PAGE南華大學機械工程學院畢業設計（論文）第PAGEvii頁摘要：本設計是綜合深溝球軸承裝配的各個步驟，根據現代機械自動化控制原理而設計的。是一臺針對深溝球軸承的綜合裝配機械，能夠實現深溝球軸承從外環、內環、鋼珠的單體到軸承裝配體的步驟。解決了由于手工裝配帶來的諸如清潔度、裝配精度和銹蝕等許多問題。本機械大量的運用了PLC控制液壓氣壓元件實現運動，機構較為復雜。本設計是只針對機械結構部分的設計，主要由以下幾部分組成：1.入鋼珠裝置；2分鋼珠裝置；3入保持器及保持器組合裝置；4鉚接裝置；5鉚接檢測裝置；6軸承傳送裝置。關鍵詞：入鋼珠分鋼珠保持器檢測裝置傳送裝置Abstract:Thisdesigniscompeletedbysynthesizingeachprocessofassemblingthedeepgrooveballbearingandbyfollowingthemodernmechanicalautomationcontroltheory.Itisoneintegratedassemblingmachinespeciallyfordeepgrooveballbearing,anditcancarryoutalltheprocessofthedeepgrooveballbearing,fromthemonomerliketheouterring,theinnerrimandthesteelballtotheassembledbearing.Itsolvesmanyproblems,suchasthecleanliness,theassemblyprecisionandthecorrosionwhichiscausedbymanualsetting.ThismachineutilizesmassivePLCcontrolledhydraulicandbarometricpressurepartstoachievemovement,thustheframeworkismuchmorecomplex..Thisdesignisonlyforthemechanicalpartandismainlycomposedbythefollowingseveralparts:1.thesteelballenteringinstallment;2.thesteelballseparatingequipment;3.theretainerenteringandretaineraggregateunit;4.therivetingdevice;5.therivetingdetectorset;6.thebearingtransportunit.KeyWords:Steelballentering;Steelballseparating;Retainer;Detectorset;Transportunit畢業設計（論文）原創性聲明和使用授權說明原創性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經發表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名：日期：指導教師簽名：日期：使用授權說明本人完全了解大學關于收集、保存、使用畢業設計（論文）的規定，即：按照學校要求提交畢業設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學校可以采用影印、縮印、數字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學校可以公布論文的部分或全部內容。作者簽名：日期：

學位論文原創性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名： 日期：年月日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規定處理。作者簽名： 日期：年月日導師簽名：日期：年月日

目錄引言…………………11、總體方案設計……………………21.1深溝球軸承的裝配方法……………………21.1.1深溝球軸承簡介……………………1.1.2深溝球軸承的裝配方法……1.1.3深溝球軸承的裝配工藝過程…………51.1.4裝配前軸承內\外圈的等級劃分……71.2深溝球軸承裝配機的總體設計……………91.2.1深溝球軸承裝配機的設計思路………91.2.2全自動深溝球軸承裝配機結構設計整體裝配圖…2、裝配機構及測量裝置的詳細設計……………102.1入鋼珠機構的設計…………102.2分鋼珠機構的設計及其檢測………………122.3入保持器機構的設計………142.3.1入保持器A片………142.3.2入保持器B片………162.4組合保持器機構的設計……………………172.5鉚接………………………182.5.1鉚合工作原理………182.5.2鉚接力的計算………212.5.3鉚接成形力的計算…………………222.5.4液壓缸的選擇………232.5.5鉚釘鉚接成形過程中對板的分布壓力的計算……242.5.6鉚接壓力最大時鉚釘的應力、應變分析…………242.5.7鉚釘機松開后鉚釘的應力應變分析………………252.5.8鉚接的重要性與結構工藝性分析…………………272.6翻轉機構的設計…………322.7鉚接檢測結構的設計……………………332.8軸承傳送裝置的設計………332.8.1傳送裝置的整體設計………………332.8.2傳動凸輪的設計……………………342.8.3各個抓手頭的介紹…………………39參考文獻…………41謝辭………………42附頁………………43第58頁共54頁引言軸承是高精密的產品，可以說是工業之母，只有高品質的軸承，才能使機器正常的轉動并充分發揮其性能，軸承在機械業界所負的使命如此重大，高精密全自動軸承裝配機顯得更加重要。目前在我國的軸承生產企業中，多數的軸承裝配還停留在手工作業階段，整個工序都是人在起主導作用，無論是內外環的分選、保持器的壓鉚，還是潤滑油脂的注入或密封板的壓入都是手工操作的。但是隨著各行業用戶的技術要求不斷地提高，他們對軸承的清潔度、噪音、游隙、轉矩、殘磁值、抗銹蝕能力等要求越來越高。因此，軸承裝配過程的手工裝配就顯現出了極大的弱點。所以，裝配作業的機械化、自動化被重視起來。研制出符合我國國情的軸承裝配機成為一項重要課題。在整個裝配過程中，手工裝配清潔度的問題難以解決，再次是由于人工作業，人為因素太多，所以軸承的質量很難讓人滿意。目前，國外的軸承裝配基本都是機械化作業，減少用人量，以降低成本。滾動軸承的技術水平和質量直接影響到主機的工作性能和質量。在軸承工業的發展中，制造技術的變革十分重要。滾動軸承作為一種多工序、連續大批量生產的標準產品，其制造方式又有其特殊性。從滾動軸承各零件加工設備、工藝方面看當前國內軸承制造技術的現狀及其發展趨勢。在當今社會，各生產企業間的競爭愈演愈烈。為了使企業立于不敗之地，提高產品質量，在擴大市場份額的同時，一直努力地追求著產品利潤。產品質量和成本一直是企業所要解決的核心問題。在此過程中，裝配是其中的重要一環。在現代制造業中，裝配工作時間占制造時間的40％～60％，裝配工作量約占整個產品制造工作量的20％～70％，實際生產中廣泛存在著各種復雜的裝配任務。裝配生產自動線上，當前多采用傳統機械構件控制的自動機，這類機器結構復雜，制造困難、機械效率低、柔性差，不適用于現代的多品種、小批量生產。PLC控制技術在機械產品中的應用，使傳統機械產生了巨大的變革并煥發出新的活力。1總體方案的設計1.1軸承的裝配方法1.1.1深溝球軸承簡介深溝球軸承是滾動軸承中最為普通的一種類型。在實際生產中使用也最為廣泛，能承受徑向載荷、雙向軸向載荷或他們組合成的合成負荷。由于用途和工作條件不同，其結構變化較多，但基本結構都是由內環、外環、鋼珠和保持器四個零件組成。如圖1.1所示：圖1.1深溝球軸承基本結構

