連桿端孔軸線平行度自動檢測儀設計說明書[帶圖紙]

1、<p>　　連桿端孔軸線平行度自動檢測儀的設計</p><p>　　學 生：管 超</p><p><b>　　指導老師：周光永</b></p><p>　　(湖南農業(yè)大學東方科技學院，長沙 410128)</p><p>　　摘 要：連桿是發(fā)動機的主要傳力構件之一，常處于高速運動狀態(tài)，因此要求與其它

2、零件間具有較高的配合精度。因而連桿檢測成了生產中頻繁而又不可缺少的環(huán)節(jié)。連桿平行度測量儀是專門為檢測汽車連桿而設計的專用測量工具，其結構簡單、測量精度高。連桿兩端孔的平行度的要求比較高，如果平行度差，就會使發(fā)動機的噪音大，耗油量大，摩擦大，磨損快，這就要求工件必須有很高的平行度。本設計是由機械系統(tǒng)設計和控制系統(tǒng)的設計所組成。包括齒輪傳動的設計及選擇，滾珠絲杠的設計及選擇，步進電機的選擇和裝置中機械系統(tǒng)的設計，有關測試系統(tǒng)的控制設計及選擇

3、。本文主要的設計內容是機械的部分。</p><p>　　關鍵詞： 連桿; 平行度; 檢測</p><p>　　The Design of The Connecting Rod Hole Parallel to The Axis of Automatic D

4、etector</p><p>　　Author: Guan Chao</p><p>　　Tutor: Zhou Guangyong</p><p>　　(Oriental Science ＆Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)</p><p&

5、gt;　　Abstract：The connecting rod is one of main power transmission components of motor engine which is always moving in high speed. Therefore, it requests a highly connection with other components. Thus the connecting ro

6、d has become a frequent and indispensable part of the production. The connecting rod parallelism measuring instrument is specially designed for measuring automobile connecting rod , which has a simple structure and a hi

7、gh measuring accuracy. The center line parallelism of the car’s l</p><p>　　Key words：Connecting rod; parallelism; examination</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要………

8、…………………………………………………………………1</p><p>　　關鍵詞……………………………………………………………………………1</p><p>　　1 前言…………………………………………………………………………………2</p><p>　　2 進給運動的要求 ………………………………………………………………………3 <

9、/p><p>　　2.1 減少運動件的摩擦阻力……………………………………………………3 </p><p>　　2.2 提高傳動的精度和剛度………………………………………………………3</p><p>　　2.3 減少傳動慣量……………………………………………………………4</p><p>　　3 滾珠絲杠的選擇 …………………………………………

10、……………………………4</p><p>　　3.1 概述……………………………………………………………………………4</p><p>　　3.2 滾珠絲桿的安裝………………………………………………………………4</p><p>　　3.3 滾珠絲桿的潤滑及防護………………………………………………………5</p><p>　　3.4 滾珠絲桿

11、的設計與計算………………………………………………………6</p><p>　　4 齒輪傳動的設計計算 …………………………………………………………………8</p><p>　　4.1 齒輪傳動比的計算……………………………………………………………8</p><p>　　4.2 確定齒輪模數及有關尺寸……………………………………………………8</p>&

12、lt;p>　　4.3 轉動慣量的計算………………………………………………………………9 </p><p>　　5 步進電機的選擇………………………………………………………………………10</p><p>　　5.1 概述…………………………………………………………………………10</p><p>　　5.2 步

13、進電機的工作原理…………………………………………………………10</p><p>　　5.3 步進電機的選擇………………………………………………………………11</p><p>　　6 液壓夾具的設計………………………………………………………………………12</p><p>　　6.1 液壓夾具的液壓基本回路…………………………………………………12</p&g

14、t;<p>　　6.2 液壓元件的選擇……………………………………………………………12</p><p>　　6.2.1 油泵的選擇……………………………………………………………12</p><p>　　6.2.2 液壓閥的選擇…………………………………………………………13</p><p>　　6.2.3 管道尺寸的確定………………………………………

15、……………13</p><p>　　6.2.4 油箱容量的確定……………………………………………………14</p><p>　　6.2.5 濾油器的選擇…………………………………………………………14</p><p>　　6.2.6 壓力表的選擇…………………………………………………………14</p><p>　　6.2.7 換向閥的選擇……

16、……………………………………………………14</p><p>　　7 傳感器的選擇及測量原理……………………………………………………14</p><p>　　8 連桿平行度的誤差分析及計算………………………………………………15</p><p>　　9經濟分析……………………………………………………………………16</p><p>　　10結

