机械毕业设计（论文）-Φ3空心铆钉机总体及送料系统设计【全套图纸】

目目 录录 前言 1 1 总体设计.2 1.1 铆钉机用途及工作原理.2 1.1.1 传动机构的设计.2 1.1.2 送料机构的设计.2 1.1.3 上冲头运动机构的设计.2 1.2 传动原理.2 1.2.1 各轴转速.4 1.2.2 参数的初选.4 1.2.3 主轴斜楔离合器的设计.4 1.2.4 主轴凸轮设计.4 2 运动和动力计算.6 2.1 电机的选择.6 2.2 带轮设计.6 2.2.1 第一对带轮的设计.6 2.2.2 第二对带轮的设计.8 2.3 蜗轮与蜗杆的设计 .10 2.4 蜗杆轴的设计13 2.5 主轴设计13 3 送料机构的设计14 3.1 落料装置 .15 3.2 配料盘压簧设计16 3.3 挡料机构 .17 3.4 离合器的设计 .17 3.4.1 离合器的总体设计17 3.4.2 转动轮的设计18 3.5 机座和机身的设计 .21 3.5.1 机座的设计21 3.5.2 机身的设计21 3.6 刹车装置 .22 4 冲针运动机构设计23 4.1 上冲针运动机构23 4.2 底座针机构25 5 安全操作和维护保养26 6 电气控制27 7 结论28 参考文献 .29 致谢 .30 附录 .31 1 33 空心铆钉机总体及送料系统设计空心铆钉机总体及送料系统设计 摘摘 要要：本课题来源于机械化研究所，是一个比较实用和成熟的课题。该机主要用 于铆合铝质金属空心铆钉，铆钉规格从，通过变换漏料盘和落钉器来实现63至 铆钉规格的变换。本设计主要针对铆钉所用部件。铆钉零件图已知，铆合物33 料最大厚度为 3mm，可单独铆合各种位置的空心铆钉，适用于服装、皮鞋、胶鞋、 帐篷、帆布口袋等。本设计中主要完成制定传动方案，电机的选择，带轮设计，主 轴设计等，并绘制空心铆钉机总装图，然后进行相关设计计算、校核等。在设计送 料系统时,先设计绘制了送料系统部装图，然后再设计并绘制零件图完成有关计算、 校核等问题。同时考虑了机身和机座的设计，并对离合器、刹车装置进行了重点考 虑。本次设计的铆钉机工作可靠，结构简单，便于维修基本符合要求。 关键词关键词：送料机构；挡料机构；离合器；刹车装置 全套图纸，加全套图纸，加 153893706153893706 2 The Design of the3 Whole and Feeding System within the Hollow Rivet Machines Abstract:The issue stem is from Yancheng Institute of mechanization,this is a practical and mature subject.The aircraft are mainly used for riveting aluminum hollow metal rivets,whose specifications rangs from to , it can transform leakage through 36 the feed pan-and-nail to achieve the transformation of rivets specifications.Here, I only designed some parts used for rivets. The Rivet Parts is known,Riveting materials 33 for maximum thickness is 3 mm,it could rivete separate location of the various hollow rivets, applied to clothing, shoes, rubber shoes, tents, canvas bag and so on.In the overall design my work is to complete the drive programme, choice of motor,pulley design, spindle design and so on.And I drawed hollow rivet machines ,then proceed to the relevant design, check after drawing. During the design of the feeding system, first I drawed the draft of the feed system , then complete the parts design, checking and other issues when drawing.I also considered the fuselage and engines design,payed intensive attention to clutches, brakes system.In a word the design of the rivet machine is reliable, simple structured, meeting the requirements for basic maintenance. 