机械原理课程设计设计计算说明书(共27页).doc

精选优质文档-----倾情为你奉上机械原理课程设计设计计算说明书设计题目： 冲压式蜂窝煤成型机 设 计 者： 学 号： 专业班级：机械工程及自动化 班指导教师：李 克 旺完成日期： 2011年 月 日天津理工大学机械工程学院专心---专注---专业目 录一 设计题目 1.1 设计目的…………………………………………………………11.2 设计题目…………………………………………………………11.3 设计条件及设计要求……………………………………………2二 执行机构运动方案设计2.1功能分解与工艺动作分解………………………………………22.2 方案选择与分析…………………………………………………32.3执行机构设计……………………………………………………102.4 机械系统方案设计运动简图……………………………………13三 传动系统方案设计3.1传动方案设计……………………………………………………133.2电动机的选择……………………………………………………143.3传动装置的总传动比和各级传动比分配………………………163.4传动装置的运动和动力参数计算………………………………17四 设计小结……………………………………………………………19五 参考文献……………………………………………………………21一 设计题目1.1设计目的机械原理课程设计是我们第一次较全面的机械设计的初步训练，是一个重要的实践性教学环节。

设计的目的在于，进一步巩固并灵活运用所学相关知识；培养应用所学过的知识，独立解决工程实际问题的能力，使对机械系统运动方案设计(机构运动简图设计)有一个完整的概念，并培养具有初步的机构选型、组合和确定运动方案的能力，提高我们进行创造性设计、运算、绘图、表达、运用计算机和技术资料诸方面的能力，以及利用现代设计方法解决工程问题的能力，以得到一次较完整的设计方法的基本训练机械原理课程设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个构件的尺寸等进行构思、分析和计算，是机械产品设计的第一步，是决定机械产品性能的最主要环节，整个过程蕴涵着创新和发明为了综合运用机械原理课程的理论知识，分析和解决与本课程有关的实际问题，使所学知识进一步巩固和加深，我们参加了此次的机械原理课程设计1.2设计题目：冲压式蜂窝煤成型机1.1.1功能冲压式蜂窝煤成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：煤粉加料；冲头将蜂窝煤压制成型；清除冲头和出煤盘的积屑的扫屑运动；将在模筒内的冲压后的蜂窝煤脱模；将冲压成型的蜂窝煤输送装箱。

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：1）煤粉加料:这一动作可利用煤粉的重力打开料斗自动加料；2）冲头将蜂窝煤冲压成型: 冲头上下往复运动，可在冲头行程的二分之一进行冲压成型；3）脱模：要求卸煤杆上下往复移动，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、卸煤杆向上移动过程中用扫屑刷将煤粉扫除；5）工作盘间歇运动：以完成冲压、脱模和加料三个工位的转换；6）输送：将成型的煤饼脱模后落在输送带上送出成品，以便装箱待用以上六个动作，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、扫屑机构和工作盘间歇转动机构这三个机构的选型和设计问题1.1.2工作原理滑梁作往复直线运动，带动冲头和卸煤杆完成压实成型和蜂窝煤脱模动作工作盘上有五个模孔，Ⅰ为上料工位，Ⅲ为冲压工位，Ⅳ为卸料工位，工作盘间歇转动，以完成上料、冲压、脱模的转换扫屑刷在冲头和卸煤杆退出工作盘后，在冲头和卸煤杆下扫过，以清除其上的积屑此外，还有型煤运出的输送带部分1.1.3原始数据方 案 号1工作机输入功率（KW）1.1生产率（块/min）12型煤尺寸：Φh=100mm75mm粉煤高度与型煤高度之比（压缩比）：2∶1，即工作盘高度H=2h=150mm工作条件：载荷有轻微冲击，一班制使用期限：十年，大修期为三年生产批量：小批量生产（少于十台）转速允许误差：5%1.1.4 设计要求图示为冲头、卸煤杆、扫屑刷、工作盘（模筒转盘）的相互位置情况。

实际上冲头与卸煤杆都与上下移动的滑梁连成一体，当滑梁下冲时冲头将煤粉压成蜂窝煤，卸煤杆将已压成的蜂窝煤脱模在滑梁上升过程中扫屑刷将刷除冲头和卸煤杆上粘附的煤粉工作盘上均布了模筒，转盘的间歇运动使加料后的模筒进入加压位置，成型后的模筒进入脱模位置，空的模筒进入加料位置为改善蜂窝煤成型机的质量，希望在冲压后有一短暂的保压时间冲煤饼时冲头压力较大，最大可达20000N，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机械运动方案应力求简单以上各动作中，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、扫屑机构和工作盘间歇转动机构这三个机构的选型和设计问题1.1.5 设计任务（1）各部分执行机构设计分析冲头、工作盘和扫屑机构的方案，拟定出诸多可用于冲头冲压机构、扫屑机构和工作盘间歇运动的各执行机构方案及运动简图；（2）执行机构运动方案的形成根据设计出的各执行机构运动简图，即：诸多的冲头冲压机构、扫屑机构和工作盘间歇运动机构，形成3-4种可行的机械执行系统运动方案，通过分析论证，最终确定最优的一种机械系统总体方案简图。

