螺釘頭冷墩機(jī)

1、 目錄一.設(shè)計(jì)要求 ·····················1二.功能分解 ·····················1三.運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換 ···

2、3;·················2四.執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇比較. 1.送料機(jī)構(gòu) ·····················22.截料機(jī)構(gòu) ·······

3、;··············43.鐓料機(jī)構(gòu) ·····················54.頂料機(jī)構(gòu) ············&

4、#183;·······6五.運(yùn)動(dòng)方案的擬定 ·····················6六.電動(dòng)機(jī)的選擇 ·················

5、3;···7七.機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 ·····················7八.執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸計(jì)算· ····················7九.

6、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)示意圖· ····················13十.總結(jié)·····················13十一.參考資料 ····

7、················· 14 一 設(shè)計(jì)要求 采用冷鐓的方法將螺釘頭鐓出，可以大大減少加工時(shí)間和節(jié)省材料。冷鐓螺釘頭主要完成：送料，截料，鐓料，頂料。1. 每分鐘冷墩螺釘頭120只。2.螺釘桿的直徑D=24mm，長度L=632mm。3.毛坯料的最大長度48mm，最小長度12mm。4.冷墩行程56mm。二螺釘頭冷鐓機(jī)的功能分解螺釘頭冷鐓機(jī)要完成自動(dòng)間歇送料、截料并運(yùn)料、預(yù)鐓和終鐓、頂料四個(gè)動(dòng)作。圖1所示為螺釘頭冷鐓機(jī)的

8、樹狀功能圖。自動(dòng)間歇送料料螺釘頭冷鐓機(jī)的功能分解刀具直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)截料 運(yùn)料鐓頭直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)預(yù)鐓 終鐓頂模直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)頂料圖1三運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖由樹狀功能圖，分析找出各功能元所要求的運(yùn)動(dòng)形式。選擇電動(dòng)機(jī)形式，通過減速，運(yùn)動(dòng)再傳遞，把轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為各功能元所需的運(yùn)動(dòng)形式。下圖即為根據(jù)上述分析所畫出的螺釘頭冷鐓機(jī)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換圖。四.執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇比較1.送料機(jī)構(gòu)（間歇送料）方案一 不完全齒輪用一個(gè)完全齒輪和一個(gè)不完全齒輪，完全齒輪在電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)不完全齒輪的輪齒與完全齒輪嚙合是，不完全齒輪帶動(dòng)履帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行送料，轉(zhuǎn)動(dòng)過的弧長即為送料的長度。當(dāng)不完全齒輪不進(jìn)行嚙合時(shí)，毛胚料不動(dòng)，可以在這段時(shí)間內(nèi)

9、進(jìn)行剪切和冷墩動(dòng)作。不完全齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，工作可靠，而且設(shè)計(jì)時(shí)從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間的比例可在較大的范圍內(nèi)變化。其缺點(diǎn)是在嚙合傳動(dòng)中，當(dāng)首齒進(jìn)入嚙合及末齒退出嚙合過程中，輪齒并非在實(shí)際嚙合線上嚙合，因而在此期間不能保證定傳動(dòng)比傳動(dòng)。由于從動(dòng)輪每次轉(zhuǎn)動(dòng)開始和終止時(shí)，角速度有突變，故存在剛性沖擊。基于以上優(yōu)缺點(diǎn)，不完全齒輪機(jī)構(gòu)一般只適用于低速、輕載的工作條件方案二 槽輪機(jī)構(gòu) 主動(dòng)銷輪作等速連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，圓銷還未進(jìn)入徑向槽時(shí)，由于槽輪的內(nèi)凹鎖止弧被銷輪的外凸圓弧鎖住而靜止，當(dāng)圓銷開始進(jìn)入徑向槽時(shí)鎖止弧脫開，槽輪在圓銷的驅(qū)使下作反向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)圓銷開始脫出徑向槽時(shí)，槽輪因另一鎖止弧又被鎖住而

10、靜止，從而實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)。槽輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，工作可靠，機(jī)械效率高。但槽輪的運(yùn)動(dòng)角大小不能調(diào)節(jié)，只有一些固定的運(yùn)動(dòng)角。方案三 凸輪機(jī)構(gòu) 凸輪機(jī)構(gòu)只具有很少的幾個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，并且占據(jù)的空間很小，是一種結(jié)構(gòu)十分簡單、緊湊的機(jī)構(gòu)。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律取決于凸輪機(jī)構(gòu)的曲線形狀，只要適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線，就可以使從動(dòng)件獲得各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。但凸輪廓線與從動(dòng)件之間是點(diǎn)接觸的髙副，易于磨損。履帶 最終方案：選擇槽輪機(jī)構(gòu)，不完全齒輪和槽輪機(jī)構(gòu)是相同的原理，而且結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，但不完全齒輪有較大的沖擊，根據(jù)冷墩的設(shè)計(jì)要求，每分鐘要做120個(gè)的螺釘，那么一秒鐘要送料兩次，齒輪的轉(zhuǎn)速n要達(dá)到2r/s，這