3 Key word:Feeding; Block material; Clutch; Brakes 前言前言 本课题来自盐城农机研究所。是一个成熟而且比较实用的课程，在国内有广阔 的市场。 本设计是做出一个空心铆钉机及其送料机构，设计的意义在于解决一些相对比 较软的材料之间的连接。如：服装 皮鞋 胶鞋 布鞋 帐篷 帆布袋口袋等。从而实 现从手工到机动的铆接，提高劳动生产率，降低劳动强度。 本设计所要达到的技术要求： 1所设计的铆钉机应能满足的加工要求，并保证加工精度。 2铆钉机要求工作可靠。结构简单，装卸方便，便于维修。 本设计主要解决的问题是怎么样更好更方便地将铆钉送到下冲针的地方，这就 必须解决送料机构的设计问题。 铆钉机是冲床的一种，冲床送料系统是一种用于冷冲压套圈类零件的送料系统， 冲床送料系统实质上即机械手，能自动上料和卸料，提高生产效率，保证产品质量， 改善工作劳动强度，确保人身安全。在冷挤压加工行业中有较大的应用前景。国内 现在有多个厂家在生产铆钉机，上海、山东、广东、江苏等地都有生产。铆钉机采 用电动气动相结合原理完成的旋铆动作，运转平稳无冲击，无噪音，加工质量高， 表面光滑平整，特别适用于汽车等精密机械行业的生产。 4 1 1 总体设计总体设计 1.1 铆钉机用途及工作原理 该机适用于各种空心铆钉的铆合，在外形上有一些像修鞋机，但是它们在结构 上存在明显的差别，铆钉经上冲头冲压至下冲头，使铆钉翻边铆合至皮件及其它物 体上，为了提高功效，进行批量生产，必须使铆钉自动落至上冲头，上冲针带铆钉 冲压到下冲头。铆合成功后，上冲头迅速上升，送料机构回头。该机应由传动机构、 送料机构、机座、上冲头运动机构及下冲头组成。 1.1.11.1.1 传动机构的设计传动机构的设计 电动机带动皮带轮，皮带轮空套于主轴，操纵脚开关使斜契离合器带动主轴， 通过主轴上装的偏心轮机构使冲头滑块做上下运动，上下运动次数由操作者的技术 熟练程度确定，每冲一次完成铆合空心铆钉一个。 1.1.21.1.2 送料机构的设计送料机构的设计 电动机带动皮带轮，皮带轮带动小带轮，小带轮带动蜗杆，蜗杆带动蜗轮，使 漏钉盘转动，料斗内的铆钉通过漏钉小孔漏下，通过落料器落入铆钉轨，钉轨与主 轴上的凸轮通过滚轮机构相连。当下冲头下落时，钉轨受送料弹簧拉动至冲头部位， 将铆钉送到位置后，经挡料机构挡住，上冲头套住铆钉，冲击下冲头，将铆钉铆合 后，上冲头抽回，凸轮带动滚轮机构，带动钉轨抬起。 1.1.31.1.3 上冲头运动机构的设计上冲头运动机构的设计 主轴上凸轮机构上的销轴带动滑块，使导向杆在冲针座中，上下滑动，主12 5 轴转动一圈，冲针上下往复一个行程。下冲针固定于机座上，设计有可上下活动的 下冲针套。上面套有下冲针，使得铆接铆钉的厚度有调节。 1.2 传动原理 方案（1）如下图 1-1 图 1-1 圆锥传动原理图 1.电动机 2.带轮 1 3.大带轮 2 4.斜契联轴器 5.主轴 6.曲柄滑块机构 7.带轮 3 8.圆锥齿轮副 9.齿轮副 10.漏钉盘 11.料斗 方案（2）如图 1-2 6 图 1-2 蜗轮蜗杆传动原理图 1.电动机 2.带轮 1 3.大带轮 2 4.斜楔联轴器 5.主轴 6.凸轮 7.滚轮 8.凸轮滑块导向杆机构 9.带轮 3 10.蜗杆轴 1 1.蜗轮 12.蜗轮轴 13 钉子轨道 14.漏钉装置 15.料斗 这两种传动方案，第二种传动方案优于第一种传动方案，由于第一种传动方案 运用滑块机构，这对它的传动平稳性不能保证，而这种机器在这方面要求比较高， 所以第二种凸轮滑块导向杆机构就能保证冲压机构的平稳性，在送料机构的传动中， 第一种方案用一对圆锥齿轮传动，那样传动比不会很大，要想传动比大那就会使体 积变大，而第二种用的是蜗轮蜗杆传动，比较平稳，用于减速传动，传动比大，而 且容易改变传动方向，所以综合上面各种因素选择方案（2）比较合理。 1.2.11.2.1 各轴转速各轴转速 初选电机转速 1400r/min。主轴设计转速为 200r/min，蜗杆轴 10 设计转速 150r/min，蜗轮轴 12 转速为 12r/min，蜗轮轴带动漏钉盘转动。 1.2.21.2.2 参数的初选参数的初选 带轮 2 选中径 55mm，大带轮 3 中径 370mm，大带轮上小轮中径选为 91mm，带轮 15 中径为 120mm，蜗杆 m 为 1.5 大头数为 2。