機械原理課程設(shè)計-蜂窩煤成型機

1、機械原理課程設(shè)計系 別 : 機械工程及自動化班 級 ：機自0809第 1 頁 共 頁設(shè)計題目：沖壓式蜂窩煤成型機改進機構(gòu)設(shè)計要求與原始數(shù)據(jù)：設(shè)計小組成員：張 旦 聞年月日第 2 頁 共 頁目 錄1、產(chǎn)品簡介 3.1、設(shè)計基本要求.53.3、主傳動運動方案分析.63.4、掃屑機構(gòu)運動方案分析.84.1、傳動機構(gòu)的運動尺寸設(shè)計.94.4、工作盤轉(zhuǎn)動機構(gòu)的運動尺寸設(shè)計.13第 3 頁 共 頁機械原理、機械設(shè)計課程是培養(yǎng)學(xué)生具有機械基礎(chǔ)知識及機械創(chuàng)新能力的技術(shù)基礎(chǔ)其重要的作用，是學(xué)習(xí)專業(yè)課程和從事機械產(chǎn)品設(shè)計的必備準(zhǔn)備。本設(shè)計題目是蜂窩煤成型機構(gòu)，設(shè)計的最初想法來源于自己以往的親身經(jīng)歷。以往的許多制造

2、煤塊的機構(gòu)存在著許多避之不及的缺陷，即有些機構(gòu)制造出的煤塊不夠敦實，放干后有一些裂紋；有些機構(gòu)造出的煤塊經(jīng)常出現(xiàn)孔內(nèi)坍塌現(xiàn)象；有些機構(gòu)在工作與合理性，選擇了兩種運動方案：一是機構(gòu)擁有了帶傳動結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、具有過載保護作用，槽輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠等特性，二是有了齒輪傳動結(jié)構(gòu)緊密，壽命長，效率高等優(yōu)點。本設(shè)計的許多地方牽涉到了機械傳動以及齒輪傳動的知識，進一步驗證和細化了專業(yè)理論知識，是我們對本專業(yè)的發(fā)展方向有了更清楚的認識。另外，本機構(gòu)安全、實用的思想設(shè)計而出，市場前景廣闊，適用范圍比較廣泛，既程度上的得到了市場和廣大用戶的肯定。利用帶沖針 6 的沖頭 4 往復(fù)運動，將位于工作盤2 模

3、孔中的混合料壓實成型。沖針6 剛性固結(jié)于沖頭，用以穿孔。壓板8 以彈簧 7 與滑塊 1 相連，通過彈簧壓縮時所產(chǎn)生的彈簧力將型煤壓實。為了提高生產(chǎn)率，將機器作成多工位的，把上料、成型、卸煤等工序集中在一臺機器上連續(xù)完成。機器執(zhí)行構(gòu)件的運動圖如圖 1-1 1 上裝有沖孔壓實壓頭 4 和卸煤推桿 5，145A18A1作往復(fù)直線運動（ ）;工作盤 2 上有五個?？?，I 為上料工位，為成型工位，為A2 A3卸料工位，做間歇回轉(zhuǎn)運動（ 3作連續(xù)回轉(zhuǎn)運動（ A4帶做勻速直線運動（ 的運動參數(shù)取決于生產(chǎn)率，取壓頭在工作盤內(nèi)和工作盤外的位移相等，即沖頭的行程為H221S=0.2m ， 則 傳 送 帶 速 度

4、為0.24m/s16060aH1運動一次，掃煤桿在沖頭下往復(fù)掃過一次，且不與其他構(gòu)件相碰 (具體要求見主體機構(gòu)設(shè)計Fr 與彈簧壓縮量成正比，生產(chǎn)阻力曲線見圖1-2，F(xiàn)rmax=5000N。HFr為改善蜂窩煤成型機的質(zhì)量，希望在沖壓后有一短暫的保壓時間；由于沖頭要產(chǎn)生較大壓力，希望沖壓機構(gòu)具有增力功能，以增大有效力作用，減小原動機的功率。原動機做勻速轉(zhuǎn)動，驅(qū)動各執(zhí)行構(gòu)件動作，其中掃煤運動 A 可考慮直接用滑塊做5主運動，以保證運動協(xié)調(diào)配合。由于采用集中驅(qū)動，有電動機到 A1 原動件的主傳動鏈第 5 頁 共 頁 1n 電執(zhí)行構(gòu)件作往復(fù)直線運動，所以主傳動鏈中，需要兩級減速，運動分支和將連續(xù)回轉(zhuǎn)運動

5、變換為往復(fù)直線運動的功能，即可畫出主運動鏈的功能框圖 1-3。然后再根據(jù)其他執(zhí)行構(gòu)件的運動形式和運動參數(shù)的大小。確定所需的功能元，畫出輔助傳動鏈的功能框圖 1-3。A1A2AA3A5表1 第 6 頁 共 頁綜合以上分析，結(jié)合主要的運動類型，我們制定了兩種方案，下面就讓我們對兩種方案作一詳細的分析：方案 I：主傳動采用帶傳動和鏈傳動，主題機構(gòu)采用曲柄滑塊機構(gòu)，輔助轉(zhuǎn)位機構(gòu) 1-4 方案：主傳動采用兩級齒輪機構(gòu)減速，主體機構(gòu)雖然可以采用其它機構(gòu)，但在動構(gòu)，輔助轉(zhuǎn)位機構(gòu)采用不完全齒輪機構(gòu)，其他同方案 I，各機構(gòu)的裝配簡圖如圖 1-5。第 7 頁 共 頁結(jié)合功能框圖的傳動路線，考慮到機構(gòu)和軸線的配置以

