BCM试验台机械系统设计方案.docx

目录第一部分：我的机械设计制造工程师职业规划错误!未定义书签。1我的就业意向错误!未定义书签。2机械行业前景分析错误!未定义书签。，！我评估错误!未定义书签。4强化职业能力的方案途径错误!未定义书签。第二部分BCM实验台机械系统设计错误!未定义书签。摘要1前言O第1章汽车BCM概述及BCM实验台的前景分析O1.1BCM在汽车中应用的必然性O2BZlo重卡汽车BCM的结构OB睁BCM功能及测试原理2W汽车BCM实验台的前景分析5第2章BCM实验台机械系统的总体设计方案82.1 BCM实验台的总体布局设计82.2 BCM实验台工作过程分析92.3 BCM买脸台主要装备形式的选取9第3章供料装置的设计103.1 供料仓的设计103.2 滚珠丝杠螺母副的设计103.3 驱动电动机的选型与计算错误!未定义书签。3.4 同步带轮的设计错误!未定义书签。第4章测试装置及输送装置的设计194.1测试装置的设计1941测试装置的整体结构19空测试装置的主要部件设计194.2输送装置的设计20输送装置白赢勾及工作过程20公输送装置的主要部件设计20第5章实验台的总体装配及部分元件的选择错误!未定义书签。5.1 实验台的总体装配错误!未定义书签。5.2 部分元件的选择错误未定义书签。结论错误未定义书签。邀更错误!未定义书签。参考文献错误!未定义书签。BCM实验台机械系统设计摘要本次设计的课题是BCM实验台机械系统设计。本设计首先从研究BCM实验台的意义与目的、国内外BCM实验台的发展现状以及目前存在的问题和今后的发展趋势进行分析提出设计BCM实验台的重要性和必然性。本设计针对BZlO重卡汽车中央控制模块的测试，参照BZlO重卡汽车中央控制模块实物图，根据实际工程设计的思路、理念和实地参观考察，以运动学分析和力学分析为基础，对能够自动上料、下料、功能检测的BCM实验台的机械系统进行了系统的设计，包括步进电动机型号的选择、传动装置的设计、型材的选择、升降装置的设计、工作台的总体布局、气缸型号的选择。并对各个零部件进行了详细的校核，并用CAD绘制工程图纸，以保证设计出的结构可靠的运作。与人工测试相比该实验台的操作更加方便，大大降低了劳动者的劳动强度，提高了生产效率，并经测试，其各项技术指标均已达到工业标准，系统运行平稳。关键词：车身控制模块，自动测试系统，功能检测，机械系统ABSTRACTThesubjectofthisgraduationprojectisthemechanicalsystemdesignofthetestBCM.ThestudyproposestheimportanceandnecessityofdesignofthetestbenchofBCM,firstlyanalysisfromthemeaningandPurposeofthetestbenchofBCMdesign,thesituationofthedevelopmentofthetestbenchofBCMathomeandabroadandfromitsproblemsincurrentanddevelopmenttrendinfuture.ThisdesignaccordingtothetestforbodycontrolmoduleofBZlOheavytrucks,contherealfigureofbodycontrolmoduleofBZlOheavytrucks,inaccordancewiththeaengineerinesignideasjdeasandon-the-spotnvestigati(isonkinematicsmalysisandmechanicsanalysisdesignformechanicalsystemofthetestbenchofBCMwhichcanautomaticfeedingpextmakings,functionaiestingncludeselectingstepplormodel,designingtransmissiorieviceprofilelectiorjftinevicedesign,workbenchofthegenerallayoutylindetypeofChoiceAndcheckofeachPartSdetaiIedmddrawnengineerinrawingbyCAD,toensuretheengineerinrawingsdesignedstructureanoperationreliably.Comparedwithartificiallytest,theoperationofthetestbenchismoreconvenientreducingthelaborintensityofworkers,andimprovingtheproductionefficiency.Thougtestingjtstechnicaindexesarereachingtheindustriandard,an4hesystemrunningsmoothly.KEYWORDS:Bodycontrolmodule,Automatictestsystemjunctiontest,mechanicalsyst刖三随着现代汽车工业的发展，对汽车的安全性和可靠性提出了更高的要求。作为汽车中的核心控制装置车身中央控制器(BCM),对它的安全性和可靠性也提出了更高的要求。所以必须针对每一个BCM在出厂前进行完备性测试以保证产品质量。传统的测试仪器是采用单片机作为控制电路，以LED作为指示灯，以各种按钮作为开关量输入的形式，测试人员需要按照车身控制模块的各种功能通过手动的方式一步一步进行测试，测试效率低，可靠性差。因此研究汽车BCM自动测试系统具有十分重要的意义。目前我国在汽车零部件测试系统方面的研究一直紧跟国外学术动态，并对新理论、新方法和新趋势等方面的把握和研究，逐步取得了一些非常有价值的成果。上海复旦大学教授李旦和上海沪工汽车电器有限公司袁坚提出一种基于虚拟仪器技术的BCM自动化测试方法，可实现对BCM系统的有效功能测试和无效功能测试。以此方法为基础，设计并实现了BCM自动化测试系统。华中科技大学王鹏教授以汽车车身控制器自动测试系统的开发为基础，建立了一种基于功能验证的测试模型。该模型)1备多输入多输出(MlMO,MultipleInputMultipleOutput)结构的被测系统根据不同功能简化为若干多输入单输出(MISO,MultipleInputSingleOutput)结构的功能块,并根据该模型提出一种用于生成测试序列的最短路径算法。整个测试系统基于虚拟仪器技术构建。本课题将以基于虚拟仪器技术为指导思想，对BCM实验台机械系统进行设计。以运动学分析为基础，建立测试系统构件运动依存关系；以力学分析为基础，进行测试系统结构设计。通过对BCM实验台的研究，能大幅度提高生产效率，减轻劳动强度，降低了测试的成本，提高了汽车BCM的可靠性和安全性。第1章汽车BCM概述及BCM实验台的前景分析1.1 BCM在汽车中应用的必然性随着汽车电子技术的发展，越来越多的电控单元被应用到车上，单在车身电子方面就有电动后视镜控制模块、电动座椅控制器、电动门窗控制器、空调控制器、灯光控制器、中控锁模块、防盗器等等，这些分离模块的大量使用，在提高车辆舒适性的同时也带来了成本增加、故障率上升、布线复杂、维修困难、空间短缺等问题。同时，为了提高电控单元的利用率，要求大批的数据信息能在不同的电子单元间共享，汽车综合控制系统中大量的控制信号也需要实时交换,不同功能电子控制系统单元间的数据通信变得越来越重要,因此对电子控制系统单元的设计提出了越来越高的要求，同时要求控制模块上应具备有控制实效性高、空间小等优点。于是，设计功能强大的控制模块，对汽车车身上众多的电器进行控制是非常必要的。车身电子控制模块BCM(BodyControlModule)就是将一个总成的控制或几个总成的控制集中在一个电子控制单元上。它有很多优点，例如能减少车身线束、减少处理功能的重复设置、空间占用小、通信网络可靠、通信速率高、准确可靠，提高整车运行性能和可靠性等。1.2 BZlO重卡汽车BCM的结构ttBZlO重卡汽车中央控制模块”采用塑料结构壳体，壳体采用ABS阻燃工程塑料制造，耐温度湿度变化性能、耐震性能、高压绝缘性能都符合国家最新标准。“BZ10重卡汽车中央控制模块”采用CAD三维软件设计，对中央控制模块中的电器功率分配及电流大小进行了优化设计，使得控制模块的结构紧凑、布置合理，安装方便。