機(jī)械原理課程設(shè)計-自動制釘機(jī)設(shè)計

一．簡介鋼釘是用途極為廣泛的建筑五金制品。它是用于釘固物體的鋼絲制品，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑、民用等各個方面，主要用于軸向別離力較小徑向剪切力不大的物體的固定，具有加工簡單、使用方便、釘固迅速等特點。在當(dāng)今的建筑行業(yè)中，需要大量的鋼釘作為勞動的工具，一棟中等規(guī)模的建筑物，所需要的鐵釘?shù)臄?shù)量可以千萬計，所以高效、合理、廉價地生產(chǎn)出鋼釘是十分有必要的。正因為這些要求，制釘機(jī)的設(shè)計必須整體結(jié)構(gòu)緊湊，科學(xué)合理，性能穩(wěn)定，操作簡單簡便利，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化生產(chǎn)。我們設(shè)計的全自動制釘機(jī)主要采用低碳鋼絲作為原料，通過拉直，冷擠等工序來生產(chǎn)我們?nèi)粘Ｉ钪械乃描F釘，具有原材料本錢低廉，容易取得、來源廣泛，投資較少等優(yōu)點。二．工作原理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下列工藝動作來完成的。校直鋼絲，并按節(jié)拍要求間歇地輸送到裝夾工位；冷鐓釘帽，在此前需夾緊鋼絲；冷擠釘尖；剪斷鋼絲；夾絲裝置釋放，重新輸送鋼絲。三．原始數(shù)據(jù)鐵釘直徑為：鐵釘長度25—80mm；自動制釘機(jī)的生產(chǎn)能力是348枚/min。最大冷墩力3000N，最大剪斷力2500N。冷墩滑塊質(zhì)量8kg，其他構(gòu)件質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量不計；四．設(shè)計思路為了使我們設(shè)計的機(jī)構(gòu)能夠滿足產(chǎn)品的設(shè)計要求，我們的設(shè)計思路是：校直鋼絲：首先送絲與校直動作要協(xié)調(diào)，又要使送絲有間歇性，因此我們選用了槽輪機(jī)構(gòu)帶動滾輪完成間歇送絲運動。冷鐓釘帽：我們所看到的釘子都有釘帽，由夾緊機(jī)構(gòu)夾持鋼絲時，露出一段鋼絲進(jìn)行冷鐓釘帽，可采用移動或者擺動式的沖壓機(jī)構(gòu)。冷擠釘尖：通過模具擠壓出釘尖形狀。切斷鋼絲：擠壓完成后，切斷機(jī)構(gòu)剪斷鋼絲，可采用凸輪機(jī)構(gòu)。夾緊機(jī)構(gòu)松開，鐵釘落下。送絲機(jī)構(gòu)重新送絲，工序重復(fù)，實現(xiàn)自動制釘?shù)哪康?。五．方案設(shè)計5.1方案擬定方案一：送絲矯直機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)剪斷機(jī)構(gòu)凸輪推桿機(jī)構(gòu)壓緊機(jī)構(gòu)凸輪推桿機(jī)構(gòu)冷鐓釘帽機(jī)構(gòu)凸輪推桿機(jī)構(gòu)傳動機(jī)構(gòu)齒輪傳動本方案中的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)經(jīng)過計算按照預(yù)定的運動規(guī)律進(jìn)行運動，即在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)下方的推塊接觸鋼絲的時候，推塊的運動軌跡為水平線，實現(xiàn)間歇送絲的目的。剪斷機(jī)構(gòu)、壓緊機(jī)構(gòu)和冷鐓釘帽機(jī)構(gòu)均選擇了凸輪機(jī)構(gòu)。整個運動過程是：送料機(jī)構(gòu)先送絲到位，接著壓緊機(jī)構(gòu)壓緊鋼絲，然后冷鍛釘帽機(jī)構(gòu)進(jìn)行鐓頭，最后剪斷機(jī)構(gòu)剪斷鋼絲。方案二：送絲校直機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)冷鐓機(jī)構(gòu)凸輪連桿沖壓機(jī)構(gòu)冷擠（剪斷）機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)本方案中的槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，可實現(xiàn)間歇性送料。剪斷機(jī)構(gòu)和冷鐓機(jī)構(gòu)均采用凸輪機(jī)構(gòu)。整個運動過程是：送料機(jī)構(gòu)先送料到位，通過孔洞進(jìn)行料材的固定，然后冷鐓釘帽機(jī)構(gòu)進(jìn)行墩頭，最后剪斷機(jī)構(gòu)剪斷鋼絲。5.2方案比較方案一：優(yōu)點是機(jī)構(gòu)選擇簡單，凸輪機(jī)構(gòu)很容易實現(xiàn)預(yù)定的運動規(guī)律，其中三個功能機(jī)構(gòu)均選擇了凸輪機(jī)構(gòu)，這樣在設(shè)計過程中可以一起進(jìn)行設(shè)計，大大減少了設(shè)計工作量。