自動(dòng)制釘機(jī)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)

1、好理學(xué)院機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)題目名稱自動(dòng)制釘機(jī)專業(yè)班級(jí)15機(jī)制（專升本）學(xué)生姓名劉備學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師諸葛亮機(jī)械與電子工程系二O六年六月十六日目錄一、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 3二、設(shè)計(jì)內(nèi)容 41. 根據(jù)工藝動(dòng)作要求擬定運(yùn)動(dòng)示意圖 42. 各機(jī)構(gòu)的選型設(shè)計(jì) 5選型設(shè)計(jì) 5自動(dòng)制釘機(jī)的功能分解 6系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖 93. 方案的比較 94. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程 13.連桿機(jī)構(gòu) 13夾緊凸輪 13冷擠（切斷）凸輪 13齒輪的選擇 14槽輪半徑的選擇 14電動(dòng)機(jī)的選擇 145. 運(yùn)動(dòng)方案選擇 156. 運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 16總結(jié) 17參考文獻(xiàn) 18一、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書專業(yè) 15機(jī)制（升本） 學(xué)號(hào)XXXXXXX

2、XXX姓名 劉備設(shè)計(jì)題目：自動(dòng)制釘機(jī)的設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)題目制造木工用大大小小的鐵釘是將一卷直徑與鐵釘直徑相等的低碳鋼絲通過(guò) 下列工藝動(dòng)作來(lái)完成的。1）校直鋼絲。并按節(jié)拍要求間歇地輸送到裝夾工位。2）冷鐓釘帽，在此前夾緊鋼絲。3）冷擠釘尖。4）剪斷鋼絲。二、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求：1）鐵釘直徑一。2）鐵釘長(zhǎng)度2580mm3）生產(chǎn)率360枚/min。4）最大冷鐓力3000N 最大剪斷力2500M5）冷鐓滑塊質(zhì)量8kg，其他構(gòu)件質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不計(jì)。6）要求結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)性能優(yōu)良，噪聲盡量減小三、設(shè)計(jì)任務(wù)1）按工藝動(dòng)作要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。2）進(jìn)行送絲校直機(jī)構(gòu)、冷鐓釘帽機(jī)構(gòu)、冷擠釘尖機(jī)構(gòu)、剪斷鋼絲機(jī)構(gòu)的選型。3

3、）機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)價(jià)和選擇。4）按選定的電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)擬定機(jī)械傳動(dòng)方案。5）設(shè)計(jì)飛輪和確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)。6）畫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖。7）按蚌埠學(xué)院相關(guān)格式要求編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書二、設(shè)計(jì)內(nèi)容1. 根據(jù)工藝動(dòng)作要求擬定運(yùn)動(dòng)示意圖送絲校直機(jī)構(gòu)（1）：首先送絲與校直動(dòng)作要協(xié)調(diào)，又要使送絲有間隙性，因 此我們選用了槽輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)滾輪完成間歇送絲運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)摩擦輪初步校直。另外我們的槽輪沒(méi)有直接接到摩擦輪， 而是接到齒輪，可以通過(guò)齒輪的一套替換可 以實(shí)現(xiàn)不同的傳動(dòng)比，從而使摩擦輪的轉(zhuǎn)速可調(diào)，使送絲長(zhǎng)度可以變化，因此可 調(diào)整釘子的長(zhǎng)度，更好的滿足設(shè)計(jì)要求。夾緊機(jī)構(gòu)（2）:因?yàn)橐谒徒z后夾緊一段時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)其

