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中原工學院畢業(yè)設計（論文）說明書
畢業(yè)設計（論文）
說明書
題目名稱： 成品軸承自動清洗生
產線上料裝置設計
院系名稱： 機電學院
班 級： 機自063班
學 號： 200600314330
學生姓名： 王孟孟
指導教師： 胡敏
2010 年06月
摘 要
機械生產中，工件的加工和裝配過程的自動化，不僅大大提高了生產率，把人們從繁重的勞動中解脫出來;而且對提高產品質量，降低成本、促進產業(yè)結構的合理化起到了積極的作用。
該課題是成品軸承自動清洗生產線上料裝置設計。文中針對課題的設計要求設計了一款自動上料裝置。該自動上料裝置采用不完全齒輪和凸輪機構的組合機構來獲得較長的停歇時間。方案新穎，結構簡單、緊湊，其清洗時間與上下料時間的比值較大，能大大提高清洗的效率。文中詳細的介紹了該裝置的設計思路及步驟。并將其分為3大部分：送料部分、傳動部分和動力部分。文章主要針對這三個部分進行方案分析、方案選擇、零件參數的確定及數據計算、方案驗證等。
關鍵詞：送料機構; 傳動比; 停歇時間。
Abstract
Not only could the automatization of the tool’s machining and the fitting improve productivity,but also could it advance the quality of the product and reduce the cost in the mechanical producting.
My project mainly design an equipment which is used for transporting materials on a product line for clearing bearings .This equipmengt use incomplete gears to cease ,and adopt cams for transport bearings.This design is creative.The structure is simple and compact. As the clearing time is more longer than the transporting time,the clearing efficiency could be developed rapidly.In the passage we could find the process of the design.It consist of three part,transporting ,driving and power.My passage primarily tell of scheme analyzing,scheme choosing and data accounting,scheme validating.
Keywords: the transporting； transporting proportion；ceasing time.
目 錄
1 引言 ............................................................1
1.1自動化生產線簡介...........................................1
1.2我國自動化的發(fā)展現狀及發(fā)展.................................2
1.3自動上料在機械生產中作用...................................4
1.4本論文所涉及的內容.........................................5
2 成品軸承自動上下料裝置詳細設計步驟 ..............................6
2.1設計要求...................................................6
2.1.1軸承清洗方式.........................................6
2.1.2軸承的型號及清洗類型.................................6
2.2方案的選擇.................................................7
2.2.1課題分析.............................................7