中央控制模块的三维设计方案如图1-1所示。(a)三维产品结构图;(b)三维分离结构图图1-1BZlO控制模块三维设计方案中央控制模块从结构上分为：(1)电路板：采用双层电路板结构，实现电流功率分配、控制及电路转换、保险片检测等功能；(2)上部外壳：设计有与控制模块、继电器、保险片相对应的安装结构，通过上部外壳将控制模块、继电器、保险片与内部电路板相连接；电器盒(3)背部下盖：电器盒背部下盖上设计有标准接插件结构，电器盒中电器电路通过标准插接件与线束相连实现对全车电器件进行集中控制；(4)控制模块：电器控制模块内部有控制电路，通过其各自接插件安装在电器盒上部外壳上，通过内部电路板及背部接插件实现对电器的控制；(5)继电器：控制继电器安装在电器盒上部外壳上，通过内部电路板及背部接插件实现对电器的控制(6)保险片：汽车总电源通过底部插体连接到内部电路板上，电路板实现电路转换及分流，安装在外壳上的各个负载保险片实现电路功率分配及短路保护；(a)上部外壳三维数模造型图(b)上部外壳产品结构照片图图1-2BZlO控制模块上部外壳三维数模造型及产品照片图(a)背部下盖三维数模造型图(b)背部下盖产品结构照片图图1-3BZlO控制模块背部下盖三维数模造型及产品照片图(7)安装支架：通过安装支架将电器盒固定在汽车车身上。根据三维数模造型，进行注塑模具优化设计，塑料外壳是根据模具加工出来产品。图12与图1-3分别是上部外壳与背部下盖的三维数模造型及产品照片图。1.3汽车BCM功能及测试原理1.3.1 BCM功能汽车采用BCM后，除实现原有汽车分散零件的所有功能外，还增加了许多其他功能，如自动关窗、灯光控制、后除霜控制、自动雨刮、延迟照明、诊断等。具体功能如下：(1)转向闪光器和危险报警闪光器：同通用闪光器。(2)车内灯延迟：关车门后车内灯延迟熄灭。(3)钥匙圈灯光提示：左前车门打开后点火开关钥匙孔点亮一段时间。(4)灯光提示：点火开关关闭后如果灯光未关闭，则蜂鸣器报警。(5)前雨刮和洗涤器控制器：同通用的雨刮器控制。(6)后雨刮和洗涤器控制器：同通用的雨刮器控制。(7)中央门锁控制：开关全车门锁。(8)遥控锁:功能齐全的遥控功能。(9)车辆报警器：忘记遥控锁车或遥控锁车后车门或点火开关被打开，激活喇叭报警。(10)自动关窗：遥控上锁后如有车门窗未升到位则执行自动关窗功能，并有未升到位报警。(H)电动车门窗控制：除具备通用的门窗控制功能外，还有延时工作功能，以提高便利性。(12)后除霜功能：控制后除霜加热器工作一段时间后自动断开。(13)后雾灯控制：后雾灯开关点动接通，根据灯光开启情况激活后雾灯。(14)延时照明(备装)：停车离车后根据需要让大灯延迟照明一定时间。(15)灯光自动开启：根据环境明亮程度自动开启灯光照明系统。(16)倒车雷达：倒车辅助雷达。(17)自动雨刮(备装)：根据环境雨水程度自动开启雨刮器并以不同速度动作。(18)车速超速自动报警(备装):行车速度超过某一车速执行提醒功能。(19)诊断功能。1.3.2BCM测试原理引起电路故障的因素很多，对于一个只关心故障是否存在的电路系统，其测试原理可采用黑箱理论来进行，即在不清楚电路内部的情况下，给其输入端以某种激励信号，通过检测其输出响应来判断其内部是否存在故障，测试原理如图1-4所示。测试的核心问题是施加怎样的测试信号才能判断该系统是否存在故障，本次测试的主要内容如表1-1所示。对于只判断故障存在性的测试系统来说评价测试模式好坏的标准是测试模式的集合的大小。显然，在能够检测出故障的的情况下，测试模式集合越小越好，根据这一原理针对BZlO重卡汽车中央控制模块设计出如图1-5所示的集合测试板。待输输入系4出激统响励测应图1-4自动化测试原理图图1-5BZlO重卡汽车BCM集合测试板CAD图表I-I汽车BCM的测试内容及其信号特征测试类别功能名称信号特征辑逻中央控制门锁控制功能开关量车窗控制功能开关量雨刮器控制功能开关量车内灯控制功能开关量转向灯控制功能开关量安全气囊控制功能数字量/开关量防盗报警控制功能数字量/开关量电参量测试坡璃升降器电机堵转电流检测模拟量转向灯电流检测模拟量顶灯电流检测模拟量报警喇叭电流检测模拟量1.4汽车BCM实验台的前景分析1.4.1 BCM需求分析中国汽车工业协会公布的2011年汽车月度销售变动趋势如表1-2所示。