曲柄滑块手持式打钉枪设计
摘 要摘 要打钉枪作为一种轻便实用的电动工具，已经广泛地投入到了多个领域，具有极其广阔的市场前景和发展空间。本文设计了一种轻便的电动打钉枪。这个打钉枪采用曲柄滑块机构，作为执行机构来将电动机的动力传递给锤头。本文主要内容有：（1）首先通过对传统打钉枪存在的问题进行了研究，并且对其设计了总体的方案设计，其次介绍了打钉枪的总体结构，说明了打钉枪的具体工作内容。（2）先计算出动力机构、传动机构、执行机构的传动效率，然后算出钉枪所需要的总功率，并且通过钉枪的整体结构的特点来选择比较合适的电动机。（3）通过对课程中所学的几种减速器的分析比较，最后确定选用二级NGWN行星轮减速器作为最佳的传动机构，接着通过具体的计算校核对行星轮减速器中的各个轴、各个齿轮进行尺寸确定和强度校核。（4）对执行机构进行方案设计、尺寸确定和强度校核。（5）首先分别对减速器、曲柄滑块三维模型建立，解释每个系统以及系统内每个零件的作用，然后汇总，最后建立了整体减速器的的三维模型。关键词：电动工具、电动打钉枪、曲柄滑块、行星轮减速器、三维建模目录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 课题内容 2
1.3 课题研究目的与意义 2
1.4 国内外研究现状 3
1.5 相关软件介绍 4
1.6 机械设计文献了解 4
第二章 打钉枪设计总体方案 6
2.1 方案设计要求 6
2.2 曲柄滑块手持式打钉枪总体方案设计 6
2.3 总体结构 6
2.3.1 动力系统 6
2.3.2 传动系统 6
2.3.3 执行机构 7
2.3.4 支撑机构 7
2.4 钉枪工作流程 7
2.6 方案的缺点 8
第三章 电动机的选择 9
3.1 初步计算曲柄机构功率 9
3.2 传动总效率与电动机输出功率的确定 9
3.3 电动机的初定 10
第四章 减速器的设计 11
4.1 减速机构的设计 11
4.1.1 减速机构型号选择 11
4.2 配齿方案的确定 11
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6 方案的缺点 8
第三章 电动机的选择 9
3.1 初步计算曲柄机构功率 9
3.2 传动总效率与电动机输出功率的确定 9
3.3 电动机的初定 10
第四章 减速器的设计 11
4.1 减速机构的设计 11
4.1.1 减速机构型号选择 11
4.2 配齿方案的确定 11
4.3 齿轮的计算及确定 12
4.3.1太阳轮的设计与校核 12
4.3.2 行星齿轮进行设计与校核 15
4.3.3 齿轮参数的确定 17
4.4 轴的设计与校核 17
4.4.1 联轴器的选用 17
4.4.2 行星轮轴的选定与校核 18
4.4.3 输出轴的选定与校核 19
第五章 曲柄滑块机构的设计 22
5.1 平面连杆机构的介绍 22
5.1.1 平面连杆机构基本问题 22
5.1.2 平面连杆机构优点与缺点 22
5.2 对心曲柄滑块机构介绍 23
5.3 对心曲柄滑块机构的运动特性分析 24
第六章 打钉枪内部重要机构的三维模型图 26
6.1 减速器及执行机构的三维建模 26
总结 29
致谢 30
参考文献 31
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
这些年来，我国的电动行业虽然在速度上具有很快的发展，但是相比于外国的这个行业还是略显逊色，然而这个行业既属于高科技产业行业，也表现出先进的设备制造行业。对于一些这个行业的企业来说只有快速引进高科技技术，才能加强本企业引领这个行业的主导地位。电动工具这个行业大到广泛应用于航空航天领域，船舶制造领域，车辆工程领域，以及设备制造领域，小到家庭房屋装修，装饰品的制作等领域，拥有很高的市场开发和利用价值。多年来，许多外国企业看重这个行业的发展前景，所以牢牢地抓住机会开发高科技产品。近几年来看，对于中国的电动工具行业来说，就外国企业在中国的发展有所停滞，是由于这个行业在中国普遍的发展起来了。
放眼整个国内外的钉枪行业的发展趋势来看，钉枪结构轻便，体积小，所以钉枪设计成手持式打钉枪。由于钉枪设计成手持式的结构，所以钉枪内部需要紧凑，外部结构手持时舒适，操作者用着即舒服，又安全，以下是这些年来的是国内外各个领域的发展：
（1）在电子生产领域：综合电子生产行业来说，对于操作者可以准确、灵活的操作，对于企业能够加快生产效率和提高加工产品的质量。根据电子产品生产领域来看，机电一体化技术属于电子行业，然而机电一体化技术是采用单片机安装在使用工具体内部，控制工具的动力机构、传动装置、执行机构运行状况，具有较强的自动控制功能。多数电子产品通过PLC技术来控制动力的大小，从而保证运行精度。
