旋转型灌装机 机械原理课程设计

目录

1.题目

2.设计背景 (1)

3.设计题目及任务…………………………………………………………设计题目…………………………………………………………

设计任务…………………………………………………………4.运动方案…………………………………………………………

4.1 方案一…………………………………………………………

4.2 方案二…………………………………………………………

5.运动循环图…………………………………………………………

6.尺寸设计…………………………………………………………

7.Matlab算法与运动曲线图…………………………………………………

8.心得体会…………………………………………………………

9.参考书籍…………………………………………………………

一、题目：垂直锤钉装置

二、设计背景

目前，在人们的生活中，时常要钉各种钉子，但在操作中，由于定位不足，再加上榔头打击方向不准，常常要把钉子敲歪，很难将钉子垂直地钉入物体中，而且，有时还会出现锤子直接敲打在人的手上的情况，使人的生命健康受到影响。所以，在钉钉子时，都是一只手捏住钉子，令一只手握住榔头，在沿钉子轴线的方向上施加压力，从而将钉子钉入。但是通常很难保证钉子的轴线和榔头作用轴线在一条直线上，所以经常出现歪斜现象。因此使用者需多次调整，从而降低了工作效率。

三、设计题目即任务

2.1 设计题目

设计垂直锤钉装置。该装置实现将普通钉子垂直钉入所需平面。它应该包含办证钉子与被锤入面垂直的夹块部分，和将钉子锤入的推杆机构，另外，为了提高工作效率，最好还可以设计实现连续锤钉的部分。

使用这种装置时，使用者不必用手持钉子，推杆与钉子在同一直线上，不会发生钉子歪倒现象，当钉子装入该装置后，即可快速完成上述锤钉工作，在大量锤入同一型号的钉子时效果更加显著。

2.2 设计任务

1．垂直锤钉装置应包括连杆机构和棘轮机构等两种常见的机构。

2．确定各连杆机构的尺寸及形状。

3．使用Matlab软件对连杆机构进行速度、加速度的分析，绘出运动曲线图。用图解法或解析法设计连杆机构

4。画出锤子锤钉装置的运动简图，并用运动循环图分配各机构运动节拍。

5．编写设计计算说明书。

6．完成计算机动态演示。

2.3 设计提示

1．采用两个夹块夹紧要锤的钉子，同时夹块的外表面贴紧需要上钉子的表面，以此来保证锤进的钉子与表面垂直而不会发生歪斜现象。

2．采用圆盘形钉夹，可在锤钉子前将钉夹填装好，使用时每钉上一个钉子后，可扣动扳机使弹夹自动填装下一个需要锤进的钉子，实现锤钉的连续性，提高了工作效率。3．此外需要设计实现间歇运动的棘轮机构，以实现弹夹的间歇运动，为保证间歇可靠，弹夹表面还应有定位机构，可采用凹槽、凸台设计方法。

三、运动方案

3.1 方案一：

（1）附图说明

图1为本装置拧螺丝钉前的整体半剖装配图

图4为本装置开关的轴测图

图5为本装置的内置螺丝刀的轴测图

图6为本装置滑筒的局部剖视图

图7 为本装置的机架轴测图

图8 为本装置夹块的轴测图

其中1-连杆，2-弹簧，3-开关，4-内置螺丝刀，5-螺丝刀，6-滑筒，

7-机架，8-夹块，9-螺丝刀，301-转轴，302-短挡片，303-长挡片，

401-内置螺丝刀尾，402-内置螺丝刀头，601-三角块，602-滑筒销，

603-滑筒体，701-把手，702-夹块滑槽，703-转轴孔，704-滑筒槽，

801-螺丝钉槽，802-夹块销

（2）具体实施方式

下面参考附图进一步说明。

如图1与图2所示，螺丝刀5与内置螺丝刀尾401的螺丝刀槽配合，内置螺丝刀4可以沿滑筒6内腔滑动，内置螺丝刀头402可以与螺丝钉配合，滑筒6可沿机架7的夹块滑槽702滑动，滑筒6的滑筒销602与连杆1上的通孔铰链连接，连杆1上的另一个通孔与夹块8上的802夹块销铰链，夹块8上的螺丝钉槽801可将螺丝钉夹持住，夹块8可沿机架7上的夹块滑槽702滑动。

如图1所示，在需要拧螺丝钉时，现将螺丝钉9放入滑筒槽704，并将螺丝钉尾与内置螺丝刀头402配合，并使两夹块的螺丝钉槽将螺丝钉夹住，同时开关3的短挡片302与滑筒6的三角块601的一条直角边接触，使滑筒6不能沿滑筒槽704滑动，从而使连杆1不能带动夹块8沿夹块滑槽702滑动，进而避免了由于螺丝钉上下左右的摆动导致夹块滑动，从而使其不能加紧螺丝钉的问题。

旋转螺丝刀5并沿螺丝刀轴线方向用力，使内置螺丝刀4边旋转边沿其轴线方向前进，从而将螺丝钉9的一部分长度垂直的钉入被钉物体,这时螺丝钉将不再出现歪斜现象。如图9所示随着螺丝刀5沿轴线方向的移动，内置螺丝刀4的凸台开始触及开关3的长挡片303，使开关3的转轴301绕机架7的转轴孔703转动，从而短挡片302解除了对三角块601的阻挡。当继续使内置螺丝刀4边旋转边沿轴线方向移动时，滑筒6就可沿滑筒槽704滑动，从而带动两连杆1做平面运动，从而使夹块8沿夹块槽702移动，进而解除了对螺丝钉9的夹持。继续拧螺丝刀即可将螺丝钉9全部拧入被钉物体，如图2所示。重复以上过程拧入下一颗螺丝钉。

现对螺丝钉的装入过程作进一步说明。

如图10所示，当将螺丝钉装入滑筒槽704时，内置螺丝刀头402的圆盘推动滑筒6沿滑筒槽704且背离夹块滑槽702的方向运动，进而带动两夹块8将螺丝钉9加紧，当继续沿上述方向插入螺丝钉时，内置螺丝刀尾401的有十字槽的凸台的一端触及开关3的长挡片303，使开关3的转轴301绕机架7上的转轴孔703转动，

当内置螺丝刀尾401的凸台移动过长挡片303时开关由于弹簧2的作用，开关将向刚才旋转方向的反方向转动，.当开关3的短挡片302触及三角块601的斜边时，开关再次旋转，从而越过三角块601，进而将套筒6卡住。

（3）方案评价

1.此方案的优点是：使用这种装置时，使用者不必用手持螺丝钉，螺丝刀头与螺丝钉在同一直线上，不会发生螺丝钉歪倒现象，当螺丝钉装入该装置后，即可快速完成上螺丝钉工作，在大量拧同一型号的螺丝钉时效果更加显著。

2.此方案的缺点是：使用者在每次钉完一个钉子后必须重新装入另外一个钉子，这样增加了一定的额外工作时间，降低了工作效率。

3.2方案二