自動制釘機(jī)設(shè)計(jì)

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 自動制釘機(jī)設(shè)計(jì)說明書 學(xué)院： 工程學(xué)院 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 班級： 10級8班 姓名： 謝文華 學(xué)號：

2、 同組成員： 指導(dǎo)老師： 魏春梅 目錄 一. 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書及工作要求…………………………………3 二. 機(jī)構(gòu)工作原理…………………………………………………3 三. 功能分解圖，執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作分解圖…………………………5 四. 工作循環(huán)圖……………………………………………………10 五. 運(yùn)動方案的選擇與比較………………………………………11 六.

3、 機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖…………………………………………………15 七. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過程……………………………………………16 八. 設(shè)計(jì)總結(jié)與心得………………………………………………19 九. 主要參考資料及其編號………………………………………21 一． 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書及工作要求 1、工作要求 （1）鐵釘直徑為～； （2）鐵釘長度為25～80； （3）生產(chǎn)率為60枚/min； （4）最大冷鐓力為3000N，最大剪斷力為2500N； （5）冷鐓滑塊質(zhì)量為8kg，其它構(gòu)件質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量不計(jì)； （6）要求結(jié)構(gòu)簡單緊湊、傳動性能優(yōu)良、噪聲盡量減少。 2、設(shè)計(jì)任務(wù) （

4、1）按工藝動作要求擬定運(yùn)動循環(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）機(jī)械運(yùn)動方案的評價(jià)和選擇。 （4）擬定機(jī)械傳動方案。 （5）設(shè)計(jì)飛輪和確定電動機(jī)型號。 （6）畫出機(jī)械運(yùn)動方案簡圖。 （7）對傳動機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)尺寸計(jì)算。 二．機(jī)構(gòu)工作原理 n 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。 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。 圖1.

5、2（a）和1.2（b）分別為冷鐓釘帽和冷擠釘尖的工作原理圖： 圖1.2（a） 圖1.2（b） 三.功能分解圖 執(zhí)行機(jī)構(gòu)分解圖 為了實(shí)現(xiàn)將金屬卷料加工成鐵釘?shù)目偣δ?，可將總功能分解為如下分功能? （1） 金屬卷料校直功能； （2） 金屬卷料送料功能； （3） 工件夾緊功能； （4） 工件鐓帽功能； （5） 工件冷擠釘尖和切斷功能 其功能邏輯循環(huán)圖如圖1.3所示： 與鐵釘直徑相等的低碳鋼絲絲

6、 校直鋼絲 間歇送料 夾緊機(jī)構(gòu)夾緊 冷墩和冷擠 夾緊機(jī)構(gòu)松開，釘子落下 圖1.3 功能原理的工藝過程分解 （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)動一周時，槽輪轉(zhuǎn)動1/4周（其送料長度為1/4槽輪周長）；槽輪送料時鋼絲通過視圖左邊的滾子進(jìn)行自動校直。 圖

7、1.4 （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)簡圖如圖1.5所示，通過推桿的往復(fù)運(yùn)動實(shí)現(xiàn)鋼絲的夾緊和放松，夾緊桿的來回運(yùn)動則由凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動來實(shí)現(xiàn)。 圖1.5 (3)工件冷鐓功能 采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對鋼絲進(jìn)行冷鐓。其機(jī)構(gòu)簡圖如圖1.6所示,連桿與齒輪相連，齒輪轉(zhuǎn)動時帶動滑塊來回往復(fù)運(yùn)動，從而對鋼絲進(jìn)行冷鐓。 圖1.6 （4）工件冷擠——切斷功能 采用凸輪機(jī)構(gòu)。其機(jī)構(gòu)

8、簡圖如圖1.7所示。其工件原理和夾緊裝置相似。 圖1.7 系統(tǒng)運(yùn)動轉(zhuǎn)換功能圖 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 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，從中選出若干個較為實(shí)際可行的方案，然后從選出的若干個方案中用評價(jià)方法選出最優(yōu)方案。 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)

