Afcbqny自動制釘機課程設(shè)計方案書

1、生命是永恒不斷的創(chuàng)造，因為在它內(nèi)部蘊含著過剩的精力，它不斷流溢，越出時間 和空間的界限，它不停地追求，以形形色色的自我表現(xiàn)的形式表現(xiàn)出來。泰戈爾目錄設(shè)計題目.1一. 設(shè)計任務(wù).1二. 功能分解.1三. 運動轉(zhuǎn)換 1-21-2四. 形態(tài)學(xué)矩陣2-3-3五. 方案簡述. 3 3六. 運動循環(huán)圖. 4 4七. 槽輪的設(shè)計. 4-54-5八. 凸輪設(shè)計. 5-165-16九. 冷鐓機構(gòu)的設(shè)計. 16-2116-21十.冷擠機構(gòu)的設(shè)計. 2121十一 . .剪斷機構(gòu)的設(shè)計. 2121十二. .電動機的選擇. 2222十三. .參考資料. 2323設(shè)計題目：自動制釘機工作原理及工藝動作過程制造木工用大大小

2、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）校直鋼絲。并按節(jié)拍要求間歇地輸送到裝夾工位。2）冷墩釘帽，在此前需夾緊鋼絲。3）冷擠釘尖4）剪斷鋼絲。一.明確設(shè)計任務(wù)設(shè)計一臺自動制釘機，設(shè)計要求為：1）鐵釘直徑d=1.63.4mm.2）鐵釘長度2580mm3）生產(chǎn)率360枚/分4）最大冷鐓力3000N，最大剪切力2500N5）冷鐓滑塊質(zhì)量8Kg，其他構(gòu)件質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量不計6）要求結(jié)構(gòu)緊湊，傳動性能優(yōu)良，噪聲盡量減小二.自動制釘機的功能分解自動制釘機要依次完成送絲校直，夾緊，剪斷，冷擠，冷鐓五個動作。圖1所冷擠曲柄滑塊機構(gòu)的往復(fù)運動 冷鐓曲柄滑塊機構(gòu)的往復(fù)運動1 自動

3、制釘機的樹狀功能圖四.自動制釘機的形態(tài)學(xué)矩陣表1螺釘頭冷鐓機的形態(tài)學(xué)矩陣功能元功能元解（匹配機構(gòu)或載體）減速齒輪傳動擺線針輪傳動減速B帶傳動齒輪傳動擺線針輪傳動示為自動制釘機的樹狀功能圖送絲校直 槽輪的間隙運動夾緊凸輪直桿剪斷曲柄滑塊機構(gòu)的往復(fù)運動自動制釘機的功分解三夾緊C齒輪齒條曲柄滑塊機構(gòu)移動推桿盤形凸輪移動推桿圓柱凸輪冷鐓D侖齒條 機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)移動推桿盤形凸輪移動推桿圓柱凸輪間歇送料E槽輪機構(gòu)棘輪摩擦輪機構(gòu) 移動推桿圓柱凸輪移動推桿盤形凸輪軸線變向F蝸桿傳動錐輪傳動 單萬向連軸節(jié)傳動根據(jù)樹狀功能圖及運動轉(zhuǎn)換功能框圖，已獲得各功能元及執(zhí)行構(gòu)件所要實現(xiàn) 的運動形式，然后，根據(jù)這些運動形式

4、，匹配相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)。把功能元作為 列，功能元解（即匹配的執(zhí)行機構(gòu)）作為行，可獲得表1所示的自動制釘機的形 態(tài)學(xué)矩陣。對該形態(tài)學(xué)矩陣求解，即把實現(xiàn)每一功能的任一解法進(jìn)行組合，可得到多種運動方案。理論上求得的組合方案數(shù)為N=4*4*4*4*4*4*4*4=65536個方案。在這些運動方案中，必須剔除那些有明顯缺點和不能實現(xiàn)的方案。有的方案， 就單個執(zhí)行機構(gòu)來說能實現(xiàn)執(zhí)行動作，但把這些機構(gòu)組合成系統(tǒng)后，就會發(fā)現(xiàn) 在結(jié)構(gòu)安排上是不可行的，整個機器太龐雜，制造成本太高。這些方案可以先 加以否定，然后列出一批可行的方案，從中優(yōu)選出好的運動方案。以下方案是 經(jīng)過綜合考慮后得出的相對最佳方案。五.該方案完全