2.2.2自動上料裝置中常見的幾種機構.........................8
2.2.3方案的選擇...........................................8
2.3送料方式確定及數據計算.....................................10
2.3.1送料方式的確定.......................................10
2.3.2數據計算.............................................11
2.3.3凸輪結構設計.........................................11
2.4傳動部分結構設計...........................................12
2.4.1 方案確定.............................................12
2.4.2 數據計算.............................................12
2.5方案的可行性驗算 ............................................15
2.6輸入端方案確定及結構設計 ...................................18
2.6.1 輸入端結構設計計算....................................18
2.6.2輸入端傳動機構的選擇 ..................................19
2.7輸入端軸的設計計算 ..........................................20
2.7.1軸的材料 ..............................................20
2.7.2軸的各段直徑的確定 ....................................21
2.7.3 軸的各段長度的確定 ...................................21
2.7.4 軸上零件的軸向定位 ....................................21
2.8強度校核 ...................................................22
3 結束語............................................................23
4 參考文獻..........................................................24
5 致謝..............................................................25
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中原工學院畢業(yè)設計（論文）說明書
1 引言
1.1自動化生產線簡介
自動生產線是由工件傳送系統和控制系統，將一組自動機床和輔助設備按照工藝順序聯結起來，自動完成產品全部或部分制造過程的生產系統，簡稱自動線。在大批、大量生產中采用自動線能提高勞動生產率，穩(wěn)定和提高產品質量，改善勞動條件，縮減生產占地面積，降低生產成本，縮短生產周期，保證生產均衡性，有顯著的經濟效益。
從二十世紀20年代開始，隨著汽車、滾動軸承、小型電動機和縫紉機等工業(yè)發(fā)展，機械制造中開始出現自動線，最早出現的是組合機床自動線。在此之前，首先是在汽車工業(yè)中出現了流水生產線和半自動生產線，隨后發(fā)展成為自動線。第二次世界大戰(zhàn)后，在工業(yè)發(fā)達國家的機械制造業(yè)中，自動線的數目出現了急劇增加。
機械制造業(yè)中有鑄造、鍛造、沖壓、熱處理、焊接、切削加工和機械裝配等自動線，也有包括不同性質的工序，如毛坯制造、加工、裝配、檢驗和包裝等的綜合自動線。自動線中設備的聯結方式有剛性聯接和柔性聯接兩種。在剛性聯接自動線中，工序之間沒有儲料裝置，工件的加工和傳送過程有嚴格的節(jié)奏性。當某一臺設備發(fā)生故障而停歇時，會引起全線停工。因此，對剛性聯接自動線中各種設備的工作可靠性要求高。
在柔性聯接自動線中，各工序(或工段)之間設有儲料裝置，各工序節(jié)拍不必嚴格一致，某一臺設備短暫停歇時，可以由儲料裝置在一定時間內起調劑平衡的作用，因而不會影響其他設備正常工作。綜合自動線、裝配自動線和較長的組合機床自動線常采用柔性聯接。