17、 論……………………………………………………………………………16</p><p>　　參考文獻 …………………………………………………………………………17</p><p>　　致謝………………………………………………………………………………………18 </p><p><b>　　1 前言</b></p><p>

18、　　連桿是汽車發(fā)動機的主要傳力構件之一，常處于高速運動狀態(tài)，因此要求與其它零件間具有較高的配合精度。在實際生產中常采用放大孔徑公差帶制造，通過分組裝配滿足配合精度要求，因而連桿檢測成了生產中頻繁而又不可缺少的環(huán)節(jié)。目前我國連桿檢測常采用兩種方法，一種是采用國產氣動測量儀檢測兩端孔孔徑值，并同時測出兩者的中心距，而對平行度和交叉度則采用手工檢測方法；另一種采用進口氣動量儀直接監(jiān)測5-6個參數。連桿平行度測量儀是專門為測量汽車連桿而設計的專

19、用測量工具。要求其簡單輕便，結構簡單，測量精度高，且測量過程要求自動化，是機電一體化方面上的設計題目。 </p><p><b>　　圖1 連桿零件圖</b></p><p>　　Fig 1 Diagram of the connecting rod components</p><p>　

20、　連桿平行度測量儀是專門用來檢測連桿平行度的檢測設備，它避免了手工檢測可能帶來的人為因素導致的誤差，極大地提高了檢測效率，同時也提高了檢測的精度。近些年隨著我國汽車行業(yè)的快速發(fā)展，檢測技術也是突飛猛進。通過自主研發(fā)、引進國外先進技術、與國外公司合資、合作等方式，迅速提高了國內的檢測水平，基本滿足了使用要求。</p><p>　　目前開發(fā)研制成功的連桿綜合檢測儀器，將先進的傳感技術、計算機技術、誤差處理技術及控制技

21、術融入到整臺設備中，利用比較測量的方法對連桿主要參數進行綜合測量，與傳統(tǒng)的利用三座標測量機的方法相比[1]，測量效率高、精度高、成本低，是企業(yè)用來對連桿的產品質量控制、委外產品驗收、工序間檢查的理想測試設備。</p><p>　　其結構簡圖如圖2。圖 1-2 連桿平行度測量儀立體圖</p><p>　　Fig1-2 Parallel measuring inst

22、rument of stereo</p><p>　　圖 2 連桿平行度測量儀立體圖</p><p>　　Fig2 Three-dimensional diagram of the connecting rod parallel measuring instrument</p><p><b>　　2 進給運動的要求</b></p>

23、;<p>　　連桿平行度測試的進給運動是數字控制的直接對象，被測試的連桿的平行度的精度肯定會受到進給運動傳動精度、靈敏度和穩(wěn)定性的影響。為此，在設計進給系統(tǒng)時，充分注意減少摩擦，提高傳動精度和剛度[2]，消除傳動間隙，以及減少運動件的慣性。</p><p>　　2.1 減少運動件的摩擦阻力</p><p>　　摩擦阻力主要來源與傳動系統(tǒng)的導軌和絲杠。因此，為絲杠和導軌的滾動是

24、減少摩擦的重要措施。</p><p>　　2.2 提高傳動的精度和剛度</p><p>　　因為在進給系統(tǒng)中，采用滾珠絲杠螺母和支撐結構是決定其傳動精度和剛度的主要部件，故必須保證它們的加工精度。對步進電機驅動的系統(tǒng)尤其如此，此外，還可以用合理的預緊力來夾緊以消除滾珠絲杠螺母副的軸向傳動間隙，是支撐絲杠的軸承預緊以提高支撐的結構剛度，這些措施有利于提高傳動精度。</p>&l

25、t;p>　　2.3 減少傳動慣量</p><p>　　在滿足傳動強度和剛度的要求下應盡可能將各元件進行合理的配置，并減少它們的慣量。</p><p><b>　　3 滾珠絲杠的選擇</b></p><p><b>　　3.1 概述</b></p><p>　　滾珠絲杠螺母副是回轉與直線運動相互

26、轉換的新型傳動裝置。其原理如圖。在絲杠和螺母上加工有弧型的螺絲槽，當它們套在一起是形成了螺絲滾道，并在滾道內裝滿滾珠，當絲杠相對于螺母旋轉時，兩者發(fā)生軸向位移，而滾珠則沿滾道滾動，螺母螺絲槽兩端用回珠管連接，使?jié)L珠能周而復始的循環(huán)，采用滾珠絲杠提高了機構的效率和傳動精度[3]，所以一般精度較高的系統(tǒng)中采用滾珠絲杠來傳動。我設計的連桿中心孔平行度測量儀的傳動系統(tǒng)就采用了滾珠絲杠，以增加系統(tǒng)的傳動效率，運動的平穩(wěn)性及壽命。 3.2 滾珠

