机械原理课程设计-自动制钉机

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,机械原理课程设计自动制钉机,设计者,：,机械0404林祖伟史伟会,机械0405沈立恒,指导老师 高志民,Course Design for Theory of Machines and Mechanisms,automatic nail making machine,自动制钉机基本概况,钢钉是用途极为广泛的建筑五金制品尤其,在当今的建筑行业中需要大量的钢钉作为劳动的工具，所以要高效、合理,、廉价地生产出钢钉需要一套,整体结构紧凑，科学合理，性能稳定，操作简单简便利的自动制钉机.,自动制钉机主要采用废旧钢筋来作为原料，通过拉直，镦尖等工序来生产我们日常生活中的所用圆钉子，具有原材料易取、广泛，投资较少等优点.,自动制钉机的工作原理及工艺过程,制造木工用大大小小的铁钉是将一卷直径与铁钉直径相等的低碳钢丝通过下列工艺动作来完成的。,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。,自动制钉机的原始数据和设计要求,铁钉直径1.63.4mm。,铁钉长度2580mm。,生产率360枚/min。,最大冷镦力3000N，最大剪断力2500N。,冷镦滑块质量8kg，其他构件质量和转动惯量不计。,设计思路方案确定,因为钉子的原材料是一卷直径与铁钉直径相等的低碳钢丝或钢条，为了使我们设计的机构能够满足产品的设计要求，我们的 设计思路是：,1）送丝校直：将钢丝传送的同时利用摩擦轮将弯曲的钢丝校直，并且送丝与校直动作要协调，但考虑到为配合接下来的操作过程，不能使钢丝不停的传送，所以要考虑用间歇机构，使送丝有间隙性地传递。同时附加夹紧机构，能够在送丝时放松，其余操作时间夹紧。,2）冷镦钉帽：我们所看到的钉子都有钉帽，由夹紧机构夹持钢丝时，露出一段钢丝进行冷镦钉帽，可采用移动或者摆动式的冲压机构。,3）冷挤钉尖：通过模具挤压出钉尖形状。,4）切断钢丝：挤压完成后，剪断机构剪断钢丝，可采用急回运动机构。,5）夹紧机构松开，铁钉落下。,6）送丝机构重新送丝，工序重复，实现自动制钉的目的。,机构相对较多，相互动作也比较复杂，协调就变得尤为重要，所以我们考虑用齿轮及皮带连接各主动件，使其有联动的效果。,方案一运动简图,方案一,在这个方案中，我们采用槽轮机构，产生间歇运动，带动摩擦轮传送钢丝。然后通过夹紧机构夹紧，挤钉尖机构，切断机构，和挤钉帽机构在同一平面内协调工作。,夹紧机构和挤钉尖机构我们确定用内槽凸轮，避免用弹簧或依靠重力使推杆回复，而且比较平稳，等加速运动是柔性冲击，冲击相对较小。,挤钉帽机构我们采用有偏心距的曲柄滑块机构，能够产生急回运动特性，从而提高生产效率。,方案二运动简图,方案二,这个方案中我们考虑将挤钉尖和切断的动作同时进行，可以提高效率，同时又能避免复杂的协调工作。,其次，我们将方案一中的曲柄滑块机构替换为,增力机构,，因为我们考虑到可能对于需要较大力的挤钉帽机构，普通的曲柄滑块机构无法产生足够大的力。,方案,三,三,运,运动,简,简图,方案,三,三,在这,个,个方,案,案中,，,，我,们,们仍,旧,旧采,纳,纳了,槽,槽轮,机,机构,作,作为,送,送丝,机,机构,的,的主,动,动件,，,，但,在,在槽,轮,轮机,构,构并,为,为直,接,接接,到,到摩,擦,擦轮,，,，而,是,是接,到,到齿,轮,轮，,可,可以,通,通过,齿,齿轮,的,的一,套,套替,换,换可,以,以实,现,现不,同,同的,传,传动,比,比，,从,从而,使,使摩,擦,擦轮,的,的转,速,速可,调,调，,使,使送,丝,丝长,度,度可,以,以变,化,化。