6、及一些其他功能，即可繪出機器的兩種運動方案圖。（張永安主編、高等教育出版社出版）的第一章的表1-2、表1-3 可知，方案I 帶傳動結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)，具有過載保護作用.鏈傳動傳遞功率較大，但是它們的外廓尺寸大，在振動沖擊載荷作用下，鏈傳動壽命較短。槽輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)比較簡單，工作可靠，嚙入嚙出比較平穩(wěn)，有柔性沖擊，但槽輪在工作盤上不大好布置，所以空間較大。方案采用齒輪傳動，結(jié)構(gòu)緊湊，壽命長，效率高，可采用標(biāo)準(zhǔn)減速器、大齒輪即為曲柄，便于平衡，且可起飛輪作用，但制造成本較高。不完全齒輪機構(gòu)嚙入嚙出時沖擊較大，設(shè)計計算較復(fù)雜，但動停比不受結(jié)構(gòu)限制，尺寸較緊湊，便于布置。根據(jù)以上簡單分析，初步?jīng)Q定采用方案

7、作為機器的運動方案。第 8 頁 共 頁方案：沖壓機構(gòu)為偏置曲柄滑塊機構(gòu)、模筒轉(zhuǎn)盤為不完全齒輪機構(gòu)、掃屑機構(gòu)為附加滑塊搖桿機構(gòu)。方案：沖壓機構(gòu)為對心曲柄滑塊機構(gòu)、模筒轉(zhuǎn)盤為槽輪機構(gòu)、掃屑機構(gòu)為固定凸輪移動從動件機構(gòu)。兩個方案我們可以用模糊綜合評價方法來進行評估優(yōu)選，最后定方案為沖壓式蜂82.如下圖1-6所示：1182423A3Z8Z2Z6Z5ZZ37Z1圖 第 9 頁 共 頁動比：ni 12 i i電總n133z i z 32163635Z43ZZ32Z1圖 zz9第 頁 共 頁A3Z4Z493zz=20。傳送皮帶需從工作臺下通過，9寸寸受限制，取主動帶輪直徑D=200mm，則帶輪轉(zhuǎn)速：v 4D

8、4n1n4即取第 頁 共 頁由于滑塊沒有行程速比系數(shù)要求，為使機構(gòu)受力較好，采用對心的曲柄滑塊機構(gòu)作為主體機構(gòu)，則曲柄長度：2r 1 1r l 4 6BA如圖 1-9 所示為傳動角最小時的機構(gòu)位置簡r1l為了清掃壓頭和推桿下面的煤屑，在此設(shè)計一掃煤機構(gòu)，使壓頭離開工作臺時，掃行程 s，其左右方向的高度應(yīng)能使掃屑刷滿足掃除粉煤的活動范圍。H用作圖法對此機構(gòu)進行設(shè)計，如圖 1-10：HminH H 75mmmaxmaxmin煤凸輪的轉(zhuǎn)速應(yīng)該與主體機構(gòu)的運動周期相配合，由主體機構(gòu)的轉(zhuǎn)動比i20，原動機的轉(zhuǎn)速為 1440r/min，可計算出：n 齒輪第 頁 共 頁H圖 148 頁表11。先將工作盤的靜

9、止位置按比例繪出，如圖 1-11（見后附圖 2）所示。因主體機構(gòu)采用對心的曲柄滑塊機構(gòu)，則曲柄要通過、工位的?？字行?，因此不完全齒輪機構(gòu)的主動齒輪的回轉(zhuǎn)中心 也應(yīng)在曲柄的軸線上。由于工作盤每次轉(zhuǎn)動O11/5 周，則從動齒輪的齒數(shù)應(yīng)該是Z 的五倍，取Z =16,則： =16.模數(shù)選取要保證Z 22o12ole l e xi1212o1122o122o11221 112cos2將式子（2.4）對時間求導(dǎo)，求得：21222o2由以上式子可求出各個位置的速度、加速度及 o 的位移的值，根據(jù)各個點的速度、第 頁 共 頁所示。vassva根據(jù)以上設(shè)計分析及有關(guān)的數(shù)值計算，得到圖1-13所示的機器簡圖：由于傳送裝置位于視野之外，在此并未畫出其簡圖，僅僅作出了沖壓式蜂窩煤的主體機構(gòu)簡圖。第 頁 共 頁圖 1-13 主體機構(gòu)簡圖第 頁 共 頁通過這一星期的機械課程設(shè)計，我們感觸良多，這次課程設(shè)計讓我看到了自己的不足之處，也讓我體會到了課程設(shè)計的樂趣和意義。理論聯(lián)系實際這一重要思想，在這里體現(xiàn)得淋漓盡致。我們現(xiàn)在最缺乏的就是實的機械，才能跟上時代的步伐，不被淘汰。嚴謹和細心是做機械設(shè)計的必要態(tài)度，要想做好一件事，就必須一絲不茍、態(tài)度也會為自己的不負責(zé)任行為付出代價。當(dāng)然要順利的完成一項設(shè)計，團隊合作是必不可少的，大家相互交流意見，分工合作，取長補短，共同努力。在這次課程設(shè)計中，困難不可避免，但我們