【正文】 ，其扭矩為： mNLFM ?????? 4 9 5 6 （ 1） 截面形心 ： 0?Xc ?cy （ 2）計 算截面慣性矩： 533 ?????? hbIz () （ 3）在截面的上下邊緣，分別作用有最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力 ： ??? ZBt IM / a x,? () MpIM ZBc , ???? () 取 [? ]=75Mpa ? 《 [? ] d=12mm 完全可以滿足設(shè)計要求。涂膠彎臂如下圖 ： A220F 圖 涂膠彎臂 ，由于 4個螺栓是對稱分布的，故剪切力可以認為均分。 涂膠彎臂的螺栓強度校核： 為了方便于供膠和涂膠在系統(tǒng)中設(shè)計了涂膠彎臂。故選用了 V 形塊對中夾緊機構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)如下圖 ： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 34 圖 膠棒的對中夾緊機構(gòu)圖 工作原理就是使對中夾緊元件作等速位移來實現(xiàn)。 供膠系統(tǒng)中對膠棒夾具的設(shè)計 考慮到整個機構(gòu)的平衡性，故將承載夾持部分的彎臂方向與 Y向電機在一條線上。 故活塞桿穩(wěn)定性滿足條件。 活塞桿的穩(wěn)定條件 是： FPU≤kKnF () FK——— 氣缸的壓桿穩(wěn)定的極限力， N kn——— 氣缸的壓桿穩(wěn)定性安全系數(shù)，一般取kn=26. 當細長桿比 L/K＜ 85 m 時， 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 33 m — —— 由安裝連接條件決定的系數(shù)，采用固定 固定式 m=4. FK=21??????? KLamfA =228125 0 0 0414????? ?= 104N () f——— 材料試驗強度值 Pa。 經(jīng)查表鋁合金抗拉強度 157MPa。 在多數(shù)情況下活塞杠承受的是推力負載，細長桿件受壓易產(chǎn)生彎曲變形，必須考慮壓杠穩(wěn) 定性。一般氣缸缸筒壁厚與內(nèi)徑之比D? ≤ 1/10. 此設(shè)計中D? = ≤ 101 。選鋁合金管，經(jīng)查表壁厚 。 P───汽缸工作壓力 PA . 同理雙作用氣缸的拉力 FPO=() D2P= 106=200N ②缸徑的計算 D=() PpuF () = 250?= ③氣缸缸筒承受壓縮空氣的壓力，其壁厚按薄壁公式計算： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 32 δ =PPDP?2 () 但是按公式計算出的壁厚通常都很薄，加工比較困難，實際過程中一般都需按照加工工藝要求，適當曾加壁厚。圖中 O 是理論圓的中心，其直徑 ad 等于 d 的平均尺寸， ?? 和 ?? 分別是外圓直徑為 maxd和 mind 時的圓心位置。 V 型塊體現(xiàn)的涂膠基準則是 V 型塊理論圓（它的直徑尺寸等于工件定位外圓直徑的平均尺寸）的軸線。 定位誤差分析計算 V 型是一個定心定位元件， 定位外圓柱面時起定心作用。增大移動距離 L 勢必要增長斜楔的長度，這就受到結(jié)構(gòu)尺寸的限制；增大 a 要受自鎖條件的限制?？紤]到斜角和斜面平直制造誤差等因素，具有自鎖性能和盡量較大的行程，斜楔夾緊機構(gòu)的斜楔角取 120。根據(jù)自鎖條件并由圖 得 圖 斜楔自鎖條件的分析 F1≥ Rsin（ a 2? ） () 但 J=Rcos（ a 2? ）， F1= Jtg1? 代入上式得 tg 1? ≥ tg（ a 2? ） 21 ??? ≥ a 這是保證斜楔夾緊自鎖的條件。摩擦阻力 F1和 F2的作用力方向應(yīng)和斜楔移動方向相反。代入上式得 J=00 1212 250tgtg ?