摘 要

包括油门线的汽车拉索在生产中，对芯线进行人工涂油脂，效率低，涂油脂的质量低。针对该问题，本设计采用油槽润滑法，借助CAD、CAE等方法完成油门线涂油机的设计。

具体研究内容如下：（1）对汽车拉索的特点与技术要求、汽车拉索涂油脂的方法等进行调研。同时，市场上追求“终身润滑”，即添加一次后不再更换。对比涂油脂的各种方法，选取适合于汽车拉索在生产时的涂油脂方法。（2）进行方案设计，先确定芯线尺寸、生产率等参数，确定芯线浸入和离开加热成液态的油脂的直线运动通过气缸完成。对涂油机主体进行结构设计，针对较高的生产率和涂油质量、设备空间之间的矛盾，将芯线来回缠绕在两排涂油轮上。机身采用三梁四柱结构，由底座、导板、顶板、立柱等组成，底座上固定油槽，顶板上固定气缸，导板下方连接着涂油轮。依靠四根立柱为骨架，底座、顶板由圆螺母固定于两端，将涂油轮构成一整体。导板靠四根立柱作导向上下运动。复位弹簧位于导板与底座之间，为芯线脱离油脂提供动力。对涂油轮、涂油轮轴、气缸、立柱、导板、底座、顶板、复位弹簧等关键零件进行选型、结构和尺寸设计。借助三维建模软件SolidWorks和二维建模软件AutoCAD进行计算机辅助设计，使用CAE软件ANSYS通过有限元方法对涂油轮轴、立柱等进行静力学分析，校核了零件的强度。（3）进行控制部分设计。针对涂油机工作特点，制定了涂油机运行的基于PLC控制气动系统方案和完成了涂油机工作和复位的梯形图程序设计。

本文完成了使用油槽润滑法的油门线涂油机的设计工作，其涂油的质量高，芯线表面形成均匀薄膜，加热成液态的油脂可进入芯线的股与股之间，其涂油效率高，生产率在20m/min以上。本设计应用在芯线生产时的涂油脂工序，可以为汽车拉索芯线的生产提供参考。

关键词：汽车拉索；涂油机；油槽润滑法；气动

Abstract

In the production of Bowden cable, the inner wire is coated manually with grease, the efficiency and the quality are low. To solve this problem, this design uses method of oil bath lubrication, designed by CAD, CAE and other to complete the throttle cable oiler.

The specific research contents are as follows: (1) research on the characteristics and technical requirements of the Bowden cable, the method of the lubrication. Technical requirements: the inner wire must be coated with grease. The market pursuit "lifetime lubrication", that is, to add a time after the replacement is no longer. Compared with the various methods, select the appropriate method. (2) solution design, first determine the core wire size, productivity, the movement. The oiler body of structural design, and for contradictions between higher productivity and oiling quality, equipment space, the inner wire winding back in two rows of roller. Body with three column and four beam structure, composed of a base, a guide plate, a top plate, a column, oil bath is fixed on base, cylinder is fixed on top plate, roller are fixed below the guide plate. This Paper make Type selection, structure and size design of key parts. With the aid of the 3D modeling software SolidWorks and the 2D modeling software AutoCAD, do the computer aided design. Using ANSYS software CAE through the finite element method do the static analysis for the key parts, check the strength of the parts. (3) Design control part. According to the working characteristics of oiling machine, design pneumatic system. The PLC control system is developed, and the program design of PLC ladder diagram is completed.

This paper accomplishes the design of throttle cable oiler used oil bath lubrication, the quality is high, core wire surface to form a uniform film, heating into the liquid oil can enter the wire core strand, the efficiency is high and is more than 20m / min. The application of this design is in oiling process of the production of inner wire. It can provide reference for the production of Bowden cable.