4、他工序， 因此采用凸 輪，利用其遠(yuǎn)休段夾緊鐵絲一段時(shí)間來(lái)保障其他工序。 雖然機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)比較 復(fù)雜，但是傳動(dòng)平穩(wěn)性較高，運(yùn)行可靠。冷鐓釘帽機(jī)構(gòu)（3）：采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)功能， 制造和結(jié)構(gòu)相對(duì) 簡(jiǎn)單，具有急回特性，能提高生產(chǎn)效率。冷擠釘尖機(jī)構(gòu)（4）:為提高生產(chǎn)率，將冷鐓和冷擠同時(shí)進(jìn)行，因此該機(jī)構(gòu)與 冷鐓機(jī)構(gòu)具有相同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，同時(shí)為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)工作量和減少加工生產(chǎn)該機(jī)構(gòu)所 須的生產(chǎn)設(shè)備，時(shí)間準(zhǔn)備，可設(shè)計(jì)將冷鐓和冷擠使用同種曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，只是裝配的位置不同而已。剪斷鋼絲機(jī)構(gòu)（5）：采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)規(guī)律與冷鐓和冷擠相似，只不 過(guò)是在冷擠過(guò)后實(shí)現(xiàn)剪切，也可使用與冷鐓和冷擠相同的曲柄滑塊機(jī)

5、構(gòu)， 只是起始狀態(tài)和裝配位置不同圖3所示為該方案的運(yùn)動(dòng)示意圖。2. 各機(jī)構(gòu)的選型設(shè)計(jì)選型設(shè)計(jì)制造木工用大大小小的鐵釘是將一卷直徑與鐵釘直徑相等的低碳鋼絲通過(guò) F列工藝動(dòng)作來(lái)完成的。1 ）送絲校直機(jī)構(gòu)：并按節(jié)拍要求間歇地輸送到裝夾工位。2 ）冷鐓釘帽：在此前夾緊鋼絲。3 ）冷擠釘尖4 ）剪斷鋼絲圖（a）和（b）分別為冷鐓釘帽和冷擠釘尖的工作原理圖：圖（a）圖（b）自動(dòng)制釘機(jī)的功能分解自動(dòng)制釘機(jī)要依次完成送絲校直，夾緊，剪斷，冷擠，冷鐓五個(gè)動(dòng)作。圖1所示為自動(dòng)制釘機(jī)的樹(shù)狀功能 圖送絲校直槽輪的間隙運(yùn)動(dòng)自動(dòng)制釘機(jī)的功夾緊凸輪直桿機(jī)構(gòu)的循環(huán)運(yùn)動(dòng)剪斷往復(fù)運(yùn)動(dòng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的Z- 、K -冷擠 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)

6、的冷鐓曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的圖1自動(dòng)制釘機(jī)的樹(shù)狀功能圖（1）金屬卷料校直，送料功能 采用槽輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行送料。當(dāng)銷輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng) 一周時(shí)，槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)1/4周（其送料長(zhǎng)度為1/4槽輪周長(zhǎng)）；槽輪送料時(shí)鋼絲通過(guò) 視圖左邊的滾子進(jìn)行自動(dòng)校直。圖(2) 工件夾緊功能采用凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊。其機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示，通過(guò)推桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)鋼絲的夾緊和放松，夾緊桿的來(lái)回運(yùn)動(dòng)則由凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng) 來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖(3) 工件冷鐓功能采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)鋼絲進(jìn)行冷鐓。其機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示,連桿與齒輪相連，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)滑塊來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 從而對(duì)鋼絲進(jìn)行冷鐓。采用凸輪機(jī)構(gòu)。其機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示。其工(4) 工件冷擠一一切斷功能 件原理和夾緊裝置相似。

7、系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖根據(jù)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式，繪制機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖如下圖所示3. 方案的比較方案一、如圖所示送料機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)夾緊機(jī)構(gòu)一一凸輪連桿機(jī)構(gòu)冷鐓機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)冷擠（切斷）機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)點(diǎn)評(píng)：本方案能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)制釘機(jī)的4個(gè)主要?jiǎng)幼鳎?但冷鐓機(jī)構(gòu)的力要比較 大，而對(duì)心曲柄滑塊沒(méi)有急回運(yùn)動(dòng)， 故而會(huì)影響機(jī)器效率。另一個(gè)較大的缺陷是 傳遞運(yùn)動(dòng)較為困難。方案二、如圖1 .9所示送料機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)夾緊機(jī)構(gòu)一一凸輪連桿機(jī)構(gòu)冷鐓機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)冷擠（切斷）機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)點(diǎn)評(píng)：此方案與方案一相似，主要運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與方案一致。與方案一相比，此 方案優(yōu)點(diǎn)在于夾緊，冷鐓，冷擠三大運(yùn)動(dòng)連接在一起，槽輪通過(guò)一個(gè)