蜗轮齿数为 26。 计算： 主轴转速 min/2081400 370 55 rn 7 蜗杆轴转速 min/158208 120 91 rn 蜗轮轴转速 min/12158 26 2 rn 基本符合要求 1.2.31.2.3 主轴斜楔离合器的设计主轴斜楔离合器的设计 主轴必须空套与大带轮 3，大带轮通过斜楔离合器带动主轴，斜楔离合器通 过脚踏开关控制脚踏踩下，斜楔离合器闭合，主轴转动。 1.2.41.2.4 主轴凸轮设计主轴凸轮设计 主轴凸轮是该机构设计的关键零件。主轴转动通过凸轮轴平面上的销轴带动导 向杆，控制上冲头上下运动。凸轮工作面转动带动滚轮座作周期性摆动；故钉轨在 上冲头下冲时将铆钉送到位，而在上冲头回抽时，钉轨摆开。 总体结构设计如图 1-3 图 1-3 总体 1.主轴 2.大带轮 3.带轮 4.蜗杆轴 5.蜗轮 6.蜗轮轴 7.料斗 8.落料器 10.漏钉盘 11.料架 12 冲针座 13.滚 轮座 14.凸轮 15.钉轨 16.机身 17.上冲针 18.下冲针 19.机座 20 刨花板 21.带轮 22.电动机 23.脚踏开关 24.机架 机架 24 上装刨花板 20，刨花板上装有机座 19，机座上装有机身 16，机身上装 8 有主轴 1 通过两个轴承联接；机座上还装有下冲冲针套；主轴上空套大带轮 2，装 有斜楔离合器和凸轮 14；电机 22 倒于刨花板上通过皮带将动力传给大带轮 2；冲 针座 12 通过螺钉固接于机身 16；蜗杆轴轴座通过螺钉固接于机身上；料槽 9 用螺 钉连接于机身上，蜗论轴 4 与料槽 9 动配合。料斗 7 联接与料槽 9 上；料架 11 联 接于机身 16 上；并于料轨 15 相连；料轨通过弹簧与滚轮座相连接，弹簧将滚轮座 上滚轮压在主轴凸轮上，使料轨随着凸轮来回运动。脚踏安装与机架 24 上，通过 接杆和导杆与主轴上斜楔离合器相连控制主轴的转动与停止。 2 2 运动和动力计算运动和动力计算 2.1 电机的选择 该机实际需要动力仅为上冲头冲击铆钉，使铆钉翻边，将物体铆住，所以说 它所需要的有效功率很小，而只需考察使主轴和冲击头达到设计速度所需功率。 我们看主轴上有大带轮，斜楔离合器和偏心轮，它们分别消耗功率为 90W、30W、和 3W 再加上刹车装置，消耗的功率有 260W 所以电机选用 yy7134(即 DO 7134)单相电机，转速为 1400r/min；功率：370W。 2 选择该电机主要因为:电动机运转性能良好，效率和功率因素都较高，无离心 开关之类的易损元件，工作可靠，唯启动转矩较小，空载电流较大，它用于工作时 间较长，无经常空载的场合。 2.2 带轮设计 该机有两对带轮设计：从电机传到主轴的带轮，从主轴传到蜗杆轴的带轮。 2.2.12.2.1 第一对带轮的设计第一对带轮的设计 电动机 yy7134，转速1400r/min，额定功率 P=370W 208r/min.轴间距 1 n 2 n 440mm.每天工作 1011 小时。查阅机械简明零件设计手册 。 （1）设计功率由表 7-9 查得工况系数=1.1。 A k 。WPkP Ad 4073701 . 1 （2）选择带型 根据407W 和=1400r/min，由表 7-1 确定为 B 型三角带。 d p 1 n （3）计算传动比6.73。i 208 1400 2 1 n n （4）小轮基准直径 参考表 7-13 和表 3.5-3，取55mm 1 d d02 . 0 大带轮基准直径：。mmidd dda 7 . 362)02 . 0 1 (5573 . 6 )1 ( 1 9 由表 3.5-3 取。mmdd370 2 (5）主轴的实际转速 min/208 370 551400)02 . 0 1 ( )1 ( 2 1 1 2 r d dn n d d (6)带速的计算 sm nd v/03. 4 100060 140055 100060 11 (此处取) 11 dp dd (7)初定轴间距 要求取mma440 0 (8)所需基准长度 mm a dd dddLd d d dd 1604 4404 )55370( )37055(4002 4 )( )(2 2 2 0 2 20 1 2 2 1 y 由机械设计书表 8-3 基准长度 9600mm (9) 实际轴间距 mm LL aa dd 438 2 16041600 440 2 0 0 安装时所需的最小轴间距 mmLaa d 4141600015 . 0 438015 . 0 min 张紧式补偿伸长所需最小轴间距 mmLaa d 486160003 . 0 43803 . 0 max (10）小带轮包角 79.138 3 . 57 438 55370 1803 .57 438 180 12 1 dd dd （11）单根 v 带的基准额定功率 根据和，由零件设计手册表 3.5-1 查得 B 型带mmdd53 1 min/1400 1 rn 1.2KW。 