目錄一.設計要求·····················1二.功能分解·····················1三.運動轉(zhuǎn)換·····················2四.執(zhí)行機構的選擇比較.1.送料機構·····················22.截料機構·····················43.鐓料機構·····················54.頂料機構····················6五.運動方案的擬定·····················6六.電動機的選擇·····················7七.機構運動循環(huán)圖·····················7八.執(zhí)行機構的尺寸計算·····················7九.機構運動示意圖·····················13十.總結·····················13十一.參考資料·····················14

設計要求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。冷鐓螺釘頭主要完成：送料，截料，鐓料，頂料。1.每分鐘冷墩螺釘頭120只。2.螺釘桿的直徑D=2~4mm，長度L=6~32mm。3.毛坯料的最大長度48mm，最小長度12mm。4.冷墩行程56mm。二．螺釘頭冷鐓機的功能分解螺釘頭冷鐓機要完成自動間歇送料、截料并運料、預鐓和終鐓、頂料四個動作。圖1所示為螺釘頭冷鐓機的樹狀功能圖。自動間歇送料料自動間歇送料料螺釘頭冷鐓機的功能分解螺釘頭冷鐓機的功能分解刀具直線往復運動截料運料刀具直線往復運動截料運料鐓頭直線往復運動預鐓終鐓鐓頭直線往復運動預鐓終鐓頂模直線往復運動頂料頂模直線往復運動頂料圖1三．運動轉(zhuǎn)換功能圖由樹狀功能圖，分析找出各功能元所要求的運動形式。選擇電動機形式，通過減速，運動再傳遞，把轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為各功能元所需的運動形式。下圖即為根據(jù)上述分析所畫出的螺釘頭冷鐓機的運動轉(zhuǎn)換圖。四.執(zhí)行機構的選擇比較1.送料機構（間歇送料）方案一不完全齒輪用一個完全齒輪和一個不完全齒輪，完全齒輪在電動機的驅(qū)動下勻速轉(zhuǎn)動，當不完全齒輪的輪齒與完全齒輪嚙合是，不完全齒輪帶動履帶輪轉(zhuǎn)動，進行送料，轉(zhuǎn)動過的弧長即為送料的長度。當不完全齒輪不進行嚙合時，毛胚料不動，可以在這段時間內(nèi)進行剪切和冷墩動作。不完全齒輪機構的結構簡單，制造容易，工作可靠，而且設計時從動輪的運動時間和靜止時間的比例可在較大的范圍內(nèi)變化。其缺點是在嚙合傳動中，當首齒進入嚙合及末齒退出嚙合過程中，輪齒并非在實際嚙合線上嚙合，因而在此期間不能保證定傳動比傳動。由于從動輪每次轉(zhuǎn)動開始和終止時，角速度有突變，故存在剛性沖擊?；谝陨蟽?yōu)缺點，不完全齒輪機構一般只適用于低速、輕載的工作條件方案二槽輪機構主動銷輪作等速連續(xù)轉(zhuǎn)動，圓銷還未進入徑向槽時，由于槽輪的內(nèi)凹鎖止弧被銷輪的外凸圓弧鎖住而靜止，當圓銷開始進入徑向槽時鎖止弧脫開，槽輪在圓銷的驅(qū)使下作反向轉(zhuǎn)動。當圓銷開始脫出徑向槽時，槽輪因另一鎖止弧又被鎖住而靜止，從而實現(xiàn)間歇運動。槽輪機構的結構簡單，制造容易，工作可靠，機械效率高。但槽輪的運動角大小不能調(diào)節(jié)，只有一些固定的運動角。方案三凸輪機構凸輪機構只具有很少的幾個活動構件，并且占據(jù)的空間很小，是一種結構十分簡單、緊湊的機構。從動件的運動規(guī)律取決于凸輪機構的曲線形狀，只要適當?shù)脑O計凸輪的輪廓曲線，就可以使從動件獲得各種預期的運動規(guī)律。但凸輪廓線與從動件之間是點接觸的髙副，易于磨損。履帶履帶最終方案：選擇槽輪機構，不完全齒輪和槽輪機構是相同的原理，而且結構簡單，容易制造，但不完全齒輪有較大的沖擊，根據(jù)冷墩的設計要求，每分鐘要做120個的螺釘，那么一秒鐘要送料兩次，齒輪的轉(zhuǎn)速n要達到2r/s，這是屬于比較高速的運轉(zhuǎn)，不完全齒輪就不合適了。