自動制釘機(jī)

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 湖南工業(yè)大學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 資 料 袋 機(jī)械工程 學(xué)院（系、部） 第 二 學(xué)年第 二 學(xué)期 課程名稱 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 XX 職稱 教授 學(xué)生姓名 XX 專業(yè)班級 機(jī)械制造及其自動化 學(xué)號 XXXXXXXX 題 目 自動制釘機(jī) 成 績 起止日期 2012年 6 月 4 日～ 2012 年 6 月 8 日

2、 目 錄 清 單 序號 材 料 名 稱 資料數(shù)量 備 注 1 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 1 2 課程設(shè)計(jì)說明書 1 3 課程設(shè)計(jì)圖紙 若干 張 4 5 6 專心---專注---專業(yè) 機(jī) 械 原 理 課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說明書 自動制釘機(jī) 起止日期： 2012 年 6 月 4 日 至 2012 年 6 月 8 日 學(xué)生姓名 班級 學(xué)號 成績 指導(dǎo)教師(簽字) 機(jī)械工程學(xué)院（部） 2012年 月 日 目

3、　錄 0. 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書………………………………………… 1. 工作原理和工藝動作分解……………………………… 2.根據(jù)工藝動作和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動循環(huán)圖…………… 3.執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型……….………………… 4.機(jī)械運(yùn)動方案的選擇與評定………………………… 5.機(jī)械傳動系統(tǒng)的速比和變速機(jī)構(gòu)……………………… 6.機(jī)械運(yùn)動簡圖…………………………………… 7.主加壓機(jī)構(gòu)的尺度設(shè)計(jì)……………… 8.制釘機(jī)三維圖設(shè)計(jì)……………………………………… 9. 主加壓機(jī)構(gòu)速度與加速度分析（分析一個(gè)位置）…….. 10. 參考資料………………………………………………… 11.設(shè)計(jì)總結(jié)……

4、…………………………………………… 湖南工業(yè)大學(xué) 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 2010 —2011 學(xué)年第 2 學(xué)期 機(jī)械工程 學(xué)院（系、部） 專業(yè) 班級 課程名稱： 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 自動制釘機(jī) 完成期限：自 2012 年 6 月 4 日至 2012 年 6

5、月 8 日共 1 周 內(nèi) 容 及 任 務(wù) 一、 設(shè)計(jì)的任務(wù)與主要技術(shù)參數(shù) 鐵釘直徑:φ1.6～φ3.4mm ;鐵釘直徑:25～80mm; 生產(chǎn)率:360枚/min 最大冷鐓力:3000N;最大剪斷力:2500N.冷鐓滑塊質(zhì)量:8KG;其它構(gòu)件質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量不計(jì); 要求結(jié)構(gòu)緊湊,船東性能優(yōu)良,噪音盡量減小.要求所設(shè)計(jì)的機(jī)器相互協(xié)調(diào),盡量將各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的原動件固連在一個(gè)主軸上,工作可靠、外形美觀。 二、設(shè)計(jì)工作量 要求：）根據(jù)工藝動作順序和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動循環(huán)圖； 2）構(gòu)思能實(shí)現(xiàn)上述動作要求的送絲機(jī)構(gòu),剪斷機(jī)構(gòu),冷鐓機(jī)構(gòu),壓緊機(jī)構(gòu)； 3）結(jié)合設(shè)計(jì)要求，比較

6、各方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選定合理的機(jī)械運(yùn)動方案； 4）根據(jù)選定的電動機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動參數(shù)擬定機(jī)械傳動方案； 5）畫出機(jī)械運(yùn)動方案簡圖； 6）對傳動機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行尺度設(shè)計(jì)； 7）完成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。 要求有設(shè)計(jì)說明書一份，相關(guān)圖紙一至兩張。（有條件的要求用三維動畫表述）。 進(jìn) 度 安 排 起止日期 工作內(nèi)容 構(gòu)思該機(jī)械運(yùn)動方案 運(yùn)動分析及作圖 整理說明書與答辯 主要 參考 資料 ［1］ 朱理．機(jī)械原理［Ｍ］．北京：高等教育出版社，2008：15-200 ［2］ 鄒慧君．機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)［Ｍ］．北京：高等教育出版社，2009：15-250 指導(dǎo)教師

7、： 2012 年 月 日 第一章 工作原理和工藝動作分解 1.1設(shè)計(jì)原理： 1）送絲校直工作同時(shí)完成，且用間歇機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)送絲與夾緊在時(shí)間上的配合。 2）附加夾緊機(jī)構(gòu)，送絲時(shí)放松，其余時(shí)間夾緊。 3）夾緊機(jī)構(gòu)夾持鋼絲，露出一段鋼絲進(jìn)行冷鐓釘帽。 4）冷鐓釘帽的同時(shí)，對鋼絲進(jìn)行擠壓，通過特殊模具擠壓出釘尖形狀。 5）擠壓完成后，剪斷機(jī)構(gòu)剪斷鋼絲。 6）夾緊機(jī)構(gòu)松開，鐵釘落在傳送帶上被運(yùn)走。 7）送絲機(jī)構(gòu)重新送絲，重復(fù)以上各工序，實(shí)現(xiàn)自動制釘?shù)哪康摹? 1.2工藝