切削加工自動線在機械制造業(yè)中發(fā)展最快、應用最廣。主要有：用于加工箱體、殼體、雜類等零件的組合機床自動線；用于加工軸類、盤環(huán)類等零件的，由通用、專門化或專用自動機床組成的自動線；旋轉體加工自動線；用于加工工序簡單小型零件的轉子自動線等。
自動化生產線的工件傳送系統一般包括機床上下料裝置、傳送裝置和儲料裝置。在旋轉體加工自動線中，傳送裝置包括重力輸送式或強制輸送式的料槽或料道，提升、轉位和分配裝置等。有時采用機械手完成傳送裝置的某些功能。在組合機床自動線中當工件有合適的輸送基面時，采用直接輸送方式，其傳送裝置有各種步進式輸送裝置、轉位裝置和翻轉裝置等對于外形不規(guī)則、無合適的輸送基面的工件，通常裝在隨行夾具上定位和輸送，這種情況下要增設隨行夾具的返回裝置。
自動化生產線的控制系統主要用于保證線內的機床、工件傳送系統，以及輔助設備按照規(guī)定的工作循環(huán)和聯鎖要求正常工作，并設有故障尋檢裝置和信號裝置。為適應自動線的調試和正常運行的要求，控制系統有三種工作狀態(tài)：調整、半自動和自動。在調整狀態(tài)時可手動操作和調整，實現單臺設備的各個動作；在半自動狀態(tài)時可實現單臺設備的單循環(huán)工作；在自動狀態(tài)時自動線能連續(xù)工作。
控制系統有“預?！笨刂茩C能，自動線在正常工作情況下需要停車時，能在完成一個工作循環(huán)、各機床的有關運動部件都回到原始位置后才停車。自動線的其他輔助設備是根據工藝需要和自動化程度設置的，如有清洗機工件自動檢驗裝置、自動換刀裝置、自動捧屑系統和集中冷卻系統等。為提高自動線的生產率，必須保證自動線的工作可靠性。影響自動線工作可靠性的主要因素是加工質量的穩(wěn)定性和設備工作可靠性。
自動化生產線的發(fā)展方向主要是提高生產率和增大多用性、靈活性。為適應多品種生產的需要，將發(fā)展能快速調整的可調自動線?，F代生產和科學技術的發(fā)展，對自動化技 術提出越來越高的要求，同時也為自動化技術的革新提供了必要條件。數字控制機床、工業(yè)機器人和電子計算機等技術的發(fā)展，以及成組技術的應用，將使自動線的靈活性更大，可實現多品種、中小批量生產的自動化。多品種可調自動線，降低了自動線生產的經濟批量，因而在機械制造業(yè)中的應用越來越廣泛，并向更高度自動化的柔性制造系統發(fā)展。
1.2 我國自動化的發(fā)展現狀及發(fā)展
我國的大中型機械制造企業(yè)中，采用大量的自動化生產線來提高生產效率。我國正在成為一個工業(yè)大國，堅持以信息化帶動工業(yè)化、以工業(yè)化促進信息化，走出一條科技含量高、經濟效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少、人力資源優(yōu)勢得到充分發(fā)揮的新型工業(yè)化道路，才能真正得到發(fā)展。如何發(fā)展我國的機械自動化技術,應實事求是,一切從我國的具體國情出發(fā),做好各項基礎工作,走中國的機械自動化技術
發(fā)展之路。1結合生產實際,注重實用發(fā)展機械自動化技術。先進制造技術的全部真諦在于應用。發(fā)展機械自動化技術, 應以企業(yè)的生
產和發(fā)展的實際需要及具體條件為導向。只有對合適的產品采用與之相適應的自動化方式進行生產,才能收到良好的技術經濟效益和社會經濟效益。我國發(fā)展機械自動化技術,應結合實實際, 注重實用, 即對國民經濟產生實際效益。那種盲目搞自動化、搞自動線的做法,全年生產任務只需1~2 個月就完成的低負荷率生產也要搞的傾向應當糾正,對國民經濟不產生顯著促進、效率低下的要緩搞。我們要的是效益,而不單純的是速度。2 發(fā)展投資少、見效快的低成本自動化技術。發(fā)展低成本自動化技術,潛力大,前景廣,投資省,見效快,提高自動化程度,可以收到事半功倍的經濟效果,適合我國現階段的發(fā)展需要和國情。20世紀90年代美國麻省理工學院提出的精節(jié)生產LP( Lean Production) 模式, 就是以最小的投入, 取得最大的產出的具體表現。借鑒國外發(fā)展機械制造業(yè)低成本自動化技術的經驗是有益的。我國機械制造業(yè)各企業(yè)有大量的通用設備, 在發(fā)展現代機械自動化技術時, 應以原有的設備為主, 合理調整機床布局, 添加少量的數控設備,引入CAD/CAM技術,充分發(fā)揮計算機自動化管理的優(yōu)勢和人的創(chuàng)造性,共同構成一個以人為中心, 以信息自動化為先導、樹立自主的單元化生產系統,為我國機械制造業(yè)自動化技術發(fā)展應用提供了一條投資少、見效快、效益高、符合我國國情的機械自動化技術發(fā)展應用新途徑。通用機的局部自動化改裝有重要意義。近期內我國對成本低、維修方便的通
