机械制造行业机械原理课程设计螺钉头冷镦机.docx
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机械制造行业机械原理课程设计螺钉头冷镦机
方案一
机构的运动简图如图：
1.曲柄2.带轮3.脱模推杆4.终镦模5.齿轮6.初镦模7.下模
8.工作台9.连杆10.送料滚筒11.棘轮12.凸轮
传动方案综述：
一、机构组成：
送料机构由曲柄摇杆机构，棘轮机构和送料滚筒组成。
传动机构由凸轮机构，摆杆机构组成。
初、终镦机构由齿轮机构，曲柄滑块机构组成。
顶料机构由凸轮机构组成。
二、机构的功能：
通过送料机构间歇送料到下模，下模通过传动机构的间歇传动分别将坯料送到初镦，终镦机构下面进行初镦和终镦。
镦好后的镙钉由脱模机构将其顶出。
三、机构的工作原理：
1、送料机构：
由主轴上的回转曲柄带支棘轮2上的摇杆来回摆动，当摇杆作顺时针摆动时，棘爪嵌入棘轮的齿中，从而推动棘轮作顺时针转动，棘轮又带动与其同轴的送料滚筒3转动，使原料送到下模中。
棘轮的外面有一个外罩，摇杆摆动时，棘爪先在外罩上滑动，然后进入到棘轮的齿中，推动棘轮转动，通过调节外罩的角度可以控制棘轮的转动角度，从而可憎达到调节送料长度的目的。
2、传动机构：
通过带轮带动凸轮1转动，凸轮推动摇杆的摆动，从而推动下模6的往复水平运动，通过凸轮的近休，中休，远休就可以控制下模的后停，中停和前停。
3、初、终镦机构：
带轮带动齿轮8回转，齿轮又和铰接在其上的连杆和上模7、9构成曲柄滑块机构，使齿轮的回转运动变为上模的上下往复运动，对坯料进行初镦、终镦。
4、顶料机构：
主轴上的凸轮推动推杆上下往复运动，推杆向上运动时将镦好的镙钉从下模中推出，然后迅速向下运动，以便下模返回。
5、珙料机构：
下模是下表面有刀口，下模开始运动时将料截断。
四、方案的优缺点：
伏点：
采用棘轮机构间歇送料，传动精确，而且送料的长度可憎调节；用齿轮将初镦模和终镦模的运动连起来，使初镦模和终镦模的周期很精确地相同；下模有三个模膛对应上模的三个模膛，减小了生产同期，从面减小了加速度和刚性冲击。
缺点：
虽然下模设有三个模膛，实现了一次可以镦三个镙钉减小了生产周期，但是由于下模在一个周期中有两次停歇有两次推程和两次远休，而且行程较长，运动的周期又较小，所以下模的加速度还是较大，
五、方案的运动循环图如下图：
方案二
机构运动简图如图
1，曲柄2，棘轮3。
送料滚筒4活动夹口5，内缘棘轮转盘6。
凸轮7，棘爪8工作台9终镦模10。
初镦模11，盘轮12，带轮
传动方案综述：
一、机构组成：
回转式传动机构，送料机构，活动夹口截料机构，由五杆机构组成的初、终镦机构。
二、机构的功能：
通过凸轮机构推动活动夹口截料，活动夹口又是下模，它通过回转传动机构分别转到初，终镦模的下面进行初镦和终镦，回转传动机构转回时，活动夹口在凸轮松开的情况下也松开，镦好的镙钉从下模中自动脱出。
三、工作原理：
1、送料机构：
主轴上的回转曲柄带动棘轮2上的摇杆来回摆动，当摇杆作顺时针摆动时，棘爪嵌入棘轮的齿中，从而推动棘轮作顺时针转动，棘轮又带动与其同轴的送料滚筒3转动，使原料送到下模中。
棘轮的外面有一个外罩，摇杆摆动时，棘爪先在外罩上滑动，然后进入到棘轮的齿中，推动棘轮转动，通过调节外罩的角度可以控制棘轮的转动角度，从而可憎达到调节送料长度的目的。
2、传动机构：
主轴上的回转曲柄拉动连轴摇杆2摆动，使与其相连的凸轮5作一定角度的往复转动，当凸轮作逆时针转动时，凸轮推动活动夹口，使其夹紧原料，夹口上的刀口同时将坯料截下。
当凸轮顺时针转动时，由于凸轮上带有棘爪，棘爪就推动带有内缘棘齿的回转盘4顺时针转动，将坯料分别送到初镦模和终镦模的下面，然后初镦模和终镦模分别对坯料进行初镦和终镦，镦好的镙钉又被回转传动机构带到工作台和前台，同时凸轮对活动夹口的推压松开，弹簧将夹口推开，镦好的镙钉自动从下模中脱落。
3、初、终镦机构：
主轴上皮轮带动固定在盘轮上的曲柄9回转，然后通过五杆机构将曲柄的回转转变为初、终镦模的上下往复运动，从而达到往复镦镙钉头的目的。
四、方案的优缺点：
优点：
由曲柄摇杆机构带动棘轮机构送料，送料长度精确，而且可憎调节送料的长度；活动夹口可以在凸轮机构的转下松开和闭合，闭合时夹料，松开时放料，同时夹口上有刀口，闭合时又可以截料，这样，活动夹口既是截料机构，又是脱料机构，另外，活动夹口还是下模夹紧坯料后在回转工作台的回转带动下转到初镦模和终镦模的下面，分别由初镦模和终镦模对其初镦和终镦。