9、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) 四．工作循環(huán)圖 如圖1.11所示 圖1.11 五.方案的選擇與比較 方案一　　如圖1.8所示 送料機(jī)構(gòu)——槽輪機(jī)構(gòu) 夾緊機(jī)構(gòu)——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) 圖１.８ 點(diǎn)評：本方案能夠?qū)崿F(xiàn)自動制釘機(jī)的４個主要動作，但冷鐓機(jī)構(gòu)的力要比較大

10、，而對心曲柄滑塊沒有急回運(yùn)動，故而會影響機(jī)器效率。另一個較大的缺陷是傳遞運(yùn)動較為困難。 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)——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) 圖1.9 點(diǎn)評：此方案與方案一相似，主要運(yùn)動機(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)動連接在一起，槽輪通過一個齒輪就可傳遞運(yùn)動，即傳遞運(yùn)動方便。但是冷擠上下都要進(jìn)行，上面的運(yùn)動不好傳遞。 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)——凸輪連桿機(jī)構(gòu)

11、 冷鐓機(jī)構(gòu)——曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 冷擠機(jī)構(gòu)——凸輪連桿機(jī)構(gòu) 圖1.10(a)主視圖 圖1.10(b)俯視圖 點(diǎn)評:本方案較前二個方案有較大不同。四大運(yùn)動中，夾緊，冷鐓，冷擠都在水平面內(nèi)進(jìn)行。通過錐齒輪，將電機(jī)的轉(zhuǎn)動傳遞給夾緊，冷鐓，冷擠做運(yùn)動。另一個槽輪送料機(jī)構(gòu)只需通過齒輪就可將運(yùn)動傳達(dá)。 通過三種方案的優(yōu)缺點(diǎn)的比 對，運(yùn)動的可靠性，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。 六．機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖

12、 圖1.10(a)主視圖 圖1.10(b)俯視圖 七．執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過程 1.連桿機(jī)構(gòu) 冷鐓過程中，采用了曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。根據(jù)要求, 其移動、擺動的行程為25mm。因?yàn)槔溏呥^程的時間要根據(jù)送料，夾緊等過程來分配，故應(yīng)采取偏置的曲柄滑塊。根據(jù)圖1.11所示，可推算出曲柄滑塊來回運(yùn)動時間，從而可以算出行程速比系數(shù)K。K=t1:t2， K=1.4。，所以θ=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AC1=31.87,AC2

13、=8.34，AB+BC=AC1，BC-AB=AC2。 圖1.11 1. 由AC1與AC2的距離可求出曲柄AB與連桿BC的長度。AB=11.765, BC=20.105 2．夾緊凸輪 夾緊機(jī)構(gòu)采用了對心滾子凸輪。夾緊凸輪的運(yùn)動行程應(yīng)根據(jù)鋼絲的直徑來設(shè)計(jì)。鋼絲的直徑為1.6～3.4mm。由于此機(jī)構(gòu)在水平面內(nèi)工作，回程時需要靠彈簧力使其回程。為使凸輪運(yùn)動平穩(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=80mm，升程為8mm。 3.冷擠（切斷）凸輪 為了確保凸輪運(yùn)動平穩(wěn)，冷擠力較大，可取基圓半徑為R=60mm,升程為4mm。 4.電動機(jī)的選擇 本機(jī)構(gòu)要求

14、生產(chǎn)率為60枚/min，即與曲柄焊接的齒輪轉(zhuǎn)速為60枚/min。所以選擇電機(jī)的轉(zhuǎn)速為960r/min。由于電機(jī)轉(zhuǎn)速較大，需要先減速，一般采用帶傳動來減速。飛輪1與飛輪2的半徑比為R1:R2 =1:16. 如表1.12所示 型號 功率/KW 電流/A 轉(zhuǎn)速 /（r/min） 效率 /% 功率因數(shù) COSφ 額定轉(zhuǎn)矩 額定電力 最大額定轉(zhuǎn)矩 Y132M1-6 4 9.4 960 84.0 0.8 2.0 6.5 2.2 表1.12 5.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60R/M