11、是屬于比較高速的運(yùn)轉(zhuǎn)，不完全齒輪就不合適了。同時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)由于凸輪與從動(dòng)件的接觸為髙副，也不能用于高速的情況，并且不易加工，成本較高。最終選擇了槽輪機(jī)構(gòu)，因?yàn)椴圯啓C(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)效率較高，并且能夠平穩(wěn)的進(jìn)行間歇的轉(zhuǎn)動(dòng)。2.截料機(jī)構(gòu)方案一：圓柱凸輪機(jī)構(gòu)采用移動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)。通過圓柱凸輪的廓線推動(dòng)連桿和刀具實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，并且實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)換功能。這樣就可以完成截料工藝動(dòng)作。圓柱凸輪可以通過設(shè)計(jì)凸輪廓線使得推桿實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并且響應(yīng)快速，機(jī)構(gòu)簡單緊湊。但是容易磨損，制造困難。方案二：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)選擇曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，當(dāng)曲柄整周回轉(zhuǎn)時(shí)，刀具往復(fù)運(yùn)動(dòng)。對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的滑塊最大行程為曲柄的兩倍。偏置

12、的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)具有急回運(yùn)動(dòng)特性，增加了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)效率。該機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單，加工簡單，成本低，易實(shí)現(xiàn)，便于機(jī)構(gòu)的簡化，易裝配，能夠?qū)崿F(xiàn)截料工藝。 最終方案：選用圓柱凸輪機(jī)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)緊湊，響應(yīng)快速。在剪切過程中所受阻力較大，宜用圓柱凸輪機(jī)構(gòu)，可以承受較大的阻力。當(dāng)履帶將加工材料送到指定的位置時(shí)，刀具正好移動(dòng)到加工材料的位置，完成剪切動(dòng)作。然后在圓柱凸輪的帶動(dòng)下，刀具退回。在退回和再次到達(dá)加工材料位置這個(gè)過程中，機(jī)構(gòu)完成再次送料。這個(gè)機(jī)構(gòu)就是利用刀具的往返時(shí)間達(dá)到控制間歇剪裁的時(shí)間。3.預(yù)鐓、終鐓機(jī)構(gòu)方案一：六桿機(jī)構(gòu) 先由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)大小的變換功能，再采用擺桿滑塊機(jī)構(gòu)將水平軸運(yùn)動(dòng)變換為鉛垂方向

13、的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)大小的變換功能。經(jīng)過兩次的運(yùn)動(dòng)變換，具有較大的沖擊力，以滿足鍛壓工作的需求。方案二：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)大小的變換功能，而且實(shí)現(xiàn)了將水平軸的運(yùn)動(dòng)變換為鉛直方向的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一次運(yùn)動(dòng)大小的轉(zhuǎn)換，有一定的沖擊力，而且重量輕，制造簡單，結(jié)構(gòu)簡單。最終選擇方案：選擇六桿機(jī)構(gòu)，六桿機(jī)構(gòu)對于四桿機(jī)構(gòu)來說，受力好，其中的擺桿機(jī)構(gòu)能起到增力作用，具有較大的機(jī)械增益，以滿足鍛壓工作的需要。4.頂料機(jī)構(gòu)頂料機(jī)構(gòu)選擇凸輪機(jī)構(gòu)，利用凸輪廓線推動(dòng)滾子推桿實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，并且將水平軸的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為鉛直方向的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。凸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)精度高，運(yùn)行可靠，但制造困難。 五機(jī)械運(yùn)動(dòng)方

14、案的選定和評價(jià) 綜合上述分析，我們選擇這樣的方案：送料機(jī)構(gòu)選擇槽輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)料功能；截料機(jī)構(gòu)選擇圓柱凸輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)；鐓料機(jī)構(gòu)選擇六連桿機(jī)構(gòu)，兩次運(yùn)動(dòng)變換后，具有較大的沖擊力，以滿足鍛壓的要求；頂料機(jī)構(gòu)就選擇凸輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。整個(gè)機(jī)構(gòu)各機(jī)構(gòu)之間安裝較為緊湊，節(jié)約空間。整個(gè)機(jī)構(gòu)的最終方案的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如下圖1所示。 六電動(dòng)機(jī)的選擇 設(shè)計(jì)要求中，每分鐘冷墩螺釘頭120只，即0.5秒鐘生產(chǎn)一只。那么曲柄OA的轉(zhuǎn)速n1=60/T=120r/min。因此選擇同步轉(zhuǎn)速n0為750r/min的電動(dòng)機(jī)。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和曲柄OA的轉(zhuǎn)速即確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比i=n0/n1=25/4。這樣，曲柄O

15、A每轉(zhuǎn)一周，鐓頭完成兩次鐓壓；頂料機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)一周，截料機(jī)構(gòu)完成一次循環(huán)，送料一次。這樣使得這三個(gè)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速相等，傳動(dòng)比i=1。整個(gè)系統(tǒng)完成一次循環(huán)，生產(chǎn)一件成品，滿足了生產(chǎn)率為每分鐘120只的要求。 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的第一級(jí)傳動(dòng)采用帶傳動(dòng)，其傳動(dòng)比為5：1；第二級(jí)傳動(dòng)采用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，其傳動(dòng)比為5：4。這樣經(jīng)過兩級(jí)傳動(dòng)，傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比就滿足上述的要求。七機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖螺釘頭冷鐓機(jī)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖1.直角坐標(biāo)式 2.同心圓式3.直線式八執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸計(jì)算1.傳動(dòng)計(jì)算.確定帶輪節(jié)圓的直徑d1和d2 取d1=140mm，則d2=5×d1=700mm，中心距a0=0.8×（d1+d2

