機械原理課程設計---螺釘頭冷鐓機設計

1、<p><b>　　機械原理課程設計</b></p><p>　　題目：螺釘頭冷鐓機設計</p><p><b>　　設計者： </b></p><p>　　專業(yè)班級：11級機械設計制造及其自動化1班</p><p><b>　　學號： </b></p>

2、<p>　　日期：2013年6月13日-----6月20日</p><p><b>　　一、課程設計題目</b></p><p><b>　　螺釘頭冷鐓機</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間和節(jié)省材料。

3、冷鐓螺釘頭主要完成以下動作：1)自動間歇送料；2)截料并運料；3)預鐓和終鐓；4)頂料。</p><p>　　三、原始數(shù)據(jù)及設計要求</p><p>　　1) 每分鐘冷鐓螺釘頭120個；</p><p>　　2) 螺釘桿的直徑D=2-4mm，長度L=6-32mm；</p><p>　　3) 毛坯料最大長度48mm，最小長度12mm；</

4、p><p>　　4) 冷鐓行程56mm。</p><p><b>　　四、設計內(nèi)容</b></p><p><b>　　1、擬定運動循環(huán)圖</b></p><p>　　說明：當主軸旋轉(zhuǎn)一周，送料一次，送料到位后截料一次，同時進行二次送料，二次送料到位后進行預鐓，在預鐓的同時，由于主軸的旋轉(zhuǎn)，此時正在第二

5、次間歇送料，當在第一次進行終鐓時，正好同時進行第二份料棒的預鐓，同理在第二次終鐓時對第三份棒料進行預鐓，這樣循環(huán)的進行下去。</p><p>　　2、進行電動機、自動間歇送料機構(gòu)、截料機構(gòu)、預鐓終鐓機構(gòu)、頂料機構(gòu)的選型</p><p><b>　　電動機</b></p><p>　　選擇740r/min的Y型三相異步電動機。</p>

6、<p>　　原因：a）Y系列電動機效率高、節(jié)能、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩高、噪音低、振動小、運行安全可靠。b）由于要求每分鐘冷鐓120個螺釘頭，說明主軸要求每分鐘旋轉(zhuǎn)120轉(zhuǎn)，為低速轉(zhuǎn)動，如果選擇大功率的電動機造成大材小用。</p><p><b>　　自動間歇送料機構(gòu)</b></p><p>　　自動間歇送料機構(gòu)，要求是橫向間歇送料，所有要求將主軸的勻速旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為

7、間歇直線運動，這樣的機構(gòu)很多：a）棘輪機構(gòu)，b）槽輪機構(gòu)，c）凸輪機構(gòu)，d）不完全齒輪機構(gòu)等等。下面就這四種較常用機構(gòu)進行比較分析，選擇出相對較好的機構(gòu)作為送料機構(gòu)。</p><p><b>　　棘輪機構(gòu)：</b></p><p>　　這里想到要用棘輪機構(gòu)，是因為結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、轉(zhuǎn)角可調(diào)?？梢栽诩喖友b一個棘輪罩，這樣就可以通過調(diào)節(jié)棘輪罩上的手柄來控制送料量，可以

8、實現(xiàn)不同長度的螺釘頭的冷鐓加工。但是缺點是工作時有較大的沖擊和噪音，運動精度較差。</p><p><b>　　槽輪機構(gòu)：</b></p><p>　　槽輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單，外形尺寸小，機械效率高，并能夠較平穩(wěn)、間歇地進行轉(zhuǎn)位，但因傳動時尚存在柔性沖擊，故長用于速度不高的場合，而且要通過此機構(gòu)來調(diào)節(jié)送料量很難做到。</p><p>　　凸輪機構(gòu)：

9、凸輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，最適用于要求從動件作間歇運動的場合。它與液壓和氣動的類似機構(gòu)比較，運動可靠，因此在自動機床、內(nèi)燃機、印刷機和紡織機中得到廣泛應用。但凸輪機構(gòu)易磨損，有噪聲，高速凸輪的設計比較復雜，制造要求較高。</p><p>　　不完全齒輪機構(gòu)：不完全齒輪機構(gòu)的機構(gòu)簡單，制造容易，工作可靠，設計時從動輪的運動時間和靜止時間的比例可在較大范圍內(nèi)變動。但是要改變送料量就得有掛輪裝置，這樣增加了機構(gòu)的復雜型。其缺點

10、就是有較大的沖擊，因此只宜用于低速、輕載場合。</p><p><b>　　機構(gòu)設計</b></p><p>　　通過對四種機構(gòu)的比較，我選擇棘輪機構(gòu)作為送料機構(gòu)，因為棘輪機構(gòu)加上棘輪罩可以很輕松的實現(xiàn)不同的送料量，雖然通過棘輪，使從動輪的運動時間和靜止時間的比例只能在較小方位內(nèi)變動，但是能夠滿足使用要求。棘輪必須有曲柄搖桿帶動棘爪的擺動。通過調(diào)節(jié)棘輪罩可以對送料量進

