機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計說明書

1、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計說明書 設(shè)計名稱：易拉罐壓縮機(jī) 學(xué) 院：機(jī)電工程學(xué)院 班 級：11機(jī)制本一班 姓 名：項歡歡 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師：康志成井岡山大學(xué)2013年11月30日摘要摘要所設(shè)計的易拉罐壓縮機(jī)：是利用曲柄滑塊傳動壓力，將易拉罐進(jìn)行壓縮的機(jī)械,種類很多。傳動壓力的工作介質(zhì)有機(jī)械傳動和人工傳動兩種類型。 一. 機(jī)械傳動類型包括： 皮帶式和齒輪的 靠機(jī)件間的摩擦力傳遞動力和運(yùn)動的有摩擦壓力機(jī)； 靠主動件與從動件嚙合或借助中間件嚙合傳遞動力或運(yùn)動的壓力機(jī)。 二.人工傳動類型包括：手搖式和腳踩式 利用手搖動曲柄通過連桿使滑塊運(yùn)動； 利用腳踩動曲柄通過連桿使滑塊運(yùn)動； 易拉罐壓縮機(jī)主要是用于喝完的飲料易拉

2、罐壓成餅塊，以便于儲運(yùn)及減少回收再利用過程中運(yùn)輸、冶煉的損耗。 機(jī)型分類：該系列設(shè)備在機(jī)型分類上分為立式機(jī)型和臥式機(jī)型兩種形式。 關(guān)鍵詞：易拉罐壓縮機(jī)；轉(zhuǎn)動副；移動副，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)AbstractThe design can be lengthened stairs, is in the original ordinary household aluminum alloy herringbone stairs modification, the ordinary household herringbone stairs can heighten a times the working heig

3、ht, convenient to use.The main staircase is improved which is used for the connection of the rotating pair revolute, increased strength, so that it can withstand strong enough to effect. Another independent design a mobile side, so that the stairs two working state can be easily converted, mobile si

4、de button in the middle hole of the time, the staircase is a herringbone work, an elongated mobile side, but the stairs into a long ladder, thus lengthened double staircase, working height also doubled. The staircase design method suitable for general family herringbone ladder is improved, making it

5、 easier to high work.Keyword: Can be lengthened stairs; Revolute joint; Mobile accessory目 錄一 概述-3二 課題研究現(xiàn)狀-3三 問題提出-3四 傳動方案的論證-5五 控制元件的分析-6六 原理及各部分結(jié)構(gòu)設(shè)計-6七 設(shè)計創(chuàng)新點(diǎn)-16八 總 結(jié)-16參考文獻(xiàn)-17附圖：裝配圖-18零件圖-19-20一、概述易拉罐壓縮機(jī)：是利用曲柄滑塊傳動壓力，將易拉罐進(jìn)行壓縮的機(jī)械,種類很多。傳動壓力的工作介質(zhì)有機(jī)械傳動和人工傳動兩種類型。 一. 機(jī)械傳動類型包括： 皮帶式和齒輪的 靠機(jī)件間的摩擦力傳遞動力和運(yùn)動的有摩擦壓

6、力機(jī)； 靠主動件與從動件嚙合或借助中間件嚙合傳遞動力或運(yùn)動的壓力機(jī)。 二.人工傳動類型包括：手搖式和腳踩式 利用手搖動曲柄通過連桿使滑塊運(yùn)動； 利用腳踩動曲柄通過連桿使滑塊運(yùn)動； 易拉罐壓縮機(jī)易拉罐壓縮機(jī)主要是用于喝完的飲料易拉罐壓成餅塊，以便于儲運(yùn)及減少回收再利用過程中運(yùn)輸、冶煉的損耗。 機(jī)型分類：該系列設(shè)備在機(jī)型分類上分為立式機(jī)型和臥式機(jī)型兩種形式。 立式機(jī)型是現(xiàn)今得以廣泛使用的推廣機(jī)型，設(shè)計噸位大、產(chǎn)量大，應(yīng)用范圍廣泛；臥式機(jī)型由于主油缸橫放，密封件因重力作用影響，設(shè)計壓力增大后，密封件受力不平衡局部磨損較大，壽命大大減弱，無法滿足大產(chǎn)量長期連續(xù)使用的要求，多使用小噸位機(jī)型，應(yīng)用范圍較小

