机械原理课程设计.ppt

1、机械原理课程设计,自动制钉机,自动制钉机的工作原理和工艺动作过程,制造木工用大大小小的铁钉是将一卷直径与铁钉直径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，在此前夹紧钢丝。 3）冷挤钉尖。 4）剪断钢丝。,原始数据及设计要求,铁钉直径 1.6-3.4mm。 铁钉长度 25-80mm。 生产率 360 枚/min。 最大冷镦力 3000N, 最大剪断力 2500N。 冷镦滑块质量8kg, 其他构件质量和转动惯量不计。 要求结构紧凑, 传动性能优良, 噪声尽量减小。,机械运动设计方案的拟订,为使我们设计的机构能够满足产品的设计要求，设

2、计方案拟订如下: 1. 送丝校直机构: 尽量使送丝与校直动作合二为一，同时附加夹紧机构，在送丝时放松，其余时间夹紧，所以送丝校直机构可采用间歇运动机构带动滚轮或者是其他的压紧传送机构。 2. 冷镦钉帽机构: 采用移动或者摆动式的冲压机构，可用平面六杆机构或者四杆机构，移动或摆动的行程在25mm左右。 3. 冷挤钉尖和剪断机构: 由于冷挤和剪断机构在性能要求上和冷镦机构基本相同，因此采用与冷镦机构相同的运动机构。 4. 由于机构较多，相互动作的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。,机构功能分解图,产品效果图,机械运动简图,设计方案一,此方案为最终所采用的方

3、案，它的送丝校直机构是由糟轮带动滚轮完成间歇送丝运动，并初步校直。固定、冷挤和剪断都是由曲柄滑块机构完成。而冷镦机构则是由一个较为复杂的多连杆机构来实现。 返回,设计方案二,此方案的送丝校直机构采用的是有间歇运动的较为复杂的连杆机构完成横向的间歇移动，同时用凸轮带动滑块完成纵向的移动，从而实现间歇送丝。其他机构基本与方案一相同。 返回,设计方案三,此方案的送丝机构分为几个部分，首先由一个四连杆机构带动滑块，滑块具有急回特性，同时滑块上装一个轴承，轴承带动齿轮与送爪相啮合，送爪外部作旋转平移运动，送爪的内部用一个内锥型的套圈，使三个爪具有收紧和放松的功能，从而满足间歇送丝的要求。校直部分也是用一

4、个类似的爪机构，在收与放的时间上和送爪稍微错开，从而起到校直的作用。其他的部分基本还是沿用连杆机构来实现。 返回,对不同方案的分析比较,对送丝和校直机构进行的分析比较 : 运动准确性 运动平稳性 机械效率 运动的传动性,方案一的结构最为简洁，槽轮的搭配在设计和计算都可以做到非常精确，而后两个方案中机构都比较多，尤其是其中用到了连杆机构，连杆的运动比较难计算，运动准确性较方案一差。 返回,方案一中运用到的槽轮机构，运动平稳性非常好，尤其是启动平稳性很好，这样有利于减小噪音。返回,机械效率方面，方案一稍有欠缺。工作时间只占到总的运动时间的四分之一。返回,在运动的传动性方面，方案一只需一个电动机，带

5、动槽轮转动，机构最简洁，所以传动性最好。 返回,运动图线的分析,上图是槽轮的运动图线。红线为槽轮的运动速度图线，从图中可以很清楚的看到，速度有一个较大的峰值，而速度变化最大的那个时间段即为槽轮的工作时间段，但也可以看到速度曲线和加速度曲线都有较大波动，说明机构构件之间的冲击较大。从粉色虚线的槽轮转动角度图线上还可以很清楚地看出槽轮的运动规律，完全符合槽轮产生间歇运动的这一特性。,上图为冷挤和剪断机构的运动图线。因为采用了连杆机构，可以很清楚地看到，位移（红色实线）和速度（蓝色虚线）曲线都非常地光滑、平稳，充分反映出了连杆机构的优良传动性能，以及运动平稳性。,上图为冷镦机构的运动图线。因为都是采

6、用了连杆机构，所以其图形的特点和冷挤、剪断机构的运动图线非常相似，只不过因为工作的时间不同，所以图线的形状不同。,上图是夹紧机构的运动图线。可以看到因为采用了几何封闭的凸轮机构，各构件间的相互冲击比较大，所以速度和加速度图线的波动都较大。但是位移曲线确比较平稳，可见凸轮机构在运动的平稳性上还是比较好的。,结论： 我们所设计的自动制钉机。在送丝过程中，使用槽轮机构，机械效率高，并能平稳地、间歇地进行转位，但在送丝中，钢丝是由滚轮夹住往前移动的，有可能钢丝在两滚轮之间产生相对滑动，使送丝的效率降低。 在冷镦过程中，采用平面连杆机构，虽然传动不太稳定，但效率较高，且机构简单。 在冷挤和剪断机构中，采用几何曲柄机构，传动平稳性和机械效率都能很好地满足要求。 在夹紧机构中，采用几何封闭凸轮，虽然机构的尺寸设计比较复杂，但是传动平稳性较高。 综观整个机构，机构的结构设计还是较为紧凑合理的，所用到的机构类型也尽量在满足要求的情况下，选择比较简单的机构类型。