螺母安裝機(jī)機(jī)械原理課程設(shè)計說明書

1、機(jī)械原理課程設(shè)計報告課題名稱：螺母安裝機(jī) 專業(yè)班級：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化0907班學(xué) 生： 何磊學(xué) 號： 20090430707任課老師： 楊 華指導(dǎo)老師： 楊 華目 錄一、小組分工及工作安排.二、螺母安裝機(jī)功能要求及說明三、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型和方案設(shè)計四、減速機(jī)構(gòu)的運動設(shè)計五、課程設(shè)計體會和建議參考文獻(xiàn).一小組分工及工作安排小組分工：此次課程設(shè)計小組由何磊，陳立紅，程梟，陳鼎四人組成。時間安排：一周分工安排：何磊，陳立紅負(fù)責(zé)各個機(jī)構(gòu)簡圖的繪制，程梟負(fù)責(zé)運動循環(huán)圖的繪制，陳鼎負(fù)責(zé)設(shè)計說明書的撰寫。期間小組成員相互討論，協(xié)調(diào)合作，在老師的知道能幫助指導(dǎo)下克服各種困難共同完成此次課程設(shè)計。二螺母安裝

2、機(jī)功能要求及說明料筒里的螺母，經(jīng)螺母推送機(jī)構(gòu)傳送至剛好由工件推送機(jī)構(gòu)傳輸過來的螺栓的正上方，由自動扳手把螺母旋入螺栓，直至配裝零件擰緊達(dá)到所需要求為止，然后扳手按照預(yù)定行程返回，此時即完成一個安裝工作循環(huán)，以后均重復(fù)以上工作循環(huán)。各個機(jī)構(gòu)運動要求：工件推送機(jī)構(gòu)、螺母推送機(jī)構(gòu)、扳手推送機(jī)構(gòu)。扳手連續(xù)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)扳手下移套住螺母推送機(jī)構(gòu)上的螺母后，螺母推送機(jī)構(gòu)才開始退回。氣動扳手說明：擰螺母的扳手采用已有的氣動扳手。扳手為定力矩扳手，始終在旋轉(zhuǎn)，在擰緊時可以自動打滑。設(shè)計時只需考慮扳手的上下動作。每分鐘安裝10個螺母，擰緊螺母時所需要的扭矩 M = 5 N/m。工件輸送原理：利用單向限位塊，推送時由限

3、位塊頂住工件，退回時由于反向無限位可避讓工件。三、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型和方案設(shè)計1. 扳手推送機(jī)構(gòu)根據(jù)設(shè)計要求對氣動扳手的運動規(guī)律進(jìn)行分析，同時考慮到螺母安裝的時間限制可以知道扳手做無間歇往復(fù)運動。能夠?qū)崿F(xiàn)往復(fù)運動的機(jī)構(gòu)有凸輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)以及其它各種組合機(jī)構(gòu)。（1）凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、設(shè)計方便是一種看似很合理的設(shè)計。一般凸輪為主動件，作連續(xù)回轉(zhuǎn)運動，從動件的運動規(guī)律可以由運動循環(huán)圖得出。但是，由于主從動件之間為點、線接觸，易磨損，適用于運動規(guī)律復(fù)雜、傳力不大的場合。所以，舍棄凸輪設(shè)計。（2）齒輪機(jī)構(gòu)齒輪傳動是應(yīng)用最為廣泛的一種傳動形式，與其它傳動相比，具有效率高

4、、壽命長、工作可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、速度范圍廣、傳遞的功率大、能保證恒定傳動比。缺點是制造及安裝精度要求高，成本高，不適于兩軸中心距過大的傳動。而我們經(jīng)過計算，根據(jù)傳動要求設(shè)計的齒輪過大，不符合要求，故舍棄齒輪設(shè)計。（3）連桿機(jī)構(gòu)在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄整周回轉(zhuǎn)時，滑塊往復(fù)運動，對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的滑塊最大行程為曲柄長度的兩倍，若增加曲柄長度，可以增大行程。偏置的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)具有急回運動特性，當(dāng)曲柄長度或偏距加大時，急回特性顯著，而連桿長度減小時，急回特性減緩。經(jīng)過我們小組的設(shè)計與計算，由于扳手做無間歇往復(fù)運動，考慮到設(shè)計的合理與簡潔，我們使用對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。又根據(jù)設(shè)計說明扳手連續(xù)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)扳手下移套

5、住螺母推送機(jī)構(gòu)上的螺母后，螺母推送機(jī)構(gòu)才開始退回。然而，扳手為定力矩扳手，始終在旋轉(zhuǎn)，在擰緊時可以自動打滑。設(shè)計時只需考慮扳手的上下動作。故將曲柄定為40 mm，連桿為100mm。校核時，機(jī)構(gòu)最小傳動角為66°，符合最小傳動角要大于40°-50°的要求。從上面各種往復(fù)運動機(jī)構(gòu)優(yōu)缺點的分析及應(yīng)用的范圍，我們小組最終決定使用連桿機(jī)構(gòu)中的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實現(xiàn)氣動扳手的運動，如圖3所示。圖32.工件推送機(jī)構(gòu)由工件推送要求的限制，推送機(jī)構(gòu)要進(jìn)行無間歇往復(fù)運動，而能夠?qū)崿F(xiàn)往復(fù)運動的機(jī)構(gòu)很多，比如：連桿機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)以及其它各種組合機(jī)構(gòu)。第一種送進(jìn)機(jī)曲柄-擺桿-滑塊機(jī)