由表12可知，2009和2010年我国汽车销售量分别达到1362.16万辆和1803.52万辆，同比增长了32.4%o2011年前四个月的销售量与去年相比也呈增长趋势。根据汽车工业协会发布的数据分析显示，由于世界经济发展存在诸多的不确定因素，经济复苏仍需要一个较长的时间，这将在一定程度上影响我国汽车工业的发展。作为支柱产业，2011年国家对于汽车工业的支持从根本上没有改变，居民的购车需求依旧十分旺盛，从近15年汽车平均增长速度16.74%看，2011年我国汽车工业仍将呈现较好的发展态势。预计全年汽车产量增速在10%左右,有望达到19800万辆。巨大的购买潜力陆续变成拉动我国汽车工业快速增长的动力，汽车工业成为国民经济的重要支柱产业。预计我国汽车工业在今后的十年里仍将呈现一个快速增长的发展态势。而BCM作为现代汽车不可或缺的电子装备，以一辆汽车装备一套计算，其需求量之大可见一斑。目前国内BCM市场竞争激烈，外资企业占据了我国轿车BCM配套市场，成为国内主流企业，而本土企业则向客车、商用车BCM市场发展。据奥尔威咨询调查，目前国内有20多家BCM生产企业，其中外资企业占了三分之二。现在我国自主开发的名族品牌正处于起步阶段，以国家对民族品牌的扶持政策，综合考虑劳动力、物流成本所形成的价格因素来看未来市场前景是非常可观的。表1-22011年汽车月度销售变动趋势（万俩2011年汽车月度销售变动趋势1月2月3月4月5月6月7月 8月9月1。月 11月12月7359 82.76166.42 121.15189 43 126.711097 115 31173.52 156 5211197 11421 108 56 1135 I43S4 141.21 1240 13223133.18122 63 133.77 141 36165.67 I53S6 169.70 166£7218016014012016040200»2009201020111.4.2开发BCM实验台的必要性汽车BCM的生产在我国已初具规模，但其测试还停留在传统的人工测试水平上。传统的测试仪器是采用单片机作为控制电路，以LED作为指示灯，以各种按钮作为开关量输入的形式，测试人员需要按照车身控制模块的各种功能通过手动的方式一步一步进行测试，测试效率低，可靠性差。开发一种BCM测试系统是非常有必要的。由国内外汽车电子行业发展动态来看设计BCM实验台有以下优点：）能大幅度提高生产效率。工厂实验对比发现，完全的手工装卸测试与自动化测试方法相比，自动化测试方法大大的节约了时间，生产效率提高了三倍左右。0 ）减轻劳动强度。BCM上装有许多继电器、保险等小部件，给人工测试带来许多不便。使用实验台经过程序设定，准确的定位夹紧零件，迅速找准测试位置，很好的解决了因部件小而且多带来的繁琐工作。0 ）降低了零件测试的成本。从近年来汽车发展趋势来看，BCM的需求量必定稳步增长，所以需要大批量的生产，而BCM实验台能够连续工作大大的了劳动生产效率，从而降低了测试成本。0 ）提高了汽车的安全性。人工测试具有很大的局限性，由于输出端测试模块的资源有限，所以只能对BCM的有效功能进行测试而不能对它的无效功能进行测试。利用实验台能够对BCM的所有输出信号进行动态全过程检测，能够保存BCM的所有输出信号的最终测试结果。0 ）提高我国汽车测试水平。中国的汽车测试技术与发达国家相比还存在一定的差距。一方面表现在检测的自动化程度与水平上；另一方面检测的质量保证上。研究BCM实验台可以提高我国汽车零部件测试的水平，缩小与发达国家的差距。综上所述，研究BCM实验台是非常必要的。因此研究汽车BCM自动测试系统具有很大的市场前景。第2章BCM实验台机械系统的总体设计方案2.1 BCM实验台的总体布局设计BCM实验台由实际生产应用要求可大致分为供料装置、上料输送装置、测试装置、卸料输送装置和卸料装置五个部分。由于供料装置及上料传送装置与卸料装置及卸料传送装置的基本工作原理是一样的，因此结构可以设计成一样的。实验台各装置的布置可水平一字形布置（如图2-la所示）也可将卸料装置与总体垂直布置（如图2-lb所示）。由对被测件尺寸的分析可得，实验台的总宽度不是很大，一字形布置占地面积不是很大，且所有装置在一条直线上相互之间的影响相对较小，对于本实验台垂直布置在长度上减少不是很多，而且增加了宽度，从而增大了实验台的总安装面积，且垂直布置的实验台要比水平布置复杂一些，综合以上因素，选择水平布置的总'体布局。