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  • 论文编号: 070016
  • 论文字数: 30756 字
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  • 资源类型: 毕业设计
  • 论文语言: 简体中文
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  • 整理录入: 昕晨
  • 更新时间: 2020/11/29 23:33:38

设计介绍    


 

摘   要

连杆是汽车发动机的主要传力构件之一,常处于高速运动状态,因此要求与其它零件间具有较高的配合精度。因而连杆检测成了生产中频繁而又不可缺少的环节。连杆平行度丈量仪是专门为检测汽车连杆而设计的专用丈量工具,其结构简单、丈量精度高。本设计是由机械系统设计和控制系统的设计所组成。包括齿轮传动的设计及选择,滚珠丝杠的设计及选择,步进机电的选择和装置中机械系统的设计,有关尝试系统的控制设计及选择。我的设计内容主要是机械部份的设计。

关头词:  连杆  平行度  检测
Abstract

The connecting rod is one of motor car engine main power transmission components, often being at the high speed state of motion, therefore, which requests the higher grade of fit with other components. Thus the connecting rod is examined in the production to be frequent and the also essential link. The connecting rod parallelism measuring instrument is specially for examines for measuring tool which the automobile connecting rod design, its structure is simple, the measuring accuracy is high. This design is composed by the mechanical system design and the control system design, which includes the gear drive design and the choice, the ball bearing guide screw design and chooses, motor machine choice and installment mechanical system design, relating test system control design and choice. My design content mainly focuses on the machine part design.

Key words:Connecting rod   parallelism  examination

 

 

 

 

 
目   录
摘  要……………………………………………………………………………I
Abstract …………………………………………………………………………II

第1章 绪论 ……………………………………………………………………1
第2章 机电一体化技术简介 …………………………………………………3
2.1  机电一体化技术简介 ………………………………………………3
2.2  机电一体化技术体系 ………………………………………………3
2.3  机电一体化的发展前景 ……………………………………………3
2.4  连杆平行度丈量仪的简介 …………………………………………4
2.5  Pro/ENGINEER东西介绍……………………………………………4
第3章 连杆平行度丈量仪机械部份的总体设计 ……………………………9
3.1  进给运动的要求 ……………………………………………………9
3.2  滚珠丝杠的选择 ……………………………………………………9
3.3  齿轮传动的设计计算………………………………………………14
3.4  步进机电的选择……………………………………………………16
3.5  液压夹具的设计……………………………………………………19
第4章 连杆平行度丈量仪中的微机应用及其接口技术……………………23
4.1   丈量仪中主控芯片8088介绍…………………………………… 23
4.2   丈量仪中的接口技术 …………………………………………… 24
第5章 传感器的选择及丈量原理……………………………………………34
5.1   传感器的选择及丈量方法…………………………………………34
5.2   连杆平行度的分析及计算…………………………………………35
第6章 经济分析………………………………………………………………37
总 结……………………………………………………………………………38
致 谢……………………………………………………………………………39
参照文献 ………………………………………………………………………40
附录1专题论文 ………………………………………………………………41
附录2外文译文 ………………………………………………………………49
附录3外文原文 ………………………………………………………………54

 
第1章  绪论

连杆是汽车发动机的主要传力构件之一,常处于高速运动状态,因此要求与其它零件间具有较高的配合精度。在实际生产中常采取放大孔径公差带制造,通过分组装配知足配合精度要求,因而连杆检测成了生产中频繁而又不可缺少的环节。目前我国连杆检测常采取两种方法,一种是采取国产气动丈量仪检测两头孔孔径值,并同时测出两者的中心距,而对平行度和交叉度则采取手工检测方法;另一种采取进口气动量仪直接监测5-6个参数。连杆平行度丈量仪是专门为丈量汽车连杆而设计的专用丈量工具。要求其简单轻巧,结构简单,丈量精度高,且丈量进程要求自动化,是机电一体化方面上的设计题目。