缺點是用鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)作為送絲機(jī)構(gòu)，這樣對于送絲的最大長度有限制性，很難在控制機(jī)構(gòu)所占空間不大的前提下，實現(xiàn)大距離的送絲。方案二：優(yōu)點是機(jī)構(gòu)選擇簡單，通過槽輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行送料，改善了曲柄滑塊機(jī)構(gòu)造成的不便，同時通過孔洞來進(jìn)行鋼絲的位置固定，減少了機(jī)構(gòu)的使用，降低了機(jī)構(gòu)的整合難度。考慮到制造工藝和機(jī)構(gòu)盡量簡單的原理，我們選擇第二種方案作為我們的最終機(jī)構(gòu)。六．機(jī)構(gòu)選型6.1槽輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，能準(zhǔn)確控制轉(zhuǎn)角，通過平穩(wěn)地、間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位，將鋼絲送往孔洞中。1.11.26.2沖壓機(jī)構(gòu)采用沖壓機(jī)構(gòu)對鋼絲進(jìn)行冷鐓，連桿與凸輪相連，凸輪轉(zhuǎn)動時帶動滑塊來回往復(fù)運動，從而對鋼絲進(jìn)行冷鐓。1.31.46.3凸輪機(jī)構(gòu)對于切斷鋼絲的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，采用凸輪機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)的最大特點是結(jié)構(gòu)簡單，容易制造。1.51.66.4電動機(jī)選擇常用原動機(jī)的運動形式分為：連續(xù)轉(zhuǎn)動、往復(fù)移動、往復(fù)擺動。由子制釘機(jī)各個機(jī)構(gòu)的主動件基本上都采用轉(zhuǎn)動形式，所以決定采用連續(xù)轉(zhuǎn)動形式的原動機(jī)。符合條件的原動機(jī)有電動機(jī)、油壓馬達(dá)、氣動馬達(dá)、柴油機(jī)、汽油機(jī)?？紤]到整個制釘機(jī)對功率的要求不高，也不需要太大的起動轉(zhuǎn)矩，所以我們決定采用電動機(jī)。它的優(yōu)點是驅(qū)動能源容易獲得，方便，初始的成本也較低，運轉(zhuǎn)費用低、維護(hù)要求也較少。6.53D建模展示1.8七．尺寸設(shè)計7.1傳動比計算總傳動比電動機(jī)轉(zhuǎn)速n=500r/min7.2齒輪基本參數(shù)齒輪模數(shù)m/mm齒數(shù)z齒寬b/mm1250302272303230204240205230207.3槽輪基本參數(shù)R1R2hra38.15mm38.15mm25.35mm3mm53.95mmRR?=38.15+38.15?53.95+3=25.35mm?=1*（4-2）/8=1/4每轉(zhuǎn)送料長度l=50×3.14÷4=39.25mm釘子長度L=39.25?4=35.25mm7.4凸輪基本參數(shù)凸輪機(jī)構(gòu)行程24mm沖壓機(jī)構(gòu)行程39.88mm八．心得體會時間飛逝，在充實忙碌中的幾周機(jī)械原理課程設(shè)計已接近尾聲，回首這幾周的課設(shè)過程，感慨萬千，課設(shè)過程中也遇到很多困難，但在我們的共同努力下，成功完成了任務(wù)。對于自動制釘機(jī)，從起初的不了解到后來的逐步知道它，感覺就是交朋友一樣，從中我們也明白了，任何事只有在你認(rèn)真的接觸它時，你才能真正的了解它，當(dāng)我們用心來攻克一件事時，我們就能成功！課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識，發(fā)現(xiàn)，提出，分析和解決實際問題，鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對學(xué)生實際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程.通過這次課程設(shè)計，使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能更好地理解所學(xué)的專業(yè)知識，在設(shè)計過程中，我們也學(xué)到了一些除技能以外的其他東西，領(lǐng)略到了別人在處理專業(yè)技能問題時顯示出的優(yōu)秀品質(zhì)，更深切的體會到人與人之間的那種相互協(xié)調(diào)合作的機(jī)制。1李瑞琴主編