冲压式蜂窝煤成型机机构

1、冲压式蜂窝煤成型机机构机械原理课程设计题目：冲压式蜂窝煤成型机机构学校：洛阳理工学院系不：机电工程系专业：运算机辅助设计与制造班级：Z080314设计者：范迎飞(组长)指导教师：张旦闻2009-12-20星期日课程设计评语机电工程系运算机辅助设计与制造专业课程名称：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小组成员：范迎飞(Z08031424)芦小冬(Z08031435)刘振亚(Z08031422)指导教师评语:指导教师：张旦闻年月日1、产品简介42、工作原理43、机器的运动方案的分析与选择3.1、 设计差不多要求53.2、 原动机的选择53.3、 主传动运动方案分析63.4、

2、扫屑机构运动方案分析84、机构系统的运动尺寸设计4.1、 传动机构的运动尺寸设计94.2、 主体机构的运动尺寸设计124.3、 扫煤机构的运动尺寸设计124.4、 工作盘转动机构的运动尺寸设计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、机械设计课程是培养学生具有机械基础知识及机械创新能力的技术基础课。在机械类各专业中教学打确实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的作用，是学习专业课程和从事机械产品设计的必备预备。本设计题目是蜂窝煤成型机构，设计的最初方法来源于自己以往的亲身经历。以往的许多制造煤块的机构存在着许多避之不及

3、的缺陷，即有些机构制造出的煤块不够敦实，放干后有一些裂纹；有些机构造出的煤块经常显现孔内坍塌现象；有些机构在工作是会显现许多不能及时清理的煤屑，造成工作环境的相对恶劣，等等。本设计的产生不仅克服了许多造煤块机构难以克服的缺陷，还在机械传动的能耗以及电动机选择上做了优化，专门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的可行性与合理性，选择了两种运动方案：一是机构拥有了带传动结构简单、传动平稳、具有过载爱护作用，梢轮机构结构简单，工作可靠等特性，二是有了齿轮传动结构紧密，寿命长，效率高等优点。本设计的许多地点牵涉到了机械传动以及齿轮传动的知识，进一步验证和细化了专业理论知识，是我

4、们对本专业的进展方向有了更清晰的认识。另外，本机构安全、有用的思想设计而出，市场前景宽敞，适用范畴比较广泛，既能够用于大中型公司或企业批量生产，又可用于小型部门的连续生产，造出的煤块专门大程度上的得到了市场和宽敞用户的确信。2、工作原理利用带冲针6的冲头4往复运动，将位于工作盘2模孔中的混合料压实成型。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的弹簧力将型煤压实。为了提升生产率，将机器作成多工位的，把上料、成型、卸煤等工序集中在一台机器上连续完成。机器执行构件的运动图如图1-1所示。滑块1上装有冲孔压实压头4和卸煤推杆5,作往复直线运动（A1）;工作盘2上

5、有五个模孔，I为上料工位，田为成型工位，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）;将型煤运出的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，作清除煤屑的扫煤运动（A5）。A1的运动参数取决于生产率，取口72r/min。考虑到料煤高度与型煤高度之比（压缩比）为2:1,工作盘高H2h150mm。为使工作盘转位速度不致太高，取压头在工作盘内和工作盘外的位移相等，即冲头的行程为H12h300mm。A2运动应与A1和谐配合，工作盘转位时，压头必须在工作盘外，其运动参数n2口72r/min其运动系数r应小于0.5。综合考虑各运动的关系，暂取工作盘转

6、位时的运动系数r=160/360=0.444A3的运动参数参考现有机器取n3=120r/min。A4运动的传送带速度要保证前一块煤运走后，后一块煤才能卸落在传送带上。设煤块的间距为24）=0.2m,则传送带速度为n0.2720.2Va0.24m/s6060阻力曲线见图1-2,Frmax=5000N。图1-2生产阻力曲线A5运动为平面复杂运动，要保证冲头往复运动一次，扫煤杆在冲头下往复扫过一次，且不与其他构件相碰（具体要求见主体机构设计部分）。由于型煤是利用弹簧压实，故生产阻力Fr与弹簧压缩量成正比，生产3、机器的运动方案分析及选择3、1设计差不多要求100(mm)75(mm)生设计蜂窝煤成型机

