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机械原理课程设计-自动制钉机的设计一、设计背景：为了增加生产效率，提高钉子制造的精度和准确度，设计一台自动制钉机。
二、设计要求：1、设计一种可调节的自动制钉机，能够自动输送带材，进行加工，制造出带有固定规格的钉子。
2、控制系统要求稳定，能够一直保持在设定的线速度、线密度、线直度及线径误差范围内。
3、生产效率要高，设计的自动制钉机要能够通过设定输送带材的长度和数量来满足要求的生产需求。
同时，也要考虑到机器的维护和保养。
三、设计方案：1、机器承载部分针对机器的承载部分，可以采用铝合金或者钢材的薄壁管件或金属板进行冲压，使其达到轻量化和强度的要求。
此外，排放口和控制台都可以采用简单的塑料材料进行制造。
2、输送带材部分用电动的输送带材，使得均匀的输送带的长度和宽度的精度，通过滑动导轨控制输送带的位置，以达到带速度的控制。
同时，为了使得输送带材上的布匹能够均匀地输送到设备中央方便后续的制钉和折弯，可以采用可调节的夹爪来实现布匹的紧固，并且使布匹可以得到最大的利用，不会出现断钉和不足之情况。
3、自动加工部分在自动加工部分，主要包括钉子材料的切割，成型和定长口，并且将制造出来的钉子输送到适当的地方。
钉子制造的方法，一般可以采用生产速度受控制的钉子制造方法，并通过机械转动的方式极力制造出最小大小的钉子，在满足高速度制造的同时，投入使用的流程中。
此外，为了能够达到更高的钉子制造效果，需要在设备设计方案中加入冷却装置，以保证钉子加工的精确度和制造质量。
4、自动润滑系统在保证机器运行的同时，为了延长机器使用寿命和提高机器的浸润效果，可以为机器添加润滑系统，使其能够长时间运行，同时也便于维护。
四、总结：本设计方案完全可以满足自动制钉机的要求，可以帮助钉子制造商快速提高生产效率，提高钉子制造精度，同时可以适应各种规格的钉子，大大提高钉子的市场竞争力。
机械原理课程设计说明书自动制钉机运动方案设计目录一. 课程设计任务书及工作要求 (3)二.机构工作原理 (3)三.功能分解图，执行机构动作分解图 (4)四.工作循环图 (9)五.运动方案的选择与比较 (10)六.机构运动简图 (13)七.执行机构设计过程 (13)八.机构运动分析计算机辅助设计流程框图 (16)九.程序清单 (17)十.运动线图 (21)十一.凸轮设计分段图,轮廓图,设计结果 (21)十二.设计总结与心得 (28)十三.主要参考资料及其编号 (30)一． 课程设计任务书及工作要求图1.1所示为一铁钉的外观图。
自动制钉机的功能是将钢筋等金属材料自动加工成铁钉。
设计要求和参数为：（1） 铁钉直径为1.6～3.4mm ；（2） 铁钉帽直径是铁钉直径的2 倍；（3） 铁钉长度为 25～80mm ；（4） 生产率为 360枚／min ；（5） 要求结构紧凑，传动性能优良，噪声尽量小；（6） 连续自动生产；（7） 加工质量要达到规定的技术要求；（8） 成品铁钉的形状如图1.1。
二．机构工作原理制造木工用大大小小的铁钉是将一卷直径与铁钉直径相等的低碳钢丝通过下列工艺动作来完成的。
1）校直钢丝。
并按节拍要求间歇地输 送到装夹工位。
2）冷镦钉帽，在此前夹紧钢丝。
3）冷挤钉尖。
4）剪断钢丝。
图1.1图1.2（a）和1.2（b）分别为冷镦钉帽和冷挤钉尖的工作原理图：图1.2（a）图1.2（b）三.功能分解图执行机构分解图为了实现将金属卷料加工成铁钉的总功能，可将总功能分解为如下分功能：（1）金属卷料校直功能；（2）金属卷料送料功能；（3）工件夹紧功能；（4）工件镦帽功能；（5）工件冷挤钉尖和切断功能其功能逻辑图如图1.3所示：图1.3功能原理的工艺过程分解（1）金属卷料校直，送料功能采用槽轮机构进行送料。
当销轮连续转动一周时，槽轮转动1/4周（其送料长度为1/4槽轮周长）；槽轮送料时钢丝通过视图左边的滚子进行自动校直。
自动制钉机课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解自动制钉机的基本结构、工作原理及在生产中的应用。
2. 学生能掌握自动制钉机操作步骤、安全规程及日常维护方法。
3. 学生了解自动制钉机的发展历程及其在工业生产中的重要性。
技能目标：1. 学生能够独立操作自动制钉机，完成钉子的制作。
2. 学生能够诊断并解决自动制钉机在操作过程中出现的常见问题。
3. 学生能够运用所学知识，对自动制钉机进行简单的维护和保养。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化设备及其在工业生产中应用的兴趣，激发创新精神。
2. 增强学生的团队协作意识，培养合作解决问题的能力。
3. 培养学生严谨、负责的工作态度，提高安全意识。
本课程针对初中年级学生，结合学生好奇心强、动手能力逐渐提高的特点，注重理论知识与实际操作相结合。
课程内容紧密联系教材，以自动制钉机为载体，培养学生对机械、电子、自动化等领域的兴趣。
通过课程学习，使学生掌握自动制钉机的操作、维护技能，提高实践能力，同时培养良好的情感态度价值观。
教学要求注重实践操作，鼓励学生积极参与，充分调动学生的主观能动性。
二、教学内容1. 自动制钉机概述- 了解自动制钉机的发展历程、分类及适用范围。
- 学习自动制钉机的基本结构、工作原理。
2. 自动制钉机的操作与使用- 掌握自动制钉机的操作步骤、安全规程。
- 学习自动制钉机的调试方法，确保设备正常运行。
