冶金行業(yè)蜂窩煤

冶金行業(yè)蜂窩煤機械原理課程設計設計計算說明書設計題目：蜂窩煤成型機設計設計者：方海霖學號：20080061專業(yè)班級：機械工程及自動化專業(yè)07-5班指導教師：滕獻銀完成日期：2010年12月4日天津理工大學機械工程學院目錄一設計題目1.1設計目的…………1精品文檔放心下載1.2設計題目…………1精品文檔放心下載1.3設計條件及設計要求……………2謝謝閱讀二執(zhí)行機構運動方案設計2.1功能分解與工藝動作分解………3謝謝閱讀2.2方案選擇與分析…………………3謝謝閱讀2.3執(zhí)行機構的形成…………………15感謝閱讀2.4機構組合方案的確定……………17謝謝閱讀2.5執(zhí)行機構尺寸設計………………18感謝閱讀2.6運動循環(huán)圖………23謝謝閱讀2.7機械系統(tǒng)方案設計運動簡圖……25謝謝閱讀三傳動系統(tǒng)方案設計3.1傳動方案設計……………………26感謝閱讀3.2電動機的選擇……………………27精品文檔放心下載3.3傳動裝置的總傳動比和各級傳動比分配………28精品文檔放心下載3.4傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算………………29感謝閱讀四設計小結……………31精品文檔放心下載五參考文獻……………34感謝閱讀一設計題目1.1設計目的謝謝閱讀的實踐性教學環(huán)節(jié)。感謝閱讀知識，獨立解決工程實際問題的能力，使對機械系統(tǒng)運動方案設計(機構運動簡精品文檔放心下載圖設計)有一個完整的概念，并培養(yǎng)具有初步的機構選型、組合和確定運動方案精品文檔放心下載謝謝閱讀謝謝閱讀的設計方法的基本訓練。1.2設計題目：蜂窩煤成型機感謝閱讀該成型機工藝動作如圖所示：圖1蜂窩煤成型機設計原理示意圖謝謝閱讀謝謝閱讀感謝閱讀進入加壓位置、成型后的模筒進入脫模位置、空的模筒進入加料位置。感謝閱讀精品文檔放心下載機構。1.3設計條件及設計要求工作機輸入功率:2.8kw生產(chǎn)率:18塊/min型煤尺寸：Φ×h=100mm×75mm粉煤高度與型煤高度之比（壓縮比）：2∶1，即工作盤高度H=2h=150mm謝謝閱讀工作條件：載荷有輕微沖擊，一班制使用期限：十年，大修期為三年生產(chǎn)批量：小批量生產(chǎn)（少于十臺）轉速允許誤差：±5%二、執(zhí)行機構運動方案設計2.1功能分解與工藝動作分解1)功能分解謝謝閱讀脫模功能、掃屑功能、工作盤簡間歇轉動功能、輸送功能。謝謝閱讀2)工藝動作過程根據(jù)上述分析，工藝動作有以下六個動作：（1）加料：這一動作可利用煤粉的重力打開料斗自動加料；感謝閱讀（2謝謝閱讀型；（3感謝閱讀筒。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；精品文檔放心下載（5）工作盤間歇轉動：以完成沖壓、脫模和加料三個工位的轉換；感謝閱讀（6）輸送：將成型的煤餅脫模后落在輸送帶上送出成品，以便裝箱待用。謝謝閱讀感謝閱讀以用一個機構完成。2.2方案選擇與分析一、沖壓和脫模機構(上下移動)方案1方案2方案3方案4方案5方案6方案7方案8方案9方案10方案11方案12方案13方案14方案15方案16方案17方案18方案19方案20方案1至910至1213至16為齒輪齒精品文檔放心下載條機構；方案17至20為組合機構。