齿轮轴套压配机是一种新型的自动装配系统，它能完成自动上料，定位，压装，落料等功能。它具有独立的控制系统，动作灵活可变，是一种高效机械。比起现有的手工装配，不仅能提高产能，减少工人劳动强度，更具有安全，清洁，废品率低等特点。通过更换夹具，也能适应各类型号的产品压装的要求。
齿轮轴套压配机采用振动盘与导轨整料送料，导轨末端安装的推拉式电磁铁推动配合件进入夹具。步进电机带动齿轮齿条来完成送料夹的往复移动。通过夹具的大力夹持，V型块和可调式的挡铁精确定位两个配合件。最后气缸上安装的压套能引导轴套垂直压入齿轮中。待下一个待装配齿轮送到时，送料夹有能顺势将装配好的工件推出工作台面，完成落料。
本文开篇主要讨论了齿轮轴套压配机的几种方案，及最终方案的选定。文章的主要介绍各部件的设计方法。最后附上控制系统的PLC梯形图。
关键词：自动化装配，夹具，气缸，PLC，
摘 要 ⅰ
Abstract ii
第一章 绪 论 1
1.1 课题简介 1
1.2 论文的主要内容 1
1.3 总体方案分析 2
1.3.1 机械手臂方案 2
1.3.2 圆形回转台方案 2
1.3.3 直进式方案 3
1.3.4 最终方案确定 3
第二章 各机械组件的设计 4
2.1 给料组件设计 4
2.1.1 配料与整理组件设计 4
2.1.2 输送组件设计 5
2.1.3 上料组件设计 6
2.2 夹具设计 7
2.2.1内套夹具设计 7
2.2.2 齿轮夹具设计 9
2.3 气缸设计 10
2.3.1 气缸缸径参数计算 10
2.3.2 气缸行程参数设计 12
2.3.3 气缸的选择 12
2.4 支承结构设计 13
2.4.1 工作台设计 13
2.4.2 导轨支架设计 13
2.4.3 气缸支架设计 14
2.5 电机动力部分设计 14
2.5.1 电机的选择 14
2.5.2 齿轮和齿条设计 15
2.6 定位方式设计 16
2.6.1 内套夹定为位方式设计 16
2.6.2 送料夹定位方式设计 16
2.6.3 气缸轴心定位方式设计 17
2.6.4 气缸压套设计 18
2.7 装配总成 19
第三章 控制系统设计 20
3.1 行程安排与分析 20
3.2 控制系统具体设计 20
3.2.1 行程开关或传感器设计 20
3.2.2 系统工作过程设计 20
3.2.3 控制系统选择 21
3.2.4 PLC程序说明及梯形图 22
第四章 总结与展望 26
参考文献 27
致谢 28
常熟市华德粉末冶金有限公司是我家乡的一家粉末冶金的专业生产企业。他们生产的铁基行星齿轮是他们企业的主要产品。齿轮在加工过程中需要压装一个轴套。长期以来，压配工作是由工人来操作完成的。这种生产方式，既不安全也缺乏效率，更加大了企业的成本支出，所以这次我设计的这个齿轮轴套压配机构，就是要取代手工操作，来完成整个压配过程。
图1.1 手工装配
所谓压配，就是依靠压力机将配合件压入基础件，达到过盈配合的这个过程。是比较简单重复的，容易因为疲劳或疏忽造成事故。利用自动化机械来生产，可以极大改善劳动条件，避免人身事故。同时由于机械可以连续工作，便于有节奏的生产，提高生产效率。
自动装配机械，尤其是经济的和具有一定柔性的自动化机械，在如今追求经济、实用、高效的今天，备受青睐。本着使用可靠而又能适应产品的发展变化的原则，采用合适的自动化程度，运用现代的计划方法和控制手段。必将能为企业创造更多的财富。
1.2 论文主要内容
本文主要是对齿轮轴套压配机的结构设计方法进行介绍，并对各组件的方案做一个横向对比，并说明各自优缺点。
第一章主要是介绍课题的来源，并对自动装配的概念进行一个详细阐述。并分析几种总体方案。
第二章详细介绍每个组件的设计方法，包括给料，上料，定位与夹紧，加工，落料，控制系统等。
第三章对整个齿轮轴套压配机结构做一个评价，分析其优劣与市场前景。
1.3 总体方案分析
1.3.1 机械手臂方案
一开始，刚拿到这个课题时，我首先想到的就是机械手臂方案，具体设想就是利用机械手臂的多角度灵活动作的特性，将内套抓取安放在齿轮上，然后再让气缸下压，完成装配，机械手臂再将已装配完成的工件取走。但是由于工厂需要大批量生产，机械手臂的生产效率实在是太低了。同时它的成本又十分高昂，不适合工厂大批量生产这种小成本的零件的需要。因此，机械手臂的方案就被否定了。
图1.2 机械手
1.3.2 圆形回转台方案
回转台是很多装配方案都会采用的形式，分度装配的优点就在于其定位精度高，生产效率高，适合多工步装配。但是，我们这套方案只有一个工步，只需将内套压入齿轮即可完成装配，所以使用回转台方案就不能发挥出它的优势了。而且如采用圆形回转台方案的话，上料就不方便了，必然造成装配及整体结构复杂化。
图 1.3 圆形回转台
1.3.3 直进式方案
直进式方案就是从上料，装配，落料基本在同一条直线上完成的一种自动装配机方案，其优点是生产过程更直观，生产效率高，成本低廉。采用直进式方案，既不需要其他的辅助结构来配合用于上料或落料，控制系统也更为简单，节奏也更容易控制。
1.3.4 最终方案的确定
综上，任何一台装配机，要选择自动化手段，必须考虑从多方面的因素。例如，待装配对象的质量，尺寸材料，可传输性；装配操作的方向性，周期时间，可靠性，公差；传输设备的能力，可编程性；以及传感器等外部设备的设置等。还应该从成本出发慎重考虑，因此，我在这个课题中，选用了直进式方案，是兼顾了各方面因素而选择的最优方案。
