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1、 全日制普通本科生毕业设计 连杆端面平行度自动检测仪的设计THE DESIGN OF AUTOMATIC DETECTOR FOR PARALLELISM OF BOTH SIDE OF CONNECTING ROD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，联系学生姓名：学 号： 年级专业及班级： 2008级机械设计制造及其自动化(1)班指导老师及职称：学 部： 理工学部提交日期：2012年 5月全日制普通本科生毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含
2、任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。同时，本论文的著作权由本人与湖南农业大学东方科技学院、指导教师共同拥有。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。毕业设计作者签名： 年 月 日 目 录摘要1关键字1前言11 方案的拟定 21.1 行位误差测量的基本原则 21.2 连杆端面平行度公差分析 31.3 原始数据的采集 31.4 原始数据的处理 41.5 端面平行度子程序的设计 42 自动检测系统的设计 52.1 主机部分52.2 传感器测量部分52.3 电机及驱动部分72.3.1本设计中用于工作台进给的步进电机的选
3、择82.3.2两回转支座的回转运动的电机92.3.3回转支座上装传感头的滑座Y向的进给运动的电机92.4 机械机构部分 92.4.1 工作台的设计102.4.2 滚珠丝杆螺母副的设计102.4.3 导轨副的设计12 2.4.4 齿轮传动的设计计算132.4.5 联轴器的选择142.4.6 传动轴的设计152.4.7 位置检测元件的设计163 自动检测装置的软件设计173.1 数据处理程序173.2 数据自动采集接口174 总结18参考文献 19致谢 20附图 20 连杆端面平行度自动检测仪的设计作 者：指导老师：（2008级机械设计制造及其自动化，长沙 ）摘 要：连杆是汽车发动机的主要传力构件
4、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。因而连杆的检测是生产中频繁而又不可缺少的环节。目前我国连杆检测对于平行度的检测主要采用手工检测。本选题的设计是专门用来检测连杆端面的平行度，它避免了手工检测可能带来的人为因素导致的误差，极大的提高了检测效率同时也提高了检测的精度。关键词：连杆；平行度检测；端面The Design of Automatic Detector for Parallelism of Both Side of Connecting RodAuthor：Tutor：（Orient Science &Technology College of Hunan
5、Agricultural University,Changsha ）Abstract：The connecting rod is one of the main power transmission components for automotive engine, it often in a state of high-speed motion, thus requiring higher accuracy connect with other parts. So the detection of the connecting rod is frequent and indispensabl
6、e part of the production. Linkage detection in China is using manual testing for parallelism detection. The design of this topics is designed to detect rod end of the parallelism, it avoids the errors caused by manual testing potential human factors, and greatly improves the detection efficiency but
7、 also to improve the detection accuracy. Keywords：Connecting rod ；Parallel testing ；End face 前言在机械行业中，已逐步广泛应用在线检测这个词来表达机械加工过程中对几何量、机械量的检测。机械工业中得在线检测，狭义上讲，是在机械加工生产线上，加入某一环节，以便对加工中的某些参数或工况进行检测。或者说，在线检测应当包括检测与控制，也就是说在生产线上应用各种传感器，对生产产品的某些参数进行实时的监测，将分析处理测量结果所获得的信息，与预先设定的参数进行比较，然后根据误差信号做出工艺决策，以保证产品的质量或使生产