叼出口国IZF立川AJ图1-5BCM实验台总体布局2.2 BCM实验台工作过程分析BCM实验台要求能够自动的上料、装夹、卸料，因此得有相应的连续上料装置、输送装置、夹具和连续的卸料装置。根据前面分析选取的水平一字形布置实验台基本工作过程为：上料装置将被测件送至与输送带等高的位置，由气缸1推至传送带上，传至测试区附近再由双行程气缸2推至测试区，同时双行程气缸3作用将挡板推到预定作用位置，然后侧面夹紧气缸4动作实现三面定位，然后夹紧气缸5动作实现夹紧，同时双行程气缸3进行第二次动作将测试板送到预定位置进行测试，测试完毕后，气缸3、气缸4、气缸5同时返回初始位置，双行程气缸2进行第二次作用，将被测件推至输送带然后返回初女台位置，被测件由输送带传送至卸料仓附近，此时气缸6动作，将被测件推至面料仓，完成一个被测件的测试过程。整个过程气缸动作由延时继电器控制完成。设计实现上料不超过153、测试不超过30s（含装夹）、卸料不超过10s.2.3 BCM实验台主要装备形式的选取2.3.1 供料装置方案的初步确定供料装置在此实验台中可选取水平导轨，招工件依次排放在导轨上通过导轨的往复运动实现连续供料，该方法结构简单，但是占地面积太大，因此不可取。在此选取供料仓供料方式，利用步进电动机带动带轮，通过带轮传动带动丝杆转动，丝杠与供料仓通过丝杠螺母副的方式传动，从而带动供料仓沿垂直方向运动。这种供料方式不仅实现了连续供料而且减小了实验台的占地面积。2.3.2 输送方案的初步确定根据设计方案，工件的输送需要采用连续式输送装置，可以采用回转圆盘、带式输送机、链板式输送机、差速链输送机等输送装置。由于回转圆盘的空间局限性较大，所以在本方案中不予考虑。因为工件的重量不大，输送距离不远，因此不需要要求输送装置具有很好的横向刚度；由于测试受到精度的约束，需要输送装置具有较高的平稳性，综合上述因素，带式输送机比较适合作为本设计的输送装置。第3章供料装置的设计3.1供料仓的设计1、BCM外形尺寸要求BCM外形尺寸为32(H57R30mm,即，长为32Omm、宽为157mm、高为130mm2、BCM供料仓设计D选材分析结合实际选择30F系列30x304F标准型材(如下图)，材料材质为：6063-T5表面处理：阳极氧化颜色：银白光亮材料分析：6000系列代表6061主要含有镁和硅两种元素，故集中了4000系列和5000系列的优点6061是一种冷处理铝锻造产品，适用于对抗腐蚀性、氧化性要求高的应用。可使用性好，接口特点优良，容易涂层，加工性好。可以用于低压武器和飞机接头上。6061的一般特点：优良的接口特征、容易涂层、强度高、可使用性好，抗腐蚀性强。6061铝的典型用途：飞机零件、照相机零件、耦合器、船舶配件和五金、电子配件和接头、装饰用或各种五金、较链头、磁头、刹车活塞、水利活塞、电器配件、阀门和阀门零件。a-45X45(M6)H12(M14)30x304槽型材设计出供料仓的长为35Omm,宽为29Ornm,高为IlIOmm的供料仓。供料仓分为6层，；隔板选用4mm厚的铝塑板，铝塑板上铺设防静电胶皮，厚度为2mmo2)BCM料仓托盘的设计TT材料选用HT150,7.2103kgn其外形尺寸设计如下:其重量GV721034003302510923.8kg53)重量确定产品H述(Or0(CnO->'1.'.(Cm)<tfw,(Cn)对论营?(n)30*302懵R902/31.6IQOJXLiaOJOOJoma则MmM?糟AV.沪11i3uOS3Q1X)10030.010130x30lH1.，0»3Oim3OgO230m3042l74.S0.930,1,030030,0tS£M30M6O6$31lXS65邙30JmOOeoK生材6Q60535J353111U2.43!OOW由上图知，30x304F型材理论重量为0.9Kgm,型材总长度为L(350230)2729027(1110230)412320mm故型材支架的总质量为G123200.90911000查机械零件设计手册(吴宗泽主编)表3-56每平方M重量的计算公式的系数为2.700则有Gnlbhk73502904277.67Kg2BCMd的总重量=16=6KgG其它零配件重量约G=IKg4供料仓的总重量约G=G+G÷G+G+G=11.09+7.67+6+l+23.8=49kg123453.2丝杠螺母副的设计3.2.1 确定丝杠螺母副的类型材料设计查机械设计基础（第五版）§10-9,螺旋传动的类型按使用要求分为传力螺旋、传导螺旋和调整螺旋。