用機的需要量還是不會急劇下降的, 因為有廣大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)市場, 有小工廠、試驗室、大型企業(yè)的工具車間等。3 結合中國國情,發(fā)展現代機械自動化技術。實現機械自動化是一個由低級到高級、由簡單到復雜、由不完善到完善的發(fā)展過程。當機械的操作采用自動控制器后, 生產方式才從機械化逐步過渡到機械控制(傳統) 自動化、數字控制自動化、計算機控制自動化。只有建立了自動化工廠后,生產過程才能全盤自動化,才能使生產率全面提高, 達到自動化的高級理想階段。中國實現機械自動化技術應是一個長期的過程, 不可能一蹴而就。當前,中國機械制造業(yè)同世界先進水準也存在階段性差距。在我國這種國情下, 普遍發(fā)展應用計算機集成制造系統的“全盤自動化”或“高度自動化”,并不具備必要的基礎技術、經驗和投資能力。因此,要不要普遍發(fā)展全盤自動化或高度自動化
CIMS 技術,一定要慎重行事。而且全盤自動化或高度自動化的CIMS 技術也并非我國機械制造業(yè)的當務之急, 只能列為機械制
造自動化技術的主要發(fā)展方向。應該發(fā)展工藝成熟的大批量生產的自動化技術。我國現階段, 在產品數量較大的同類產品連續(xù)流水作業(yè)的切削加工生產中, 自動化設備仍然是半自動機床、自動機床、組合機床及其組成的自動線、回轉體零件加工自動線等。而在大批量的鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理和裝配等生產中, 采用剛性自動化( 自動單機和自動線) 則是合理可行的, 能取得較好的經濟效益; 對于品種稍多的成批生產, 應采用由快速重新調整的設備組成成組工段或流水線、可更換主軸箱組合機床自動線、短自動線和復合制造單元, 實現成組自動化; 而單件小批量生產, 應從推廣成組技術入手, 適當發(fā)展采用數控機應酬或加工中心, 有針對性地建立一些揉性制造單元 , 可取得較好的經濟效果。我國作為一個發(fā)展中國家, 考慮一切生產技術問題時的前提必須是適用。我國消化吸收國外柔性制造系統( Pseudo- FMS) ,是要確保必要的生產柔性的前提下, 優(yōu)化人機界面, 不過分追求自動化, 盡可能建立較為完善的信息系統, 充分發(fā)展計算機管理的效益。系統中先進的自動化裝備和普通設備并存, 系統的某些環(huán)節(jié)允許人工干預。這是一個典型的結合國情、實施適用先進方針的自動化技術解決方案。我國目前在消化呼吸、融會貫通國際上有用的自動化技術理論的基礎上, 要努力做到從我國機械制造業(yè)的實際情況出發(fā),發(fā)展創(chuàng)新,形成有國情特征的發(fā)展自動化技術理論和學說, 進行圍繞計算機技術的柔性自動化技術的開發(fā)研究,以適用為前提, 急需什么就解決什么,取得實踐經驗再推廣應用。4 抓好基礎,注重配套發(fā)展機械自動化技術。發(fā)展應用機械自動化技術,要扎扎實實地抓好自動化技術應用項目的基礎工作和從實際出發(fā)的推廣應用工作,既要發(fā)展主機,也要配套發(fā)展自動化元件及控制系統?？删幊炭刂破?、微處理機、各種傳感器、新型刀具、控制系統及系統軟件、電子計算機等將是今后機械自動化的主要技術基礎。研究生產大量性能優(yōu)良、自動化水準高的機電產品是發(fā)展應用機械自動化技術的關鍵。自動化生產時, 在系
統的結構、質量( 重量)、體積、剛性和耐性等方面對現代機械自動化技術有著重要的影響, 機械技術應利用其它高新技術來更新, 實現與適應現代機械自動化技術的發(fā)展; 自動化生產時, 機械制造系統的自動控制、自動檢測、伺服系統的操作等都少不了要應用微電子技術和自動控制理論; 自動化生產時,信息的交換與處理、存取、運算、判斷和決策等都少不了要應用計算機與信息處理技術。總之,我國機械制造業(yè)發(fā)展應用自動化技術,不但要起點高, 瞄準世界先進水準,而且必須包括各種靈活的低成本、見效快的自動化技術, 堅持提高與普及相結合的方針,我國的機械自動化技術發(fā)應應用才能健康地走上高速度、高質量和高效益之路。
1.3 自動上料在機械生產中作用
在自動化加工、裝配生產線中，能自動完成將工件向加工或裝配機械供給并上料的裝置，稱為自動上料裝置。是自動化生產先線中一個重要環(huán)節(jié)。
