【文章內(nèi)容簡介】 ，能保證電批頭的行程與螺釘擰進(jìn)的行程一致。經(jīng)過設(shè)計(jì)，萬向節(jié)部分主要由電批、連接軸十字萬向聯(lián)軸器連接軸、連接軸彈簧、套筒、滑動軸電批頭等組成。 。螺釘經(jīng)送料裝置送到指定位置時(shí)，傳感器檢測信號，PLC發(fā)送信號控制氣缸和電批的動作，氣缸驅(qū)動萬向節(jié)部分整體向下運(yùn)動，電批負(fù)責(zé)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，經(jīng)過彈簧這一緩沖環(huán)節(jié)，將氣缸伸縮的距離緩沖成擰緊螺釘需要的行程與距離。螺釘擰緊后，再通過PLC發(fā)送信號給氣缸與電批，氣缸收縮，電批停止旋轉(zhuǎn)。 1電批；2連接軸1；3十字萬向聯(lián)軸器；4連接軸2；5套筒； 6壓縮彈簧；7銷釘；8滑動軸；9電批頭 萬向節(jié)部分裝配體該部分的軸組要承載扭轉(zhuǎn)力，所以主要根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。螺釘為M4，螺距2mm左右，擰進(jìn)25mm，m根據(jù)軸的強(qiáng)度校核公式[3]： （）式中：—扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa T—軸所受的扭矩，Nmm WT—軸的抗扭截面系數(shù)n—軸的轉(zhuǎn)速，r/minP—軸傳遞的功率d—計(jì)算截面處軸的直徑，mm—許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa再由： （）由上公式可以導(dǎo)出： （）根據(jù)材料參數(shù)，選用45號鋼，=30MPa,帶入數(shù)據(jù)可得許用直徑為：因考慮到，軸的一部分會以空心形式存在，因此初步定軸的直徑為10mm。設(shè)空心部分直徑為6mm。進(jìn)行強(qiáng)度校核。同樣由上公式，但是軸的截面系數(shù)公式不同，如下：[4] （）帶入數(shù)值計(jì)算得結(jié)果：因此強(qiáng)度有保證。再根據(jù)彎扭條件進(jìn)行校核：對于連接軸2，其直徑10mm，長度100mm,進(jìn)行彎扭結(jié)合強(qiáng)度校核：他的扭矩圖如下圖（）： 連接軸2的扭矩圖其彎矩可進(jìn)行估算得，并畫出彎矩圖如下圖（）： 連接軸2的彎矩圖根據(jù)第三強(qiáng)度理論進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算，如下式： ()可得=。遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于材料的許用力=85MPa，因此強(qiáng)度足夠。而對于套筒與滑動軸部分，其只受到扭轉(zhuǎn)力的作用，彎曲力的作用可以忽略不計(jì)，因此由扭轉(zhuǎn)力矩計(jì)算出的軸滿足彎曲強(qiáng)度。對于套筒與滑動軸的長度，主要跟氣缸桿的伸縮相關(guān)聯(lián)。氣缸伸縮的行程不能太長也不能過短。如果太長，那么將會造成較大的緩沖行程，需要很長的軸來進(jìn)行緩沖，這樣會給整體機(jī)構(gòu)帶來不協(xié)調(diào)，造成細(xì)長軸，浪費(fèi)材料。但是，也不能過短。如果過于短，那么將會沒有足夠行程來保證擰緊螺釘，有可能造成螺釘擰的不緊，螺釘松動，產(chǎn)生次品，這樣也會造成成本的提高。因此綜上分析，再根據(jù)一般氣缸的行程，決定選取氣缸的行程在150mm左右，因而，滑動軸與套筒相滑動的部分為150mm，因而滑動軸定為270mm(因?yàn)檫€一部分要安裝電批頭),套筒定為200mm。為了完成不同軸線的旋轉(zhuǎn)問題，本設(shè)計(jì)采取加用十字萬向聯(lián)軸器，根據(jù)上邊軸的尺寸的計(jì)算，最終選取結(jié)果為WSD1類型的十字萬向聯(lián)軸器。[3]、校核氣缸一般可分為單作用氣缸、雙作用氣缸和特殊氣缸等。