27、絲杠的安裝</p><p>　　連桿平行度測量儀的進給系統(tǒng)要獲得較高的傳動精度除了加強滾珠絲杠螺母本身的剛度外，滾珠絲杠正確的安裝及其支撐的結構剛度也是不可忽視的因素。為了提高支撐的軸向剛度，選擇適當的滾動軸承也是十分重要的，一般采用兩種組合方式：一種是把向心軸承和錐軸承組合使用，其支撐方案，可有以下幾種：</p><p>　　（1） 一端裝止推軸承</p><p>

28、;　　這種安裝方式因為它承載能力小，剛度低，所以一般用于短絲杠。</p><p>　　（2） 一端裝止推軸承，另一端裝向心球軸承</p><p>　　這種安裝用于滾珠絲杠較長時，一端裝止推軸承固定外，另一端再裝向心球軸承，這時需注意止推軸承要遠離熱源和絲杠上的常用段，以減小絲杠變形的影響。</p><p>　?。?） 兩端裝止推軸承</p><p

29、>　　把止推軸承裝在滾珠絲杠的兩端，并施加預緊力，這樣有助于提高剛度，但這種安裝方式對絲杠的熱伸縮較為敏感。</p><p>　?。?） 兩端裝推力軸承及向心球軸承</p><p>　　這種結構方式不能精確的預先測定預緊力[4]，預緊力大小是由絲杠的溫度變形轉化而產生的。</p><p>　　本設計中由于滾珠絲杠只是帶動測頭部分往復運動，所以軸向力并不是太大，

30、故兩端只采用球軸承支撐。</p><p>　　圖3 內循環(huán)反向器式</p><p>　　Fig3 Inner loop Inverter type</p><p>　　3.3 滾珠絲杠的潤滑及防護</p><p><b>　?。?） 潤滑</b></p><p>　　使用潤滑劑可以提高滾珠絲杠的

31、耐磨性和傳動效率，潤滑劑有固體和液體兩種，液體潤滑可用20號或30號機油，90～180號透平油或140號主軸油。固體潤滑可用高壓潤滑脂或鋰基潤滑脂根據本裝置要求簡單的特點[5]，故使用固體潤滑，使用兩種潤滑脂均可使用時，潤滑脂直接加在螺紋滾道和安裝螺母的殼體空間內。</p><p><b>　?。?） 防護</b></p><p>　　絲杠預緊后，軸向間隙小，當硬質灰

32、或污物等落入螺紋滾道內就會妨礙滾珠的運轉，并加快磨損，常用的防護裝置有：</p><p>　　(a)密封圈：密封圈裝在螺母的兩端。有接觸式和非接觸式兩種，接觸式的彈性密封圈，用耐油橡膠和尼龍制成，其內孔做成與絲杠螺紋滾道相配合的開頭即與螺紋滾 道相結合，這類密封的防塵效果好，但有接觸壓力會使摩擦力矩加大，非接觸式密封圈用聚乙烯等塑料材料制成，其內孔與絲杠螺紋滾道相反，并稍有間隙且不會增加摩 擦力，但防塵效果較

33、差。</p><p>　　(b)防護罩：防護罩有錐形套管，伸縮管，也有折疊式的防護罩。對防護罩的要求是：耐油、耐腐蝕、耐高溫和耐用。</p><p>　　根據本設計的要求選用接觸式彈性密封圈進行防護。</p><p>　　3.4 滾珠絲杠的設計計算</p><p>　?。?）滾珠絲杠的設計計算</p><p>　　對于

34、三角形導軌或綜合導軌</p><p><b>　　(1)</b></p><p>　　Px、Pz——X、Z方向上的切削力。</p><p>　　f’——導軌的摩擦系數。</p><p>　　k——考慮顛覆力拒影響的實驗系數。</p><p>　　對于本裝置k＝1.15 G＝30kg&

35、lt;/p><p>　　f’＝0.16 Px＝Pz＝0</p><p>　　則 p＝0.16309.8＝47.04N</p><p>　　根據 pQ0 Q0＝最大動載荷</p><p>　　選取公稱直徑 d＝32</p><p><b>　　滾珠直徑</b></p>

36、<p><b>　　(2)</b></p><p><b>　　螺距 P＝5mm</b></p><p>　　螺紋升角 ＝2°51′</p><p>　　額定靜載荷 C0a＝30150N</p><p>　　額定動載荷 Ca＝10900N</p><

37、;p><b>　　接觸角 ＝45°</b></p><p>　　螺紋滾道半徑 rs＝（1.25-0.65）Dw＝0.63.175＝1.905mm</p><p>　　偏心距 e＝（rs－Dw/2）sin＝0.225</p><p>　　螺桿大徑 d＝dm－（0.2－0.5）Dw＝31.27mm</p>&l

38、t;p>　　螺桿小徑 d1＝dm+2e－2rs＝28.64mm</p><p>　　螺桿接觸點直徑 dk＝dm－Dwcos＝29.74mm</p><p>　　螺桿牙頂圓角半徑 ra＝（0.1－0.15）Dw＝0.381</p><p>　　螺母螺紋大徑 D＝dm－2e+2rm</p><p>　　螺母螺紋小徑 D＝dm+0.

