汽车发动机连杆大小头孔中心线平行度自动检测装置设计(CAD全套图)

  湛江海洋大学 本科生毕业 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 （ 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ）书  题目 汽车发动机连杆大小头孔中心线平行度自动检测装置设计 （中英文） The equipment designed for testing the centre line parallelism of auto enginelinkbar’stwainaperture     作者姓名  所在专业 机械设计制造及其自动化 所在班级 机制 1016 班 申请学位 工程学士 指导教师  职称 副教授 答辩时间 2005 年  6  月  15  日 汽车发动机连杆大小头孔中心线平行度自动检测装置设计 - 1 - 目 录 中文摘要·········································································4 Absrtact··········································································4 第 1 章 绪论·····································································5 1.1 课题的概况及提出····························································5 1.2 课题分析····································································5 第 2 章 总体 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计·····························································5 2.1 本装置的主要组成部分························································5 2.1.1 机械部分·······························································5 2.1.2 液压部分·······························································5 2.1.3 电气部分·······························································5 2.2 本测试系统的理论方法和依据··················································5 2.3 机械部分的作用及其设计原则··················································6 2.4 液压部分的功能······························································6 2.5 模数转换电路································································6 2.6 相关的计算机接口电路························································6 第 3 章 机械部分的设计···························································6 3.1 传感器的选用及安装··························································6 3.1.1 传感器的选用··························································6 3.1.2 传感器的安装··························································6 3.1.2.1 测杆与外伸轴的刚度估计··············································6 3.1.2.2 传感器的定位与安装··················································7 3.2 其他运动部件的设计与计算····················································7 3.2.1 承载工作台外形尺寸与重量估计··········································7 3.2.2 测试箱外形尺寸及重量估算··············································7 3.2.3 滚珠丝杠螺母副的设计计算··············································7 3.2.3.1 计算载荷 FC（N）的计算···············································7 3.2.3.2 计算额定动载荷计算值 aC ' ·············································7 3.2.3.3 根据 aC ' 选择滚珠丝杠副···············································8 3.2.3.4 稳定性验算···························································8 3.2.3.5 刚度验算·····························································8 