 
图1-1  连杆零件图

连杆平行度丈量仪是专门用来检测连杆平行度的检测设备,它防止了手工检测可能带来的人为因素致使的误差,极大地提高了检测效率,同时也提高了检测的精度。近些年随着我国汽车行业的快速发展,检测技术也是突飞猛进。通过自主研发、引进国外先进技术、与国外公司合资、合作等方式,迅速提高了海内的检测水平,基本知足了运用要求。
目前开发研制成功的连杆综合检测仪器,将先进的传感技术、计算机技术、误差措置惩罚技术及控制技术融入到整台设备中,利用对照丈量的方法对连杆主要参数举行综合丈量,与传统的利用三座标丈量机的方法相比,丈量效率高、精度高、成本低,是公司用来对连杆的东西质量控制、委外东西验收、工序间检查的理想尝试设备。
其结构简图如图1-2。
 

图 1-2  连杆平行度丈量仪立体

 

 

 
第2章  机电一体化技术简介
2.1  机电一体化技术简介
在科学技术飞速发展的今天,所有一项新技术的产生都是各种技术互相渗透的结果。机电一体化是一种复合化技术,它是机械技术和微电子技术、信息技术相互渗透的产物,是机电工业发展的必然趋向。
机电一体化的实体部份是机械技术及电子技术,又通过信息技术把两者有机的连系在一起,进而组成功能更为先进的东西,按照系统分析的观点,机电一体化就是把机械部份和电子部份各作为一个环节统一在一个“系统”之中。为了使系统运行达最优化,应该是组成系统的所有硬件采取最佳组合方式,为了强化机电一体化东西的功能从系统观点动身把机械部份和电子部份融合在一起举行通盘思量,决意那些采取机械技术,那些采取电子技术,并通过信息传输与措置惩罚把两者有机组合。因此,从某种意义上来说,机电一体化技术是系统工程学在机械、电子领域的应用,而机电一体化则显示出它的应用效果。
2.2  机电一体化技术体系
    机电一体化技术是一门新兴的科学,所联系的主要领域如表2-1所示:
表2-1  机电一体化所联系的主要学科
机械学 控制理论
机械设计 动态系统分析 经典控制、数字控制 现代控制
微措置惩罚机
及惯例仪器仪表 机电、电器
及电力电子学 软件工程 微措置惩罚机系统设计
电子学 计算机科学

从上述学科基础来看,机电一体化技术作为一门综合性技术,为这三种工程对象服务,随着科学技术的发展,单纯的机械东西及电器东西将越来越少,今后机电连系的技术将在机械行业和电工行业中占主导位置。

