自动制钉机说明书.doc

机械原理课程设计说明书设计题目:自动制钉机目录设计任务……………………………………1初步确定机构的工作原理…………………………1机构选型……………………2方案的评价与选择………………………………5设计飞轮和确定电动机型号……………………8机械运动方案简图…………………………8传动机构和执行机构的运动学尺寸计算……9参考资料…………………………………………10课程设计心得体会…………………………………11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~;(2)铁钉长度为25~80;(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。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。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:。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-。见CAD图纸