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目录一.设计要求·····················1二.功能分解·····················1三.运动转换·····················2四.执行机构的选择比较.1.送料机构·····················22.截料机构·····················43.镦料机构·····················54.顶料机构····················6五.运动方案的拟定·····················6六.电动机的选择·····················7七.机构运动循环图·····················7八.执行机构的尺寸计算·····················7九.机构运动示意图·····················13十.总结·····················13十一.参考资料·····················14一．设计要求采用冷镦的方法将螺钉头镦出，可以大大减少加工时间和节省材料。冷镦螺钉头主要完成：送料，截料，镦料，顶料。1.每分钟冷墩螺钉头120只。2.螺钉杆的直径D=2~4mm，长度L=6~32mm。3.毛坯料的最大长度48mm，最小长度12mm。4.冷墩行程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1三．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，运动再传递，把转动转换为各功能元所需的运动形式。下图即为根据上述分析所画出的螺钉头冷镦机的运动转换图。螺钉头冷镦机的功能分解自动间歇送料料预镦终镦截料运料顶料刀具直线往复运动镦头直线往复运动顶模直线往复运动四.执行机构的选择比较1.送料机构（间歇送料）方案一不完全齿轮用一个完全齿轮和一个不完全齿轮，完全齿轮在电动机的驱动下匀速转动，当不完全齿轮的轮齿与完全齿轮啮合是，不完全齿轮带动履带轮转动，进行送料，转动过的弧长即为送料的长度。当不完全齿轮不进行啮合时，毛胚料不动，可以在这段时间内进行剪切和冷墩动作。不完全齿轮机构的结构简单，制造容易，工作可靠，而且设计时从动轮的运动时间和静止时间的比例可在较大的范围内变化。其缺点是在啮合传动中，当首齿进入啮合及末齿退出啮合过程中，轮齿并非在实际啮合线上啮合，因而在此期间不能保证定传动比传动。由于从动轮每次转动开始和终止时，角速度有突变，故存在刚性冲击。基于以上优缺点，不完全齿轮机构一般只适用于低速、轻载的工作条件方案二槽轮机构主动销轮作等速连续转动，圆销还未进入径向槽时，由于槽轮的内凹锁止弧被销轮的外凸圆弧锁住而静止，当圆销开始进入径向槽时锁止弧脱开，槽轮在圆销的驱使下作反向转动。当圆销开始脱出径向槽时，槽轮因另一锁止弧又被锁住而静止，从而实现间歇运动。槽轮机构的结构简单，制造容易，工作可靠，机械效率高。但槽轮的运动角大小不能调节，只有一些固定的运动角。方案三凸轮机构凸轮机构只具有很少的几个活动构件，并且占据的空间很小，是一种结构十分简单、紧凑的机构。从动件的运动规律取决于凸轮机构的曲线形状，只要适当的设计凸轮的轮廓曲线，就可以使从动件获得各种预期的运动规律。但凸轮廓线与从动件之间是点接触的髙副，易于磨损。履带最终方案：选择槽轮机构，不完全齿轮和槽轮机构是相同的原理，而且结构简单，容易制造，但不完全齿轮有较大的冲击，根据冷墩的设计要求，每分钟要做120个的螺钉，那么一秒钟要送料两次，齿轮的转速n要达到2r/s，这是属于比较高速的运转，不完全齿轮就不合适了。同时凸轮机构由于凸轮与从动件的接触为髙副，也不能用于高速的情况，并且不易加工，成本较高。最终选择了槽轮机构，因为槽轮机构的运动效率较高，并且能够平稳的进行间歇的转动。2.截料机构方案一：圆柱凸轮机构采用移动从动件圆柱凸轮机构。