1 p （12）考虑传动比的影响，额定功率的增量由表查得0.33KW。 1 p 1 p （13）V 带的根数 由表 3.5-10 查得0.88 由表 3.5-11 查得1.13 a k L k 1 13. 1965. 0)13 . 0 2 . 1 ( 47. 0 )( 11 La d KKPP P Z 10 （14）单根带预紧力 2 5 . 2 0 2 ) 1(500mv v p F d Ka 由表 22.1-12 查的 m=0.17kg/m NF9603. 417 . 0 03. 42 47 . 0 ) 1 88 . 0 5 . 2 (500 2 0 (15)小带轮结构设计 由 yy7134 电机可知，其轴伸直径 d=14mm，长度为 45mm.故小带轮轴孔直径应 取14H8()由表 7-16 查得小带轮结构为实心轮。再设计出键槽和防轴向窜 0 d 027 . 0 0 动的螺纹孔 M8。 （16）大带轮的结构设计 由表 7-16 查得，大带轮结构为一种辐板式，孔为 30H8 与主轴空套。考虑到结 构要求。将大带轮和下一级传动的小带轮组成一个整体，同时为了便于将动力传输 给主轴，要求用键来实现动力传输，就需要在大带轮右端设计出一个可以用于滑键 进出的两个对称槽。 2.2.22.2.2 第二对带轮的设计第二对带轮的设计 主轴转速，蜗杆轴转速.轴间距 246mm，每天工作min/208 1 rn min/150 2 rn 1011 小时。 （1）设计功率有表 7-9 查得工况系数1 . 1 A k 故Wpkp Ad 1601461 . 1 （2）选定带型 根据和由表 7-1 确定为 Z 型Wpd160min/208 1 rn （3）传动比 39. 1 150 208 2 1 n n i （4）小轮基准直径 参考表 7-13 和表 3.5-3，取 mmdd91 1 02 . 0 大带轮基准直径 mmidd dd 11701 . 0 19139. 11 12 由表 3.5-3 取mmdd120 2 （5）蜗杆轴实际转速 min/150 120 9120801. 011 2 11 2 r d dn n d d （6）带速 sm nd v p /99 . 0 100060 20891 100060 11 11 此处取 11 dp dd （7）初定轴间距 按要求取mma246 0 （8）所需基准长度 0 2 12 2100 42 2 a dd ddaL dd ddd 2464 91120 12091 2 2462 2 mm824 由表 8-3机械设计选取基准长度 mm a dd ddaL dd ddd 824 2464 91120 )12091( 2 2402 42 2 2 0 2 0 12 210 （9）实际轴间距 mm LL aa dd 234 2 824800 224 2 0 0 安装时所需最小轴间距： mmLaa d 222800015 . 0 234015 . 0 min 安装张紧式或补偿伸长所需最大轴间距： mmLaa d 25880003 . 0 23403 . 0 max （10）小带轮包角 9 . 172 3 . 57 234 91120 180 3 . 57 2 180 12 1 dd dd （11）但根 V 带的基本额定功率 根据和，由表 3.5-1 查得 O 型带mmdd91 1 min/208 1 rn kwp14. 0 1 （12）考虑传动比影响，额定功率的增量kwp0 1 （13）V 带的根数 La d kkPP P Z 11 由表 3.5-1 查得88. 0 a k 由表 3.5-11 查得13 . 1 L k 12 根1 13. 188 . 0 014 . 0 16 . 0 Z 取 1 根 （14）单根 V 带的预紧力 2 0 16. 0 1 5 . 2 500qv vK F d 由表 3.5-1机械零件设计手册查得mmkgq/06 . 0 NF8 .1299 . 0 06 . 0 99 . 0 16 . 0 1 88 . 0 5 . 2 500 2 0 （15）小带轮的结构设计 小带轮与上一级传动的大带轮合为一体，孔为，我们称之为飞轮，830H 飞轮的小端开两个长槽，供离合器转向键插入，具体尺寸见飞轮的尺寸零件图。 （16）大带轮的结构设计 由表 7-16简明机械零件设计查得，大带轮为辅板式，中心开孔与蜗810H 杆轴用平键联接。 2.3 蜗轮与蜗杆的设计 （1）蜗轮蜗杆输入功率 P =P=0.37，取 0.92，两级带传动 1 2 2 92. 0kw31 . 0 的效率。 （2）选择传动类型，精度等等级和材料。考虑到传动的功率不大，速度也不 高，故选用阿基米德蜗杆传动，精度为 8C（GB10089-88） 。