3）确定最终机械系统总体方案简图中各执行机构主要尺寸；对机构进行运动、动力分析；（4）执行系统协调性设计，画出执行机构运动循环图；（5）画出机械系统总体方案运动简图；（6）传动系统方案设计①选择电动机，②计算总传动比，并分配传动比，③计算各轴的运动和动力参数（7）编写课程设计说明书二、执行机构运动方案设计 2.1功能分解与工艺动作分解 1)功能分解 为了实现蜂窝煤冲压成型的总功能，将功能分解为：加料功能、冲压成型功能、脱模功能、扫屑功能、工作盘间歇运动功能、输送功能2)工艺动作过程要实现上述分功能，有下列工艺动作过程：1）煤粉加料:这一动作可利用煤粉的重力打开料斗自动加料；2）冲头将蜂窝煤冲压成型: 冲头上下往复运动，可在冲头行程的二分之一进行冲压成型；3）脱模：要求卸煤杆上下往复移动，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、卸煤杆向上移动过程中用扫屑刷将煤粉扫除；5）工作盘间歇运动：以完成冲压、脱模和加料三个工位的转换；6）输送：将成型的煤饼脱模后落在输送带上送出成品，以便装箱待用以上六个动作，重点考虑冲压和脱模机构、扫屑机构和工作盘间歇转动机构这三个机构的选型和设计问题。

2.2 执行机构方案选择与分析2.2.1 概念设计根据冲头和脱模盘、模筒转盘、扫屑刷这三个执行构件动作要求和结构特点，可以选择表1的常用机构，这一表格又称为的形态学矩阵表1三执行机构的形态学矩阵冲头和卸煤杆机构对心曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构六杆冲压机构扫屑刷机构滑块摇杆机构附加滑块机构固定移动凸轮移动从动件机构工作盘间歇运动机构槽轮机构不完全齿轮机构凸轮式间歇运动机构2.2.2 方案选择1) 冲头冲压机构的方案选择冲压机构的主要运动要求：主动件作回转运动，从动件(执行构件)作直线往复运动，机构有较好的动力特性根据功能要求，考虑功能参数（如生产率、生产阻力、行程等）及约束条件，可以构思出如下能满足从动件(执行构件)作直线往复运动的一系列运动方案 冲压机构运动方案1和2冲压机构运动方案3和4冲压机构运动方案5和6冲压机构运动方案7和8 冲压机构运动方案9和10图3表2冲压机构部分运动方案定性分析方 案 号 主 要 性 能 特 征 功 能 功 能 质 量 经 济 适 用 性 运动变换 增力 加压时间 ① 一级传动角② 二级传动角 工作平稳性 磨损与变形 效率 复杂性 加工装配难度 成本 运动尺寸 １ 满足 无 较短 较小 --- 一般 一般 高 简单 易 低 最小 ２ 满足 无 长 小 --- 有冲击 剧烈 较高 简单 较难 一般 较小 ３ 满足 弱 较长 小 大 较平稳 一般 高 复杂 最难 较高 大 ４ 满足 强 短 较大 --- 平稳 强 低 最复杂 最难 较高 较大 ５ 满足 强 较长 小 较大 一般 一般 高 较简单 易 低 最大 ６ 满足 较强 较短 最大 较大 一般 一般 高 较简单 较难 低 较大 ７ 满足 较强 较长 大 很大 一般 一般 高 较简单 易 低 较大 ８ 满足 较强 较长 较大 大 一般 一般 高 较简单 易 低 较大 9满足强较长较大较大一般一般高较简单易低较大10满足弱长较大较大一般剧烈较高复杂较难较高较大注：①加压时间是指在相同施压距离内，下压模移动所用的时间，越长则越有利。

②一级传动角指四杆机构的传动角；二级传动角指六杆机构中后一级四杆机构的传动角③评价项目应因机构功能不同而有所不同对以上方案初步分析如表2从表中的分析结果不难看出，方案1，2，3，4，10的性能明显较差；方案6尚可行，方案5，7，8，10有较好综合性能，且各有特点，这四个方案可作为被选方案，待运动设计，运动分析和动力分析后，通过定量评价选出最优方案2) 扫屑刷机构的方案选择图（a）表示附加滑块摇杆机构利用滑梁的上下移动使摇杆OB上的扫屑刷扫除冲头和卸煤杆底上的粉煤屑图（b）表示固定移动凸轮利用滑梁上下移动使带有扫屑刷的移动从动件顶出而扫除冲头和卸煤杆底上的粉煤屑3) 工作盘间歇运动机构的方案选择间歇运动机构可采用槽轮机构、凸轮式间歇运动机构、不完全齿轮机构1) 槽轮机构槽轮机构由具有圆柱销的主动销轮、具有直槽的从动槽轮及机架组成从动槽轮实际上是由多个径向导槽所组成的构件，各个导槽依次间歇地工作槽轮机构主要分为传递平行轴。