead to the fragmentation and disorientation of both researchers and developers. In view of all these considerations, there is a clear need for an authoring tool that can build haptic applications while hiding programming details from the application modeler (such as API, device, or virtual model). This paper describes the technical development of the Haptic Application Markup Language Authoring Tool (HAMLAT). It is intended to explain the design decisions used for developing HAMLAT and also provides an implementation "road map", describing the source code of the project. B. Blender HAMLAT is based on the Blender [1] software suite, which is an open-source 3D modeling package with a rich feature set. It has a sophisticated user interface which is noted for its efficiency and flexibility, as well as its supports for multiple file formats, physics engine, modem computer graphic rendering and many other features. Because of Blender's open architecture and supportive community base, it was selected as the platform of choice for development of HAMLAT. The open-source nature of Blender means HAMLAT can easily leverage its existing functionality and focus on integrating haptic features which make it a complete visual modeling tool, since developing a 3D modeling platform from scratch requires considerable development time and expertise in order to reach the level of functionality of Blender. Also, we can take advantage of future improvements to Blender by merging changes from its source code into the HAMLAT source tree. HAMLAT builds on existing Blender components, such as the user-interface and editing tools, by adding new components which focus on the representation, modification, and rendering of haptic properties of objection a 3D scene. By using Blender as the basis for HAMLAT, we hope to develop a 3D haptic modeling tool which has the maturity and features of Blender combined with the novelty of haptic rendering. At the time of writing, HAMLAT is based on Blender version 2.43 source code. C. Project Goals As previously stated, the overall goal for the HAMLAT project is to produce a polished software application which combines the features of a modem graphic modeling tool with haptic rendering techniques. HAMLAT has the "look and feel" of a 3D graphical modeling package, but with the addition of features such as haptic rendering and haptic property descriptors. This allows artists, modelers, and developers to generate realistic 3D visual virtual environments. A high-level block diagram of