蜗杆用 40Gr，表面淬火， HRC=450500，表面粗糙度 Ra 为 1.6。蜗轮轮缘选用 ZcuSn10P 金属模铸造。m 1 （3）初选几何参数 传动比 =13.16 参考表 取 13i 2 1 n n 12 158 i Z =2，Z =Z i=2=26 121 13 （4）确定许用接触应力 由表 11-24机械简明设计手册可知 nvshphp ZZ 2 /220mmN hp smvs/5 . 0 Z=1 vs 蜗轮应力循环数 6 22 104 . 34 . 0853001126060 n ljnN 查表 11-2 得 Z =1.15 n 2 /25315 . 1 1220mmN hp （5）接触强度设计 按表 11-20 中接触强度的设计公式： 2 2 2 1 2 ) 15000 (mmKT Z dm hp 13 载荷系数 K=1 蜗轮轴的转距 12 12 82 . 0 31 . 0 95499549 2 1 2 n np T 42121) 26253 15000 ( 2 1 2 dm 查表可选用 m=1.5mm d =21mm 1 （6）主要几何尺寸计算 按表 11-26 中公式 蜗轮分度圆直径mmmzd39265 . 1 22 传动中心距mmdda30)3921()( 2 1 212 1 导程角 “48 7813 . 8 21 5 . 12 1 1 arctg d mz arctg (7)求蜗轮的圆周速度并核对传动效率 蜗轮的圆周速度 sm nd v/025 . 0 100060 1239 100060 22 2 齿面间滑动速度 sm s /175 . 0 13 . 8 cos100060 15821 按式 321 按式856 . 0 )15 . 4 13. 8tan( 13 . 8 tan )tan( tan 1 v 由表查的 15. 4 v 搅油损耗效率取96. 0 2 滚动轴承效率取98 . 0 3 与假定值相近805 . 0 98. 096. 0856 . 0 (8)校核接触强度 hpvAEh kkk dd T Z 2 21 2 9400 弹性系数 Z 由表 11-30 查得 Z =155/mm EE N 2 使用系数由表 11-29 查得 k =1 k AA 动载系数=1.1 p k 选向载荷分布系数 k =1.1 蜗轮轴上的转距 mNT/12 12 845 . 0 031 . 0 9549 2 14 查的滑动速度影响系数 Z=1，于是许用接触应力 VS 可满足。mmN hph /170 6 . 1721 . 11 . 1 39221 129400 155 (9)轮齿弯曲强度校核 按表中公式 2 21 2 / 666 mmN mdd kkkT FPFs vA F 齿形系数 Y按 FS 8 . 26 13 . 8 cos 26 cos 33 2 2 z Zv 查表得 Y=4.2 FS 螺旋角系数 932 . 0 120 13 . 8 11 120 Y 蜗轮的许用弯曲应力 NFPpp Y 寿命系数 Y 当时 查表得 N 6 2 104 . 3N88 . 0 N Y 蜗轮材料 N=10 时， 62 /70mmN FP 2 / 6 . 6188. 070mmN FP 则 可以用。 FPF 5 . 30932 . 0 2 . 4 5 . 13921 1 . 11 . 112666 (10)其他几何尺寸计算 15 mmmdxS mmmh mmSS mmpS mmmp mmmc d R mmmR mmb mmmZb mmb mmdb mmd mmmdd mmhdd mmxchmh mmhdd mmxhmh mmmchdd mmmhdd mmmc x a xn xx x a f d a a e ae ff af aa aa af aa x 356 . 2 5 . 15 . 0)tan25 . 0( 5 . 1 33 . 2 13 . 8 cos355 . 2 cos 355 . 2 71 . 4 5 . 05 . 0 71 . 4 5 . 114 . 3 3 . 125 . 12 . 012 2 95 . 1 25 84.185 . 1)2606 . 0 11()06 . 0 11( 16 182475 . 0 75 . 0 45 25.445 . 15 . 1425 . 1 4 . 358 . 12392 8 . 1)02 . 01 (5 . 1)( 425 . 12392 5 . 1)01 (5 . 1)( 4 . 17)2 . 01 (5 . 1221)(2 245 . 112212 3 . 05 . 12 . 02 . 0 20 22 1 11 1 *1 2 2 21 22 1 21 2 12 2 22 222 2 * * 2 222 2 * 2 * * 1 * 1 1 取 取 取 (11)蜗轮蜗杆工作见图 2.4 蜗杆轴的设计 a.