8、线处于最佳状态下运行1。在机械制造工业中，应用在线检测技术，会使社会经济效益增加，主要体现在：（1）保证产品质量。产品质量是生产者与用户共同关心的首要问题。根据1993年统计数字表明：我国目前每年生产中废次品率高达5%-10%，如废次品率降低1%，即可以为国家减少几十亿元的损失。而在线检测可在生产线上监测产品生产过程的各种质量指标，把废品消灭在萌芽状态中。在理想状态下，可以保证合格品率达到100%。（2）节约和降低成本，减少废品，减少材料消耗，减少次品返修率，都可以节省材料、能源，降低了成本。（3）提高劳动生产率，减轻工人劳动强度。由于采用在线检测，可以减少停机和设备调整时间，减少检测人员数量
9、，从而提高劳动生产率。在生产环境恶劣的地方，在产品数量大的地方，应用在线检测可以大大减轻工人的劳动强度。本设计所开发的连杆端面平行度的自动检测仪是集计算机软硬件系统，传感器与精密机械装置的高精度精密仪器。它的检测方法、机械装置的设计符合端面平行度公差规定的检测原则。由于本人经验和知识量不足，在设计中如有不合理处，请读者不吝赐教。1 方案的拟定1.1 行位误差测量的基本原则对于行位误差的测量的具体方法，随测量对象的特点、精度要求以及设备条件不同，可采用不同的方法。只要能保证测量的精度，又符合经济原则，就是一个合理的方案。按照国标，将常用仪表显示的各种测量方法概括为以下几种测量原则。(1)与理想要
10、素比较原则 将被测实际要素与相应的理想要素作比较，在比较过程中获得数据，根据这些数据来评定形位误差。 如将被测实际直线与模拟理想直线的刀口的刀刃相比较，根据光隙的大小来确定该直线的直线度误差值。 (2)测量坐标值原则 通过测量被测要素上各点的坐标值来评定被测要素的形位误差。如利用直角坐标系测量孔中心的纵横坐标以确定其位置误差值。 (3)测量特征参数原则 通过测量实际被测要至少上的特征参数，评定有关的形痊误差。特征参数是指能近似反映有关形位误差的参数。例如，用两点法测量回转表面的横截面的局部实际尺寸，并以其最大差值的一半作为该截面的圆度误差。 (4)测量跳动原则 按照跳动的定义进行检测的原则，主
11、要用于检测圆跳动和全跳动。例如，测量实际被测要素对基准轴线的径向圆跳动。 (5) 控制实效边界原则 检测被测实际要素是否超过实效边界，以判断被测实际要素是否合格。该原则用于采用相关要求的场合，一般用光滑极限量规或功能量规来检验。例如，按紧大实体要求设计的、基本尺寸等于孔的最大实效尺寸的垂直度量规，检验孔轴线对端面和垂直误差1。根据设计要求，第二点测量坐标值原则适合本设计的方案，所以选择测量坐标值原则要设计测量系统。1.2 连杆端面平行度公差分析 连杆端面的平行度误差要求控制在规定的公差范围内。本要求对于连杆、曲轴、活塞的受力均衡性影响很大，进而影响发动机工作的可靠性与工作寿命。对于端面平行度，
12、传统生产工艺中一般靠工艺系统保证，测量多采用手工测量。因而，连杆端面平行度自动检测仪的研制具有现实意义2。图1是连杆的零件图，平行度公差要求如图中所示，带圈箭头为传感器位置。图1 连杆Figure 1 Connecting rod1.3 原始数据的采集在被测工件定义空间直角坐标系为工作坐标系。用传感器在两端面对称位置同时测量得到A(i)(i=1,2,3,4,n) B(j）(j=1,2,3,4,n)两组数据。以上的测量可以用两个旁向式传感器侧头同时进行测量，并保证侧头的测量动作一致。为保证测量的同步，采用两对安装在同一根传动轴上且参数相同的齿轮，对称的分布在工作台两边，由于两对齿轮的传动比分别相
13、同，则传动轴通过齿轮可以带动两边测头同步转动，可以满足设计的要求。测量坐标参照图1中的主视图设定。如图2。图2 测量参考坐标Figure 2 Measurement of the reference coordinate1.4 原始数据的处理本设计采用两个对称布置的旁向测头对连杆两端面进行同时测量。这时的数据处理为：端面的采样数据：A(i)(i=1,2,3,4,n）、B(j）(j=1,2,3,4,n)。令C（k）=A（i）-B（j）得到一组处理后的数据C（k）（k=1,2,3,4,n）。取C（k）中 最 大 值C（k）max和C（k）中最小值C（k）min，令F=C（k）max-C（k）min。F即为平行度误差。1.5 端面平行度子程序的设计基于上述原理，用C语言编制的数据处理程序如下3：main()int n = 10;float min = 0;float max = 0;float F = 0;float a20,b20,c20;for (int i = 0; i n; i+)ci = ai -
