自动制钉机机械原理课程设计

1、机械原理课程设计题目名称自动制钉机学生姓名指导教师目录一、机械原理课程设计任务书？错误!未定义书签。二、设计内容？错误!未定义书签。1、 根据工艺动作要求拟定运动示意图？错误!未定义书签。2. 各机构得选型设计错误!未定义书签。2。1 选型设计？错误!未定义书签。 2.2 自动制钉机得功能分解？错误!未定义书签。2.3 系统运动转换功能图.3。 方案得比较？错误!未定义书签。4、 执行机构设计过程.专业班级15机制（专升本）机械与电子工程系二O六年 六月十六日刘备诸葛亮错误!未定义书签。错误!未定义书签。、机械原理课程设计任务书专业 15 机制（升本） 学号XXXXXXXXX 姓名 刘备设计题

2、目：自动制钉机得设计、设计题目制造木工用大大小小得铁钉就是将一卷直径与铁钉直径相等得低碳钢丝通 过下列工艺动作来完成得。1）校直钢丝。并按节拍要求间歇地输送到装夹工位。2）冷镦钉帽,在此前夹紧钢丝。3）冷挤钉尖。4）剪断钢丝。二、原始数据及设计要求：1）铁钉直径1、63.4mmo2）铁钉长度2580mo3）生产率 360 枚/min。4）最大冷镦力 3000N,最大剪断力 2500 No5）冷镦滑块质量 8kg,其她构件质量与转动惯量不计。6）要求结构紧凑，传动性能优良，噪声尽量减小三、设计任务1）按工艺动作要求拟定运动循环图。2）进行送丝校直机构、冷镦钉帽机构、冷挤钉尖机构、剪断钢丝机构得选

3、型。3）机械运动方案得评价与选择。4、1、连杆机构？错误!未定义书签。4、2 夹紧凸轮？错误!未定义书签。4、3 冷挤（切断）凸轮.4o4 齿轮得选择？昔误!未定义书签。4.5槽轮半径得选择.4、6电动机得选择 ？昔误!未定义书签。5。运动方案选择.6、运动循环图.总结.参考文献？错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。，错误!未定义书签。 ，错误!未定义书签。 错误!未定义书签。4）按选定得电动机与执行机构得运动参数拟定机械传动方案。5）设计飞轮与确定电动机型号、6）画出机械运动方案简图。7）按蚌埠学院相关格式要求编写设计说明书、设计内容1根据工艺动作要求拟定运动示意图送丝校直

4、机构 （1） :首先送丝与校直动作要协调， 又要使送丝有间隙性， 因此我 们选用了槽轮机构带动滚轮完成间歇送丝运动，并通过摩擦轮初步校直、另外我们得槽轮没有直接接到摩擦轮，而就是接到齿轮，可以通过齿轮得一套替换可以实 现不同得传动比，从而使摩擦轮得转速可调，使送丝长度可以变化，因此可调整钉 子得长度，更好得满足设计要求。夹紧机构（2）:因为要在送丝后夹紧一段时间来实现其她工序 ，因此采用凸轮，利用其远休段夹紧铁丝一段时间来保障其她工序、虽然机构得尺寸设计比较复杂， 但就是传动平稳性较咼，运行可靠。冷镦钉帽机构（3）:采用曲柄滑块机构实现直线往复功能，制造与结构相对简 单,具有急回特性，能提高生

5、产效率。冷挤钉尖机构 （4） :为提高生产率， 将冷镦与冷挤同时进行， 因此该机构与冷镦 机构具有相同得运动规律，同时为简化设计工作量与减少加工生产该机构所须得 生产设备,时间准备,可设计将冷镦与冷挤使用同种曲柄滑块机构，只就是装配得位置不同而已、剪断钢丝机构（5）:采用曲柄滑块机构，运动规律与冷镦与冷挤相似，只不过就 是在冷挤过后实现剪切，也可使用与冷镦与冷挤相同得曲柄滑块机构，只就是起始状态与装配位置不同。图 3 所示为该方案得运动示意图、2、各机构得选型设计2、1选型设计制造木工用大大小小得铁钉就是将一卷直径与铁钉直径相等得低碳钢丝通 过下列工艺动作来完成得。1)送丝校直机构：并按节拍要

