螺母安裝機機械原理課程設計說明書

1、機械原理課程設計報告課題名稱：螺母安裝機 專業(yè)班級：機械設計制造及其自動化0907班學 生： 何磊學 號： 20090430707任課老師： 楊 華指導老師： 楊 華目 錄一、小組分工及工作安排.二、螺母安裝機功能要求及說明三、執(zhí)行機構的選型和方案設計四、減速機構的運動設計五、課程設計體會和建議參考文獻.一小組分工及工作安排小組分工：此次課程設計小組由何磊，陳立紅，程梟，陳鼎四人組成。時間安排：一周分工安排：何磊，陳立紅負責各個機構簡圖的繪制，程梟負責運動循環(huán)圖的繪制，陳鼎負責設計說明書的撰寫。期間小組成員相互討論，協(xié)調(diào)合作，在老師的知道能幫助指導下克服各種困難共同完成此次課程設計。二螺母安裝

2、機功能要求及說明料筒里的螺母，經(jīng)螺母推送機構傳送至剛好由工件推送機構傳輸過來的螺栓的正上方，由自動扳手把螺母旋入螺栓，直至配裝零件擰緊達到所需要求為止，然后扳手按照預定行程返回，此時即完成一個安裝工作循環(huán)，以后均重復以上工作循環(huán)。各個機構運動要求：工件推送機構、螺母推送機構、扳手推送機構。扳手連續(xù)旋轉(zhuǎn)，當扳手下移套住螺母推送機構上的螺母后，螺母推送機構才開始退回。氣動扳手說明：擰螺母的扳手采用已有的氣動扳手。扳手為定力矩扳手，始終在旋轉(zhuǎn)，在擰緊時可以自動打滑。設計時只需考慮扳手的上下動作。每分鐘安裝10個螺母，擰緊螺母時所需要的扭矩 M = 5 N/m。工件輸送原理：利用單向限位塊，推送時由限

3、位塊頂住工件，退回時由于反向無限位可避讓工件。三、執(zhí)行機構的選型和方案設計1. 扳手推送機構根據(jù)設計要求對氣動扳手的運動規(guī)律進行分析，同時考慮到螺母安裝的時間限制可以知道扳手做無間歇往復運動。能夠?qū)崿F(xiàn)往復運動的機構有凸輪機構、連桿機構、齒輪齒條機構、螺旋機構以及其它各種組合機構。（1）凸輪機構凸輪機構結構簡單、緊湊、設計方便是一種看似很合理的設計。一般凸輪為主動件，作連續(xù)回轉(zhuǎn)運動，從動件的運動規(guī)律可以由運動循環(huán)圖得出。但是，由于主從動件之間為點、線接觸，易磨損，適用于運動規(guī)律復雜、傳力不大的場合。所以，舍棄凸輪設計。（2）齒輪機構齒輪傳動是應用最為廣泛的一種傳動形式，與其它傳動相比，具有效率高

4、、壽命長、工作可靠、結構緊湊、速度范圍廣、傳遞的功率大、能保證恒定傳動比。缺點是制造及安裝精度要求高，成本高，不適于兩軸中心距過大的傳動。而我們經(jīng)過計算，根據(jù)傳動要求設計的齒輪過大，不符合要求，故舍棄齒輪設計。（3）連桿機構在曲柄滑塊機構中，當曲柄整周回轉(zhuǎn)時，滑塊往復運動，對心曲柄滑塊機構的滑塊最大行程為曲柄長度的兩倍，若增加曲柄長度，可以增大行程。偏置的曲柄滑塊機構具有急回運動特性，當曲柄長度或偏距加大時，急回特性顯著，而連桿長度減小時，急回特性減緩。經(jīng)過我們小組的設計與計算，由于扳手做無間歇往復運動，考慮到設計的合理與簡潔，我們使用對心曲柄滑塊機構。又根據(jù)設計說明扳手連續(xù)旋轉(zhuǎn)，當扳手下移套

5、住螺母推送機構上的螺母后，螺母推送機構才開始退回。然而，扳手為定力矩扳手，始終在旋轉(zhuǎn)，在擰緊時可以自動打滑。設計時只需考慮扳手的上下動作。故將曲柄定為40 mm，連桿為100mm。校核時，機構最小傳動角為66°，符合最小傳動角要大于40°-50°的要求。從上面各種往復運動機構優(yōu)缺點的分析及應用的范圍，我們小組最終決定使用連桿機構中的曲柄滑塊機構實現(xiàn)氣動扳手的運動，如圖3所示。圖32.工件推送機構由工件推送要求的限制，推送機構要進行無間歇往復運動，而能夠?qū)崿F(xiàn)往復運動的機構很多，比如：連桿機構、齒輪齒條機構、螺旋機構以及其它各種組合機構。第一種送進機曲柄-擺桿-滑塊機