1組合防塵圈；2前端蓋；3軸用YX密封圈；4活塞桿；5缸筒； 6活塞；7孔用YX密封圈；8緩沖調(diào)節(jié)閥；9后端蓋單作用氣缸一般可分為活塞式與膜片式兩大類，而活塞式又可分為單活塞與雙活塞兩類，單活塞又可分為有桿氣缸跟無桿氣缸兩類，其中有桿氣缸又分為單作用與雙作用之分，同樣雙活塞桿也是有這兩種。而膜片式一般有平膜片、滾動膜片、皮囊三類。單作用氣缸一般都是通過對空氣的壓縮驅(qū)動活塞或者柱塞向一個方向運(yùn)動，其中活塞式是靠如重力等外界力量復(fù)位，活塞式跟薄膜式氣缸還可以借助彈簧等復(fù)位。柱塞式氣缸擁有較好的負(fù)載穩(wěn)定性，但是輸出力小，主要用于小直徑氣缸。當(dāng)活塞式氣缸借助彈簧復(fù)位時(shí)。概括而言，單作用氣缸總體適用短行程，小直徑。擁有結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)。雙作用氣缸通俗的講就是通過壓縮空氣能夠驅(qū)動活塞向兩個方向運(yùn)動。有的安裝有緩沖裝置來對活塞接近終點(diǎn)時(shí)進(jìn)行降速調(diào)節(jié)，以免過大載荷的沖擊。調(diào)節(jié)的就叫做可調(diào)緩沖氣缸，不可調(diào)節(jié)緩沖降速數(shù)值的就為不可調(diào)緩沖氣缸。特殊氣缸種類很多，常見的有串聯(lián)氣缸、差動氣缸、增壓氣缸、伸縮氣缸、雙活塞氣缸、沖擊式氣缸、多為氣缸等等。通過對氣缸資料的參考，本設(shè)計(jì)所需要?dú)飧昨?qū)動完成的運(yùn)動為上下往復(fù)運(yùn)動，再從經(jīng)濟(jì)性、可行性、安裝復(fù)雜性、通用性考慮等，最終決定選取一個普通的雙作用氣缸就可以。這種氣缸也是應(yīng)用最為廣泛的一中氣缸，相對來說技術(shù)比較成熟。氣缸作用力的計(jì)算：設(shè)本設(shè)計(jì)所選取的單活塞雙作用氣缸活塞桿的作用力推力為F1，拉力F2。根據(jù)如下公式： （） （）其中為活塞桿的推力(N)，為活塞桿的拉力(N)，D為活塞直徑(m)，d為活塞桿直徑(m)，p為氣缸工作壓力(Pa)，為負(fù)載率。負(fù)載率與氣缸工作壓力有關(guān)， 。 負(fù)載率與氣缸工作壓力p的關(guān)系P（MPa）~1~~~~~~~~~，氣缸高速運(yùn)轉(zhuǎn)取=，根據(jù)本設(shè)計(jì)安裝要求，氣缸低速運(yùn)轉(zhuǎn)，,所以選取= 。氣缸內(nèi)徑跟活塞桿直徑計(jì)算：根據(jù)公式（），（）可求得氣缸直徑。由于氣缸垂直安裝，所以往回的拉力F2大于推力F1，所以要根據(jù)拉力來進(jìn)行計(jì)算。大概估計(jì)克服重量為15kg 。，活塞桿的直徑可以先估定，一般取缸徑的四分之一。代入公式計(jì)算可得： 810121620253240506380（90）100（110）125（140）160180200220所以選取缸徑為32mm便可以符合要求。再根據(jù)活塞直徑為缸徑的四分之一左右，因此活塞直徑定位8mm。 活塞桿至今系列，定活塞桿直徑為8mm。456810121416182025283240455056637080氣缸筒壁厚的計(jì)算：一般情況下，氣缸壁厚與缸徑的比值小于十分之一時(shí)，可按下公式（）進(jìn)行計(jì)算：= （）其中： （） D為氣缸內(nèi)直徑；ps為實(shí)驗(yàn)壓力，為缸筒材料的許用應(yīng)力，為缸筒材料的抗拉強(qiáng)度，n為安全系數(shù)，一般取n=6~8。一般選取45號鋼為材料，所以=100MPa，帶入公式計(jì)算得很小。但是缸筒兩端會有端蓋等其他零件，所以一般缸筒都不會很薄。 綜上基本計(jì)算出所需要的氣缸的基本尺寸，但是考慮到自己加工制造氣缸較為麻煩,從經(jīng)濟(jì)性、操作性等方面考慮，所以還是根據(jù)計(jì)算出的數(shù)據(jù)來進(jìn)行氣缸選取。經(jīng)過對氣缸廠家的搜索，資料查詢，老師推薦等綜合考慮，最終選取了SMC公司所生產(chǎn)的的一種標(biāo)準(zhǔn)型單桿雙作用氣缸，具體型號為CG1BN32150ZW， 。： 氣缸CG1BN32150ZW具體規(guī)格缸 徑（mm）32mm動作方式單桿雙作用給油不要（不給油）使用流體空氣耐壓試驗(yàn)壓力最高使用壓力最低使用壓力環(huán)境溫度及使用流體溫度?10 ℃~70℃（未凍