冶金行业蜂窝煤

冶金行业蜂窝煤机械原理课程设计设计计算说明书设计题目：蜂窝煤成型机设计设计者：方海霖学号：20080061专业班级：机械工程及自动化专业07-5班指导教师：滕献银完成日期：2010年12月4日天津理工大学机械工程学院目录一设计题目1.1设计目的…………1精品文档放心下载1.2设计题目…………1精品文档放心下载1.3设计条件及设计要求……………2谢谢阅读二执行机构运动方案设计2.1功能分解与工艺动作分解………3谢谢阅读2.2方案选择与分析…………………3谢谢阅读2.3执行机构的形成…………………15感谢阅读2.4机构组合方案的确定……………17谢谢阅读2.5执行机构尺寸设计………………18感谢阅读2.6运动循环图………23谢谢阅读2.7机械系统方案设计运动简图……25谢谢阅读三传动系统方案设计3.1传动方案设计……………………26感谢阅读3.2电动机的选择……………………27精品文档放心下载3.3传动装置的总传动比和各级传动比分配………28精品文档放心下载3.4传动装置的运动和动力参数计算………………29感谢阅读四设计小结……………31精品文档放心下载五参考文献……………34感谢阅读一设计题目1.1设计目的谢谢阅读的实践性教学环节。感谢阅读知识，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(机构运动简精品文档放心下载图设计)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精品文档放心下载谢谢阅读谢谢阅读的设计方法的基本训练。1.2设计题目：蜂窝煤成型机感谢阅读该成型机工艺动作如图所示：图1蜂窝煤成型机设计原理示意图谢谢阅读谢谢阅读感谢阅读进入加压位置、成型后的模筒进入脱模位置、空的模筒进入加料位置。感谢阅读精品文档放心下载机构。1.3设计条件及设计要求工作机输入功率:2.8kw生产率:18块/min型煤尺寸：Φ×h=100mm×75mm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谢谢阅读工作条件：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%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)功能分解谢谢阅读脱模功能、扫屑功能、工作盘简间歇转动功能、输送功能。谢谢阅读2)工艺动作过程根据上述分析，工艺动作有以下六个动作：（1）加料：这一动作可利用煤粉的重力打开料斗自动加料；感谢阅读（2谢谢阅读型；（3感谢阅读筒。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；精品文档放心下载（5）工作盘间歇转动：以完成冲压、脱模和加料三个工位的转换；感谢阅读（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。谢谢阅读感谢阅读以用一个机构完成。2.2方案选择与分析一、冲压和脱模机构(上下移动)方案1方案2方案3方案4方案5方案6方案7方案8方案9方案10方案11方案12方案13方案14方案15方案16方案17方案18方案19方案20方案1至910至1213至16为齿轮齿精品文档放心下载条机构；方案17至20为组合机构。表1冲压机构部分运动方案定性分析连杆机构凸轮机构齿轮齿条机构运动速度高较高高行程大小取决于曲柄尺寸小可任意可调程度可调调节困难可调动力性能平衡困难取决于凸轮形状好简单性不太简单简单须摆动才能实现齿条往复移动机械效率一般一般较高承载能力高较低较高其他特性有急回特性可实现任意运动传动平稳规律结合表1可知，方案16至9感谢阅读谢谢阅读构传动准确、效率高、寿命长，但加工装配难；组合机构结构复杂。