畢業(yè)論文畢業(yè)設(shè)計(jì)氣動(dòng)沖擊扳手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、摘 要本課題主要在研究對(duì)象是通用氣動(dòng)沖擊扳手。 首先是對(duì)氣動(dòng)沖擊扳手內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相關(guān)零件進(jìn)行建模和分析，通過對(duì)通用緊固件的分析，收集工程數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用專業(yè)的三維實(shí)體造型軟件對(duì)其進(jìn)行實(shí)體造型設(shè)計(jì)和建模仿真，再對(duì)模型各個(gè)受力部件、主要的沖擊部分進(jìn)行必要的計(jì)算和改進(jìn)，進(jìn)一步改良和完善本課題的設(shè)計(jì)。 本課題目在工程機(jī)械設(shè)計(jì)和理論試運(yùn)行數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的前擔(dān)下，動(dòng)用了工業(yè)設(shè)計(jì)的相關(guān)設(shè)計(jì)理念，這兩方面的有機(jī)結(jié)合在一定程度上使本課下周的設(shè)計(jì)更體現(xiàn)了現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造的先進(jìn)性。關(guān)鍵字： 氣動(dòng)沖擊扳手 實(shí)體造型 測量 逆向 曲線和曲面目 錄一.引言4二氣動(dòng)沖擊扳手的研究和意義 4 2.1氣動(dòng)沖擊扳手的不足4三氣動(dòng)沖

2、擊扳手的工作原理 5 3.1工作原理 5四.氣動(dòng)沖擊扳手在國內(nèi)外的研究與分析 6 4.1 氣動(dòng)沖擊扳手的調(diào)查 6 4.2 CAD技術(shù)的發(fā)展 7五. 氣動(dòng)沖擊扳手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及裝配 8 5.1 氣動(dòng)沖擊扳手的零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 85.2 氣動(dòng)沖擊扳手的裝配 12 5.3 相關(guān)數(shù)據(jù)分析 15 六致謝 19七參考文獻(xiàn) 20一 . 引言制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，無論是在發(fā)達(dá)國家，還是在發(fā)展中國家，制造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中均占據(jù)主要地位。而設(shè)計(jì)作為產(chǎn)品制造的前提，它的完善和發(fā)展正不斷的為制造業(yè)注入新的動(dòng)力。在當(dāng)前競爭激烈，需求變化非常迅速的市場環(huán)境下，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)正發(fā)生著深刻的變革，先進(jìn)設(shè)計(jì)制造技術(shù)顯著地

3、表現(xiàn)出了高質(zhì)量、快響應(yīng)、靈活、敏捷等特點(diǎn)。極大的滿足了機(jī)械設(shè)計(jì)人員多樣化、快速化、概念化的設(shè)計(jì)需求。同盟時(shí)也可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段來完善產(chǎn)品，不用浪費(fèi)大量的人力財(cái)力。同時(shí)，工業(yè)產(chǎn)品作為設(shè)計(jì)制造的終端工具在使用過程中必須要體現(xiàn)出以人為本的設(shè)計(jì)要求。目前較多的機(jī)械常用工具的外形設(shè)計(jì)上都是基于工程數(shù)據(jù)的純機(jī)械造型，在很大層度上忽略了工具使用者作為工作主體的概念。為了體現(xiàn)工業(yè)設(shè)計(jì)的人機(jī)理念，工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)越來越向人性化設(shè)計(jì)邁進(jìn)。從而在外觀、適用、性能等各個(gè)方面達(dá)到最理想的效果。產(chǎn)品設(shè)計(jì)的快速化、多樣化、功能化、人性化等特點(diǎn)，將進(jìn)一步推動(dòng)制造業(yè)在市場上的不斷發(fā)展。二. 氣動(dòng)沖擊扳手的研究和意義在機(jī)械制造來中