7、。目前市場是金屬屑打包機(jī)各式各樣的，但是根據(jù)其動力裝置可以大概分為以下幾個類型：機(jī)械式產(chǎn)品壓塊機(jī)、液壓式產(chǎn)品壓塊機(jī)、電動式產(chǎn)品壓塊機(jī)和氣動式產(chǎn)品壓塊機(jī)。其中液壓式產(chǎn)品壓塊機(jī)在市場上居多，因?yàn)槠淠芎芊奖銓?shí)現(xiàn)高壓力和不同工作速度的要求且傳動平穩(wěn)，噪聲小等諸多優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)其自動化控制程序又可分為：手動控制、半自動化控制和全自動化控制。在國內(nèi)大多數(shù)是半自動化控制機(jī)床，全自動大噸位精確度較高機(jī)床大多從國外進(jìn)口，因此對于自動化控制的研究有待提高。二、本課題研究現(xiàn)狀易拉罐壓縮機(jī)在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀總體可以歸結(jié)為以下幾點(diǎn)：（1） 工作臺較大，滑塊行程較長，以滿足多種工藝的要求；（2） 有頂出裝置，以便于頂出工件；

8、（3）易拉罐壓縮機(jī)具有點(diǎn)動、手動和半自動等工作方式，操作方便；（4） 易拉罐壓縮機(jī)具有保壓、延時和自動回程的功能，并能進(jìn)行定壓成型和定程成型的操作，特別適合于金屬粉末和非金屬粉末的壓制；（5）易拉罐壓縮機(jī)的工作壓力、壓制速度和行程范圍可隨意調(diào)節(jié)，靈活性大。 三、提出問題： 廢品收購廠收購過程中產(chǎn)生大量易拉罐，占用大量空間。隨意堆放易妨礙工作人員。大量的易拉罐，不便集中處理和運(yùn)輸。解決方法： 為解決這種小型廢品收購廠和私人廢品收購處不易儲運(yùn)易拉罐的問題，現(xiàn)在設(shè)計一個體積處理能力都適合這種小型廢品收購廠和私人廢品收購處實(shí)際情況的易拉罐壓縮機(jī)。通過易拉罐壓縮機(jī)對易拉罐進(jìn)行壓縮。使松散的易拉罐壓縮成規(guī)

9、則的餅的形狀。方便集中管理，運(yùn)輸和直接投入爐中熔煉。有效清除的占用廠地有限空間。且該機(jī)占用空間小，效率高成本低，側(cè)面降低了勞動成本。四、傳動方案的論證目前沖壓機(jī)床的傳動方式主要有：液壓式、氣壓式、電動式和機(jī)械傳動方式等。傳動裝置的選擇正確與否，直接決定著沖壓機(jī)的好壞。氣壓傳動優(yōu)點(diǎn)為：它以空氣為工作介質(zhì)，工作介質(zhì)獲得比較容易，用后的空氣排到大氣中，處理方便，不必設(shè)置回收的油箱和管道；因空氣的粘度很?。s為液壓油動力粘度的萬分之一），其損失也很小，所以便于集中供氣、遠(yuǎn)距離輸送；氣壓傳動動作迅速、反應(yīng)快、維護(hù)簡單、工作介質(zhì)清潔，不存在介質(zhì)變質(zhì)等問題。缺點(diǎn)為：由于空氣具有可壓縮性，因此工作速度穩(wěn)定性稍

10、差；因工作壓力低（一般為0.31.0MPa），又因結(jié)構(gòu)尺寸不宜過大，總輸出力并不大；噪聲較大，在高速排氣時要加消聲器。電氣傳動的優(yōu)點(diǎn)為：電機(jī)的效率高，運(yùn)轉(zhuǎn)比較經(jīng)濟(jì)；電能的傳輸和分配比較方便；電能容易控制。其缺點(diǎn)為：機(jī)械特性硬度小，穩(wěn)定性差；傳遞功率??；只適用于調(diào)速方式要求不高的場合。機(jī)械傳動準(zhǔn)確可靠，操作簡單，負(fù)載對傳動特性幾乎沒有影響。傳動效率高，制造容易和維護(hù)簡單。但是，機(jī)械傳動一般不能進(jìn)行無級調(diào)速，遠(yuǎn)距離操作困難，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜等。液壓傳動優(yōu)點(diǎn)為：其單位重量的輸出功率和單位尺寸輸出功率在四類傳動方式中是最大的，有很大的力矩慣量比，在傳遞相同功率的情況下，液壓傳動裝置的體積小、重量輕、慣性

11、小、結(jié)構(gòu)緊湊、布局靈活；速度、扭矩、功率均可無級調(diào)節(jié)，動作響應(yīng)性快，能迅速換向和變速，調(diào)速范圍寬，調(diào)速范圍可達(dá)100：l到2000：1；動作快速性好，控制、調(diào)節(jié)比較簡單，操縱比較方便、省力，便于與電氣控制相配合，以及與CPU(計算機(jī))的連接，便于實(shí)現(xiàn)自動化；元件的自潤滑性好，易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)與保壓，安全可靠；元件易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化；所有采用液壓技術(shù)的設(shè)備安全可靠性好，經(jīng)濟(jì)性亦佳。缺點(diǎn)為：液壓傳動因有相對運(yùn)動表面不可避免地存在泄漏，同時油液不是絕對不可壓縮的，加上油管等彈性變形，液壓傳動不能得到嚴(yán)格的傳動比，因而不能用于如加工螺紋齒輪等機(jī)床的內(nèi)聯(lián)傳動鏈中；油液流動過程中存在沿?fù)p失、局部