15、IN，要求生產(chǎn)率為60R/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.故幾個齒輪參數(shù)如表1.13所示 模數(shù)（mm） 壓力角（。） 齒數(shù) 直徑（mm） 齒輪3 4 20 24 96 齒輪4 4 20 24 96 齒輪5 4 20 40 160 齒輪6 4 20 24 96 表1.13 6.槽輪半徑的選擇 本機(jī)構(gòu)中，槽輪是用來間歇傳送鋼絲的，槽輪每轉(zhuǎn)動90度，送料一次。本機(jī)構(gòu)制造鐵釘長為25mm，冷鐓時會擠壓一些鋼絲，故每次送料為30mm。即槽輪1/4弧長為30mm。利用弧長與圓心角的關(guān)

16、系，可求得R7=19mm。 八. 設(shè)計(jì)總結(jié)與心得體會 兩周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這次的課程設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計(jì)過程中，與同學(xué)分工設(shè)計(jì)，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會了合作，學(xué)會了運(yùn)籌帷幄，學(xué)會了寬容，學(xué)會了理解，也學(xué)會了做人與處世。 課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程．”千里之行始于足下”，通過這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會到這句千古名言的真正含義．我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會腳踏實(shí)地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大

17、潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)． 通過這次制釘機(jī)的設(shè)計(jì)，本人在多方面都有所提高。通過這次制釘機(jī)的設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識進(jìn)行一次制釘機(jī)的設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了制釘機(jī)的設(shè)計(jì)等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握制釘機(jī)的設(shè)計(jì)的方法和步驟，掌握制釘機(jī)的設(shè)計(jì)的基本技能，懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，提高了計(jì)算能力，繪圖能力，熟練了CAD的繪圖技巧熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨(dú)立思考的能力也有了提高。在這次設(shè)計(jì)過程中，體現(xiàn)出自己對機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力以及綜合運(yùn)用知識的能力，體會了學(xué)以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從

18、中發(fā)現(xiàn)自己平時學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。 在此感謝我們的王老師.，老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；老師循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪；這次制釘機(jī)設(shè)計(jì)的每個實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)和每個數(shù)據(jù)，都離不開老師您的細(xì)心指導(dǎo)。而您開朗的個性和寬容的態(tài)度，幫助我能夠很順利的完成了這次課程設(shè)計(jì)。同時感謝對我?guī)椭^的同學(xué)們，謝謝你們對我的幫助和支持，讓我感受到同學(xué)的友誼。 九. 參考文獻(xiàn) [1] 程友聯(lián)主編. 機(jī)械原理. 中國農(nóng)業(yè)出版社. 2008 [2] 鞏云鵬、田萬祿等主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) . 沈陽：東北大學(xué)出版社 2000 [3]

19、 孫志禮，冷興聚，魏嚴(yán)剛等主編. 機(jī)械設(shè)計(jì). 沈陽：東北大學(xué)出版社 2000 [4] 劉鴻文主編. 材料力學(xué). 北京：高等教育出版社1991 [5] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研組編. 理論力學(xué). 北京：高等教育出版社 1997 [6] 大連理工大學(xué)工程畫教研室編. 機(jī)械制圖. 北京：高等教育出版社 1993 [7] 高澤遠(yuǎn)，王 金主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì). 沈陽：東北工學(xué)院出版社 1987 [8] 喻子建，張磊、邵偉平、喻子建主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)習(xí)題與解題分析. 沈陽：東北大學(xué)出版社 2000 [9] 張 玉，劉 平主編. 幾何量公差與測量技術(shù) . 沈陽：東北大學(xué)出版社 1999 [10] 成大先 主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(減(變)速器.電機(jī)與電器) 化學(xué)工業(yè)出版社 專心---專注---專業(yè)