自动制钉机说明书

机械原理课程设计说明书设计题目：自动制钉机目录一、设计任务……………………………………1二、初步确定机构的工作原理…………………………1三、机构选型……………………2四、方案的评价与选择………………………………5五、设计飞轮和确定电动机型号……………………8六、机械运动方案简图…………………………8七、传动机构和执行机构的运动学尺寸计算……9八、参考资料…………………………………………10九、课程设计心得体会…………………………………11一、设计任务●设计题目：自动制钉机●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，在此前需夹紧钢丝。（3）冷挤钉尖。（4）剪断钢丝。●原始数据及设计要求（1）铁钉直径为6.1～mm4.3；（2）铁钉长度为25～80mm；（3）生产率为360枚/min；（4）最大冷镦力为3000N，最大剪断力为2500N；（5）冷镦滑块质量为8kg，其它构件质量和转动惯量不计；（6）要求结构简单紧凑、传动性能优良、噪声尽量减少。二、初步确定机构的工作原理。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。三、机构选型（1）金属卷料校直，送料功能采用槽轮机构进行送料。当销轮连续转动一周时，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的滚子进行自动校直。（2）工件夹紧功能采用凸轮机构进行夹紧。其机构简图如下图所示，通过推杆的往复运动实现钢丝的夹紧和放松，夹紧杆的来回运动则由凸轮的连续转动来实现。(3)工件冷镦功能采用曲柄滑块机构对钢丝进行冷镦。其机构简图如下图所示,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。（4）工件冷挤——切断功能采用凸轮机构。其机构简图如下图所示。其工件原理和夹紧装置相似。四、方案的评价与选择方案一运动简图送料机构——槽轮机构夹紧机构——凸轮连杆机构冷镦机构——曲柄滑块机构冷挤（切断）机构——曲柄滑块机构点评：本方案能够实现自动制钉机的４个主要动作，但冷镦机构的力要比较大，而对心曲柄滑块没有急回运动，故而会影响机器效率。另一个较大的缺陷是传递运动较为困难方案二送料机构——槽轮机构夹紧机构——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，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。但是冷挤上下都要进行，上面的运动不好传递。方案三送料机构——槽轮机构夹紧机构——凸轮连杆机构冷镦机构——曲柄滑块机构冷挤机构——凸轮连杆机构向点评: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，将电机的转动传递给夹紧，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。通过三种方案的优缺点的比对，运动的可靠性，传递的稳写性与可行性，设计的新颖性，我们最终确定了“方案三”为设计方案。五、设计飞轮并确定电动机型号本机构要求生产率为360枚/MIN，即与曲柄焊接的齿轮转速为360R/MIN。所以选择电机的转速为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的半径比为R1:R2=1:4.电动机选型如下图所示。型号功率/kw电流/A转速/（r/min）效率/%功率因数cosφ额定转矩额定电力最大额定转矩Y112M-448.8144084.50.8226.57.058.3六、机械运动方案简图。见CAD图纸七、传动机构和执行机构的运动学尺寸计算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、摆动的行程为25mm。因为冷镦过程的时间要根据送料，夹紧等过程来分配，故应采取偏置的曲柄滑块。根据下图所示，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。1)1(180KK，所以θ=30度。取e=5mm，确定A点。此机构的最大压力角为33度,满足实际要求。故A点可取量取AC1=31.87,AC2=8.34，AB+BC=AC1，BC-AB=AC2。由AC1与AC2的距离可求出曲柄AB与连杆BC的长度。AB=11.765,BC=20.1052．夹紧凸轮夹紧机构采用了对心滚子凸轮。夹紧凸轮的运动行程应根据钢丝的直径来设计。钢丝的直径为1.6～3.4mm。由于此机构在水平面内工作，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。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.齿轮的选择由于冷镦，送料的周期相等，故齿轮4与齿轮10必须选择相同。从电机传递到飞轮3的转速为360R/MIN，要求生产率为360R/MIN，故齿轮2与齿轮4，10规格也一样。齿轮11是连接4与10的，考虑到实际工程，齿轮11应取大些.故几个齿轮参数如下表所示模数（mm）压力角（。）齿数直径（mm）齿轮24202496齿轮44202496齿轮1142040160齿轮1042024966.槽轮半径的选择本机构中，槽轮是用来间歇传送钢丝的，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75mm。即槽轮1/4弧长为75mm。利用弧长与圆心角的关系，可求得R7=48mm。八、参考资料。1.程友联主编《机械原理》中国农业出版社，20072.杨雪岩主编《电工技术》中国石油大学出版社，20103.楼鸿棣，邹慧君主编《高等机械原理》高等教育出版社，20004.王大康主编《机械设计课程设计》，北京工业大学出版社，2000九、心得体会两周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我们所学习的知识，也培养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。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我们今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础．通过这次课程设计，我们在多方面都有所提高。通过这次课程设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次机械设计工作的实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了机械设计等课程所学的内容，掌握机械设计的方法和步骤，掌握机械设计的基本的设计技能，懂得了怎样分析结构，怎样确定设计方案，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。在这次设计过程中，体现出自己单独设计机械的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。在此感谢我们的老师.，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。而您开朗的个性和宽容的态度，帮助我们能够很顺利的完成了这次课程设计。由于我们的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教,我们十分乐意接受你们的批评与指正，我们将万分感谢。