11、行調(diào)節(jié)。</p><p><b>　　截料機構(gòu)</b></p><p>　　截料機構(gòu)選擇曲柄滑塊機構(gòu)，原因：曲柄滑塊機構(gòu)，機構(gòu)簡單，而且有機會運動，可滿足要求。通過刀具與滑塊的連接，可以實現(xiàn)對棒料進行截斷。并能夠急回，不會對其他運動產(chǎn)生干擾。刀具分為與滑塊連接的移動的上刀頭和固定的下刀頭。通過上下刀頭的配合，截斷棒料。</p><p><

12、b>　　預鐓終鐓機構(gòu)</b></p><p>　　毛坯在經(jīng)過鐓模的冷鐓后，形成螺釘頭。一個鐓頭上有預鐓模和終鐓模，鐓頭通過曲柄滑塊機構(gòu)連接，鐓頭在曲柄滑塊機構(gòu)的推動下同時可以完成毛坯的預鐓和對預鐓過的坯料進行終鐓。實現(xiàn)一鐓兩用，提高加工效率。</p><p><b>　　轉(zhuǎn)筒機構(gòu)</b></p><p>　　為了防止在冷鐓的過

13、程中，由于棒料放置不穩(wěn)定造成在冷鐓過程中，工件飛出或者螺釘桿偏置移位，造成失效等問題，設計了一個轉(zhuǎn)筒機構(gòu)，轉(zhuǎn)筒軸線水平放置，斷面緊貼下刀頭，轉(zhuǎn)筒上有六個均勻分布于外圓周上的通孔和一個中心孔，孔的軸線與轉(zhuǎn)筒軸線平行，在固定下刀頭的機座上有一個水平的軸，軸與機座通過軸承連接，軸的一端與轉(zhuǎn)筒通過鍵連接，軸的另一端接傳動裝置。而且轉(zhuǎn)筒由左右兩部分組合而成，左右兩部分是通過螺紋連接，通過調(diào)節(jié)旋近長量來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)筒的長度，實現(xiàn)不同長度的螺釘桿的加工。&

14、lt;/p><p><b>　　運料機構(gòu)</b></p><p>　　運送機構(gòu)為傳送帶傳送，當毛坯通過預鐓、終鐓過后，到達圓盤的最底端時，頂料機構(gòu)將毛坯頂出，掉在圓盤下方的傳送帶上，通過傳送帶，將加工完成的坯料送到指定位置。</p><p><b>　　頂料機構(gòu)</b></p><p>　　此機構(gòu)選用曲

15、柄滑塊機構(gòu)，當毛坯經(jīng)過預鐓、終鐓過后，隨著轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動，到達轉(zhuǎn)筒的最低端，此時頂料機構(gòu)將棒料從轉(zhuǎn)筒孔中頂出，掉在傳送帶上。</p><p>　　3、按選定的電動機和執(zhí)行機構(gòu)的運動參數(shù)擬定機構(gòu)傳動方案</p><p>　　機構(gòu)傳動主要有齒輪傳動我皮帶傳動，齒輪傳動可以實現(xiàn)任意兩軸之間的傳動，但是不適合于大中心距間的傳動，而且齒輪傳動要求精度高，成本高，還會有很大的噪音。帶傳動可以進行遠距離間的

16、動力傳送，而且可以緩解沖擊和振動。但是帶傳動的效率低，容易打滑。</p><p>　　傳動機構(gòu)的確定：通過對兩者傳動方式的比較分析和裝置的運動要求考慮，擬定的動力傳動機構(gòu)如下：</p><p>　　a）電動機到主軸通過帶輪傳動（d12—d13），將電動機的轉(zhuǎn)速降到主軸要求的轉(zhuǎn)速。主軸直接與棘輪機構(gòu)的主動輪相連。</p><p>　　b）棘輪軸與送料主動輪通過帶輪相連

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

18、帶輪（d7---d8---d9）傳動。</p><p>　　g）主軸與頂料機構(gòu)主動輪之間通過帶輪傳動（d10----d11）。</p><p><b>　　機構(gòu)傳動簡圖：</b></p><p>　　4、畫出機構(gòu)運動簡圖</p><p>　　5、對傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)進行運動尺寸計算</p><p>

19、;　　由于要求每分鐘冷鐓螺釘頭120個；即每分鐘送料120次，所有要求主軸每分鐘轉(zhuǎn)動120轉(zhuǎn)，由于所選電動機為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>　　因為螺釘桿的長度L=6-32mm，所以要求帶輪d2每此能劃過6到32mm的弧長（用f表示），通過棘輪罩可以設置檔位，根據(jù)所加工的螺釘?shù)木唧w長度種類來設計棘輪罩。d1、d2兩帶輪的大小根據(jù)棘輪棘爪繞過的具體角度

20、α以及帶輪的半徑r1和螺釘桿所要求的長度來設計，保證有α*r1=f（f在6到32之間），同時應保證轉(zhuǎn)筒的長度應保證在5mm--35mm之間可調(diào)，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)筒左右兩部分的旋進長度來實現(xiàn)。又因為螺釘桿的直徑為2-4mm，所有要求轉(zhuǎn)筒上的六個等徑圓孔的直徑在5mm,不宜過大，因為孔徑過大會造成冷鐓時的錯位，鐓偏，鐓彎。</p><p>　　由于毛坯料最大長度48mm，最小長度12mm，所有要求送料輪d2與上刀頭的距離不