【正文】 進(jìn)行擰緊動作。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。因此總體來說，本次設(shè)計的總體方案是可行的。而對于直線往復(fù)運動可以由電、液壓或氣壓幾種傳動方式。這幾種傳動方式在不同場合有著不同的應(yīng)用。[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(jìn)行。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。再從經(jīng)濟(jì)上考慮，一般電動機都比較昂貴，也會增加設(shè)計的成本。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]。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(dāng)，還會發(fā)生爆炸和火災(zāi)事故，因此安全系數(shù)低。對于本設(shè)計，安全性作為首要考慮因素，再從經(jīng)濟(jì)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。氣壓傳動簡稱氣動，他的動力來源是空氣壓縮機。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(yuǎn)距離輸送。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(fù)載，工作環(huán)境要求低。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(fù)雜性、經(jīng)濟(jì)性、安全性、占用空間等方面，最終選取氣動方案。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(jìn)行軸向固定。整個過程氣缸的伸縮運動用PLC來進(jìn)行控制。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。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(fù)責(zé)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。 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)強度進(jìn)行設(shè)計計算。m根據(jù)軸的強度校核公式[3]： （）式中：—扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa T—軸所受的扭矩，N設(shè)空心部分直徑為6mm。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)值計算得結(jié)果：因此強度有保證。遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于材料的許用力=85MPa，因此強度足夠。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)。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，這樣會給整體機構(gòu)帶來不協(xié)調(diào)，造成細(xì)長軸，浪費材料。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。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。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。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。當(dāng)活塞式氣缸借助彈簧復(fù)位時。擁有結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。有的安裝有緩沖裝置來對活塞接近終點時進(jìn)行降速調(diào)節(jié)，以免過大載荷的沖擊。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。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。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p的關(guān)系P（MPa）~1~~~~~~~~~，氣缸高速運轉(zhuǎn)取=，根據(jù)本設(shè)計安裝要求，氣缸低速運轉(zhuǎn)，,所以選取= 。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)行計算。活塞桿的直徑可以先估定，一般取缸徑的四分之一。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。456810121416182025283240455056637080氣缸筒壁厚的計算：一般情況下，氣缸壁厚與缸徑的比值小于十分之一時，可按下公式（）進(jìn)行計算：= （）其中： （） D為氣缸內(nèi)直徑；ps為實驗壓力，為缸筒材料的許用應(yīng)力，為缸筒材料的抗拉強度，n為安全系數(shù)，一般取n=6~8。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。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， 。因此主要根據(jù)彎曲強度來進(jìn)行軸徑的設(shè)計計算并進(jìn)行校核。同時又考慮到材料解約，避免裝置過于笨重等原因，可采用空心處理。下面進(jìn)行彎曲強度校核：根據(jù)公式[4]： ()現(xiàn)根據(jù)計算， 。遠(yuǎn)小于材料45號鋼的許用力=100MPa,強度足夠。根據(jù)運動方式我們知道，主要為直線的往復(fù)運動，因此軸承類型選擇直線軸承。一般可分為標(biāo)準(zhǔn)型、開口型、加長型、通用型等，也可以根據(jù)法蘭分為圓法蘭型、方法蘭型、橢圓法蘭型、導(dǎo)向圓法蘭型、導(dǎo)向方法蘭型、導(dǎo)向橢圓法蘭型、加長圓法蘭型等。接觸系數(shù):FC每根軸裝一套軸承，F(xiàn)C= 每根軸裝二套軸承FC= 每根軸裝三套軸承，F(xiàn)C= 每根軸裝四套軸承，F(xiàn)C=載荷系數(shù):FW運行速度小于15米/分鐘，無沖擊、無振動，F(xiàn)W=；運行速度小于60米/分鐘，微小沖或振動，F(xiàn)W=；運行速度大于60米/分鐘，或有較大沖擊、振動，F(xiàn)W=由本設(shè)計內(nèi)容可定個項系數(shù)值如下：FH=1，C=160kg, PC=5kg,FT=,FC=,FW=可得結(jié)果：L=(10km)再由公式： （單位：小時） （）其中：L長度壽命（萬米）； Ls工作行程； N1每分鐘往返次數(shù)帶入數(shù)據(jù)可得：Ls=10000(小時)，滿足要求。具體型號參數(shù)如下：（）型號：TLF3000 電源：24V DC 電批扭力輸出范圍(kgfcm)：~無負(fù)載轉(zhuǎn)速()：HI,1000。 電批頭選司力速電批頭，規(guī)格為PH2