4、,各種螺紋聯(lián)接的應(yīng)用十分廣泛,螺紋裝配技術(shù)是機(jī)電工業(yè)的共性技術(shù).重要的是機(jī)電產(chǎn)品,如發(fā)電機(jī),變電器,汽車,拖拉機(jī),機(jī)床等對(duì)裝配質(zhì)量的要求很高,因此對(duì)通用擰緊工具的要求也越來越高,氣動(dòng)沖擊扳手的主要特點(diǎn)有以下四點(diǎn):1耐高氣壓,2動(dòng)力強(qiáng)大,3性能穩(wěn)定.4使用壽命長. 據(jù)相關(guān)資料表明，全國汽車、拖拉機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)等動(dòng)力機(jī)械廠超過100家，配件廠超過500家。需要大量不同精度的裝配工具和裝配系統(tǒng)來滿足工藝上的需要。以每個(gè)主機(jī)廠需要單軸扳手100臺(tái)，每個(gè)配件廠需單軸扳手10臺(tái)估算，則該行業(yè)需單鈾扳手1.5萬臺(tái)。如果考慮壓縮機(jī)、電機(jī)電器和工程安裝等行業(yè)，則全國大概需要?dú)鈩?dòng)沖擊扳手5萬臺(tái)。加上常規(guī)的沖擊式電動(dòng)扳

5、子需求量5萬臺(tái)，市場前景十分可觀。進(jìn)口的擰緊工具及裝配系統(tǒng)的價(jià)格經(jīng)國產(chǎn)的要貴,近年來，中國國內(nèi)有能力開發(fā)這些工具和裝配系統(tǒng)。其價(jià)格都要比國外的便宜，如果一發(fā)成功后，可以節(jié)約大量外匯，減少維修技術(shù)人員的維修工作和昂貴工資，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都非常顯著。2.1氣動(dòng)沖擊扳手的不足雖然已經(jīng)完成了本課題的設(shè)計(jì)，但還有很多地方值得進(jìn)一步提高和改進(jìn)。比如在實(shí)體建模方面，如果能實(shí)現(xiàn)仿真運(yùn)動(dòng)那就更理想了。在測量掃描時(shí)，點(diǎn)數(shù)據(jù)的數(shù)量也可以加大，雖然這會(huì)導(dǎo)致計(jì)算的復(fù)雜層度，使本課題目的設(shè)計(jì)更加復(fù)雜，但如果能進(jìn)行大數(shù)據(jù)采集、分析的話，那么數(shù)據(jù)重建后所形成的曲面就會(huì)更加完美。三.氣動(dòng)沖擊扳手工作原理3.1 工作原理氣

6、動(dòng)沖擊扳手產(chǎn)品分類較多，本課題主要研究槍式的手握型，其外觀如圖所示 氣動(dòng)沖擊扳手氣動(dòng)沖擊扳手的主要工作部件由兩部分組成，分別是氣動(dòng)馬達(dá)部分和沖擊錘打部分， 氣動(dòng)馬達(dá) 沖擊錘打氣動(dòng)馬達(dá)組件主要由偏心汽缸、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子、活葉片和密封端蓋等部件組成，主要完成氣能 轉(zhuǎn)換為高扭力的動(dòng)能。被壓縮的空氣氣流從空氣壓縮機(jī)出來，經(jīng)過管路，從汽缸兩個(gè)端蓋上的進(jìn)氣口進(jìn)入汽缸室內(nèi)，再利用汽缸的偏心設(shè)計(jì)，將氣流噴向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子上的活葉片，于是活葉片帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，活葉片在離心力的作用下和汽缸內(nèi)壁貼緊，把進(jìn)氣口和出氣口動(dòng)態(tài)的隔離，此后轉(zhuǎn)子就利用氣流在活葉片上產(chǎn)生的壓力差恒速的轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)活葉片在做圓周旋轉(zhuǎn)時(shí)，它每到一個(gè)固定