（1）內環（又稱內套或內圈）通常固定在軸頸上，內環與軸一起旋轉。內環外表面上有供鋼球滾動的溝槽，稱為內溝或內滾道。（2）外環（又稱外套或外圈）通常固定在軸承座或機器的殼體上，起支承滾動體的作用。外環內表面上也有供鋼球或滾子滾動的溝槽，稱為內溝或內滾道。

（3）鋼球每套軸承都配有一組或幾組滾動體，裝在內環和外環之間，起滾動各傳遞力的作用。鋼珠是承受負荷的零件，其大小和數量決定了深溝球軸承承受載荷的能力和高速運轉的能力。（4）保持器（又稱保持架或隔離器）。將軸承中的鋼珠均勻地相互隔開，使每個滾動體在內環和外環之間正常地滾動。此外，保持架具有引導鋼珠運動，改善軸承內部潤滑條件，以及防止鋼珠脫落等作用。除了上述四個零件外，各種不同結構的深溝球軸承還有與其相配的其他零件。例如，防塵蓋、密封板、擋圈及固定套等。1.1.2軸承根據用途和性質的不同分為多種形式如深溝球軸承、推力球軸承、圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承等等。軸承代號由基本代號、前置代號和后置代號構成。基本代號表示軸承的基本類型、結構和尺寸，是軸承代號的基礎；前置、后置代號是當軸承的結構形狀、尺寸、公差、技術要求有改變時，在其基本代號左右添加的補充代號，軸承代號的排列規則如表1.1所示:表1.1軸承代號排列規則基本代號的代表意義，如6203軸承：1.類型代號：6，代表深溝球軸承。2.尺寸系列代號：軸承尺寸系列代號由軸承的寬（高）度系列代號和直徑系列代號組成。寬（高）度系列代號在左，直徑系列代號在右，兩位數字組合成尺寸系列代號。通常0寬度系列代號可省略。直徑系列代號：2，直徑系列指對應同一軸承內徑的外徑尺寸系列，即指相同內徑的軸承有各種不同的外徑。3.內徑代號：內徑是軸承的重要安裝尺寸，在實際設計使用軸承時，必須考慮的就是軸承的內外徑。由于實際情況的需要，軸承的種類繁多。所以，要設計一定的標準來表示軸承的內徑。內徑代號的意義如表1.2所示：表1.2本設計以比較簡單的無密封板的D級（5級公差）深溝球軸承6203為例，僅由內環、外環、鋼珠和保持器組成。查表得深溝球軸承6203的內外環尺寸如表1.3，表1.4所示表1.3外環尺寸表外徑徑向倒角軸向倒角內徑溝底經溝曲率寬度鋼珠數型號DAXd1d2CBn6203400.801.1033.2035.9547.572127表1.4內環尺寸表內徑徑向倒角軸向倒角外徑溝底經溝曲率寬度鋼珠數型號dAXd1d2CBn6203170.801.1024.4021.6567.287127軸承材料選用GCr15，即高碳鉻軸承鋼。高碳鉻軸承鋼采用先進的冶煉技術和工藝得到極高的純潔度，經適當的熱處理獲得均勻分布的球狀珠光體組織，切削性能良好，具有優良的淬透性和淬硬性，熱處理后的顯微組織和硬度比較均勻穩定，具有較高的接觸疲勞強度和良好的耐磨性，經適當的熱處理還可獲得很好的尺寸穩定性，并具有一定的抗腐蝕性能，鋼材價格也比較便宜。到目前為止，高碳鉻軸承鋼仍是世界各國普遍用于制造軸承零件的理想材料，其相關性能如下所示：1.1.3深溝球軸承的裝配工藝過程深溝球軸承的裝配過程就是將已知加工好的軸承零件，按照軸承成品的技術要求裝配成套，以達到使用要求的生產過程。由于軸承零件的加工進度不同，先加工好的軸承零件先涂油防銹入庫，待全部軸承零件加工結束后，再將零件送入裝配車間進行裝配。對于深溝球軸承來說，由于其結構的特殊性和裝配技術要求（如徑向游隙）的嚴格性，雖然其產量高，批量大，但目前絕大多數廠家的裝配車間仍處于半手工、半機械操作，以6203軸承為例，其裝配工藝過程如下：1.退磁清洗（殘磁小于0.6mT，手感、目觀無污物，嚴防磕碰傷）；2.外觀檢測（無粗磨紋、車削紋、磨傷、黑斑、銹蝕等；打字清晰）；3.檢查內外徑尺寸：——軸承外徑基本尺寸；——軸承內徑基本尺寸；——軸承單一平面平均外徑尺寸；——軸承單一平面平均內徑尺寸；——軸承外環外徑圓度誤差；——軸承內環內徑圓度誤差；——軸承外環平均外徑圓柱度誤差；——軸承內環平均內徑圓柱度誤差；4.溝道分選(以檔進行分選，分選外圈時應將測腳收回)；5.配套（根據徑向游隙偏差進行配套，徑向游隙偏差值取中間值）；6.填球（根據合套儀顯示的數值裝配鋼球，球徑為?7.14375mm，球數為7）；7.清洗（嚴防磕碰傷）8.分球裝架(保持架必須先在超聲波清晰機中清洗，然后二次漂洗干凈后，才能安裝)；9.鉚合（鉚合后，鉚釘頭應垂直、飽滿，不允許出現“雙眼皮”等現象，保持架不得碰套、夾球，軸承轉動應輕快靈活無阻滯現象）；10.成品清洗（殘磁小于0.6mT，手感、目觀無污物，嚴防磕碰傷）；11.抽檢；12.檢查靈活性及外觀（軸承轉動應靈活、輕快、平穩，無急停、阻滯現象，打印標志清晰，表面無銹蝕；不得缺球，缺釘，鉚球頭應圓滑、飽滿）；13.清洗（成品清洗，防止磕碰傷）；14.測振（加速度振動值不超過42，無異音）；15.注脂壓蓋（密封圈清洗干凈后，才能注脂壓雙面密封圈勻脂）；16.測振；17.防銹（用油霧噴涂防銹）；18.包裝（用塑料筒包裝，每筒10套）；19.裝箱；20.成品入庫（經倉庫人員核對裝箱型號、數量后、封箱入庫）。1.1.4裝配前軸承內、外圈的等級劃分由GB/T307.1，精度要求較高的軸承如D級軸承（5級公差）表1.55級內圈（公差值單位：微米）直徑系列全部正常修正2超過到上偏差下偏差上偏差下偏差10180-5437740-120-2505表1.65級外環（公差值單位：微米）直徑系列全部正常修正2超過到上偏差下偏差上偏差下偏差30500-7548870-1205其中，——軸承的內環端面對滾道的跳動，mm——軸承的內環端面對內孔的跳動，mm——內環內圈的徑向跳動，mm——內環的寬度偏差，mm——內環寬度的變動量，mm——軸承的外環端面對滾道的跳動，mm——外端面母線對基準端面傾斜的變動量，mm——外環外圈的徑向跳動，mm——外環的寬度偏差，mm——外環寬度的變動量，mm軸承的裝配是保證軸承精密度的重要環節，合理的裝配方法可以降低軸承因裝配對軸承內外環真圓度的影響，降低對內外溝表面和對內外環表面造成的傷害，尤其對于對音響要求比較高的軸承可以防止出現過大的噪音而造成的不良。裝配深溝球軸承的順序為：內外環組合——入鋼珠——入保持器A片（帶有鉚釘）——入保持器B片（帶有鉚接孔）——組合保持器——鉚接——鉚接檢測。