機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)---螺釘頭冷鐓機(jī)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題目：螺釘頭冷鐓機(jī)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)者： </b></p><p>　　專業(yè)班級(jí)：11級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化1班</p><p><b>　　學(xué)號(hào)： </b></p>

2、<p>　　日期：2013年6月13日-----6月20日</p><p><b>　　一、課程設(shè)計(jì)題目</b></p><p><b>　　螺釘頭冷鐓機(jī)</b></p><p>　　二、工作原理及工藝工程</p><p>　　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。

3、冷鐓螺釘頭主要完成以下動(dòng)作：1)自動(dòng)間歇送料；2)截料并運(yùn)料；3)預(yù)鐓和終鐓；4)頂料。</p><p>　　三、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求</p><p>　　1) 每分鐘冷鐓螺釘頭120個(gè)；</p><p>　　2) 螺釘桿的直徑D=2-4mm，長(zhǎng)度L=6-32mm；</p><p>　　3) 毛坯料最大長(zhǎng)度48mm，最小長(zhǎng)度12mm；</

4、p><p>　　4) 冷鐓行程56mm。</p><p><b>　　四、設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p><b>　　1、擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖</b></p><p>　　說(shuō)明：當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)一周，送料一次，送料到位后截料一次，同時(shí)進(jìn)行二次送料，二次送料到位后進(jìn)行預(yù)鐓，在預(yù)鐓的同時(shí)，由于主軸的旋轉(zhuǎn)，此時(shí)正在第二

5、次間歇送料，當(dāng)在第一次進(jìn)行終鐓時(shí)，正好同時(shí)進(jìn)行第二份料棒的預(yù)鐓，同理在第二次終鐓時(shí)對(duì)第三份棒料進(jìn)行預(yù)鐓，這樣循環(huán)的進(jìn)行下去。</p><p>　　2、進(jìn)行電動(dòng)機(jī)、自動(dòng)間歇送料機(jī)構(gòu)、截料機(jī)構(gòu)、預(yù)鐓終鐓機(jī)構(gòu)、頂料機(jī)構(gòu)的選型</p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)</b></p><p>　　選擇740r/min的Y型三相異步電動(dòng)機(jī)。</p>

6、<p>　　原因：a）Y系列電動(dòng)機(jī)效率高、節(jié)能、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩高、噪音低、振動(dòng)小、運(yùn)行安全可靠。b）由于要求每分鐘冷鐓120個(gè)螺釘頭，說(shuō)明主軸要求每分鐘旋轉(zhuǎn)120轉(zhuǎn)，為低速轉(zhuǎn)動(dòng)，如果選擇大功率的電動(dòng)機(jī)造成大材小用。</p><p><b>　　自動(dòng)間歇送料機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　自動(dòng)間歇送料機(jī)構(gòu)，要求是橫向間歇送料，所有要求將主軸的勻速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為

7、間歇直線運(yùn)動(dòng)，這樣的機(jī)構(gòu)很多：a）棘輪機(jī)構(gòu)，b）槽輪機(jī)構(gòu)，c）凸輪機(jī)構(gòu)，d）不完全齒輪機(jī)構(gòu)等等。下面就這四種較常用機(jī)構(gòu)進(jìn)行比較分析，選擇出相對(duì)較好的機(jī)構(gòu)作為送料機(jī)構(gòu)。</p><p><b>　　棘輪機(jī)構(gòu)：</b></p><p>　　這里想到要用棘輪機(jī)構(gòu)，是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、轉(zhuǎn)角可調(diào)。可以在棘輪加裝一個(gè)棘輪罩，這樣就可以通過(guò)調(diào)節(jié)棘輪罩上的手柄來(lái)控制送料量，可以

8、實(shí)現(xiàn)不同長(zhǎng)度的螺釘頭的冷鐓加工。但是缺點(diǎn)是工作時(shí)有較大的沖擊和噪音，運(yùn)動(dòng)精度較差。</p><p><b>　　槽輪機(jī)構(gòu)：</b></p><p>　　槽輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形尺寸小，機(jī)械效率高，并能夠較平穩(wěn)、間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位，但因傳動(dòng)時(shí)尚存在柔性沖擊，故長(zhǎng)用于速度不高的場(chǎng)合，而且要通過(guò)此機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)送料量很難做到。</p><p>　　凸輪機(jī)構(gòu)：