7、构，型煤尺寸为冲产率为每分钟72个；冲压成型时的生产阻力达到50000N;为改善蜂窝煤成型机的质量，期望在冲压后有一短暂的保压时刻；由于冲头要产生较大压力，期望冲压机构具有增力功能，以增大有效力作用，减小原动机的功率。3、2原动机的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A可考虑直截了当用滑块做主运动，以保证运动和谐配合。由于采纳集中驱动，有电动机到A1原动件的主传动链总传动比为：n电14401-120器执行构件的运动图n172再考虑到同类机器的参数，在此选用异声电的平西区动，耳片n电1440r/min3、3主传动运动方案分析及选择HEEEJMr%一运动分支和将连续回物用传动链口

8、呼级减强-A/互动变换为往复直线运动的功能，即可向主运动链的功能框图1-3然后再按照其悭丸网勾件,运动形式和运动手淬的内小。确定所需的功能元，画脸也4的功能框图一区Df7图1-3传动链的功能框如此取出功能框图中几种要紧功能元，然后选择功能载体，即可得到表1所示：表1型煤及形状学矩阵带传动机构链传动机构齿轮传动机构In带传动机构链传动机构齿轮传动机构曲柄滑块机构移动从动件凸轮机构四杆机构槽轮机构不完全齿轮机构棘轮机构-带传动机构齿轮齿条机构螺旋机构综合以上分析，结合要紧的运动类型，我们制定了两种方案,下面就让我们对两种方案作一详细的分析：方案I:主传动采纳带传动和链传动，主题机构采纳曲柄滑块机构

9、，辅助转位机构采纳梢轮机构，传送装置采纳传送带。装配简图如图1-4所示，列出了机构的要紧构件。o411方案n：主传动深纳其它机构，但在动）俳z因此不方案ii全齿轮机构7勾尽管能够采J四机构减速，丁癖树潸块机构较次机构简单、合理,曲柄漫快机构，辅助转位机构采纳不完LI,各机构的装配简图如图1-5。IC1）、绘制传动方案简图结合功能框图的传动路线，考虑到机构和轴线的配置以及一些其他功能，即可绘出机器的两种运动方案图。2）、方案I、方案n的分析比较这两种方案区不在于主传动机构和辅助转位机构不同。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）的第一章的表1-2、表1-3可知，方案I带传动结构

10、简单，传动平稳，具有过载爱护作用.链传动传递功率较大，然而它们的外廓尺寸大，在振动冲击载荷作用下，链传动寿命较短。梢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，但梢轮在工作盘上不大图1-4方案I好布置，因此空间较大。方案II采纳齿轮传动，结构紧凑，寿命长，效率高，可采纳标准减速器、大齿轮即为曲柄，便于平稳，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，设计运算较复杂,但动停比不受结构限制，尺寸较紧滂，便于砧置。按照以上简单分卤1-5万案n析，初步决定采纳方案II作为机器的运动方案。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

11、齿轮机构、扫屑机构为附加滑块摇杆机构。方案H:冲压机构为对心曲柄滑块机构、模筒转盘为梢轮机构、扫屑机构为固定凸轮移动从动件机构最后两个方案我们能够用模糊综合评判方法来进行”估彳户乃最定方案丑为冲压式蜂窝煤成型机的扫屑机构的运动三'案4、机构系绳乳尺不EquationChapter1主传动机构的干“前小后大”的反1Section14.1、传动机修J'R黄0；采纳两冲出W船匕i总，=2i2=4x5,贝1Jz4H劭比分i1miZI2zLZ3知：则电动机因此我:Z6包ZZ463向运朗平面相H垂直,主体机构的主动件（曲柄）和辅助军Z3可构的二三动件（不完全齿轮）的轴线相互垂直，因22=1