表1沖壓機構部分運動方案定性分析連桿機構凸輪機構齒輪齒條機構運動速度高較高高行程大小取決于曲柄尺寸小可任意可調程度可調調節(jié)困難可調動力性能平衡困難取決于凸輪形狀好簡單性不太簡單簡單須擺動才能實現(xiàn)齒條往復移動機械效率一般一般較高承載能力高較低較高其他特性有急回特性可實現(xiàn)任意運動傳動平穩(wěn)規(guī)律結合表1可知，方案16至9感謝閱讀謝謝閱讀構傳動準確、效率高、壽命長，但加工裝配難；組合機構結構復雜。感謝閱讀綜上所述，初選方案1，方案9，方案17。二、工作盤間歇運動機構方案1槽輪機構方案2外嚙合棘輪機構方案3摩擦式棘輪機構方案4外嚙合不完全齒輪機構方案5不完全齒輪齒條機構方案6圓柱凸輪間歇運動機構方案12、3制造方便，感謝閱讀轉角準確，但易引起沖擊磨損；方案4、5從動輪運動轉角范圍大但加工復雜，謝謝閱讀6謝謝閱讀調整困難。綜合考慮，初選方案1，方案4，方案6。三、掃屑機構方案1附加滑塊搖桿機構方案2固定凸輪移動滾子從動件機構方案3固定凸輪移動滑塊從動件機構方案123各精品文檔放心下載方面性能較好。掃屑機構以上三方案性能相差不大，均可待選。2.3執(zhí)行運動機構的形成方案I:沖壓機構為偏置曲柄滑塊機構模筒轉盤為槽輪機構掃屑機構為導桿-滑塊機構適當選擇沖壓機構中A精品文檔放心下載和工作段近于勻速的特性，并可使機構工作段壓力角盡可能小。感謝閱讀根據(jù)工位要求確定槽輪相關參數(shù)，可滿足工作盤間歇轉動。謝謝閱讀導桿-滑塊機構上下方向長度應大于滑梁行程，其左右高度應能使掃屑刷滿感謝閱讀足掃除粉煤活動范圍。方案II:沖壓機構為六桿機構模筒轉盤為不完全齒輪機構掃屑機構為固附加滑塊搖桿機構精品文檔放心下載要求。謝謝閱讀感謝閱讀精品文檔放心下載(見方案4圖)精品文檔放心下載從動輪游動，并起定位作用。謝謝閱讀但運動尺寸較大。方案III:沖壓機構為凸輪-連桿機構模筒轉盤為圓柱凸輪間歇運動機構掃屑機構為固定凸輪移動從動件機構凸輪-連桿機構結構與前兩個方案相比較為復雜，且凸輪部分磨損較大，連精品文檔放心下載桿部分為多桿，為滿足行程要求需占較大尺寸。圓柱凸輪間歇運動機構精度要求高，安裝調整均有較大難度。精品文檔放心下載精品文檔放心下載較大，壽命短。2.4機構組合方案的確定I精品文檔放心下載維護容易，操作方便。所以確定該方案是上述三個方案中最為合理的方案。感謝閱讀2.5執(zhí)行機構尺寸設計（1）偏置曲柄滑塊機構計算已知滑梁行程S=300mm,行程速比系數(shù)k=1.5(θ=180°×(k-1)/(k+1)=180°×感謝閱讀(1.5-1)/(1.5+1)=36°)。過C1N⊥C1C2。再過C2作∠C1C2M=90°-θ=54°,C1N和C2M交于P。精品文檔放心下載最后以C2P為直徑作圓，則此圓周上任意一點與C1、C2連線夾角均為θ=36°。感謝閱讀在圓周上任取曲柄轉動中心A2精品文檔放心下載個位置AC1和AC2。則:AC1=B1C1-AB1AC2=AB2+B2C2解得：AB=（AC2-AC1/2=C2E/2（線段C2E可由以A為圓心，AC1為半徑作弧與AC2精品文檔放心下載交點E經(jīng)測量得：AB=125mmBC=295mme=140mm已知生產(chǎn)率為18塊/min。因為曲柄旋轉一周，滑塊完成一個沖壓運動周期，生產(chǎn)1塊蜂窩煤。感謝閱讀所以曲柄轉速為18r/min，即曲柄角速度為1.884rad/s。精品文檔放心下載26°（而為了謝謝閱讀保證良好的傳力性能，通常應使最小傳動角不小于40°謝謝閱讀謝謝閱讀滑塊機構。