8、動作分解： 自動制釘機(jī)的功能分解 夾緊 凸輪直桿機(jī)構(gòu)的循環(huán)運(yùn)動 剪斷 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動 冷擠 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動 冷鐓 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動 圖1自動制釘機(jī)的樹狀功能圖 2.根據(jù)工藝動作和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動循環(huán)圖 擬定運(yùn)動循環(huán)圖的目的是確定各機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件動作的先后順序、相位，以利于設(shè)計(jì)、裝配和調(diào)試。 以主動件的轉(zhuǎn)角作為橫坐標(biāo)(0°、360°)，以各機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件的位移為縱坐標(biāo)作出位移曲線。主動軸每轉(zhuǎn)一圈為其準(zhǔn)擬定的運(yùn)動循環(huán)圖如下圖所示：

9、圖2自動制釘機(jī)的運(yùn)動循環(huán)圖 第3章.執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型 根據(jù)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動形式，繪制機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動轉(zhuǎn)換功能圖如下圖所示 矩陣法創(chuàng)建機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案 根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動功能轉(zhuǎn)換功能圖可構(gòu)成下表所示形態(tài)學(xué)矩陣。由表所示的形態(tài)學(xué)矩陣可求出自動制釘機(jī)系統(tǒng)運(yùn)動方案為（考慮到冷鐓機(jī)構(gòu)變動的幅度不大） N=3 x 3 x 3 =27種方案 可由給定的條件，各機(jī)構(gòu)的相容性，各機(jī)構(gòu)的空間布置，類似產(chǎn)品的借鑒和設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)等，從中選出若干個(gè)較為實(shí)際可行的方案，然后從選出的若干個(gè)方案中用評價(jià)方法選出最優(yōu)方案。

10、功能元 功能元解（匹配機(jī)構(gòu)） 1 2 3 減速1 帶傳動 齒輪傳動 蝸桿傳動 送料機(jī)構(gòu)的間歇回轉(zhuǎn)運(yùn)動 棘輪機(jī)構(gòu) 槽輪機(jī)構(gòu) 擒縱論機(jī)構(gòu) 夾緊桿的往復(fù)移動 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 平面凸輪機(jī)構(gòu) 空間凸輪機(jī)構(gòu) 冷鐓滑塊的往復(fù)直線運(yùn)動 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 平面凸輪機(jī)構(gòu) 空間凸輪機(jī)構(gòu) 冷擠——切斷桿的往復(fù)移動 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 平面凸輪機(jī)構(gòu) 空間凸輪機(jī)構(gòu) 第四章.機(jī)械運(yùn)動方案的選擇與評定 一，送絲校直機(jī)構(gòu)的選擇 方案一——不完全齒輪機(jī)構(gòu) 簡

11、單介紹：不完全齒輪機(jī)構(gòu)為送絲校直機(jī)構(gòu)，不完全齒輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、工作可靠，從動輪運(yùn)動時(shí)間和靜止時(shí)間可在較大范圍內(nèi)變化。但是從動輪在開始進(jìn)入嚙合與脫離嚙合時(shí)有較大沖擊，故一般只用于低速，輕載場合。 方案二——棘輪機(jī)構(gòu) 簡單介紹：通過棘輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動，但在之后的剪斷操作過程中，由于剪斷部分失去再運(yùn)動性，導(dǎo)致后面的操作無法進(jìn)行。 方案三——槽輪機(jī)構(gòu) 簡單介紹：槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，易加工，工作可靠，轉(zhuǎn)角準(zhǔn)確，機(jī)械效率高。但是其動程不可調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)角不能太小，槽

12、輪在起、停時(shí)的加速度大，有沖擊，并隨著轉(zhuǎn)速的增加或槽輪槽數(shù)的減少而加劇，故不宜用于高速，多用來實(shí)現(xiàn)不需經(jīng)常調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)位角度的轉(zhuǎn)位運(yùn)動應(yīng)此此方案較好。 二 剪斷機(jī)構(gòu)的選擇 方案一 方案二 方案三 方案一中截?cái)鄼C(jī)構(gòu)和擠壓機(jī)構(gòu)為一體為凸輪連桿機(jī)構(gòu)，在擠壓的同時(shí)從而截?cái)酁榱耸怪漆斞h(huán)進(jìn)行，應(yīng)處理制造好的鐵釘出料問題。 方案二中截?cái)鄼C(jī)構(gòu)為偏心輪機(jī)構(gòu)缺點(diǎn)：剪斷機(jī)構(gòu)位置錯(cuò)誤，不能獲得要求的鐵釘。 方案三中截?cái)鄼C(jī)構(gòu)凸輪連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、設(shè)計(jì)方便，可實(shí)現(xiàn)從動件任意預(yù)期運(yùn)動