缺点：
由于生产周期小，机构必须在一个周期（1秒）内完成两次循环，虽然棘轮机构的传动精确可靠，但在一秒内循环两次难以控制，
五、方案的运动循环图如下图：
方案三
机构的运动简图如图：
1，脱模推杆2，凸轮3，圆柱凸轮4，带轮5，齿轮6，初镦模7，终镦模8，棘轮9，送料滚筒10，剪料机构11，回转工作台12槽轮13，曲柄
传动方案综述：
一、机构组成：
送料机构由皮带轮，曲柄摇杆机构，棘轮机构组成，截料机构由曲柄摇杆机构组成，回转工作台由槽轮机构组成，顶料机构由平底凸轮机枪组成。
二、机构的功能：
送料机构间歇送料到回转工作台，回转工作台又间歇将料分别送到初镦模和终镦模的下面，然后由初、终镦模分别对其初镦和终镦，当回转工作台将料送到顶料机构处时，顶料机构将镦好的镙钉从下模中顶出，回转工作台继续回转，起先下一个循环的伟料。
三、工作原理：
1、送料机构：
主轴上的皮带轮带动皮带轮4与皮带轮4同轴的齿轮5，固定在与齿轮5相啮合的齿轮上的曲柄回转带支棘轮8上的摇杆来回摆动，使棘轮8产生间歇的定向转动，棘轮的转动又伟给送料滚筒，使滚筒间歇送料。
2、截料机构：
送料机构送完料后，主轴上的曲柄回转推支摇杆摆动，摇杆的摆动使截料机构的刀口闭合，产针送完的料截下来。
3、回转工作台：
主轴上的圆柱凸轮3推动槽轮间歇转动，槽轮带动与其连轴的回转工件11台间歇转动，从面将坯料间歇地送到初镦模6和终镦模7的下面。
4、初、终镦机构：
与齿轮4同轴的转盘上固定有曲柄，曲柄的回转运动通过五杆机构转变为初镦模6和终镦模7的上下往复运动，对回转工作台11送来的坯料分别进行初镦和终镦。
四、方案的优缺点：
优点：
由曲柄摇杆机构带动棘轮机构送料，精确，而且可以调节送料的长度；回转工作台，上有六个下模孔，回转传料，提高工作效率。
缺点：
传料的速度较快，送料的速度难以控制。
五、机构的工循环图如图：
基本机构的设计
1、下模传动系统：
系统的运动简图如图秘示：
1，凸轮2，摆杆3，推杆4下模
机构的说明：
各杆件的尺寸：
2杆件为500mm，3杆件为500mm，下模4的模高为30mm。
下模有三个模孔，垂直二纸平面排列，模孔的直径为4mm.等于所要镦的镙钉的直径，
凸轮及其执行机构的设计：
凸轮的基本参数如下表：
名称
基圆半径
推程1
推程2
推程角1
推程角2
回程角
数值
100mm
40mm
40mm
45度
45度
30度
凸轮的执行机构的位移数据如下表：
角度（度）
0-60
65
70
75
80
85
90
95
100
105-165
170
175
位移（mm）
0
0.35
2.617
7.820
15.600
24.40
32.180
37.380
39.648
40
40.352
42.619
角度（度）
180
185
190
195
200
205
210-330
335
340
345
350
355
360
位移（mm）
47.82
55.60
64.40
72.80
77.38
79.64
80
77.69
64.36
40
15.64
2.32
0
执行机构的位移曲线图象如下图所示:
执行机构的速度数据如下表:
角度（度）
0-60
65
70
75
80
85
90
95
100
105-165
170
175
速度
0
0.184
0.649
1.178
1.532
1.532
1.178
0.694
0.184
0
0.184
0.649
180
185
190
195
200
205
210-330
335
340
345
350
355
360
1.178
1.532
1.532
1.178
0.694
0.184
0
-160.046
-480.13
-640.18
-480.13
-160.046
0
执行机构的速度曲线图如下图所示:
执行机构的加速度数据如下表:
角度（度）
0-60
65
70
75
80
85
90
95
100
105-165
170
175
加速度
0
4.598
7.044
6.195
2.446
-2.446
-6.195
-7.044
-4.598
0
4.598
7.044
180
185
190
195
200
205
210-330
335
340
345
350
355
360
6.195
2.446
-2.446