按传动特点分为滑动螺旋、滚动螺旋、静压螺旋。本课题是用于调整并固定零件部件之间相对位置且丝杠螺母的传动机构不需要高精度和高效率的传动，故丝杠螺母副设计成调整螺旋中的滑动螺旋丝杠螺母副。本次设计采用一对梯形螺杆、螺母的滑动螺旋传动。梯形螺纹具有牙根强度高，工艺性好，螺纹对中性好等优点。主要缺点是效率低，但并不影响工作。螺杆采用45号钢制造，螺母采用耐磨铸铁。3.2.2 丝杠螺母副的计算校核丝杠长度为1700mm根据供料仓的使用情况，丝杠螺母副主要受供料仓和丝杠螺母副向下的重力的作用。丝杠螺母副工作时的受力：F=Gg=49>i0=490N根据以上计算结果，应以受力F=490N进行计算。设计计算及校核1、螺纹副耐磨性计算滑动螺旋的磨损多发生在螺母并且与螺纹工作面上的压力、滑动速度、螺纹表面粗糙度以及润滑状态等因素有关。其中最主要的是螺纹工作面上的压力，压力越大螺旋副间越容易形成过度磨损。因此，滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限制螺纹工作面上的压力P，使其小于材料的许用压力p。滑动螺旋传动用梯形、矩形或锯齿形螺纹，其失效形式多为螺纹磨损，而螺杆的直径和螺母的高度也常由耐磨性要求决定。传力较大时，应验算有螺纹部分的螺杆或其他危险部位以及螺母或螺杆螺纹牙强度。要求自锁时，应验算螺纹副的自锁条件。对于长径比很大的受压螺旋，应验算其稳定性，其直径也常由稳定性要求决定。螺母为整体式并且磨损后间隙不能调整，因此取23;该螺旋机构为电机驱动，查简明机械零件设计手册（以后简称简明手册）表214,取P15MPaoP螺纹中径:dE0.8I4902.86mm2PV2.315106P取d14mm2因此选用TlO2的螺杆（简明手册，表6.4）其参数为:丝杠d中径dE22螺距t螺母夕展d内径d外径D内径D11511.513315.512231432.2mm螺母体尺寸:螺母高度：h2取h=33mm螺母外径：取D=18mm3D3PLVPI5480D2V3.1425155216.5mm突缘外径：DI4FIE2I8218.2mm41CP3V3.1470取D=20mm4突缘厚度：0.2ImmD3.141840取=Imm螺母体外形尺寸（mm）螺母高度螺母外径突缘外径突缘厚度3318201表：滑动螺旋副材料的许用压力P螺杆一螺母的材料滑动速度许用压力低速1825<3.01118锹I*同tWHtuj6127l>151Z钢一钢低速1013<2,41318钢一铸铁612472、螺纹牙强度计算螺旋副受力螺纹牙的剪切查简明手册表6-9,怪|5-47螺母麒坟圈的受力螺杆的强度一p35查简明手册表3-10,45钢抗拉强度597MPab597故119.4-199MPap3535查简明手册表&15,螺母的：许用切应力40MPa许用弯曲应力45MPabH32SS相旋合螺纹圈数Z_1012PT螺纹牙根部宽度b=0.65P=1.95mm冕切强度条件F480八ri1.03MPaDbz3.1414.51310弯曲强度条件3RD,)348°(1059)3.35MPaDbDb2z31410513210»>滑动螺旋副材料的许用应力螺旋副材料许用应力(MPa)W1M螺杆钢/(3<5)螺母青铜40-6030-40铸铁40-5540钢(1.01.2)0.63、螺纹副自锁条件nP13arctanarctan42d3.14132梯形螺纹的牙型斜角15,其当量摩擦角f0.12arctanarctan7.08Vcoscos15对于螺旋传动，为保证自锁可靠，实际应取Io本设计满足这一条件，因此能够自锁。上式中;螺纹升角;f螺旋副的当量摩擦系数；Vf为摩擦系数。查简明手册表6/0,f=0.12表：滑动螺旋副的摩擦系数f螺杆一螺母的材料摩擦系数f钢一青铜0.08-0.10淬火钢一青铜0.06-0.08钢一钢0.11-0.17钢一铸铁0.12-0.154、螺杆稳定性计算对于长径比大的受压螺杆，当轴向压力Q大于某一临界值时，螺杆就会突然发生侧向弯曲而丧失其稳定性。