12、損失和泄漏損失，傳動效率較低，不適宜遠(yuǎn)距離傳動；在高溫和低溫條件下，采用液壓傳動有一定的困難。從各方面考慮，液壓傳動系列基本符合設(shè)計要求，能達(dá)到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)。同時，在液壓傳動學(xué)習(xí)中積累的知識在本次設(shè)計中能得到實(shí)踐應(yīng)用。所以，此次設(shè)計將采用液壓傳動。五、控制元件的分析液壓傳動中主要有以下幾種控制元件實(shí)現(xiàn)壓頭的前壓、推塊和返回的過程。1手動換向閥 用人工操作控制閥芯的運(yùn)動以實(shí)現(xiàn)液壓油流的溝通、切斷和換向，以及壓力卸載和順序動作控制的閥門。手動換向閥又分為手動和腳動兩種。優(yōu)點(diǎn)是操作簡單、靈活、容易控制。2電磁換向閥 通過電磁鐵產(chǎn)生的電磁力來使閥芯運(yùn)動，達(dá)到油路的轉(zhuǎn)換。但由于受電磁鐵吸引力的限制，電磁換

13、向閥流量不能過大而且需要在回路中增加減速裝置。3. 插裝閥 是具有控制功能的元件組成的組件，插入閥塊而構(gòu)成的閥。閥芯結(jié)構(gòu)簡單，動作靈敏，密封性好。它的功能比較單一，主要實(shí)現(xiàn)液路的通或斷，與普通液壓控制閥組合使用時，才能實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)油液方向、壓力和流量的控制。從實(shí)際可操作性上來看，手動控制閥能滿足本次所需要的性能要求，經(jīng)濟(jì)性也較好，因而本次設(shè)計選用手動換向閥。六、原理及各部分結(jié)構(gòu)設(shè)計 6.1按給定滑塊行程的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計 解析法設(shè)計平面連桿機(jī)構(gòu)的首要任務(wù)是：建立機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)與給定運(yùn)動參數(shù)的方程式。不同的運(yùn)動要求，所建立的方程式也就不同。然后應(yīng)用不同的數(shù)學(xué)方法和解算工具去求解方程式中的尺寸參數(shù)。

14、由上看出，同圖解法設(shè)計一樣，解析法設(shè)計隨著機(jī)構(gòu)類型不同和運(yùn)動要求不同，也沒有統(tǒng)一的方法可以套用。求解尺寸參數(shù)時，同樣也會出現(xiàn)有 唯一解或無窮多解或無解的情況?，F(xiàn)給定滑塊行程h，導(dǎo)路偏距e，附加要求為機(jī)構(gòu)的最大壓力角amax=a，試用解析法設(shè)計一偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，確定曲柄長a和連桿長b。 在圖6.1-1中作出機(jī)構(gòu)兩極限位置及機(jī)構(gòu)具有最大壓力角位置。選取參考坐標(biāo)系oxy，并設(shè)滑塊在兩極限位置的坐標(biāo)為x1和x2。即可得到以下三個方程 圖6.1-1 (6.1-1) 再根據(jù)機(jī)構(gòu)具有最大壓力角的位置，還可得到以下關(guān)系式： 為計算方便，設(shè)，則上式變?yōu)閎=ma+me （6.1-2）在式(6.1-1)和(6.1

15、-2)中共有四個方程，恰好能解四個待求的尺寸參數(shù)a、b、x1和x2。為解方程可先作消元處理，將式(6.1-2)代入式(6.1-1)消去b，在式(6.1-1)中消去x2，得 (6.1-3) (6.1-4)由此得到含有兩個待求參數(shù)a和x1的二次方程組，但要解這個方程組就會導(dǎo)出一個四次方程，而解這個四次方程是較困難的。為此可采用近似計算方法中迭代法來解出a和x1足夠精確的近似解。具體步驟如下： 第一次迭代，先選擇一個a的初始值，代入式(3.6.1-4)中求得第一次近似值。然后將和代入式(3.6.1-3)中，一般不能滿足此式，會出現(xiàn)誤差，即 第二次迭代，先確定a的變化步長，從而獲得第二次迭代的a值為，

