汽車后橋直焊縫焊接專機(jī)設(shè)計【優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計含4張CAD圖紙+帶開題報告+外文翻譯】

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汽車后橋直焊縫焊接專機(jī)設(shè)計

摘    要

中國汽車工業(yè)經(jīng)過60年的發(fā)展，經(jīng)過數(shù)代人的努力從無到有并逐步走向國際化。2009年我國汽車產(chǎn)量突破1379.10萬輛，超過第二名日本和第三名美國產(chǎn)量之和。（日本為793萬輛，美國為570萬輛）。中國已經(jīng)成為了全球汽車生產(chǎn)第一大國。作為汽車制造之中最有代表性的3大工藝(焊裝、油漆、總裝)之一的焊接工藝也得到了長足發(fā)展，逐步達(dá)到國際先進(jìn)水平。在專業(yè)性強(qiáng)、而且有規(guī)則焊道的零件中使用焊接專機(jī)不僅能達(dá)到焊接工藝的要求，而且經(jīng)濟(jì)。為了滿足國內(nèi)外需求，我國汽車制造業(yè)需要大量自動化裝備來提高生產(chǎn)效率減輕工人工作量。

本設(shè)計為汽車后橋直焊縫焊接專機(jī)設(shè)計，設(shè)備包括機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計。焊接汽車后橋的方法是二氧化碳保護(hù)焊法，焊接長度為270mm，焊接速度可達(dá)到300一500mm/min。本焊接專機(jī)的機(jī)械部分設(shè)計包括有焊接小車、床身、絲杠傳動機(jī)構(gòu)、工件支架、氣缸支架、頂尖等部分。內(nèi)容涉及到氣缸、電動機(jī)、減速機(jī)、滾珠螺桿等。其中焊接小車是本次設(shè)計的重點，小車帶動焊搶作直線運動來完成直焊縫的焊接任務(wù)，而小車是由電機(jī)通過一系列傳動驅(qū)動的。出于對工藝要求和工作效率等多方面因素的考慮，設(shè)計出了雙焊槍運動機(jī)構(gòu)，使之在一次操作可以同時完成兩道直焊縫的焊接任務(wù)。

關(guān)鍵詞:汽車后橋；焊接專機(jī)；焊接小車；絲杠傳動

Abstract

After 60 years development， China's automobile industry has gone from scratch and gradually to the internationalization. In 2009 China has produced more than 13.791 million vehicles. Production more than the sum of Japan and the United States. China has become the world's largest auto production. As the the most representative three process in car manufacturing industry (welding， painting， assembly).The welding technology has also been rapid development， and gradually reached the international advanced level. In professional， and there are regular weld bead parts used in special welding machine not only can meet the requirements of welding process， but also economy. In order to meet the needs of domestic and international， China's auto manufacturing industry needs a lot of automation equipment to improve production efficiency and reduce the workload of workers.

The design of the automobile rear axle straight seam welding machine， including mechanical structure design. Welding vehicle rear axle method is the carbon dioxide welding method， welding speed can reach 0.3 0.5m/min. This welding machine mechanical parts of the design including welding carriage， bed， lead screw transmission mechanism， fixture and other parts. The contents relate to the cylinder， the top， motor， reducer， ball screw， etc.. The welding tractor is the focus of this design， considering the various factors of the technological requirements and the efficiency design double gun movement mechanism， make in one operation can be completed at the same time， two straight seam welding tasks. Motor output speed through the reducer to drive the screw rotation， the screw on the screw nut to drive the car to reach the welding task.