39、5（dm－d）＝32.37mm</p><p><b>　　預緊力計算：</b></p><p>　　滾珠和螺紋滾道由于受軸向力的作用而產生軸向變形在彈性范圍內[6]，根據赫茲公式</p><p><b>　　(3)</b></p><p>　　K——與滾道的曲率半徑、材料的彈性模量有關。對于確定絲

40、杠，K為常數。</p><p>　　如圖所示。設對螺母A、B施加預緊力P0向對應變形，當外加軸向載荷為P時，螺母B產生了，則</p><p><b>　　0057</b></p><p>　　當時，這時螺母A中滾珠和滾道剛好接觸，因此要保證絲杠在最大軸向載荷Pmin作用下無間隙[7]，則P0定要滿足一定的關系：</p><p

41、>　　當 時 </p><p>　　則螺母B變形為 </p><p>　　因為 (4)</p><p>　　所以

42、 (5)</p><p><b>　　于是 </b></p><p>　　則為使螺母和絲杠之間不出現間隙，應使預緊力近似等于最大軸向載荷的1/3。P0過小不能保證無間隙傳動，P0過大會降低傳動效率和承載能力。</p><p><b>　　（2）剛度驗算</b></p>&l

43、t;p>　　滾珠絲杠是精密的傳動元件，它在軸向的作用下將產生伸長或縮短，這將引起絲杠導程的變化，根據公式滾珠絲杠在（“+”號用于拉伸，“—”號用于壓縮）工作載荷P和扭矩M的共同作用下[8]，引起每一個導程變形量L為</p><p><b>　　(6)</b></p><p><b>　　P——工作載荷</b></p><

44、p>　　L——滾珠絲杠的基本導程[9]</p><p>　　E——彈性模量。對于鋼E＝21106（N/cm2）</p><p>　　F——滾珠絲杠的截面積</p><p><b>　　M——扭矩</b></p><p>　　G——切變模量。對于鋼</p><p>　　Jc—— 截面積慣性矩。

45、對于本設計</p><p>　　4 齒輪傳動的設計計算</p><p>　　齒輪傳動是應用非常廣泛的一種機械傳動，各種裝置幾乎都離不開齒輪傳動，在數控傳動裝置中，步進電機常通過齒輪傳動裝置傳遞轉矩和轉速，并使電動機和螺旋傳動副之間的轉矩和轉速得以匹配，因此齒輪傳動是設計數控機械的一個重要的組成部分。由于電動機轉速一般較高，而機械系統(tǒng)的移動速度有時不能太高，變化范圍不能太大，故往往用齒輪傳動

46、裝置將電動機輸出軸的高轉速、低轉矩轉化為負載軸的低轉速、高轉矩。當用齒輪作為進給裝置時，需要滿足以下技術要求：</p><p>　　大齒輪折算到電機軸上的轉動慣量要小。</p><p><b>　　剛度大。</b></p><p><b>　　無間隙。</b></p><p><b>　　

47、噪聲低。</b></p><p>　　4.1 齒輪傳動比的計算</p><p>　　因為步進電機步距角 t＝5cm要實現脈沖當量</p><p>　　0.01mm/step在傳動系統(tǒng)中應加一對齒輪降速傳動，齒輪的傳動比[10]</p><p><b>　　(7)</b></p><p&g

48、t;　　選Z1＝24 Z2＝50</p><p>　　4.2 確定齒輪模數及有關尺寸</p><p>　　因傳動的扭矩較小，取模數m＝1.5</p><p><b>　　有關尺寸：</b></p><p><b>　　齒寬b＝9mm </b></p><p>　　d1

49、＝mz＝1.524＝36mm </p><p>　　d2＝mz＝1.550＝75mm </p><p>　　da1＝d1+2m＝36+21.5＝39mm </p><p>　　da2＝d2+2m＝75+21.5＝78mm </p><p>　　df1＝d1－21.25m＝32.25mm </p><p>　　