3.2.4 滚动导轨的设计·························································9 3.2.4.1 导轨的长度···························································9 3.2.4.2 滚动体尺寸与数目的确定···············································9 3.2.4.3 验算许用负载·························································9 3.2.5 步进电机的选用·························································9 3.2.5.1 滚珠丝杠传动系统传动比 i 的确定·······································9 3.2.5.2 减速齿轮的设计·······················································9 3.2.5.3 步进电机启动力矩的计算···············································9 3.2.5.4 步进电机转动惯量计算················································10 3.2.5.5 选择步进电机的型号··················································10 汽车发动机连杆大小头孔中心线平行度自动检测装置设计 - 2 - 3.3 数控系统的精度验算·························································10 第 4 章 液压部分的设计··························································10 4.1 液压缸的设计·······························································11 4.1.1 夹紧力的计算·························································11 4.1.2 确定液压缸的主要尺寸·················································11 4.1.3 计算液压缸工作阶段所需的流量·········································11 4.1.4 液压缸的安装·························································11 4.2 液压泵的选用·······························································12 4.2.1 泵的工作压力的确定···················································12 4.2.2 泵的流量确定·························································12 4.2.3 选择液压泵的规格·····················································12 4.3 与液压泵匹配电动机的选定···················································12 第 5 章 检测装置的数控系统硬件电路设计··········································13 5.1 硬件电路总体设计方案·······················································13 5.1.1 硬件电路框图 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示·····················································13 5.1.2 硬件电路主要元器件的选择清单·········································13 5.2 主控制器 CPU 的选择及其引脚·················································13 5.2.1 CPU 的选择····························································13 5.2.2 8031 的硬件资源及其引脚···············································14 5.2.2.1 8031 的内部资源·····················································14 5.2.2.2 8031 的引脚定义及功能···············································14 5.3 存储器扩展电路的设计·······················································14 5.3.1 程序存储器的扩展电路芯片··············································14 5.3.2 地址锁存器选用························································14 5.3.3 数据存储器的扩展电路芯片··············································15 5.3.4 译码器的选用··························································15 