Keywords: automobile rear axle; welding machine; welding car;screw drive

目錄

摘    要 I

Abstract II

第1章  緒論 1

1.1   課題研究的目的和意義 1

1.2   焊接設(shè)備的發(fā)展趨勢及發(fā)展現(xiàn)狀 1

1.2.1  國內(nèi)焊接設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀 2

1.2.2  國外焊接設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 3

1.3   課題研究內(nèi)容及目標(biāo) 4

第2章  汽車后橋直焊縫焊接專機(jī)整體設(shè)計方案 5

2.1   汽車后橋直焊縫焊接專機(jī)工作原理 5

2.2   焊接小車的工作原理及設(shè)計 6

2.2.1  工作原理 6

2.2.2  焊槍卡緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計 7

2.2.3  焊槍垂直運動系統(tǒng)的設(shè)計 7

2.2.4  弓形滑板的設(shè)計 8

2.2.5  小車尺寸結(jié)構(gòu)的設(shè)計 9

2.2.6  送絲機(jī)構(gòu)支架的設(shè)計 10

2.3   電動機(jī)與減速機(jī)的確定 11

2.4   滾珠螺桿滾珠螺母選擇 13

2.5   防塵罩設(shè)計 13

2.6   工件支架的設(shè)計 14

2.7   托盤的設(shè)計 14

2.8   頂尖的選取 15

2.9   汽缸及其尾座的設(shè)計 15

2.10   床身的設(shè)計 16

第3章  關(guān)鍵零件校核 17

3.1   滾珠螺桿強(qiáng)度與剛度校核 17

3.1.1  滾珠螺桿強(qiáng)度校核 17

3.1.2  滾珠螺桿剛度校核 18

3.2聯(lián)軸器的選擇與校核 19

3.3減速器的校核 20

3.4鍵的選擇與校核 20

3.5軸承的選擇與校核 21

第4章  結(jié)論 23

參考文獻(xiàn) 24

致謝 25

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小車.dwg

工件支架.dwg

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汽車后橋直焊縫焊接專機(jī)設(shè)計開題報告.doc