改（1）對心曲柄滑塊機構計算因為S=300mm，所以，曲柄長AB=S/2=150mm。取最小傳動角為75°，即最大壓力角為15°圖解法如下：在水平線MN上任取一點A。以A為圓心，150mm為半徑作圓，交MN于B1、B2兩點。感謝閱讀過A作AB⊥MN交圓A于B點。作∠ABC=75°，交MN于C點。測得BC=580mm,即為連桿長。在MN上截取B1C1=B2C2=BC,得滑塊兩極限位置C1、C2。感謝閱讀以下為對心曲柄滑塊機構運動分析及動態(tài)仿真圖：（2）槽輪機構計算槽數(shù)z按工位要求本應選為5z增大，ktf增加，謝謝閱讀不利于工作。所以為提高工作效率，希望減小k,即減小z(工位數(shù)不夠，可在傳感謝閱讀)z=4謝謝閱讀（減速齒輪傳動必i=4/5槽輪每次轉位時主動件轉角2α=180°×（z-2）/z=180°×（4-2）/4=90°精品文檔放心下載槽間角2β=360°/z=360°/4=90°精品文檔放心下載動停比k=td/tt=(z-2)/(z+2)=(4-2)/(4+2)=1/3精品文檔放心下載圓銷數(shù)n=1由結構情況確定中心距a=300mm圓銷半徑r=30mm所以，主動件圓銷中心半徑R1=asinβ=300×sin45°≈212mm感謝閱讀R1與a的比值λ=R1/a=212/300≈0.7精品文檔放心下載槽輪外圓半徑R2=[(acosβ)2+r2]1/2=[(300cos45°)2+302]1/2≈214mm槽輪槽深h≥a(λ+cosβ-1)+r=300×(0.7+cos45°-1)+30≈152.1mm謝謝閱讀取h=153mm(3)導桿-滑塊機構計算依據(jù)滑塊的行程要求以及沖壓機構的尺寸限制，選取掃屑機構尺寸如下：感謝閱讀導桿鉛垂方向高度H=375mm，傾角arctg(500/150)≈73°感謝閱讀掃屑刷桿長L=550mm2.6根據(jù)工藝動作順序和協(xié)調要求擬定運動循環(huán)圖謝謝閱讀精品文檔放心下載感謝閱讀精品文檔放心下載置。表2和圖2均表示沖壓式蜂窩煤成型機三個執(zhí)行機構的運動循環(huán)過程。感謝閱讀感謝閱讀感謝閱讀半段完成。表2沖壓式蜂窩煤成型機運動循環(huán)表主動件轉角分配0°－180°180°－360°沖頭和脫模盤機構工作行程回程主動件轉角分配0°－90°90°－270°270°－360°精品文檔放心下載模筒轉盤機構工作行程停止工作行程掃屑刷機構掃屑運動回程掃屑運動圖2蜂窩煤成型機運動循環(huán)圖2.7機械系統(tǒng)方案設計運動簡圖精品文檔放心下載塊機構和分度槽輪機構，沖壓機構的沖頭驅動掃屑機構。三、傳動系統(tǒng)方案設計3.1傳動方案設計謝謝閱讀統(tǒng)。除進行功率傳遞，使執(zhí)行機構能克服阻力做功外，它還起著如下重要作用：感謝閱讀謝謝閱讀傳動和較遠距離傳動。傳動系統(tǒng)方案設計是機械系統(tǒng)方案設計的重要組成部分。謝謝閱讀精品文檔放心下載運動和動力條件及原動機的類型和性能參數(shù)，進行傳動系統(tǒng)的方案設計。感謝閱讀謝謝閱讀感謝閱讀率和傳動精度。感謝閱讀精品文檔放心下載精品文檔放心下載到各執(zhí)行機構之間的傳動系統(tǒng)的總體布置方案。機械系統(tǒng)的組成為：原動機→傳動系統(tǒng)(裝置)→工作機（執(zhí)行機構）原動機：Y系列三相異步電動機；傳動系統(tǒng)(機構)：常用的減速機構有謝謝閱讀謝謝閱讀感謝閱讀精品文檔放心下載再根據(jù)中心距及機械原理和機械設計的有關知識確定皮帶輪的直徑和齒輪的齒感謝閱讀數(shù)。