因此，在正常情况下，螺杆承受的轴向力Q必须小于临界载荷Q。则螺杆的稳定性条件为FCr4F-螺杆受到的轴向力FG（lfsincos）480（10.15sin4.2cos4.2）484N螺杆的危险截面惯性半径iILi!£2.9VA44则有059。-258.690i2.9式中：螺杆的长度系数（见下表）L螺杆的长度故螺杆的临界载荷F浮Cr（1>式中：E螺杆材料的弹性模量（MPa）,对于钢E=2.O6x5MPaI一螺杆危险截面二次轴矩，（mm4）I-L3141154858mm，6464F力Cr(1>*206105 858(051500)230986,44484所以，该螺杆是稳定的。表：螺杆的长度系数：端部支撑情况长度系数两端固定0.50一端固定，一端不完全固定0.60一端以支，一端不完全固定-0770-网B不兀至固定-0773-网痂我支Llci=>H-I<4-11.00斯固E,Bffl2.003.3驱动电动机的选型与计算3.3.1 螺杆速度的确定因为实验台机械系统要求上料不超过15S,考虑到气缸工作时间推程4s,回程Is。故料仓从一个工位到另一个工位用时10s,移动距离S=150mm+（4TTW”Sd1503.1413.1.故螺杆转速V204.1mm/sPt3103.3.2 电动机功率的计算丝杠螺母副的功率PWFV480204.11030ToooIOOOW查机械设计手册（第二版）表31。5,查机械设计基础课程设计表2-4,得滑动螺旋传动效率04I滚动轴承效率0.992联轴器传动效率0993PO1则电机输出功率为：P-7y-997034Kw123电动机输出转速为：n6。S6。"O300rminPT310查简明手册表22-12,选取YCJ系列齿轮减速电机，其具体参数如下：中心高输出转速输出转矩机座号端盖序号极数71m334rmin15.In801FI4电机的外形安装尺寸如下表（简明手册表2213）YCJ单级齿轮减速电动机外形尺寸及安装尺寸（底脚安装）中心高安装尺寸外形尺寸ABCDEFHKSAABGHHL71180150g5286087114M432251923222230243由电动机转速可知，电动机的实际工作时间为:60S60 150nP334 39.0S3.4联轴器的设计由YCJ电机4.1测试装置的设计41测试装置的整体结构测试装置主要分为定位结构、夹紧结构、测试结构三部分，本次设计采用三面定位，为卸料方便，定位前面做成与气缸相连的挡块形式，上料时气缸作用将挡块送到预定位置进行定位，测试完后随气缸回到原始位置。为保证定位的准确性，侧面设置一辅助定位带夹紧气缸，当被测工件到达预定位置时，侧面气缸推动工件保证工件与侧面紧密结合。主要的夹紧结构是在工件上方安装一气缸进行夹紧。总的来说测试区实现了三面定位和三面夹紧，保证了定位精度。变测试装置的主要部件设计I挡板与测试板的设计根据被测件的结构，设计挡板的宽为70mm,高为30mm,为保证挡板的刚度，设计挡板的厚度为Iomm。测试板如图15所示，测试板上有许多插针，与所要测试的零件背部小孔对应。插针的引线在测试板底部集合，用一根电线管将其包裹，安装到一个插头上与电源相连。2测试区的支撑整个测试装置由型材和支撑板连接支撑，因为测试区的支撑要保证良好的刚度，所以选用40E系列40404E标准型型材。4.2输送装置的设计切输送装置的结构及工作过程本次设计选用带式输送装置，该装置由电动机、带轮、带轮轴以及输送带构成。其工作过程为：电动机动带带轮传动装置转动，从而带动了轴的转动，安装在该轴上的同步带轮随轴转动，同时带动了输送带工作，实现工件的输送。会输送装置的主要部件设计同上一章的计算选择方法一样，通过计算设计，可选择出电动机的型号为75BF003,转动惯量为°6kgcm2,外径D=75mm,长度L=75mm,轴径d=8mm.大带轮选用14H型单挡边带轮，其齿数为14,节径56.6mm,.小带轮选用12L型双挡边带轮，其齿数为12,节径为36.38mm.根据安装结构的要求以及输送装置的稳定性要求，设计转轴的直径为20mm,长530mm。输送过程中轴承既受到了轴向力又受径向力，两端均可选用角接触球轴承，此处选择轴承号为36204.