9、凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，最適用于要求從動(dòng)件作間歇運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。它與液壓和氣動(dòng)的類似機(jī)構(gòu)比較，運(yùn)動(dòng)可靠，因此在自動(dòng)機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)、印刷機(jī)和紡織機(jī)中得到廣泛應(yīng)用。但凸輪機(jī)構(gòu)易磨損，有噪聲，高速凸輪的設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，制造要求較高。</p><p>　　不完全齒輪機(jī)構(gòu)：不完全齒輪機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，工作可靠，設(shè)計(jì)時(shí)從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間的比例可在較大范圍內(nèi)變動(dòng)。但是要改變送料量就得有掛輪裝置，這樣增加了機(jī)構(gòu)的復(fù)雜型。其缺點(diǎn)

10、就是有較大的沖擊，因此只宜用于低速、輕載場(chǎng)合。</p><p><b>　　機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　通過(guò)對(duì)四種機(jī)構(gòu)的比較，我選擇棘輪機(jī)構(gòu)作為送料機(jī)構(gòu)，因?yàn)榧啓C(jī)構(gòu)加上棘輪罩可以很輕松的實(shí)現(xiàn)不同的送料量，雖然通過(guò)棘輪，使從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間的比例只能在較小方位內(nèi)變動(dòng)，但是能夠滿足使用要求。棘輪必須有曲柄搖桿帶動(dòng)棘爪的擺動(dòng)。通過(guò)調(diào)節(jié)棘輪罩可以對(duì)送料量進(jìn)

11、行調(diào)節(jié)。</p><p><b>　　截料機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　截料機(jī)構(gòu)選擇曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，原因：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且有機(jī)會(huì)運(yùn)動(dòng)，可滿足要求。通過(guò)刀具與滑塊的連接，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)棒料進(jìn)行截?cái)?。并能夠急回，不?huì)對(duì)其他運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生干擾。刀具分為與滑塊連接的移動(dòng)的上刀頭和固定的下刀頭。通過(guò)上下刀頭的配合，截?cái)喟袅稀?lt;/p><p><

12、b>　　預(yù)鐓終鐓機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　毛坯在經(jīng)過(guò)鐓模的冷鐓后，形成螺釘頭。一個(gè)鐓頭上有預(yù)鐓模和終鐓模，鐓頭通過(guò)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)連接，鐓頭在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的推動(dòng)下同時(shí)可以完成毛坯的預(yù)鐓和對(duì)預(yù)鐓過(guò)的坯料進(jìn)行終鐓。實(shí)現(xiàn)一鐓兩用，提高加工效率。</p><p><b>　　轉(zhuǎn)筒機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　為了防止在冷鐓的過(guò)

13、程中，由于棒料放置不穩(wěn)定造成在冷鐓過(guò)程中，工件飛出或者螺釘桿偏置移位，造成失效等問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一個(gè)轉(zhuǎn)筒機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)筒軸線水平放置，斷面緊貼下刀頭，轉(zhuǎn)筒上有六個(gè)均勻分布于外圓周上的通孔和一個(gè)中心孔，孔的軸線與轉(zhuǎn)筒軸線平行，在固定下刀頭的機(jī)座上有一個(gè)水平的軸，軸與機(jī)座通過(guò)軸承連接，軸的一端與轉(zhuǎn)筒通過(guò)鍵連接，軸的另一端接傳動(dòng)裝置。而且轉(zhuǎn)筒由左右兩部分組合而成，左右兩部分是通過(guò)螺紋連接，通過(guò)調(diào)節(jié)旋近長(zhǎng)量來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)筒的長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)不同長(zhǎng)度的螺釘桿的加工。&

14、lt;/p><p><b>　　運(yùn)料機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　運(yùn)送機(jī)構(gòu)為傳送帶傳送，當(dāng)毛坯通過(guò)預(yù)鐓、終鐓過(guò)后，到達(dá)圓盤的最底端時(shí)，頂料機(jī)構(gòu)將毛坯頂出，掉在圓盤下方的傳送帶上，通過(guò)傳送帶，將加工完成的坯料送到指定位置。</p><p><b>　　頂料機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　此機(jī)構(gòu)選用曲