7、角度就經(jīng)過排氣孔，排氣孔將集中在每一間隔活葉片內(nèi)的氣流排出，而排出的氣流同時(shí)與進(jìn)氣至密閉式汽缸室內(nèi)，重復(fù)回轉(zhuǎn)后被充分利用，因此有了高轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子，將高速轉(zhuǎn)子透過機(jī)械結(jié)構(gòu)由原來的氣能轉(zhuǎn)換為高扭力的動(dòng)能。沖擊錘打組件主要由慣性沖擊架、傳動(dòng)套、沖擊爪和扭力輸出軸等組成，主要將恒定扭力轉(zhuǎn)換為高強(qiáng)度的脈沖扭力，以實(shí)現(xiàn)高扭力作業(yè)的需要。從汽缸組輸出的恒定扭力通過花鍵連接帶動(dòng)錘打組的慣性沖擊架，使沖擊架高速飛轉(zhuǎn)產(chǎn)生高強(qiáng)度的旋轉(zhuǎn)慣性。如果在聯(lián)接件比較松的情況下，沖擊架直接帶動(dòng)輸出軸，此時(shí)輸出的是沖擊扭力；如果聯(lián)接件較緊，而且所需要的扭緊力比沖擊架輸出的扭力大時(shí)，在沖擊架旋轉(zhuǎn)一周的過程中，安裝在沖擊架上的沖擊爪就

8、會(huì)沖擊一下輸出軸的外切線，把沖擊架的慣性轉(zhuǎn)化為高強(qiáng)度的脈沖扭力。在沖擊一次輸出軸后，沖擊爪和輸出軸出現(xiàn)鎖死，錘打組各部件有一個(gè)瞬時(shí)的停頓，這時(shí)連接在風(fēng)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子上的傳動(dòng)套在恒扭力的作用下，撥開沖擊爪和輸出軸的死鎖，沖擊架繼續(xù)在恒扭力的作用下高速飛轉(zhuǎn)產(chǎn)生高慣性，開始下一次的沖擊。四.氣動(dòng)沖擊扳手在國內(nèi)外的研究及分析4.1 氣動(dòng)沖擊扳手調(diào)查 國外的機(jī)電、汽車制造行業(yè)已普遍采用可控扭矩、可控轉(zhuǎn)角和控制屈服點(diǎn)的審批權(quán)緊工具，并采用了微機(jī)控制的智能型裝配系統(tǒng)。在氣動(dòng)工具方面，比較著名的有英格蘭公司，該公司主要生產(chǎn)氣動(dòng)工具等，是全美最大的機(jī)械及設(shè)備生產(chǎn)廠家，擁有ARO ，BEEBE，CHARLESMAI

9、RE等一些氣動(dòng)產(chǎn)品品牌。 中國機(jī)電、汽車產(chǎn)品的裝配擰緊工具目前還比較落后，雖然有江蘇通潤機(jī)電集團(tuán)等一些進(jìn)出口公司，但是他們生產(chǎn)制造的擰緊工具主要以手動(dòng)扳手為主。而在氣動(dòng)工具方面的生產(chǎn)單位，無論從裝配質(zhì)量還是多用性上都與國外產(chǎn)品有較大差距。也不能系列地批量供應(yīng)生產(chǎn)急需的中、高檔擰緊工具及裝配系統(tǒng)，為此國家每年都要花費(fèi)大量外匯購買國外產(chǎn)品及備件。為適應(yīng)汽車等現(xiàn)代機(jī)電產(chǎn)品的高性能、高可靠、高安全性能的要求和自動(dòng)化生產(chǎn)的需要，螺紋擰緊裝配工具及系統(tǒng)正在向低能耗、低噪聲、控制精確等方向發(fā)展。我們國家的通用擰緊工具制造廠商正致力于開發(fā)定扭矩的氣動(dòng)、電動(dòng)扳手等，目前主要開發(fā)方向有心下幾點(diǎn)：1定扭矩氣動(dòng)扳手的

10、扭矩精度要達(dá)到0.08-0.1。2是沖擊式定扭矩電動(dòng)扳手的扭矩控制精度要要達(dá)到0.08-0.15。3定扭矩內(nèi)燃動(dòng)力扳手。 氣動(dòng)沖擊扳手提供動(dòng)力的主要是壓縮的高壓空氣。以空氣作為動(dòng)力原料，取材方便而且沒有污染。氣動(dòng)扳手不像液壓扳手，液壓扳手在密封性上有很高的要求，而且液壓扳手的出液口的液體也必須回流，使其在液壓機(jī)里面反復(fù)循環(huán)地壓縮和收集，但氣動(dòng)扳手的出氣口的氣體不需要回流，可以直接排放在空氣里，因此也在一定程度上減輕了壓力機(jī)的技術(shù)要求。和電動(dòng)扳手相比，氣動(dòng)扳手具有較高的安全性，要產(chǎn)生高強(qiáng)度的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力，必須要有高壓和強(qiáng)電流，因此在技術(shù)上必須要求有很高的材料絕緣性。沖擊扳手和定扭矩扳手相比較主要是沖