感谢阅读综上所述，初选方案1，方案9，方案17。二、工作盘间歇运动机构方案1槽轮机构方案2外啮合棘轮机构方案3摩擦式棘轮机构方案4外啮合不完全齿轮机构方案5不完全齿轮齿条机构方案6圆柱凸轮间歇运动机构方案12、3制造方便，感谢阅读转角准确，但易引起冲击磨损；方案4、5从动轮运动转角范围大但加工复杂，谢谢阅读6谢谢阅读调整困难。综合考虑，初选方案1，方案4，方案6。三、扫屑机构方案1附加滑块摇杆机构方案2固定凸轮移动滚子从动件机构方案3固定凸轮移动滑块从动件机构方案123各精品文档放心下载方面性能较好。扫屑机构以上三方案性能相差不大，均可待选。2.3执行运动机构的形成方案I:冲压机构为偏置曲柄滑块机构模筒转盘为槽轮机构扫屑机构为导杆-滑块机构适当选择冲压机构中A精品文档放心下载和工作段近于匀速的特性，并可使机构工作段压力角尽可能小。感谢阅读根据工位要求确定槽轮相关参数，可满足工作盘间歇转动。谢谢阅读导杆-滑块机构上下方向长度应大于滑梁行程，其左右高度应能使扫屑刷满感谢阅读足扫除粉煤活动范围。方案II:冲压机构为六杆机构模筒转盘为不完全齿轮机构扫屑机构为固附加滑块摇杆机构精品文档放心下载要求。谢谢阅读感谢阅读精品文档放心下载(见方案4图)精品文档放心下载从动轮游动，并起定位作用。谢谢阅读但运动尺寸较大。方案III:冲压机构为凸轮-连杆机构模筒转盘为圆柱凸轮间歇运动机构扫屑机构为固定凸轮移动从动件机构凸轮-连杆机构结构与前两个方案相比较为复杂，且凸轮部分磨损较大，连精品文档放心下载杆部分为多杆，为满足行程要求需占较大尺寸。圆柱凸轮间歇运动机构精度要求高，安装调整均有较大难度。精品文档放心下载精品文档放心下载较大，寿命短。2.4机构组合方案的确定I精品文档放心下载维护容易，操作方便。所以确定该方案是上述三个方案中最为合理的方案。感谢阅读2.5执行机构尺寸设计（1）偏置曲柄滑块机构计算已知滑梁行程S=300mm,行程速比系数k=1.5(θ=180°×(k-1)/(k+1)=180°×感谢阅读(1.5-1)/(1.5+1)=36°)。过C1N⊥C1C2。再过C2作∠C1C2M=90°-θ=54°,C1N和C2M交于P。精品文档放心下载最后以C2P为直径作圆，则此圆周上任意一点与C1、C2连线夹角均为θ=36°。感谢阅读在圆周上任取曲柄转动中心A2精品文档放心下载个位置AC1和AC2。则:AC1=B1C1-AB1AC2=AB2+B2C2解得：AB=（AC2-AC1/2=C2E/2（线段C2E可由以A为圆心，AC1为半径作弧与AC2精品文档放心下载交点E经测量得：AB=125mmBC=295mme=140mm已知生产率为18块/min。因为曲柄旋转一周，滑块完成一个冲压运动周期，生产1块蜂窝煤。感谢阅读所以曲柄转速为18r/min，即曲柄角速度为1.884rad/s。精品文档放心下载26°（而为了谢谢阅读保证良好的传力性能，通常应使最小传动角不小于40°谢谢阅读谢谢阅读滑块机构。改（1）对心曲柄滑块机构计算因为S=300mm，所以，曲柄长AB=S/2=150mm。取最小传动角为75°，即最大压力角为15°图解法如下：在水平线MN上任取一点A。以A为圆心，150mm为半径作圆，交MN于B1、B2两点。感谢阅读过A作AB⊥MN交圆A于B点。作∠ABC=75°，交MN于C点。测得BC=580mm,即为连杆长。在MN上截取B1C1=B2C2=BC,得滑块两极限位置C1、C2。感谢阅读以下为对心曲柄滑块机构运动分析及动态仿真图：（2）槽轮机构计算槽数z按工位要求本应选为5z增大，ktf增加，谢谢阅读不利于工作。