13、 二 冷擠機(jī)構(gòu)的選擇 方案一 方案二 方案三 方案一中凸輪連桿機(jī)構(gòu)　結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、設(shè)計(jì)方便，可實(shí)現(xiàn)從動件任意預(yù)期運(yùn)動點(diǎn)、但線接觸易磨損凸輪輪廓加工困難且行程不大。 方案二中偏心輪機(jī)構(gòu)的使用場合多用來帶動機(jī)械的開關(guān)、活門等所以此方案不適合。 方案三中凸輪連桿機(jī)構(gòu)但和截?cái)鄼C(jī)構(gòu)相連所以與方案一有所區(qū)別。 在這些運(yùn)動方案中，必須剔除那些有明顯缺點(diǎn)和不能實(shí)現(xiàn)的方案。有的方案，就單個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來說能實(shí)現(xiàn)執(zhí)行動作，但把這些機(jī)構(gòu)組合成系統(tǒng)后，就會發(fā)現(xiàn)在結(jié)

14、構(gòu)安排上是不可行的，整個(gè)機(jī)器太龐雜，制造成本太高。這些方案可以先加以否定，然后列出一批可行的方案，從中優(yōu)選出好的運(yùn)動方案。以下方案是經(jīng)過綜合考慮后得出的相對最佳方案。 送料校直機(jī)構(gòu)（1）：首先送絲與校直動作要協(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)帶動滾輪完成間歇送絲運(yùn)動，并通過摩擦輪初步校直。另外我們的槽輪沒有直接接到摩擦輪，而是接到齒輪，可以通過齒輪的一套替換可以實(shí)現(xiàn)不同的傳動比，從而使摩擦輪的轉(zhuǎn)速可調(diào)，使送絲長度可以變化，因此可調(diào)整釘子的長度，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)間來實(shí)現(xiàn)其他工序，因此采用凸輪，利用其遠(yuǎn)休段夾緊鐵絲一段時(shí)間來保障其他工

15、序。雖然機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，但是傳動平穩(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)相對簡單，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)動規(guī)律，同時(shí)為簡化設(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。 剪斷機(jī)構(gòu)（5）：采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，運(yùn)動規(guī)律與冷鐓和冷擠相似，只不過是在冷擠過后實(shí)現(xiàn)剪切，也可使用與冷鐓和冷擠相同的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，只是起始狀態(tài)和裝配位置不同。 第5章.機(jī)械傳動系統(tǒng)的速比和變速

16、機(jī)構(gòu) 第一級傳動采用錐齒輪傳動，傳動比為1 第二級傳動采用圓柱齒輪傳動，傳動比為0.67 第6章.制釘機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖 7. 主加壓機(jī)構(gòu)的尺度設(shè)計(jì) R=L*sinφ=Lsin（π/Z） s=L*cosφ=Lcos（π/Z） h>=s-(L-R-r) d1<=2(L-s) d2<2(L-R-r) 其中L由安裝的空間位置決定,取L=50, 則有 R=35.35 s=35.35 r約為R/6=5.89,取r=6 h>=26.7,取h=27 d1<=29.3,取d1=10 d2<17.3,取d2=10

17、 槽頂側(cè)壁厚b=3~5mm,取b=3 鎖止弧半徑r0=R-r-b=26.35 8主加壓機(jī)構(gòu)三維建模 9. 主加壓機(jī)構(gòu)速度與加速度分析（分析一個(gè)位置） 由于設(shè)計(jì)要求結(jié)構(gòu)緊湊，而且在鐓擠過程中不需要太大的行程，且各執(zhí)行機(jī)構(gòu)屬高速運(yùn)轉(zhuǎn)，過大的行程將引起額外的噪音。為了滿足上述要求，取冷鐓機(jī)構(gòu)的行程為25mm，另外為提高生產(chǎn)效率，該曲柄滑塊機(jī)構(gòu)應(yīng)具有急回特性，取K=1.2，再根據(jù)以上條件設(shè)計(jì)該機(jī)構(gòu)，以下是利用AutoCAD軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)過程圖。 10.參考資料 ［1］ 朱理．機(jī)械原理［Ｍ］．北京：高等教育出版社，2008：15-200 ［2］ 鄒慧君．機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)［Ｍ］．北京：高等教育出版社，2009：15-250 11.設(shè)計(jì)總結(jié)