統計表明，在工件的加工裝配過程中，工件的供給、上料、下料及搬運等工作所需費用約占全部費用的1/3以上，所需的工時約占全部工時的2/3以上，而且絕大多數的事故都發(fā)生在這些工序中，尤其是成批大量生產的場合，當要求生產效率很高而且機動工時很短時，上下料是一項重復而繁重的作業(yè)。所以，為了提高生產率、減輕作業(yè)者的勞動強度，保證安全生產，實現上下料自動化是很有必要的。
自動上料裝置通常由工料器、分路機構、合路機構、上料機構及輸送機構等所組成。其中，供料器、隔離機構及上料機構是其最基本的三個組成部分，各機構之間的連接通常使用料道或其它輸送機構。在實際應用中，上述各機構往往不是彼此獨立的，有事一個機構既能將工件隔離又能將其分路，既能將能工件隔離又能上料。
在當今工業(yè)發(fā)達國家，自動上料裝置在各類制造業(yè)中比比皆是，上產過程的自動化不僅大大提高了生產率，把人們從繁重的勞動中解脫出來;而且對提高產品質量，降低成本、促進產業(yè)結構的合理化起到了積極的 作用。隨著電子技術的發(fā)展，現在自動上料裝置中已經越來越多的采用傳感器等電子設備，這樣不僅能提高精度，而且能減小設備的大小，降低成本，這已是未來的發(fā)展趨勢。
1.4 本論文所涉及的內容
本課題針對成品軸承清洗生產線的清洗方式和清洗類型設計了一款自動上料裝置。傳統的軸承清洗方式，需把軸承內外圈分開，分別清洗，晾干之后再組裝起來，費時又費力。當清洗批量較大時，無疑是一項繁重而枯燥的工作，并且容易引發(fā)各種安全事故。于是應運而生各種各樣自動化清洗軸承的裝置，大大提高生產率、減輕作業(yè)者的勞動強度，保證安全生產。本次畢業(yè)設計即為針對某一種自動清洗生產線所設計的成品軸承自動上料裝置。該裝置方案，采用凸輪與不完全齒輪所組成的組合機構來獲得較長的清洗時間，方案新穎，結構簡單，為軸承的清洗開辟了一條新的思路。本課題的關鍵在于尋求一種機構來獲得較長的停歇時間即清洗時間。經查閱多方面資料，最終采用不完全齒輪-凸輪組合機構來實現。經過自己的不斷努力及老師的幫助，使得這次的畢業(yè)設計能夠順利完成。
隨著科學技術的發(fā)展和生產活動中不斷出現的新的需要，自動化生產線也會不斷發(fā)展進步，層出不窮，我們應當隨時予以關注。
2 成品軸承自動上下料裝置詳細設計步驟
2.1 設計要求
2.1.1 軸承清洗方式
清洗裝置的工作過程：成品軸承通過清洗線送入指定位置，調速電機帶動旋轉壓盤壓在軸承內套上，帶動軸承內套一起旋轉，外套靠摩擦力靜止不動，這時清洗液泵打開，開始噴淋，清洗結束，旋轉壓盤抬起，完成一個工作循環(huán)。原理就是壓緊外套，內套旋轉使軸承處于共作狀態(tài)下清洗。 如圖2-1所示：
1.定位氣缸2.旋轉壓盤3.調速電機4.清洗液噴嘴
圖2-1 清洗生產線上清洗裝置示意圖
2.1.2 軸承的型號及清洗類型
待清洗軸承：圓錐滾子軸承6140 （結構簡圖如圖2-2所示）
清洗類型：小批量
圖2-2 圓錐滾子軸承6140結構圖
2.2 方案的選擇
2.2.1 課題分析
該清洗方式的特點為在固定的位置上清洗軸承，且在該位置有足夠的清洗時間。因此本設計的重點在于軸承的定位方式和如何獲得較長的停歇時間。定位的方式多種多樣，易于選擇。因此本次畢業(yè)設計的核心在于如何獲得較長的清洗時間，即尋求某種機構來獲得較長的停歇時間。若采用電子器件控制，會簡單的很多，本次畢業(yè)設計要求采用純機械的手段來完成，因而如何獲得較長的停歇時間，相對難一些。
2.2.2 自動上料裝置中常見的幾種機構
自動上下料裝置中常見的幾種機構有：曲柄滑塊機構、凸輪機構、槽輪機構、棘輪機構、不完全齒輪機構等。如圖2-3所示：
圖2-3 自動上料裝置中常見的幾種機構
2.2.3 方案的選擇
A. 凸輪機構 凸輪機構是最常見的停歇機構，結構形式多種多樣，應用于各種自動上料的場合。不僅能夠實現送料，還能實現停歇。
B. 曲柄滑塊機構 能實現送料，且其“偏心距”是凸輪的一半，因此相對于凸輪機構，設計出來的機構結構會小巧很多。
C. 槽輪機構 槽輪機構 同樣能實現送料和停歇，在實際生產中應用也相當廣泛。但由于清洗方式要求豎直方向的壓緊，會對槽輪產生相當大的翻轉力，因此被摒棄。
D. 棘輪機構 棘輪機構結構簡單，應用也很廣泛。但由于工作過程中會產生較大噪聲。因此也不選用。
E.不完全齒輪機構 不完全齒輪機構也能實現停歇，工作時常與其他機構搭配，組成組合機構。
綜上所述，能夠滿足要求的有：凸輪機構 曲柄滑塊機構與不完全齒輪機構的組合、凸輪機構與不完全齒輪機構的組合。
凸輪機構相對于組合機構來說，在獲得停歇時間上會遜色很多，因此不予考慮。那么，我們只用分析討論后兩者的優(yōu)缺點：