同時凸輪機構由于凸輪與從動件的接觸為髙副，也不能用于高速的情況，并且不易加工，成本較高。最終選擇了槽輪機構，因為槽輪機構的運動效率較高，并且能夠平穩(wěn)的進行間歇的轉(zhuǎn)動。2.截料機構方案一：圓柱凸輪機構采用移動從動件圓柱凸輪機構。通過圓柱凸輪的廓線推動連桿和刀具實現(xiàn)往復直線運動，并且實現(xiàn)運動方向轉(zhuǎn)換功能。這樣就可以完成截料工藝動作。圓柱凸輪可以通過設計凸輪廓線使得推桿實現(xiàn)預期的運動規(guī)律，并且響應快速，機構簡單緊湊。但是容易磨損，制造困難。方案二：曲柄滑塊機構選擇曲柄滑塊機構，當曲柄整周回轉(zhuǎn)時，刀具往復運動。對心曲柄滑塊機構的滑塊最大行程為曲柄的兩倍。偏置的曲柄滑塊機構具有急回運動特性，增加了機構的運動效率。該機構的結構簡單，加工簡單，成本低，易實現(xiàn)，便于機構的簡化，易裝配，能夠?qū)崿F(xiàn)截料工藝。最終方案：選用圓柱凸輪機構。其結構緊湊，響應快速。在剪切過程中所受阻力較大，宜用圓柱凸輪機構，可以承受較大的阻力。當履帶將加工材料送到指定的位置時，刀具正好移動到加工材料的位置，完成剪切動作。然后在圓柱凸輪的帶動下，刀具退回。在退回和再次到達加工材料位置這個過程中，機構完成再次送料。這個機構就是利用刀具的往返時間達到控制間歇剪裁的時間。3.預鐓、終鐓機構方案一：六桿機構先由曲柄滑塊機構實現(xiàn)運動大小的變換功能，再采用擺桿滑塊機構將水平軸運動變換為鉛垂方向的往復直線運動并實現(xiàn)運動大小的變換功能。經(jīng)過兩次的運動變換，具有較大的沖擊力，以滿足鍛壓工作的需求。方案二：曲柄滑塊機構曲柄滑塊機構能夠?qū)崿F(xiàn)運動大小的變換功能，而且實現(xiàn)了將水平軸的運動變換為鉛直方向的往復直線運動，經(jīng)過一次運動大小的轉(zhuǎn)換，有一定的沖擊力，而且重量輕，制造簡單，結構簡單。最終選擇方案：選擇六桿機構，六桿機構對于四桿機構來說，受力好，其中的擺桿機構能起到增力作用，具有較大的機械增益，以滿足鍛壓工作的需要。4.頂料機構頂料機構選擇凸輪機構，利用凸輪廓線推動滾子推桿實現(xiàn)往復直線運動，并且將水平軸的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為鉛直方向的往復直線運動。凸輪機構傳動精度高，運行可靠，但制造困難。五．機械運動方案的選定和評價綜合上述分析，我們選擇這樣的方案：送料機構選擇槽輪機構來實現(xiàn)間歇運料功能；截料機構選擇圓柱凸輪機構來實現(xiàn)；鐓料機構選擇六連桿機構，兩次運動變換后，具有較大的沖擊力，以滿足鍛壓的要求；頂料機構就選擇凸輪機構來實現(xiàn)往復直線運動。整個機構各機構之間安裝較為緊湊，節(jié)約空間。整個機構的最終方案的機構運動簡圖如下圖1所示。六．電動機的選擇設計要求中，每分鐘冷墩螺釘頭120只，即0.5秒鐘生產(chǎn)一只。那么曲柄OA的轉(zhuǎn)速n1=60/T=120r/min。因此選擇同步轉(zhuǎn)速n0為750r/min的電動機。根據(jù)電動機的轉(zhuǎn)速和曲柄OA的轉(zhuǎn)速即確定傳動裝置的總傳動比i=n0/n1=25/4。這樣，曲柄OA每轉(zhuǎn)一周，鐓頭完成兩次鐓壓；頂料機構轉(zhuǎn)一周，截料機構完成一次循環(huán)，送料一次。這樣使得這三個機構的轉(zhuǎn)速相等，傳動比i=1。整個系統(tǒng)完成一次循環(huán)，生產(chǎn)一件成品，滿足了生產(chǎn)率為每分鐘120只的要求。機械傳動系統(tǒng)的第一級傳動采用帶傳動，其傳動比為5：1；第二級傳動采用直齒圓柱齒輪傳動，其傳動比為5：4。這樣經(jīng)過兩級傳動，傳動裝置的總傳動比就滿足上述的要求。七．機構運動循環(huán)圖螺釘頭冷鐓機運動循環(huán)圖1.直角坐標式2.同心圓式3.直線式八．執(zhí)行機構的運動尺寸計算1.傳動計算①.確定帶輪節(jié)圓的直徑d1和d2取d1=140mm，則d2=5×d1=700mm，中心距a0=0.8×（d1+d2）=672mm。②.第二級直齒圓柱齒輪傳動的計算取z1=20，z2=5×20÷4=25。取它們的模數(shù)m=5mm。則d1=mz1=100mmd2=mz2=125mm則中心距a為112.5mm。