连杆端孔轴线平行度自动检测仪设计㊣精品文档值得下载

连杆端孔轴线平行度自动检测仪设计

测常采用两种方法，种是采用国产气动测量仪检测两端孔孔径值，并同时测出两者的中心距，而对平行度和交叉度则采用手工检测方法另种采用进口气动量仪直接监测个参数。连杆平行度测量仪是专门为测量汽车连杆而设计的专用测量工具。要求其简单轻便，结构简单，测量精度高，且测量过程要求自动化，是机电体化方面上的设计题目。图连杆零件图连杆平行度测量仪是专门用来检测连杆平行度的检测设备，它避免了手工检测可能带来的人为因素导致的误差，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，迅速提高了国内的检测水平，基本满足了使用要求。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处理技术及控制技术融入到整台设备中，利用比较测量的方法对连杆主要参数进行综合测量，与传统的利用三座标测量机的方法相比，测量效率高精度高成本低，是企业用来对连杆的产品质量控制委外产品验收工序间检查的理想测试设备。其结构简图如图。图连杆平行度测量仪立体图图连杆平行度测量仪立体图进给运动的要求连杆平行度测试的进给运动是数字控制的直接对象，被测试的连杆的平行度的精度肯定会受到进给运动传动精度灵敏度和稳定性的影响。为此，在设计进给系统时，充分注意减少摩擦，提高传动精度和刚度，消除传动间隙，以及减少运动件的惯性。.减少运动件的摩擦阻力摩擦阻力主要来源与传动系统的导轨和丝杠。因此，为丝杠和导轨的滚动是减少摩擦的重要措施。.提高传动的精度和刚度因为在进给系统中，采用滚珠丝杠螺母和支撑结构是决定其传动精度和刚度的主要部件，故必须保证它们的加工精度。对步进电机驱动的系统尤其如此，此外，还可以用合理的预紧力来夹紧以消除滚珠丝杠螺母副的轴向传动间隙，是支撑丝杠的轴承预紧以提高支撑的结构刚度，这些措施有利于提高传动精度。.减少传动惯量在满足传动强度和刚度的要求下应尽可能将各元件进行合理的配置，并减少它们的惯量。滚珠丝杠的选择.概述滚珠丝杠螺母副是回转与直线运动相互转换的新型传动装置。其原理如图。在丝杠和螺母上加工有弧型的螺丝槽，当它们套在起是形成了螺丝滚道，并在滚道内装满滚珠，当丝杠相对于螺母旋转时，两者发生轴向位移，而滚珠则沿滚道滚动，螺母螺丝槽两端用回珠管连接，使滚珠能周而复始的循环，采用滚珠丝杠提高了机构的效率和传动精度，所以般精度较高的系统中采用滚珠丝杠来传动。我设计的连杆中心孔平行度测量仪的传动系统就采用了滚珠丝杠，以增加系统的传动效率，运动的平稳性及寿命。.滚珠丝杠的安装连杆平行度测量仪的进给系统要获得较高的传动精度除了加强滚珠丝杠螺母本身的刚度外，滚珠丝杠正确的安装及其支撑的结构刚度也是不可忽视的因素。为了提高支撑的轴向刚度，选择适当的滚动轴承也是十分重要的，般采用两种组合方式种是把向心轴承和锥轴承组合使用，其支撑方案，可有以下几种端装止推轴承这种安装方式因为它承载能力小，刚度低，所以般用于短丝杠。端装止推轴承，另端装向心球轴承这种安装用于滚珠丝杠较长时，端装止推轴承固定外，另端再装向心球轴承，这时需注意止推轴承要远离热源和丝杠上的常用段，以减小丝杠变形的影响。两端装止推轴承把止推轴承装在滚珠丝杠的两端，并施加预紧力，这样有助于提高刚度，但这种安装方式对丝杠的热伸缩较为敏感。两端装推力轴承及向心球轴承这种结构方式不能精确的预先测定预紧力，预紧力大小是由丝杠的温度变形转化而产生的。