机械原理课程设计--垂直锤钉装置的简单设计

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1、 1 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效直线上， 所以经常出现歪斜现象， 因此使用者需多 次调整，从而降低了工作率。 三、 设计题目即任务 3.1 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

2、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。 3.2 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

3、说明书。 6完成计算机动态演示。 3.3 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， 2 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。 四、运动方案 4.1 方案一： 4.1.1 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

4、 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 ，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 3 4 5 4.1.2 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 40

5、1 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

6、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 6 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