12、10此，配置了回期邸轮传动z9、Z10，如图1-8所不。,n1=72r/mm图1-7一级减速机构图1-8主传动机构考虑到主体机构与辅助机构应同步，固取Z9=Z10=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,V460则带轮转速：0.2460”,23r/mm0.2运动有曲柄轴通过齿轮机构传来，则:ii4n4即取z1123z12乙1图1-6主体机构的传动简图图1-7二级减速机构Zi2724.2、 主体机构的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，采纳对心的曲柄滑块机构作为主体机构，则曲柄长度：Hir1150mm2为了使机构力学性能较好，使滑块运动速

13、度波动较小，又考虑到机器的整体高度，一样取：r11rl46则两杆半度46r4-6150600-900mm考虑到机器的整体高度，取l800mm,如图1-9所示为传动角最小时的机构位置简图，由此校核最小传动角，因此：1 rrmincos1-79.340-50满足传力性能要求。4.3、 扫煤机构的运动尺寸设计为了清扫压头和推杆下面的煤屑，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。扫煤杆的长度要保证能在压头下面扫过，由总体高度来考虑，固定凸轮采纳斜面形状，其上下方向的长度应大于滑梁的行程s,其左右方向的高度应能使扫屑刷满足扫除粉煤的活动范畴。用作图法对此

14、机构进行设计，如图1-10：Hmin、Hmax应该满足关系式：HmaxHmin。煤75mm凸轮的转速应该与主体机构的运动周期相配合，由主体机构的Hmax转动比J2Q1440r/mivv1T¥Ifn电1440nj轮“i2072r/min4.4、工作盘转位机构的运动尺寸的设计在此设计中，工作盘的转位采纳不完全齿轮机构传动。不完全齿轮的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)的148页表11。先将工作盘的静止位置按比例绘图1-10出，如图1-11(见后附图2)所示。因主体机构采纳对心的曲柄滑块机构，则曲柄要通过田、IV工位的模孔中心，因此不完全齿轮机构的主动齿轮的

15、回转中心。1也应在曲柄的轴线上。由于工作盘每次转动EquationSection(Next)1/5周，则从动齿轮的齿数应该是Z2的五倍，取Z2=16，则：Z2=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的运动简图，由封闭矢量图oAo可得适量方程为：(2.(1) 1il2Xo写出复数形式为(2.2)出012Xo展开后”cos。112cos。2xo(2.(3) 11sin0112sin020求得：(2.4)xo11cos312cos与将式子(2.2)对时亥蚌:恳求得:11%sin(脑储)(2.5)vo将式子(22.4)co

16、s02a。Mcos/寸耳埋,2求得:2cos02由以上式子可求出各个位置的速度、加速度及o的位移的值,按照各个点的速度、加遢度12位挪雁手蟠翊能留法即可作出滑块的速度、加速度、位移的线图，如图1-12所示。6、机器运动简图按照以上设计分析及有关的数值运算，得到图1-13所示的机器简图：由于传送装置位于视野之外，在此并未画出其简图，仅仅作出了冲压式蜂窝煤的主体机构简图。图1-13主体机构简图7、感想通过这一星期的机械课程设计，我们感触良多，这次课程设计让我看到了自己的不足之处，也让我体会到了课程设计的乐趣和意义。理论联系实际这一重要思想，在那个地点体现得淋漓尽致。我们现在最缺乏的确实是实际工作体

17、会，而理论联系实践并不像我们想象的那么简单，他需要坚实的理论基础和实际工作体会。坚实的理论基础决定了我必须坚持学习新的知识新的理论，完善了自己的知识结构，才能在以后的实际中轻松面对，才能设计出更好的更有益于人们生活与工作的机械，才能跟上时代的步伐，不被剔除。严谨和细心是做机械设计的必要态度，要想做好一件事，就必须一丝不苟、态度认真。俗语讲：“失之毫厘，谬之千里。”在机械设计上专门应该注意。在以后的工作中，你的专门小的一个疏忽将会造成一个公司专门大的缺失，甚至给用户带去生命危险，而自己也会为自己的不负责任行为付出代价。因此要顺利的完成一项设计，团队合作是必不可少的，大伙儿相互交流意见，分工合作，取长补短，共同努力。在这次课程设计中，困难不可幸免，但我们团结合作，永不言弃，始终相信方法总比困难多。困难是我们前进的动力，不经历风