直焊縫焊接專機(jī)裝配圖.dwg

本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）外文翻譯 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 汽車后橋直縫焊接專機(jī)設(shè)計 外文題目： F A 文題目： 減輕輕型車后橋共振反應(yīng)的靈敏度分析 學(xué) 生 姓 名： 張昊偉 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 指導(dǎo)教師姓 名： 王赫瑩 評 閱 日 期： 1 減輕輕型車后橋共振反應(yīng)的靈敏度分析 摘要 ?共振反應(yīng)是經(jīng)常發(fā)生在輕型車的 耦合的扭轉(zhuǎn)梁軸 （ 的一種現(xiàn)象 。然而 ， 修改車軸設(shè)計是 受到很多限制的，但是 懸掛系統(tǒng)必須滿足汽車轉(zhuǎn)向性能等要求。傳統(tǒng) 靈敏度 分析不能提供實用 的共振行為 信息 ， 因為 傳統(tǒng) 分析 只分析了標(biāo)準(zhǔn)的車輛車 軸。 本文 提出了一種新的 靈敏度分析，它是在可傳遞性 比率 (基礎(chǔ)上建 立的 。 這種分析不同于傳統(tǒng)分析，車輛車軸以外的 其他 部件 也可以成為被分析對象 。 這種新分析方法 提出的設(shè)計修改 在 仿真 模擬 結(jié)果表明 ：汽車后橋 的振動大大減少了。 新靈敏度分析方法大大減小了輕型車后橋設(shè)計的難度， 車 輛后橋 的共振響應(yīng) 也 可以有效地控制。 關(guān)鍵詞 :共振 反應(yīng) 、靈敏度分析、傳遞函數(shù) 、 設(shè)計修改 、 多體 半車 模型 一個創(chuàng)新的懸架模 型，它 簡化 了 輕型車輛的結(jié)構(gòu)減少了制造成本 ，并且它 同時 也 保持了所需的模塊的功能 ， 比如車輛 原地 轉(zhuǎn)向。的主要缺點 會產(chǎn)生 共振 ， 驅(qū)動軸經(jīng)常產(chǎn)生 噪音 。車軸制動 時車軸頻繁的發(fā)出的 200 赫茲到 400 赫茲 的噪音。 (圖一 )。先前的研究的結(jié)構(gòu)共振 型 只關(guān)注粘滑運動時 制動盤和墊 片 。最近 ， 一些 受到 中斷振動路徑啟發(fā) 的 改進(jìn)設(shè)計建議被報道 。 現(xiàn)在，在 汽車工程開發(fā) 中已經(jīng) 對 幾種 制動性噪聲和振動 反應(yīng) 提出 了方法和對策。 模態(tài)參與因子（ 被廣泛使用 ，它是 一個 相鄰零件 耦合引起的靈敏度指標(biāo) 。 該模型 的常見例子是 耦合問題 時 的制動系統(tǒng)噪聲； 此 設(shè)計 方法 是基于 。 不過 ,法不能 被用于 起的 共振問 題，因為的噪音是不同機(jī)制引起的。 關(guān)鍵 部位的共振問題 可以利用靈敏度分析有效解決 。 共振模 型 是經(jīng)常 被用 在復(fù)雜的結(jié) 構(gòu)中 如在車輛懸架模塊 ， 和敏感度分析 中。這種模型能 使我們能夠確定 對 最敏感組件進(jìn)行修改。盡管不同的靈敏度分析方法存在 ， 如有限差分分析 ， 和半解析方法 ， 這些方法需要準(zhǔn)確的動態(tài)信息 ,如特征值和特征向量實現(xiàn) ?，F(xiàn)有的分析方法的共振行為很難直接應(yīng)用 ，因 為他們需要精確的系統(tǒng) 塊 2 識別特征值和特征向量。如果靈敏度分析可以只使用以執(zhí)行現(xiàn)場響應(yīng)數(shù)據(jù) ， 可以獲得的反應(yīng)準(zhǔn)確的靈敏度結(jié)果至關(guān)重要 ； 此外 ， 大量時間 數(shù)據(jù) 將被保存。 圖 1 車輛的制動噪聲的分類系統(tǒng)。 本文提出了一種新的基于靈敏度分析 傳遞性比 率 （ 確定合適的 部件，最小的設(shè)計變化減少部件車軸軸臨界響應(yīng)。敏感性分析 是 通過模擬驗證一五自由度（ 5動系統(tǒng)。本文提出的靈敏度分析應(yīng)用于輕型車輛 塊。雖然方法確定候選 部件，對它進(jìn)行 設(shè)計修改 ， 但 該組件可以不實際的改良。本文提出的靈敏度分析鑒定為適當(dāng)?shù)慕M件改性。利用多體動力學(xué)仿真，我們 證實了一個 大的振動可以 通過 一個小的設(shè)計修改實現(xiàn)組件 來減小 。 的靈敏度分析是基于 設(shè)計最小化 原則靈敏度 與 大小成反比?？梢悦枋鍪褂靡粋€簡單的線性開環(huán)系統(tǒng) ，它 是 單 自由度振動路徑的一部分。如果一個小的設(shè)計改變了在節(jié)點 2， 然后動態(tài)系統(tǒng) 的相應(yīng) 可以在節(jié)點 2 和 3 上 。 2． 靈敏度的應(yīng)用分析 輛的測試信號的采集 一 輛 1000克 的輕型車輛 在 現(xiàn)場試驗進(jìn)行采集和分析的共振響應(yīng)信號。測試車輛和傳感器，如圖 7 所示。 記聲 計被安裝在靠近左后輪，與車速表連接到后保險杠。 加速度計 被安裝在不同的點 在 汽車制動中。 成的軸 ， 縱臂，和一個支架 中 有一個簡單的降低制造成本的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 狀 信號采集系統(tǒng)被用來獲取傳感器的信號 。 3 圖 7 安裝在 測試車輛 的 傳感器 。 圖 8 車輛組件和配置加速度計的安裝位置 。 據(jù) 研 究 共振反應(yīng) 發(fā)生在低速、高濕度和低溫 。 