流程圖如圖1.2所示：圖1.2軸承安裝流程圖深溝球軸承的裝配必須滿足：1.鋼珠數量符合設計要求。2.鋼珠必須等分。3.保持器必須是只有一個組合，即一個A片一個B片的組合，不能出現入如一個A片多個B片的情況。4.鉚接密合度、囊袋間隙（鋼珠在囊袋內的軸向最大活動量）、造頭高（鉚接沖壓后形成的凸起的高度）、造頭徑（鉚接沖壓后形成的凸起的高度）要符合要求。如表1.25.不能出現落鉚現象等。表1.7檢測項目造頭高造頭徑囊袋間隙鉚接密合度標準＞0.8mm＞1.62mm0.009—0.012mm錫箔紙檢測1.2深溝球軸承裝配機的總體設計1.2.1深溝球軸承裝配機的根據深溝球軸承的生產流程，深溝球軸承裝配的前一步工序是內外環的選配。由于內外環都存在制造公差，所以為了達到足夠的精密度，使軸承具有合理的徑向游隙（所謂滾動軸承的游隙，是將一個套圈固定，另一個沿徑向的最大活動量），所以要根據內外環的制造公差進行選配。深溝球軸承裝配機的就是要對選配好的內外環進行裝配。第一步時要入鋼珠，對于6203鋼珠為7個，即把全部的鋼珠注入到內外環之間。利用傳感器進行控制以便保證鋼珠數；下一步就要把鋼珠等分開來，同時檢測每個等分位置上是否有鋼珠；接下來是入保持器A片，根據上一步等分鋼珠的位置使保持器準確的落到鋼珠上，并保證保持器的每個囊袋的位置正好有一顆鋼珠；入保持器B片同樣要使每個囊袋有一個鋼珠；保持器的組合要使保持器A片的鉚釘準確的組合到保持器B片中的鉚釘孔中，并施加一定的壓力，使保持器A、B片組合到一起，不至于很容易的脫落；鉚接是在組合好的鉚接狀態下利用沖壓模具對鉚釘進行沖壓，以達到要求的造頭高、造頭徑以及保持器之間的鉚接密合度。由于要保證傳送過程中保持器A片和保持器B片不至于很容易的脫落，所以要使保持器A片在上方，保持器B片在下方。要檢測鉚接狀態就要進行翻轉，通過翻轉機構翻轉以后，利用鉚接檢測裝置進行檢測。檢測的主要內容為造頭的高度以及鉚接的是否有落鉚現象（由于保持器制造原因或者鉚接時的故障導致的鉚釘脫離保持器）。合格的產品進入下一流程。設計中由于涉及很多方面的運動，為了更好的進行控制，需要大量的應用液壓氣壓裝置。軸承裝配的各工作站之間的傳送，利用搬運抓手。搬運裝置利用傳動凸輪進行橫向和縱向運動的控制，能協調一致的完成軸承的傳送。全自動深溝球軸承裝配機結構設計整體裝配圖圖1.3全自動深溝球軸承裝配機整體裝配圖2裝配機構及檢測裝置的結構設計2.1入鋼珠機構的設計入鋼珠是指把規定數量的鋼珠注入內外環之間，并使鋼珠能完整的在內外環的溝徑中運動。鋼珠容器在入鋼珠裝置的后面，通過彈簧管道連接入鋼珠機構的鋼珠入口。入鋼珠裝置整體圖如圖2.1所示。入鋼珠首先要保證鋼珠的數量，在盛有鋼珠的容器下面裝有傳感器，能準確的計算控制通過鋼珠軌道的鋼珠數量。軸承夾

軸承夾鋼珠托片 鋼珠托片圖2.2入鋼珠軌道鋼珠軌道口鋼珠軌道口鋼珠壓頭鋼珠壓頭鋼珠注入口鋼珠注入口圖2.1入鋼珠機構圖2.3入鋼珠軌道由于普通間隙6203軸承的徑向游隙也很小，只有0.009mm—0.019mm所以鋼珠要裝配到內外環之間就要使鋼珠的中心水平面和內外環溝徑的最深處的水平位置在同一平面上，所以裝配必須在如圖2.2中所示的一個鋼珠托片上進行。同時入鋼珠完成以后必須對最后一個鋼珠施以壓力才能使其順利進入軌道，如圖2.3所示的鋼珠壓頭利用氣壓缸提供動力，實現對鋼珠施加壓力。由于傳送軸承的軌道是平的，所以要使治具接觸到鋼珠，下面必須有一個對治具的升降裝置。傳送軌道上要有一個對外環的夾緊裝置。如圖2.2所示，設計了軌道軸承夾。如圖2.3所示為入鋼珠的鋼珠軌道頭，當傳感器感應到配套的內外環的存在，頂部氣壓缸控制入鋼珠軌道頭沿著軌道下移直到接觸到軸承內外環。接著，7顆鋼珠沿著軌道注入到內外環之間。然后由中間氣壓缸對最后一顆鋼珠施加壓力，同時側面氣壓缸也施加力，共同實現把全部鋼珠注入到內外環之間的工作。2.2分鋼珠機構設計分鋼珠環節是指把鋼珠平均分配到固定的位置，并在每個位置上分別檢測是否有鋼珠，以保證上一環節入鋼珠的數量。分鋼珠裝置與檢測裝置如圖2.4和圖2.5所示：

圖2.5分鋼珠撥叉導向桿圖2.5分鋼珠撥叉導向桿圖2.5分鋼珠撥叉圖2.4分鋼珠裝置圖2.6分鋼珠測頭分割撥叉之間相隔的角度相同，但是長短各不相同，每兩個相鄰的鋼珠撥叉長度差大于鋼珠的直徑。向下運動時能使鋼珠準確的分配到各自的位置，并保持相同的距離。由于軸承的徑向游隙比較小，只有0.009mm—0.019mm，所以鋼珠在軌道內的活動有一定的摩擦阻力，分割拔插分配好的鋼珠能停留在固定的位置。便于下一環節的入保持器。為此，必須保證分鋼珠的撥叉不能旋轉，所以設計了如圖2.4所示的方形的導向機構。為保證分割鋼珠時軸承不能在軌道中移動仍然要在軌道下方同時，在分鋼珠時每兩個撥叉之間的底部都有檢測裝置，當分割頭向下運動時，分割到每個位置的鋼珠會接觸到檢測測頭，從而由應變片感應到鋼珠的存在；如果撥叉之間沒有鋼珠，測頭連接的感應片會自動報警，以此實現鋼珠的檢測，防止不良品的流出。分鋼珠測頭如圖2.6所示。在分鋼珠位置的軌道上也需要對軸承的夾緊裝置同分鋼珠時的夾緊裝置。分鋼珠分割撥叉的鎖緊機構如圖2.8所示，利用錐型結構進行自動鎖緊。撥叉安裝頭鎖緊外套錐形鎖緊套

圖2.7分鋼珠撥叉圖2.8分鋼珠鎖緊機構撥叉安裝頭鎖緊外套錐形鎖緊套軸承夾軸承夾分割撥叉孔分割撥叉孔圖2.9分鋼珠軌道2.3入保持器結構的設計入保持器是指把保持器A片（帶有鉚釘）和保持器B片（帶有鉚釘孔）安裝到內外環之間，并保證保持器的囊袋正好落入鋼珠的位置，鉚釘和鉚釘孔對正。所以，入保持器分為入保持器A片和入保持器B片。保持器A、B片如圖2.10和圖2.12所示：A片B片圖2.10保持器A、B片2.3.1入保持器A片A片掛桿A片掛桿分保持器裝置分保持器裝置圖2.11入保持器A片裝置為提高效率保持器都用心軸串聯起來，保持器A片的鉚釘會自動找正落在下面一片保持器上的鉚釘的反面與鋼珠囊袋之間的空隙之間。由于分鋼珠機構已經基本固定了鋼珠的位置。所以，如保持器A片首先要做的就是要把保持器對正到鋼珠的正上方。同時，還要保證保持器要一片一片的安裝。所以設計了如圖所示的機構來保證。滑塊控制軌道板滑塊運動示意圖滑塊圖2.12分保持器裝置利用氣壓缸提供動力，推動帶有圓弧形軌道的圓盤旋轉，從而帶動如圖2.12所示的滑塊在軌道中移動。滑塊共分為六塊，按排列順序可以分為1、2、3、4、5、6。非工作狀態下滑塊1、3、5托住懸掛的所有保持器，滑塊2、4、6不與保持器接觸。在工作狀態下，滑塊1、3、5在圓盤旋轉時向外運動，使保持器落下，落到軌道中的軸承上；滑塊2、4、6在圓盤旋轉時向內運動，使其非常尖的頭插入到最底下一片保持器和與其相鄰的一片保持器之間，起到拖住上面所有保持器的作用。當最下面一片保持器落下后，圓盤反轉，使滑塊回到原來位置，此時滑塊1、3、5托住所有的保持器。這樣，完成保持器A片的安裝。由于保持器是固定懸掛的，軸承安裝傳送裝置要有一定的活動空間，所以保持器與內外環間有一定的距離。但太遠的距離不能將保持器A片準確的安裝到想要的位置，固要有一個升降裝置使分好鋼珠的軸承接近保持器。