機械原理課程設計-自動制釘機(教學PPT)

機械原理課程設計自動制釘機,設計者：機械0404機械0405指導老師,CourseDesignforTheoryofMachinesandMechanismsautomaticnailmakingmachine,1,自動制釘機基本概況,鋼釘是用途極為廣泛的建筑五金制品尤其在當今的建筑行業(yè)中需要大量的鋼釘作為勞動的工具，所以要高效、合理、廉價地生產(chǎn)出鋼釘需要一套整體結構緊湊，科學合理，性能穩(wěn)定，操作簡單簡便利的自動制釘機.自動制釘機主要采用廢舊鋼筋來作為原料，通過拉直，鐓尖等工序來生產(chǎn)我們?nèi)粘Ｉ钪械乃脠A釘子，具有原材料易取、廣泛，投資較少等優(yōu)點.,2,自動制釘機的工作原理及工藝過程,制造木工用大大小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）冷鐓釘帽，在此前夾緊鋼絲。3）冷擠釘尖。4）剪斷鋼絲。,3,自動制釘機的原始數(shù)據(jù)和設計要求,鐵釘直徑1.63.4mm。鐵釘長度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，其他構件質(zhì)量和轉動慣量不計。,4,設計思路方案確定,因為釘子的原材料是一卷直徑與鐵釘直徑相等的低碳鋼絲或鋼條，為了使我們設計的機構能夠滿足產(chǎn)品的設計要求，我們的設計思路是：1）送絲校直：將鋼絲傳送的同時利用摩擦輪將彎曲的鋼絲校直，并且送絲與校直動作要協(xié)調(diào)，但考慮到為配合接下來的操作過程，不能使鋼絲不停的傳送，所以要考慮用間歇機構，使送絲有間隙性地傳遞。同時附加夾緊機構，能夠在送絲時放松，其余操作時間夾緊。,5,2）冷鐓釘帽：我們所看到的釘子都有釘帽，由夾緊機構夾持鋼絲時，露出一段鋼絲進行冷鐓釘帽，可采用移動或者擺動式的沖壓機構。3）冷擠釘尖：通過模具擠壓出釘尖形狀。4）切斷鋼絲：擠壓完成后，剪斷機構剪斷鋼絲，可采用急回運動機構。5）夾緊機構松開，鐵釘落下。6）送絲機構重新送絲，工序重復，實現(xiàn)自動制釘?shù)哪康?。機構相對較多，相互動作也比較復雜，協(xié)調(diào)就變得尤為重要，所以我們考慮用齒輪及皮帶連接各主動件，使其有聯(lián)動的效果。,6,方案一運動簡圖,7,方案一,在這個方案中，我們采用槽輪機構，產(chǎn)生間歇運動，帶動摩擦輪傳送鋼絲。然后通過夾緊機構夾緊，擠釘尖機構，切斷機構，和擠釘帽機構在同一平面內(nèi)協(xié)調(diào)工作。夾緊機構和擠釘尖機構我們確定用內(nèi)槽凸輪，避免用彈簧或依靠重力使推桿回復，而且比較平穩(wěn)，等加速運動是柔性沖擊，沖擊相對較小。擠釘帽機構我們采用有偏心距的曲柄滑塊機構，能夠產(chǎn)生急回運動特性，從而提高生產(chǎn)效率。,8,方案二運動簡圖,9,方案二,這個方案中我們考慮將擠釘尖和切斷的動作同時進行，可以提高效率，同時又能避免復雜的協(xié)調(diào)工作。其次，我們將方案一中的曲柄滑塊機構替換為增力機構，因為我們考慮到可能對于需要較大力的擠釘帽機構，普通的曲柄滑塊機構無法產(chǎn)生足夠大的力。,10,方案三運動簡圖,11,方案三,在這個方案中，我們?nèi)耘f采納了槽輪機構作為送絲機構的主動件，但在槽輪機構并為直接接到摩擦輪，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，從而使摩擦輪的轉速可調(diào)，使送絲長度可以變化。