因此 ,汽車測試在以下條件下進(jìn)行 ： (1) 制動盤或卡尺裝全是濕的 ； (2) 直到制動模塊的溫度 降低到足夠小之前 車輛驅(qū)動制動 不 采取任何行動 ； 此外測試車輛的速度 10， 20， 和 30 公里 /小時和三個剎車動作 ： 沒有剎車 ,緩慢制動和緊急制動。測試模式表 2 所示。 表 2 實驗 汽車 的 測試模式 4 輛測試結(jié)果在表 3 中做了總結(jié)。關(guān)鍵響應(yīng)信號很明顯當(dāng)車輛速度等于或小于10 公里 /小時在相反的方向。 汽車不 剎車 情況下速度保持 10 公里 /小時 下的測試環(huán)境下， 半軸的垂直加速度測量 如 圖 9。 表 3 車輛振動一代測試結(jié) 果 注： 字母 “o” 和 “x” 表示發(fā)生與否 ， 分別在車軸的共振。 5 圖 9 汽車在 10 公里 /小時 行駛時 半軸的垂直加速度 (a)有制動 (b)沒有 制動 軸的關(guān)鍵光譜檢測使用小波分析 因為在車輛測試獲得的傳感器信號容易被來 自 源引擎 或地面的 噪聲污染 ， 信號處理需要過濾噪音。 本次實驗中 離散小波變換 (用于檢測的主要頻率塊的共振響應(yīng) 的。 能力 是 檢測隱藏元素在嘈雜的信號 ， 將信號分解為近似 值 和細(xì)節(jié) 。在分析原始信號后， 原始信號分解成三個 層次 (2,和 一個近似 ( 并對信號進(jìn)行了 離散分 分析 和 傅里葉變換 ( 原始的 頻率和 號如圖 10 所示。盡管主要峰值 330 赫茲可以識別 ，但 另一個 190 的 峰 值在利用 才 被 發(fā)現(xiàn)。 6 圖 10 相關(guān)的 共振反應(yīng)頻率 （ a） 沒有經(jīng)過 理的 原始信號（ b） 經(jīng)過 理后的信號 用靈敏度的方法 和 關(guān)鍵反應(yīng)問題 用 靈敏度分析 頻率響應(yīng)函數(shù)的每個節(jié)點 是 通過測試 車輛完整行進(jìn)過程中的震動反應(yīng)的 。一個脈沖力施加在 點 1)中 并對 20 個節(jié)點的加速度振動軌跡進(jìn)行測量 。 此外 對 模態(tài)參數(shù)進(jìn)行提取，通過執(zhí)行獨立模態(tài)分析每個組件的使用 動態(tài)。除 了 000 赫茲 的 剛性模式 。 特別是， 在后橋 第三和第五彎曲模式是 特別容易 響應(yīng)的主要頻率。 計算在各組分接 在 190 和 330 赫茲 的頻率后。 結(jié)果表明， 結(jié)果表明 ， 軸造成明顯的共振 反應(yīng)。 然而 ， 設(shè)計不可能改善共振響應(yīng) ， 因為修改 行駛舒適和主要 汽車功 能有 顯著 的 影響 。 組件靈敏度分析 先前的研究 關(guān)鍵行為模塊報道 ， 車軸的共振行為不利于系統(tǒng)的穩(wěn)定 ，一個相應(yīng)的的制動噪聲傳播模塊 。 考慮到關(guān)鍵反應(yīng)傳輸從 動模塊 ,兩個振動路徑假設(shè)如下 ： 7 路徑 1： 軸 → 縱臂 → 托架 → 丁字 形板 → 盤 路徑 2： 軸 → 縱臂 → 托架 → 丁字形板 → 卡尺 在測量節(jié)點在圖中 ,較 長節(jié)點的路徑選擇和一個新的振動靈敏度分析進(jìn)行了190 赫茲 和 330 年赫茲頻率。每個組件的計算靈敏度表 5 所示。半軸是最節(jié)點 2關(guān)鍵位置在 330 赫茲 ,而落后的節(jié)點手臂和支架在 190 赫茲的最大靈敏度。不同于 臂和支架是合適的 組件進(jìn)行 設(shè)計修改。 用該設(shè)計方法 進(jìn)行 設(shè)計修改 基于靈敏度分析提出的設(shè)計修改策略集中在最小的變化 的組件如 支架和縱臂。 螺栓 的數(shù)量 和支架的大小 會 改善夾緊剛度和阻尼 。 此外 ,縱臂的厚度 的增長會讓汽車 結(jié)構(gòu) 變 堅固。 所提出的設(shè) 計變更進(jìn)行驗證 是 使用 計算機(jī)輔助工程 （ 基礎(chǔ)的參數(shù) 進(jìn)行 研究 的。 一個多體半車模型 。 型的準(zhǔn)確性增強(qiáng)了整合 靈活方式和制動盤模態(tài)分析結(jié)果。 半車 模型的仿真在進(jìn)行的 5 公里 /小時的速度沒有任何噪音。在模擬、半軸的反應(yīng)追蹤 中 顯示了加速度的峰值 。設(shè)計修改后 仿真結(jié)果表明 ，汽車后橋共振水平 峰值 從 190 赫茲到 330 赫茲 之間 分別減少了 63%和 63%。雖然設(shè)計修改是專注于改善反應(yīng)在 190 赫茲 ， 半軸響應(yīng)降低明顯在 190 年和 330 赫茲 ,因為修改也影響了 件在 330 赫茲 。 4 結(jié)論 新 靈敏 度分析 用可傳遞性 比率 ( 識別 汽車 最敏感組件 如 支架和手臂 ，提出 了 解決 汽車后橋共振反應(yīng)的方法 從 方法。 在測試中，測試車輛 主要 的半軸震動 頻率 從 190 赫茲到 330 赫茲 。 擬議中的使用進(jìn)行了靈敏度分析響應(yīng)測量車輛測試期間同時進(jìn)行 行分析。 雖然 能 確定 對 出 設(shè)計修改 但 這部分幾乎不能被改 動 。提出的靈敏度分析確定 了 兩個 可修改的 組件 如 支架 和 縱臂。設(shè)計修改策略是使用 半車 驗證與真。仿真結(jié)果表明 ，汽車后橋共振水平 峰值 從 190 赫茲到 330 赫茲 之間分別減少了 63%和 63%。因此 , 擬議中的靈敏度分 析 可能 成為 今后 主 要的后橋 共振 分析方法 。 8 聲明 ?這項 研究 是 由 韓國教育與人力資源開發(fā) 項目部 支持的。此外 ，這項研究由 目資助 (批準(zhǔn)號知識經(jīng)濟(jì)部的 10038467)， 韓國。