本设计中由于滚珠丝杠只是带动测头部分往复运动，所以轴向力并不是太大，故两端只采用球轴承支撑。图内循环反向器式.滚珠丝杠的润滑及防护润滑使用润滑剂可以提高滚珠丝杠的耐磨性和传动效率，润滑剂有固体和液体两种，液体润滑可用号或号机油，号透平油或号主轴油。固体润滑可用高压润滑脂或锂基润滑脂根据本装置要求简单的特点，故使用固体润滑，使用两种润滑脂均可使用时，润滑脂直接加在螺纹滚道和安装螺母的壳体空间内。防护丝杠预紧后，轴向间隙小，当硬质灰或污物等落入螺纹滚道内就会妨碍滚珠的运转，并加快磨损，常用的防护装置有密封圈密封圈装在螺母的两端。有接触式和非接触式两种，接触式的弹性密封圈，用耐油橡胶和尼龙制成，其内孔做成与丝杠螺纹滚道相配合的开头即与螺纹滚道相结合，这类密封的防尘效果好，但有接触压力会使摩擦力矩加大，非接触式密封圈用聚乙烯等塑料材料制成，其内孔与丝杠螺纹滚道相反，并稍有间隙且不会增加摩擦力，但防尘效果较差。防护罩防护罩有锥形套管，伸缩管，也有折叠式的防护罩。对防护罩的要求是耐油耐腐蚀耐高温和耐用。根据本设计的要求选用接触式弹性密封圈进行防护。.滚珠丝杠的设计计算滚珠丝杠的设计计算对于三角形导轨或综合导轨方向上的切削力。导轨的摩擦系数。考虑颠覆力拒影响的实验系数。对于本装置则.根据最大动载荷选取公称直径滚珠直径螺距螺纹升角额定静载荷额定动载荷接触角螺纹滚道半径.偏心距.螺杆大径.螺杆小径.螺杆接触点直径.螺杆牙顶圆角半径.螺母螺纹大径螺母螺纹小径预紧力计算滚珠和螺纹滚道由于受轴向力的作用而产生轴向变形在弹性范围内，根据赫兹公式与滚道的曲率半径材料的弹性模量有关。对于确定丝杠，为常数。如图所示。设对螺母施加预紧力向对应变形，当外加轴向载荷为时，螺母产生了，则当时，这时螺母中滚珠和滚道刚好接触，因此要保证丝杠在最大轴向载荷作用下无间隙，则定要满足定的关系当时则螺母变形为因为所以于是则为使螺母和丝杠之间不出现间隙，应使预紧力近似等于最大轴向载荷的。过小不能保证无间隙传动，过大会降低传动效率和承载能力。刚度验算滚珠丝杠是精密的传动元件，它在轴向的作用下将产生伸长或缩短，这将引起丝杠导程的变化，根据公式滚珠丝杠在号用于拉伸，号用于压缩工作载荷和扭矩的共同作用下，引起每个导程变形量为工作载荷滚珠丝杠的基本导程弹性模量。对于钢滚珠丝杠的截面积扭矩切变模量。对于钢截面积惯性矩。对于本设计齿轮传动的设计计算齿轮传动是应用非常广泛的种机械传动，各种装置几乎都离不开齿轮传动，在数控传动装置中，步进电机常通过齿轮传动装置传递转矩和转速，并使电动机和螺旋传动副之间的转矩和转速得以匹配，因此齿轮传动是设计数控机械的个重要的组成部分。由于电动机转速般较高，而机械系统的移动速度有时不能太高，变化范围不能太大，故往往用齿轮传动装置将电动机输出轴的高转速低转矩转化为负载轴的低转速高转矩。当用齿轮作为进给装置时，需要满足以下技术要求大齿轮折算到电机轴上的转动惯量要小。刚度大。无间隙。噪声低。.齿轮传动比的计算因为步进电机步距角要实现脉冲当量.在传动系统中应加对齿轮降速传动，齿轮的传动比选.确定齿轮模数及有关尺寸因传动的扭矩较小，取模数.有关尺寸齿宽.转动惯量的计算根据等效转动惯量的计算公式得式中折算到电动机轴的惯性负载齿轮的转动惯量齿轮的转动惯量滚珠丝杠的转动惯量移动部件的质量对材料为钢的圆柱零件传动惯量可按下式计算.圆柱零件直径零件长度••.•电机轴的转动惯量很小可以忽略，则•步进电动机的选择.