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1、机械原理课程设计说明书设计题目 冲压式蜂窝煤成型机机电工程学院 机械工程及自动化专业100104班20100159号设计者 宗宝超指导老师 2012年 7月 2日目录1.设计要求一 设计题目及其功能3二 设计要求3三 设计提示4四 工艺动作及功能分解 1动作分解5 2工作原理5 3设计要求6五 运动方案及选择 1 方案一6 2方案二6 3方案三74 优缺点的比较及最终方案7六 传动方案设计8七 机构组合 参数及运动协调设计 1 机构选用8 2 机构组合9 3 运动协调设计9 4 设计计算9 5 运动循环图13八 设计图纸13九 心得体会13十 参考文献15一 设计题目及其功能1.冲压式蜂窝煤成
2、型机，是我国城镇蜂窝煤（通常又称煤饼，在圆柱形饼状煤中冲出若干通孔）生产厂的主要生产设备，它将煤粉加入转盘上的模筒内，经冲头冲压成蜂窝煤。2.为了实现蜂窝煤冲压成型，冲压式蜂窝煤成型机必须完成以下几个动作：n 煤粉加料；n 冲头将蜂窝煤压制成型；n 清除冲头和出煤盘的积屑的扫屑运动；n 将在模筒内的冲压后的蜂窝煤脱模；二 设计任务（1）冲压式蜂窝煤机应包括齿轮、平面连杆机构等常用机构或组合机构。学生应提出两种以上的设计方案并经分析比较后选定一种进行设计。（2）设计传动系统并确定其传动比分配。（3）绘制机器的机构运动方案简图和运动循环圈。（4）设计组合机构实现运动要求，并对从动杆进行运动分析。也
3、可以设计平面连杆机构以实现运动轨迹，并对平面连杆机构进行运动分析。（5）其他机构的设计计算。（6）编写设计计算说明书。 三设计要求1. 技术要求和参数 1)生产能力：3次/分 b)电机：Y180L-8，N=11KW，n=730r/min c)如图所示：冲头3，脱模盘5，扫削刷4，模筒转盘1都于上下移动的滑梁2连成一体。当滑梁上下冲时，冲头将粉煤冲成蜂窝煤，脱模盘将以压成的蜂窝煤脱模。在滑梁上升过程中，扫削刷将冲头和脱模盘上粘着的粉煤刷掉。模筒转盘上均布了模筒，转盘的间歇运动使加料的模筒进入冲压位置，成型的模筒进入脱模位置，空模筒进入加料位置。d)为改善冲压成型的质量，冲压后应有一段保压时间e）
4、为增大冲头压 力，减小原动机功率，冲压机应具有增压能力。f)由于同时冲两只煤饼时的冲头压力较大，最大可达50000N，其压力变化近似认为在冲程的一半进入冲压，压力呈线性变化，由零值至最大值。因此，希望冲压机构具有增力功能，以减小机器的速度波动和减小原动机的功率。2.在设计组合机构时，一般可首先考虑选择满足轨迹要求的机构（基础机构），而沿轨迹运动时的速度要求，则通过改变基础机构主动件的运动速度来满足，也就是让它与一个输出变速度的附加机构组合。实现本题要求的机构方案有很多，可用多种机构组合来实现。四 工艺动作及功能分解（1）加料：这一动作可利用煤粉的重力打开料斗自动加料；（2）冲压成型：要求冲头上
5、下往复运动，在冲头行程的二分之一进行冲压成型；（3）脱模：要求脱模盘上下往复移动，将已冲压成型的煤饼压下去而脱离模筒。一般可以将它与冲头固结在上下往复移动的滑梁上；（4）扫屑：要求在冲头、脱模盘向上移动过程中用扫屑刷将煤粉扫除；（5）模筒转模间歇运动：以完成冲压、脱模和加料三个工位的转换； 以上五个动作，加料和输送的动作比较简单，暂时不予考虑，脱模和冲压可以用一个机构完成。因此，冲压式蜂窝煤成型机运动方案设计重点考虑冲压和脱模机构、扫屑机构和模筒转盘间歇转动机构这三个机构的选型和设计问题。 五 运动方案及选择n 方案一 冲压机构为对心曲柄滑块机构、模筒转盘为槽轮机构、扫屑机构为固定移动凸轮-移