通过圆柱凸轮的廓线推动连杆和刀具实现往复直线运动，并且实现运动方向转换功能。这样就可以完成截料工艺动作。圆柱凸轮可以通过设计凸轮廓线使得推杆实现预期的运动规律，并且响应快速，机构简单紧凑。但是容易磨损，制造困难。方案二：曲柄滑块机构选择曲柄滑块机构，当曲柄整周回转时，刀具往复运动。对心曲柄滑块机构的滑块最大行程为曲柄的两倍。偏置的曲柄滑块机构具有急回运动特性，增加了机构的运动效率。该机构的结构简单，加工简单，成本低，易实现，便于机构的简化，易装配，能够实现截料工艺。最终方案：选用圆柱凸轮机构。其结构紧凑，响应快速。在剪切过程中所受阻力较大，宜用圆柱凸轮机构，可以承受较大的阻力。当履带将加工材料送到指定的位置时，刀具正好移动到加工材料的位置，完成剪切动作。然后在圆柱凸轮的带动下，刀具退回。在退回和再次到达加工材料位置这个过程中，机构完成再次送料。这个机构就是利用刀具的往返时间达到控制间歇剪裁的时间。3.预镦、终镦机构方案一：六杆机构先由曲柄滑块机构实现运动大小的变换功能，再采用摆杆滑块机构将水平轴运动变换为铅垂方向的往复直线运动并实现运动大小的变换功能。经过两次的运动变换，具有较大的冲击力，以满足锻压工作的需求。方案二：曲柄滑块机构曲柄滑块机构能够实现运动大小的变换功能，而且实现了将水平轴的运动变换为铅直方向的往复直线运动，经过一次运动大小的转换，有一定的冲击力，而且重量轻，制造简单，结构简单。最终选择方案：选择六杆机构，六杆机构对于四杆机构来说，受力好，其中的摆杆机构能起到增力作用，具有较大的机械增益，以满足锻压工作的需要。4.顶料机构顶料机构选择凸轮机构，利用凸轮廓线推动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直方向的往复直线运动。凸轮机构传动精度高，运行可靠，但制造困难。五．机械运动方案的选定和评价综合上述分析，我们选择这样的方案：送料机构选择槽轮机构来实现间歇运料功能；截料机构选择圆柱凸轮机构来实现；镦料机构选择六连杆机构，两次运动变换后，具有较大的冲击力，以满足锻压的要求；顶料机构就选择凸轮机构来实现往复直线运动。整个机构各机构之间安装较为紧凑，节约空间。整个机构的最终方案的机构运动简图如下图1所示。六．电动机的选择设计要求中，每分钟冷墩螺钉头120只，即0.5秒钟生产一只。那么曲柄OA的转速n1=60/T=120r/min。因此选择同步转速n0为750r/min的电动机。根据电动机的转速和曲柄OA的转速即确定传动装置的总传动比i=n0/n1=25/4。这样，曲柄OA每转一周，镦头完成两次镦压；顶料机构转一周，截料机构完成一次循环，送料一次。这样使得这三个机构的转速相等，传动比i=1。整个系统完成一次循环，生产一件成品，满足了生产率为每分钟120只的要求。机械传动系统的第一级传动采用带传动，其传动比为5：1；第二级传动采用直齿圆柱齿轮传动，其传动比为5：4。这样经过两级传动，传动装置的总传动比就满足上述的要求。七．机构运动循环图螺钉头冷镦机运动循环图1.直角坐标式2.同心圆式3.直线式八．执行机构的运动尺寸计算1.传动计算①.确定带轮节圆的直径d1和d2取d1=140mm，则d2=5×d1=700mm，中心距a0=0.8×（d1+d2）=672mm。②.第二级直齿圆柱齿轮传动的计算取z1=20，z2=5×20÷4=25。取它们的模数m=5mm。则d1=mz1=100mmd2=mz2=125mm则中心距a为112.5mm。2.送料机构计算（槽轮机构）①槽轮的计算1）.槽数z按照工位数要求选定为4。2）.中心距a按照结构情况确定a=300mm。3）.圆销半径r按照结构情况确定r=15mm。4）.槽轮每次转位时主动件转角2A2A=180°×（1-z/2）=90°5).槽间角2B2B=360°/z=90°6）主动件圆销中心半径R1R1=asinB=212.1mm7）.