【正文】 知，其主要受到彎矩，而沒有扭矩。 綜上基本計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)濟性、操作性等方面考慮， 所以還是根據(jù)計算出的數(shù)據(jù)來進行氣缸選取。 一般選取 45號鋼為材料，所以 ??? =100MPa， 帶入公式計算得 ? 很小，大概為 。根據(jù)表 活塞桿至今系列，定活塞桿直徑為 8mm。代入公式計算可得： cmD ? 湖南 大學畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 12 頁 根據(jù)缸徑系列如表 表 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 （ 90） 100 （ 110） 125 （ 140） 160 180 200 220 所以選取缸徑為 32mm 便可以符合要求。大概估計克服重量為 15kg 。 氣缸內(nèi)徑跟活塞桿直徑計算： 根據(jù)公式 （ ），（ ） 可求得氣缸直徑 。負載率 ? 與氣缸工作壓力有關(guān)，基本關(guān)系如下表 。 氣缸的設(shè)計計算 氣缸作用力的計算 ： 設(shè)本設(shè)計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。 通過對氣缸資料的參考，本設(shè)計所需要氣缸驅(qū)動完成的運動為上下往復運動， 再從經(jīng)濟性、可行性、安裝復雜性、通用性考慮等，最終決定 選取一個普通的雙作用氣缸就 湖南 大學畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 11 頁 可以。 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。 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動。概括而言，單作用氣缸總體適用短行程，小直徑。柱塞式氣缸擁有較好的負載穩(wěn)定性 ，但是輸出力小，主要用于小直徑氣缸。而膜片式一般有平膜片、滾動膜片、皮囊三類。下圖 為一般普通氣缸的零件組成。 十字萬向聯(lián)軸器的選取 為了完成不同軸線的旋轉(zhuǎn)問題，本設(shè)計采取加用十字萬向聯(lián)軸器，根據(jù)上邊軸的尺寸的計算，最終選取結(jié)果為 WSD1 類型的十字萬向聯(lián)軸器。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。如果太長，那么將會造成較大的緩沖 行程，需要很長的軸來進行緩沖，這樣會給整體機構(gòu)帶來不協(xié)調(diào)，造成細長軸，浪費材料。 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)。遠遠小于材料的許用力 ??? =85MPa，因此強度足夠。同樣由上公式，但是軸的截面系數(shù)公式不同，如下： [4] TW )1(16 43 ?? ?? D （ ） 帶入數(shù)值計算得結(jié)果 ： ? ?TMPa ?? ?? 因此強度有保證。設(shè)空心部分直徑為 6mm。 m 根據(jù)軸的強度校核公式 [3]： ? ?TTT d nPWT ?? ???9 5 5 0 0 0 0 （ ） 式中： T? — 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力， MPa T— 軸所受的扭矩， N 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 圖 萬向節(jié)部分裝配體 萬向節(jié)部分軸的設(shè)計計算 湖南 大學畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 8 頁 該部分的軸組要承載扭轉(zhuǎn)力，所以 主要根據(jù)扭轉(zhuǎn)強度 進行設(shè)計計算。 螺釘經(jīng)送料裝置送到指定位置時，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)部分整體向下運動，電批負責旋轉(zhuǎn)運動，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。經(jīng)過設(shè)計，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。 整個過程氣缸的伸縮運動用 PLC 來進行控制 。電批需要加長機構(gòu)，加長的電批機構(gòu)用兩個滑動架來進行軸向固定 。 根據(jù)自己的需要，對于要設(shè)計的固定式自動螺絲自動裝配設(shè)備來說，所需要的運動方式為直線運動，完成四個螺釘?shù)臄Q緊過程所要求的輸出力與輸出功率也不是很大，同時考慮到安裝復雜性、經(jīng)濟性、安全性、占用空間等方面，最終選取氣動方案。同時他的壓力等級低，使用安全，氣動執(zhí)行元件響應(yīng)速度快，反應(yīng)動作靈敏，能很好的適應(yīng)沖擊負載，工作環(huán)境要求低 。氣壓傳動的工作介質(zhì)是空氣，流動損失小，空氣取之不盡，適應(yīng)遠距離輸送。 氣壓 傳動 氣壓傳動簡稱氣動， 他的動力來源是空氣壓縮機。對于本設(shè)計，安全性作為首 要考慮因素，再 從經(jīng)濟 等 方面考慮，液壓傳動價格昂貴，還需要較高的維修技術(shù)水平。但 是由于流體 流失的阻力損失和泄露較大，他的傳 動效率低，如果處理不當，還會發(fā)生爆炸和火災事故，因此安全系數(shù)低。 液壓傳動 液壓傳動是 以液體為工作介質(zhì)的流體運動， 其主要是利用液體的壓力能的液體傳動[2]。再從經(jīng)濟上考慮，一般電動機都比較昂貴，也會增加設(shè)計的成本。而本設(shè)計中，只是驅(qū)動電批的小行程、低功率的動作輸出，沒有必要選取機電傳動。 [1]他的任務(wù) 是將 傳來的 電能 通過能量轉(zhuǎn)換為我們所需要的機械能 ，能實現(xiàn)生產(chǎn) 機器的開始、停車 以及 運動快慢的 調(diào)節(jié)，滿足 種種我們所需要的生產(chǎn)要求來完成生產(chǎn)，保證各項生產(chǎn)過程能夠順利的進行 。這幾種傳動方式在不同場合有著不同的應(yīng)用。而對于直線往復運動 可以由電、液壓或氣壓幾種 傳動 方式 。因此總體來說，本次設(shè)計的總體方案是可行的。 總體機構(gòu)運動簡圖如 下 圖 所示。