,镦钉,帽,帽机,构,构用,增力,机,机构,，因,为,为镦,钉,钉帽,需,需要,较,较大,的,的力,，,，采,用,用这,个,个机,构,构能,够,够增,大,大压,力,力角,。,。,切断,机,机构,采,采用,曲,曲柄,滑,滑块,机,机构,，,，能,产,产生,急,急回,特,特性,，,，但,和,和方,案,案一,中,中不,同,同，,我,我们,将,将切,断,断机,构,构放,在,在了,垂,垂直,平,平面,，,，虽,然,然这,样,样协,调,调较,为,为复,杂,杂，,但,但考,虑,虑到,准,准确,性,性将,大,大大,提,提高,。,。,镦钉,尖,尖机,构,构和,夹,夹紧,机,机构,仍,仍采,用,用内,槽,槽凸,轮,轮。,进行,比,比较,确,确,定,定方,案,案,方案,一,一最,为,为简,单,单紧,凑,凑，,但,但镦,钉,钉帽,的,的曲,柄,柄滑,块,块机,构,构所,产,产生,的,的力,可,可能,不,不够,大,大，,无,无法,完,完成,镦,镦钉,帽,帽的,功,功能,。,。,方案,二,二中,将,将切,断,断机,构,构分,离,离出,来,来，,和,和镦,钉,钉尖,不,不同,完,完成,，,，这,样,样可,以,以提,高,高切,断,断时,的,的稳,定,定性,和,和准,确,确性,。,。采,用,用加,力,力机,构,构又,能,能够,使,使方,案,案一,中,中镦,力,力不,够,够的,情,情况,得,得以,解,解决,。,。,方案,三,三中,吸,吸取,了,了前,两,两个,方,方案,的,的优,点,点，,同,同时,避,避免,了,了相,应,应的,缺,缺陷,。,。并,且,且增,加,加的,齿,齿轮,能,能够,通,通过,调,调配,齿,齿轮,，,，调,整,整传,动,动比,，,，进,而,而调,整,整钉,子,子的,长,长度,，,，能,更,更好,的,的符,合,合设,计,计要,求,求。,因此,方,方案,三,三成,为,为我,们,们的,最,最终,方,方案,。,。,最终方案,设,设计分析,送丝机构,：,：槽轮机,构,构、齿轮,传,传动、摩,擦,擦轮校值,。,。,夹紧机构,：,：内槽凸,轮,轮机构、,固,固定板,挤钉尖机,构,构：内槽,凸,凸轮机构,、,、固定板,镦钉帽机,构,构：加力,机,机构,切断机构,：,：曲柄滑,块,块机构,动态视频,1.夹紧,机,机构,盘型几何,封,封闭内凸,轮,轮，运动,较,较为平稳,。,。,压紧机构,是,是本次设,计,计中的关,键,键所在，,因,因为能否,压,压紧钢丝,就,就决定着,下,下面工序,能,能否正常,进,进行。利,用,用凸轮远,休,休的一段,时,时间来压,紧,紧钢丝，,进,进行冷镦,、,、冷挤和,剪,剪断。在,回,回程时，,松,松开钢丝,，,，使送,丝机构向,前,前送丝。,夹紧机构,参,参数说明,在060夹紧,机,机构处于,近,近休状态,，,，保证送,丝,丝顺利进,行,行。,60120,推,推动摆抓,等,等速移动,夹,夹紧钢丝,。,。,120300,凸轮远,休,休，摆抓,始,始终夹紧,钢,钢丝，进,行,行冷镦、,挤,挤压和剪,断,断工序。,300, 360凸,轮,轮等加速,回,回程，回,到,到近休状,态,态。,夹紧机构,运,运动分析,由于凸轮,机,机构是几,何,何封闭的,，,，各构件,间,间的相互,冲,冲击比较,大,大，所以,速,速度、加,速,速度曲线,波,波动较大,。,。但是位,移,移曲线却,比,比较平稳,，,，可见凸,轮,轮机构在,比,比较好运,动,动的平稳,性,性。,2.送料,机,机构,槽轮机构,能,能产生间,歇,歇运动，,使,使送丝动,作,作有停顿,。,。