如圖2.13所示是托住分好鋼珠的軸承的拖頭，拖頭能正確的保持鋼珠的位置，使A片能準確的落到鋼珠上。拖頭下面利用安裝在機械底座上的氣壓缸提供動力。圖2.13A片保持器托頭圖2.14軸承夾控制氣壓缸另外，為了更好的確定軌道中軸承的位置，軌道中仍然使用了軌道軸承夾。在拖頭將軸承托起前，必須要使軌道軸承夾脫離軸承。以此，在軌道后面安裝了一個氣壓缸，如上圖2.14所示，專門控制軌道軸承夾。軌道中由軸承到達位置時，氣壓缸收縮帶動軌道軸承夾脫離軸承，A片安裝好后回到原來位置。2.3.2入保持器B片入保持器B片與入保持器A片基本相同，不同的是B片要從軌道中軸承的下面安裝，所以設計了如圖所示的保持器B片的傳送安裝裝置首先B片落到如圖所示的托頭上，然后橫向的氣壓缸提供沿軌道運動的動力，使B片運到軌道的正下方。接著縱向的氣壓缸將B片送到軌道上的軸承位置。B片托頭A片掛桿B片托頭A片掛桿橫向運動氣壓缸橫向運動氣壓缸縱向運動氣壓缸縱向運動氣壓缸圖2.15保持器B片運送裝置要保證B片能在軌道上而不落下來，要設計擋板，如圖2.15所示。當運送裝置將B片保持器運送到軌道正下方后，擋板打開，使B片保持器托頭托送的B片保持器能順利的到達軌道上的軸承下面。然后擋板關閉，托頭返回，而保持器是圓形的所以被擋板擋住，留在軌道上。完成保持器B片的安裝。B片擋板B片擋板軌道軸承夾軌道軸承夾擋板控制氣壓缸擋板控制氣壓缸圖2.16保持器B片軌道在B片安裝的位置的軌道上，同樣有軌道軸承夾。不僅固定了軸承沿軌道的位置，還在托頭把B片保持器上來時限制了軸承的上下運動。保證保持器B片的順利安裝。2.4保持器組合機構的設計保持器的組合是指在A、B片保持器都安裝到軸承以后，使A片保持器的鉚釘與B片的鉚釘孔相組合，如圖2.17。所示為下一步保持器的鉚接做準備。圖2.17組合后的A、B片由于鋼珠的位置確定了A片保持器的位置，A片保持器安裝后又限制了鋼珠的運動，B片保持器安裝后又被鋼珠的位置所限制，所以保持器A、B片的位置基本固定。組合部分要做的就是要施加一定的壓力使兩片保持器組合到一起。保持器A片上的鉚釘，有一定的錐度。一方面在組合時更容易使鉚釘對準B片保持器的鉚釘孔；另一方面，在鉚釘對準鉚釘孔后對兩片保持器施加壓力能使兩片保持器組合到一起，不至于很容易的脫落。組合裝置整體結構如圖2.18所示，組合頭按照保持器的形狀進行的設計。組合頭上安裝一個氣動振動器，通過振動，能使保持器A、B片更好的進行組合安裝，另外設計一個緩沖彈簧能有效的防止由于氣壓缸的力太大對保持器或者鋼珠軌道的傷害，還能給振動提供空間。氣動振動器氣動振動器緩沖彈簧緩沖彈簧組合頭組合頭圖2.18組合裝置以及組合振動頭2.5鉚接裝置的設計2.5.1鉚合工作原理鉚合工藝要點鉚釘通常是將兩片保持器聯接在一起，鉚合可分冷鉚和熱鉚。冷鉚時鉚釘不加熱。熱鉚時鉚釘加熱至紅熱塑性狀態，多用于大型零件的鉚接。一般桿徑在10mm以下進行冷鉚合。其工藝要點如下：鉚釘的選擇。應根據被鉚工件的工作選擇鉚釘。例如，離合器摩擦片的鉚合屬冷鉚，摩擦片不許鉚釘頭外露，因此，它一般都用紫銅或鋁合金制的平頭埋頭空心鉚釘。再如東方紅型拖拉機車架的鉚合屬熱鉚，應選擇抗剪和抗拉性能較高，且抗擠能力強的鉚釘，最好是或號冷拔鋼，不能采用中碳鋼。鉚釘直徑按熱鉚要求應比孔小。為使鉚接后鉚釘桿部金屬既能充分填滿鉚釘孔，形成的鉚釘頭豐滿又無過多飛邊，鉚釘的長度一般只要鉚釘桿高出鉚接件長度也稱鉚接余量即可。如圖2.19所示，鉚釘桿的長度等于零件總厚度加鉚釘頭余量。對超過者，取熱鉚進應加大，埋頭鉚頭的余量取。鉚合件的準備工作。鉚合件的準備主要指鉚釘孔的制備。鉚合件貼合面必須平整，并按所需要的重合位置一起鉆孔，以保證鉚釘孔的重合。在鉚合已有鉚釘孔的舊零件時，應檢查原鉚釘孔的磨損變形情況，孔有橢圓時，應進行鉸修，并換用直徑加大的鉚釘。圖2.19鉚釘尺寸的確定鉚釘長度L等于零件總長度S加鉚釘頭余量Z。鉚釘頭余量Z可以按一下經驗公式確定：;對超過者，取熱鉚應加大，埋頭鉚頭的余量取本設計采用的是冷沖壓鉚接，取，所以正確鉚接。鉚接必須保證鉚接件每個鉚釘孔很好地重合。例如車架鉚接時，必須用“定心沖銷”對鉚接件的鉚釘孔進行定心沖孔，使鉚釘孔重合，并提高孔的光潔度和強度。托架與大梁連接時，先用定心沖銷裝入對角兩鉚釘孔和定位銷中，然后用定心沖銷沖擠其余四個鉚釘孔，使兩鉚接件孔同心。再用兩個導向螺栓裝在另兩個對角鉚釘孔上，緊固兩鉚接件。最后將鉚釘孔上的定心沖銷打出，即可進行鉚接。鉚接時應注意鉚釘的可靠。鉚釘加熱時鉚釘桿應加熱至白熱，而鉚釘頭加熱至紅熱時即可，然后用手錘先將鉚釘桿鐓粗，再用鐓頭器鐓出鉚釘頭。圖2.20保持器鉚接下模深溝球軸承浪形保持架裝配鉚合模具結構如圖2.20所示，其中，最關鍵的部分是上下兩個凹模，凹模的主要相關尺寸要同保持架結構尺寸一致，其外形尺寸又必須同套圈的有關尺寸不發生矛盾鉚合時先將軸承放在鉚合模具的下模承上，然后置于壓力機工作臺中央的鉚合上模下降，施加壓力，壓力機沖頭下行壓合模具，完成鉚合工作。鉚壓成形采用的是鉚接工藝

，鉚頭(下模)在軸承組件上鉚壓時，鉚釘受到來自上部的壓力產生塑性變形，直至內外環牢固地連在一起。在成形過程中，輪轂變形分為三個階段:第一階段，鉚頭下降，與輪轂軸接觸，變形開始。第二階段，變形進一步擴展，輪轂軸沿徑向擴展，與內圈倒角接觸。最后是第三階段，鉚接過程完成。在第一階段，幾乎所有的鉚頭壓力都用于輪轂軸的最初成形，內圈載荷很小且恒定。進入第二階段，鉚頭壓力傳遞到內圈，內圈載荷迅速增大。在第三階段，由于鉚頭壓力使內圈載荷逐漸增大直至飽和，鉚壓結束后，甚至鉚頭已抬起，內圈載荷仍未消除，仍保留某些載荷。可以認為殘余載荷形成了卡緊力。2.5.2鉚接力的計算《根據機械設計手冊》聯結與緊固篇GB/T867-1986查得半圓頭鉚釘的尺寸機構如圖2.21所示：圖2.21鉚釘尺寸保持器的材料選用sus304，即0Cr18Ni9其機械性能如下304的力學性能各個鋼廠的板料具體會有所不同但是按照標準GB/T20878和日本Jis標準，他們的值在下面的范圍之內：屈服強度大于205Mpa；抗拉強度大于520MPa；延伸率大于40%；硬度值HV小于200；HRB小于90；HBW小于187；熱膨脹系數17.3；熱傳導度16.32；彈性模量193。2.5.3鉚接成形力的計算鉚釘直徑,釘孔直徑為,采用精裝配,冷鉚。鉚釘材料的屈服極限=205MPa。根據鉚釘直徑,可算出,。保持器的每一片的厚度為1.25mm。鉚接時,近似地把鉚釘成型過程看成是圓盤類零件的模鍛過程。圖2.22鉚釘受鉚接壓力最大時狀態及鉚釘中一點的應力、應變狀態1.成型鉚窩頭2鉚釘3.保持器4.鉚機預置頭所以，鍛造力為：式中:——為屈服應力，MPa;b——為鍛造時飛邊寬度(這里可看成是鉚釘冒的寬度)，；h——為飛邊高度，；——為飛邊投影面積，;——為鍛件本體投影面積(釘孔面積)，;d——為鍛件直徑(鉚釘直徑)，。作用于板上的圓環面上的力為作用于鉚釘上的力為顯然2.5.4液壓缸的選擇由以上計算得單個鉚釘的鉚接力為1124N。本設計針對的是6203的滾珠軸承，共有7顆鋼珠，自然會有7顆鉚釘。