機械原理課程設計沖壓式蜂窩煤成型機

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1、機械原理課程設計 機械原理課程設計 說明書 設計題目 沖壓式蜂窩煤成型機 機電工程學院 機械工程及自動化專業(yè) 100104班20100159號 設計者 宗寶超 指導老師 2012年 7月 2日 目錄 1.設計要求 一 設計題目及其功能3 二 設計要求3 三 設計提示4 四 工藝動作及功能分解 1動作分解5 2工作原理5 3設計要求6 五 運動方

2、案及選擇 1 方案一6 2方案二6 3方案三7 4 優(yōu)缺點的比較及最終方案7 六 傳動方案設計8 七 機構組合 ﹑參數(shù)及運動協(xié)調(diào)設計 1 機構選用8 2 機構組合9 3 運動協(xié)調(diào)設計9 4 設計計算9 5 運動循環(huán)圖13 八 設計圖紙13 九 心得體會13 十 參考文獻15 一． 設計題目及其功能 1.沖壓式蜂窩煤成型機，是我國城鎮(zhèn)蜂窩煤（通常又稱煤餅，在圓柱形餅狀煤中沖出若干通孔）生產(chǎn)廠的主要生產(chǎn)設備，它將煤粉加入轉(zhuǎn)盤上的模筒內(nèi)，經(jīng)沖頭沖壓成蜂窩

3、煤。 2.為了實現(xiàn)蜂窩煤沖壓成型，沖壓式蜂窩煤成型機必須完成以下幾個動作： n 煤粉加料； n 沖頭將蜂窩煤壓制成型； n 清除沖頭和出煤盤的積屑的掃屑運動； n 將在模筒內(nèi)的沖壓后的蜂窩煤脫模； 二． 設計任務 （1）沖壓式蜂窩煤機應包括齒輪、平面連桿機構等常用機構或組合機構。學生應提出兩種以上的設計方案并經(jīng)分析比較后選定一種進行設計。 （2）設計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配。 （3）繪制機器的機構運動方案簡圖和運動循環(huán)圈。 （4）設計組合機構實現(xiàn)運動要求，并對從動桿進行運動分析。也可以設計平面連桿機構以實現(xiàn)運動軌跡，并對平面連桿機構進行運動分析。 （5）其他機構的設

4、計計算。 （6）編寫設計計算說明書。 三．設計要求 1. 技術要求和參數(shù) 1)生產(chǎn)能力：3次/分 b)電機：Y180L-8，N=11KW，n=730r/min c)如圖所示：沖頭3，脫模盤5，掃削刷4，模筒轉(zhuǎn)盤1都于上下移動的滑梁2連成一體。當滑梁上下沖時，沖頭將粉煤沖成蜂窩煤，脫模盤將以壓成的蜂窩煤脫模。在滑梁上升過程中，掃削刷將沖頭和脫模盤上粘著的粉煤刷掉。模筒轉(zhuǎn)盤上均布了模筒，轉(zhuǎn)盤的間歇運動使加料的模筒進入沖壓位置，成型的模筒進入脫模位置，空模筒進入加料位置。 d)為改善沖壓成型的質(zhì)量，沖壓后應有一段保壓時間 e）為增大沖頭壓 力，減小原動機功

5、率，沖壓機應具有增壓能力。 f)由于同時沖兩只煤餅時的沖頭壓力較大，最大可達50000N，其壓力變化近似認為在沖程的一半進入沖壓，壓力呈線性變化，由零值至最大值。因此，希望沖壓機構具有增力功能，以減小機器的速度波動和減小原動機的功率。 2.在設計組合機構時，一般可首先考慮選擇滿足軌跡要求的機構（基礎機構），而沿軌跡運動時的速度要求，則通過改變基礎機構主動件的運動速度來滿足，也就是讓它與一個輸出變速度的附加機構組合。 實現(xiàn)本題要求的機構方案有很多，可用多種機構組合來實現(xiàn)。 四 工藝動作及功能分解 （1）加料：這一動作可利用煤粉的重力打開料斗自動加料； （2）沖壓成型：要求

6、沖頭上下往復運動，在沖頭行程的二分之一進行沖壓成型； （3）脫模：要求脫模盤上下往復移動，將已沖壓成型的煤餅壓下去而脫離模筒。一般可以將它與沖頭固結在上下往復移動的滑梁上； （4）掃屑：要求在沖頭、脫模盤向上移動過程中用掃屑刷將煤粉掃除； （5）模筒轉(zhuǎn)模間歇運動：以完成沖壓、脫模和加料三個工位的轉(zhuǎn)換； 以上五個動作，加料和輸送的動作比較簡單，暫時不予考慮，脫模和沖壓可以用一個機構完成。因此，沖壓式蜂窩煤成型機運動方案設計重點考慮沖壓和脫模機構、掃屑機構和模筒轉(zhuǎn)盤間歇轉(zhuǎn)動機構這三個機構的選型和設計問題。 五 運動方案及選擇 n 方案一