6、構(gòu)如圖1，可以實現(xiàn)工件的連續(xù)送進(jìn)與返回，但是此種機(jī)構(gòu)的位置會使整個螺母安裝機(jī)過于龐大，傳動機(jī)構(gòu)過于復(fù)雜。我小組考慮到設(shè)計方便簡介等要求，決定使用對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為動力機(jī)構(gòu)，如圖2。經(jīng)過我們小組的計算與設(shè)計得出，圖2中機(jī)構(gòu)的最小傳動角為66°，符合要求，并且機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計簡便，加工成本低。故設(shè)計機(jī)構(gòu)最后決定為對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，如圖2。 圖1圖2 3.螺母推送機(jī)構(gòu)根據(jù)設(shè)計要求螺母推送機(jī)構(gòu)將做有間歇的往復(fù)運動。能夠?qū)崿F(xiàn)間歇移動的機(jī)構(gòu)有凸輪機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等及它們的組合機(jī)構(gòu)。而停歇方式又有單側(cè)停歇、雙側(cè)停歇之分，經(jīng)討論我組選用雙側(cè)停歇的螺母推送機(jī)構(gòu)。同時考慮到對機(jī)構(gòu)的

7、掌握和學(xué)習(xí)情況，我小組最后決定使用凸輪連桿機(jī)構(gòu)。在我們設(shè)計的機(jī)構(gòu)中包括凸輪和連桿機(jī)構(gòu)所組成，凸輪作為主動件驅(qū)動與滾子相連的推桿，在一個行程中完成螺母的送進(jìn)，推桿的停歇與退回等動作。在遠(yuǎn)休和近休時凸輪輪廓是一段圓弧，反映到滾子帶動的滑塊上，則滑塊在極限位置停歇，同時回程后停歇，從而實現(xiàn)雙側(cè)停歇的間歇往復(fù)運動。但由于螺母推送器的推程在150mm到300mm，經(jīng)計算要使用的凸輪過大，不合要求，因此需要行程放大機(jī)構(gòu)。常見的調(diào)節(jié)方式有：杠桿調(diào)節(jié)、螺旋調(diào)節(jié)、偏心調(diào)節(jié)等。設(shè)計時，我們小組取推程為150mm，經(jīng)過我小組設(shè)計與計算，我們得出兩桿長分別為a = 40mm，b =334mm，然后由作圖得出連桿擺角為

8、26°，校核最小傳動角為78°。再根據(jù)擺角26°，設(shè)計的基圓半徑20mm和滾子桿長55mm得到推程24.2mm。又根據(jù)一分鐘內(nèi)擰10個螺母的要求，我們小組設(shè)計了凸輪的運動，凸輪的推程運動角是101°，遠(yuǎn)休止角60°，回程運動角為101°，近休止角98°，故運動循環(huán)圖如圖4。在校核凸輪的最大壓力角為44°，符合設(shè)計要求，而同時考慮到設(shè)計簡便，制造容易等因素決定采用如圖5所示的杠桿-凸輪放大行程機(jī)構(gòu)。 圖4 圖5 四、減速機(jī)構(gòu)的運動設(shè)計減速機(jī)構(gòu)如圖6：減速機(jī)構(gòu)設(shè)計要求：齒輪齒數(shù)約為20，又要大于17，模數(shù) m = 2.

9、55 mm,單級傳動比小于等于8,帶輪直徑>=80mm ,10個螺母/min，緊螺母時所需要的扭矩M=5N/m電機(jī)轉(zhuǎn)速：960r/min帶輪傳動比：4與帶輪連接的齒輪1傳動比：n3/n4 = 4齒輪2傳動比：n5/n6 = 6五、課程設(shè)計體會和建議談到課程設(shè)計，可以說是有苦有得，尤其是在最后看著圖一張張完成，看著我們設(shè)計的機(jī)構(gòu)慢慢成型，那心中的喜悅，遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過我這幾天所經(jīng)受的疲憊。起初，看到老師出的題目可以說不知從何下手，從一起的討論，到方案的分析，我們不斷發(fā)現(xiàn)問題，并總是討論，想方設(shè)法解決，有事覺得想要放棄那種方法，可是看著別的組漸漸成型的機(jī)構(gòu)，我最終定下心來解決問題。直到問題得以解決,看著一次又一次的修改，覺得每個組員都辛苦了，大家每個人都不間斷的完成各項任務(wù)，一次又一次的研究機(jī)構(gòu)和畫圖。從機(jī)械原理到工程圖學(xué)，翻著各種書，不斷運算，從這些過程中，才明白其實每個精美設(shè)計的背后都是需要很復(fù)雜的思考與推敲。盡管我們的設(shè)計不是最合理的，不是最經(jīng)濟(jì)的，不是最精美的。但是它的產(chǎn)生絲毫不松懈。學(xué)習(xí)的過程就是獨立思考，通過這次的設(shè)計，各