8、齒輪就可傳 遞運(yùn)動(dòng)，即傳遞運(yùn)動(dòng)方便。但是冷擠上下都要進(jìn)行，上面的運(yùn)動(dòng)不好傳遞。方案三、如圖1 .10所示 送料機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)夾緊機(jī)構(gòu)一一凸輪連桿機(jī)構(gòu)冷鐓機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)冷擠機(jī)構(gòu)一一凸輪連桿機(jī)構(gòu)圖(a)主視圖圖(b)俯視圖點(diǎn)評(píng)：本方案較前二個(gè)方案有較大不同。四大運(yùn)動(dòng)中，夾緊，冷鐓，冷擠都 在水平面內(nèi)進(jìn)行。通過(guò)錐齒輪，將電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給夾緊，冷鐓，冷擠做運(yùn)動(dòng)。 另一個(gè)槽輪送料機(jī)構(gòu)只需通過(guò)齒輪就可將運(yùn)動(dòng)傳達(dá)。4. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程.連桿機(jī)構(gòu)冷鐓過(guò)程中，采用了曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。根據(jù)要求,其移動(dòng)、擺動(dòng)的行程為25mm 因?yàn)槔溏呥^(guò)程的時(shí)間要根據(jù)送料，夾緊等過(guò)程來(lái)分配，故應(yīng)采取偏置的曲柄滑塊。 根據(jù)圖所示，可推算

9、出曲柄滑塊來(lái)回運(yùn)動(dòng)時(shí)間，從而可以算出行程速比系數(shù)KoK52，K=。嚀護(hù)，所以 =30度。取e=5mm確定A點(diǎn)。此機(jī)構(gòu)的最大壓力角為33度,滿足實(shí)際要求。故A點(diǎn)可取量取AC仁,AC2= AB+BC=AC1BC-AB=AC2由AC1與AC2的距離可求出曲柄 AB與連桿BC的長(zhǎng)度。AB=, BC=夾緊凸輪夾緊機(jī)構(gòu)采用了對(duì)心滾子凸輪。夾緊凸輪的運(yùn)動(dòng)行程應(yīng)根據(jù)鋼絲的直徑來(lái)設(shè) 計(jì)。鋼絲的直徑為。由于此機(jī)構(gòu)在水平面內(nèi)工作，回程時(shí)需要靠彈簧力使其回 程。為使凸輪運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，可使凸輪推程較小，能夠?qū)崿F(xiàn)夾緊功能即可。故取基圓 半徑為R=80m,升程為8mm冷擠（切斷）凸輪為了確保凸輪運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，冷擠力較大，可取基圓半

10、徑為R=60mm升程為4mm齒輪的選擇由于冷鐓，送料的周期相等，故齒輪4與齒輪6必須選擇相同。從電機(jī)傳遞 到飛輪2的轉(zhuǎn)速為360R/MIN,要求生產(chǎn)率為360R/MIN,故 齒輪3與齒輪4, 6 規(guī)格也一樣。齒輪5是連接4與6的，考慮到實(shí)際工程，齒輪 5應(yīng)取大些.故幾 個(gè)齒輪參數(shù)如表所示模數(shù)（mrh壓力角（。）齒數(shù)直徑（mm齒輪34202496齒輪44202496齒輪542040160齒輪64202496表槽輪半徑的選擇本機(jī)構(gòu)中，槽輪是用來(lái)間歇傳送鋼絲的，槽輪每轉(zhuǎn)動(dòng)90次度，送料一次。本機(jī)構(gòu)制造鐵釘長(zhǎng)為70mm冷鐓時(shí)會(huì)擠壓一些鋼絲，故每次送料為75mm即槽輪1/4弧長(zhǎng)為75mm利用弧長(zhǎng)與圓心角