5、由機械執(zhí)行機構(gòu)組成，其工作原理及特點如下：送料校直機構(gòu)（1）:首先送絲與校直動作要協(xié)調(diào)，又要使送絲有間隙 性，因此我們選用了槽輪機構(gòu)帶動滾輪完成間歇送絲運動，并通過摩擦輪初步 校直。另外我們的槽輪沒有直接接到摩擦輪，而是接到齒輪，可以通過齒輪的 一套替換可以實現(xiàn)不同的傳動比，從而使摩擦輪的轉(zhuǎn)速可調(diào)，使送絲長度可以 變化，因此可調(diào)整釘子的長度，更好的滿足設(shè)計要求。夾緊機構(gòu)（2）:因為要在送絲后夾緊一段時間來實現(xiàn)其他工序，因此采用凸 輪，利用其遠(yuǎn)休段夾緊鐵絲一段時間來保障其他工序。雖然機構(gòu)的尺寸設(shè)計比 較復(fù)雜，但是傳動平穩(wěn)性較高，運行可靠。冷鐓釘帽機構(gòu)（3）:采用曲柄滑塊機構(gòu)實現(xiàn)直線往復(fù)功能，制造

6、和結(jié)構(gòu)相對簡 單，具有急回特性，能提高生產(chǎn)效率。冷擠釘尖機構(gòu)（4）:為提高生產(chǎn)率，將冷鐓和冷擠同時進(jìn)行，因此該機構(gòu)與冷 鐓機構(gòu)具有相同的運動規(guī)律，同時為簡化設(shè)計工作量和減少加工生產(chǎn)該機構(gòu)所 須的生產(chǎn)設(shè)備間準(zhǔn)備，可設(shè)計將冷鐓和冷擠使用同種曲柄滑塊機構(gòu)，只是 裝配的位置不同而已。剪斷機構(gòu)（5）:采用曲柄滑塊機構(gòu)，運動規(guī)律與冷鐓和冷擠相似，只不過是在 冷擠過后實現(xiàn)剪切，也可使用與冷鐓和冷擠相同的曲柄滑塊機構(gòu)，只是起始狀冷擠G齒輪侖齒條;機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)移動推桿盤形凸輪移動推桿圓柱凸輪剪斷H齒輪侖齒條;機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)移動推桿盤形凸輪移動推桿圓柱凸輪態(tài)和裝配位置不同。六.方案的運動循環(huán)圖七.方案中間隙

7、送絲機構(gòu)槽輪的設(shè)計由于槽輪運動的角速度和角加速度的最大值隨槽數(shù)Z的增大而減小，因此槽輪的槽數(shù)越多，柔性沖擊越小，同時為了滿足360枚/分的生產(chǎn)率，在該方案中我們采用了四槽兩銷的槽輪機構(gòu)。而且槽輪的運動平穩(wěn)性非常好，尤其是啟動平 穩(wěn)性很好，這樣有利于減小噪音。槽輪機構(gòu)的幾何尺寸計算：R=L*sin忻Lsin( nZ)s=L*cos忻Leos( nZ)h=s-(L-R-r)d1=2(L-s)銃軸o凸輪機A向PHO剪斷機構(gòu)冷鴨機構(gòu)構(gòu)w圖3所示為該方案的運動示意圖俯視圖嚴(yán)昵剪斷機構(gòu)d2=26.7,取h=27d1=29.3,取d1=10d217.3，取d2=10槽頂側(cè)壁厚b=35mm,取b=3鎖止弧半徑

