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1、由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，CAD图纸等，联系153893706连杆端孔轴线平行度自动检测仪的设计学 生：指导老师： 摘 要：连杆是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。连杆平行度测量仪是专门为检测汽车连杆而设计的专用测量工具，其结构简单、测量精度高。连杆两端孔的平行度的要求比较高，如果平行度差，就会使发动机的噪音大，耗油量大，摩擦大，磨损快，这就要求工件必须有很高的平行度。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，步进电机的选择
2、和装置中机械系统的设计，有关测试系统的控制设计及选择。本文主要的设计内容是机械的部分。关键词： 连杆; 平行度; 检测TheDesignofTheConnectingRodHoleParalleltoTheAxisofAutomaticDetectorAuthor: Tutor: (Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)Abstract：The connecting rod is one of main power transmission components
3、 of motor engine which is always moving in high speed. Therefore, it requests a highly connection with other components. Thus the connecting rod has become a frequent and indispensable part of the production. The connecting rod parallelism measuring instrument is specially designed for measuring aut
4、omobile connecting rod , which has a simple structure and a high measuring accuracy. The center line parallelism of the cars link bar has a high request. If the center line parallelism is not good, the auto engine will have a loud noise, big waste of oil, big friction and fast wear away. So it reque
5、sts the work piece have a high center line parallelism. This design is composed by the mechanical system design and the control system design, including the design and selection of the gear drive and the ball bearing guide screw，selection of motor machine and design of the installment mechanical sys
6、tem , control design and selection of the test system . This design mainly focuses on the design of machineKey words：Connecting rod; parallelism; examination1 前言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。在实际生产中常采用放大孔径公差带制造，通过分组装配满足配合精度要求，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用两种方法，一种是采用国产气动测量仪检测两端孔孔
7、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；另一种采用进口气动量仪直接监测5-6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，是机电一体化方面上的设计题目。 图1 连杆零件图 Fig 1 Diagram of the connecting rod components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
8、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1，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2。图 1-2 连杆平行度测量仪立体图 Fig1-2 Parallel measuring instrument of stereo图 2 连杆平行度测量仪立体图Fig2 Three-dimensional diagr
9、am of the connecting rod parallel measuring instrument2 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2，消除传动间隙，以及减少运动件的惯性。2.1 减少运动件的摩擦阻力此处已删除 (18)K系统泄油系数。一般取1.11.3。同时动作的油缸的最大的流量。 (19)本设计中 K1.2当p2MPa时，d（0.2-0.4）D则 Qp=1.25.45=6.54L/min(3)选择油泵的规格根据求得的