材料的选择为，是为了满足蜗杆的要求，表面淬火；Cr405045HRC b.蜗杆轴一端设计为。安装皮带轮；另一端设计一个蜗杆，具体尺寸前710h 已讨论过；中间支承在轴座上； c.轴座为铸件 HT200，通过螺钉安装于机身上。轴座安装蜗杆轴的孔为。819H 衬有外径。内径为的铜套，蜗轮轴中间段设计为，在铜套中719813H713f 转动；铜套的材料为紫铜； d.蜗杆轴轴向必须有定位，以防止窜动，故在轴座的外端。蜗杆轴上设计有定 位块，以防止轴向窜动。 另由于蜗杆所受的扭矩比较小，所以蜗杆轴有足够的强度和刚度。 2.5 主轴设计 主轴材料是 45 号钢，经过热处理后形成的，主轴通过两只轴承安装在机身上， 16 一端有大飞轮空套在上面，配合尺寸为，离合器的转动轮连接在上面配合 7 8 30 h H 尺寸为，另一端装有凸轮，传给上冲针和滚轮座动力。 7 8 30 h H 通过经验设计，选用的轴径，两个轴承选用（GB/T292-93）7006C 双防尘30 圈轴承。轴承之间的轴径。34 由于飞轮空套于主轴，故在套飞轮的轴端开螺纹槽，飞轮用挡圈轴向固定，还 在轴端开螺纹槽，安放润滑油杯 A-6，轴内开润滑油路。 3 3 送料机构的设计送料机构的设计 当铆钉由落料器进入钉轨时，由于钉轨截面形状和铆钉相同，铆钉在钉轨中就 必须按照一定的空间位置，滑落到挡料机构，再由上冲针冲下，进入空心铆钉中， 形成固定位置。而钉轨在上冲针回抽时要抬起，这就必须在送料机构上设计出有凸 轮的装置，凸轮装置需安装在主轴上，与上冲针动作同步。这里就要在钉轨的上端 设计出一个支点，使钉轨在力的作用下，可绕该点作一定的摆动，同时设计出一个 滚轮机构。滚轮机构通过滚子在凸轮上滚动，钉轨与支撑板通过弹簧连接，支撑板 固定在凸轮上，因此在这些过程中凸轮的设计就显得很关键。 a.凸轮设计 1）当凸轮上圆柱销孔在最下面时，冲针位置最低，钉轨在这过程中应抬起。 2）圆柱销上升在和主轴轴线相平时，冲针在中位，钉轨应抬起。 3）当圆柱销处于最高位置时，这时冲针最高，而钉轨渐渐向下。 4）圆柱销向下运动时，冲针向下，钉轨就渐渐抬起，钉轨向下和抬起并占半 个行程。 17 设定上冲针工作行程为 56.与漏钉盘中的 28 个长槽相对应，故凸轮机构简图见 图 3-1： 图 3-1 凸轮 b.滚轮机构 通过挡板将滚轮座与钉轨连接，挡板与钉轨之间设计出一送料拉簧，滚轮座 用圆柱销和滚子 10 在凸轮上滚动。6 c.上支撑 通过料架与支撑板形成上支撑 d.钉轨 根据铆钉料件设计钉轨形状，它是一个组件，并且将钉轨向上要与落料器相接， 并能使料件顺道落下，向下形成圆弧状，到达上冲针轴线位有挡住料件，故钉轨下 部要设计有板支撑挡料机构，具体尺寸可查看钉轨零件图。 2 3.1 落料装置的设计 落料装置简图见图 3-2： 18 图 3-2 落料装置 1.料槽 2.料口垫板 3.螺母 4.蜗轮 5.涡轮轴 6.键 7.螺套 8.料斗 9.漏钉盘 10.弹簧 11.手轮 12.落料器 落钉原理 落料装置的设计是通过蜗轮带动蜗轮轴，由手轮和压簧上的力，使得漏钉盘 转动，在这转动过程中，在漏钉盘中的子也跟着一起转动，漏钉盘上均分着 28 个 3.5mm 长槽铆钉进入长槽来实现先后的顺序和位置，然后进入落料的一个 4 毫米的 长槽中， （必须由漏钉盘与料口垫板的间隙下，而进入长槽）最后进入钉轨中钉轨 的截面形状和铆钉的轴线方线的截面形状一样，这样设计就能保证钉子规则的落在 下冲针头上。 主要零件的结构设计 蜗轮轴一头设计 19h7 长为 16mm，装配蜗轮，中间设计 19h7 与螺套 19h8 孔配合，蜗轮轴可以在中间转动，另一端套有料口和漏钉盘，要使料口垫板 和漏钉盘之间有 12 mm 间隙，有安装时保证的。 螺套外面直径为 30 的螺纹，它和料槽上 30H8 孔相结合，然后的 M30 的螺 纹两个；将其固定在料槽上。 漏钉盘外径可设计为 168。内径设计为 16，套于蜗轮轴上，通过弹簧压 1 . 0 0 紧在蜗轮轴上，内部是空腔，是用于放钉子的，与蜗轮轴一起转动，在漏钉盘的左 端开有 28 个宽为 3.5 的细长槽，通过该细长槽和料口垫块来实现将盘中的钉子分 19 先后的落料器进入钉轨。 料槽安装于机身上通过螺钉连接的，它的上面装有料斗，中间装有螺套，螺套 中装有蜗轮轴，而料口垫板和落料器都通过螺钉连接在料槽上，另外还有一些零件 也装在上面。 3.2 配料盘压簧设计 已知要求 D =22mm，=4.832mm，压力 p =525.41N，p =175.135N，材料选择 21 n1 为 65MN。根据机械设计参考书得 因弹簧要求高，选用组，选=1422MPa 表 163=785MPa B 根据强度条件计算弹簧直径，现选择 C=6，则由式（164）得 25 . 