自动制钉机的设计机械原理课程设计

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1、机械原理课程设计题目：自动制钉机的设计学院：机械工程学院专业班级：机械设计制造及其自动化4班学号姓名：指导老师：自动制钉机的原始数据和设计要求u铁钉直径Φ1.6—Φ3.4mmu铁钉长度25—80mmu生产率360枚/minu最大冷镦力3000N，最大剪断力2500Nu冷镦滑块质量8kg，其他构件质量和转动惯量不计项目组成成员及分工学号姓名分工小组自评分090101010113王聚奥查阅资料、运动分析、绘制方案图、解析法编程、说明书排版16090101010114陈山山查阅资料、计算推导、运动分析、绘制方案图16

2、090101010115李煜翔查阅资料、撰写说明书、绘制电子图16090101010116李强查阅资料、计算推导12一、简介5二、工作原理6三、方案的设计思路8四、执行机构的选型及评价以及设计步骤104.1校直钢丝，间歇输送104.2夹紧机构104.3冷挤机构104.4剪断钢丝114.5冷镦机构11五、执行机构的整合125.1凸轮设计125.1.1夹紧机构125.1.2冷挤机构：145.2连杆设计165.2.1冷镦机构的连杆设计165.2.2剪切机构的连杆设计215.2.3冷挤机构的连杆设计225.3齿轮设计2

3、3六、机构运动简图的绘制24七、心得体会26八、参考文献29九、附录30解析法程序代码30冷镦机构30凸轮机构32一、简介铁钉是用途极为广泛的建筑五金制品。它是用于钉固物体的铁丝制品。广泛应用于工业、农业、建筑、民用等各个方面，主要用于轴向分离力较小径向剪切力不大的物体的固定，具有加工简单、使用方便、钉固迅速等特点。在当今的建筑行业中，需要大量的铁钉作为劳动的工具，一栋中等规模的建筑物，所需要的铁钉的数量可以千万计，所以高效、合理、廉价地生产出铁钉是十分有必要的。正因为这些要求，制钉机的设计必须整体结构紧凑，科

4、学合理，性能稳定，操作简单简便利，能够实现自动化生产。我们设计的全自动制钉机主要采用低碳钢丝作为原料，通过拉直，冷镦，冷挤等工序来生产我们日常生活中的所用铁钉，具有原材料成本低廉，容易取得、来源广泛，投资较少等优点。一、工作原理送丝校直冷镦钉帽冷挤钉尖切断钢丝夹紧机构松开，铁钉落下送丝机构重新送丝，工序重复主传动轴摩擦轮机构执行机构1：实现送丝的间歇运动夹紧机构执行机构2：利用凸轮机构的远近休止，实现夹紧与松开齿轮连杆机构执行机构3：利用齿轮带动连杆的运动，实现切刀的上下往复5连杆机构执行机构4：通过连杆的互相

5、带动，使冷挤模板同时运动曲柄导杆机构执行机构5：通过导杆连接滑块，使墩块产生更大的速度。一、方案的设计思路开始时，我们参考了网上的一份资料，对于校直钢丝我们一致认为只需要多个成对称位置排列的摩擦轮即可实现。我们在送料前，送料后，都设置了摩擦轮校直，并且为了防止剪切时钢丝弯曲。然后通过夹紧机构夹紧，挤钉尖机构，切断机构，和挤钉帽机构在同一平面内协调工作。夹紧机构我们确定用内槽凸轮，避免用弹簧或依靠重力使推杆回复，并且采用五次多项式运动规律，无冲击，运动平稳。挤钉尖机构采用连杆机构，移动端带有模具可以进行挤压成型。

6、挤钉帽机构我们采用有偏心距的曲柄滑块机构，能够产生急回运动特性，从而提高生产效率。之后，我们对初始方案进行了完善。我们考虑将挤钉尖时，使上下两个模具同时运动，避免了上下运动不协调导致的钢丝偏移，使压制的铁钉钉头与钉身仍在同一直线上，即可以提高效率，同时又能避免复杂的协调工作。对于冷镦钉帽的执行机构，我们本想利用有偏心距的曲柄滑块机构，能够产生急回运动特性，从而提高生产效率。经过讨论，我们考虑到冷镦钉帽需要的力较大，对于这相对来说较大的力，普通的曲柄滑块机构可能无法无法达到要求因此，我们考虑在普通的曲柄滑块机构上

7、装上一个类似杠杆的装置。将方案二中的曲柄滑块机构替换为增力机构。既可以增力，又有急回特性。最终把冷镦机构设计为导杆机构。方案一方案二方案三一、执行机构的选型及评价以及设计步骤图4-1摩擦轮送丝机构4.1校直钢丝，间歇输送对于校直钢丝我们一致认为只需要多个成对称位置排列的摩擦轮即可实现。而为了保证校直的效果，我们在送料前，送料后，都设置了摩擦轮校直。而对于间歇送料机构则有3种选择，它们分别是摩擦轮机构：结构简单，为了可靠的输送需要加轴向的压紧力。槽轮机构：结构简单，啮合过程加速度较大，运动不够平稳，高速时有较大冲

8、击。棘轮机构：结构简单，制造方便运动可靠，但齿尖容易磨损，并产生噪声。棘爪和棘轮轮齿之间有空程和冲击，不宜用在高速场合。图4经过讨论，我们选择了转动摩擦轮机构，如图4-1所示。因为我们认为对于钢丝的间歇传送只需要转动摩擦轮就满足要求了，机构简单实用，轴向的压紧力可以由封闭的机架来提供。而槽轮摩擦轮机构相比而言，结构略为复杂，机构运作时会有柔性冲击，并且在槽内会有摩擦产生。在长时间的，循