16、）=672mm。.第二級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的計(jì)算 取z1=20，z2=5×20÷4=25。 取它們的模數(shù)m=5mm。則 d1=mz1=100mm d2=mz2=125mm 則中心距a為112.5mm。 2.送料機(jī)構(gòu)計(jì)算（槽輪機(jī)構(gòu)）槽輪的計(jì)算 1）.槽數(shù)z 按照工位數(shù)要求選定為4。 2）.中心距a 按照結(jié)構(gòu)情況確定 a=300mm。 3）.圓銷半徑r 按照結(jié)構(gòu)情況確定 r=15mm。4）.槽輪每次轉(zhuǎn)位時(shí)主動(dòng)件轉(zhuǎn)角2A 2A=180°×（1-z/2）=90°5).槽間角2B 2B=360°/z=90°6）主動(dòng)件圓銷中心半徑R1 R

17、1=asinB=212.1mm7）.槽輪槽深h hacosB+R1-a+r h124.26mm 取h=125mm8）運(yùn)動(dòng)系數(shù)k k=（z-2）/2z=1/4(即槽輪從動(dòng)件在一個(gè)周期內(nèi)的停歇時(shí)間是運(yùn)動(dòng)時(shí)間的3倍)與槽輪同軸的圓盤的計(jì)算取其半徑r=20mm，則毛胚料的長度為2r/4=31.4mm。3、截料機(jī)構(gòu)的計(jì)算（圓柱凸輪）圓柱凸輪輪廓曲線的展開圖如下圖2所示設(shè)定刀具的行程為50mm。1）、0120° 圓柱凸輪帶動(dòng)刀具正行程運(yùn)動(dòng)，刀具截料。2）、120°240° 圓柱凸輪帶動(dòng)刀具反行程運(yùn)動(dòng)，刀具退回。3）、240°360° 刀具停歇不動(dòng)4.頂料機(jī)

18、構(gòu)的計(jì)算（盤形凸輪）頂料機(jī)構(gòu)為對心直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)，設(shè)定其基圓半徑r=80mm，滾子半徑為10mm。推桿行程為60mm。1）、090° 凸輪以等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，推桿按正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律上升60mm。2）、90°150° 凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，推桿位置保持不變。3）、150°240° 推桿按正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律下降至起始位置。4）、240°360° 凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)周期內(nèi)剩余角度，推桿保持不動(dòng)。那么，凸輪的位移曲線圖為下圖所示。利用反轉(zhuǎn)法可以畫出盤形凸輪的輪廓線。5.鐓料機(jī)構(gòu)的計(jì)算（六桿機(jī)構(gòu)）1）.先計(jì)算OABC的尺寸，取擺桿BC的擺角

19、為30°，桿長BC=200mm，曲柄OA=30mm，行程速度比K=1.2。根據(jù)K=(180°+)/(180°-)=30°得極位夾角=180°×(K-1)/ (K+1) =30°經(jīng)計(jì)算，各桿長度分別為LOA=30mm，LAB=165.7mm，LBC=200mm，LOC=116mm2）.由構(gòu)件CBD計(jì)算桿BD的長度由上圖可知，利用直角三角形B1FD1三邊三角形勾股定理 解得LBD=55mm 6模堂轉(zhuǎn)動(dòng)的計(jì)算（不完全齒輪） 模堂的轉(zhuǎn)動(dòng)也需要具有間歇運(yùn)動(dòng)，這里用不完全齒輪機(jī)構(gòu)。 1/3齒不完全齒輪示意圖如下： 當(dāng)主動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，從動(dòng)槽堂旋轉(zhuǎn)120°。取從動(dòng)齒數(shù)Z2=60，則主動(dòng)齒數(shù)Z1=20 取它們的模數(shù)m=5mm，中心距a=300mm。 九螺釘頭冷鐓機(jī)運(yùn)動(dòng)示意圖（見A3圖紙） 十總結(jié) 課程設(shè)計(jì)是對我們所學(xué)機(jī)械知識(shí)的綜合考驗(yàn)，在設(shè)計(jì)中，我感到好多東西都不了解，解決實(shí)際問題會(huì)遇到各種各樣的困難，不懂的太多，面對問題根本不知道如何下手，哪怕知道了用到了哪些知識(shí)，可是在實(shí)際應(yīng)用中，又遇到很多不懂的地方，這就是眼高手低吧。其次，課程設(shè)計(jì)增強(qiáng)了我們的團(tuán)結(jié)合作能力。以前總喜歡各干各的，很少交流，而且我們還不是很會(huì)合作辦事。這次課程設(shè)計(jì)使我們加強(qiáng)了團(tuán)結(jié)協(xié)作