（2）不同种类电源的打钉枪的发展：根据电池的分类分为：一次电池和二次电池然而一次电池对钉枪的发展并没有很大的帮助，可是二次电池的打钉枪却有很大的帮助，随着二次电池的迅速发展和开发，在这个行业在不方便的提供电源的情况下，电池式钉枪可随时随地的应用方便。它不仅可在短短时间内、随时随地的充电，还可以再次应用。
（3）具有人性化、环保型钉枪：由于我们设计的打钉枪是手持式结构的，操作者在操作过程中难免会受到震动、噪音、电辐射等危害，为了不能让操作者受到机械的危害，不让环境受到污染。大致可分为两大类：一按照人体结构和打钉枪的比例来设计出合理的钉枪，这种产品的产生大大较少了钉枪本身对人体伤害；二是在设计中要设计出不能产生对人体有危害物质的钉枪。
（4）根据钉枪的体积大小、消耗功率的降低：在设计这个打钉枪要求体积小，结构紧凑，重量轻，然而设计中需要输出功率要大。设计中既能体现重量较轻，输出功率较高的途径有以下主要的方法：提高电动机的转速，故选用高速电动机。在选用材料时选用密度小，性能良好的新材料的打钉枪。还有设计时内部零件的选用微型的。根据材料的选择可选用铝合金，铝合金密度小，防锈性能好的特点，这样选择合理打钉枪减轻了钉枪的质量。随着微型产品行业的迅速发展，微型产品制造难度下降。
以上都是我根据资料、自身对电动工具的了解和打钉枪在市场上的发展趋势来看，钉枪在现代生产产品中具有极大的市场发展前景，也具有很大的利用和发展空间。根据上述对打钉枪的市场、研究背景的了解，是研究出一款轻便的打钉枪是提供了必要的条件。
1.2 课题内容
将钉子敲入特定物品中是工业生产和日常生活中都很常见的活并且很容易敲到手上。完成这项工作的现有的射钉机只能完成特定型号的钉子。不仅如此，动力来源除了气动就是相对便捷的电动，但是不管如何都只能在有电源或者气压机的情况下工作，无法实现真正的便捷。有时，在较窄的空间内甚至无法操作，也不容易做到定位准确。为此，打钉枪就可以很方便地使用，并能相当的减轻使用者的劳力。
当选择这个毕业设计时为了进一步了解电动工具行业，进而通过设计掌握设计的本质。随着电动技术在国内广泛应用，手持式电动工具是通过人体结构对人手的拓展，从而设计出手持式的打钉枪，电动工具行业在我国的经济、科学发展中起主导作用。然而电动工具有很多种类，电动直线锯属于电动工具的一类型，根据对直线锯的深入了解，对其工作原理进行透彻了解，为自己设计打钉枪打下了良好的基础。
1.3 课题内容研究目的与意义
根据轻便、结构紧凑、体积小的特点电动工具一般用在建筑行业，房屋内部装修是对木材进行施工的必要工具。传统的房屋内部装修，木材与墙壁、木材与木材之间固定都是通过人工使用锤子将钉子打入墙壁或木材，终而周知，这样的劳动不仅耗费工人的体力、花费了好多时间只为了使钉子固定在墙壁或木板上，而且对一个工程来时延误了完工时间。然而我们所设计的手持式打钉枪，只要操作者轻松的按动电源开关，很方便轻松的将钉子打入墙壁或木板中，这样，大大地降
第一章 绪论 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 课题内容 2
1.3 课题研究目的与意义 2
1.4 国内外研究现状 3
1.5 相关软件介绍 4
1.6 机械设计文献了解 4
第二章 打钉枪设计总体方案 6
2.1 方案设计要求 6
2.2 曲柄滑块手持式打钉枪总体方案设计 6
2.3 总体结构 6
2.3.1 动力系统 6
2.3.2 传动系统 6
2.3.3 执行机构 7
2.3.4 支撑机构 7
2.4 钉枪工作流程 7
2.6 方案的缺点 8
第三章 电动机的选择 9
3.1 初步计算曲柄机构功率 9
3.2 传动总效率与电动机输出功率的确定 9
3.3 电动机的初定 10
第四章 减速器的设计 11
4.1 减速机构的设计 11
4.1.1 减速机构型号选择 11
4.2 配齿方案的确定 11
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6 方案的缺点 8
第三章 电动机的选择 9
3.1 初步计算曲柄机构功率 9
3.2 传动总效率与电动机输出功率的确定 9
3.3 电动机的初定 10
第四章 减速器的设计 11
4.1 减速机构的设计 11
4.1.1 减速机构型号选择 11
4.2 配齿方案的确定 11
4.3 齿轮的计算及确定 12
4.3.1太阳轮的设计与校核 12
4.3.2 行星齿轮进行设计与校核 15
4.3.3 齿轮参数的确定 17
4.4 轴的设计与校核 17
4.4.1 联轴器的选用 17
4.4.2 行星轮轴的选定与校核 18
4.4.3 输出轴的选定与校核 19
第五章 曲柄滑块机构的设计 22
5.1 平面连杆机构的介绍 22
5.1.1 平面连杆机构基本问题 22
5.1.2 平面连杆机构优点与缺点 22
5.2 对心曲柄滑块机构介绍 23