5.4 I/O 扩展电路的设计···························································15 5.4.1 8255 可编程接口芯片的选用··············································15 5.4.1.1 数据总线····························································15 5.4.1.2 控制线······························································15 5.4.1.3 寻址线······························································16 5.4.2 步进电机驱动电路······················································16 5.4.2.1 计算机接口··························································16 5.4.2.2 脉冲分配器··························································16 5.4.2.3 光电隔离电路························································16 5.4.2.4 功率放大器··························································16 5.4.3 三相异步电机的驱动电路················································17 5.4.4 电磁换向阀的驱动电路··················································17 5.5 模数转换电路设计····························································17 5.5.1 测量电桥······························································17 5.5.2 测量放大电路··························································17 汽车发动机连杆大小头孔中心线平行度自动检测装置设计 - 3 - 5.5.3 相敏检波电路·························································17 5.5.4 功率放大电路·························································17 5.5.5 集成采样保持电路·····················································18 5.5.6 A/D 转换电路··························································18 5.6 其他辅助电路设计···························································18 5.6.1 键盘与显示器接口电路·················································18 5.6.2 打印机接口电路·······················································19 5.6.3 报警显示接口电路·····················································19 第 6 章 控制软件编程····························································19 6.1 监控软件的功能·····························································19 6.1.1 仪表硬件和软件的初始化················································19 6.1.2 基本输入和输出系统的实现··············································19 6.1.3 仪表内部的组态························································19 6.1.4 仪表的任调度··························································19 6.2 键盘与显示器接口的软件设计·················································19 6.2.1 接口电路·····························································20 6.2.2 软件设计·····························································20 鸣 谢··········································································23 参考文献········································································24 汽车发动机连杆大小头孔中心线平行度自动检测装置设计 - 4 - 中文摘要 汽车连杆两端孔的平行度的要求比较高，如果平行度差，就会使发动机的噪音大，耗油量大， 磨擦大，磨损快，这就要求工件必须有很高的平行度。 本装置是专门为测试汽车发动机连杆两孔中心线的平行度而设计的。