8、r0=R-r-b=26.35八.方案中夾緊機構(gòu)凸輪廓線的設(shè)計及運動學(xué)和動力學(xué)分析由方案的運動循環(huán)圖以及機構(gòu)尺寸的綜合考慮，選取對心直動滾子推桿幾何圭寸閉盤行凸輪機構(gòu)，基圓半徑r0=35mm， 滾子半徑rr=10mm，偏心距e=0m m。凸輪以等角速度轉(zhuǎn)過角90?的過程中，推桿按正弦加速度運動規(guī)律下降h=15mm。凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過180?時，推桿保持不動。其后，凸輪再轉(zhuǎn)過90?寸，推桿按正弦加速度運動規(guī)律上升至起始位置。運動分配由運動循環(huán)圖而定。由設(shè)計要求可得凸輪的角速度W=12ns=37.7rad/s為已知條件，利用WIN- TC如下程序畫凸輪廓線以及計算最大位移s，最大加速度a，最大速度v最大

9、壓力角b,理論輪廓線，實際輪廓線，曲率半徑.#in cludestdarg.h#in cludestdio.h#in cludegraphics.h#i ncludemath.h#defi ne H 60#define W 12.56637/*角速度(度/秒)*/#define K 5/*循環(huán)步驟*/#define A1 90/*各段角度*/#define A2 150#define A3 240#define A4 360#define X0 400 /*凸輪轉(zhuǎn)軸坐標(biāo)*/#define Y0 280#define pi 3.14159#define t pi/180 /*度-弧度*/main

10、()/*主程序*/float e,ro,rr,p,so,dx,dy,st,ct,C3,C4,C5,vmax,amax。/*變量說明*/ floats200,v200,a200,b200,x200,y200,xp200,yp200。intc=DETECT,d,i=0,w=0。initgraph(&c,&d,)。e=10。/*偏心距*/ro=80。/*基圓半徑*/rr=10。/*滾子半徑*/so=sqrt(ro*ro-e*e)。for(p=0。p=A4。p+=K)if(pA1&pA2&pA3) /*第四段:近修*/si=0。vi=0。ai=0。bi= (atan (

11、vi/ W+e)/(so+si) /(t)。/* b表示壓力角*/xi=X0+(so+si)*sin(p*t)+e*cos(p*t)。/*理論廓線坐標(biāo)*/yi=Y0+(so+si)*cos(p*t)-e*sin(p*t)。dx=(vi-e)*sin(p*t)+(so+si)*cos(p*t)。/*x微分*/ dy=(vi-e)*cos(p*t)-(so+si)*sin(p*t)。/*y微分*/st=dy/sqrt(dx*dx+dy*dy)。/*sin值*/ ct=dx/sqrt(dx*dx+dy*dy)。/*cos值*/xpi=xi+rr*st。/*外實際廓線坐標(biāo)*/*最大行程*/ypi=yi

12、-rr*ct。i+。circle(X0,Y0,ro)。/*畫基圓*/ circle(X0,Y0,e)。/*畫偏距圓*/for(w=0。wA4/K。w+)line(xw,yw,xw+1,yw+1)。/*畫理論廓線*/line(xpw,ypw,xpw+1,ypw+1)。/*畫外實際廓線*/circle(xw,yw,rr)。/*畫滾子*/circle(x0,y0,rr)。/*滾子*/circle(x0,y0,5)。/*滾軸*/circle(xA1/K,yA1/K,5)circle(xA2/K,yA2/K,5)circle(xA3/K,yA3/K,5)circle(xA4/K,yA4/K,5)line