5.3 对心曲柄滑块机构的运动特性分析 24
第六章 打钉枪内部重要机构的三维模型图 26
6.1 减速器及执行机构的三维建模 26
总结 29
致谢 30
参考文献 31
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
这些年来，我国的电动行业虽然在速度上具有很快的发展，但是相比于外国的这个行业还是略显逊色，然而这个行业既属于高科技产业行业，也表现出先进的设备制造行业。对于一些这个行业的企业来说只有快速引进高科技技术，才能加强本企业引领这个行业的主导地位。电动工具这个行业大到广泛应用于航空航天领域，船舶制造领域，车辆工程领域，以及设备制造领域，小到家庭房屋装修，装饰品的制作等领域，拥有很高的市场开发和利用价值。多年来，许多外国企业看重这个行业的发展前景，所以牢牢地抓住机会开发高科技产品。近几年来看，对于中国的电动工具行业来说，就外国企业在中国的发展有所停滞，是由于这个行业在中国普遍的发展起来了。
放眼整个国内外的钉枪行业的发展趋势来看，钉枪结构轻便，体积小，所以钉枪设计成手持式打钉枪。由于钉枪设计成手持式的结构，所以钉枪内部需要紧凑，外部结构手持时舒适，操作者用着即舒服，又安全，以下是这些年来的是国内外各个领域的发展：
（1）在电子生产领域：综合电子生产行业来说，对于操作者可以准确、灵活的操作，对于企业能够加快生产效率和提高加工产品的质量。根据电子产品生产领域来看，机电一体化技术属于电子行业，然而机电一体化技术是采用单片机安装在使用工具体内部，控制工具的动力机构、传动装置、执行机构运行状况，具有较强的自动控制功能。多数电子产品通过PLC技术来控制动力的大小，从而保证运行精度。
（2）不同种类电源的打钉枪的发展：根据电池的分类分为：一次电池和二次电池然而一次电池对钉枪的发展并没有很大的帮助，可是二次电池的打钉枪却有很大的帮助，随着二次电池的迅速发展和开发，在这个行业在不方便的提供电源的情况下，电池式钉枪可随时随地的应用方便。它不仅可在短短时间内、随时随地的充电，还可以再次应用。
（3）具有人性化、环保型钉枪：由于我们设计的打钉枪是手持式结构的，操作者在操作过程中难免会受到震动、噪音、电辐射等危害，为了不能让操作者受到机械的危害，不让环境受到污染。大致可分为两大类：一按照人体结构和打钉枪的比例来设计出合理的钉枪，这种产品的产生大大较少了钉枪本身对人体伤害；二是在设计中要设计出不能产生对人体有危害物质的钉枪。
（4）根据钉枪的体积大小、消耗功率的降低：在设计这个打钉枪要求体积小，结构紧凑，重量轻，然而设计中需要输出功率要大。设计中既能体现重量较轻，输出功率较高的途径有以下主要的方法：提高电动机的转速，故选用高速电动机。在选用材料时选用密度小，性能良好的新材料的打钉枪。还有设计时内部零件的选用微型的。根据材料的选择可选用铝合金，铝合金密度小，防锈性能好的特点，这样选择合理打钉枪减轻了钉枪的质量。随着微型产品行业的迅速发展，微型产品制造难度下降。
以上都是我根据资料、自身对电动工具的了解和打钉枪在市场上的发展趋势来看，钉枪在现代生产产品中具有极大的市场发展前景，也具有很大的利用和发展空间。根据上述对打钉枪的市场、研究背景的了解，是研究出一款轻便的打钉枪是提供了必要的条件。
1.2 课题内容
将钉子敲入特定物品中是工业生产和日常生活中都很常见的活并且很容易敲到手上。完成这项工作的现有的射钉机只能完成特定型号的钉子。不仅如此，动力来源除了气动就是相对便捷的电动，但是不管如何都只能在有电源或者气压机的情况下工作，无法实现真正的便捷。有时，在较窄的空间内甚至无法操作，也不容易做到定位准确。为此，打钉枪就可以很方便地使用，并能相当的减轻使用者的劳力。
当选择这个毕业设计时为了进一步了解电动工具行业，进而通过设计掌握设计的本质。随着电动技术在国内广泛应用，手持式电动工具是通过人体结构对人手的拓展，从而设计出手持式的打钉枪，电动工具行业在我国的经济、科学发展中起主导作用。然而电动工具有很多种类，电动直线锯属于电动工具的一类型，根据对直线锯的深入了解，对其工作原理进行透彻了解，为自己设计打钉枪打下了良好的基础。
1.3 课题内容研究目的与意义
根据轻便、结构紧凑、体积小的特点电动工具一般用在建筑行业，房屋内部装修是对木材进行施工的必要工具。传统的房屋内部装修，木材与墙壁、木材与木材之间固定都是通过人工使用锤子将钉子打入墙壁或木材，终而周知，这样的劳动不仅耗费工人的体力、花费了好多时间只为了使钉子固定在墙壁或木板上，而且对一个工程来时延误了完工时间。然而我们所设计的手持式打钉枪，只要操作者轻松的按动电源开关，很方便轻松的将钉子打入墙壁或木板中，这样，大大地降
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