A.曲柄滑塊機構與不完全齒輪的組合機構 若要實現較大的傳動比，不完全齒輪機構本身必須用有較大的傳動比。即完整的齒輪需要比其大數倍的不完全齒輪帶動旋轉，這樣會大大縮短齒輪的使用壽命，這在設計過程中是應盡量避免的。此外由于大齒輪的存在，總體結構也會很大。
B.凸輪機構與不完全齒輪機構的組合機構 雖說由于凸輪機構的存在，總體結構較大，但由于該機構的啟停之比等于凸輪的啟停之比與不完全齒輪啟停之比的成積。因此容易獲得較大的停歇時間。
綜上所述，選取凸輪機構與不完全齒輪機構組合而成的組合機構，如圖2-4所示：
圖2-4 凸輪與不完全齒輪組成的組合機構結構簡圖
2.3 送料方式確定及數據計算
2.3.1 送料方式的確定
由于方案的限制，我們選取如下的送料方式，如圖2-5所示：
圖2-5 送料的原理圖
采用并行輸送帶。當軸承到達A位置時，凸輪1動作，將軸承推向B位置，在B位置經清洗后，再由凸輪2推向C位置，由輸送帶帶走。
兩凸輪相對運動的原則為：當凸輪2推動軸承至輸送帶回到起始位置時，凸輪1剛好準備運動。
2.3.2 數據計算
a.輸送部分結構設計：
取各部分壁厚均為15mm，間隙均為5mm。該送料裝置的部分結構尺寸
如圖2-6所示：
圖2-6 送料裝置的部分尺寸
2.3.3 凸輪結構設計
由圖可知：兩個凸輪的偏心距分別為e1=90+15=105 mm
e2=90 mm
為了計算上的方便及擁有較長的停歇時間，我們取凸輪升程與回程總的轉角為120°,不難設計出兩個凸輪的結構，如圖2-7所示：
（a）升距e=90mm （b）升距e=115mm
2-7 凸輪機構的結構示意圖
由上圖可知：凸輪2中心距導槽邊緣最小距離為160+20=180mm
凸輪1中心距導槽邊緣最小距離為175+20=195mm
由凸輪結構及送料裝置的結構，我們不難知道：
凸輪1中心距導槽上A點最小距離為240mm+195mm=435mm
凸輪2中心距導槽上A點最小距離為135mm+180mm=315mm
（在以后章節(jié)中，我們均稱偏心距為115的凸輪為凸輪1，偏心距為90的凸輪為凸輪2）
2.4 傳動部分結構設計
2.4.1 方案確定
為了使得兩凸輪能夠按照以上要求以上動作，兩凸輪間應有一定的連接，如圖2-8所示：
兩凸輪相對運動的原則為：當凸輪2推動軸承至輸送帶回到起始位置時，凸輪1剛好準備運動。同時我們要求兩個完整齒輪的必須完全一樣且不完全齒輪齒數與凸輪升程和回程所包含的齒數相同。
我們取不完全齒輪齒數為n,在不全齒輪圓周中占有的角度為a，完整齒輪齒數為N,我們不妨設凸輪升程與回程的時間為T，則：
凸輪旋轉一周時間為360T/120 =3T .而不完全齒輪需旋轉3 周，凸輪才能旋轉一周。由于不完全齒輪齒數與凸輪升程和回程所包含的齒數相同，能不完全齒輪旋轉一周時間為360°T/a ，因此不完全齒輪需要經過360T/a x 3=1080T/a時間，凸輪才能完成一個循環(huán)（即清洗一個軸承）。
這個數據時相當樂觀的，由于該機構的兩部分由一定的制約，還需要除去兩者之間時間間隔，及清洗設備的準備時間和撤離時間。在后面的方案可行性驗算中會提及。
2.4.2 數據計算
? 確定3個齒輪的大小及不完全齒輪中心的位置： 為了獲得較長的停歇時間，我們取Z1=Z2
315mm
凸輪1中心距導槽上A點距離為（180+216）x（1+cos80°）=464.76mm > 435mm
因此滿足要求。
? 齒輪結構設計：
a.齒輪各參數的計算：
1. 計算大小齒輪的分度圓直徑
d 1=d 2=60x6=360mm
d 3=72x6=392mm
2. 計算齒輪寬度
B=фd=75x0.6=45mm
取B1=B2=B3=45mm
3.中心距a =（Z2+ Z3）x m=（60+72）x 6/2=396mm
b.結構設計：
三個齒輪均采用腹板式結構，計算結果從略，
完整齒輪結構圖如2-10圖所示：
2-10 完整齒輪的結構示意圖
不完全齒輪結構如圖2-11所示：
2-11 不完全齒輪結構圖
2.5 方案的可行性驗算
不完全齒輪旋轉一周撥動小齒輪旋轉120°，即不完全齒輪旋轉3周，小齒輪才能旋轉一周。
我們假設凸輪升程與回程總時間為T，則凸輪（小齒輪）旋轉一周時間為3T。由于不完全齒輪齒數與凸輪升程和回程所包含的齒數相同，能不完全齒輪旋轉一周時間為360°T/100° =3.6T，可知：不完全齒輪需要經過3.6T x 3=10.8T時間，凸輪才能完成一個循環(huán)（即清洗一個軸承）。
要是得清洗的時間盡可能的長，我們僅需使得凸輪2回到初始位置時，凸輪1剛好動作（將軸承推到指定的位置）。清洗的時間需要減去滑塊1將軸承推到指定位置的時間和滑塊2由指定位置回到初始位置的時間，即為T。另外根據實際生產情況需給一定的時間用來使得清洗裝置加緊軸承及清洗裝置的脫開，我們取這段時間為1.8T.