鐓釘帽機構用增力機構，因為鐓釘帽需要較大的力，采用這個機構能夠增大壓力角。切斷機構采用曲柄滑塊機構，能產(chǎn)生急回特性，但和方案一中不同，我們將切斷機構放在了垂直平面，雖然這樣協(xié)調(diào)較為復雜，但考慮到準確性將大大提高。鐓釘尖機構和夾緊機構仍采用內(nèi)槽凸輪。,12,進行比較確定方案,方案一最為簡單緊湊，但鐓釘帽的曲柄滑塊機構所產(chǎn)生的力可能不夠大，無法完成鐓釘帽的功能。方案二中將切斷機構分離出來，和鐓釘尖不同完成，這樣可以提高切斷時的穩(wěn)定性和準確性。采用加力機構又能夠使方案一中鐓力不夠的情況得以解決。方案三中吸取了前兩個方案的優(yōu)點，同時避免了相應的缺陷。并且增加的齒輪能夠通過調(diào)配齒輪，調(diào)整傳動比，進而調(diào)整釘子的長度，能更好的符合設計要求。因此方案三成為我們的最終方案。,13,最終方案設計分析,送絲機構：槽輪機構、齒輪傳動、摩擦輪校值。夾緊機構：內(nèi)槽凸輪機構、固定板擠釘尖機構：內(nèi)槽凸輪機構、固定板鐓釘帽機構：加力機構切斷機構：曲柄滑塊機構,14,動態(tài)視頻,15,1.夾緊機構,盤型幾何封閉內(nèi)凸輪，運動較為平穩(wěn)。壓緊機構是本次設計中的關鍵所在，因為能否壓緊鋼絲就決定著下面工序能否正常進行。利用凸輪遠休的一段時間來壓緊鋼絲，進行冷鐓、冷擠和剪斷。在回程時，松開鋼絲，使送絲機構向前送絲。,16,夾緊機構參數(shù)說明,在060夾緊機構處于近休狀態(tài)，保證送絲順利進行。60120推動擺抓等速移動夾緊鋼絲。120300凸輪遠休，擺抓始終夾緊鋼絲，進行冷鐓、擠壓和剪斷工序。300360凸輪等加速回程，回到近休狀態(tài)。,17,夾緊機構運動分析,由于凸輪機構是幾何封閉的，各構件間的相互沖擊比較大，所以速度、加速度曲線波動較大。但是位移曲線卻比較平穩(wěn)，可見凸輪機構在比較好運動的平穩(wěn)性。,18,2.送料機構,槽輪機構能產(chǎn)生間歇運動，使送絲動作有停頓。送絲后停頓，進行夾緊，擠釘，切斷等動作。等一些列動作完成后，再進行送絲。槽輪機構帶動齒輪，調(diào)配齒輪傳動比可調(diào)整摩擦輪轉速，并帶動摩擦輪轉動。摩擦輪校直鋼絲，并傳送出去。,19,20,摩擦輪運動分析,運動位移比較平穩(wěn),21,3.冷鐓機構,冷鐓機構是采用增力機構，實現(xiàn)增力目的，且此機構有急回特性，提高了生產(chǎn)效率。,22,擠釘帽機構運動分析,可見采用連桿機構，位移和速度曲線都很光滑，充分說明了該連桿機構平穩(wěn)性。有急回運動特性。,23,4.冷擠機構,冷擠機構也采用和夾緊機構一樣的內(nèi)凸輪加固定塊。凸輪轉動，帶動推桿使其到達最高點時擠壓鋼絲，在桿尖安裝特殊形狀的模具擠壓出釘尖的形狀。冷擠和冷鐓可以通過調(diào)節(jié)初始位置使其同步進行，提高生產(chǎn)效率。,24,5.切斷機構,切斷機構采用曲柄滑塊機構，祛病周轉，使滑塊向下移動，產(chǎn)生較大沖力，剪斷鋼絲。由于剪斷和冷擠位于鋼絲的同一部位，為避免兩機構在運動時產(chǎn)生碰撞，故分別將它們安裝在空間中相垂直的兩個平面上。,25,切斷機構運動分析,26,參考書籍,孫桓，陳作模主編機械原理（第六版）北京：高等教育出版社，2001裘建新主編機械原理課程設計指導書北京：高等教育出版社，2005樓鴻棣，鄒慧君主編高等機械原理北京：高等教育出版社，2000王大