11、擊扳手能產(chǎn)生高強(qiáng)度的瞬時(shí)沖擊力，滿足高扭力聯(lián)接的需要。4.2 CAD技術(shù)的發(fā)展 CAD造型技術(shù):起步于50年代,隨著在計(jì)算機(jī)屏幕上繪圖成為可能而開始迅速發(fā)展.人們希望借助此項(xiàng)技術(shù)來擺脫繁瑣、費(fèi)時(shí)和低精度的傳統(tǒng)手工繪圖。當(dāng)時(shí)，CAD技術(shù)的出發(fā)點(diǎn)是用傳統(tǒng)的三視圖方法來表達(dá)零件，以圖紙為媒介進(jìn)行技術(shù)交流，這就是二維計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)，CAD的含義僅僅是圖板的替代品（Computer Aided Drawing）。CAD技術(shù)從出現(xiàn)到逐漸走向成熟經(jīng)歷了無數(shù)的風(fēng)風(fēng)雨雨，但是仍然可以把它歸結(jié)為CAD技術(shù)發(fā)展的四次技術(shù)革命。即(1曲面造型技術(shù)、2實(shí)體造型技術(shù)、3參數(shù)化技術(shù)、4變量化技術(shù))。 曲面造型技術(shù)：60年代

12、出現(xiàn)的三維CAD系統(tǒng)只是極為簡單的線框式系統(tǒng)。這種初期的線框造型系統(tǒng)只能表達(dá)基本的幾何信息不能有效表達(dá)幾何數(shù)據(jù)間的拓?fù)潢P(guān)系。由于缺乏形體的表面信息，CAM無法實(shí)現(xiàn)。飛機(jī)和汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展給三維CAD帶來了良好的機(jī)遇，為了解決飛機(jī)和汽車設(shè)計(jì)制造中遇到的大量自由曲面問題，法國人提出貝賽爾算法，使得人們用計(jì)算機(jī)處理曲線及曲面問題變得可以操作，同時(shí)也使得法國的達(dá)索飛機(jī)制造公司開發(fā)者們能在二維繪圖系統(tǒng)CADAM的基礎(chǔ)上，提出以表面模型為特點(diǎn)的自由曲面建模方法推出了三維曲面造型系統(tǒng)CATIA。CATIA的出現(xiàn)標(biāo)志著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)從單純模仿工程圖紙的三視圖模式中解放出來，首次實(shí)現(xiàn)了在計(jì)算機(jī)內(nèi)較完整地描

13、述產(chǎn)品零件的主要信息，同時(shí)也為CAM技術(shù)的開發(fā)打下了基礎(chǔ)。曲面造型系統(tǒng)帶來了第一次CAD技術(shù)革命，它改變了以往只能借助油泥模型來近似表達(dá)曲面的落后的工作方式。 曲面造型系統(tǒng)帶來的技術(shù)革新，使汽車開發(fā)手段有了質(zhì)的飛躍，新車型開發(fā)速度也大幅度提高，許多車型的開發(fā)周期由原來的6年縮短到約3年。汽車工業(yè)對(duì)CAD系統(tǒng)的大量采用，反過來也大大促進(jìn)了CAD技術(shù)本身的發(fā)展。實(shí)體造型技術(shù)：80年代初，CAD系統(tǒng)價(jià)格依然令一般企業(yè)望而卻步，這使得CAD技術(shù)無法擁有更廣闊的市場。為使自己的產(chǎn)品更具特色，在有限的市場中獲得更大的份額，以CV、SDRC和UG為代表的系統(tǒng)開始朝各自的發(fā)展方向前進(jìn)。70年代末到80年代初，