本系统的设计原则是： 全部测试过程自动化，包括检测前的工件夹紧，测试过程中的数据处理，检测后试件的自动退出 以及测试结果的显示与打印。本装置的特点是：测试精度较高。 在本系统中，测试时测试箱和测杆的运动由 X 向数控工作台来拖动，数控工作台由步进电动 机带动，工件的夹紧装置采用液压系统，因为液压系统夹紧比较平稳，振动较小，对系统的精度 影响较小。 本装置是一个完整的测试装置，既可以单独用来测试，也可用于计算机集成制造系统中去。 关键词： 平行度；单片机控制系统；传感器；X 向数控工作台 Abstract The center line parallelism of the car’s link bar has a high request. If the center line parallelism is not well, the auto engine will have a loud noise, big waste of oil, big friction, fast wear away. So it requests the work-piece have a high center line parallelism. This testing set is special designed for testing the centre line parallelism of auto engine link bar’s twain aperture. The design principle of this system is: All testing is roboticized, including the data processing before work piece was clamped, the test piece automatic quit after test, testing result display and mimeograph. The characteristic of this set is: The testing precision relatively higher. In this system, when testing begin, the testing box and the measure pole is dragged by the X direction numerical control table and at the same time, the table was drove by step-electromotor. the fixture adopted hydraulic pressure system, because this system is more placidity and the effect to system’s precision is very small. This set is a whole testing installation. It not only can singly for testing but also for CIMS too. Key words：the center line parallelism ; the single-chip processor ; sensor; X direction numerical control table sensor 汽车发动机连杆大小头孔中心线平行度自动检测装置设计 - 5 - 汽车发动机连杆大小头孔中心线平行度自动检测装置设计 机械设计制造及其自动化，2001021637，陈继炳 指导老师：温坚 第 1 章 绪论 1.1 课题的概况及提出 精密测量技术是机械工业发展的基础和先决条件之一，这已被生产发展的历史所确认。从生 产发展的历史来看，精密加工精度的提高总是与精密测量技术的发展水平相关的。有人认为材料、 精密加工、精密测量与控制是现代精密工程的三大支柱。对于科学技术来说，测量与控制是使其 发展的促进因素，测量的精度和效率在一定程度上决定着科学技术的水平。目前，国外量仪已与 计算机技术和光电技术相结合，实现了自动化、数字化和多功能化，国内也正朝着这个方向发展。 近年来随着汽车工业的飞速发展，人们对汽车发动机的性能要求越来越高。而连杆是发动机 中的关键部件之一，其大、小头孔中心线的平行度必须达到一定的精度，否则会导致发动机耗油 量大，磨擦大，噪音大。因此设计一套自动化程度和测量精度高的专用于测量连杆大、小头孔的 测量装置，是保证产品质量和提高生产效率的重要手段。 1.2 课题分析 这里要测量的工件是某汽车发动机的连杆大、小头孔中心线的平行度。本人去年在东风汽车 发动机厂的连杆加工车间实习时曾记得这一工序是通过气压量仪来测量的，即利用直径对气体的 压力而通过仪表进行显示。这样的测量装置还是能满足精度要求的，但其灵敏度不是特别高，也 难以适应现代化的自动生产线。 本测量系统的总体设计思想是：整个测量过程实现自动化，而不需人工干预。在本装置中， 采用滚珠丝杠以实现测杆的 X 方向的进给，工件的夹紧采用液压油缸来保证系统的平稳性，而自 动检测装置选用应用广泛的 8031 单片机来实现对整个测试系统控制。 第 2 章 总体方案设计 2.1 本装置的主要组成部分 2.1.1 机械部分 由传感器箱体即测试箱、 X 向数控工作台、工件定位和夹紧部件组成。 2.1.2 液压部分 由液压泵、液压缸和液压控制阀组成。 2.1.3 电气部分 包括 CPU 的选择、存储器扩展电路、I/O 扩展电路、数模转换电路、测量放大和信号采集保 持电路及其它辅助电路的设计。 2.2 本测试系统的理论方法和依据 在本测试系统中，测量连杆大小头孔中心线的平行度所应用的理论依据是运用数学方法：在 每个孔的圆柱面内侧分别测出两个截面上三个点的位置，根据这三个点确定一圆心，两个圆心构 成一直线，再依据数学方法来计算这两条直线的夹角，最后转换成平行度。 根据所测连杆大、小头孔平行度误差水平方向不大于 100：0.03、垂直方向不大于 100：0.06， 汽车发动机连杆大小头孔中心线平行度自动检测装置设计 - 6 - 而连杆总成装配图中要求以大头孔的中心线为基准来测大、小头孔中心线平行度，所以本测试系 统就以一定位销来确定大头孔中心线的位置，只需测小头孔中心线的位置最终则可转换为其平行 度。 