3. 自动制钉机的维护与保养- 了解自动制钉机的日常维护方法，提高设备使用寿命。
- 学习自动制钉机的故障排除，掌握常见问题的解决方法。
4. 实践操作- 分组进行自动制钉机的操作练习，提高动手能力。
- 开展故障排查及维护保养实践活动，巩固所学知识。
教学内容按照教材章节进行组织，结合课程目标，注重理论与实践相结合。
教学大纲明确，安排合理，确保学生在掌握基本知识的同时，能够熟练操作自动制钉机，并具备一定的维护保养能力。
在教学过程中，教师需关注学生的学习进度，及时调整教学内容和方式，确保教学效果。
目录1 设计题目 (22 机械系统运动方案的拟定与选择2.1 方案的拟定 (32.2 方案的选择 (63 运动循环图 (74 原动机的选择 (75 各执行机构的设计5.1 基础机构设计5.1.1 xxx同学冷墩钉帽机构的设计 (8 5.1.2 xxx同学剪断及冷挤机构的设计 (8 5.1.3 xxx同学送丝校直机构的设计 (9 5.2 机构尺度综合 (105.3 机构运动的分析 (106 设计方案布置图及机械运动简图 (137 心得体会 (148 参考资料 (16一、设计题目——自动制钉机1,工作原理及工艺过程制造木工用大大小小的铁钉是将一卷直径与钢丝直径相等的低碳钢丝通过下列工艺动作来完成的。
(1校直钢丝。
并按节拍要求间歇地输送到装夹工位。
(2冷镦钉帽,在此前需夹紧钢丝。
(3冷挤钉尖。
(4剪断钢丝。
2,原始数据及设计要求(1铁钉直径φ1.6~φ3.4mm(2铁钉长度25~80mm(3生产率360枚/min(4最大冷镦力3000N,最大剪断力2500N。
(5冷镦滑块质量8kg,其他构件质量和转动惯量不记。
(6要求结构紧凑、传动性能优良、噪声尽量减小。
二、机械系统运动方案的拟定与选择2.1 方案的拟定方案一(xxx的方案送丝校直机构——不完全齿轮机构剪断机构——凸轮连杆机构冷挤机构——偏心轮机构冷镦钉帽机构——凸轮连杆机构简单介绍:不完全齿轮机构为送丝校直机构,实现间歇送丝。
改进意见:该方案冷镦钉帽的力不足,改成六杆机构比较好。
夹紧机构要有一定的夹紧时间,应使用凸轮机构。
送丝校直机构——棘轮机构剪断机构——凸轮连杆机构冷挤机构——凸轮连杆机构冷镦钉帽机构——摇杆滑块机构通过棘轮机构实现间歇运动,但在之后的剪断操作过程中,由于剪断部分失去再运动性,导致后面的操作无法进行。
改进意见:后面的冷挤与剪断的操作同步进行,为了使制钉循环进行,应处理制造好的铁钉出料问题。
送丝校直机构——槽轮机构剪断机构——偏心轮机构冷挤机构——凸轮连杆机构冷镦钉帽机构——曲柄滑块机构缺点:剪断机构位置错误,不能获得要求的铁钉。
自动制钉机运动方案设计课程设计机械原理课程设计说明书自动制钉机运动方案设计目录一. 课程设计任务书及工作要求 (3)二.机构工作原理 (3)三.功能分解图，执行机构动作分解图 (4)四.工作循环图 (9)五.运动方案的选择与比较 (10)六.机构运动简图 (13)七.执行机构设计过程 (13)八.机构运动分析计算机辅助设计流程框图 (16)九.程序清单 (17)十.运动线图 (21)十一.凸轮设计分段图,轮廓图,设计结果 (21)十二.设计总结与心得 (28)十三.主要参考资料及其编号 (30)一． 课程设计任务书及工作要求图1.1所示为一铁钉的外观图。
自动制钉机的功能是将钢筋等金属材料自动加工成铁钉。
设计要求和参数为：（1） 铁钉直径为1.6～3.4mm ；（2） 铁钉帽直径是铁钉直径的2 倍；（3） 铁钉长度为 25～80mm ；（4） 生产率为 360枚／min ；（5） 要求结构紧凑，传动性能优良，噪声尽量小；（6） 连续自动生产；（7） 加工质量要达到规定的技术要求；（8） 成品铁钉的形状如图1.1。
二．机构工作原理制造木工用大大小小的铁钉是将一卷直径与铁钉直径相等的低碳钢丝通过下列工艺动作来完成的。
1）校直钢丝。
并按节拍要求间歇地输 送到装夹工位。
2）冷镦钉帽，在此前夹紧钢丝。
3）冷挤钉尖。
4）剪断钢丝。
图图1.2（a）和1.2（b）分别为冷镦钉帽和冷挤钉尖的工作原理图：图1.2（a）图1.2（b）三.功能分解图 执行机构分解图为了实现将金属卷料加工成铁钉的总功能，可将总功能分解为如下分功能：（1） 金属卷料校直功能；（2） 金属卷料送料功能；（3） 工件夹紧功能；（4） 工件镦帽功能；（5） 工件冷挤钉尖和切断功能其功能逻辑图如图1.3所示： 工件切断功能工件冷挤功能工件冷镦功能工件夹紧功能钢丝送料功能钢丝校直功能自动制钉机 图1.3功能原理的工艺过程分解（1）金属卷料校直，送料功能 采用槽轮机构进行送料。
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=2～4 mm，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。
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。
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 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动示意图。
带传动镦头电动机刀具齿轮齿条气缸液压传动偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构图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。
