自动制钉机课程设计

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1、一．明确设计任务设计一台螺钉头冷镦机，设计要求为：1生产率为120只/分。2螺钉杆的直径D=2～4mm，长度L=6～32mm。3毛坯的最大长度48mm，最小长度12mm。4冷镦行程56mm。二．螺钉头冷镦机的功能分解螺钉头冷镦机要完成自动间歇送料，截料并运料，预镦和终镦，顶料四个动作。图1所示为螺钉头冷镦机的树状功能图。自动间歇送料螺钉头冷镦机的功能分解预镦，终镦截料，运料顶料机构镦头直线往复移动刀具直线往复移动直线往复移动图1螺钉头冷镦机的树状功能图三．螺钉头冷镦机的运动转换功能图由树状功能图，分析找出各功能元所要求的运动形式

2、。选择电动机形式，通过减速或轴线平移，运动再传递，把转动转换成各功能元所需的运动形式。图2即为根据上述分析所画出的螺钉头冷镦机的运动转换功能图。图2螺钉头冷镦机的运动转换功能图四.螺钉头冷镦机的形态学矩阵表1螺钉头冷镦机的形态学矩阵功能元功能元解(匹配机构或载体)1234减速A带传动链传动齿轮传动摆线针轮传动减速B带传动链传动齿轮传动摆线针轮传动截料C齿轮齿条机构曲柄滑块机构移动推杆盘形凸轮移动推杆圆柱凸轮镦头D齿轮齿条机构曲柄滑块机构移动推杆盘形凸轮移动推杆圆柱凸轮间歇送料E槽轮机构棘轮摩擦轮机构移动推杆圆柱凸轮移动推杆盘形凸

3、轮轴线变向F蜗杆传动锥轮传动单万向连轴节传动螺旋齿轮传动顶料G齿轮齿条机构曲柄滑块机构移动推杆盘形凸轮移动推杆圆柱凸轮移动-移动H移动汽缸机构液压传动双滑块连杆机构移动推杆移动凸轮根据树状功能图及运动转换功能框图，已获得各功能元及执行构件所要实现的运动形式，然后，根据这些运动形式，匹配相应的执行机构。把功能元作为列，功能元解(即匹配的执行机构)作为行，可获得表1所示的螺钉头冷镦机的形态学矩阵。对该形态学矩阵求解，即把实现每一功能的任一解法进行组合，可得到多种运动方案。理论上求得的组合方案数为N=4*4*6*4*4*8=12288

4、个方案。在这些运动方案中，必须剔除那些有明显缺点和不能实现的方案。有的方案，就单个执行机构来说能实现执行动作，但把这些机构组合成系统后，就会发现在结构安排上是不可行的，整个机器太庞杂，制造成本太高。这些方案可以先加以否定，然后列出一批可行的方案，从中优选出好的运动方案。下列三种方案经分析讨论是较好的方案。方案一A1+B3+H1+D2+E4+F2+H2方案二A1+B3+C4+D2+E2+F2+G3方案三A1+B3+C3+D2+E4+F2+G3五.螺钉头冷镦机的运动方案示意图及运动方案的工作原理和特点图3所示为螺钉头冷镦机方案一的运

5、动示意图。图3螺钉头冷镦机方案一的运动示意图1.方案一以机械执行机构为主，液气机构辅之，其工作原理及特点如下：送料机构(1)：利用凸轮廓线推动滚子推杆，使滚子推杆实现往复直线运动，并且将水平轴的转动转换为铅垂方向的往复直线移动，且有近修和远修轮廓线，从而完成间歇送料。凸轮机构传动精度高，运行可靠。但是制造困难，噪音大且易磨损。截料，运料机构(2)：由电磁阀控制气缸，与气缸相连的连杆带动齿轮做水平往复直线运动，经齿轮带动齿条亦做水平往复直线运动，从而完成截料与运料工艺动作。该机构省去了传动机构，使得机构简单紧凑，反向时运动平稳，易

6、于调节移动速度。预镦，终镦机构(3)：曲柄滑块机构实现运动大小变换功能，而且实现了将水平轴运动变换为铅垂方向的往复直线移动。经过一次运动大小变换，有一定的冲击力，而且重量轻，制造简单，结构亦简单。但是系统的刚度较差。顶料机构(4)：通过液压机构将水平轴运动变换为铅垂方向的往复直线运动，并且实现运动大小变换功能。速度和力可调，运动平稳，且结构简单。图4所示为螺钉头冷镦机方案二的运动示意图。图4螺钉头冷镦机方案二的运动示意图2.方案二完全由机械执行机构组成，其工作原理及特点如下：送料机构(1)：棘轮机构与摩擦轮机构共轴，通过棘轮机构

7、实现转动可调，带动摩擦轮间歇转动。同时摩擦轮采用挂轮，这样可以实现摩擦轮转过的弧长可调，通过棘轮与摩擦轮二者的可调，从而实现了运送料的长度调节。棘轮机构具有结构简单，制造方便，运动角可在工作过程中，并可在较大范围内调整等特点。但是传动精度较差，且棘爪在齿表面滑行时引起噪音，冲击齿尖易磨损而不易用于高速。截料，运料机构(2)：采用移动从动件圆柱凸轮机构，通过圆柱凸轮的廓线推动连杆和刀具实现往复直线运动，并且实现的运动方向转换功能。这样就可以完成截料与运料工艺动作。圆柱凸轮可以通过设计凸轮廓线使得推杆实现预期的运动规律，而且响应快速

8、，机构简单紧凑。但是易磨损，制造较困难。预镦，终镦机构(3)：先由曲柄滑块机构实现运动大小变换功能，再采用摆杆滑块机构将水平轴运动变换为铅垂方向的往复直线移动并实现运动大小变换功能。经过两次运动大小变换，具有较大的冲击力，相比方案一中(3)的四杆机构来说，六杆机