6、求间歇地输送到装夹工位、2) 冷镦钉帽：在此前夹紧钢丝。3)冷挤钉尖4)剪断钢丝图 1.2(a)与 1。2(b)分别为冷镦钉帽与冷挤钉尖得工作原理图：图1、2(a)自动制钉机要依次完成送丝校直，夹紧，剪断，冷挤,冷镦五个动作、图 1 所示为自动制钉机得树状功能送丝校直槽轮得间隙运动-夹紧凸轮直杆机构得 循环运动剪断曲柄滑块机构得 往复运动(1) 金属卷料校直,送料功周时，槽轮转动 1/4 周(其送料长度为1/4 槽轮周长);槽轮送料时钢丝通过视图左 边图 1。2(b)2、2自动制钉机得功能分解冷挤 曲柄滑块机构得自动制钉机得树状滑块机构得 往复运用槽轮机构进行送料。当销轮连续转动一自动制钉机得

7、功得滚子进行自动校直。:、图1、4(2)工件夹紧功能采用凸轮机构进行夹紧。其机构简图如图1、5 所示,通过推杆得往复运动实现钢丝得夹紧与放松， 夹紧杆得来回运动则由凸轮得连续 转动来实现、图 1.5(3)工件冷镦功能 采用曲柄滑块机构对钢丝进行冷镦、其机构简图如图1、6 所示，连杆与齿轮相连，齿轮转动时带动滑块来回往复运动，从而对钢丝进行冷镦。图1。6(4) 工件冷挤-切断功能 采用凸轮机构。其机构简图如图1.7 所示。其工 件原理与夹紧装置相似。图 1、7根据执行构件得运动形式，绘制机械系统运动转换功能图如下图所示冷挤杆的往复移动压紧杆的往复移动冷镦镦头的往复移动2、3系统运动转换功能图电机

8、 减速 II运动分支送料槽轮的间歇转动图 1、113。方案得比较方案一、如图 1。8 所示送料机构一-槽轮机构夹紧机构一一凸轮连杆机构冷镦机构-曲柄滑块机构冷挤（切断）机构曲柄滑块机构图1。8点评:本方案能够实现自动制钉机得 4 个主要动作，但冷镦机构得力要比较大， 而对心曲柄滑块没有急回运动，故而会影响机器效率。另一个较大得缺陷就是传 递运动较为困难。方案二、如图1。9 所示送料机构槽轮机构夹紧机构-凸轮连杆机构冷镦机构一-曲柄滑块机构冷挤（切断）机构曲柄滑块机构yrrt 0Lr-/丁F/ ;I“ f图1.9点评:此方案与方案一相似，主要运动机构与方案一致。与方案一相比,此方案优点在于夹紧，

9、冷镦,冷挤三大运动连接在一起，槽轮通过一个齿轮就可传递运动， 即传递运动方便。但就是冷挤上下都要进行，上面得运动不好传递。方案三、如图 1、10 所示送料机构槽轮机构夹紧机构一-凸轮连杆机构冷镦机构曲柄滑块机构冷挤机构一一凸轮连杆机构/JI,11图 1。10(b)俯视图点评:本方案较前二个方案有较大不同。四大运动中，夹紧，冷镦,冷挤都在水平 面内进行。通过锥齿轮，将电机得转动传递给夹紧，冷镦，冷挤做运动。另一个槽轮 送料机构只需通过齿轮就可将运动传达。4、执行机构设计过程4、1、连杆机构冷镦过程中，采用了曲柄滑块机构。根据要求，其移动、摆动得行程为25mm。因为冷镦过程得时间要根据送料，夹紧等

10、过程来分配，故应采取偏置得曲柄模数（m压力角（、）齿数滑块。根据图 1.11 所示，可推算出曲柄滑块来回运动时间，从而可以算出行程速 比系数K。K=t1:t2, K=1。4。，所以0= 30 度、取e=5mm，确定A点。此机构 得最大压力角为 33 度满足实际要求。故 A 点可取量取 AC1 = 31。87,AC2=8.34,AB+BC=AC1,BCAB=AC2。由AC1 与AC2 得距离可求出曲柄AB 与连杆 BC 得长度、AB=11、765,BC=20.1054.2夹紧凸轮夹紧机构采用了对心滚子凸轮、夹紧凸轮得运动行程应根据钢丝得直径来设 计。钢丝得直径为1.63.4mm、由于此机构在水平