所以總的鉚接力為表2.1按負載選擇工作壓力負載/KN<55~1010~2020~3030~50>50工作壓力/MPa<0.8~11.5~22.5~33~44~5≥5表2.2按工作壓力選取d/D工作壓力/MPa≤5.05.0~7.0≥7.0d/D0.5~0.550.62~0.700.7表2.3選取液壓缸的尺寸由以上三個表可得，液壓缸的公稱壓力取2.5MPa，液壓缸的內外徑比取0.5~0.55，內徑取100mm，液壓桿外徑取50mm，液壓缸行程取200mm。2.5.5鉚釘鉚接成形過程中對板的分布壓力的計算作用于板上圓環面上的分布力為：設鉚釘軸線為z軸,應力為,過z軸設x、y軸,應力分別為和。由式當時,可得(壓應力)設(圖形為圓形),由塑性屈服條件,則有式中:和為徑向應力;為軸向應力。于是,鉚接壓力最大時,釘孔圓柱面上的分布壓力為：2.5.6鉚接壓力最大時鉚釘的應力、應變分析圖2.23中，鉚機預置頭不動,由于在成形鉚窩頭壓下過程中，剛開始成形鉚窩頭與鉚釘是圓周線接觸，繼續壓縮則變為圓環面接觸。當圓環面擴大到一定程度后，釘桿開始整體鐓粗，脹大孔。在鉚釘帽完全成形之前，板孔基本上已被脹大。所以，在計算板孔的被脹大量時，可以不考慮鉚釘帽沿對板上圓環面的壓力，而將板孔的被脹大看作為孔邊受均勻壓力的無限域開圓孔。因此,可用下面公式計算釘孔壁上一點的徑向位移。圖2.23繼續壓縮變為圓環面接觸式中,p為作用在鉚釘孔圓柱面上的徑向分布壓力,r為鉚釘孔的半徑,E為板材料的彈性模量,v為板材料的橫向變形系數。取,,E=193GPa,v=0.3,可計算出鉚釘孔壁上一點的徑向位移=0.00062mm,即鉚釘孔半徑的增量。于是,釘孔在最大壓力時的直徑增量為Δd=2=0.00122mm。設鉚釘除開鉚頭帽的體積，即釘桿的體積剛好等于孔的體積(可以經過試鉚確定)，再由鉚釘的體積不變得關系式(δ=2.5mm為兩塊板的厚度之和)，即可求出釘孔附近板的壓縮量=0.003903mm。這時，鉚釘直徑為=1.2+0.00122=1.20122mm，鉚釘桿長為=1–0.00393=0.99607mm。由于從材料上和結構上看,板的剛度都大于鉚釘,所以板只考慮發生彈性變形。圖2.24鉚釘受鉚接壓力最大時狀態及釘桿中一點的應力應變狀態2.5.7鉚釘機松開后鉚釘的應力應變分析當鉚接外力P去掉后，板孔擠壓鉚釘，使之先發生塑性回復，鉚釘變長、變細，等達到滿足條件時，鉚釘再發生彈性變形。圖2.25鉚釘鉚好后受力狀態及釘桿中一點的應力應變狀態圖2.25為鉚釘機松開后,由于板對鉚釘的軸向拉力和徑向壓力而發生彈塑性變形后的終了狀態。鉚釘機松開后,板恢復原厚度δ,孔縮小到原大小;鉚釘由于板恢復原厚度而被拉伸,直徑也被壓縮到孔的原直徑大小。這樣,鉚接好后,鉚釘和板之間存在軸向和徑向的分布力,對整個結構來說,它們屬于內力,故稱之為“裝配應力”。由于板孔恢復原尺寸而使鉚釘發生的應變為縱向橫向設由于板孔恢復原尺寸而使鉚釘發生的塑性應變為:縱向應變,則橫向應變于是,由于板孔恢復尺寸而使鉚釘發生的彈性應變為根據圖3所示應力、應變狀態,由胡克定理(鉚釘的橫向變形系數μ取0.28),可得:由于板孔的壓縮,鉚釘由塑性回復過渡到發生彈性變形,有:由式聯立可以解得:<143MPa,=<72MPa。于是,鉚釘帽對板上圓環面的分布壓力為鉚釘加在釘孔圓柱面上的徑向分布壓力為鉚釘冒對板上圓環面的分布壓力為:裝配應力求得的鉚釘對板的裝配應力分布如圖4所示。由于板孔不可能完全恢復原尺寸大小,故求得的裝配應力(分布壓力)應略小于計算值。所以，以上可以看出（1）鉚釘鉚接時,所需的鉚接壓力主要取決于鉚釘的直徑大小和鉚釘材料的屈服極限,可以根據鉚釘的直徑和材料選擇鉚釘機的型號。（2）鉚接鉚釘分布壓力集度的大小與鉚釘直徑大小關系不大,主要與鉚釘的材料有關。但鉚釘對鉚接板緊固力的大小不但取決于鉚釘的材料,而且主要取決于鉚釘的直徑大小。鉚接板如果需要較大的緊固力,可以選擇直徑較大的鉚釘或選用強度相對較高材料的鉚釘。2.5.8鉚接的重要性與結構工藝性分析軸承通常由四部分主要部件構成,即內套、外套、滾動體、保持架。保持架的作用是在軸承運轉時保持滾動體在正確位置,軸承保持架一旦損壞通常會引起軸承發生整體失效。有時會因保持架的破斷將滾動體擠傷,甚至會將軸承抱死引發事故。可見保持架在軸承中的作用是不可忽視的。而作為連結保持架的鉚釘,則是保持架可靠運轉的保障,如果發生斷裂將會引起保持架的損壞。為了提高軸承的使用壽命,軸承保持架表面氮化處理。滿足用戶要求,終加工后的軸承在保持架表面進行氮化處理,化合物層深度為5～10μm,表面顯微硬度HV500-570。“結構工藝性”概念包含著產品及其部件結構的特征，這些特征影響著自動裝配工藝過程。這些特征主要有以下幾個方面：結構的復雜性及其構造,零件的數量、結構、在裝配單元中的配置、聯接特點及其精度。產品的某些改變可使其工藝性得到改善，便于有效地進行自動化裝配。“自動裝配結構工藝性”概念包含對產品或所有部件提出的要求以及對零件結構特征提出的要求。零件的特征決定了其自動定向、供料及安裝到基準零件上的適應性。自動裝配條件下結構工藝性是總的結構工藝性問題的一部分。在提出自動化裝配過程問題之前工藝性的研究通常是單方面的，如零件結構工藝性只是適應于其制造的不同方法,而與此有關的工藝性成果往往歸結于簡化零件結構。這種簡化可以降低零件制造成本,但實際上并不反映手工裝配的勞動量。裝配過程自動化對裝配產品的零件結構提出一定的要求,這些要求可以表示為有必要采用附加(裝配)工藝基準，或者可能使個別零件結構復雜但在裝配聯接時卻大為簡單，現代先進的制造零件方法可以得到復雜的結構而無特殊困難;其結果是相應的自動化裝配過程工序的總數可以減少，而在自動裝配過程中所使用的設備也可減少功能結構的數量。因此，在進行深溝球軸承軸承自動裝配機設計之前，對深溝球軸承在自動裝配條件下的結構工藝性進行分析具有十分重要的意義。這不僅可以確定自動化裝配過程的有效程度，也可以確定自動化的合理性及可能性。進行結構工藝性分析,必須先明確產品及零件的工藝性標志。表示結構工藝性特征的標志可以分為兩個基本組。第一組是表示產品或裝配單元的零件結構工藝性特征,包括零件的數量、結構,在裝配單元中的配置、聯接特點及精度;第二組是表示產品或裝配單元整體的特征，這樣，深溝球軸承在自動裝配條件下的結構工藝性分析就轉化為分析其特征標志能否滿足自動裝配過程的特殊要求。概括地講，有如下幾個方面。1)結構含有零件的數量應盡可能少。開式深溝球軸承由四個部分組成:外圈、內圈、鋼球和保持架。加上聯接兩個保持架的鉚釘共五種零件。對于單個軸承,外圈、內圈都是一個,鋼球從幾個到十幾個因軸承型號不同而異,保持架分上、下保持架共兩個,鉚釘和鋼球數量相同。加起來,每個軸承的零件總數都在十幾個到幾十個之間。為使零件數量盡可能的少,可以將軸承自動裝配過程分解為兩個裝配過程:對中合套和保持架的裝配。在對中、合套過程中，將鋼球(不管其數量是多少)視為一個裝配單元進行處理，這樣,該過程就可以看作由三個零件組成;在保持架的裝配過程中,合套后的軸承是一個裝配單元,鉚釘和上保持架也可視為一個裝配單元(這種裝配單元在許多廠家已在大量制造),稱為帶爪浪形保持器,加上下保持架(也稱為無爪浪形保持器),保持架的裝配過程也可看作由三個零件組成。