故傳動系統(tǒng)由“V帶傳動+二級圓柱斜齒輪減速器”組成。感謝閱讀原始數(shù)據(jù)：根據(jù)設計要求，已知工作機（執(zhí)行機構原動件）主軸：謝謝閱讀工作機輸出功率：Pw=2.8(Kw)轉速：nw=18（r/min）3.2電動機的選擇1）選擇電動機類型按已知工作要求和條件選用Y系列一般用途的全封閉自扇冷式籠型三相異步感謝閱讀電動。2）選擇電動機容量所需電動機的功率：Pd=PW/ηaηa----由電動機至工作軸的傳動總效率ηa=η帶×η軸承3×η齒輪2×η聯(lián)查表可得：對于V帶傳動:η帶=0.96對于8級精度的一般齒輪傳動：η齒輪=0.97對于一對滾動軸承：η軸承=0.99對于彈性聯(lián)軸器：η聯(lián)軸器=0.99則ηa=η帶×η軸承3×η齒輪2×η聯(lián)=0.96×0.993×0.972×0.99=0.868∴Pd=PW/ηa=2.8/0.868=3.226KW精品文檔放心下載查各種傳動的合理傳動比范圍值得：V帶傳動常用傳動比范圍為i帶=2～4，單級圓柱齒輪傳動比范圍為i齒感謝閱讀=3～5，則電動機轉速可選范圍為nd=i帶×i齒2×nW=(2～4)(3～5)2×nW=（18～100）×nW=(18～100)×18=324～1800r/min符合這一轉速范圍的同步轉速有750r/min、1000r/min、1500謝謝閱讀r/min3感謝閱讀種傳動比方案。表3方案電動機型號額定功率電動機轉速/r/min電動機傳動裝置的傳動比ped/kw同步滿載質量/kg總傳動比V帶傳動比齒輪傳動1Y112M-44150014404348316精品文檔放心下載2Y132M1-64100096073322.512.8精品文檔放心下載3Y160M1-84750720118242.59.6謝謝閱讀感謝閱讀感謝閱讀3中3謝謝閱讀1精品文檔放心下載的傳動比較合適，所以選定電動機的型號為Y112M-4。精品文檔放心下載Y112M-4電動機數(shù)據(jù)如下:額定功率：4Kw滿載轉速：n滿=1440r/min同步轉速：1500r/min3.3傳動裝置的總傳動比和各級傳動比分配1．傳動裝置的總傳動比i總=n滿/nW=1440/18=80謝謝閱讀2．分配各級傳動比2.2v帶傳動,為避免大帶精品文檔放心下載輪直徑過大,取i12=2.8；則減速器的總傳動比為i減=i總/2.8=80/2.8=28.5714謝謝閱讀對于兩級圓柱斜齒輪減速器,按兩個大齒輪具有相近的浸油深度分配傳精品文檔放心下載動比,取ig=1.3idi減=ig×id=1.3id2=28.5714謝謝閱讀i2d=28.5714/1.3=21.9780id=4.688ig=1.3id=1.3×4.688=6.0944注：ig-高速級齒輪傳動比；id–低速級齒輪傳動比；3.4傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算計算各軸的轉速：電機軸：n電=1440r/minⅠ軸nⅠ=n電/i帶=1440/2.8=514.29r/min精品文檔放心下載Ⅱ軸nⅡ=nⅠ/ig=514.29/6.0944=84.387r/min感謝閱讀Ⅲ軸nⅢ=nⅡ/id=84.387/4.688=18r/min精品文檔放心下載計算各軸的輸入和輸出功率：Ⅰ軸：輸入功率PⅠi