错误!未定义书签。

《机械原理课程设计》题目:冲压式蜂窝煤成型机机构学校 :济南大学系别 : 机械工程及自动化班级 :机自0809设计者:刘骞(组长)指导教师 :常遇春201０—０６—２0 星期日课程设计评语机械工程及自动化设计任务计划书课程名称:机械原理课程设计设计题目:冲压式蜂窝煤成型机改进机构设计要求与原始数据:设计小组成员:指导教师评语:指导教师:张旦闻年月日目录1、产品简介、。

、。

.、.。

.、.、、..。

、、、。

、。

、。

、、。

、.。

.。

.、.。

、。

４２、工作原理、、、、.。

、、、.、、、。

.、、。

、.。

.、..、、。

.。

..、。

、...４3、机器得运动方案得分析与选择3、1、设计基本要求。

、。

.。

、、..、。

、、。

.、。

、.。

.、、。

、。

.。

.。

.。

、、..。

5３。

2、原动机得选择.。

、、、。

.、。

...、。

、。

.。

.。

、.、、。

、.。

、。

、。

.。

、５3.３、主传动运动方案分析、、..、。

、、、、、.。

、.。

...、。

.。

...。

.、。

63、4、扫屑机构运动方案分析。

.、、。

、、....、、。

、.。

..、、、。

.、.。

、、。

.84、机构系统得运动尺寸设计4。

1、传动机构得运动尺寸设计、、。

.。

、.、。

.。

、.。

、、、、。

、、..。

94.2、主体机构得运动尺寸设计。

.、、、。

、。

.、、。

、、.、。

、.。

、、.、。

1２４.3、扫煤机构得运动尺寸设计...。

.。

、.。

、.。

、、、.、、、..、。

.。

、.。

1２4.4、工作盘转动机构得运动尺寸设计。

、..。

、、、。

、、.、.。

.。

.。

135、主体机构运动线图、.、、。

.、、、、、、。

、.。

..、.、、、.。

.、.、.。

、.、1３6、机器运动简图.、。

、、..。

.、。

.。

.、.、。

..、、、.、、。

、。

、。

、..。

.。

1４7、自我感想..、。

.。

.、。

、、、.、、。

.。

、、。

.。

、。

、、、。

、。

.、。

.。

..1６8、参考书目。

、。

、。

..。

、..、.、.。

、、、.。

、。

.、、。

.。

、..。

、、。

、.。

.161、产品简介机械原理、机械设计课程就是培养学生具有机械基础知识及机械创新能力得技术基础课、在机械类各专业中教学计划就是主干课程。

在培养合格机械工程设计人才方面起着极其重要得作用,就是学习专业课程与从事机械产品设计得必备准备、ﻩ本设计题目就是蜂窝煤成型机构,设计得最初想法来源于自己以往得亲身经历、以往得许多制造煤块得机构存在着许多避之不及得缺陷,即有些机构制造出得煤块不够敦实,放干后有一些裂纹;有些机构造出得煤块经常出现孔内坍塌现象;有些机构在工作就是会出现许多不能及时清理得煤屑,造成工作环境得相对恶劣,等等、本设计得诞生不仅克服了许多造煤块机构难以克服得缺陷,还在机械传动得能耗以及电动机选择上做了优化,很大程度上做到了美化环境及节约有限能源、本设计考虑到各组成机构得可行性与合理性,选择了两种运动方案:一就是机构拥有了带传动结构简单、传动平稳、具有过载保护作用,槽轮机构结构简单,工作可靠等特性,二就是有了齿轮传动结构紧密,寿命长,效率高等优点。

本设计得许多地方牵涉到了机械传动以及齿轮传动得知识,进一步验证与细化了专业理论知识,就是我们对本专业得发展方向有了更清楚得认识。

另外,本机构安全、实用得思想设计而出,市场前景广阔,适用范围比较广泛,既可以用于大中型公司或企业批量生产,又可用于小型部门得连续生产,造出得煤块很大程度上得得到了市场与广大用户得肯定。