2.送料機構計算（槽輪機構）①槽輪的計算1）.槽數(shù)z按照工位數(shù)要求選定為4。2）.中心距a按照結構情況確定a=300mm。3）.圓銷半徑r按照結構情況確定r=15mm。4）.槽輪每次轉(zhuǎn)位時主動件轉(zhuǎn)角2A2A=180°×（1-z/2）=90°5).槽間角2B2B=360°/z=90°6）主動件圓銷中心半徑R1R1=asinB=212.1mm7）.槽輪槽深hh≥acosB+R1-a+rh≥124.26mm取h=125mm8）運動系數(shù)kk=（z-2）/2z=1/4(即槽輪從動件在一個周期內(nèi)的停歇時間是運動時間的3倍)②與槽輪同軸的圓盤的計算取其半徑r=20mm，則毛胚料的長度為2∏r/4=31.4mm。3、截料機構的計算（圓柱凸輪）圓柱凸輪輪廓曲線的展開圖如下圖2所示設定刀具的行程為50mm。1）、0～120°圓柱凸輪帶動刀具正行程運動，刀具截料。2）、120°～240°圓柱凸輪帶動刀具反行程運動，刀具退回。3）、240°～360°刀具停歇不動4.頂料機構的計算（盤形凸輪）頂料機構為對心直動滾子推桿盤形凸輪機構，設定其基圓半徑r=80mm，滾子半徑為10mm。推桿行程為60mm。1）、0～90°凸輪以等角速度轉(zhuǎn)動，推桿按正弦加速度運動規(guī)律上升60mm。2）、90°～150°凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動，推桿位置保持不變。3）、150°～240°推桿按正弦加速度運動規(guī)律下降至起始位置。4）、240°～360°凸輪轉(zhuǎn)動一個周期內(nèi)剩余角度，推桿保持不動。那么，凸輪的位移曲線圖為下圖所示。利用反轉(zhuǎn)法可以畫出盤形凸輪的輪廓線。5.鐓料機構的計算（六桿機構）1）.先計算OABC的尺寸，取擺桿BC的擺角為30°，桿長BC=200mm，曲柄OA=30mm，行程速度比K=1.2。根據(jù)K=(180°+θ)/(180°-θ)=30°得極位夾角θ=180°×(K-1)/(K+1)=30°經(jīng)計算，各桿長度分別為LOA=30mm，LAB=165.7mm，LBC=200mm，LOC=116mm2）.由構件CBD計算桿BD的長度由上圖可知，利用直角三角形B1FD1三邊三角形勾股定理解得LBD=55mm6．模堂轉(zhuǎn)動的計算（不完全齒輪）模堂的轉(zhuǎn)動也需要具有間歇運動，這里用不完全齒輪機構。1/3齒不完全齒輪示意圖如下：當主動輪旋轉(zhuǎn)一周時，從動槽堂旋轉(zhuǎn)120°。取從動齒數(shù)Z2=60，則主動齒數(shù)Z1=20取它們的模數(shù)m=5mm，中心距a=300mm。九．螺釘頭冷鐓機運動示意圖（見A3圖紙）十．總結課程設計是對我們所學機械知識的綜合考驗，在設計中，我感到好多東西都不了解，解決實際問題會遇到各種各樣的困難，不懂的太多，面對問題根本不知道如何下手，哪怕知道了用到了哪些知識，可是在實際應用中，又遇到很多不懂的地方，這就是眼高手低吧。其次，課程設計增強了我們的團結合作能力。以前總喜歡各干各的，很少交流，而且我們還不是很會合作辦事。這次課程設計使我們加強了團結協(xié)作的意識。我們幾個一起討論，一起商量，遇到困難和不會的就一起來解決，這大大的加快了我們對此的解決力度。如果真要是一個人做的話，不知道要忙成什么樣。接著，課程設計需要我們學會找資料，用工具。教會我們要活學工具，活用工具，其中工具就是指各式各樣的輔助軟件，這些軟件都是別人的智慧結晶，供別人使用，減少次要的一些過程時間，同時，也讓我們受益匪淺，學會一些軟件的功能和使用。同時，我們還更深一步的了解了細節(jié)決定成敗的內(nèi)涵，如果在一些細節(jié)方面我們不注意的話，總是抱著差不多的態(tài)度，那么，這個課程就會在中途就停止，無法繼續(xù)，因為，在一個細節(jié)的地方錯了，導致了整個設計無法進行，那么注定失敗?？偠灾覀儙讉€通過倆星期的合作和努力，我們對機械工程更加進一步的了解，同時也發(fā)現(xiàn)了自身的很多缺點和不足，還有一些思想上的錯誤，我以前總是抱著差不多就行的態(tài)度，現(xiàn)在我知道自己的錯。科學來不得半點馬虎，同樣，學習也是如