=Pdη帶=3.226×0.96=3.097kw精品文檔放心下載輸出功率PⅠo=3.097η軸承=3.097×0.99=3.066kw謝謝閱讀Ⅱ軸：輸入功率PⅡi=3.066×η齒輪=3.066×0.97=2.974kw謝謝閱讀輸出功率PⅡo=2.974×η軸承=2.974×0.99=2.944kw精品文檔放心下載Ⅲ軸輸入功率PⅢi=2.944×η齒輪=2.944×0.97=2.856kw精品文檔放心下載輸出功率PⅢo=2.856×η軸承=2.856×0.99=2.827kw精品文檔放心下載計算各軸的輸入和輸出轉矩：電動機的輸出轉矩Td=9.55×106×Pd/n電=9.55×106×3.226/1440精品文檔放心下載=21.4×103N·mmⅠ軸：輸入轉矩TⅠi=9.55×106×PⅠi/nⅠ=9.55×106×3.097/514.29精品文檔放心下載=57.5×103N·mm輸出轉矩TⅠo=9.55×106×PⅠo/nⅠ=9.55×106×3.066/514.29精品文檔放心下載=56.9×103N·mmⅡ軸：輸入轉矩TⅡi=9.55×106×PⅡi/nⅡ=9.55×106×2.974/84.387謝謝閱讀=336.6×103N·mm輸出轉矩TⅡo=9.55×106×PⅡo/nⅡ=9.55×106×2.944/84.387感謝閱讀=333.2×103N·mmⅢ軸輸入轉矩TⅢi=9.55×106×PⅢi/nⅢ=9.55×106×2.856/18謝謝閱讀=1515.3×103N·mm輸出轉矩TⅢo=9.55×106×PⅢo/nⅢ=9.55×106×2.827/18感謝閱讀=1499.9×103N·mm將運動和動力參數(shù)計算結果進行整理并列于表4如下：謝謝閱讀軸名功率p/kw轉矩T(N·mm)輸入輸出輸入輸出轉速n/r·min-1傳動比i電機軸—3.226—21.4×1031440感謝閱讀2.8Ⅰ軸3.0973.06657.5×10356.9×103514.29謝謝閱讀6.0944333.2×Ⅱ軸2.9742.944336.6×10384.387精品文檔放心下載1034.6881515.3×1499.9×Ⅲ軸2.8562.82718103103四、設計小結這次機械原理課程設計，我拿到的題目是蜂窩煤成型機的設計。精品文檔放心下載本次設計旨在培養(yǎng)我們進行機械系統(tǒng)運動方案創(chuàng)新設計能力和應用現(xiàn)代先精品文檔放心下載精品文檔放心下載謝謝閱讀精品文檔放心下載精品文檔放心下載析和解決實際生活中遇到的各種問題。精品文檔放心下載精品文檔放心下載感謝閱讀謝謝閱讀凸輪機構，齒輪機構，間歇運動機構和組合機構。并自學了下篇-機械系統(tǒng)方案精品文檔放心下載設計的內容。熟悉了相關機構的設計方法，初步擬定了設計計劃。謝謝閱讀謝謝閱讀謝謝閱讀感謝閱讀算時，如何運用已知條件：生產(chǎn)率為18塊/min……針對這些問題，我通過請教精品文檔放心下載感謝閱讀精品文檔放心下載的計算公式，我去圖書館借閱了《間歇運動機構設計與應用創(chuàng)新》等相關書籍，精品文檔放心下載精品文檔放心下載感謝閱讀通過學習和實踐解決了，過程中和同學間討論也幫助我學習了不少經(jīng)驗和知識。感謝閱讀謝謝閱讀謝謝閱讀感謝閱讀謝謝閱讀把理論與實踐運用結合了起來，達到了學以致用的目的。謝謝閱讀精品文檔放心下載精品文檔放心下載精品文檔放心下載一下自己，為以后的機械設計課程設計及大四的畢業(yè)設計