50、df2＝d2－21.25m＝71.25mm </p><p>　　4.3 轉動慣量的計算</p><p>　　根據等效轉動慣量的計算公式得</p><p><b>　　(8)</b></p><p>　　式中 Jd——折算到電動機軸的慣性負載（kg/cm2）</p><p>　　J1——齒輪Z

51、1的轉動慣量（kg/cm2）</p><p>　　J2——齒輪Z2的轉動慣量（kg/cm2）</p><p>　　J3——滾珠絲杠的轉動慣量（kg/cm2）</p><p>　　M——移動部件的質量（kg）</p><p>　　對材料為鋼的圓柱零件傳動慣量可按下式計算[11]</p><p>　　J＝0.7810－3D

52、4L (9)</p><p>　　D——圓柱零件直徑（mm）</p><p>　　L——零件長度（cm）</p><p>　　J1＝0.7810－33.540.9＝0.0153（kg·cm2）</p><p>　　J2＝0.7810－37.540.9＝2.221（kg·cm2

53、）</p><p>　　J3＝0.7810－33.2430＝2.455（kg·cm2）</p><p>　　電機軸的轉動慣量很小可以忽略[12]，則</p><p>　?。╧g·cm2） (10)</p><p>　　5 步進電動機的選擇</p><p><b>　　5.1 概述&

54、lt;/b></p><p>　　步進電機也叫脈沖電動機，是將脈沖信號轉化成相應的角位移的電磁機械裝置，是一種輸入與輸出數字的脈沖對應的增量驅動元件[13]。當給步進電機一個電脈沖信號，不僅電動機轉動一個步距角，如按一定規(guī)律給步進電機一串連續(xù)脈沖信號，步進電機便一步步地連續(xù)旋轉。步進電機具有如下特點：</p><p>　　位移量與輸入電脈沖數具有嚴格的對應關系，步距誤差不會積累。&l

55、t;/p><p>　　穩(wěn)定運行時的轉速與控制脈沖的頻率有嚴格的對應關系。</p><p>　　控制性能好，在一定的頻率下，能按控制脈沖的要求快速啟動，停止或反轉。改變控制脈沖的頻率，電動機的轉速就隨著變化，并在很寬的范圍內平滑調節(jié)。</p><p>　　控制系統(tǒng)簡單，工作可靠，成本低，但其控制精度受步距角控制。所以步進電機可廣泛應用于數模轉換，速度控制和位置控制系統(tǒng)中，

56、是開環(huán)控制系統(tǒng)中的理想執(zhí)行元件。</p><p>　　步進電動機的類型很多，按其工作原理分為反應式、永磁式、永磁感應式、滾切式以及若干混合式。按勵磁相數，有3相、4相、5相、6相甚至8相，按其規(guī)律分為快速電機和功率電機。</p><p>　　5.2 步進電動機的工作原理</p><p>　　如圖所示是圓周分相徑向氣隙的3相反應式步進電機結構簡圖，定子上有6個磁極，每

57、相2個，轉子由軟磁材料制成，上面沒有繞組，定子磁極和轉子上有很多小齒，齒數和通電循環(huán)拍數決定了電機的步距角。</p><p>　　反應式步進電機的工作原理與反應式同步電機一樣，轉子的轉動力矩是靠定子磁極與轉子間的磁極和切向分力產生的，當定子上A相繞組通電時，由于磁場力使磁組減少，因此轉子上離A相磁極相對的位置，當A相斷電，受B相繞組所建立的磁場影響最大時，轉子齒2和4在磁場力的作用下，逆時針轉到和B相磁極相對的位

58、置，即轉子前進一步。同樣當B相斷電，而C相通電時，轉子又在磁場力的作用下轉動一步，使轉子1、3齒與C相磁極對齊，由此可見，按A-B-C-A 順序通電時，電機便一步步地轉動，步進電機的步距角 是轉子旋轉一步所轉過的角度，由此可見</p><p><b>　　(11)</b></p><p><b>　　z——轉子齒數</b></p>

59、<p>　　ma——通電循環(huán)拍數</p><p>　　5.3 步進電機的選擇</p><p>　　本設計中步進電機的選擇：</p><p><b>　　電機的步距角</b></p><p><b>　　取系統(tǒng)的脈沖當量：</b></p><p>　　初選步進電機

60、的步距角：</p><p>　　步進電機啟動力矩的計算</p><p>　　設步進電機等效負載力矩為T，負載力為P。根據能量守恒定律，電機所做的功與負載所做的功有如下的關系：</p><p><b>　　(12)</b></p><p>　　式中 ——電機轉角</p><p><b&g