＝ 250? ＝ N 可見斜楔夾緊機構(gòu)是增力機構(gòu)，隨著斜角 a的減小增力比相應(yīng)增大，但 a角受夾緊行程的影響不能太小，因而其增力相應(yīng)的受到限制，此外， a 角過小還會造成斜楔退不出的問題。 N 是斜導(dǎo)板對斜楔斜面的反作用力，其方向和斜面垂直， F2是斜導(dǎo)板和斜楔間的摩擦阻力（等于 Ntg 2? ）， N與 F2的合力為R0斜楔夾緊時，此 Q、 P、 R 三力應(yīng)處于靜力平衡，見圖 。 斜楔機構(gòu)夾緊時，斜楔的受力情況見圖 （ a） 。活塞桿伸出時，與活塞桿連接的斜楔的斜面便沿著斜導(dǎo)板移動，由于斜面的作用使斜楔的直面向工件移動直至夾緊工件為止。夾具方案選擇及夾緊機構(gòu)設(shè) 計 夾緊機構(gòu)的設(shè)計 設(shè)計中采用的是斜楔氣動夾緊機構(gòu)。從而提高生產(chǎn)效率。 氣流的速度很快，氣動速度也就很快。 －－－ 將壓縮空氣的工作壓力轉(zhuǎn)換為活塞的移動，由此推動夾緊機構(gòu)，實現(xiàn)夾緊動作。 －－－ 控制壓縮空氣對氣缸的進氣和排氣。 －－－ 主要起安全保護作用。 －－－ 由氣源送來的壓縮空氣，先經(jīng)霧化器，使霧化器中的潤滑油被吸上升霧化而隨之進入傳動系統(tǒng)，以便利用油霧對傳動系統(tǒng)中的運動部件進行充分潤滑。 自動夾緊機構(gòu)的選取 設(shè)計中采用了氣動夾緊機構(gòu)對工件進行迅速夾緊。起到了平面定位的作用限制了三個自由度。并且限制了兩個自由度。工件的定位面是外圓柱面，但其定位基準是外圓軸線?；谶@種情況，定位元件有 V 型塊、斜導(dǎo)板、支承釘。 確定定位方案 ,設(shè)計定位元件 此工件 是要求在自動生產(chǎn)線上定位夾緊，是用機械手把工件較準確的放在工作臺夾具體的正確位置。保證定位準確。難免會出現(xiàn)誤差和偏差相對于所定心或?qū)χ械奈恢?。方案一中自鎖性能差很難保證自鎖。 圖 鉸鏈桿的夾緊機 構(gòu) 圖 斜楔夾緊機構(gòu) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 26 方案一和方案二都能實現(xiàn)對工件的夾緊，兩種的結(jié)構(gòu)都很簡單。在對工件的夾具設(shè)計中我采用了以下兩種方案：鉸鏈桿的夾緊機構(gòu)和斜楔夾緊機構(gòu)。 本章小結(jié) 對動力系統(tǒng)進行設(shè)計，選定步進電機的型號； 對變速齒輪進行設(shè)計，由于是最簡單的傳動，只需一級圓柱直齒即可，并計算各參數(shù)； 對滾動導(dǎo)軌進行設(shè)計，計算導(dǎo)軌數(shù)據(jù)； 對滾珠絲杠副進行設(shè)計，進行類型選擇，計算主要參數(shù)。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 24 由《機械設(shè)計》教材表 135進行插值計算，得 e1 =， e2 = 求軸承當量動載荷 P 1 和 P 2 ： 因為 F 1a / F 1r =e1 F 2a / F 2r = e2 對于軸承 1 X 1 =, Y 1 = 對于軸承 2 X 2 =, Y 2 = 因軸承運轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，按《機械設(shè)計》表 136, pf =～ ，取 pf =, 則： P 1 = pf (X 1 F 1r + Y 1 F 1a ) s （ ） = ( + ) = 588N P 2 = pf (X2F 2r + Y 2 F 2a ) () =( + ) =183N 驗算軸承壽命： 因為， P 1 P 2 , 所以按軸承 1的受力大小驗算 L h =106 /60n(C/P 1 )? () =106 /60 100 (4610/588)3 =79092L 39。