2.3  机电一体化的发展前景
机械技术的发展进入机电一体化阶段就是使机械技术智能化,更好地取代人举行各项事情。目前机械技术已经发展到采取微型计算机的阶段。今后计算机技术的发展将在图像识别机器上看到文字和声音认另外气象。计算机完全有可能取代人的五官功能,进而出现靠近人类智慧的高度智能机器人。微细加工技术是在尖端技术领域里进一步推进精致化、微小化和高度集成化,能够预见的二十一世纪,将会出现加工精度到达原子或份子水平的机床,加工措置惩罚技术也会在精密丈量方面有较大的发展。
2.4  连杆平行度丈量仪的简介
连杆是汽车发动机的主要传力构件之一,常处于高速运动状态,因此要求与其它零件间具有较高的配合精度。在实际生产中常采取放大孔径公差带制造,通过分组装配知足配合精度要求,因而连杆检测成了生产中频繁而又不可缺少的环节。目前我国连杆检测常采取两种方法,一种是采取国产气动丈量仪检测两头孔孔径值,并同时测出两者的中心距,而对平行度和交叉度则采取手工检测方法;另一种采取进口气动量仪直接检测5~6个参数。连杆中心孔平行度丈量仪是专门为丈量汽车连杆而设计的专用丈量工具。要求其简单轻巧,结构简单,丈量精度高,且丈量进程要求自动化,是机电一体化方面上的设计题目。
2.5  Pro/ENGINEER东西介绍
1985年,PTC公司建立于美国波士顿,起头参数化建模软件的研讨。1988年,V1.0的Pro/ENGINEER诞生了。经过10余年的发展,Pro/ENGINEER已经成为三维建模软件的领头羊。目前已经宣布了Pro/ENGINEER Wildfire。PTC的系列软件包括了在工业设计和机械设计等方面的多项功能,还包括对庞大装配体的管理、功能仿真、制造、东西数据管理等等。Pro/ENGINEER还提供了目前所能到达的最全面、集成最精密的东西开发环境。
Pro/ENGINEER是一套由设计到制造一体化的三维设计软件,是新一代的东西外型系统。Pro/ENGINEER已经成为现今世界上拥有用户最多的三维软件,是全球CAID/CAD/CAE/CAM/PDM领域最具有代表性的著名软件。Pro/ENGINEER总的设计思想体现了MDA(Mechanical Design Automation)软件的新发展,所采取的数据比其余MDA软件更具有优越性。Pro/ENGINEER是一套由设计至生产的机械自动化软件,是一个参数化、鉴于特征的实体外型系统,而且具有单一的数据库功能。
Pro/ENGINEER Wildfire是PTC公司推出的又一代新东西。同以前的版本相比,Pro/ENGINEER Wildfire更是将三维设计软件无论从易用性、设计的高效率,照旧功能的有用性都推向了一个新的极点。如果您是一位结构或工程设计师,利用该软件,不但可建立零件模子,还可轻松建立部件、整机的装配模子,还可对设计的东西在计算机上预先举行动态、静态分析,装配干与检验,甚至举行运动仿真,今您的设计不仅快速高效,而且天衣无缝,一次成功。
    PRO/ENGINEER软件包的东西开发环境在支持并行事情,它通过一系列完全相关的模块表述东西的形状、装配及其余功能。PRO/E能够让多个部门同时致力于单一的东西模子。包括对庞大项目的装配体管理、功能仿真、制造、数据管理等。PRO/ENGINEER共有六大主模块,下面我把它们逐一介绍一下。
    (一)工业设计(CAID)模块
    工业设计模块主要用于对东西举行几何设计,以前,在零件未制造出时,是没法观看零件形状的,只可通过二维平面图举行想象。现在,用3DS能够生成实体模子,但用3DS生成的模子在工程实际中是“中看不中用”。用PRO/E生成的实体建模,不仅中看,而且相当管用。事实上,PRO/E后阶段的各个事情数据的产生都要依赖于实体建模所生成的数据。
    包括:PRO/3DPAINT(3D建模)、 PRO/ANIMATE(动画模拟)、PRO/DESIGNER(观点设计)、PRO/NETWORKANIMATOR(网络动画合成)、PRO/PERSPECTA-SKETCH(图片转三维模子)、PRO/PHOTORENDER(图片渲染)几个子模块。
  (二)机械设计(CAD)模块
    机械设计模块是一个高效的三维机械设计工具,它可绘制任意复杂形状的零件。在实际中存留大批形状不规则的物体表面,如图1中的摩托车轮轱,这些称为自由曲面。随着人们生活水平的提高,对曲面东西的需求将会大大增加。用PRO/E生成曲面仅需2步~3步操作。PRO/E生成曲面的方法有:拉伸、旋转、放样、扫掠、网格、点阵等。由于生成曲面的方法较多,因此PRO/E能够迅速建立所有复杂曲面。