這樣，整個裝配過程實現了零件數量盡可能少的要求。2)從外形角度考察,要求零件的形狀盡可能簡單,達到標準化、規格化、通用化及典型化;具有基準表面,使裝配、改變位置、運輸過程中能可靠地定向；使聯接形式最為理想，這種聯接是實現最簡單工作運動的聯接(例如壓配、局部塑性變形、接觸焊等)。對于這三條要求,深溝球軸承的外圈、內圈和鋼球的工藝性標志都可以滿足。它們形狀規則,有基準表面,都實現了大批量、系列化生產，而且相互之間的聯接通過簡單的壓配即可實現。但保持架的自動裝配過程較難滿足上述要求,即保持架的外形不規則,難于定向、供料,需要設計一套專用供料裝置,才能保證自動裝配的可行性;帶爪浪形保持器的形狀保持能力不十分可靠,自動裝配過程要防止鉚釘的脫落,并在裝配前后進行自動檢測,作相應處理;合套后的軸承裝配單元相對定向能力較差,鋼球隨機地布置在內、外圈之間的溝道中,需要分球裝置保證它們之間的相對位置均勻穩定。因此,這三個問題能否得到合理可靠的解決將會直接影響到自動裝配的成敗。3)從精度角度考察,要求零件的尺寸公差及表面幾何特征應保證按完全互換的方法進行裝配。用精度來衡量深溝球軸承的自動化裝配有兩個問題:游隙的控制,深溝球軸承的裝配精度在合套之前的加工工序中就已確定,但游隙的大小取決于選配合套過程，因此，合套時內、外圈及鋼球的檢測分選就十分重要;保持架聯接時鉚釘的準確定位,如不能準確定位,將導致廢品的出現,嚴重的將引起自動裝配線停機。因此,在壓配前后必須進行檢測和相應的處理。定量評價通過上述分析可知,在軸承自動裝配線的設計過程中,須著重解決如下幾個問題:1)鋼球的上料；2)內、外圈的檢測；3)保持架的上料；4)合套后的軸承中鋼球的定位；5)保持架的聯接。這些問題能否得到有效的解決，是與組成軸承的各個零件的結構工藝性直接相關,因此,有必要作進一步的定量分析，確定按什么樣的標志評價深溝球軸承現有的結構工藝性,并給出相應的解決辦法。為此目的，首先按單個標志評價工藝性,用aij表示。指數i表示標志的順序號,而j表示零件或裝配單元的順序號。按單獨標志評價由0到1每隔0.1來確定,也就是0;0.1;0.2;0.3;…;0.9;1.0。在零件完全適合標志的場合,評價為1.0,而按該標志完全不適宜自動化裝配的場合,評價為0。工藝性標志值與自動化裝配方法直接相關。本文所針對的自動化裝配方法見圖2.26。圖2.26深溝球軸承自動化裝配機功能結構因為按單個標值評價的范圍相當窄(0…1),引進每個標志值的系數。實質上,這些系數表示了對綜合評價每個標志的重要性。綜合評價有多種方法,本文采用平均調和的方法。這時組成產品的第j個零件或裝配單元的工藝性指標要考慮所有標志值系數及工藝性評價,即:此外,對零件來說標志值總系數為:表2.4深溝球軸承的工藝性評價式中,m為計算工藝性標志的總數,按這些工藝性標志進行評價。作為參考值可以得到產品(裝配單元)所有零件的工藝總指標為:式中,n為產品(裝配單元)中零件數量。為得到產品或裝配單元結構工藝性綜合評價,須確定標志值總系數Q,即單個零件標志值系數的和再加上產品(裝配單元)工藝性標志值系數,即:式中,為產品(裝配單元)標志值系數:k為產品(裝配單元)標志的數量。產品(裝配單元)工藝性指標T為:依據上述各式,對圖2.26裝配過程進行計算,計算結果見表2.4。看到,圖2.26兩個裝配單元的工藝性指標T均大于標準值0.85,因此,可以認為自動裝配能實現,并且不需要在實驗工作上的附加花費。綜上所述,深溝球軸承能否實現自動裝配取決于兩個因素:其自身結構工藝性和自動裝配技術的發展。把這兩個因素綜合起來進行衡量,對中、合套可以很容易地實現自動裝配;保持架的裝配也能實現自動裝配,但要解決好分球和保持架的上料這兩個技術難點。2.6翻轉機構的設計翻轉機構是指在軸承鉚接結束時，由于鉚接頭在軸承的下面，進行鉚接檢查，就要將鉚接好的軸承翻轉。翻轉機構比較簡單，采用伺服電機和感應燈控制，實現的運動就是在有軸承到達翻轉站時，感應燈感應到后電機通電轉動；翻轉180度后，電機自動停止，下一個軸承到達時，電機反轉180度后，電機停止。并循環此運動。翻轉機構實現的要點是在軸承到達翻轉站后，由一個安裝在翻轉頭上的軸承夾限制了軸承沿軌道的運動，由軸承夾和安裝在軌道上的一個塑料頂頭限制了軸承垂直于軌道方向的運動。所以軸承只能在翻轉機構軸心方向轉動。2.7鉚接檢查結構的設計鉚接檢查主要是指檢查由于鉚接過程中遇到的落鉚現象。鉚接檢查側頭在每個鉚釘的位置都有觸頭，每個觸頭都連接著感應片，正常情況下每個鉚接造頭都可以接觸到檢測觸頭。假如有落鉚現象，在此位置就不會觸到觸頭，系統會自動報警。從而檢測出不合格品。此外，鉚接檢查上面還有千分表，能檢測到鉚接造頭的高度，鉚接造頭太高或太低都不符合要求。千分表可以設定一定的范圍，超出系統規定的范圍，系統同樣會報警。對于鉚接不合格品，要將裝配的所有零件拆除，內外環重新超光研磨以后再重新進入裝配流程。鉚接檢查是裝配重要的一環，如果保持器有落鉚現象，很容易就造成了不合格品的流出，造成難以估計的事故。鉚接檢查機構和組合結構相似，只是鉚接檢查機構多了檢查觸頭。其總體結構和觸頭如圖2.27所示：圖2.27鉚接檢查機構及其檢查側頭2.8軸承傳送裝置的設計2.8.1傳送裝置的整體設計軸承傳送裝置是實現軸承裝配的各個步驟之間的傳送，要求定位準確。各個裝配步驟的運動都要按照傳送過程來安排。所以傳送過程顯得更加重要。根據實際情況，本設計采用了機械傳動的方式。整個傳送裝置如圖2.28所示：圖2.28軸承傳送裝置整體圖傳送裝置的原理如圖所示，電動機經過減速器減速，然后由一對嚙合的齒輪將運動傳送到傳動軸上，傳動軸上的凸輪帶動撥桿實現軸承搬運裝置在軌道上的橫向和縱向運動。從而實現傳送要求。2.8.2傳動凸輪的設計圖2.29軸承搬運裝置圖2.30搬運抓手及其運動示意圖傳動凸輪是根據抓手運動的規律來設計的，要保證搬運抓手能完整準確的完成對軸承的傳送工作。根據工作需要設定傳送循環一次的時間為4s。對于橫向運動凸輪，從運動起點開始，前0.3s對撥桿不施加力，此時的運動為托板氣壓缸收縮，各個抓手頭抓住軸承準備傳送。凸輪轉過的角度為。接著1.2s內為軸承傳送運動，所以凸輪轉過的角度為。接下來的0.3s為氣壓缸的伸長運動，使抓頭升起，離開軸承，凸輪轉過的角度為。抓手后退時間為0.6s，此時凸輪對撥桿不施加力，轉過的角度為。抓手橫向返回時間為1.0s，此時凸輪施加力，轉過的角度為。最后0.6s為抓手縱向返回起點，凸輪無作用力，轉過角度為。所以，橫向凸輪設計如圖所示，橫向傳送角度為，橫向返回角度為。對于縱向運動凸輪，必須和橫向運動凸輪相協調配合。當橫向運動進行時，縱向運動停止，縱向運動進行時，橫向運動停止。另外在氣壓缸收縮抓手抓住軸承和氣壓缸伸長松開軸承時，橫向運動和縱向運動都停止。所以，縱向凸輪從起點開始靜止的角度為。然后向外運動的凸輪角度為，橫向返回時靜止的時間為，接著為向內運動。這樣完成縱向運動的控制。橫向運動凸輪縱向運動凸輪2.31傳動凸輪軸軸承每兩個工作站的距離為150mm，縱向運動的距離為120mm，撥桿運動示意圖如圖所示，撥桿工作長度為500mm，軸心距離撥桿底端200mm。