-6.195
-7.044
-4.598
0
-13.938
-13.938
0
13.938
13.9*38
0
执行机构的加速度曲线图如下图所示:
方案的设计思路：
镙钉头冷镦机，是将一根与成品同大直径的铁丝用锻造的方式将其它头镦成镙钉头，可以根据设计的要求选择镦模的模腔。
要设计此机构，首先要将铁丝截成一定长度的坯料，坯料的长度可以由成品的要求确定，然后是将截下的坯料分别传送到初镦模和终镦模的下面进行镦粗，镦好的镙钉由推料脱模机构将其从下模中顶出，以用作其它的加工。
由此要求可以想到，所要设计的机构应该由送料机构、截料机构、传料机构、初、终镦机构和顶料机构组成，送料机构要送出一定长度的干坯料，可以采用滚筒的回转送料，滚筒的转角由棘轮机构的调节来确定，棘轮机构的间歇运动下好可以控制间歇送料，截料机构也是要间歇截料，可以用凸轮推动截料刀进行截料，这样也可以控制霰料的时间。
传料机构是要将坯料分别传送到初镦模和终镦模的下面，所以，传料机构必须有两次停歇，采用凸轮机构，将凸轮机构设计成两次推程，可以实现设计要求。
初、终机构是往复运动，将回转运动转变为往复运动，可以采用曲柄滑块机构。
顶料机构也是间歇顶料，且有时间限制，采用凸轮推推杆可以将镦好的镙钉从下模中顶出，顶料的行程和时间可以设计好凸轮加以控制。
将这些机构连到一起，且要达到同步的目的，采用一个主轴，然后用皮带轮带动其它的机构同同期回转。
个人的方案评价：
方案一：
此方案设计简单，思路浅析，将所有的执行机构通过皮带轮连到一起，结构紧凑，效率高。
针对心上优点，此机构被选项为最终方案。
方案的不足之处就是在一个周期有三次停歇，加速度较大。
方案二，此方案设计巧妙，将传料机构，截料机构和放料机构设计在一个构件上，送料和初、终镦可以同时进行，提高的工作效率，方案的不足之处是机构比较复杂，不易实现其功能。
方案三，此机构的原理与方案二的原理基本上是一样的，不同的是它将截料机构分开了，这样就使得机构容易实现它的功能，
设计体会
通过本次课程设计，学到了很多东西，首先，课程设计是几个人共同完成一个课题，这样就培养了我们的合作能力和协调能力，小组的每一个成员要完成设计工作都离不开整体的协调，因为整体不协调，设计出再好的的也是行不通的，我们的小组由三个人组成，成员就是我们寝室的三个同胞，设计的时候我们在寝室讨论，分析，每一个细节都做得很周到，问题考虑得很全面，大家同心协力，配合得还算好。
其次，课程设计培养了我们的一种创新精神，我们的课题方案很多，涉及的范围广，可以有很太的空间自由发挥，而且，设计的课题都是我们现实生活中常见得到的，我们不仅可以在现有的方案上改进创新，还可以根据自己通过观察生活想到的一些好的新的主意进行创新设计，而且还激励我们平时更多的去留心生活，观察生活。
本次设计我们设计的是一个镙钉头冷镦机，小小的一个镙钉头在我们的日常生活中随处可见，但是我们都很少去想这么一个小小的镙钉是怎么样做出来的，通过本次的设计，我们不紧紧知道了镙钉的来历，而且更懂得在日常生活中去观察生活的每一个细节，想想我们平时用到的或者接触到的每一个东西都是来之不易的。
这样我们就会懂得更加珍惜生命。
第三，设计就是设计，毕竟不是玩木头搭桥，设计要有严密的设计思想和细致的设计精神，每一个机构的拟定和方案的确定，都必须要经过仔细的分析和严格的计算，才能得出设计的结果，而且，在设计的过程中培养一种用图表表达的习惯，学会用最简单的方法更明确地表达更多、更具体的内容。
第四、我们现在的设计都是简单的设计，但是涉及的内容很多，综合性很强，要求我们将学到的理论知识运动到实践中去，另一方面，本次设计我们查阅了很多的书籍资料，丰富了我们的知识，拓展了我们的视野，提高了我们对知识的运用能力和综合分析能力。
最后，学习是无止境的，通过本次设计我们意识到，我们所学的东西还很少，有很多东西还根本没有学到，所以，我们不能夜郎自大，自以为是，认为自己知道的很多。
相反，我们要不断地求素，不断地进取，学海无涯，只须不断地用知识来丰富和充实自己，才能使我们的人生更加绚丽多彩。
总之，这次的课程设计，我获益良多。
个人的方案评价：
方案一：
此方案设计简单，思路浅析，将所有的执行机构通过皮带轮连到一起，结构紧凑，效率高。
针对心上优点，此机构被选项为最终方案。
方案二，
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