2.3 机械部分的作用及其设计原则 测试箱主要是将所选用的传感器正确的定位与夹紧，其定位精度应比检测装置的检测精度高 1 个等级。测试箱由滚珠丝杠来拖动以实现 X 向的进给，关于滚珠丝杠的传动部分设计原来已在 机电综合课程设计中详细设计过，这里就简要描述了。另外，连杆的定位精度和夹紧的可靠性要 求也很高。 2.4 液压部分的功能 在进行测试前，应保证工件的正确定位和夹紧，而本装置属于精密测量仪器，系统在运行过 程中要求振动小，而液压系统具有平稳性好，运动惯性小、反应速度快、易于实现自动化控制等 优点。因此，在本系统中运用液压系统对工作进行夹紧比较理想。 2.5 模数转换电路 在实际测量中，由于传感器的输出量是连续变化的物理量，也就是模拟量，与此对应的电信 号则是模拟信号，要将其输入计算机进行数据处理，就需要运用 A/D 转换电路将模拟信号转换为 计算机可识别的数字信号，其转换过程主要包括采样、量化和编码。这里采用逐次逼近式的转换 电路，因逼近式 A/D 转换器在精度、速度和价格上都适中，是目前最常用的 A、D 转换器。具体 设计见后面。 2.6 相关的计算机接口电路 因本系统属于工业测控的智能化仪器仪表，根据实际需要，在这里需要解决计算机和外设联 系的接口电路，包括键盘、显示器和打印机。 第 3 章 机械部分的设计 3.1 传感器的选用与安装 3.1.1 传感器的选用 本检测装置选用差动变压器式位移传感器。因差动变压器式传感器应用比较广泛，其灵敏度 高，精确度高，非线性误差小，量程较宽，适合本系统，现选用的传感器为中原量仪股份有限公 司生产的 DG-z7 型（轴式）差动变压器式传感器。 其主要性能规格示值为： 变动性：0.2um 测量力：0.4~0.7N 总行程：1.2mm 装卡尺寸：8h7 外形尺寸：830 重量：0.15N 3.1.2 传感器的安装 3.1.2.1 测杆与外伸轴的刚度估计 汽车发动机连杆大小头孔中心线平行度自动检测装置设计 - 7 - 因所测的连杆小头孔的直径只有 28mm，无法使传感器直接安装在所测孔的内表面上，这里 考虑选用一个杠杆机构，称之为测杆。它的一端安装一个测头，另一端与传感器的测头相接触， 同时这个机构还可以将这杠杆孔的直径误差进行放大，以保证整个测试系统的测量精度。 整个系统设计出三个测杆，它们安装在测试箱的外伸轴上。由于所测的连杆小头孔的直径 误差很小，必须考虑测试杆和外伸轴的刚度，避免因变形而影响整个测试系统的精度。为了降低 测杆变形，在安装时除了采用支承销时还另加弹簧，因在测试过程中，测头所受到的测量力非常 小，再加上自身重量还不足 1N，而测杆的材料是选用优质的 45 钢，承受这样小的力，估计其变 形可以忽略，因而无需校核其刚度。此外，因外伸轴的外伸长度只有 123mm,最小直径 12.5mm， 材料同样选用 45 钢，同样可以忽略其变形。 3.1.2.2 传感器的定位与安装 传感器的安装与定位在本测试装置的设计中属于一个重点问题，因它的正确定位直接影响到 测试系统的精度。但它所带来的误差属于常值系统误差，可以通过计算机的编程等方法来予以补 偿。 传感器在安装后可以通过调整与其相连的压板螺母来调节其轴向定位和径向定位精度。其详 细装配情况见测试箱装配图及其三维图。 3.2 其他运动部件的设计与计算 3.2.1 承载工作台外形尺寸与重量估计 G 工作台=(2001406010-3)cm3(7.810-3)kg/cm310N/kg=131N 3.2.2 测试箱外形尺寸及重量估算 G 外伸轴=(3.1413219010-3) cm3(7.810-3 )kg/cm310N/kg=7.86N G 测试箱=(10016016010-3 )cm3(7.810-3 )kg/cm310N/kg 2/3=133.12N G 传感器=0.15N3=0.45N G 总= G 工作台+G 外伸轴+G 测试箱+G 传感器=272.43N 3.2.3 滚珠丝杠螺母副的设计计算 3.2.3.1 计算载荷 FC（N）的计算 FC=KFKHKAFm 式中，KF——载荷系数，取 KF=1.2； KH——硬度系数，取 KH=1.0； KA——精度系数，设计为 3 级精度，取 KA=1.1； Fm为平均工作载荷，取 Fm=1.414fBG 总=1.4140.01272.43N=4N ∴ FC=1.21.01.14N=5.28N 3.2.3.2 计算额定动载荷计算值 aC ' aC ' = FC 3 41067.1 '  hmLn 式中， mn ——为滚珠丝杠的平均转速（r/min）, mn =1000v/L0,其中 v 为最大 工作载荷下的进给速度,取 v=1m/min.L0 为滚珠丝杠的基本导程 (mm),这里初定为 5mm.则 mn =10001/5=200r/min; hL' ——为使用寿命，取 hL' =15000h 汽车发动机连杆大小头孔中心线平行度自动检测装置设计 - 8 - ∴ 3 41067.1 1500020028.5'  aC =30N 3.2.3.3 根据 aC ' 选择滚珠丝杠副 根据最大动载荷并考虑各种因素，选择滚珠丝杠副的几何 参数 转速和进给参数表a氧化沟运行参数高温蒸汽处理医疗废物pid参数自整定算法口腔医院集中消毒供应 以下： 公称直径：D0=20mm 导 程：p=5mm 螺旋角 ：λ=4°33′ 滚珠直径：Dw=3.175mm 滚道半径：R=0.52Dw==0.523.175mm=1.651mm 偏心距 ：e=0.07(R-Dw/2)=0.707(1.651-3.175/2)mm=4.510-2mm 丝杠内径：d1=D0+2e-2R=(20+24.510-2-21.651)mm=16.788mm 3.2.3.4 稳定性验算 丝杠不会发生失稳的最大载荷为 Fcr= 2 2 )( l EIa   式中，E——丝杠材料的弹性模量，取 E=206GPa； l ——丝杠的工作长度(m)，这里 l ＝0.28m; aI ——丝杠危险截面轴惯性矩(m4)， aI = d14/64=3.14(0.016788m)4/64=310-8m4  ——长度系数，设计丝杠的支承方式为一端固定，一端游动，故取 ＝2/3 ∴ Fcr= N 2 892 )28.0 3 2( 10310206)14.3(    =1.74106N 安全系数 S= Fcr/Fm=1.74106/4=435000,可见足够安全，不会失稳。 