概述步进电机也叫脉冲电动机，是将脉冲信号转化成相应的角位移的电磁机械装置，是种输入与输出数字的脉冲对应的增量驱动元件。当给步进电机个电脉冲信号，不仅电动机转动个步距角，如按定规律给步进电机串连续脉冲信号，步进电机便步步地连续旋转。步进电机具有如下特点位移量与输入电脉冲数具有严格的对应关系，步距误差不会积累。稳定运行时的转速与控制脉冲的频率有严格的对应关系。控制性能好，在定的频率下，能按控制脉冲的要求快速启动，停止或反转。改变控制脉冲的频率，电动机的转速就随着变化，并在很宽的范围内平滑调节。控制系统简单，工作可靠，成本低，但其控制精度受步距角控制。所以步进电机可广泛应用于数模转换，速度控制和位置控制系统中，是开环控制系统中的理想执行元件。步进电动机的类型很多，按其工作原理分为反应式永磁式永磁感应式滚切式以及若干混合式。按励磁相数，有相相相相甚至相，按其规律分为快速电机和功率电机。.步进电动机的工作原理如图所示是圆周分相径向气隙的相反应式步进电机结构简图，定子上有个磁极，每相个，转子由软磁材料制成，上面没有绕组，定子磁极和转子上有很多小齿，齿数和通电循环拍数决定了电机的步距角。反应式步进电机的工作原理与反应式同步电机样，转子的转动力矩是靠定子磁极与转子间的磁极和切向分力产生的，当定子上相绕组通电时，由于磁场力使磁组减少，因此转子上离相磁极相对的位置，当相断电，受相绕组所建立的磁场影响最大时，转子齿和在磁场力的作用下，逆时针转到和相磁极相对的位置，即转子前进步。同样当相断电，而相通电时，转子又在磁场力的作用下转动步，使转子齿与相磁极对齐，由此可见，按顺序通电时，电机便步步地转动，步进电机的步距角是转子旋转步所转过的角度，由此可见转子齿数通电循环拍数.步进电机的选择本设计中步进电机的选择电机的步距角取系统的脉冲当量初选步进电机的步距角步进电机启动力矩的计算设步进电机等效负载力矩为，负载力为。根据能量守恒定律，电机所做的功与负载所做的功有如下的关系式中电机转角机械传动效率移动部件的相应位移若取则且所以•移动部件负载移动部件重量与重力方向致的作用在移动部件上的负载力导轨摩擦系数电机步距角电机轴负载系数本设计中取.淬火钢滚珠导轨的摩擦系数.，则•若不考虑启动时运动部件惯性的影响，则启动力矩取安全系数为.则启动力矩•对于工作方式为三相六拍的步进电机步进电机的最高工作效率•表电机有关参数型号步距角最大静转矩最高空载启动频率相数电压电流外形尺寸重量外径长度轴径液压夹具的设计.液压夹具的液压基本回路根据参考文献得知，本设计的要求选用定压回路，般用定量泵供油，供油率般为左右。当压力达到预定的要求压力时，溢流阀自动卸荷，这种回路油温较高，非生产性消耗大，多用于装夹较为频繁的夹具。.液压元件的选择液压系统的主要参数是油的压力和流量，它们是设计液压系统，选择液压元件的主要依据，压力取决于执行元件的运动速度和结构尺寸。油泵的选择确定油泵的最大的工作压力根据设计要求由于是测连杆的平行度，工件与测头不接触，夹具所施加的加紧力只需保证工件不移动即可，不可使工件变形超出允许范围即可，故设则活塞作用力考虑各种损失的有效系数，本设计取.则根据常规油缸的系列，选择则油缸的工作压力则油泵的最大工作压力本设计中取则.确定泵的流量系统泄油系数。般取。同时动作的油缸的最大的流量。本设计中.当时，则.选择油泵的规格根据求得的和值，选择型齿轮泵。液压阀的选择根据系统的工作压力和实际通过该阀的最大的流量，选择有型的产品的阀，溢流阀