中国地质大学（北京）机电一体化课程设计02307103胡晓菲指导老师：杨运强2011年3月20日机电产品课程设计------自动装配机的设计方案说明书设计目标依据手工装配轴承滚针在操作上的各种难点，即效率低、速度慢，操作不熟练影响轴承的安装精度等。拟设计一个机械式自动轴承装配机，用以代替手工操作，自动装配轴承的滚针等零部件。实现机械化，高速、高质量的完成滚针轴承的装配。整体方案设计设计一个轴承自动装配机，主要分三部分来设计，首先是是下料机构的设计方案选择，第二部分是整个装针机构的方案选择。还有是电控部分的设计。整体的方案设计依据的是滚针的重力，使它可以由下料口落下，利用导向块的导向作用，使滚针可以按既定的轨迹落至装针机构中。总体设计：第一部分：下料机构的设计方案对第一部分，轴承碗的选料与下料机构设计方案，在这里，需要解决的问题是，怎样让轴承碗，在出料斗前，能够调整方向一致，就是要解决轴承碗的顺序排列问题。针对下料的运动路线和运动特，设计了以下三种方案：方案一图如图，为方案一，选用梯形作为下料斗，在底部开有一个与轴承碗轴向长度等宽的槽，在整个机构的震动下，轴承碗由漏槽中振落，掉入装针机构的槽中，会排列整齐。根据分析，这种下料机构有很大的缺陷，即由于出料的时候漏口会被倾斜的轴承碗堵住，无法完成排序问题。方案二图针对第一个方案的问题，我设计了不同的下料机构，用于改善下料堵塞的问题。方案二，对前一方案的改进，不再让轴承碗从料斗底部的漏槽中出来，而是安装了一块厚与轴承轴向长度等厚的活动板，板的上表面是一斜面，其宽与料斗的宽一致。这样，这块活动的板，在料斗内做往复运动，活动板向上运动时，将带上轴承碗上升，而轴承碗又可沿着斜坡滚动，当活动板的斜边移动至料斗的小口处时，轴承碗就可出料。当板向上运动，带上的轴承中，有的为碗口朝里的时候，那么，这样的料会掉入料斗中，因为轴承碗的质量不均，碗口部分的质量小，而碗底部分的质量大，质心不在中点，所以，只有碗口朝外的时候，轴承碗能够出料，至装针机构中，等待装针。这样，就解决了轴承碗的排序问题。根据上述方案设计了下料机构的详细部件，下图为设计图画纸，图中的尺寸为按照常用轴承件的尺寸设定。其中的导向块为：第二部分：装针机构的设计方案选择对装针机构的设计方案，所要解决的关键问题是如何实现自动化，针和轴承碗都排序完成后，就是把针装入轴承碗中。在装针机构的设计方案上，可选择的余地很小。自动装针机构如图所示：自动装针机构图现在对自动装针机构进行分析，装针机构是由以下几个部分构成的，放轴承碗的槽，放针的一个轮盘，轮盘固定在传动后的轴上，一个凸轮机构，套在套筒外，用销钉连接套筒和凸轮机构，销钉上用一个弹簧连到凸轮机构上，还有一个一个电磁铁。电磁铁的通断电用软件控制。当电磁铁通电时，则凸轮转动，轮盘上的针就进入轴承碗，当电磁铁断电后，凸轮停止转动，销钉推动套筒复位，等待下一次装针。如此反复，实现轴承的自动装针过程。传动部分设计针对其中的传动部分设计，即电机和装针机构的链接。根据带传动的特点，即传动平稳，能缓冲吸震，噪音小，中心距要求低，成本低。选择带传动带动整个机构运动，完成装针的动作。滚针从下料机构落下来，按一定顺序排列，在传送带的传送下，由电机配合，将滚针装入轴承。传送带两边设有小凸起，限制滚针的移动，方便滚针的安装。如下图：图为电机和装针机构之间的传送带，其中的锯齿部为小突起，用于限制滚针，方便滚针的排列，运送。电机连接联轴器，直接作用于执行部件。由于轴承外圈和内圈安装在底座上，可以利用旋转结构实现轴承的内外圈的连续更换。连续的一转一停动作可以利用步进电机实现。利用滚针的下落安装速度，计算出步进电机的步进角，配合轴的旋转，完成轴承的自动装配。另外，步进电机的价格相对其他的变频电机来讲，价格便宜，使用可靠。在整个设计中，可以添加控制单元，用以监控是否完成了装针动作，然后根据信号做出相应的指令。这部分，可以利用一个小的传感器检测是否装完针，并且连接一个步进电机的控制装置，来应答步进电机是否需要转动。