3.2.3.5 刚度验算 丝杠的拉压变形量为 σ1=±Fm l /EA, 得 σ1=±4280/20.6104255=±0.310-4mm, 滚珠与螺纹滚道间的接触变形量σ2，该变形量与滚珠列、圈有关，即与滚珠总数有关，与滚 珠总数有关，与滚珠丝杠长度无关。有预紧时： σ2=0.0013 23 ZFD F YJw m 式中， YJF ——预紧力(kgf), YJF =0.673kgf； Z =Z 圈数列数； 代入有关数据算得 σ2=1.4710-3mm. 当预紧力为轴向工作载荷的 1/3 时，σ2的值可减少一半左右，∴ σ2=0.7410-3mm σ=σ1+σ2=0.00077mm 本系统的定位精度为 0.015，可见满足要求。取滚珠丝杆精度等级为 3级，允差为 12um 所以也能 汽车发动机连杆大小头孔中心线平行度自动检测装置设计 - 9 - 符合设计要求。 3.2.4 滚动导轨的设计 由于双 V 形滚动导轨结构对称，工作台可以放在两导轨之间，能承受侧向力矩，接触刚度好、 导向性和精度保持性好，并设计为镶条方便维修和调整，因此满足设计要求。 3.2.4.1 导轨的长度 根据测量过程中工作台实际需要移动的距离，取导轨的总长度为 240mm，则动导轨长度为 140mm，动导轨行程为 100mm，滚珠保持器的长度为 190mm. 3.2.4.2 滚动体尺寸与数目的确定 由于工作台重量轻，并且在工作过程中动载荷只有 4N。根据《机床设计手册》中的双 V 型导 轨的滚动体的直径最好不低于6mm，因为若滚动体太小就容易产生滑动象。现选滚珠的直径为6mm。 滚动体数目选择的根据： z≦G/30 d , 算得 z=10，由动导轨长度为 140mm，得两滚珠之间的距离 t=14mm. 3.2.4.3 验算许用负载 平均每个滚动体上的最大负载为：Pmax=PG/z，所以 Pmax=15.412N， 许用负载 P=Kξd2 式中，K——滚动体截面上假想许用应力，经查表取 K=60N/cm2; ξ——导轨硬度校正系数,这里取ξ=1。 ∴ P=6010.62N=21.6N 这里设计的导轨选用淬透钢 HRC=55，所以P=21.6N，Pmax=15.412N＜P 可见，双 V型滚珠导规符合要求。 3.2.5 步进电机的选用 3.2.5.1 滚珠丝杠传动系统传动比 i 的确定 i=θbL0/360δp 式中，θb——电动机步距角（°）/脉冲，初定θb=1.5°/脉冲; L0——滚珠丝杠导程（mm），取 L0=5mm; δp——脉冲当量（mm/脉冲）,这里根据系统精度要求取δp =0.01 mm/脉冲 ∴ i=1.55/3600.01=2.08 3.2.5.2 减速齿轮的设计 由 i=2.08 要求在传动系统中加一对减速齿轮。 根据 i=Z2/Z1=2.08,现取 Z2=50，Z1=24。由于丝杠在工作过程中所爱的传动扭矩很小，取模数 m=1，齿轮的具体参数设计如下： 齿轮 1：Z=24,d=24,b=4 齿轮 2：Z=50，d=50,b=6 中心距：a=37 Z——齿数； d——齿轮的公称直径(mm); b——齿轮宽度(mm); a——两个齿轮的中心距(mm) 3.2.5.3 步进电机启动力矩的计算 汽车发动机连杆大小头孔中心线平行度自动检测装置设计 - 10 - 设步进电机的等效负载力矩为 T，负载为 P，根据能量守恒定理，电机所做的功与负载所做 的功有如下关系： TΦη=PS 式中，Φ——电机转角； S——移动部件的相对位移； η——机械传动效率； 步进电机的最高工作频率：fmax=1000Vmax/60δp=1667Hz 3.2.5.4 步进电机转动惯量计算 Jd=J0+J1+(Z1/Z2)2(J2+J3)+m(δp 180/3.14θb)2 对材料为钢的圆柱零件转动惯量可按下式计算： J=0.7810-3D4L 式中，D——圆柱零件的直径(cm)； L——零件长度（cm）. J1=0.7810-32.440.25=19.2410-2 kg.cm2 J2=0.7810-3540.5=24.37510-2 kg.cm2 J3=0.7810-32.6426=32.4510-2 kg.cm2 J0很小可以忽略为 0 ∴ Jd=1.29410-2+(24.375+32.45) 10-2+51 (0.001180/3.141.5)2 =0.218 kg.cm2 Wmax=23.14fmax=43.62 rad/s Tg=Jd  (Wmax-W0)/0.01=9.51 N.cm Jmax>Tg/k=Tg/0.5=19.02 N.cm 3.2.5.5 选择步进电机的型号 根据最大的静转矩 Jmax=19.02 N.cm,选反应式步进电动机 45BF005Ⅱ.有关参数见表 3-1。 表 3-1 45BF005Ⅱ步进电机参数 外径 长度 轴径 质量 步距角 电压 相电流 最高启动空载频率 最大静转矩 (mm) (mm) (mm) (kg) （°）/脉冲 (v) (A) (Hz） (N·m) 45 58 4 0.4 1.5 27 2.5 3000 0.196 3.3 数控系统的精度验算 步进电机驱动的数控系统精度可以不用验算，因为测量前两面的工作台的定位精度要求并不 十分严格，而数控系统本身的精度已能满足要求，特别是滚珠丝杠螺母副的采用，具有传动效率 高，摩擦小，采用经齿差调隙式的双螺母预紧方式，经适当预紧后，可消除丝杠和螺母的间隙， 定位精度高，刚度好，运动平稳，传动精度高，精度保持性好，使用寿命长。 而减速齿轮的间隙在设计时采用了偏心套消除间隙，这样可以使传动更平稳，并能消振。 第 4 章 液压部分的设计 在本系统中，液压传动装置的作用是夹紧工件，其设计的依据是尽可能使工件夹紧，并定位 准确。考虑到夹紧时间可调节和当进油路压力瞬时下降时保持夹紧力，所以接入节流阀调速和单 向阀保压。在回路上加上减压阀，用来调节夹紧力的大小和保持夹紧力的稳定。 