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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上湖南工業(yè)大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì)資 料 袋 機(jī)械工程 學(xué)院（系、部） 第 二 學(xué)年第 二 學(xué)期 課程名稱 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 XX 職稱 教授 學(xué)生姓名 XX 專業(yè)班級(jí) 機(jī)械制造及其自動(dòng)化 學(xué)號(hào) XXXXXXXX題 目 自動(dòng)制釘機(jī) 成 績(jī) 起止日期 2012年 6 月 4 日 2012 年 6 月 8 日目 錄 清 單序號(hào)材 料 名 稱資料數(shù)量備 注1課程設(shè)計(jì)任務(wù)書12課程設(shè)計(jì)說明書13課程設(shè)計(jì)圖紙若干張456 專心-專注-專業(yè)機(jī) 械 原 理 課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書自動(dòng)制釘機(jī)起止日期： 2012 年 6 月 4 日 至 2012 年 6 月 8 日學(xué)生姓名班級(jí)學(xué)號(hào)成績(jī)指
2、導(dǎo)教師(簽字)機(jī)械工程學(xué)院（部）2012年 月 日目錄0. 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1. 工作原理和工藝動(dòng)作分解2.根據(jù)工藝動(dòng)作和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖3.執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型.4.機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的選擇與評(píng)定5.機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的速比和變速機(jī)構(gòu)6.機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖7.主加壓機(jī)構(gòu)的尺度設(shè)計(jì)8.制釘機(jī)三維圖設(shè)計(jì)9. 主加壓機(jī)構(gòu)速度與加速度分析（分析一個(gè)位置）.10. 參考資料11.設(shè)計(jì)總結(jié)湖南工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書2010 2011 學(xué)年第 2 學(xué)期 機(jī)械工程 學(xué)院（系、部） 專業(yè) 班級(jí)課程名稱： 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 自動(dòng)制釘機(jī) 完成期限：自 2012 年 6 月 4 日至 2012 年 6 月 8 日共 1 周內(nèi)
3、容及任務(wù)一、 設(shè)計(jì)的任務(wù)與主要技術(shù)參數(shù)鐵釘直徑:1.63.4mm ;鐵釘直徑:2580mm; 生產(chǎn)率:360枚/min 最大冷鐓力:3000N;最大剪斷力:2500N.冷鐓滑塊質(zhì)量:8KG;其它構(gòu)件質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不計(jì);要求結(jié)構(gòu)緊湊,船東性能優(yōu)良,噪音盡量減小.要求所設(shè)計(jì)的機(jī)器相互協(xié)調(diào),盡量將各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件固連在一個(gè)主軸上,工作可靠、外形美觀。二、設(shè)計(jì)工作量要求：）根據(jù)工藝動(dòng)作順序和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖；2）構(gòu)思能實(shí)現(xiàn)上述動(dòng)作要求的送絲機(jī)構(gòu),剪斷機(jī)構(gòu),冷鐓機(jī)構(gòu),壓緊機(jī)構(gòu)；3）結(jié)合設(shè)計(jì)要求，比較各方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選定合理的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案；4）根據(jù)選定的電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)擬定機(jī)械傳動(dòng)方案；
4、5）畫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖；6）對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行尺度設(shè)計(jì)；7）完成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。要求有設(shè)計(jì)說明書一份，相關(guān)圖紙一至兩張。（有條件的要求用三維動(dòng)畫表述）。進(jìn)度安排起止日期工作內(nèi)容構(gòu)思該機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案運(yùn)動(dòng)分析及作圖整理說明書與答辯主要參考資料1 朱理機(jī)械原理北京：高等教育出版社，2008：15-2002 鄒慧君機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)北京：高等教育出版社，2009：15-250指導(dǎo)教師： 2012 年 月 日第一章 工作原理和工藝動(dòng)作分解1.1設(shè)計(jì)原理：1）送絲校直工作同時(shí)完成，且用間歇機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)送絲與夾緊在時(shí)間上的配合。 2）附加夾緊機(jī)構(gòu)，送絲時(shí)放松，其余時(shí)間夾緊。 3）夾緊機(jī)構(gòu)夾持鋼絲，露出一段鋼
