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1、汽车轮胎自动拆卸机的设计摘要汽车轮胎自动拆卸机是一种能实现轮胎拆卸的机械，它是自动化程度比较高的一种专机。它综合运用电动和气动作为主要动力，来实现轮胎的拆卸。气动部分是以空气作为介质，只要有空气即可方便快捷地得到压缩空气来控制铲刀及卡爪的运动，电动部分则主要是由电机带动，经过减速机构把动力传递给转盘使其转动。本文介绍了轮胎自动拆卸机总体传动方案的选择和设计，包括电机的选择、气缸的结构和驱动卡爪运动的平面连杆机构等。采用SolidWOrkS软件对机身、夹持装置等进行了三维设计，应用草图绘制和特征造型等技术进行了零件设计,并在装配模式下进行了三维装配模拟，较为形象的反映出所设计机器的装配特性，可以
2、有效的缩短产品设计周期。关键词：轮胎，自动拆卸机，SolidWorks,三维设计AbstractAutomaticdisassemblymachineforautomobiletyreisaspecializedmachinetodisassembletyre,itishighlyautomatized.Itworksontowpower,pneumaticandelectricpower.Pneumaticpartusecompressedairtocontrolthemotionofshovelandmasterjaw,electricparttransferthepowerfromthe
3、motortoreductiongeartomaketurntablerolled.Thepaperintroducedtheautomaticdisassemblymachinefortyreoveralltransmissionplan.Motorandaircylinderstructurewasselected.Planarlinkagetodrivemasterjawwasdesigned.UsedSolidWorks,theframeandclampdevicewasthree-dimensionalIydesigned.UsedseveraltechnologiesofSolid
4、Works,sketchdrawing,featuremoldingandassemblesimulating,thepaperestablishedthevividthree-dimensionalmodelofthemachine.Thedesigncyclewascutdown.Keywords:Tyre,AutomaticDisassemblyMachine,SolidWorks,Three-dimensionalIydesign第一章绪论1本设计所要研究的目的和意义1使用SolIdWorks绘制三维的特点1传动方案的选择2第二章典型零部件的机械设计4电动机的选择4气缸的设计7平面四杆
5、机构的设计H第三章典型零部件的三维设计16转盘的设计16卡爪底的设计18卡爪的设计22第四章零部件装配28一卡爪装配体配合28一滑块配合30一滑块配合32一连杆一滑块配合32一套筒一滑块一连杆配合34一气缸装配体配合3637参考文献39致谢40附录41第一章绪论汽车自19世纪末诞生至今100余年期间，汽车工业从无到有，以惊人的速度发展。近20年来，计算技术、设计理论、测试手段、新型材料、工艺技术等诸方面的成就，不但改变了汽车工业的面貌，而且也使汽车产品的结构和性能焕然一新。汽车的发展也推动着现代汽车维修业的发展，汽车维修工具的发展水平是汽车维修行业技术进步的主要标志之一，也是汽车维修质量、效率
6、、安全和文明生产的重要保证。随之汽车维修工具也发生着变化，拆卸轮胎的机械就是其中的一种。轮胎拆卸机由脱胎器、杠杆式脱胎器、滚轮式脱胎器发展到气动脱胎机，虽然这些都是比较省力，效率也较高，但自动化的程度不高。为此本汽车轮胎自动拆卸机就是为了满足广大用户需求而设计的。该汽车轮胎拆卸机综合运用电动和气动作为主要动力，来实现轮胎的拆卸。电动部分是由电机带动，经过减速机构把动力传递给转盘使其转动。而气动技术是以空气为介质，以压缩空气为动力源实现控制自动化。由于气动系统的工作介质是空气，它是取之不竭的，因此，只要有压缩机即可比较简单地得到压缩空气。而且它还具有防火、防爆、防电磁干扰、不受放射线及噪声的影响
7、且对振动及冲击也不敏感，结构简单，工作可靠，成本低寿命长等优点。因此，本汽车轮胎拆卸机是为满足广大用户的需求而设计的。使用SolIdWorks绘制三维的特点SolidWorks是三维设计软件。SOlidWOrkS能完全自动捕捉设计意图和引导设计修改。在SolidWorks的装配设计中可以直接参照己有的零件生成新的零件。不论设计用自顶而下方法还是自底而上”的方法进行装配设计，SolidWorks都将以其易用的操作大幅度地提高设计的效率。SolidWorks有全面的零件实体建模功能,其丰富程度有时会出乎设计者的期望。用SolidWorks的标注和细节绘制工具，能快捷地生成完整的、符合实际产品表示的
8、工程图纸。SolidWorkS它具有基于特征、参数化、实体造型等特点，整个设计基于装配关系进行，装配的基础要素是相关的零件，零件是由若干个参数化的可以基于装配关系的特征堆砌而成，特征是一些与机械设计的表达意图相关的一些简单几何形体。SolidWorks主要包括以下特性：(1)草图设计SolidWorks软件所有的零件都是建立在草图基础上的，草图功能的提高会直接影响到对零件的可编辑能力的提高。(2)曲面建模在SOlidWOrkS中，曲面建立后，可以以很多方式对曲面进行延伸。你可以将曲面延伸到某个己有的曲面，与其缝合或延伸到指定的实体表面，或者输入固定的延伸长度，或者直接拖动其红色箭头手柄，实时地