    它既能作为高性能系统独立运用,又能与其它实体建模模块连系起来运用,它支持GB、ANSI、ISO和JIS等规范。包括:PRO/ASSEMBLY(实体装配)、PRO/CABLING(电路设计)、PRO/PIPING(弯管铺设)、PRO/REPORT(应用数据图形显示)、PRO/SCAN-TOOLS(物理模子数字化)、PRO/SURFACE(曲面设计)、PRO/WELDING(焊接设计)
    (三)功能仿真(CAE)模块
    功能仿真(CAE)模块主要举行有限元分析。咱们中国有句古话:“画虎画皮难画骨,知人知面不知心”。主要是讲事物内在特征很难掌控。机械零件的内部转变情况是难以知晓的。有限元仿真使咱们有了一双慧眼,能“看到”零件内部的受力状态。利用该功能,在知足零件受力要求的基础上,即可充分优化零件的设计。著名的适口可乐公司,利用有限元仿真,分析其饮料瓶,结果使瓶体质量减轻了近20%,而其功能丝毫不受影响,仅此一项就取得了极大的经济效益。
    包括:PRO/FEM(有限元分析)、PRO/MECHANICA CUSTOMLOADS(自定义载荷输入)、PRO/MECHANICA EQUATIONS(第三方仿真程序连接)、PRO/MECHANICA MOTION(指定环境下的装配体运动分析)、PRO/MECHANICA THERMAL(热分析)、PRO/MECHANICA TIRE MODEL(车轮动力仿真)、PRO/MECHANICA VIBRATION(震动分析)、PRO/MESH(有限元网格划分)。
    (四)制造(CAM)模块
    在机械行业中用到的 CAM制造模块中的功能是NC Machining(数控加工)。说到数控功能,就不能不提八十年代著名的“东芝事件”。那时,苏联从日本东芝公司引进了一套五座标数控系统及数控软件CAMMAX,加工出高精度、低噪声的潜艇推进器,进而使西方的反潜系统完全失效,损失惨重。东芝公司因违反“巴统”协议,私行出口高技术,遭到了严厉的制裁。在这一事件中出尽风头的CAMMAX软件就是一种数控模块。
    PRO/ES的数控模块包括:PRO/CASTING(铸造模具设计)、PRO/MFG(电加工)、PRO/MOLDESIGN(塑料模具设计)、PRO/NC-CHECK(NC仿真)、PRO/NCPOST(CNC程序生成)、PRO/SHEETMETAL(钣金设计)。
    (五)数据管理(PDM)模块
    PRO/E的数据管理模块就像一位保健医生,它在计算机上对东西性能举行尝试仿真,找出造成东西各种故障的原因,帮助你有的放矢,排除东西故障,改善东西设计。它就像PRO/E家庭的一个大管家,将触角伸到每一个任务模块。并自动追踪你创建的数据,这些数据包括你存贮在模子资料或库中零件的数据。这个管家通过一定的体制,保证了所有数据的平安及存取方便。
    它包括:PRO/PDM(数据管理)、PRO/REVIEW(模子图纸评价)。
    (六)数据交换(Geometry Translator)模块
    在实际中还存留一些另外CAD系统,如UGⅡ、EUCLID、CIMATRTON、MDT等,由于它们门户有别,所以自己的数据都难以被对方所识别。但在实际事情中,往往需要接受另外CAD数据。这时几何数据交换模块就会施展作用。
    PRO/E中几何数据交换模块有好几个,如:PRO/CAT(PRO/E和CATIA的数据交换)、PRO/CDT(二维工程图接口)、PRO/DATA FOR PDGS(PRO/E和福特汽车设计软件的接口)、PRO/DEVELOP(PRO/E软件开发)、PRO/DRAW(二维数据库数据输入)、PRO/INTERFACE(工业规范数据交换格式扩大)、PRO/INTERFACE FOR STEP(STEP/ISO10303数据和PRO/E交换)、PRO/LEGACY(线架/曲面维护)、PRO/LIBRARYACCESS(PRO/E模子数据库进入)、PRO/POLT(HPGL/POSTSCRIPTA数据输出)                  
    下面就Pro/ENGINEER的特色及主要模块举行简单的介绍。
    主要特征