6、动从动件机构n 方案二冲压机构为对心曲柄滑块机构、模筒转盘为槽轮机构、扫屑机构为附加滑块摇杆机构 方案三 冲压机构为偏置曲柄滑块机构、模筒转盘为不完全齿轮机构、扫屑机构为附加滑块摇杆机构。 优缺点的比较及最终方案n 由于方案一与方案二的区别在扫削机构，方案一是固定移动凸轮-移动从动件机构，方案二是附加滑块摇杆机构，如上图所示。n 固定移动凸轮-移动从动件机构比附加滑块摇杆机构更适用，因为：n 1）在满足执行机构的工艺动作和运动要求的前提下，固定移动凸轮-移动从动件机构的传动链短，结构简单。n 2）具有更好的可调性。n 3）使用安全性更好，并且操作简单。n 对于方案三，它的三个执行机构与方案一都
7、不一样，并且：n 机构复杂，操作性不佳。n 传动较繁杂。n 造价较高，经济性不好。n 综上可知：方案一在三个方案中最佳，则最后选择方案为冲压式蜂窝煤成型机的机械运动方案。六 传动方案设计 按照设计要求，每分钟要求清洗三个瓶子，所以分配轴3的转速为3R/MIN，选取额定转速为1440R/MIN的电动机，总传动比I总=1440/3=480R/MIN，传动系统采用3级减速机构，第一级为蜗轮蜗杆，选取传动比为80.第二级为齿轮减速，传动比为3.第三级为锥齿轮传动，传动比为2。选取齿轮M=4，Z1=23=Z3.Z2=29=Z4。4七 机构组合 参数及运动协调设计1 机构选用 驱动方式采用电动机驱动，由已
8、知的洗瓶机功能分解，分别选择相应的机构以实现各项功能。见表3表32 机构组合三个机构相互配合，实现旋转，滚动，推送的负荷运动，紧凑衔接带动机构，考虑合并使用。3 运动协调设计输送由凸轮-全移动副丝杆机构负责，负责推动推头的凸轮周转一圈完成一次工作循环。完成整个洗瓶工作，其他的齿轮机构作为辅助机构，从而组成整个洗瓶机的工作流程。4 设计计算（1）原理作图法简便，直观，但作图误差较大，难以获得凸轮轮廓曲线上个点精确坐标，所以按作图法所得轮廓数据加工的凸轮只能应用于低速或不重要的场合。对于高速凸轮或精确度要求较高的凸轮，必须建立凸轮理论轮廓曲线，实际轮廓曲线以及加工刀具中心轨迹的坐标方程，并精确地计
9、算出凸轮轮廓曲线或道具运动轨迹上个点的坐标值，以适合在数控机床上加工。（2）公式凸轮1（坐标值略，过多）基圆半径300MM 滚子半径40MM 升程600MM 最大压力角57.1467位移图 速度图加速度图 线图凸轮 2基圆半径180MM 滚子半径10MM 升程51MM 最大压力角51.316位移图 速度图加速度图 线图5 运动循环图八 设计图纸（1）方案设计图及运动循环图（2） 凸轮传动机构图九 心得体会 紧张而有辛苦的一周的课程设计结束了当我快要完成老师下达给我的任务的时候，我仿佛经过一次翻山越岭，登上了高山之颠，课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，也是我们迈向社会，从事职业工作前
10、一个必不少的过程千里之行始于足下，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。 通过此次课程设计，我们学到了很多理论课上无法得到的收获。以前原理课上只知道什么构件可以实现什么运动，而通过此次课程设计，在老师的指导下我们知道什么样的能力干什么样的活，不要大才小用，杀鸡用宰牛刀。这既是一种浪费增加了机器的成本，也是对设计的不负责任。这次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练短短一周的课程设计，使我发现了自己所掌握的知识是真正如此的缺乏，自己综合应用所学的专业知识能力是如此的不足，今后需要继续努力。 作为机械系的学生，我觉得类似的课程设计是十分有意义的，而且是十分必要的。布局的合理性以及产品的经济效益更是我们在今后设计课程中所要关注的。在思维能力，动手能力加强的同时，我们团队合作精神又得到了进一步的加强。所以，在今后的学习中,一定要戒骄戒躁,态度端正,虚心认真.要永远的记住一句话:态度决定一切. 十参考文献（1） 裘建新，机械原理课程设计指导书（2） 申永胜，机械原理教程
