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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)調設計 1 機構選用8 2 機構組合9 3 運動協(xié)調設計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）生產廠的主要生產設備，它將煤粉加入轉盤上的模筒內，經沖頭沖壓成蜂窩

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。模筒轉盤上均布了模筒，轉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）模筒轉模間歇運動：以完成沖壓、脫模和加料三個工位的轉換； 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、掃屑機構和模筒轉盤間歇轉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的轉速為3R/MIN，選取額定轉速為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)調設計 1 機構選用 驅動方式采用電動機驅動，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，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品的經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