5、絲進(jìn)行冷鐓釘帽。 4）冷鐓釘帽的同時(shí)，對(duì)鋼絲進(jìn)行擠壓，通過特殊模具擠壓出釘尖形狀。 5）擠壓完成后，剪斷機(jī)構(gòu)剪斷鋼絲。 6）夾緊機(jī)構(gòu)松開，鐵釘落在傳送帶上被運(yùn)走。 7）送絲機(jī)構(gòu)重新送絲，重復(fù)以上各工序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)制釘?shù)哪康摹?.2工藝動(dòng)作分解： 自動(dòng)制釘機(jī)的功能分解夾緊 凸輪直桿機(jī)構(gòu)的循環(huán)運(yùn)動(dòng)剪斷 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)冷擠 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)冷鐓 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)圖1自動(dòng)制釘機(jī)的樹狀功能圖2.根據(jù)工藝動(dòng)作和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的目的是確定各機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作的先后順序、相位，以利于設(shè)計(jì)、裝配和調(diào)試。以主動(dòng)件的轉(zhuǎn)角作為橫坐標(biāo)(0、360)，以各機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件的位移為縱坐標(biāo)作
6、出位移曲線。主動(dòng)軸每轉(zhuǎn)一圈為其準(zhǔn)擬定的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖如下圖所示： 圖2自動(dòng)制釘機(jī)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖第3章.執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型 根據(jù)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式，繪制機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖如下圖所示 矩陣法創(chuàng)建機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)功能轉(zhuǎn)換功能圖可構(gòu)成下表所示形態(tài)學(xué)矩陣。由表所示的形態(tài)學(xué)矩陣可求出自動(dòng)制釘機(jī)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案為（考慮到冷鐓機(jī)構(gòu)變動(dòng)的幅度不大）N=3 x 3 x 3 =27種方案可由給定的條件，各機(jī)構(gòu)的相容性，各機(jī)構(gòu)的空間布置，類似產(chǎn)品的借鑒和設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)等，從中選出若干個(gè)較為實(shí)際可行的方案，然后從選出的若干個(gè)方案中用評(píng)價(jià)方法選出最優(yōu)方案。 功能元功能元解（匹配機(jī)構(gòu)）123減速1帶傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)送
7、料機(jī)構(gòu)的間歇回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)擒縱論機(jī)構(gòu)夾緊桿的往復(fù)移動(dòng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)平面凸輪機(jī)構(gòu)空間凸輪機(jī)構(gòu)冷鐓滑塊的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)平面凸輪機(jī)構(gòu)空間凸輪機(jī)構(gòu)冷擠切斷桿的往復(fù)移動(dòng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)平面凸輪機(jī)構(gòu)空間凸輪機(jī)構(gòu)第四章.機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的選擇與評(píng)定一，送絲校直機(jī)構(gòu)的選擇 方案一不完全齒輪機(jī)構(gòu) 簡(jiǎn)單介紹：不完全齒輪機(jī)構(gòu)為送絲校直機(jī)構(gòu)，不完全齒輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、工作可靠，從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間可在較大范圍內(nèi)變化。但是從動(dòng)輪在開始進(jìn)入嚙合與脫離嚙合時(shí)有較大沖擊，故一般只用于低速，輕載場(chǎng)合。 方案二棘輪機(jī)構(gòu) 簡(jiǎn)單介紹：通過棘輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)，但在之后的剪斷操作過程中，由于剪斷部分失去再運(yùn)動(dòng)性，
8、導(dǎo)致后面的操作無法進(jìn)行。 方案三槽輪機(jī)構(gòu) 簡(jiǎn)單介紹：槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易加工，工作可靠，轉(zhuǎn)角準(zhǔn)確，機(jī)械效率高。但是其動(dòng)程不可調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)角不能太小，槽輪在起、停時(shí)的加速度大，有沖擊，并隨著轉(zhuǎn)速的增加或槽輪槽數(shù)的減少而加劇，故不宜用于高速，多用來實(shí)現(xiàn)不需經(jīng)常調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)位角度的轉(zhuǎn)位運(yùn)動(dòng)應(yīng)此此方案較好。 二 剪斷機(jī)構(gòu)的選擇 方案一 方案二 方案三 方案一中截?cái)鄼C(jī)構(gòu)和擠壓機(jī)構(gòu)為一體為凸輪連桿機(jī)構(gòu)，在擠壓的同時(shí)從而截?cái)酁榱耸怪漆斞h(huán)進(jìn)行，應(yīng)處理制造好的鐵釘出料問題。 方案二中截?cái)鄼C(jī)構(gòu)為偏心輪機(jī)構(gòu)缺點(diǎn)：剪斷機(jī)構(gòu)位置錯(cuò)誤，不能獲得要求的鐵釘。 方案三中截?cái)鄼C(jī)構(gòu)凸輪連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便，可實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件任意預(yù)