Key Words： Bowden cable ;Oiler; method of oil bath lubrication; pneumatics

目 录

第1章 绪论 1

1.1汽车拉索和润滑脂的简介 1

1.2汽车拉索涂油脂机的意义 2

1.3国内外研究现状 2

1.3.1人工涂抹法 2

1.3.2浸渍法 2

1.3.3头部喷注式滴油法 3

1.3.4涂油轮上油法 3

1.3.5油槽润滑法 4

1.3.6涂喷法 5

1.3.7压注法 5

1.4本章小节 5

第2章 汽车拉索涂油机总体方案设计 6

2.1 涂油脂方法的选择 6

2.2涂油脂参数的确定 7

2.2.1芯线的参数 7

2.2.2要求的生产率 7

2.2.3加热参数 8

2．3涂油脂机的工作原理 8

2.3.1设计要求 9

2.3.2涂油机主体的驱动方式选型 9

2.3.3放线、收线装置的选型 10

2.3.4加热装置的选型 10

2．4加热不影响油脂性能的可行性验证 11

2.5本章小结 11

第3章 涂油机主体的结构设计 12

3.1 涂油轮部分的结构设计 12

3.1.1引言 12

3.1.2涂油轮布置方式选择 12

3.1.3涂油轮轴的结构设计 13

3.1.4涂油轮的结构设计 15

3.2油槽及滚轮部分的结构设计 17

3.2.1油槽的设计 17

3.2.2滚轮、滚轮架等的结构设计 18

3.3立柱、导套部分的设计 19

3.3.1立柱的尺寸计算 19

3.3.2滚动导向导套、钢球保持圈等的设计 21

3.4导板、顶板和底座的结构设计 21

3.4.1导板的结构设计 22

3.4.2顶板的结构设计 24

3.4.2底座的结构设计 25

3.5弹簧的设计 26

3.6本章小结 29

第4章 关键零件的有限元分析 30

4.1涂油轮轴的有限元分析 30

4.2立柱的有限元分析 32

4.3导板的有限元分析 32

4.4本章小节 34

第5章 基于PLC的气动系统的设计 35

5.1气动系统的设计 35

5.1.1执行元件类型选择 35

5.1.2气缸参数的计算 35

5.1.3气动系统回路 36

5.2 PLC系统的设计 37

5.2.1 PLC选择 37

5.2.2控制系统软件设计 38

5.3本章小节 39

第六章 总结与展望 40

6.1全文总结 40

6.2研究展望 40

参考文献 41

致 谢 43

第1章 绪论

1.1汽车拉索和润滑脂的简介

汽车拉索操控离合器、选换档、制动器、里程表、油门（即油门线）等^[1]。汽车拉索实物图与结构如图1.1和图1.2所示。工作时芯线3运动而护管6不运动，芯线材料采用优质碳素结构钢丝，GB3206作废，已经改用行业标准YB/T 5303-2010^[2]。

图 1.1 汽车拉索实物图

图 1.2 汽车拉索零件组成

1.连接件 2.芯线接头 3.芯线 4.防尘套 5.护管接头

6.护管 7.外护管 8.调整螺母 9.调整螺管

汽车拉索生产时与涂油机设计有关的技术要求^[3]有:汽车拉索的芯线表面必须涂上润滑油脂。在应用中人们要求“终身润滑”，即汽车拉索芯线在生产时涂上油脂，之后不涂油，汽车拉索损坏或失效后直接更换^[4]。

1.2汽车拉索涂油脂机的意义

汽车拉索的质量不过关会导致汽车事故的发生。汽车拉索质量不佳表现有芯线的断裂，两端接头的滑脱，外部护管的老化等^[5][6]。汽车拉索损害，直接造成油门失灵，离合器和驻车制动的不工作，进而造成事故的可怕后果，对人造成生命安全危害。除此，汽车安全隐患会对汽车公司带来重大的财产和名誉的危害。发生汽车拉索质量不佳的事情时，汽车公司往往要召回大批产品。

汽车拉索润滑相关的故障分析有：1.出于润滑脂挥发、失效等原因，使得润滑不佳的拉索由于摩擦磨损非常严重，造成断丝并最后使拉索断裂等；2.由于润滑效果不好等，润滑脂的减震性变小，汽车拉索在拉紧后不断震动而断裂^[7]。