橫向凸輪的有效運動距離為縱向驅動凸輪的有效運動距離為橫向運動示意圖縱向運動示意圖2.32撥桿運動示意圖傳動軸如圖所示，傳動軸每轉一周實現一次軸承傳送。根據實際個步驟的裝配情況，每次傳送循環間隔為4S，即傳動軸的速度為可以看出，實際要求的轉速比較慢，所以選用轉速比較小的電動機。根據機械手冊選用型號為的電動機，參數如下：表2.5電動機參數型號功率轉速最大轉矩4KW2.0所以要達到要求必須要達到的減速比為根據機械手冊查得，選用減速比為的標準減速器所以，要求齒輪傳動的傳動比為所以選用齒數為和的一對嚙合的齒輪。由于軸承的傳送過程要求平穩準確，所以選用圓柱斜齒輪，大齒輪如圖所示：圖2.33大齒輪零件圖兩個嚙合齒輪的參數如下表2.6所示：表2.6傳動齒輪參數名稱符號大齒輪小齒輪螺旋角16.70616.706法面模數55法面壓力角齒數3821法面齒頂高系數1.01.0法面頂隙系數0.250.25變位系數00齒厚3230齒頂高5.05.0齒根高6.256.25分度圓直徑198.3728109.6271齒頂圓直徑208.3728119.6271齒根圓直徑185.872897.1271基圓直徑186.4095102.47732.8.3各個抓手頭的介紹抓手頭是安裝在軸承搬運裝置上的直接接觸到軸承的治具，根據工作站的不同，對抓手頭也有不同的要求。本設計共有五種抓手頭，現就這五種抓手頭作一下介紹。抓手頭1：為入鋼珠工作站傳送配套的軸承內外環。工作時中間的兩個立柱插入到軸承內環中，撥動內環運動；尾部的撥塊撥動軸承外環運動。材料為45鋼，焊接加工完成。圖2.34抓手頭1抓手頭2：為分鋼珠工作站傳送入完鋼珠的軸承。工作時中間的兩個立柱同樣插入到軸承內環中，撥動內環的運動；外部的兩個撥塊阻止軸承外環的運動，防止軸承內的鋼珠由于振動等原因脫離內外環。圖2.35抓手頭2抓手頭3：共有四個，分別為為入保持器A片、入保持器B片、保持器組合、鉚接四個工作站傳送軸承。抓手頭底部為和軸承鋼珠位置相配的成型治具，材料為塑料。一方面能完全的抓住軸承，完成傳送；另一方面，能保證鋼珠的位置不變。中間有套在導柱上的緩沖彈簧，能防止由于抓頭過大的沖擊對軸承鋼珠或者保持器等造成的傷害，有效的保護軸承裝配過程中安裝精度。圖2.36抓手頭3抓手頭4：為翻轉工作站傳送軸承，外部半圓行的設計能保證無傷害的傳送軸承，撥塊在抓頭是一邊，所以能保證鉚接好的軸承完全進入到翻轉機構中。圖2.37抓手頭4圖2.38抓手頭5抓手頭5：主要是完成從翻轉機構中把軸承傳送到鉚接檢查工作站。參考文獻[1]于駿一，鄒青.機械制造技術基礎.吉林大學機械工業出版社,2004[2]姜華，周濟，王春和，余俊.機械裝配設計的關鍵枝術.華中理工大學學報,1997[3]成大先.機械設計手冊.單行本軸承化學工業出版社,2004.1[4]陳家瑞、馬天飛.汽車構造[M].北京:人民交通出版社，2007[5]大連理工大學工程畫教研室編.機械制圖[M].北京：高等教育出版社，2004，[6]唐增寶、何永然.機械設計課程設計[M].武昌:華中科技大學出版社，2006[7]謝鐵邦、李柱.互換性與技術測量[M].武昌：華中科技大學出版社，2006[8]孫桓、陳作模、葛文杰.機械原理[M].北京：高等教育出版社，2006[9]楊昂岳、鄒湘軍.機械制造工程學[M].長沙：國防科技大學出版社，2004[10]濮良貴、紀名剛.機械設計[M].北京：高等教育出版社，2006[11]傅水根.機械制造工藝基礎[M].北京：清華大學出版社，2005[12]天津齒輪機床研究所編.齒輪加工手冊[M].天津：天津人民出版社，1976[13]王先逵.機械制造工業學[M].北京：機械工業出版社，1995[14]周良德、朱泗芳.現代工程圖學[M].長沙：湖南科學技術出版社，2000[15]朱新濤.Pro/ENGINEERWildfire3.0在工程中的應用-汽車變速器設計[M].北京：機械工業出版社，2008.3[16]于永泗，齊民.機械工程材料[M].大連：大連理工大學出版社，2007.1[17]劉鴻文.材料力學[M].北京：高等教育出版社，2004.1[18]方晨.AutoCAD2008中文版機械制圖實例教程[M].上海：上海科學普及出版社，2008.4[19]成大先.機械設計手冊單行本-彈簧·起重運輸件·五金件[M].北京：化學工業出版社，2004.1[20]成大先.機械設計手冊單行本-連接與緊固[M].北京：化學工業出版社，2004.1[21]成大先.機械設計手冊單行本-機械傳動[M].北京：化學工業出版社，2004.1[22]成大先.機械設計手冊單行本-機械制圖·極限與配合[M].北京：化學工業出版社，2004.1謝辭本次畢業設計課題為自動化深溝球軸承裝配機結構設計，是我根據對實體機械進行觀察研究，參閱了各種文獻資料，同時在指導老師劉永霞的精心指導下共同努力完成的。自動化深溝球軸承裝配機主要由入鋼珠機構、分鋼珠機構、入保持器機構、保持器組合機構、鉚接機構以及鉚接檢查機構等組成。故需要根據各部件結構特點進行具體的設計。由深溝球軸承的基本設計參數出發，根據機械設計手冊等相關規定，對深溝球軸承裝配機的各個部分進行設計計算，并通過Pro/Engneering和AUTOCAD軟件繪制相關的裝配圖、零件圖。通過這次畢業設計讓我明白機械設計制造及其自動化這個專業以后的具體工作是什么，讓我了解以后工作中應該注意的一些問題。機械是一門比較嚴謹的科學，有許多理論性的知識，同時又應該符合一些經驗總結的公式，在設計中應該有總攬全局的概念，并要不斷地反復修改。在設計中，要求將平時所學的知識貫穿起來的同時還要參閱大量的圖表和公式，這樣使我們學以至用。理論設計和根據經驗公式選取相應的參數值只是本設計中很小的一部分，重要的是裝配機設計的總體布局，此時畫圖工作尤為重要，將總體布局確定后才能進行零部件的設計。在零部件設計過程中會發現，很多地方會不符合要求，此時就要對總體圖進行修改，達到要求的尺寸。畫圖中，公差尺寸是重中之重，也是畫圖的難點。經過此次獨立的繪圖設計，讓我學會各個公差的標注方法及公差值的查詢方法。總體上來說本次設計是一次正式工作前的大演練，通過這次設計，基本掌握了機械設計工作的流程以及設計中應該注意的重點，為我步入社會走上工作崗位打下了良好的基礎。由于我缺乏實踐經驗，而且知識水平有限，在設計中難免會有錯誤和不足之處，敬請各位老師給予批評指正，在此表示感謝。