16、將代入式(3.6.1-4)中求得。然后將和代入式(3.6.1-3)中得第二次迭代的誤差。 依次類推，第三次迭代直至第n次迭代。 若給定一個足夠小的允許的誤差值d，經(jīng)過n次迭代后，所得誤差時，迭代計算就可以結(jié)束，對應(yīng)的 和值即為可取的近似值，然后由式(3.6.1-2)求得連桿長b。需要說明的有1).關(guān)于初始值的選取。的選取影響到迭代的收斂性和迭代速度。在偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計時，可參照對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，滑塊行程h等于兩倍曲柄長度a的幾何關(guān)系，可選取=0.5h較為合理。2).關(guān)于計算步長的選取。的選取主要影響到迭代的精度。如果迭代中誤差絕對值逐漸增大，則應(yīng)改變的正、負(fù)號，使逐漸減小。例題：給定滑塊行

17、程h=1,偏距e=0.25（以上尺寸均為相對值），允許最大壓力角amax=a=30。試設(shè)計偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，確定曲柄長a和連桿長b。解：選擇a的初始值=0.5h，a的變化步長=0.002，設(shè)定允許的誤差值d=0.001，計算結(jié)果如下表。迭代次數(shù)ax1dx10.50000.-0.20.49800.-0.30.49600.-0.40.49400.-0.50.49200.-0. 由計算結(jié)果可以看出，第5次迭代結(jié)束d就小于給定的誤差值了。由此可將和值代入式(3.6.1-2)和式(3.6.1-1)得b=1.4840, x2=1. 。若設(shè)h=100mm， 則e=0.25100=25mm， a=0.4920

18、100=49.20mm， b=1.4840100=148.40mm。6.2 解析法對曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作運(yùn)動分析曲柄滑塊機(jī)構(gòu)可以方便的用來達(dá)到增力、擴(kuò)大行程和實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)的距離傳動。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中運(yùn)動副均為低副，運(yùn)動副元素間接觸面積較大，運(yùn)動副元素間應(yīng)力較小，承載能力較強(qiáng)；低副元素幾何形狀簡單，制造方便，能獲得較高的制造精度；曲柄滑塊機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)圓周運(yùn)動和直線往復(fù)移動等運(yùn)動形式的相互轉(zhuǎn)化；偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)還可以通過改變偏心距來得到不同的急回特性；曲柄滑塊機(jī)構(gòu)通過各種演化還可以得到其他各種導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)等。因此曲柄滑塊機(jī)構(gòu)在沖床、內(nèi)燃機(jī)、空壓機(jī)等機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用。七、設(shè)計創(chuàng)新點(diǎn)創(chuàng)新要點(diǎn)簡述： 此種新型易拉罐

19、壓縮機(jī)，在設(shè)計上綜合了腳踩式易拉罐壓縮機(jī)的特點(diǎn)，但在原來的基礎(chǔ)上也增加許多新的優(yōu)點(diǎn)。此次所設(shè)計的易拉罐壓縮機(jī)相比較以前的有以下優(yōu)點(diǎn)：1 利用電動機(jī)帶動機(jī)器運(yùn)動，減少了工作者勞動強(qiáng)度，提高了工作效率。2 通過夾具或手把易拉罐放入，自動壓縮，自動出料。3 相對于大型的易拉罐壓縮機(jī)而言，它的體積小，不重，易拆裝，易移動，操作簡便?？偠灾舜卧O(shè)計是結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際中出現(xiàn)的各類問題來實(shí)現(xiàn)的，也是為了方便機(jī)械類生產(chǎn)廠家對易拉罐進(jìn)行處理。創(chuàng)新的地方也是結(jié)合現(xiàn)有產(chǎn)品的不足之處來提出的。八、總 結(jié)我們在生活中要學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題，并且努力嘗試解決生活中各種各樣的問題，這樣我們的社會才會進(jìn)步，我們的生活水平才會有更大的

20、提高！此種新型易拉罐壓縮機(jī),在市場上可能已出現(xiàn)；但其在生活中帶來了巨大的方便。不僅方便了小型廢品收購廠處理易拉罐。也方便運(yùn)輸和后期處理,。本機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，操作、維護(hù)方便、安全，非常適用小型廢品收購廠和私人廢品收購廠。參考文獻(xiàn)：1 熊良山.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).2版.武漢:華中科技大學(xué)出版社,2009.2 涂曉斌,鐘紅生,習(xí)俊梅,楊中芳.機(jī)械制圖.南昌:江西高校出版社,2008.3 濮良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計.8版.北京:高等教育出版社,2005.4 劉鴻文.簡明材料力學(xué).2版.北京:高等教育出版社,2007.5 孫桓,陳作模,葛文杰.機(jī)械原理.7版.北京:高等教育出版社,2005.致謝通過這次的機(jī)械創(chuàng)新實(shí)踐，我受益匪淺