14、CAE和CAM技術(shù)也有了較大發(fā)展。表面模型使CAM問題基本得到解決。但由于表面模型技術(shù)只能表達(dá)形體的表面信息，難以準(zhǔn)確表達(dá)零件的其它特性，如質(zhì)量、重心和慣性矩等，對(duì)CAE十分不利。基于對(duì)CAD/CAE一體化技術(shù)發(fā)展的探索，SDRC公司于1979年發(fā)布了世界上第一個(gè)完全基于實(shí)體造型技術(shù)的大型CAD/CAE軟件I-DEAS。實(shí)體造型技術(shù)能夠精確地表達(dá)零件的全部屬性，有助于統(tǒng)一CAD、CAE和CAM的模型表達(dá)，給設(shè)計(jì)帶來了方便，代表著未來CAD技術(shù)的發(fā)展方向。但實(shí)體造型技術(shù)在帶來了算法的改進(jìn)和未來發(fā)展希望的同時(shí)，也帶來了數(shù)據(jù)計(jì)算量的極度膨脹。在當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)硬件條件下，實(shí)體造型的計(jì)算及顯示速度很慢，離

15、實(shí)際應(yīng)用還有較大的差距。另外，面對(duì)算法和系統(tǒng)效率的矛盾，許多贊成采用實(shí)體造型技術(shù)的公司并沒有下大力氣進(jìn)行開發(fā)，而是轉(zhuǎn)向攻克相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)的表面模型技術(shù)。在以后的10年里，隨著硬件性能的提高，實(shí)體造型技術(shù)又逐漸為眾多CAD系統(tǒng)所采用。 CAD技術(shù)基礎(chǔ)理論的每一次重大進(jìn)展，無一不帶動(dòng)了CAD/CAM/CAE整體技術(shù)的提高以及制造手段的更新。CAD技術(shù)一直處于不斷的發(fā)展與探索之中。五.氣動(dòng)扳手零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及裝配5.1 氣動(dòng)扳手零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)氣動(dòng)沖擊扳手的氣動(dòng)馬達(dá)部分主要由氣缸、轉(zhuǎn)子、氣缸前端蓋、氣缸后端蓋、活動(dòng)葉片這幾個(gè)零件組成氣缸如圖4-1所示。建模過程主要由旋轉(zhuǎn)、切除、打孔等功能來完成。 圖5-1

16、氣缸 氣缸壁左右兩側(cè)的打孔是作為進(jìn)氣孔使用，兩側(cè)分別控制轉(zhuǎn)子的正反轉(zhuǎn)動(dòng)。氣缸底部的兩個(gè)孔作為出氣孔使用。進(jìn)氣孔連接高壓氣體，出氣孔直接和外界相通，兩個(gè)氣壓在轉(zhuǎn)子活動(dòng)葉片上所形成的壓力比就導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，氣缸的偏心設(shè)計(jì)也就是應(yīng)用了這個(gè)原理。氣缸兩側(cè)的進(jìn)氣孔的作用主要是使活動(dòng)葉片均勻受力，氣缸所需的高壓氣體是一部分是經(jīng)過氣缸后端蓋直接進(jìn)入氣缸，另一部分是經(jīng)過氣缸兩側(cè)的進(jìn)氣孔傳到后端蓋的氣槽再進(jìn)入氣缸。氣缸后端蓋如圖4-2所示。建模過程也主要由旋轉(zhuǎn)、切割、打孔等功能來完成。 圖5-2 后端蓋中間兩個(gè)導(dǎo)氣槽使氣流進(jìn)入氣缸，左右兩個(gè)通孔接受高氣壓氣流，并和氣缸兩側(cè)的進(jìn)氣孔連接，傳導(dǎo)氣流到氣缸前端蓋。氣缸