9、期運(yùn)動(dòng) 二 冷擠機(jī)構(gòu)的選擇 方案一 方案二 方案三 方案一中凸輪連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便，可實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件任意預(yù)期運(yùn)動(dòng)點(diǎn)、但線接觸易磨損凸輪輪廓加工困難且行程不大。 方案二中偏心輪機(jī)構(gòu)的使用場(chǎng)合多用來帶動(dòng)機(jī)械的開關(guān)、活門等所以此方案不適合。 方案三中凸輪連桿機(jī)構(gòu)但和截?cái)鄼C(jī)構(gòu)相連所以與方案一有所區(qū)別。在這些運(yùn)動(dòng)方案中，必須剔除那些有明顯缺點(diǎn)和不能實(shí)現(xiàn)的方案。有的方案，就單個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來說能實(shí)現(xiàn)執(zhí)行動(dòng)作，但把這些機(jī)構(gòu)組合成系統(tǒng)后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)在結(jié)構(gòu)安排上是不可行的，整個(gè)機(jī)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(yùn)動(dòng)方案。以下方案是經(jīng)過綜合考慮后得出的相對(duì)
10、最佳方案。送料校直機(jī)構(gòu)（1）：首先送絲與校直動(dòng)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(jī)構(gòu)帶動(dòng)滾輪完成間歇送絲運(yùn)動(dòng)，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(shí)現(xiàn)不同的傳動(dòng)比，從而使摩擦輪的轉(zhuǎn)速可調(diào)，使送絲長(zhǎng)度可以變化，因此可調(diào)整釘子的長(zhǎng)度，更好的滿足設(shè)計(jì)要求。夾緊機(jī)構(gòu)（2）：因?yàn)橐谒徒z后夾緊一段時(shí)間來實(shí)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(shí)間來保障其他工序。雖然機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，但是傳動(dòng)平穩(wěn)性較高，運(yùn)行可靠。冷鐓釘帽機(jī)構(gòu)（3）：采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)功能，制造和結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，具有急回特性，能提高生產(chǎn)效率
11、。冷擠釘尖機(jī)構(gòu)（4）：為提高生產(chǎn)率，將冷鐓和冷擠同時(shí)進(jìn)行，因此該機(jī)構(gòu)與冷鐓機(jī)構(gòu)具有相同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，同時(shí)為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)工作量和減少加工生產(chǎn)該機(jī)構(gòu)所須的生產(chǎn)設(shè)備，時(shí)間準(zhǔn)備，可設(shè)計(jì)將冷鐓和冷擠使用同種曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，只是裝配的位置不同而已。剪斷機(jī)構(gòu)（5）：采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)規(guī)律與冷鐓和冷擠相似，只不過是在冷擠過后實(shí)現(xiàn)剪切，也可使用與冷鐓和冷擠相同的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，只是起始狀態(tài)和裝配位置不同。第5章.機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的速比和變速機(jī)構(gòu) 第一級(jí)傳動(dòng)采用錐齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)比為1第二級(jí)傳動(dòng)采用圓柱齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)比為0.67 第6章.制釘機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖7. 主加壓機(jī)構(gòu)的尺度設(shè)計(jì) R=L*sin=Lsin（/Z）s=L*
12、cos=Lcos（/Z）h=s-(L-R-r)d1=2(L-s)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r0=R-r-b=26.35 8主加壓機(jī)構(gòu)三維建模9. 主加壓機(jī)構(gòu)速度與加速度分析（分析一個(gè)位置）由于設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)屬高速運(yùn)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(jī)構(gòu)的行程為25mm，另外為提高生產(chǎn)效率，該曲柄滑塊機(jī)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(jì)該機(jī)構(gòu)，以下是利用AutoCAD軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)過程圖。10.參考資料1朱理機(jī)械原理北京：高等教育出版社，2008：15-2002鄒慧君機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)北京：高等教育出版社，2009：15-25011.設(shè)計(jì)總結(jié)
自動(dòng)制釘機(jī)