61、t;　　——機械傳動效率</b></p><p>　　S——移動部件的相應位移</p><p><b>　　若取 則</b></p><p>　　且 P＝Ps+（G+Pz）</p><p>　　所以 (N·cm) (13

62、)</p><p>　　Ps——移動部件負載</p><p><b>　　G——移動部件重量</b></p><p>　　Pz——與重力方向一致的作用在移動部件上的負載力</p><p><b>　　——導軌摩擦系數</b></p><p><b>　　——電機步距

63、角</b></p><p>　　T——電機軸負載系數</p><p>　　本設計中?。?.03（淬火鋼滾珠導軌的摩擦系數） ＝0.93，</p><p>　　則 （N·cm）</p><p>　　若不考慮啟動時運動部件慣性的影響，則啟動力矩</p>&

64、lt;p><b>　　(14)</b></p><p><b>　　取安全系數為0.3</b></p><p><b>　　則啟動力矩</b></p><p><b>　?。∟·cm）</b></p><p>　　對于工作方式為三相六拍的步

65、進電機</p><p>　　步進電機的最高工作效率</p><p><b>　　（N·cm）</b></p><p><b>　　(15)</b></p><p><b>　　表4 電機有關參數</b></p><p>　　Fig4 Relat

66、ed Parameters of Motor</p><p>　　6 液壓夾具的設計 </p><p>　　6.1 液壓夾具的液壓基本回路</p><p>　　根據參考文獻[3]得知，本設計的要求選用定壓回路，一般用定量泵供油，供油率一般為Q=8L/min左右。當壓力達到預定的要求壓力時[14]，溢流閥3自動卸荷，這種回路油溫較高，非生產性消耗大，多用于裝夾較為頻繁

67、的夾具。</p><p>　　6.2 液壓元件的選擇</p><p>　　液壓系統(tǒng)的主要參數是油的壓力和流量，它們是設計液壓系統(tǒng)，選擇液壓元件的主要依據，壓力取決于執(zhí)行元件的運動速度和結構尺寸。</p><p>　　6.2.1 油泵的選擇</p><p>　　(1)確定油泵的最大的工作壓力</p><p>　　根據設計

68、要求由于是測連桿的平行度，工件與測頭不接觸，夾具所施加的加緊力只需保證工件不移動即可[15]，不可使工件變形超出允許范圍即可，故設 P1＝200N</p><p>　　則活塞作用力 P＝P1/</p><p>　　——考慮各種損失的有效系數，本設計?。?.9</p><p><b>　　則 </b></p><p>&

69、lt;b>　　(16)</b></p><p>　　根據常規(guī)油缸的系列，選擇D=45cm</p><p><b>　　則油缸的工作壓力</b></p><p><b>　　(17)</b></p><p>　　則油泵的最大工作壓力 </p><p><

70、;b>　　本設計中取 </b></p><p>　　則Pp＝1.4+0.3＝1.7Mpa</p><p>　　(2)確定泵的流量Qp</p><p><b>　　(18)</b></p><p>　　K——系統(tǒng)泄油系數。一般取1.1－1.3。</p><p>　　——同時動作的

71、油缸的最大的流量。</p><p><b>　　(19)</b></p><p>　　本設計中 K＝1.2</p><p>　　當p<2MPa時，d＝（0.2-0.4）D</p><p>　　則 Qp=1.25.45=6.54L/min</p><p>　　(3)選擇油泵的規(guī)格</

72、p><p>　　根據求得的Pp和Qp值，選擇CB－B型齒輪泵。</p><p>　　6.2.2 液壓閥的選擇</p><p>　　根據系統(tǒng)的工作壓力和實際通過該閥的最大的流量，選擇有型的產品的閥，溢流閥按泵的最大的流量選取[16]。根據本設計中的流量選擇溢流閥為YF—L108型，通徑10mm，并采用螺紋連接，重量為2.4 kg。

73、 </p><p>　　6.2.3 管道尺寸的確定</p><p><b>　　(20)</b></p><p><b>　　管道內經按上式計算</b></p><p>　　根據管道的標準系列選擇公稱通徑 DN＝8mm&

74、lt;/p><p>　　則鋼管外徑 14mm</p><p>　　管接頭連接螺紋 M14×1.5</p><p><b>　　管子壁厚為1mm</b></p><p>　　6.2.4 油箱容量的確定</p><p>　　按下列經驗公式確定油箱的容量</p><p>

75、;<b>　　(21)</b></p><p>　　式中 QV ——油泵每分鐘排出的壓力油的容積（m3）</p><p>　　——經驗系數，本式中取＝3</p><p>　　則V＝2×6.54×10-3＝1.31×10-2（m3）</p><p>　　6.2.5 濾油器的選擇<