13、(X0+e,Y0,x0,y0+50)line(X0+e*cos(60*t),Y0-e*sin(60*t),x60/K,y60/K)。line(X0+e*cos(240*t),Y0-e*sin(240*t),x240/K,y240/K)。arc(X0,Y0,0,50,100)。/*凸輪轉(zhuǎn)向*/ line(X0+100,Y0,X0+100-5,Y0-15)。/*轉(zhuǎn)向箭頭*/ line(X0+100,Y0,X0+100+3,Y0-15)。/*轉(zhuǎn)向箭頭*/ getch()。/*-運動線圖 -*/line(0,180,360,180)。line(0,240,360,240)。line(0,360,360

14、,360)。line(0,0,0,480)。line(A1,0,A1,480)。line(A2,0,A2,480)。line(A3,0,A3,480)。line(A4,0,A4,480)。line(360,0,360,480)。for(w=0。wA4/K。w+)line(w*K,180-sw,(w+1)*K,180-sw+1)。line(w*K,240-vw*4,(w+1)*K,240-vw+1*4)。line(w*K,360-aw*10,(w+1)*K,360-aw+1*10)。getch()。/*-數(shù)據(jù)列表 -*/printf( p s v a bn)。printf(=n)。for(w=0

15、。w=40?巧0?,而且傳動角比較大，機構(gòu)傳力效果 好。九.方案中冷鐓機構(gòu)（曲柄滑塊機構(gòu)）的設(shè)計及運動學(xué)和動力學(xué)分析由于設(shè)計要求結(jié)構(gòu)緊湊，而且在鐓擠過程中不需要太大的行程，且各執(zhí)行機 構(gòu)屬高速運轉(zhuǎn)，過大的行程將引起額外的噪音。為了滿足上述要求，取冷鐓機 構(gòu)的行程為25mm,另外為提高生產(chǎn)效率，該曲柄滑塊機構(gòu)應(yīng)具有急回特性， 取K=1.2，再根據(jù)以上條件設(shè)計該機構(gòu)，以下是利用AutoCAD軟件進(jìn)行設(shè)計過程圖。序號曲柄角度點x坐標(biāo)點y坐標(biāo)點x速度點y速度M/（秒*秒）點x加速度 點y加速度M/（秒*秒）度MMM/秒M/秒045.00.0405-0.026-0.5451.0E-5-4.4671.0E

16、-5160.00.0366-0.026-0.5471.0E-54.04241.0E-5275.00.0330-0.026-0.4901.0E-512.0621.0E-5390.00.0299-0.026-0.3851.0E-517.6071.0E-54105.0.0277-0.026-0.2541.0E-519.5881.0E-55 120.0.0264 -0.026-0.1201.0E-518.5811.0E-56135.0.0260 -0.0262.5E-41.0E-516.0931.0E-57150.0.0264 -0.0260.10241.0E-513.3791.0E-58165.0.

17、0274 -0.0260.18691.0E-511.0131.0E-59180.0.0289 -0.0260.25641.0E-59.06481.0E-510 195.0.0309-0.0260.31341.0E-57.36871.0E-511 210.0.0332-0.0260.35871.0E-55.67841.0E-512 225.0.0359-0.0260.39171.0E-53.74201.0E-513 240.0.0386-0.0260.40961.0E-51.34761.0E-514 255.0.0415-0.0260.40901.0E-5-1.6311.0E-515 270.0

18、.0443-0.0260.38561.0E-5-5.1901.0E-516 285.0.0468-0.0260.3361.0E-5-9.1571.0E-517 300.0.0489-0.0260.25831.0E-5-13.191.0E-518 315.0.0503-0.0260.15371.0E-5-16.811.0E-519 330.0.0510-0.0260.02691.0E-5-19.501.0E-520 345.0.0507-0.026-0.1131.0E-5-20.711.0E-521 360.0.0494-0.026-0.2561.0E-5-20.011.0E-522 375.0.0471-0.026-0.3861.0E-5-17.071.0E-523 390.0.0441-0.026-0.4881.0E-5-11.801.0E-52