槽轮槽深hh≥acosB+R1-a+rh≥124.26mm取h=125mm8）运动系数kk=（z-2）/2z=1/4(即槽轮从动件在一个周期内的停歇时间是运动时间的3倍)②与槽轮同轴的圆盘的计算取其半径r=20mm，则毛胚料的长度为2∏r/4=31.4mm。3、截料机构的计算（圆柱凸轮）圆柱凸轮轮廓曲线的展开图如下图2所示设定刀具的行程为50mm。1）、0～120°圆柱凸轮带动刀具正行程运动，刀具截料。2）、120°～240°圆柱凸轮带动刀具反行程运动，刀具退回。3）、240°～360°刀具停歇不动4.顶料机构的计算（盘形凸轮）顶料机构为对心直动滚子推杆盘形凸轮机构，设定其基圆半径r=80mm，滚子半径为10mm。推杆行程为60mm。1）、0～90°凸轮以等角速度转动，推杆按正弦加速度运动规律上升60mm。2）、90°～150°凸轮继续转动，推杆位置保持不变。3）、150°～240°推杆按正弦加速度运动规律下降至起始位置。4）、240°～360°凸轮转动一个周期内剩余角度，推杆保持不动。那么，凸轮的位移曲线图为下图所示。利用反转法可以画出盘形凸轮的轮廓线。5.镦料机构的计算（六杆机构）1）.先计算OABC的尺寸，取摆杆BC的摆角为30°，杆长BC=200mm，曲柄OA=30mm，行程速度比K=1.2。根据K=(180°+θ)/(180°-θ)=30°得极位夹角θ=180°×(K-1)/(K+1)=30°经计算，各杆长度分别为LOA=30mm，LAB=165.7mm，LBC=200mm，LOC=116mm2）.由构件CBD计算杆BD的长度由上图可知，利用直角三角形B1FD1三边三角形勾股定理解得LBD=55mm6．模堂转动的计算（不完全齿轮）模堂的转动也需要具有间歇运动，这里用不完全齿轮机构。1/3齿不完全齿轮示意图如下：当主动轮旋转一周时，从动槽堂旋转120°。取从动齿数Z2=60，则主动齿数Z1=20取它们的模数m=5mm，中心距a=300mm。九．螺钉头冷镦机运动示意图（见A3图纸）十．总结课程设计是对我们所学机械知识的综合考验，在设计中，我感到好多东西都不了解，解决实际问题会遇到各种各样的困难，不懂的太多，面对问题根本不知道如何下手，哪怕知道了用到了哪些知识，可是在实际应用中，又遇到很多不懂的地方，这就是眼高手低吧。其次，课程设计增强了我们的团结合作能力。以前总喜欢各干各的，很少交流，而且我们还不是很会合作办事。这次课程设计使我们加强了团结协作的意识。我们几个一起讨论，一起商量，遇到困难和不会的就一起来解决，这大大的加快了我们对此的解决力度。如果真要是一个人做的话，不知道要忙成什么样。接着，课程设计需要我们学会找资料，用工具。教会我们要活学工具，活用工具，其中工具就是指各式各样的辅助软件，这些软件都是别人的智慧结晶，供别人使用，减少次要的一些过程时间，同时，也让我们受益匪浅，学会一些软件的功能和使用。同时，我们还更深一步的了解了细节决定成败的内涵，如果在一些细节方面我们不注意的话，总是抱着差不多的态度，那么，这个课程就会在中途就停止，无法继续，因为，在一个细节的地方错了，导致了整个设计无法进行，那么注定失败。总而言之，我们几个通过俩星期的合作和努力，我们对机械工程更加进一步的了解，同时也发现了自身的很多缺点和不足，还有一些思想上的错误，我以前总是抱着差不多就行的态度，现在我知道自己的错。科学来不得半点马虎，同样，学习也是如此。这次的课程设计给了我很多的益处，让我在以后的学习和生活中更加注重态度和合作的重要性。参考资料：1.邹惠君主编，《机械原理课程设计手册》，高等教育出版社。2.申永胜主编，《机械原理教程（第二版）》，清华大学出版社。3.孙恒主编，《机械原理》，高等教育出版社。4.王三民主编，《机械原理与设计课程设计》，机械工业出版社。5.裘建新主编，《机械原理课程设计指导书》，高等教育出版社。6.王淑仁主编，《机械原理课程设计》，科学出版社。9.刘政昆主编，间歇运动机构，大连理工大学出版社。10.鲁屏宇主编，工程图学，机械工业出版社。