1 6 615 . 0 464 615 . 0 44 14 c c k 根据式（1610）得 mm kp d c 6 . 3 780 625. 1 6 . 325 6 . 1 6 . 1 2 取 d=3.6 查得取 e=22/3.6=6.1111471 计算 25 . 1 6 615 . 6 41 . 64 11 . 64 k 所以 d 可取 4mm mmdDD26 2 根据刚度条件计算弹簧圈数为mmN p kp/72 832 . 4 135.17541.525 内表 162 取 G78500，则弹簧圈数 n 为 553 . 6 72228 478500 8 3 4 3 4 kpD Gd n 取 7 圈 验算略 结构尺寸： 中径 22 2 D 内径 18424 21 dDD 外径 26422 2 dDD 旋绕比 5 . 54/22 2 d D c 压缩弹簧长细比 b 45 . 1 22 32 2 0 D H b 32 0 H 2 .27 8 . 432 0 hn HH 总圈数7272 1 nn 节距 15 . 8 2237 . 0 37 . 0 2 Dp 20 mm phD L72.621 6cos 2214 . 3 cos 2 2 取 6 3.3 挡料机构 挡料机构如下图 3-3 所示： 图 3-3 挡料机构 1.销 2.拉簧 3.销轴块 4.挡料板 5.钉轨 拉簧拉紧挡料板，当铆钉落到此处时就被挡料板挡住，使挡料板与钉轨中线间 距 4mm，使得上冲针冲下时能将铆钉冲下，注意设计铆钉时铆钉中心应在冲头中心 线上。 钉轨的下垫板，装销轴块的孔应开成长槽，使得挡料板可左右调节，使之能挡 住铆钉。 3.4 离合器的设计 3.4.13.4.1 离合器的总体设计离合器的总体设计 离合器的转动轮与主轴通过平键相连，左端与飞轮相靠，开有两个宽 16 的长 槽，放入转向键，转向键右端压有转向弹簧，通过拨键叉的上下运动，控制转向键 的左右运动，拨叉键向下，压簧压紧，转向键压簧松开，转向键向左，被压入飞轮 的槽内；拨叉是通过脚踏开关控制的，踏下，拨键叉向下，松开，压簧回收，拨叉 向上，转向键向右，脱离飞轮的槽中。 21 图 3-4 离合器 1.飞轮 2.转动轮 3.平键 4.主轴 5.转向键压簧 6.转向键 7.钢板 8.压簧 9.拨键叉 10.导向套 3.4.23.4.2 转动轮的设计转动轮的设计 转动轮孔开出离中心距离 18 的孔，轴向宽，宽 16（配作）的长槽，830H 1 . 0 12 供转向键滑动。 转向键的设计 转向键轴向宽，宽 16 配作，应在转向轮内滑动自如； 1 . 0 12 拨键叉设计 （1）拨键叉上端与转向键斜面相碰，故应设计出一斜面，倾斜角应略大一60 些，与转向键相碰； （2）中间在导向套中滑动故设计口；2020 （3）装压簧处设计为，长 40，下端开 8mm 长槽；28 （4）拨键叉压簧与转向键压簧设计力的计算。 22 图 3-5 拨键夹压簧压转向键斜面的力 F1，产生的压动转向键压簧的力 F2 2 60cos 1 12 F FF 所以拨键叉压簧的工作压力大于转向键压簧的两倍时，离合器才能正常工作。 转向键压簧的设计计算： （1）工作行程:16mm （2）最大工作负载kgfPn813 . 2 （3）最小工作负载 kgfP937 . 0 1 （4）负载种类：一般 （5）端部型式：端部并紧并磨平，支撑圈为 1 圈 （6）制造精度：主要参数的制造精度为 2 级 （7）弹簧材料：碳素弹簧钢丝 （8）根据查表 n P 1 1 d10 2 D94 . 4 t813 . 2 n p813. 2 n f1 d p 4 . 31l （9）弹簧要求钢度 mmkgf h pp p n /117. 0 16 937 . 0 813. 2 1 （10）有效圈数 5 . 852 . 8 117 . 0 1 n p p n d 取 弹簧实际刚度117 . 0 5 . 8 1 n p p d 总圈数 2 . 1025 . 82 1 nm 自由高度 5 .4215 . 194 . 4 5 . 85 . 1 0 dntH 圆整取标准值 42 23 弹簧实际节距 mm n dH l94 . 4 5 . 8 15 . 1425 . 1 0 工作极限负载下的变形 mm p p F j j 27 117. 0 2 . 3 最大工作负载下的变形 mm p p F n n 24 117. 0 813 . 2 最小工作负载下的变形 mm p p F8 117 . 0 931 . 0 1 1 最大工作负载下的高度 mmFhH nn 182442 0 最小工作负载下的高度 mmFHH34842 10 工作极限负载下的高度 mmFHH jj 152742 0 展开长度 mmLnL7 .329 5 . 10 4 . 