2、工作原理ﻩ利用带冲针6得冲头4往复运动,将位于工作盘2模孔中得混合料压实成型。

冲针６刚性固结于冲头,用以穿孔。

压板８以弹簧7与滑块1相连,通过弹簧压缩时所产生得弹簧力将型煤压实、为了提高生产率,将机器作成多工位得,把上料、成型、卸煤等工序集中在一台机器上连续完成、机器执行构件得运动图如图1—1所示。

滑块１上装有冲孔压实压头4与卸煤推杆5,作往复直线运动(A1);工作盘２上有五个模孔,Ｉ为上料工位,Ⅲ为成型工位,Ⅳ为卸料工位,做间歇回转运动(A2);上料器3作连续回转运动(A3);将型煤运出得传送带做匀速直线运动(A4);冲头每次退出工作盘后,扫煤杆在冲头下面扫过,作清除煤屑得扫煤运动(A5)、A得运动参数取决于生产率,取。

考虑到料煤高度与型煤高度之比(压缩比)为２:１,１工作盘高。

为使工作盘转位速度不致太高,取压头在工作盘内与工作盘外得位移相等,即冲头得行程为、A运动应与A1协调配合,工作盘转位时,压头必须在工作盘外,其运动参数2ﻩ其运动系数τ应小于0.5。

综合考虑各运动得关系,暂取工作盘转位时得运动系数τ=１60／360=0.444、ﻩA３得运动参数参考现有机器取n３=12０ｒ/miｎ、A运动得传送带速度要保证前一块煤运走Array 4后,后一块煤才能卸落在传送带上、设煤块得间距为2ф=0.2ｍ,则传送带速度为运动为平面复杂运动,要保证冲头往复A5运动一次,扫煤杆在冲头下往复扫过一次,且不与其她构件相碰(具体要求见主体机构设计部分)、由于型煤就是利用弹簧压实,故生产阻力Fr与弹簧压缩量成正比,生产阻力曲线见图1—2,Ｆrｍax=5000Ｎ。

３、机器得运动方案分析及选择3、1ﻩ设计基本要求1）设计蜂窝煤成型机构,型煤尺寸为生产率为每分钟72个;2）冲压成型时得生产阻力达到5０000N;3）为改善蜂窝煤成型机得质量,希望在冲压后有一短暂得保压时间;4）由于冲头要产生较大压力,希望冲压机构具有增力功能,以增大有效力作用,减小原动机得功率。

3、２原动机得选择原动机做匀速转动,驱动各执行构件动作,其中扫煤运动可考虑直接用滑块做主运动,以保证运动协调配合、由于采用集中驱动,有电动机到Ａ1原动件得主传动链总传动比为:ﻩ再考虑到同类机器得参数,在此选用异步电动机集中驱动,取:ﻩ３、3主传动运动方案分析及选择ﻩ执行构件作往复直线运动,所以主传动链中,需要两级减速,运动分支与将连续回转运动变换为往复直线运动得功能,即可画出主运动链得功能框图1-3。

然后再根据其她执行构件得运动形式与运动参数得大小、确定所需得功能元,画出辅助传动链得功能框图１-3。

图1-3 传动链得功能框这样取出功能框图中几种主要功能元,然后选择功能载体,即可得到表1所示:综合以上分析,结合主要得运动类型,我们制定了两种方案,下面就让我们对两种方案作一详细得分析:方案I:主传动采用带传动与链传动,主题机构采用曲柄滑块机构,辅助转位机构采用槽轮机构,传送装置采用传送带。

装配简图如图1—４所示,列出了机构得主要构件。

方案Ⅱ:,但在动力传动中曲柄滑块机构较其她机构简单、合理,所以本方案主体机构仍采用曲柄滑块机构,辅助转位机构采用不完全齿轮机构,其她同方案Ｉ,各机构得装配简图如图1-5。

图1-5 方案Ⅱﻩ1)、绘制传动方案简图ﻩ结合功能框图得传动路线,考虑到机构与轴线得配置以及一些其她功能,即可绘出机器得两种运动方案图。

2)、方案Ⅰ、方案Ⅱ得分析比较这两种方案区别在于主传动机构与辅助转位机构不同。

由《机械原理课程设计指导》(张永安主编、高等教育出版社出版)得第一章得表1—2、表1-３可知,方案I带传动结构简单,传动平稳,具有过载保护作用.链传动传递功率较大,但就是它们得外廓尺寸大,在振动冲击载荷作用下,链传动寿命较短。