10、Pp和Qp值，选择CBB型齿轮泵。6.2.2 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，溢流阀按泵的最大的流量选取16。根据本设计中的流量选择溢流阀为YFL108型，通径10mm，并采用螺纹连接，重量为2.4 kg。 6.2.3 管道尺寸的确定 (20)管道内经按上式计算根据管道的标准系列选择公称通径 DN8mm则钢管外径 14mm管接头连接螺纹 M141.5管子壁厚为1mm6.2.4 油箱容量的确定按下列经验公式确定油箱的容量 (21)式中 QV 油泵每分钟排出的压力油的容积（m3） 经验系数，本式中取3则V26.5410-31.3110-2（m3）6.2
11、.5 滤油器的选择根据设计需要选择线隙式滤油器17，型号为XU-J10806.2.6 压力表的选择 根据设计要求选择KFL8/14E型，公称通径为8mm，压力表直径为mm,接头螺纹M141.5。6.2.7 换向阀的选择根据设计要求选择WE5N6.2/N型电磁换向阀18。7传感器的选择及测量原理凡接受外界刺激能产生输出信号，即可定义为传感器19。传感器就是用来对所测的量产生响应并提供可用的电信号器件，即把输入信号变成不同形式的输出信号的装置。最简单也是应用最广泛的是位置传感器，位置传感器的检测方式有接触式和非接触式两种。根据设计的要求，选用非接触测量方式，并使用电容式传感器，传感器如图所示：图5
12、 传感器结构示意图Fig5 Diagram of Sensor Schematics Structure本传感器的工作原理式以被测连杆圆孔为一极板，另一极板在传感器上，当传感器在侧头的带动下伸入孔内时，由于孔的平行度存在误差，必然会引起传感器上的极板和孔的内壁之间的距离的变化，从而引起传感器电容两极板之间电压的变化。传感器将这些变化引入计算机，由计算机对这些变化进行处理，即可求出传感器极板与圆 孔之间的距离。8连杆平行度误差分析与计算当测头进入连杆中心孔时，测头上的三套传感器能自动检测与孔壁之间的距离，即为y1，y2，y3。 (22)如图所示。根据圆与直线交点的关系得出偏心量，。 (23)其中
13、则 y1，y2，y3由检测器输出电压的变化来求得20，当测头向前移动L时，再次测得y1，y2，y3。则以第一个所测得的圆面位X，Y平面建立空间直角坐标系，则两点的中心线即可近似为中心孔的轴线。直线方程为 (24)同理，因两孔为同时测量，则另一孔也会同样通过两点A（x, , ）,B(x1, ,L)，则另一条轴线的方程为 (25)则两条直线在空间的夹角为： (26)而根据所要求的平行度所夹的最大角为 (27)如所测得的角则连杆为合格品，否则为不合格品。9经济性分析连杆端孔轴线平行度自动检测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，极大地提高了检测精度，同时
14、也提高了检测的效率。在我国汽车及相关零部件快速发展的今天，它一定会受到广大汽车行业 的欢迎。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。它的作用还体现在报废连杆的修复上，它不但能提示零件是否合格，还能将检测结果显示出来，供我们参考，以便我们采取相应措施提高产品的合格率。10 结论经过这次毕业设计，我不但巩固了这四年学习的知识，还学到了很多新的东西。知道了
15、自己的不足，也知道了自己的一些优点。从这次毕业设计中我收获不少，更让我高兴的是我又一次系统的总结大学期间所学的专业知识，学会了如何去解决问题，尝到了解决问题的乐趣。刚开始和周老师见面定题目的时候，感觉自己什么都不知道，突然有些手足无措。可能是第一次的缘故，心里有些紧张。等我全身心的投入设计当中，经过老师的指导和查阅大量的资料，我知道了设计的一般过程，同时也大致了解了我设计的主要内容。这时心情才放轻松下来。我要设计的是一台连杆端孔轴线平行度自动测量仪，将它的每一个零件的立体造型都画出来，并进行装配。这个题目涉及的内容很广，包括机械系统设计和控制系统设计，我主要设计的是机械系统。机械系统又涵盖了液
16、压部分、电机部分，还有一些传动和检测的知识。我的工作量比其他同学的要多一点，所以我很早就开始设计。设计过程中我查阅了一些资料，遇到了很多问题，也学到了很多东西。也使我明白了一个道理：有些事只有自己亲自去做才能真得学到东西。经过了无数次的修改，终于完成了毕业设计。现在想想设计过程中的困难也不算什么，因为只有发现问题才能解决问题。经过这次的毕业设计，我的收获很多，将理论和实践联系了起来，提高了自己解决实际问题的能力。相信这些收获对将来的工作也会有很大的帮助。参考文献1李柱.互换性与测量技术基础M.计量出版社.1992,1-37.2王锡良.机械计量测试技术M.东北工业出版社.1995,5-124.3
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19、, 2001,12-76.18许连虎,袁怡宝,哈尔滨.汽车发动机连杆总成综合测量仪工业大学自动化测试与控制系 R.2010振动与噪声测试峰会论文集, 2010,0-12. 19苏铁力,关振海.传感器及其接口技术M.中国石化出版社, 1998,6-46.20张立颖,刘德尚,王文革.平行度检测仪的设计方法中国科学院长春光学精密机械与物理研究所N.长春理工大学学报. 1998,0-1.致 谢毕业设计是学生在完成了基础课、专业基础课和专业课的学习任务并在进行了课程设计和毕业实习的基础上，使学生具备机械工程师基本技能的训练，是教学的重要环节之一。在周光永老师的辛勤指导下，经过三个月的设计、制图、编写说明书，终于顺利完成了这次毕业设计。经过这次设计，培养了我独立思考、独立工作和独立解决问题的能力。在设计过程中能够正确运用各种规范和设计手册，提高了从事机械设计和工艺装备设计的水平。所设计的题目是连杆端孔轴线平行度自动测量仪，这是一个机电一体化的设计题目。通过自己思考和老师的耐心指导，终于成功的完成了这次毕业设计。这套设备的设计方案还有许多不成熟的地方，恳请各位老师、同学批评指正，使其更加完善。在此，向设计过程中给予我热心指导的周光永老师及所有帮助我的老师、同学表示衷心的感谢
