螺母安裝機(jī)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告課題名稱：螺母安裝機(jī) 專業(yè)班級(jí)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化0907班學(xué) 生： 何磊學(xué) 號(hào)： 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(jì)四、減速機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)五、課程設(shè)計(jì)體會(huì)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(jì)小組由何磊，陳立紅，程梟，陳鼎四人組成。時(shí)間安排：一周分工安排：何磊，陳立紅負(fù)責(zé)各個(gè)機(jī)構(gòu)簡圖的繪制，程梟負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的繪制，陳鼎負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)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(jì)。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(dòng)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(shí)即完成一個(gè)安裝工作循環(huán)，以后均重復(fù)以上工作循環(huán)。各個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)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(dòng)扳手說明：擰螺母的扳手采用已有的氣動(dòng)扳手。扳手為定力矩扳手，始終在旋轉(zhuǎn)，在擰緊時(shí)可以自動(dòng)打滑。設(shè)計(jì)時(shí)只需考慮扳手的上下動(dòng)作。每分鐘安裝10個(gè)螺母，擰緊螺母時(shí)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(shí)由限

3、位塊頂住工件，退回時(shí)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(jì)1. 扳手推送機(jī)構(gòu)根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)氣動(dòng)扳手的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行分析，同時(shí)考慮到螺母安裝的時(shí)間限制可以知道扳手做無間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)。能夠?qū)崿F(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)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(jì)方便是一種看似很合理的設(shè)計(jì)。一般凸輪為主動(dòng)件，作連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以由運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖得出。但是，由于主從動(dòng)件之間為點(diǎn)、線接觸，易磨損，適用于運(yùn)動(dòng)規(guī)律復(fù)雜、傳力不大的場(chǎng)合。所以，舍棄凸輪設(shè)計(jì)。（2）齒輪機(jī)構(gòu)齒輪傳動(dòng)是應(yīng)用最為廣泛的一種傳動(dòng)形式，與其它傳動(dòng)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(dòng)比。缺點(diǎn)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(dòng)。而我們經(jīng)過計(jì)算，根據(jù)傳動(dòng)要求設(shè)計(jì)的齒輪過大，不符合要求，故舍棄齒輪設(shè)計(jì)。（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(shí)，滑塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)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(yùn)動(dòng)特性，當(dāng)曲柄長度或偏距加大時(shí)，急回特性顯著，而連桿長度減小時(shí)，急回特性減緩。經(jīng)過我們小組的設(shè)計(jì)與計(jì)算，由于扳手做無間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)，考慮到設(shè)計(jì)的合理與簡潔，我們使用對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。又根據(jù)設(shè)計(jì)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(shí)可以自動(dòng)打滑。設(shè)計(jì)時(shí)只需考慮扳手的上下動(dòng)作。故將曲柄定為40 mm，連桿為100mm。校核時(shí)，機(jī)構(gòu)最小傳動(dòng)角為66°，符合最小傳動(dòng)角要大于40°-50°的要求。從上面各種往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)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(shí)現(xiàn)氣動(dòng)扳手的運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)，而能夠?qū)崿F(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)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(shí)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(huì)使整個(gè)螺母安裝機(jī)過于龐大，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)過于復(fù)雜。我小組考慮到設(shè)計(jì)方便簡介等要求，決定使用對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為動(dòng)力機(jī)構(gòu)，如圖2。經(jīng)過我們小組的計(jì)算與設(shè)計(jì)得出，圖2中機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角為66°，符合要求，并且機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)簡便，加工成本低。故設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)最后決定為對(duì)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(jì)要求螺母推送機(jī)構(gòu)將做有間歇的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。能夠?qū)崿F(xiàn)間歇移動(dòng)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(shí)考慮到對(duì)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?cè)O(shè)計(jì)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(dòng)件驅(qū)動(dòng)與滾子相連的推桿，在一個(gè)行程中完成螺母的送進(jìn)，推桿的停歇與退回等動(dòng)作。在遠(yuǎn)休和近休時(shí)凸輪輪廓是一段圓弧，反映到滾子帶動(dòng)的滑塊上，則滑塊在極限位置停歇，同時(shí)回程后停歇，從而實(shí)現(xiàn)雙側(cè)停歇的間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)。但由于螺母推送器的推程在150mm到300mm，經(jīng)計(jì)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(jì)時(shí)，我們小組取推程為150mm，經(jīng)過我小組設(shè)計(jì)與計(jì)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(dòng)角為78°。再根據(jù)擺角26°，設(shè)計(jì)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(gè)螺母的要求，我們小組設(shè)計(jì)了凸輪的運(yùn)動(dòng)，凸輪的推程運(yùn)動(dòng)角是101°，遠(yuǎn)休止角60°，回程運(yùn)動(dòng)角為101°，近休止角98°，故運(yùn)動(dòng)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(jì)要求，而同時(shí)考慮到設(shè)計(jì)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(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)減速機(jī)構(gòu)如圖6：減速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jí)傳動(dòng)比小于等于8,帶輪直徑>=80mm ,10個(gè)螺母/min，緊螺母時(shí)所需要的扭矩M=5N/m電機(jī)轉(zhuǎn)速：960r/min帶輪傳動(dòng)比：4與帶輪連接的齒輪1傳動(dòng)比：n3/n4 = 4齒輪2傳動(dòng)比：n5/n6 = 6五、課程設(shè)計(jì)體會(huì)和建議談到課程設(shè)計(jì)，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?cè)O(shè)計(jì)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(gè)組員都辛苦了，大家每個(gè)人都不間斷的完成各項(xiàng)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(yùn)算，從這些過程中，才明白其實(shí)每個(gè)精美設(shè)計(jì)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(jì)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(dú)立思考，通過這次的設(shè)計(jì)，各