=15000h 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 23 圖 滾動軸承受力情況 由力分析可知： F 1r =F re 370/420 =300 370/420 = F 2r =F re F 1r = = 求兩軸承的計算軸向力 F 1a 和 F 2a ： F 1d = F 1r = = F 2d = F 2r = = 按《機械設(shè)計》教材式 1311得： F 1a = F ae 177。 絲杠螺母的設(shè)計與自鎖驗算： 絲杠螺母的 螺距 p 為 4mm 公稱直徑 d2 為 18mm 螺母的高度： H=ψ d2= 4518?? ψ取 整體式 旋合圈數(shù)： n=H/P=45/4=＜ 12 螺紋的工作高度： h==?4=2 螺牙根部寬度： b== ?? 工作比壓 ： P=F/ ????? 11218/32 ?? hnd 自鎖的驗算： ????? ?? 導(dǎo)程角： ????? ?? a r c t gda r c t gsr ??? 所以絲杠螺母可以自鎖。所以我選擇了絲杠螺母傳動系統(tǒng)。 Z 向絲杠的選取 由于 Z 軸控制出膠的量的多少，且需要考慮突然斷電的情況，突然斷電需保證膠棒不漏膠。t a n t a n ( 2 5 5 0 . 9 2 1 5t a n ( ) t a n ( 2 5 5 8 4 0 )?? ??? ? ?? ? （ ） ? 要求在 90%～ 95%之間，所以該絲杠副合格。)0 39。 G為絲杠切變模量對于鋼取 G＝ ； T為轉(zhuǎn)矩 T＝ Fm 20d? tan(λ + )? （ ） 取摩擦系數(shù) tan? ＝ 得 ?＝ 048 ?? T＝ 225 103 tan（ 4022’ +8040” ） ＝ 按最不利的情況取（其中 F＝ Fm） CGJTPEAPFl ?2 20 ??? （ ） 3212221 ????? Gd TPEdPF ?? um 則線 杠在工作長度的彈性變形所引起的導(dǎo)程誤差為 mPllL ? 3 30 ?? ?????? ? ? （ ） 通常要求 ???? ?L ＝ ㎜＝ 15? m 該絲杠的 L? 滿足上式，所以剛度滿足要求。 （ 10）剛度驗算 滾珠絲杠在工作負載 F和轉(zhuǎn)矩 T 共同作用下引起的每個導(dǎo)程變形量 ? l0 （ m） 為 CGJTPEAPFl ?2 20 ???? （ ） 絲杠載面積 A＝ 1/4 21d? 。 (9)共振驗算 要求 nmax〈 ncr〈 ncr為臨界轉(zhuǎn)速 ncr=9910? ?22ldFC? （ ） 查表知臨界轉(zhuǎn)數(shù)系數(shù) fc=。 與 ? m中較小值為 ? m 值 ? m＝ (5)估算滾珠絲杠副徑 d2m F0— 導(dǎo)軌摩擦為， F0＝ uo G= 5 ＝ L— 滾珠絲杠兩軸承支點間距離為 行程 +（ 10～ 14） Ph d2m=mLFa ?0 () = ? ? ???? = 兩端固定或鉸支時 ,支撐方式系數(shù)，取為 。 與 Cam 中較大者為預(yù)期值 Cam= (4)估算滾珠絲杠允許最大軸向變形 ? m ? m39。 附加載荷為 Cam39。 滾珠絲杠最大載荷為 Fmax=FW Fa+f G () =1 500+ 5 = 滾珠絲杠最小載荷為摩擦為； Fmin ＝ f G ＝ 5 ＝ Fm =1/3（ 2 Fmax + Fmin） () =1/3（ 2 +） = （ 3）額定動載荷計算 Cam Cam39。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 18 最大動負載 C 的計算及主要尺寸初選 （ 1）初算導(dǎo)程 Ph vmax— 絲杠副最大移動速度，取 8 102㎜ /min； nmax— 絲杠副最大相對速度 r/min，取 200r/min。絲杠工作長度 L=150mm。滾珠絲杠副的精度直接影響定位精度、承載能力和接觸剛度，因此它是滾珠絲杠副的主要質(zhì)量指標，選用時要予以注意。它按承載能力選取，并與進給系統(tǒng)的脈沖當量的要求有關(guān)。 滾珠絲杠副的主要參數(shù) （ 1）公稱直徑 md 公稱直徑即滾珠絲杠的名義直徑， md 越大，承載能力和剛度越