綜上所述：一個清洗周期中，軸承進給和推出、清洗裝置到位及清洗裝置脫開時間為T+1.8T=2.8T，清洗時間為10.8 T-2.8 T=8T.由此可知清洗時間所占的比例是相當可觀的。
其運動情況見圖如下：
表2-1 方案的可行性分析簡圖
由圖可知：該方案滿足要求
2.6 輸入端方案確定及結構設計
2.6.1 輸入端結構設計計算
由于不完全齒輪所在的軸為立軸，為了便于電動機的安裝，因此需要將扭矩的傳遞方向變?yōu)樗椒较?。即需要安裝兩圓錐齒輪，由于圓柱齒輪的傳動比為72:60。因此我們不妨選取兩圓錐齒輪的傳動比為36:30。這樣的話，傳動比只與輸入端有關。另外我們仍取齒輪模數為m=6。
其結構設計從略：
齒數為30的圓錐齒輪結構圖如圖2-12所示：
圖2-12 齒數為30的圓錐齒輪結構圖
齒數為30的圓錐齒輪結構簡圖如圖2-13所示：
圖2-13 齒數為36的圓錐齒輪結構圖
2.6.2 輸入端傳動機構的選擇：
輸入端傳動裝置示意圖如圖2-14所示。
圖2-14 輸入端結構示意圖
1. 我們不妨選軸承進給的時間T=5s，則清洗時間為8T=40s，滿足要求，因此凸輪軸3T=15S轉一周，即其轉速為4r/min。
2. 查手冊知：電動機型號TYD-永磁低速電動機，滿載轉速為60r/min,最大輸入功率180w。電動機中心高為65mm，外伸軸端DXE=28mmx75mm。
3. 查手冊知 二級圓柱齒輪減速器 傳動比為i=12.5，減速器中心高為160mm，外伸軸端D x E=28mm x70mm。
綜上所述：凸輪軸的轉速為60/12.5=4.8r/min 凸輪軸轉一圈時間為12.5s，
則軸承進給時間為4.17s，清洗時間為33.3s。滿足要求
2.聯軸器的選擇
聯軸器型號：YL5聯軸器 GB5843-86
主動端：J型軸孔、A型鍵槽、d=30 mm L=60 mm
從動端：J1型軸孔、B型鍵槽、d=28 mm L=44 mm
其結構簡圖如2-15所示：
2-15 聯軸器結構簡圖
2.7 輸入端軸的設計計算
2.7.1 軸的材料
選取45鋼調質,硬度230HBS，強度極限640MPa ，屈服極限355MPa,彎曲疲勞強度極限275MPa,剪切疲勞強度155MPa,對稱循環(huán)便聽力時的許用應力60MPa。
2.7.2 軸的各段直徑的確定
1. 軸的右端與聯軸器的相連，因此軸端直徑為ф30mm。其結構如圖2-16所示
圖2-16 軸的結構簡圖
自右向左第一段軸：d1=30 mm
第二段軸d2=35 mm（取定位軸肩高度h=2.5 mm）
第三段軸d3=42 mm（取定位軸肩高度h=3.5 mm）
第四、六段軸相同d4=d5=50 mm（取定位軸肩高度h=4 mm）
第五段軸d3=45 mm（取定位軸肩高度h=2.5 mm）
2.7.3 軸的各段長度的確定
自右向左第一段軸：L1=60 mm（聯軸器孔深60 mm）
第二段軸L2=50 mm
第三段軸L3=18+2+2+5=27 mm（螺母厚度為18 mm）
第四軸L=29.25+5=33 mm（圓錐滾子軸承32310 T=29.25mm）
第六段軸L5=54+29.25+5-8=80 mm
第五段軸L4=150-29.25-29.25-5-5=81 mm（取兩軸承兩端之間最大距離為150 mm）
2.7.4 軸上零件的軸向定位