附頁英文文獻:RollingContactBearingTheconcernofmachinedesignerwithballandrollerbearingsisfivefoldasfollows(a)lifeinrelationtoload;(b)stiffness,i.e.deflectionsunderload;(c)friction;(d)wear;(e)noise.Formoderateloadandspeedsthecorrectselectionofastandardbearingonthebasisofloadratingwillusuallysecuresatisfactoryperformance.Thedeflectionsassociatedwiththebearing.Wherespeedsarehighspecialcoolingarrangementsbecomenecessarywhichmayincreasefrictionaldrag.Wearisprimarilyassociatedwiththeintroductionofcontaminants,andsealingarrangementsmustbechosenwithregardtothehostilityoftheenvironment.Becausethehighqualityandlowpriceofballandrollerbearingsdependsonquantityproduction,thetaskofthemachinedesignerbecomesoneofselectionratherthandesign.Rolling-contactbearingsaregenerallymadewithsteelwhichisthrough-hardenedtoabout900HV,althoughinmanymechanismsspecialracesarenotprovidedandtheinteractingsurfacesarehardenedtoabout600HV.Itisnotsurprisinghat,owingtothehighstressesinvolved,apredominantfromoffailureshouldbemetalfatigue,andagooddealofworkiscurrentlyinprogressintendedtoimprovethereliabilityofthistypeofbearing.Designcanbebasedonacceptedvaluesoflifeanditisgeneralpracticeinthebearingindustrytodefinetheloadcapacityofthebearingasthatvaluebelowwhich90percentofabatchwillexceedalifeofonemillionrevolutions.Notwithstandingthefactthatresponsibilityforthebasicdesignofballandrollerbearingsrestswiththebearingmanufacturer,themachinedesignermustformacorrectappreciationofthedutytobeperformedbythebearingandbeconcernednotonlywithybearingselectionbutwiththeconditionsforcorrectinstallation.Thefitofthebearingracesontotheshaftorontothehousingsiscriticalimportancebecauseoftheircombinedeffectontheinternalclearanceofthebearingaswellaspreservingthedesireddegreeofinterferencefit.Inadequateinterferencecaninduceserioustroublefromfrettingcorrosion.Theinnerraceisfrequentlylocatedaxiallybyabuttingagainstashoulder.Aradiusatthispointisessentialfortheavoidanceofstressconcentrationandballracesareprovidedwitharadiusorchamfertoallowspaceforthis.Wherelifeisnotthedeterminingfactorindesign,itisusualtodeterminemaximumloadingbytheamounttowhichabearingwilldeflectunderload.Thustheconceptof“staticload-carryingcapacity”isunderstoodtomeantheloadthatcanbeappliedtoabearing,whichiseitherstationaryorsubjecttoslightswivelingmotions,withoutimpairingitsrunningqualitiesforsubsequentrotationalmotion.Thishasbeendeterminedbypracticalexperienceastheloadwhichwhenappliedtobearingresultsinatotaldeformationoftherollingelementandracewayatanypointofcontactnotexceeding0.01percentoftherolling-elementdiameter.Thiswouldcorrespondtoapermanentdeformationof0.0025mmforaball25mmindiameter.Thesuccessfulfunctioningofmanybearingsdependsuponprovidingthemwithadequateprotectionagainsttheirenvironment,andinsomecircumstancestheenvironmentmustbeprotectedfromlubricantsorproductsofdeteriorationofthebearingsurfaces.Achievementofthecorrectfunctioningofsealsisanessentialpartofthebearingdesign.Moreover,sealswhichareappropriatebearingtheory.Notwithstandingtheirimportance,theamountofresearcheffortthathasbeendevotedtotheunderstandingofthebehaviorofsealshasbeensmallwhencomparedwiththatdevotedtootheraspectsofbearingtechnology.Thefirstis:bearingradialclearanceisnotadjustablespindlestructureBeforespindlebearingouttheuseofonepairsofcylindricalrollerbearingsandthrustballbearingcombinationofboth,th