17、前端蓋如圖4-3所示，建模過程和前端蓋相似，就是左右兩側(cè)形成不通孔。 圖5-3 前端蓋 接受到氣缸兩側(cè)進(jìn)氣孔傳來的氣流，通過導(dǎo)氣槽進(jìn)入氣缸。這樣氣缸里的活動(dòng)葉片兩側(cè)同時(shí)受力，均勻的受到等力驅(qū)動(dòng)。氣動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)子如圖4-4所示。建模過程主要由拉伸、切割、陣列等功能來完成。圖5-4 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子主體開6等分活動(dòng)葉片槽，聯(lián)接花鍵采用11齒漸開線花鍵。帶花鍵一端和前端蓋配合，另一端和后端蓋配合。氣動(dòng)馬達(dá)后端蓋的高壓氣流，也是通過機(jī)殼蓋的導(dǎo)氣槽得到的。機(jī)殼蓋如圖4-5所示。建模過程主要由拉伸、切割、打孔等功能來完成的。圖5-5 機(jī)殼蓋機(jī)殼蓋和機(jī)殼配合，主要承受扳手的后推力，導(dǎo)氣槽主要作用就是將來自扳手把手部分

18、進(jìn)氣管道的氣流傳導(dǎo)到氣缸內(nèi)部，并利用活動(dòng)葉片兩面受力的壓力差驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。它和機(jī)殼配合時(shí)要求密封配合，因此采用鋼紙作為墊片，機(jī)殼蓋墊片如圖2-6所示。氣動(dòng)沖擊扳手的沖擊錘打組件主要由沖擊架、傳動(dòng)套、沖擊爪這幾部分組成。沖擊架如圖4-6所示。建模過程主要由旋轉(zhuǎn)、拉伸、打孔等功能來完成。圖5-6 沖擊架在氣動(dòng)沖擊扳手中，沖擊架主要就是作為儲(chǔ)能元件被使用，它后端口安裝一個(gè)傳動(dòng)套，用來接受來之氣缸組件中轉(zhuǎn)子輸出的扭矩。傳動(dòng)套如圖4-7所示。建模過程主要由旋轉(zhuǎn)、切割、陣列等功能來完成。圖5-7 傳動(dòng)套花鍵聯(lián)接部分和氣動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)子的花鍵配合，也是11齒漸開線花鍵。上面開口部分就是為了撥動(dòng)沖擊爪。沖擊爪如圖4

19、-8所示。建模過程主要由旋轉(zhuǎn)、拉伸、切割等功能來完成。圖5-8 沖擊爪沖擊爪軸安裝在沖擊架的兩個(gè)安裝孔上，方形部分和傳動(dòng)套的開口作用，爪扣部分主要和輸出軸作用。在傳動(dòng)套的撥動(dòng)下，周期性的對(duì)輸出軸進(jìn)行沖擊。氣動(dòng)沖擊扳手輸出軸如圖4-9所示。建模過程主要由旋轉(zhuǎn)、拉伸、掃掠等功能來完成。圖5-9 輸出軸輸出軸在開爪扣糟時(shí)，要求考慮制作工藝，因此有一段過度部分來滿足零件加工制作過程中刀具切割的路徑。輸出軸爪扣槽部分和沖擊爪扣作用，當(dāng)沖擊爪受到傳動(dòng)套撥動(dòng)和輸出軸碰撞時(shí)，既可輸出沖擊扭矩，當(dāng)空載時(shí)輸出氣動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)子的恒定扭矩。輸出軸輸出聯(lián)接端采用14厘米的方形聯(lián)接鍵。和緊固件套筒聯(lián)接時(shí)為了避免高強(qiáng)度沖擊產(chǎn)生

20、的聯(lián)接不穩(wěn)定，因此在輸出軸端的機(jī)殼外端貼附一個(gè)離合器機(jī)殼來緩減沖擊。離合器機(jī)殼如圖4-10所示。建模過程主要由旋轉(zhuǎn)功能來完成。圖5-10 離合器機(jī)殼輸出軸的高速轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)對(duì)機(jī)殼產(chǎn)生強(qiáng)摩擦，為了保護(hù)機(jī)殼，就在其內(nèi)部附加一個(gè)低粗糙度的套筒柄。套筒柄如圖2-11所示。它將輸出軸和機(jī)殼隔開，既保護(hù)了機(jī)殼不受摩擦，也作為滑動(dòng)軸承來支持輸出軸的高速轉(zhuǎn)動(dòng)?？紤]到高壓廢氣高速排除機(jī)體所帶來的不利因素，在設(shè)計(jì)扳手時(shí)，要在出氣口加一個(gè)排氣變流裝置。高壓廢氣流受到凸弧面的阻擋，速度自然下降。圖5-11 套筒柄5.2氣動(dòng)扳手裝配以上對(duì)相關(guān)零件進(jìn)行了實(shí)體建模后，下面要對(duì)其進(jìn)行裝配，以實(shí)現(xiàn)各個(gè)組件的功能。氣動(dòng)馬達(dá)組件的裝配圖

