一种汽车轮毂轴承的自动装配线设计
浙江工业大学(310032)　申屠高雄　诸森儿　姜　伟
【摘要】针对手工装配汽车轮毂轴承生产效率低,装配
质量难以保证等缺陷,设计了夏利轿车前化毂轴承的自动装配流水线。

关键词　汽车轮毂轴承　自动装配线　设计
一、前言
夏利轿车前轮毂轴承是由一个轴承外圈、二个轴承内圈和二个带钢球的保持架组成的。

目前,国内生产厂家采用手工装配,生产效率较低,装配质量难以保证。

为了提高装配效率、装配精度和产品质量,
我们设计了夏利轿车前轮轮毂轴承自动装配流水线。

该汽车轮毂轴承自动装配流水线主要由计算机控制系统,内、外圈自动检测装置,装配零件待料选择装置,装配合套机构等组成。

二、自动装配线概述
汽车轮毂轴承装配后要求两列钢球有35°左右的接触角和0.04～0.07mm 的轴向游隙。

轴承装配时其外圈与内圈必须经过检测与分选,然后将带钢球的保持架装入轴承外圈,再将轴承内圈装入轴承外圈,经压紧后完成合套装配工作。

自动装配线图
,如图1所示。

图1　自动装配线图
11内圈检测　21外圈检测　31内圈选择待料装置41保持架选择待料装置　51合套装置　61保持架装球机
轴承内圈通过送料机构进入内圈检测装置进行检测,完成测试后的内圈从检测台上推入内圈传送带,按检测选择指令进入相应的内圈待料仓库,等待装配;将完成装球后的保持架从装球机上推入保持架传送带,按尺寸公差大小进入相
应的保持架待料仓库,等待装配;外圈经检测后,由气缸推入外圈装配步进传送带,由外圈装配步进传送带将待装外圈送到合套装配位置,等待装配。

当外圈在合套装配处定位夹紧后,外圈左右两侧的内圈和保持架仓库同时根据选配信号打开待料门,内圈和保持架待料仓库的下料机构进行下料,将内圈和保持架分别通过内圈和保持架的装配上料滚道进入装配位置,由合套机构完成轴承的合套工作。

三、计算机控制系统
计算机控制系统,如科2所示。

主控计算机主要用于整个系统的数据流的控制、内外圈的误差测量、分类计算以及调度整个系统各个工段的零件流向的平衡。

图2　计算机控制系统图
四、正确装配条件分析
为保证轴承的使用性能,要求钢珠有在右的接触角和
0.04～0.07mm 的轴向游隙。

钢珠的接触状况图,如图3示。

因球面与环面相切,o 1、
o 2、o 在同一条直线上,应用两点间距离公式有:
(x -x 1)2+(y -y 1)2=(R 1-R )2(x -x 2)2+(y -y 2)2=(R 2-R )2
tg α=
x -x 1
y -y 1
=
x -x 2y -y 2
图3　网珠接触状况图
α—接触角
o1、o2、o—分别为内圈滚道、外圈滚道和
钢珠的中心,其坐标为(x1,y1)
、(x2,y2)、(x,y)
式(2)反映了接触角和钢球中心位置(横坐标)与内餐圈滚道中心线、内外圈滚道半径和钢珠半径的关系,钢珠中心位置(横坐标)的变化量,就是e轴承轴向游隙值。

对式(2)求微分得
Δα=1
cosα
Δx
1
R1+R2-2R
+
Δx
2
R1+R2-2R
-
(x1-x2)ΔR1
(R1+R2-2R)2
1外
　配
步进
Δx=(R2-R)Δx1
R1+R2-2R
+
(R2-R)Δx2
R1+R2-2R
-
(R2-R)(x1x2)ΔR1
(R1+R2-2R)2
-(R1-R)(x1+x2)ΔR2
(R1+R2-2R)2
-
(R1-R2)(x1-x2)ΔR
(R1+R2-2R)2
x。