76、/p><p>　　根據設計需要選擇線隙式濾油器[17]，型號為XU-J10×80</p><p>　　6.2.6 壓力表的選擇</p><p>　　根據設計要求選擇KF－L8/14E型，公稱通徑為8mm，壓力表直徑為mm,接頭螺紋M14×1.5。</p><p>　　6.2.7 換向閥的選擇</p><p&

77、gt;　　根據設計要求選擇WE5N6.2/N型電磁換向閥[18]。</p><p>　　7傳感器的選擇及測量原理</p><p>　　凡接受外界刺激能產生輸出信號，即可定義為傳感器[19]。傳感器就是用來對所測的量產生響應并提供可用的電信號器件，即把輸入信號變成不同形式的輸出信號的裝置。最簡單也是應用最廣泛的是位置傳感器，位置傳感器的檢測方式有接觸式和非接觸式兩種。</p>

78、<p>　　根據設計的要求，選用非接觸測量方式，并使用電容式傳感器，傳感器如圖所示：</p><p>　　圖5 傳感器結構示意圖</p><p>　　Fig5 Diagram of Sensor Schematic's Structure</p><p>　　本傳感器的工作原理式以被測連桿圓孔為一極板，另一極板在傳感器上，當傳感器在側頭的帶動下

79、伸入孔內時，由于孔的平行度存在誤差，必然會引起傳感器上的極板和孔的內壁之間的距離的變化，從而引起傳感器電容兩極板之間電壓的變化。傳感器將這些變化引入計算機，由計算機對這些變化進行處理，即可求出傳感器極板與圓 孔之間的距離。</p><p>　　8連桿平行度誤差分析與計算</p><p>　　當測頭進入連桿中心孔時，測頭上的三套傳感器能自動檢測與孔壁之間的距離，即為y1，y2，y3。<

80、;/p><p><b>　　(22)</b></p><p>　　如圖所示。根據圓與直線交點的關系得出偏心量，。</p><p><b>　　(23)</b></p><p><b>　　其中</b></p><p><b>　　則</b&g

81、t;</p><p>　　y1，y2，y3由檢測器輸出電壓的變化來求得[20]，當測頭向前移動L時，再次測得y1′，</p><p><b>　　y2′，y3′。</b></p><p>　　則以第一個所測得的圓面位X，Y平面建立空間直角坐標系，則兩點的中心線即可近似為中心孔的軸線。直線方程為</p><p><b

82、>　　(24)</b></p><p>　　同理，因兩孔為同時測量，則另一孔也會同樣通過兩點A′（x′, ′, ′）,</p><p>　　B′(x1′, ′,L)，則另一條軸線的方程為</p><p><b>　　(25)</b></p><p>　　則兩條直線在空間的夾角為：</p>

83、<p><b>　　(26)</b></p><p>　　而根據所要求的平行度所夾的最大角為</p><p><b>　　(27)</b></p><p><b>　　如所測得的角</b></p><p>　　則連桿為合格品，否則為不合格品。</p>&

84、lt;p><b>　　9經濟性分析</b></p><p>　　連桿端孔軸線平行度自動檢測儀是專門用來檢測連桿平行度的檢測設備，它避免了手工檢測可能帶來的人為因素導致的誤差，極大地提高了檢測精度，同時也提高了檢測的效率。在我國汽車及相關零部件快速發(fā)展的今天，它一定會受到廣大汽車行業(yè) 的歡迎。</p><p>　　目前開發(fā)研制成功的連桿綜合檢測儀器，將先進的傳感

85、技術、計算機技術、誤差處理技術及控制技術融入到整臺設備中，利用比較測量的方法對連桿主要參數進行綜合測量，與傳統(tǒng)的利用三座標測量機的方法相比，測量效率高、精度高、成本低,是企業(yè)用來對連桿的產品質量控制、委外產品驗收、工序間檢查的理想測試設備。</p><p>　　它的作用還體現在報廢連桿的修復上，它不但能提示零件是否合格，還能將檢測結果顯示出來，供我們參考，以便我們采取相應措施提高產品的合格率。</p>

86、<p><b>　　10 結論</b></p><p>　　經過這次畢業(yè)設計，我不但鞏固了這四年學習的知識，還學到了很多新的東西。知道了自己的不足，也知道了自己的一些優(yōu)點。從這次畢業(yè)設計中我收獲不少，更讓我高興的是我又一次系統(tǒng)的總結大學期間所學的專業(yè)知識，學會了如何去解決問題，嘗到了解決問題的樂趣。</p><p>　　剛開始和周老師見面定題目的時候，感