21、如圖5-12所示。圖5-12氣動(dòng)馬達(dá)裝配圖轉(zhuǎn)子在偏心氣缸內(nèi)的裝配位置如圖5-13所示。圖5-13 氣動(dòng)馬達(dá)剖面圖偏心設(shè)計(jì)就可以造成壓力差。這也是氣動(dòng)馬達(dá)的設(shè)計(jì)原理。沖擊錘打組件的裝配圖，如圖5-14所示。圖5-14沖擊錘打組件裝配圖沖擊爪和傳動(dòng)套的配合情況，如圖5-15所示。圖5-15沖擊爪和傳動(dòng)套配合圖沖擊爪和輸出軸相對(duì)位置，如圖5-16所示。圖5-16 沖擊爪和輸出軸相對(duì)位置沖擊爪受傳動(dòng)套的撥動(dòng)，可以使其和輸出軸相頂或分離。在分離時(shí)，沖擊架利用本身的慣性特點(diǎn)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩進(jìn)形儲(chǔ)能；當(dāng)相頂時(shí)，沖擊架積蓄的扭矩通過沖擊爪傳遞給輸出軸。致使輸出軸輸出高強(qiáng)度的沖擊扭矩。沖擊完成后，沖擊爪再次和輸出軸分

22、離。這樣就形成一個(gè)周期性的扭矩儲(chǔ)能和沖擊錘打的過程。氣動(dòng)馬達(dá)和沖擊錘打組件這兩部分的配合就形成了氣動(dòng)沖擊扳手的主要工作部分。氣動(dòng)馬達(dá)、沖擊錘打組件、輸出軸裝配圖，如圖5-17所示。 圖5-17內(nèi)心主要部件裝配圖5.3 相關(guān)數(shù)據(jù)分析 氣動(dòng)馬達(dá)以高壓空氣作為動(dòng)力源，高壓空氣進(jìn)入汽缸內(nèi)，對(duì)活動(dòng)葉片產(chǎn)生壓力，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖2-22為氣動(dòng)馬達(dá)橫截面，來計(jì)算分析數(shù)據(jù)。圖5-18氣動(dòng)馬達(dá)橫截面圓O1 是轉(zhuǎn)子橫截面，半徑R1為21.8，圓O2 是汽缸橫截面，半徑R2為18.65，圖上兩個(gè)截圓的中心距O1 O2 為2.7。AB為氣動(dòng)馬達(dá)活動(dòng)葉片受力部分。角a、b、c的關(guān)系為： （5-1）對(duì)于三角形AO1 O

23、2 ，由正弦定理： （5-2）可得： （5-3）再由余弦定理： （5-4）得： （5-5）氣動(dòng)馬達(dá)葉片的長度L=34.9，所以實(shí)際受力面積是S=AB·L。高壓氣體的壓強(qiáng)為90個(gè)大氣壓，P=9.09×106 N/m2，葉片上受到的力N=P·S。所產(chǎn)生的扭矩為： （5-6）氣動(dòng)馬達(dá)和沖擊錘打組件的聯(lián)接采用漸開線花鍵聯(lián)接。 花鍵采用11齒嚙合（z =11），分度圓壓力角為30度（ =30），模數(shù)為0.9（m =0.9）。分度圓直徑為： （5-7）齒頂高和齒根高分別為： （5-8）式中分別為齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)。GB1356-88規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值分別為1和0.25，非標(biāo)準(zhǔn)短齒為0.8和0.3。齒頂圓直徑為： （5-9）齒根圓直徑為： （5-10）齒厚為： （5-11）由以上式子可計(jì)算得出聯(lián)接花鍵軸的各個(gè)參數(shù)，部分主要參數(shù)見表2-