9、将边界拖到想要的位置。另外，现在的可以对曲面进行修剪，可以用实体修剪，也可以用另一个复杂的曲面进行修剪。首先，选取特定的曲面做为剪切工具，以绿色表示；然后，选取要保留的那一部分曲面，以淡绿色表示；没有选取的那部分曲面，以灰色表示，就会立刻被切除。你还可以将两个曲面或一个曲面一个实体进行弯曲操作，将保持其相关性，即当其中一个发生改变时，其他另一个会同时相应改变。(3)工程图在SolidWorks的工程制图中引入了一个崭新的快速制图功能(即RapidDraft),它能迅速生成与三维零件和装配体暂时脱开的二维工程图，但依然保持与三维的全相关性。这样的功能使得从三维到二维的瓶颈问题得以彻底的解决。(4
10、)新特征SoIidworkS对倒圆角的处理添加了新的特征，使得倒角的功能更加强大。在原有特征阵列的基础上，也增添了新的特征。另外，用户可以直接点取螺栓的尺寸，所有相关的数据都可以在电子版的机械零件手册中自动查到。(5)装配用户不仅用SolidWorks软件来解决一般的零部件设计问题,越来越多的用户开始用SolidWorks软件处理系统级的大型装配设计,对大型装配体上载的速度也是要求越来越高。面对用户的需要，SOIidworkS从不同的角度对大型装配体的上载的速度进行了改进，包括分布式数据的处理和图形压缩技术的运用，使得大型装配体的性能提高了几十倍。传动方案的选择为了保证汽车轮胎自动拆卸机的工作
11、质量和可靠性并且要满足汽车轮胎自动拆卸机的工作要求，为了尽量同时达到这些要求，设计时要根据设计要求统筹兼顾，保证重点要求。所以确定了以下的传动方案。我们遵循传动方案的一般选择原则，首选圆柱齿轮传动，它的传动效率高。在传动比要求大大的情况下可选用蜗杆传动。由于转盘轴的的转速低故选用一级蜗杆减速器，此种方案结构紧凑，传动比大，但传动效率低，适用于不连续工作的机械。传动方案机构简图：。转盘传动方案传动方案机构简图本方案中蜗杆传动可实现较大的传动比，结构紧凑，传动平稳，但传动效率低。蜗杆和蜗轮有较大的齿面相对滑动速度，需要较好的润滑状况形成液体动力润滑油膜，可以提高承载能力和效率，延长使用寿命。电动机
12、与蜗杆间使用V型带传动，带传动的承载能力较小，传递相同转矩时,其结构尺寸要比其他传动形式的结构尺寸大，但传动平稳，能缓冲吸振，因此布置在高速级，即电动机后。第二章零部件的设计电动机的选择1）选择电动机的类型和结构型式按工作条件和要求，选用一般用途的Y系列三相异步电动机，为卧式封闭结构。2）电动机功率的选择预定轮胎自动拆卸机的阻力为5000;左为半径T,=5000X254=1270000N三轮胎自动拆卸机所需电动机功率为Pw1000Tnw 1270000x79550 9550= 930.9WPd =PM 儿传动装置的总效率/应为组成传动装置的各个运动副效率乘积，即a=7/2带.承2.齿一一V带传
13、动的效率，齿蜗杆传动的效率，承一一圆锥滚子轴承的效率，式中Pll轮胎自动拆卸机所需功率，指输至转盘的功率，Hr一一由电动机至转盘的总效率F一一轮胎自动拆卸机的工作阻力，NV一一轮胎自动拆卸机的线速度，m/s对于载荷比较稳定，通常按照电动机的额定功率选择，而不必校核电动机的发热和起动转矩。选择电动机的功率时应保证电动机的额定功率Ped等于或稍大于轮胎自动拆卸机所需的电动机功率Pd,即PedPdT一一轮胎自动拆卸机的阻力矩,nw转盘的转速，r/min3)电动机的转速,为了便于选择电动机转速，需先推算出电动机转速的可选范围。V带传动的传动比常用范围为=24,单级蜗杆传动比常用范围为i齿=1040,则
14、电动机转速可选范围为=%柠，齿=(24)(1040)卬=20”,160W=(2060)X7=140-1120rmin,符合这一范围的同步转速有750,1000r/min。符合这一转速范畴的同步转速有750rmin,1000r/min,载荷平稳，电动机的额定功率Ped等于或稍大于轮胎自动拆卸机所需的电动机功率Pdo根据容量和转速，由有关手册查出有两种方案进行比较，。两种传动比方案方案电动机型号额定功率Ped/KW电动机转速n/(r/min)传动装置的传动比同步转速满载转浊总传动比V带传动蜗杆传动1Y100L-6100094042Y132S-875071039方案1与方案2相比较，综合考虑电动机和
15、专动装置的尺寸重量、价格以及总传动比，可以看出，如为使传动装置结构紧凑，选用方案1比较好。现在选用方案1,即选定电动机型号YlOOL-6o4)总传动比总传动比为%=N=34.37同时初选取带的传动比为4,这样减速器的传动比为,/=3=33.6445）传动装置的运动和动力参数计算各轴的转速n940【轴n,=23.5r/min411轴五=%7-i齿33.6转盘轴n3=n2=7计算各轴的输入功率I轴pl=pd7=pdj=1.350.961.30KWII轴p2=Pl承齿=1.296X0.98X0.75=0.95KW转盘轴P3=PzF豕齿=0.950.98X0.750.70KW计算各轴的输入转矩电动机所需要的实际转矩即电动机的输出转矩即Td=9550立135=9550=13.72/Vw940I轴=13.7240.96=52.68/Vw11轴5=7；i齿承齿=52.6