31 1 拨键叉压簧设计计算 由于工作压力要大于转向键弹簧的两倍，故选取弹簧，直径选取材 2 . 328 . 1 料为碳素弹簧钢丝 （1）弹簧许用应力，根据负荷类别按表选 84 （2）弹簧指数78 . 1 8 . 1 2 .32 2 d D c （3）曲度系数 079. 1 65 . 0 44 14 cc c k （4）最大工作负荷 kgf kD d pn57 . 5 84 32079 . 1 8 8 . 1 8 3 1 3 所以基本符合要求 （5）工作极限负载：由于用材料为碳素钢丝，所以所以 nj pp25 . 1 kgfpj96. 6 （6）最小工作负载 取 j pp) 2 1 3 1 ( 1 kgfp48 . 3 1 （7）弹簧刚度 其中 h 为工作行程，为 5mm h pp p n1 所以mmkgfp/418. 0 5 48. 357 . 5 （8）弹簧节距 取10 （9）自由高度 由于 mmH46 7 33. 8 418. 0 48 . 3 1 1 p p F 所以 取 54mm33.5433 . 8 46 110 FHH （10)弹簧圈数 求得 n=533.545 . 18 . 1 0 nH 24 （11)修正弹簧节距 mm n H 26.10 5 5 . 18 . 1545 . 18 . 1 0 （12)工作极限负荷变形 65.16 p p F j j （13)最大工作负载下变形 33.13 p p F n n 最小工作负载下变形 33 . 8 1 1 p p F 3.5 机座和机身的设计 3.5.13.5.1 机座的设计机座的设计 机座采用 HT200 材料，固定于刨花板板台面上，通过通孔与机身相连，通宽9 40mm 长 50mm 的长槽，放入底冲针座，上平面要保证一定的平面度。 3.5.23.5.2 机身的设计机身的设计 机身是该机的核心铸件，大部分零件是通过机身支撑的。 a.与主轴的联系尺寸 通过孔装入 7006c 轴承两只，轴承套于主轴，故两个轴承孔要 03 . 0 0 55 03 . 0 0 55 有同轴度要求，轴承孔之间的长孔不小于，这样便于拿出轴承，从而方便维修。45 b.与冲针的联系尺寸 在主视图前端面加工，尺寸，用于联接冲针座，通过 M8 螺84M75150 钉固定。 c.与机座的联系尺寸 在 B 向视图加工，尺寸，用于和机座固定。84M9090 d.与导向套联系尺寸 左视图的视图上，尺寸64M5656 e.与轴联系尺寸 D 向视图上，尺寸 8582M f.与钉轨上支撑联系尺寸 主视图，右视图上，尺寸 120 82M g.在俯视图上有一些零件用于和磨擦片相联系的孔的尺寸。 25 3.6 刹车装置 刹车装置放置于离合器转动轮的圆柱面上，刹车装置与圆柱接触面为橡胶，刹 车装置为杠杆机构，通过弹簧调定刹车力的大小，使离合器脱离飞轮后，主轴能迅 速停止，而又能使主轴转动时不受影响。 刹车装置简图如下图 3-6： 图 3-6 刹车装置 1.刹车装置 2.支点 3.螺栓 4.弹簧 5.机身 刹车装置的支架点可用圆柱销连接，使刹车装置在螺栓上旋转时绕支点转动。 26 4 4 冲针运动机构设计冲针运动机构设计 4.1 上冲针运动机构 工作原理 凸轮带动滑块在滑块座运动，带动导向杆在冲动座中上下运动，带动上冲针 上下运动。 主要零件参数 （1）凸轮圆销孔的偏心距为 28，决定了上冲针上下行程为 56mm12 （2）销轴在凸轮里配合，在滑块没自动进给12 （3）滑块设计为，滑块座和设计口的长槽，使滑块能在滑块座20282020 内滑动 （4）导向杆在冲针座可上下自由滑动，故导杆与冲针座配合尺寸 7 8 16 h H 7 8 25 h H （5）滑块座通过螺钉固定在导向杆上178M （6）导向杆内腔设计有弹簧，上冲针压在下面，通过螺钉将上冲针和套固定 在导向杆上，使得导向杆下冲时，上冲针能回抽，避免上下冲针刚度碰撞 （7）上冲针设计为直径，前端长 5 的锥面，小端直径为3 . 25 . 1 27 图 4-1 上冲针机构 1.导向杆 2.机身 3.冲针座 4.滑块座 5.销轴 6.滑块 7.凸轮 8.盖 9.弹簧 10.冲针 11.套 28 4.2 底座针机构 图 4-2 底冲针机构 1.底冲针 2.螺母 3.套 4.底冲针座 5.机座5 . 122M 此结构可用套在底冲针座中上下移动，套上面用两只螺母定位，下面用两只螺 栓，可以调节上下冲针的间距，从而铆合不同长度的铆钉。 29 5 5 安全操作和维护保养安全操作和维护保养 1.每天工作前，油孔和旋转滑动部位注入 3 至 5 滴 20 号机油，并检查各零件是 否转动灵活，正常开机使用连续工作四小时左右加一次油。 2.开机前用手搬动皮带轮，使滑块向下行检查上下冲针距离是否合理，防止开 机后把冲针撞坏。 3.检查各部位的螺钉，螺母，防止它们松动，从而避免在工作过程中由于螺