A.輸入端與聯軸器連接，周向定位采用平鍵連接。按d=30 mm ，查表得：選用圓頭普通平鍵，C8X32 ,，鍵的截面尺寸8x7，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長度為32 mm，同時為了保證聯軸器與軸具有良好的對中性，故選用其配合為H7/k6。滾動軸承與軸的周向定位是借助齒輪斷面、法蘭及螺母來保證的。
B.軸間處的倒角 軸間處的倒角為2x1.5，軸的兩端倒角為2x45° 。
3 結束語
作為一名機械的初學者，在畢業(yè)設計的過程中我深入的體會到機械設計的規(guī)范化與標準化，認識到學習的重要性，更加鞏固了我大學四年所學到的知識，總之，受益匪淺。
在畢業(yè)設計的過程中，手冊成了我最好的朋友。在我們機械專業(yè)，所有的設計都是建立在標準化與規(guī)范化的基礎上的創(chuàng)新。所有的零部件的設計我們都在滿足其機械性能的基礎上優(yōu)先選用標準件，在大量的翻閱手冊的過程中，我認識到手冊在機械的重要性，離開手冊，任何設計都是空洞，沒有依據的。
在這幾個月的設計中，我對大學階段所學的專業(yè)知識又有了一次全面而深入的學習，在機械制造、機械設計、互換性技術與應用等課本中本來生疏的的知識在這一段時間里又有了實踐性的認識。同時在設計的過程中，我們大學所學到的所有課程都被聯系到了一起，特別是后期設計說明書的書寫，那是對我大學所學知識的一次大演練。在整個設計過程中，我深深體會到了理論知識運用到實踐中的難度，我明白了要將所學的知識運用到實處還需要付出很多努力與汗水。
經過三個多月的努力，我的畢業(yè)設計圓滿完成了。通過畢業(yè)設計，我對機械機構的傳動以及AutoCAD軟件使用有了更加深入的了解和掌握。本次畢業(yè)設計設計的自動上料裝置采用不完全齒輪來實現停歇，凸輪機構來完成軸承送給，方案新穎，結構簡單，擁有相對較長的停歇時間，能大大提高清洗的效率。但由于該機構只針對圓柱滾子軸承N308所設計的，不具有通用性。且由于該機械僅處于理論階段，可能會有小部分結構在實際生產中出現生產問題，該方案需要不斷完善。
在這次的設計過程中，用到了幾乎以前學過的所有專業(yè)課的知識，還有一部分知識是通過查閱相關的設計資料以及得到老師的幫助，才能夠順利掌握并應用的。
總之，在這次設計中，我學到的知識是我這一生寶貴的財富，我會在以后的學習工作中學以致用。
4 參考文獻
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5 致謝
本學期我的畢業(yè)設計課題是：成品軸承自動清洗裝置設計。在做這個課題的過程中，我的指導老師胡敏老師從學期初課題分析，譯文選擇，參考書目選擇；到中信重工、洛銅及新飛冰箱的實習考察，譯文翻譯和開題報告的書寫；再到后期方案的修改確定及畢業(yè)論文的書寫都給予了我不少的幫助。通過這個課題的設計，使我熟練掌握了AutoCAD軟件的使用，為以后工作打下了一定的基礎。
在此，我非常感謝胡敏老師的幫助。另外，我還要感謝畢業(yè)設計的所有指導老師，當我有一些問題而指導老師不在時，其他的老師也多次給予我無私的幫助，讓我受益非淺。在這次設計中，我學到的知識是我這一生寶貴的財富，我會在以后的學習工作中學以致用。
總之，我的畢業(yè)設計能走到今天，離不開老師的諄諄教誨，真的很感謝。謝謝你們，我敬愛的老師們！
由于本人水平有限，在設計中還有很多不足之處懇請各位老師批評指正。