11、的關(guān)系，可求得 R7=48mm電動(dòng)機(jī)的選擇本機(jī)構(gòu)要求生產(chǎn)率為360枚/MIN，即與曲柄焊接的齒輪轉(zhuǎn)速為 360R/MIM 所以選擇電機(jī)的轉(zhuǎn)速為1440R/MIM由于電機(jī)轉(zhuǎn)速較大，需要先減速，一般采用 帶傳動(dòng)來(lái)減速。飛輪1與飛輪2的半徑比為R1:R2 =1:4.如表所示型號(hào)功率電流轉(zhuǎn)速效率功率額定額定最大/kw/A/因數(shù)轉(zhuǎn)矩電力額定（r/min）%cos 轉(zhuǎn)矩Y90L-441440表5. 運(yùn)動(dòng)方案選擇通過(guò)三種方案的優(yōu)缺點(diǎn)的比對(duì)，運(yùn)動(dòng)的可靠性，傳遞的穩(wěn)寫性與可行性，設(shè) 計(jì)的新穎性，我們最終確定了“方案三”為設(shè)計(jì)方案。以下為運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖：(a)主視圖(b)俯視圖6.運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖如圖所示緊構(gòu)夾機(jī)黴帽構(gòu)冷

12、釘機(jī)斷構(gòu)茁機(jī)總結(jié)這一次做課程設(shè)計(jì)的過(guò)程對(duì)我來(lái)說(shuō)是一個(gè)全新的體驗(yàn)，從完全不知道從何著 手到學(xué)會(huì)查閱資料，再到加入自己的設(shè)計(jì)思想，接著再發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，仔 細(xì)琢磨反復(fù)推敲，不斷發(fā)現(xiàn)新的不足之處，不斷改良，終于完成了這個(gè)全自動(dòng)制 釘機(jī)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書。回頭看看這近兩星期的設(shè)計(jì)過(guò)程，真是感慨萬(wàn)千。首先，課程設(shè)計(jì)是對(duì)我們所學(xué)知識(shí)的綜合考驗(yàn)， 在整個(gè)設(shè)計(jì)中，始終使我感 到力不從心的是知識(shí)的捉襟見(jiàn)肘， 所學(xué)的知識(shí)只是皮毛，真要解決實(shí)際問(wèn)題就會(huì) 遇到各種各樣的困難，未知的知識(shí)太多，感覺(jué)肚子里沒(méi)貨，面對(duì)問(wèn)題不知所措。 比如冷鐓機(jī)構(gòu)，對(duì)于冷鐓滑塊速度的計(jì)算，由于角度都不是特殊角，反復(fù)使用正 弦，余弦定理，對(duì)于小角

13、度也不會(huì)使用近似，算了很久，也錯(cuò)了好多次，特別是 最后快去打印時(shí)，發(fā)現(xiàn)先前的計(jì)算有一處近似使用錯(cuò)誤， 結(jié)果急忙改正，改了好 多處，多花了好多時(shí)間。其次，課程設(shè)計(jì)考驗(yàn)了我們的團(tuán)結(jié)合作能力，以及集體處理問(wèn)題的能力?，F(xiàn) 在的我們說(shuō)實(shí)話還不是很會(huì)合作辦事， 不是各抒己見(jiàn)，就是工作都是由幾個(gè)人來(lái) 做。這次課程設(shè)計(jì)使我們加強(qiáng)了團(tuán)結(jié)協(xié)作的意識(shí)。 一開(kāi)始，我們都不知道怎么合 作，一些人抱著別人做事我拿成果的思想， 又有一些人正好相反，不喜歡別人插 手，想完全按自己的思路，事事包辦。我屬于后者，后來(lái)，我嘗試著組織了幾次 討論，分了下工，發(fā)現(xiàn)每個(gè)人的想法中都有我想不到的地方， 每個(gè)人都很好的完 成了任務(wù)?，F(xiàn)在，我學(xué)會(huì)了相信別人，向別人學(xué)習(xí)，這點(diǎn)也是我最受益的一點(diǎn)。課程設(shè)計(jì)還給了很多平時(shí)無(wú)法體會(huì)到的經(jīng)驗(yàn)， 比如細(xì)節(jié)的重要性，很多細(xì)節(jié) 牽一發(fā)而動(dòng)全身，