摘 要

数控车是汽车变速器齿坯加工的主要方法。其中上下料过程由于其工作环境多变性，路径复杂性，因而该过程生产效率较低。为了提高企业生产效率，设计一种自动化上下料装置，使其具有全自动化生产，功能性强大，易操作，易维修，工作平顺等特点。本设计方案结合工厂实际工作环境，设计了自动化齿坯加工线的整体方案以及布局。然后对上下料装置进行本体设计，采用丝杆传动，平面机构实现齿坯的自动化上料过程；采用齿轮齿条传动实现自动化辅助上料过程；采用旋转式接盘实现自动下料过程；并对丝杆，伺服电机，滚动轴承等零部件进行计算选型；对连杆机构进行设计，运动分析；对连接板，齿轮等关键零件进行设计，强度校核。本设计方案可实现齿坯加工过程中上料，翻转，移位，装夹，下料的自动化加工，降低企业在人工中花费的成本，提高企业生产效率，提高企业加工精度，为变速器齿坯加工厂上下料装置设计提供了一种可行方案。

关键词：自动化 上下料 生产效率 成本

Abstract

CNC turning is the main method of processing gear blanks for automobile transmissions. The production efficiency of the process of loading and unloading is low because of its variable working environment and complicated path. In order to improve the production efficiency of the enterprise, an automatic loading and unloading device is designed to make it fully automatic, stable in operation, simple in operation, convenient in maintenance, and strong in functionality. This design plan combined with the actual working environment of the factory, designed the overall plan and layout of the automated tooth blank processing line. Then, the upper and the lower feeding device is designed as a body, a screw drive is adopted, a plane mechanism is used to realize the automatic feeding process of the tooth blank, a rack and pinion drive is used to realize the automatic auxiliary feeding process, and a rotary type dial is used to realize the automatic feeding process; Rods, servo motors, rolling bearings and other components are selected for calculation; link mechanisms are designed and analyzed for motion; key components such as connecting plates and gears are designed and strength checked. This design scheme can realize the automatic processing of feeding, turning, shifting, clamping, and cutting during the processing of tooth blanks, thereby increasing the production efficiency, reducing the labor cost, and improving the processing precision. It is designed for the loading and unloading device of transmission tooth blanks processing plant. Provides a feasible solution.

Keywords: automation loading and unloading production efficiency cost

目录

第1章 绪论 1

1.1国内外研究现状 1

1.2目的及意义 4

1.3．研究（设计）的基本内容、拟采用的技术方案及措施 4

第2章 总体方案 6

第3章 系统组成 8

3.1工件输送装置 8

3.1.1提升电机选型 9

3.1.2减速机构设计与校核 10

3.2伺服上下料装置 11

3.2.1伺服电机 13

3.2.2丝杆传动分析与校核 14

3.2.3连杆传动分析 14

3.2.4辅助上料机构设计计算 16

3.2.5V型块连接板 17

3.2.6送料夹头机构设计 20

3.3装夹检测装置 21

3.4 集成控制单元 22

第4章 总结与展望 23

4.1总结 23

4.2展望 23

参考文献 25

致谢 27

第1章 绪论

1.1国内外研究现状

目前国外车削上下料装置大多采用工业机器人与机械手臂两种方式。高度自动化设备在加工制造行业的应用范围不断增大。国际机器人联合会曾统计数据表明，世界自动化设备在2015年总计销售量超过三亿台，且每年仍以将近20%的速度增长。中国、韩国、日本、德国和美国的销量之和为世界销量的3/4，其自动化设备的研究、制造发展处于世界领先地位。2013年4月，德国联邦教育局及研究部和联邦经济技术部联手推出＂工业4.0＂的战略思想，其宗旨是将制造业与物联网、信息技术相结合，打造智能化生产模式。在美国、德国等生产力高度发达国家，机床自动上下料装置的应用也极为广泛，技术相对也比较成熟。

在我国，机床上料和下料的工作更多的都是是利用人工来进行，这在过去我们生产力较低，国内需求量较少的情况下是可以满足需要且解决部分就业问题的。但是，随着我国杜会的不断进步和发展，我国汽车的保有量不断增大，齿轮需求量不断提高，由于人工效率低下，成本较高，生产质量较低等特点，已不能满足齿轮制造行业的要求，国内许多大中型企业已逐渐淘汰人工上下料方式。其次为桁架式机器人桁架式机器人可实现工件的自动上下料，稳定性高，在国内处于领先地位。一些大型制造企业己经使用传统的机械手臂来代替人工作业。虽然提高了企业生产效率，然而也有些许不足，其加工动作较为僵硬，难以为不同尺寸的工件做出不同调整；一个机械手臂若负责两个机床的加工生产，则空走行程较长，生产节拍较慢，若负责一个机床的加工生产，则成本过高；机械手臂的结构及电气系统复杂，操作需经较长时间学习，维修成本高。

本设计调查了哈工大机器人集团自动化上下料方案如图1-1与浙江陀曼精密机械有限公司自动化轴承生产线如图1-2。