槽轮机构结构比较简单,工作可靠,啮入啮出比较平稳,有柔性冲击,但槽轮在工作盘上不大好布置,所以空间较大。

方案Ⅱ采用齿轮传动,结构紧凑,寿命长,效率高,可采用标准减速器、大齿轮即为曲柄,便于平衡,且可起飞轮作用,但制造成本较高。

不完全齿轮机构啮入啮出时冲击较大,设计计算较复杂,但动停比不受结构限制,尺寸较紧凑,便于布置。

根据以上简单分析,初步决定采用方案Ⅱ作为机器得运动方案。

３)、扫屑机构运动方案分析方案Ⅰ: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。

方案Ⅱ:冲压机构为对心曲柄滑块机构、模筒转盘为槽轮机构、扫屑机构为固定凸轮移动从动件机构。

两个方案我们可以用模糊综合评价方法来进行评估优选,最后定方案Ⅱ为冲压式蜂窝煤成型机得扫屑机构得运动方案。

4、机构系统得尺寸设计错误!未定义书签。

４。

1、传动机构得运动尺寸设计:主传动机构得总传动比i总=20,采用两级减速,根据传动比分配“前小后大”得原则,i总=ｉ１×i2=４×５,则z1可取19,,取22,。

如下图1—６所示:因此可取:3由于冲头与工作盘得运动平面相互垂直,主体机构得主动件(曲柄)与辅助转位机构得主动件(不完全齿轮)得轴线相互垂直,因此,配置了圆锥齿轮传动、,如图1—８所示、 图1-7 二级减速机构考虑到主体机构与辅助机构应同步,固取==20。

传送皮带需从工作台下通过,寸寸受限制,取主动带轮直径Ｄ=200mm,则带轮转速:ﻩArray运动有曲柄轴通过齿轮机构传来,则:即取４、2、主体机构得运动尺寸设计由于滑块没有行程速比系数要求,为使机构受力较好,对心得曲柄滑块机构作为主体机构,则曲柄长度:ﻩ为了使机构力学性能较好,使滑块运动速度波动较小,又考虑到机器得整体高度,一般取:ﻩ则两杆长度:ﻩ考虑到机器得整体高度,取,如图１—9所示为传动角最小时得机构位置简图,由此校核最小传动角,所以:ﻩ满足传力性能要求。

为了清扫压头与推杆下面得煤屑,在此设计一扫煤机构,使压头离开工作台时,扫煤杆在压头下面往复扫过,又不能与其它构件相碰撞、扫煤杆得长度要保证能在压头下面扫过,由总体高度来考虑,固定凸轮采用斜面形状,其上下方向得长度应大于滑梁得行程s,其左右方向得高度应能使扫屑刷满足扫除粉煤得活动范围、用作图法对此机构进行设计,如图１-10:应该满足关系式:ﻩ凸轮得转速应该与主体机构得运动周期相配合,由主体机构得转动比,原动机得转速为14４0ｒ／min,可计算出:ﻩ４.4在此设计中,工作盘得转位采用不完全齿轮机构传动、不完全齿轮得设计可参阅《机械原理课程设计指导》(由张永安主编、高等教育出版社出版)得1４8页表［11]、先将工作盘得静止位置按比例绘出,如图1—11(见后附图2)所示、因主体机构采用对心得曲柄滑块机构,则曲柄要通过Ⅲ、Ⅳ工位得模孔中心,因此不完全齿轮机构得主动齿轮得回转中心也应在曲柄得轴线上。

由于工作盘每次转动错误!未定义书签。

1／5周,则从动齿轮得齿数应该就是得五倍,取=１6,则:=１６.模数选取要保证从动齿轮齿根圆大于工作盘外径,本题取m=5、5、主体机构运动线图设计与分析如图所示为型煤机主体机构得运动简图,由封闭矢量图ﻩ可得适量方程为:错误!未定义书签。

ﻩ写出复数形式为ﻩ错误!未定义书签。

展开后得错误!未定义书签。

求得:ﻩ错误!未定义书签。

ﻩ将式子(２。

2)对时间求导,求得:错误!未定义书签。