《全自動制釘機的設計書》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《全自動制釘機的設計書（9頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、 機械原理課程設計 題目 自動制釘機設計方案與分析 學 院 機械與汽車工程學院 專業(yè)年級 12級卓越班 學號姓名 2012211201 倪非 指導教師 賀良國 全自動制釘機的設計書(課程設計) 一、機構運動的說明 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、送絲校直同時完成，并按要求用間歇的機構實現(xiàn)送絲和夾緊在時間上的配合。

2、 2、夾緊機構要實現(xiàn)送絲時放松，其余時間夾緊。 3、冷鐓釘帽、冷擠釘尖，兩項運動同時完成。 4、擠壓完成后剪斷鋼絲。 5、夾緊機構松開，成品鋼釘落下，進入下一個工藝循環(huán) 二、原始數(shù)據及設計要求 原始數(shù)據： 1、鐵釘直徑Φ1.6～Φ3.4 mm。 2、鐵釘長度25～80 mm。 3、生產率360枚/min。 4、最大冷墩力3000N，最大剪斷力2500N。 5、冷墩滑塊質量8kg，其它構件質量和轉動慣量不計。 6、要求結構緊湊、傳動性能優(yōu)良、噪聲盡量減小。 設計要求及尺寸計算 1、假設鋼釘

3、的直徑為2mm，鋼釘?shù)拈L度為60mm。 2、生產率為360枚/min，即生產周期T為1/6秒。要求原動件所固連軸的轉速為 12 prad/s。 3、剩余部分尺寸計算在下面各部件設計中都有提到。 三、各機構的設計步驟及運動簡圖 1、校直鋼絲和間歇輸送 校直鋼絲時，只需要多個成對稱位置排列的摩擦輪即可實現(xiàn)（如右圖）。 對于間歇送絲機構，有兩種方案： 校直鋼絲結構圖 方案一：可采用基圓半徑相同的兩齒輪，一齒輪為不完全齒輪，不完全齒輪的有齒部分占1/3，嚙合時，帶動與其同軸滾子轉動送絲，不嚙合時，停止送絲，達到間歇性送

4、絲的目的。 方案二：摩擦輪機構（如圖）：結構簡單，為了可靠的輸送需要加軸向的壓緊力。摩擦輪轉動時，兩輪擠壓鋼絲摩擦鋼絲產生摩擦力帶動鋼絲前進，兩摩擦輪不接觸時則停止傳送，機構簡單實用。 由于我們處理的釘子長度為60mm，0-60為送料階段，r=60，r=57.32，由于摩擦輪間要夾著鋼絲，去除長絲的厚度，取半徑為57mm，與摩擦輪固連齒輪齒數(shù)z=30。 送絲夾緊裝置圖 2、 夾緊裝置 使用凸輪來實現(xiàn)機構的往復運動 夾緊裝置圖 3、 冷鐓裝置 可以采用移動或擺動式沖壓機構，一般可用平面六桿

5、機構或四桿機構，其移動、擺動的行程可在25mm左右為宜。為了減小電動機容量和機械速度波動可加飛輪。 方案一： 下圖為簡單的沖壓機構，用輪系傳動實現(xiàn)構件的來回擺動，由于考慮到冷鐓時受力較大而且有很大的沖擊力，下列裝置過于簡單會造成對構件有較大的沖擊力。故查閱資料后得出方案二。 方案二（網上查找的處理方法）：在普通的曲柄滑塊機構上裝上一個類似杠桿的裝置，達到增加沖擊力的目地，又有急回特性。 圖8 對于冷鐓機構（見圖8）我們設定正行程為1/3個周期也就是1/18 s，而冷鐓機構僅將鋼絲末端大約1.5mm長的鋼絲冷鐓為釘帽，而行程總長為25mm，經計算

6、，開始冷鐓時=126，冷鐓釘帽的時間只占了大約1/5的時間，由于保證壓力角最小設計，壓力角近似于零，故冷鐓時的速度近似（滑塊速度與運動副速度近似相等）為，將θ=126帶入，得冷鐓時滑塊的速度為0.57m/s。由于冷鐓力為3000N，冷鐓時速度為0.57m/s，可得冷鐓時所需最小功率大約為1.71KW。以30mm作為曲柄長度，并把冷鐓結構的尺寸作為其他執(zhí)行機構的基準。 4、 冷擠釘尖--同時切斷裝置 采用凸輪機構。其機構簡圖如圖所示。其工件原理和夾緊裝置相似。兩個凸輪同步運動推桿頂端為方向向左傾斜的擠刀，將鐵釘尖擠出來同時釘子也斷了，鐵釘則落下。 四、各機構

7、的組合 執(zhí)行機構的設計完成后，接下來就是各機構之間的整合，由于機構較多，相互動作協(xié)調十分重要，所以我們盡量考慮將各執(zhí)行機構的原動件固連在一個主軸上，這樣不僅能使動作協(xié)調，而且能保證運行的穩(wěn)定。 圖為機構的運動循環(huán)圖 電動機的選擇及飛輪 為滿足360枚/分的生產設計要求,根據運動循環(huán)圖，凸輪轉速360轉/分. 由于機構完全相同，冷鐓,冷擠和剪斷機構的轉速為360轉/分，考慮到各執(zhí)行構件的轉速都較高,同時考慮到傳動過程中的安裝方便和協(xié)調傳動比的問題,因此我們選用同步轉速為n0=750 r/min，50Hz，3

8、80V的電動機。 為了減小機器的速度波動和減小原動機的功率，為了轉動平穩(wěn)，需在摩擦輪，凸輪和與曲柄固連的齒輪上安裝飛輪。 凸輪設計 冷擠裝置和夾緊裝置均用到了凸輪結構，故對凸輪進行設計。從動件常用運動規(guī)律特性比較與適用場合如下表 從動件運動規(guī)律表 運動規(guī)律 沖擊特性 適用場合 等速（直線） 剛性 1.00 無窮 無窮 低速輕載 等加等減速（拋物線） 柔性 2.00 4.00 無窮 中速輕載 簡諧（余弦加速度） 柔性 1.57 4.93 無窮 中速中載 擺線（正弦加速度）

9、無 2.00 6.28 39.5 高速輕載 3-4-5次多項式（五次多項式） 無 1.88 5.77 60.0 高速中載 本機構的凸輪是主要部件，要求中速轉動，并能承受一定載荷，因此我們選擇簡諧（余弦加速度）的運動規(guī)律?；诔叽缁鶞省溏厵C構的尺寸，并且考慮盡可能減小電機負載，取槽凸輪基圓半徑為50mm，滾子半徑為5mm。 夾緊機構： 0-60 60-300 300-360 推程 遠休止 回程 在推程和回程的角度時，要控制送絲裝置在此放松階段（0-60 和300-360）進行送絲。 冷擠剪斷機構： 0-150 150-200 200-300 300-360 近休止 推程 遠休止 回程 冷擠和剪斷同時進行，需要在夾緊機構的遠休止程內進行，故可選擇冷擠和剪斷機構在200-300內為遠休止。 感想與收獲 做課程設計的過程對我來說是一個全新的體驗，從完全不知道從何著手到學會查閱資料，再到加入自己的設計思想，接著再發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，仔細琢磨反復推敲，不斷發(fā)現(xiàn)新的不足之處，不斷改良，終于完成了這個全自動制釘機的設計說明書。