87、覺自己什么都不知道，突然有些手足無措?？赡苁堑谝淮蔚木壒?，心里有些緊張。等我全身心的投入設計當中，經過老師的指導和查閱大量的資料，我知道了設計的一般過程，同時也大致了解了我設計的主要內容。這時心情才放輕松下來。</p><p>　　我要設計的是一臺連桿端孔軸線平行度自動測量儀，將它的每一個零件的立體造型都畫出來，并進行裝配。這個題目涉及的內容很廣，包括機械系統(tǒng)設計和控制系統(tǒng)設計，我主要設計的是機械系統(tǒng)。機械系統(tǒng)又

88、涵蓋了液壓部分、電機部分，還有一些傳動和檢測的知識。我的工作量比其他同學的要多一點，所以我很早就開始設計。設計過程中我查閱了一些資料，遇到了很多問題，也學到了很多東西。也使我明白了一個道理：有些事只有自己親自去做才能真得學到東西。</p><p>　　經過了無數次的修改，終于完成了畢業(yè)設計?，F在想想設計過程中的困難也不算什么，因為只有發(fā)現問題才能解決問題。經過這次的畢業(yè)設計，我的收獲很多，將理論和實踐聯系了起來，

89、提高了自己解決實際問題的能力。相信這些收獲對將來的工作也會有很大的幫助。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]李柱.互換性與測量技術基礎[M].計量出版社.1992,1-37.</p><p>　　[2]王錫良.機械計量測試技術[M].東北工業(yè)出版社.1995,5-124.</p><p&

90、gt;　　[3]楊黎明.機床夾具設計手冊[M].國防工業(yè)出版社.1996,3-135.</p><p>　　[4]吳宗澤.機械設計與課程設計[M].高等教育出版社.1898,13-148.</p><p>　　[5]鄭樹森.機械零件設計手冊[M].哈爾濱工業(yè)大學.1998,12-79.</p><p>　　[6]劉延俊.液壓與氣壓傳動[M].機械與工業(yè)出版社.201

91、0,2-127.</p><p>　　[7]梁庚煌.運輸機械設計選用手冊·下冊[M].教育出版社.1990,1-89.</p><p>　　[8]孫恒,葛文杰.機械原理[M].高等教育出版社.2009,48-135.</p><p>　　[9]毛振揚.機械設計課程設計[M].浙江大學出版社.1998,36-146.</p><p>

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93、.電機與控制應用,2010，20-24.</p><p>　　[14]張立穎.平行度檢測儀的分析及研究中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研所）[M].中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所）. 2006,3-126. </p><p>　　[15]張穎,霹西.回歸民族產業(yè)之后[N].機電商報,2010.</p><p>　　[16]楊文志,景洪偉,

94、吳時彬,曹學東. 可見光與紅外光軸平行度檢測儀中國科學院光電技術研究所[M].紅外與激光工程. 2010,2-78. </p><p>　　[17]軸徑檢測儀、軸徑自動分選儀[J].中國農業(yè)機械化科學研究院, 2001,12-76.</p><p>　　[18]許連虎,袁怡寶,哈爾濱.汽車發(fā)動機連桿總成綜合測量儀工業(yè)大學自動化測試與控制系 </p><

95、p>　　[R].2010振動與噪聲測試峰會論文集, 2010,0-12. </p><p>　　[19]蘇鐵力,關振海.《傳感器及其接口技術》[M].中國石化出版社, 1998,6-46.</p><p>　　[20]張立穎,劉德尚,王文革.平行度檢測儀的設計方法中國科學院長春光學精密機械與物理研究所[N].長春理工大學學報 . 1998,0-1.</p>&

96、lt;p><b>　　致 謝</b></p><p>　　畢業(yè)設計是學生在完成了基礎課、專業(yè)基礎課和專業(yè)課的學習任務并在進行了課程設計和畢業(yè)實習的基礎上，使學生具備機械工程師基本技能的訓練，是教學的重要環(huán)節(jié)之一。</p><p>　　在周光永老師的辛勤指導下，經過三個月的設計、制圖、編寫說明書，終于順利完成了這次畢業(yè)設計。經過這次設計，培養(yǎng)了我獨立思考、獨

97、立工作和獨立解決問題的能力。在設計過程中能夠正確運用各種規(guī)范和設計手冊，提高了從事機械設計和工藝裝備設計的水平。</p><p>　　所設計的題目是連桿端孔軸線平行度自動測量儀，這是一個機電一體化的設計題目。通過自己思考和老師的耐心指導，終于成功的完成了這次畢業(yè)設計。這套設備的設計方案還有許多不成熟的地方，懇請各位老師、同學批評指正，使其更加完善。</p><p>　　在此，向設計過程中給