6、構如圖1，可以實現(xiàn)工件的連續(xù)送進與返回，但是此種機構的位置會使整個螺母安裝機過于龐大，傳動機構過于復雜。我小組考慮到設計方便簡介等要求，決定使用對心曲柄滑塊機構作為動力機構，如圖2。經(jīng)過我們小組的計算與設計得出，圖2中機構的最小傳動角為66°，符合要求，并且機構結構簡單，設計簡便，加工成本低。故設計機構最后決定為對心曲柄滑塊機構，如圖2。 圖1圖2 3.螺母推送機構根據(jù)設計要求螺母推送機構將做有間歇的往復運動。能夠?qū)崿F(xiàn)間歇移動的機構有凸輪機構、棘輪機構、連桿機構、齒輪機構等及它們的組合機構。而停歇方式又有單側停歇、雙側停歇之分，經(jīng)討論我組選用雙側停歇的螺母推送機構。同時考慮到對機構的

7、掌握和學習情況，我小組最后決定使用凸輪連桿機構。在我們設計的機構中包括凸輪和連桿機構所組成，凸輪作為主動件驅(qū)動與滾子相連的推桿，在一個行程中完成螺母的送進，推桿的停歇與退回等動作。在遠休和近休時凸輪輪廓是一段圓弧，反映到滾子帶動的滑塊上，則滑塊在極限位置停歇，同時回程后停歇，從而實現(xiàn)雙側停歇的間歇往復運動。但由于螺母推送器的推程在150mm到300mm，經(jīng)計算要使用的凸輪過大，不合要求，因此需要行程放大機構。常見的調(diào)節(jié)方式有：杠桿調(diào)節(jié)、螺旋調(diào)節(jié)、偏心調(diào)節(jié)等。設計時，我們小組取推程為150mm，經(jīng)過我小組設計與計算，我們得出兩桿長分別為a = 40mm，b =334mm，然后由作圖得出連桿擺角為

8、26°，校核最小傳動角為78°。再根據(jù)擺角26°，設計的基圓半徑20mm和滾子桿長55mm得到推程24.2mm。又根據(jù)一分鐘內(nèi)擰10個螺母的要求，我們小組設計了凸輪的運動，凸輪的推程運動角是101°，遠休止角60°，回程運動角為101°，近休止角98°，故運動循環(huán)圖如圖4。在校核凸輪的最大壓力角為44°，符合設計要求，而同時考慮到設計簡便，制造容易等因素決定采用如圖5所示的杠桿-凸輪放大行程機構。 圖4 圖5 四、減速機構的運動設計減速機構如圖6：減速機構設計要求：齒輪齒數(shù)約為20，又要大于17，模數(shù) m = 2.

9、55 mm,單級傳動比小于等于8,帶輪直徑>=80mm ,10個螺母/min，緊螺母時所需要的扭矩M=5N/m電機轉(zhuǎn)速：960r/min帶輪傳動比：4與帶輪連接的齒輪1傳動比：n3/n4 = 4齒輪2傳動比：n5/n6 = 6五、課程設計體會和建議談到課程設計，可以說是有苦有得，尤其是在最后看著圖一張張完成，看著我們設計的機構慢慢成型，那心中的喜悅，遠遠勝過我這幾天所經(jīng)受的疲憊。起初，看到老師出的題目可以說不知從何下手，從一起的討論，到方案的分析，我們不斷發(fā)現(xiàn)問題，并總是討論，想方設法解決，有事覺得想要放棄那種方法，可是看著別的組漸漸成型的機構，我最終定下心來解決問題。直到問題得以解決,看著一次又一次的修改，覺得每個組員都辛苦了，大家每個人都不間斷的完成各項任務，一次又一次的研究機構和畫圖。從機械原理到工程圖學，翻著各種書，不斷運算，從這些過程中，才明白其實每個精美設計的背后都是需要很復雜的思考與推敲。盡管我們的設計不是最合理的，不是最經(jīng)濟的，不是最精美的。但是它的產(chǎn)生絲毫不松懈。學習的過程就是獨立思考，通過這次的設計，各