送丝后,停,停顿，进,行,行夹紧，,挤,挤钉，切,断,断等动作,。,。等一些,列,列动作完,成,成后，再,进,进行送丝,。,。,槽轮机构,带,带动齿轮,，,，调配齿,轮,轮传动比,可,可调整摩,擦,擦轮转速,，,，并带动,摩,摩擦轮转,动,动。,摩擦轮校,直,直钢丝，,并,并传送出,去,去。,参 数,计算公式或依据,结果,槽数z,由工作要求确定,4槽,圆销数n,中心距L,由安装空间确定,52.5,回转半径,R,R,=,L,sin,=,L,sin(/,z,),37,圆销半径,r,由受力大小确定,r,R,/6,8,槽顶半径,s,s,=,L,cos,=,L,cos(/,z,),37,槽深,h,h,s,-(,L,-,R,-,r,),27,拨盘轴径,d,1,d,12(,L,-,s,),10,槽轮轴径,d,2,d,22(,L-R-r,),10,槽顶侧壁厚,b,b,=35 mm 经验确定,3,锁止弧半径,r,0,r,0=,R-r-b,30,摩擦轮运,动,动分析,运动位移,比,比较平稳,3.冷镦,机,机构,冷镦机构,是,是采用增,力,力机构，,实,实现增力,目,目的，且,此,此机构有,急,急回特性,，,，提高了,生,生产效率,。,挤钉帽机,构,构运动分,析,析,可见采用,连,连杆机构,，,，位移和,速,速度曲线,都,都很光滑,，,，充分说,明,明了该连,杆,杆机构平,稳,稳性。,有急回运,动,动特性。,4.冷挤,机,机构,冷挤机构,也,也采用和,夹,夹紧机构,一,一样的内,凸,凸轮加固,定,定块。凸,轮,轮转动，,带,带动推杆,使,使其到达,最,最高点时,挤,挤压钢丝,，,，在杆尖,安,安装特殊,形,形状的模,具,具挤压出,钉,钉尖的形,状,状。冷挤,和,和冷镦可,以,以通过调,节,节初始位,置,置使其同,步,步进行，,提,提高生产,效,效率。,5.切断,机,机构,切断机构,采,采用曲柄,滑,滑块机构,，,，曲柄周,转,转，使滑,块,块向下移,动,动，产生,较,较大冲力,，,，剪断钢,丝,丝。由于,剪,剪断和冷,挤,挤位于钢,丝,丝的同一,部,部位，为,避,避免两机,构,构在运动,时,时产生碰,撞,撞，故分,别,别将它们,安,安装在空,间,间中相垂,直,直的两个,平,平面上。,切断机构,运,运动分析,参考书籍,孙桓，陈,作,作模主,编,编机械,原,原理（第,六,六版）,北,北京：高,等,等教育出,版,版社，2001,裘建新,主,主编机,械,械原理课,程,程设计指,导,导书北,京,京：高等,教,教育出版,社,社，2005,楼鸿棣，,邹,邹慧君,主,主编高,等,等机械原,理,理北京,：,：高等教,育,育出版社,，,，2000,王大康，,卢,卢颂峰主,编,编，机械,设,设计课程,设,设计，北,京,京，北京,工,工业大学,出,出版社，,2000,刘政昆,主,主编间,歇,歇运动机,构,构大连,：,：大连理,工,工大学出,版,版社，1991,邹慧君,主,主编机,械,械运动方,案,案设计手,册,册上海,：,：上海通,大,大学出版,社,社，1994,石永刚，,徐,徐振华,主,主编凸,轮,轮机构设,计,计上海,：,：上海科,学,学技术出,版,版社，,1995,谢谢观赏,！,！,谢谢观看,/,欢迎下载,BY FAITHI MEANA VISIONOFGOODONECHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TOSEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESSOFOBSTACLES. BY FAITHI BYFAITH,