摘 要

在螺栓螺母标准件的生产中，螺栓螺母出厂前需要成对装配，而传统的装配过程是人工完成的。针对人工装配效率低下的问题，设计并开发基于气动技术的螺栓螺母装配设备，可以提高生产效率，节约人力资源，有重要的实用价值和应用前景。

本文将重点讨论设计这种基于气动技术的螺栓螺母装配设备的机械结构部分，针对全自动化生产要求，提出满足集送料、装配、卸料三个工作流程于一身，可连续高效生产的总体可行性方案。完成关键零部件的选型和尺寸结构设计，使其满足装配要求，并校核应力，使其满足工作要求。用Solidworks对零部件进行三维建模，完成总装图。

本文特色：本文提出的螺栓螺母装配设备设计方案，是基于模拟人工装配的动作，通过气动机械手、气缸和风批动作，完成自动装配生产工作，完全具备可行性，是气动技术在自动装配装置领域的一次重要实践。

关键词：自动装配；螺栓螺母；气动控制；结构设计

Abstract

In the standard bolt and nut production, nut and bolt should be assembled in pairs before export, and traditional assembly process is manually. For manual assembly’s inefficiencies, design and developing of bolt and nut assembly equipment based on pneumatic technology, will improve production efficiency, saving labor resources, it has important practical value and application prospect.

This article will focus on the design of the structural part of this machine, the bolt and nut assembly equipment based on pneumatic technology.Put forward a continuous and efficient production overall feasibility program, for fully automated production that required to meet the proposed set of feeding, assembly, unloading three workflows. Complete selection of key parts and design of the structural sizes, to meet the requirements of assembly, and calculate the stress to meet the working requirements. With Solidworks three-dimensional modeling of parts to complete the assembly drawing.

This paper Features: It presents the design of bolt and nut assembly equipment based on simulation of artificial assembly operation by pneumatic manipulator, cylinder and wind batch operation, the machine acquired complete automatic assembly working ability, complete with feasibility pneumatic technology.It is an important practice in the field of automated assembly device.

Keywords: Pneumatic Technology; Nut and Bolt; Automatic Assembly; Structure Design

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪 论 1

1.1 国内外相关研究现状 1

1.2 论文工作目的及意义 2

1.3 论文主要研究内容 3

第2章 基于气动技术的螺栓螺母装配设备总体方案设计 4

2.1设备功能结构分析 4

2.2工作流程与结构 5

第3章 基于气动技术的螺栓螺母装配设备结构尺寸设计 7

3.1 厂商采购部件选型 7

3.1.1 气动手指与气缸 7

3.1.2 滑轨滑块 10

3.1.3 气动螺丝刀 11

3.2抓手结构尺寸设计 12

3.2.1 螺栓抓手结构尺寸设计 12

3.2.2 螺母抓手结构尺寸设计 15

3.3滑块板设计 18

3.3.1 螺栓气动手指滑块板设计 18

3.3.2 螺母气动手指滑块板设计 19

3.3.3 风批套筒滑块板设计 20

3.4 支架设计 21

3.4.1 水平导轨支架设计 21

3.4.2 螺栓导轨支架设计 22

3.4.3 竖直导轨支架设计 23

3.4.4 双轴气缸安装板 24

3.4.5 螺栓推进气缸安装板 25

第4章 静应力分析计算 26

4.1 螺栓夹紧力分析 26

4.2 螺母夹紧力分析 26

4.3 风批气缸推力分析 27

4.4 风批扭力分析 27

第5章 结 论 28

参考文献 29

致 谢 30

第1章 绪 论

在螺栓螺母标准件的生产中，螺栓螺母出厂前需要成对装配，而传统的装配过程是人工完成的。针对人工装配效率低下的问题，设计并开发基于气动技术的螺栓螺母装配设备，可以提高生产效率，节约人力资源，有重要的实用价值和应用前景^[1]。

本文提出的螺栓螺母装配设备，为自主设计开发，需要具备自动送料、自动装配、自动卸料、连续高效工作功能，可以完全取代人力装配。该设备可以分为机械结构部分和自动化控制部分，本文重点讨论和设计机械结构部分。设备所需零部件均可以购买获得，支架及支撑构件均给出结构尺寸设计。

1.1 国内外相关研究现状

螺纹联接装配方式的发展经历了手动装配，半自动装配和全自动化控制装配的阶段。最初的螺纹联接装配是从操作者的手动扳手装配方式开始的；后来出现了指针式扭矩板手装配方式，可以方便的观察到装配拧紧的扭矩；发展到如今的数显式扭矩扳手装配方式，使得手动装配的方式就可以精确的显示拉紧扭矩的装配结果^[2]。

为了适应汽车装配线上大量螺纹联接的生产线装配方式，汽车工艺装配设计师利用螺纹联接装配工艺和装配技术原理，实现了螺纹联接的气动装配方式和液压装配方式^[3]。