通過資料參考，決定設(shè)計方案以 PLC 為核心，通過各種感應(yīng)開關(guān)識別螺釘?shù)轿慌c否，再通過一定的傳動機構(gòu)下降電批完成擰緊工作。 本 設(shè)計的主要任務(wù)是識 別螺釘?shù)轿慌c否并進行擰緊動作。由此可以看出該設(shè)備主要由兩大部分組成。 技術(shù)指標 電批進給滿足不同螺距的要求， 電批最大行程 25mm。 湖南 大學畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 4 頁 第二章 方案選擇 總體方案 的設(shè)計 裝置的功能要求 本次設(shè)計的固定式多頭自動螺絲裝配設(shè)備要求實現(xiàn)在塑膠外殼上對零件采用螺釘裝配。設(shè)計說明書的編寫是隨著整個設(shè)計過程中一點一點的書寫的。當機械部分設(shè)計完成后， 開始控制部分的設(shè)計，也是整個設(shè)計的后半段時間。設(shè)計過程中，參考國內(nèi)外現(xiàn)有產(chǎn)品所采用的運動等方案，進行優(yōu)化與創(chuàng)新提出自己的方案，并對自己的方案進行分析、計算、運動模擬來驗證方案的可行性。 設(shè)計過程及研究內(nèi)容 本設(shè)計 內(nèi)容 可以分為兩大塊 ：機械裝置的設(shè)計與控制系統(tǒng)的設(shè)計。 從動力輸入、傳動、動力輸出一步一步設(shè)計，繪制運動簡圖 ，對相關(guān)的 零部件 進行參數(shù)計算， 并進行選型，運用 UG進行三維建模， 完成整機設(shè)計 檢驗干 涉情況 。 設(shè)計和研究方法 本設(shè)計 主要是完成整機 裝置的設(shè)計 。在電批的上下往復運動中， 絕大多數(shù)產(chǎn)品產(chǎn)用的是氣動方式，而系統(tǒng)控制方面采用的是 PLC 控制單元，萬向連接方式，擁有人機交互界面。 一般而言，吹氣式由于工作連續(xù)，無需頭部來回動作，因此，整體效率優(yōu)于吸附式。整列單元可以通過振動盤分選機構(gòu)實現(xiàn)也可以通過搖臂式 鎖螺絲機 整列機構(gòu)來實現(xiàn)，而 自動擰螺絲機 緊單元包括旋轉(zhuǎn)動力部分和螺絲導入部分。 自動擰螺絲機 包含螺絲自動整列單元， 自動打螺絲機 輸送單元和 螺絲自動擰 緊單元以及鎖付過程中的檢測單元。 如圖 為國內(nèi)某品牌的一種多軸自動螺絲裝配設(shè)備。如今，隨著國內(nèi)技術(shù)水平的提高， 圖 國內(nèi)某品牌多軸自動螺絲裝配設(shè)備 湖南 大學畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 2 頁 我國已經(jīng)生產(chǎn)了許多種類的全自動打螺 絲機，在深圳 、 廣州 、 山東等地的一些廠家已經(jīng)設(shè)計和 生產(chǎn)了許多全自動打螺絲機的產(chǎn)品 ，廣泛應(yīng)用與電腦外殼自動裝配、手機裝配等裝配精度要求很高的產(chǎn)品中 。相對來說，國外對 于自動螺絲裝配設(shè)備的生產(chǎn)技術(shù)水平要高些。但是最開始，這種技術(shù)是由國外引進的。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 改革開放以來，我 國國內(nèi)的技術(shù)生產(chǎn)水平大大加快， 效率的提高已經(jīng)成為各廠家，各企業(yè)追求的目的。 同時還可以增添控制系統(tǒng)功能，讓機器具有自動檢測功能，如，自動檢測螺絲擰緊不合格產(chǎn)品，方便區(qū)分劣質(zhì)產(chǎn)品，實現(xiàn)計數(shù)功能等等。 因此從生產(chǎn)效率與自動化生產(chǎn)水平減輕勞動強度等方面來看，自動打螺絲機的 設(shè)計與生產(chǎn)是時代與工業(yè)發(fā)展的必然產(chǎn)物。 當今工業(yè)生產(chǎn)中，用螺釘（栓）來緊固工件已經(jīng)是相 當常用的方法了。 隨著社會的發(fā)展，科學的 進步， 社會 從原始時代，經(jīng)過半自動時代，然后輾轉(zhuǎn)到了，全自動時代。 machinery。 關(guān)鍵詞： 設(shè)計； 螺釘自動裝配 ； 機械裝置；控制系統(tǒng)； 湖南 大學畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 II 頁 Fixed multiaxis screw automatic assembly equipment design Abstract The design task is to plete a set of screw automatic assembly equipment. After programming, analysis and experimental, the design is pleted with some mechanical device control system design aspects. In the mechanical device design part, through to movement, such as analysis of experimental set size, the final pletion of the structural design of the system design, the rotation of the power granted as a core ponent of the electric screwdriver to tighten the screws, as a transmission of a pneumatic, take a cylinder up and down reciprocating motion of the electric control using a cross universal coupling to solve the noncoaxial with the rotational movement, with a spring sleeve cushioning the system control mechanism need to plete the detection screws, telescopic cylinder and a series of automated actions, use the controller to plete. The design used in the PLC control system, sensors, etc., as the signal is detected with the input