7、 沖壓機構為對心曲柄滑塊機構、模筒轉(zhuǎn)盤為槽輪機構、掃屑機構為固定移動凸輪-移動從動件機構 n 方案二 沖壓機構為對心曲柄滑塊機構、模筒轉(zhuǎn)盤為槽輪機構、掃屑機構為附加滑塊搖桿機構 ■方案三 沖壓機構為偏置曲柄滑塊機構、模筒轉(zhuǎn)盤為不完全齒輪機構、掃屑機構為附加滑塊搖桿機構。 優(yōu)缺點的比較及最終方案 n 由于方案一與方案二的區(qū)別在掃削機構，方案一是固定移動凸輪-移動從動件機構，方案二是附加滑塊搖桿機構，如上圖所示。 n 固定移動凸輪-移動從動件機構比附加滑塊搖桿機構更適用，因為： n 1）在滿足執(zhí)行機構的工藝動作和運動要求的前提下，固定

8、移動凸輪-移動從動件機構的傳動鏈短，結構簡單。 n 2）具有更好的可調(diào)性。 n 3）使用安全性更好，并且操作簡單。 n 對于方案三，它的三個執(zhí)行機構與方案一都不一樣，并且： n 機構復雜，操作性不佳。 n 傳動較繁雜。 n 造價較高，經(jīng)濟性不好。 n 綜上可知：方案一在三個方案中最佳，則最后選擇方案Ⅰ為沖壓式蜂窩煤成型機的機械運動方案。 六 傳動方案設計 按照設計要求，每分鐘要求清洗三個瓶子，所以分配軸3的轉(zhuǎn)速為3R/MIN，選取額定轉(zhuǎn)速為1440R/MIN的電動機，總傳動比I總=1440/3=480R/MIN，傳動系統(tǒng)采用3級減速機構，第一級為蝸輪蝸桿，選

9、取傳動比為80.第二級為齒輪減速，傳動比為3.第三級為錐齒輪傳動，傳動比為2。 選取齒輪M=4，Z1=23=Z3.Z2=29=Z4。 4 七 機構組合 ﹑參數(shù)及運動協(xié)調(diào)設計 1 機構選用 驅(qū)動方式采用電動機驅(qū)動，由已知的洗瓶機功能分解，分別選擇相應的機構以實現(xiàn)各項功能。見表3 表3 2 機構組合 三個機構相互配合，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，滾動，推送的負荷運動，緊湊銜接帶動機構，考慮合并使用。 3 運動協(xié)調(diào)設計 輸送由凸輪--全移動副絲桿機構負責，負責推動推頭的凸輪周轉(zhuǎn)一圈完成一次工作循環(huán)。完成整個洗瓶工作，其他的齒輪機構作為輔助機構，從而組成整個洗瓶機

10、的工作流程。 4 設計計算 （1）原理 作圖法簡便，直觀，但作圖誤差較大，難以獲得凸輪輪廓曲線上個點精確坐標，所以按作圖法所得輪廓數(shù)據(jù)加工的凸輪只能應用于低速或不重要的場合。對于高速凸輪或精確度要求較高的凸輪，必須建立凸輪理論輪廓曲線，實際輪廓曲線以及加工刀具中心軌跡的坐標方程，并精確地計算出凸輪輪廓曲線或道具運動軌跡上個點的坐標值，以適合在數(shù)控機床上加工。 （2）公式 凸輪1（坐標值略，過多） 基圓半徑300MM 滾子半徑40MM 升程600MM 最大壓力角57.1467 位移圖 速度圖 加速度圖

11、 線圖 凸輪 2 基圓半徑180MM 滾子半徑10MM 升程51MM 最大壓力角51.316 位移圖 速度圖 加速度圖 線圖 5 運動循環(huán)圖 八 設計圖紙 （1）方案設計圖及運動循環(huán)圖 （2） 凸輪傳動機構圖 九 心得體會 緊張而有辛苦的一周的課程設計結束了．當我快要完成老師下達給我的任務的時候，我仿佛經(jīng)過一次翻山越嶺，登上了高山之顛，課程設計是我們專業(yè)課程知識綜合應用的實踐訓練，也是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少

12、的過程．＂千里之行始于足下＂，通過這次課程設計，我深深體會到這句千古名言的真正含義．我今天認真的進行課程設計，學會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎。 通過此次課程設計，我們學到了很多理論課上無法得到的收獲。以前原理課上只知道什么構件可以實現(xiàn)什么運動，而通過此次課程設計，在老師的指導下我們知道什么樣的能力干什么樣的活，不要大才小用，殺雞用宰牛刀。這既是一種浪費增加了機器的成本，也是對設計的不負責任。．這次課程設計使我在工作作風上得到了一次難得的磨練．　　短短一周的課程設計，使我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識是真正如此的缺乏，自己綜合應用所學的專業(yè)知識能力是如此的不足，今后需要繼續(xù)努力。 作為機械系的學生，我覺得類似的課程設計是十分有意義的，而且是十分必要的。布局的合理性以及產(chǎn)品的經(jīng)濟效益更是我們在今后設計課程中所要關注的。在思維能力，動手能力加強的同時，我們團隊合作精神又得到了進一步的加強。所以，在今后的學習中,一定要戒驕戒躁,態(tài)度端正,虛心認真….要永遠的記住一句話:態(tài)度決定一切. 十參考文獻 （1） 裘建新，《機械原理課程設計指導書》 （2） 申永勝，《機械原理教程》 16