总体设计方案如图 4-1 所示。 汽车发动机连杆大小头孔中心线平行度自动检测装置设计 - 11 - 图 4-1 液压夹紧回路系统图 4.1 液压缸的设计 4.1.1 夹紧力的计算 根据经验，取夹紧力为工件重量的三倍。由连杆总成图算得工件重量如下： G 工件=(190+50+26) 152/2387.810-5=59N ∴ F 夹=3 G 工件=359=177N 4.1.2 确定液压缸的主要尺寸 取液压系统的机械效率 cm 为 0.95，夹紧液压缸的输工作压力 p1为 2.5MPa，回油背压力 p2 为 0，即可得液压缸内径 D 的面积为 D=              2 1 2 1 11 4 D d p pp F cm 夹 = m 95.0102514.3 1774 5    ＝0.032m=32mm 查表确定液压缸和活塞杆的 D 和 d 分别为 40mm 及 25mm. 4.1.3 计算液压缸工作阶段所需的流量 设 v 夹=2m/min,工作阶段所需的流量为 q 夹=πD2v 夹/4=(π/4) 0.0422m3/min=5.25L/min 按照 q 夹选择液压系统中的各元件型号，具体型号与安装见总装配图。 4.1.4 液压缸的安装 液压缸的安装方式采用中部法兰联接，即设计为支座，由于液压缸与底座相平行，所以底座 应设计成带有直角形状，具体结构与参数见支座零件图。 汽车发动机连杆大小头孔中心线平行度自动检测装置设计 - 12 - 4.2 液压泵的选用 4.2.1 泵的工作压力的确定 考虑到正常工作中进油管路有一定的压力损失，所以泵的工作压力为 pp=p1+  p 式中，pp——液压泵最大工作压力； p1——执行元件最大工作压力；   p——进油管路中的压力损失，这里取 0.3MPa. ∴ pp =(2.5+0.3)MPa=2.8MPa 4.2.2 泵的流量确定 qp=KL( q)max 式中，qp——液压泵最大流量； ( q)max——执行元件所需流量之和的最大值,这里取 6L/min； KL——系统泄漏系数，一般取 1.1～1.3，现取 KL=1.2 ∴ qp=1.26=7.2L/min 4.2.3 选择液压泵的规格 根据以上算得的 pp 和 qp 再查阅有关手册，现在选用限压式变量叶片泵。这是因为叶片泵具 有结构紧凑、体积小、重量轻、流量均匀、噪声小、寿命长等优点。这里所选用的叶片泵的型号 为 YBX－16，该泵的基本参数为：每转排量 q0=16mL/r,泵的额定压力 pn=6.3MPa,转速为 600～ 1450r/min,容积效率ηV=0.85,总效率η＝0.7。 4.3 与液压泵匹配电动机的选定 根据液压泵的转速和系统所需要的功率，现在选用 Y 系列三相异步电动机，型号为 Y90L-4， 其主要技术参数见表 4-1。 表 4-1 Y90L-4 型三相异步电动机主要技术参数 功率 电流 转速 效率 额定转矩 最大转矩 外形尺寸（长宽高） 质量 (kW) (A) (r.min-1) (％) (N.m) (N.m) (mm) (kg) 1.5 3.65 1400 79 2.3 2.3 335245190 27 汽车发动机连杆大小头孔中心线平行度自动检测装置设计 - 13 - 第 5 章 检测装置的数控系统硬件电路设计 5.1 硬件电路总体设计方案 5.1.1 硬件电路框图表示 图 5-1 硬件电路总体方案框图 5.1.2 硬件电路主要元器件的选择清单 CPU 为 8031 芯片 8K 程序存储器 2764 8K 数据存储器 6264 地址锁存器 74LS373 译码器 74LS138 扩展可编程接口芯片 8255 两片 可编程键盘、显示器接口芯片。 集成采集保持器 AD582 相敏检波器 AD532 测量放大器 AD521 运算放大电路 可编程 A/D0809 芯片 5.2 主控制器 CPU 的选择及其引脚 5.2.1 CPU 的选择 本系统采用 8031 作为单片机的中央处理单元，主要基于 8031 微处理器成本低，应用广泛， 易于产品化，具有现成的硬件接口电路和软件，故能方便地组装成各种智能化控制设备及各种智 汽车发动机连杆大小头孔中心线平行度自动检测装置设计 - 14 - 能仪表仪器。 因本系统是一个智能测量装置，单片机能面向控制，能针对性地解决问题，所以适合本装置 的应用。 5.2.2 8031 的硬件资源及其引脚 5.2.2.1 8031 的内部资源 8031 内部包含面向控制的 8 位 CPU，128 字节的 RAM，21 个特殊功能寄存器，4 个 8 位并行 口，一个全双工串行口，2 个 16 位的定时器/计数器，五个中断源，一个片内时钟振荡器和时钟 电路等。在本装置中，还须扩展多个接口才能完成系统的自动检测功能。 5.2.2.2 8031 的引脚定义及功能 8031 单片机采用 40 引脚双列直插封装（DIP）形式。包括： Vss(20 脚)：接地。 Vcc(40 脚)：主电源+5V。 XTAL1(19 脚)：接外部晶体的一个引脚，在单片机的内部，它是振荡电路反相放大器的输入 端。在这里采用片内振荡器，此引脚作为驱动端。当采用外部振荡器时，此引脚应接地。 XTAL2(18 脚)：接外部晶体的另一端,即反相放大器的输出端。 RST/VPD(9 脚)：当振荡器运行时，在此引脚上出现两个机器周期宽度以上的高电平将使单片 机复位。 ALE/PROG (30 脚)：当访问外部储存器时，ALE（地址锁存允许）的输出用于锁存地址的低 位字节。 PSEN ：片外程序存储器的选通信号，低电平有效。 EA /VPP：当EA端输入高电平时，CPU 执行程序，访问片内程序存储器。对于 8031 来说， 无片内存储器，该引脚应接低电平。 输入/输出(I/O)引脚 P0、P1、P2 和 P3，共四个端口，每个端口都是 8 位准双向口，共占 32 根引脚。 5.3 存储器扩展电路的设计 5.3.1 程序存储器的扩展电路芯片 因 8031 内部不带 EPROM 芯片，所以需要扩展程序存储器。根据本系统的控制要求，采用一 片 8K 的 EPROM 即可满足要求，这里选用 8K8 位的 2764 芯片。引脚 结构如图 5-2 所示。 2764 共有 13 根地址线 A0～A