15、柄滑塊機(jī)構(gòu)，當(dāng)毛坯經(jīng)過(guò)預(yù)鐓、終鐓過(guò)后，隨著轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，到達(dá)轉(zhuǎn)筒的最低端，此時(shí)頂料機(jī)構(gòu)將棒料從轉(zhuǎn)筒孔中頂出，掉在傳送帶上。</p><p>　　3、按選定的電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)擬定機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案</p><p>　　機(jī)構(gòu)傳動(dòng)主要有齒輪傳動(dòng)我皮帶傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)任意兩軸之間的傳動(dòng)，但是不適合于大中心距間的傳動(dòng)，而且齒輪傳動(dòng)要求精度高，成本高，還會(huì)有很大的噪音。帶傳動(dòng)可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離間的

16、動(dòng)力傳送，而且可以緩解沖擊和振動(dòng)。但是帶傳動(dòng)的效率低，容易打滑。</p><p>　　傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的確定：通過(guò)對(duì)兩者傳動(dòng)方式的比較分析和裝置的運(yùn)動(dòng)要求考慮，擬定的動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如下：</p><p>　　a）電動(dòng)機(jī)到主軸通過(guò)帶輪傳動(dòng)（d12—d13），將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降到主軸要求的轉(zhuǎn)速。主軸直接與棘輪機(jī)構(gòu)的主動(dòng)輪相連。</p><p>　　b）棘輪軸與送料主動(dòng)輪通過(guò)帶輪相連

17、（d1---d2）。</p><p>　　c)主軸與冷鐓機(jī)構(gòu)的主動(dòng)輪通過(guò)帶傳動(dòng)（d3---d4）。</p><p>　　d）主軸與截料機(jī)構(gòu)主動(dòng)件通過(guò)帶傳動(dòng)（d5---d6）。</p><p>　　e）主軸與轉(zhuǎn)筒主動(dòng)軸之間通過(guò)槽輪機(jī)構(gòu)連接（c1---c2---c3）。</p><p>　　f）主軸與出料裝置主動(dòng)輪間通過(guò)錐齒輪(z1---z2)、

18、帶輪（d7---d8---d9）傳動(dòng)。</p><p>　　g）主軸與頂料機(jī)構(gòu)主動(dòng)輪之間通過(guò)帶輪傳動(dòng)（d10----d11）。</p><p><b>　　機(jī)構(gòu)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖：</b></p><p>　　4、畫(huà)出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖</p><p>　　5、對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)尺寸計(jì)算</p><p>

19、;　　由于要求每分鐘冷鐓螺釘頭120個(gè)；即每分鐘送料120次，所有要求主軸每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)120轉(zhuǎn)，由于所選電動(dòng)機(jī)為740轉(zhuǎn)每分，d12與d13的直徑比為6/37，使得主軸速度為120轉(zhuǎn)每分。</p><p>　　因?yàn)槁葆敆U的長(zhǎng)度L=6-32mm，所以要求帶輪d2每此能劃過(guò)6到32mm的弧長(zhǎng)（用f表示），通過(guò)棘輪罩可以設(shè)置檔位，根據(jù)所加工的螺釘?shù)木唧w長(zhǎng)度種類來(lái)設(shè)計(jì)棘輪罩。d1、d2兩帶輪的大小根據(jù)棘輪棘爪繞過(guò)的具體角度

20、α以及帶輪的半徑r1和螺釘桿所要求的長(zhǎng)度來(lái)設(shè)計(jì)，保證有α*r1=f（f在6到32之間），同時(shí)應(yīng)保證轉(zhuǎn)筒的長(zhǎng)度應(yīng)保證在5mm--35mm之間可調(diào)，通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)筒左右兩部分的旋進(jìn)長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)。又因?yàn)槁葆敆U的直徑為2-4mm，所有要求轉(zhuǎn)筒上的六個(gè)等徑圓孔的直徑在5mm,不宜過(guò)大，因?yàn)榭讖竭^(guò)大會(huì)造成冷鐓時(shí)的錯(cuò)位，鐓偏，鐓彎。</p><p>　　由于毛坯料最大長(zhǎng)度48mm，最小長(zhǎng)度12mm，所有要求送料輪d2與上刀頭的距離不