11、面内工作，回程时需要靠弹簧 力使其回程。为使凸轮运动平稳，可使凸轮推程较小，能够实现夹紧功能即可。故 取基圆半径为 R=80mm,升程为 8mm。4、3冷挤（切断）凸轮为了确保凸轮运动平稳，冷挤力较大，可取基圆半径为R=60mm,升程为 4mm。4。4齿轮得选择由于冷镦，送料得周期相等，故齿轮 4 与齿轮 6 必须选择相同、从电机传递到 飞轮2得转速为 360R/MIN,要求生产率为 36 0 R/MIN,故 齿轮 3 与齿轮 4,6 规格也一样、齿轮 5 就是连接 4 与 6 得，考虑到实际工程，齿轮 5 应取大些。故几 个齿轮参数如表 1。12 所示m)(mm)齿轮34202496齿轮 4

12、4202496齿轮542040160齿轮 64202496表 1。124。5槽轮半径得选择本机构中，槽轮就是用来间歇传送钢丝得，槽轮每转动 90 次度,送料一次。本 机构制造铁钉长为70mm,冷镦时会挤压一些钢丝，故每次送料为 75 mm。即槽轮 1/4弧长为 75 mm。利用弧长与圆心角得关系，可求得 R7=48mm。4、6电动机得选择本机构要求生产率为 360 枚/MIN,即与曲柄焊接得齿轮转速为 360R/MIN、 所以选择电机得转速为1440R/MIN、由于电机转速较大，需要先减速，一般采用带传动来减速。飞轮1与飞轮 2 得半径比为 R1:R2 =1:4、如表 1.12 所示型号功率/

13、kw电流/ A转速/(r/mi n)效率/%功率 因数COS额定 转矩额定电力最大 额定 转矩Y90L-448、8144084、50.822、27、02。2表 1.135、运动方案选择通过三种方案得优缺点得比对，运动得可靠性，传递得稳写性与可行性，设计 得新颖性，我们最终确定了“方案三”为设计方案。以下为运动方案简图：a Z/口1川y 7/ Z- /JI,11I：(a)主视图(b)俯视图6。运动循环图如图所示总结这一次做课程设计得过程对我来说就是一个全新得体验，从完全不知道从何 着手到学会查阅资料，再到加入自己得设计思想，接着再发现问题，解决问题，仔细 琢磨反复推敲，不断发现新得不足之处，不断

14、改良，终于完成了这个全自动制钉机 得设计说明书、回头瞧瞧这近两星期得设计过程，真就是感慨万千。首先,课程设计就是对我们所学知识得综合考验 ，在整个设计中，始终使我感 到力不从心得就是知识得捉襟见肘，所学得知识只就是皮毛，真要解决实际问题就 会遇到各种各样得困难，未知得知识太多，感觉肚子里没货，面对问题不知所措、比 如冷镦机构，对于冷镦滑块速度得计算，由于角度都不就是特殊角，反复使用正弦, 余弦定理，对于小角度也不会使用近似，算了很久，也错了好多次，特别就是最后快 去打印时，发现先前得计算有一处近似使用错误，结果急忙改正，改了好多处，多花 了好多时间。其次，课程设计考验了我们得团结合作能力，以及集体处理问题得能力。现在 得我们说实话还不就是很会合作办事，不就是各抒己见，就就是工作都就是由几个 人来做。这次课程设计使我们加强了团结协作得意识。一开始 ，我们都不知道怎 么合作，一些人抱着别人做事我拿成果得思想，又有一些人正好相反，不喜欢别人 插手,想完全按自己得思路，事事包办、我属于后者，后来，我尝试着组织了几次讨论， 分了下工，发现每个人得想法中都有我想不到得地方，每个人都很好得完成了任 务。现在，我学会了相信别人，向别人学习，这点也就是我最受益得一点、课程设计还给了很多平时无法体会到得经验，比如细节得重要性，很多细节牵一发而动全身，让我