    全相关性:Pro/ENGINEER的所有模块都是全相关的。这就意味着在东西开发进程中某一处举行的修改,能够扩展到整个设计中,同时自动更新所有的工程文档,包括装配体、设计图纸,和制造数据。全相关性鼓动勉励在开发周期的任一点举行修改,却没有所有损失,并使并行工程成为可能,所以能够使开发后期的一些功能提早施展其作用。
    鉴于特征的参数化外型:Pro/ENGINEER运用用户熟悉的特征作为东西几何模子的构造要素。这些特征是一些普通的机械对象,而且能够按预先设置很容易的举行修改。例如:设计特征有弧、圆角、倒角等等,它们对工程人员来说是很熟悉的,因而易于运用。
    装配、加工、制造和其它学科都运用这些领域独特的特征。通过给这些特征设置参数(不但包括几何尺寸,还包括非几何属性),然后修改参数很容易的举行屡次设计叠代,实现东西开发。
    数据管理:加速投放市场,需要在较短的时间内开发更多的东西。为了实现这类效率,必需允许多个学科的工程师同时对统一东西举行开发。数据管理模块的开发研制,正是专门用于管理并行工程中同时举行的各项事情,由于运用了Pro/ENGINEER独特的全相关性功能,因而使之成为可能。
    装配管理:Pro/ENGINEER的基本结构能够使您利用一些直观的命令,例如“啮合”、“插入”、“对齐”等很容易的把零件装配起来,同时坚持设计意图。高级的功能支持庞大复杂装配体的构造和管理,这些装配体中零件的数目不受限制。
易于运用:菜单以直观的方式联级出现,提供了逻辑选项和预先选取的最普通选项,同时还提供了简短的菜单描写和完整的在线帮助,这类形式使得容易学习和运用。
经常运用模块
    Pro/DESIGNIER是工业设计模块的一个观点设计工具,能够使东西开发人员快速、容易的创建、评价和修改东西的多种设计观点。能够生成高精度的曲面几何模子,并能够直接传送到机械设计和/或原型制造中。
    Pro/NETWORK ANIMTOR 通过把动画中的帧页分散给网络中的多个措置惩罚器来举行渲染,大大的加快了动画的产生进程。
    Pro/PERSPECTA-SKETCH 能够使东西的设计人员从图纸、照片、透视图或所有其它二维图像中快速的生成一个三维模子。
    Pro/PHOTORENDER 能够很容易的创建东西模子的逼真图像,这些图像能够用来评价设计质量,生成图片。
    Pro/ASSEMBLY 构造和管理庞大复杂的模子,这些模子包括的零件数目不受限制。装配体能够按不同的详细水平来表示,进而使工程人员能够对某些特定部件或子装配体举行研讨,同时在整个东西中使设计意图坚持不变。附加的功能还能运用户很容易的创建一组设计,有效的支持工程数据重用(EDU)。
    Pro/DETAIL 由于具有广泛的标注尺寸、公差和产生视图的能力,因而扩大了Pro/ENGINEER生成设计图纸,这些图纸遵照ANAI、ISO、DIN和JIS规范。
    Pro/FEATURE 允许东西设计人员创建高级特征(例如高级的扫描和轮廓夹杂)利用简便的设计工具,在很短的时间内就能够实现。
    Pro/NOTEBOOK 以“自顶向下”的方式对东西的开发进程举行管理,同时对复杂东西设计进程中涉及的多项任务自动分配,来增强工程的生产效率。
    Pro/SCAN-TOOLS 知足工业上运用物理模子作为新设计起点的需求。把模子数字化,它的形状和曲面就能够以点数据的形式输入到Pro/SCAN-TOOLS中,因此能产生高质量的与物理原型非常匹配的模子。
    Pro/SURFACE 能够使设计人员和工程人员直接对Pro/ENGINEER的任一实体零件中的几何形状和自由形式的曲面举行有效的开发,或开发整个的曲面模子。
    Pro/WELDINGTM 参数化的定义焊接装配体中的对接要求,运用户很容易的确认焊接点,防止装配零件与焊接点之间发生干与,在资料体例和制造中消除毛病成本。
    功能仿真模块 Pro/FEM-POST
    用户无须离开Pro/ENGINEER环境,就能够显示高级解算器计算的有限元结果,还鼓动勉励在东西开发早期对设计举行验证。
Pro/MECHANICA CUSTOM LOADS 用户能够把自定义载荷输入,清楚的编辑和连接到Pro/MACHANICA MOTION的图形用户界面上。


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