所以为提高工作效率，希望减小k,即减小z(工位数不够，可在传感谢阅读)z=4谢谢阅读（减速齿轮传动必i=4/5槽轮每次转位时主动件转角2α=180°×（z-2）/z=180°×（4-2）/4=90°精品文档放心下载槽间角2β=360°/z=360°/4=90°精品文档放心下载动停比k=td/tt=(z-2)/(z+2)=(4-2)/(4+2)=1/3精品文档放心下载圆销数n=1由结构情况确定中心距a=300mm圆销半径r=30mm所以，主动件圆销中心半径R1=asinβ=300×sin45°≈212mm感谢阅读R1与a的比值λ=R1/a=212/300≈0.7精品文档放心下载槽轮外圆半径R2=[(acosβ)2+r2]1/2=[(300cos45°)2+302]1/2≈214mm槽轮槽深h≥a(λ+cosβ-1)+r=300×(0.7+cos45°-1)+30≈152.1mm谢谢阅读取h=153mm(3)导杆-滑块机构计算依据滑块的行程要求以及冲压机构的尺寸限制，选取扫屑机构尺寸如下：感谢阅读导杆铅垂方向高度H=375mm，倾角arctg(500/150)≈73°感谢阅读扫屑刷杆长L=550mm2.6根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图谢谢阅读精品文档放心下载感谢阅读精品文档放心下载置。表2和图2均表示冲压式蜂窝煤成型机三个执行机构的运动循环过程。感谢阅读感谢阅读感谢阅读半段完成。表2冲压式蜂窝煤成型机运动循环表主动件转角分配0°－180°180°－360°冲头和脱模盘机构工作行程回程主动件转角分配0°－90°90°－270°270°－360°精品文档放心下载模筒转盘机构工作行程停止工作行程扫屑刷机构扫屑运动回程扫屑运动图2蜂窝煤成型机运动循环图2.7机械系统方案设计运动简图精品文档放心下载块机构和分度槽轮机构，冲压机构的冲头驱动扫屑机构。三、传动系统方案设计3.1传动方案设计谢谢阅读统。除进行功率传递，使执行机构能克服阻力做功外，它还起着如下重要作用：感谢阅读谢谢阅读传动和较远距离传动。传动系统方案设计是机械系统方案设计的重要组成部分。谢谢阅读精品文档放心下载运动和动力条件及原动机的类型和性能参数，进行传动系统的方案设计。感谢阅读谢谢阅读感谢阅读率和传动精度。感谢阅读精品文档放心下载精品文档放心下载到各执行机构之间的传动系统的总体布置方案。机械系统的组成为：原动机→传动系统(装置)→工作机（执行机构）原动机：Y系列三相异步电动机；传动系统(机构)：常用的减速机构有谢谢阅读谢谢阅读感谢阅读精品文档放心下载再根据中心距及机械原理和机械设计的有关知识确定皮带轮的直径和齿轮的齿感谢阅读数。故传动系统由“V带传动+二级圆柱斜齿轮减速器”组成。感谢阅读原始数据：根据设计要求，已知工作机（执行机构原动件）主轴：谢谢阅读工作机输出功率：Pw=2.8(Kw)转速：nw=18（r/min）3.2电动机的选择1）选择电动机类型按已知工作要求和条件选用Y系列一般用途的全封闭自扇冷式笼型三相异步感谢阅读电动。2）选择电动机容量所需电动机的功率：Pd=PW/ηaηa----由电动机至工作轴的传动总效率ηa=η带×η轴承3×η齿轮2×η联查表可得：对于V带传动:η带=0.96对于8级精度的一般齿轮传动：η齿轮=0.97对于一对滚动轴承：η轴承=0.99对于弹性联轴器：η联轴器=0.99则ηa=η带×η轴承3×η齿轮2×η联=0.96×0.993×0.972×0.99=0.868∴Pd=PW/ηa=2.8/0.868=3.226KW精品文档放心下载查各种传动的合理传动比范围值得：V带传动常用传动比范围为i带=2～4，单级圆柱齿轮传动比范围为i齿感谢阅读=3～5，则电动机转速可选范围为nd=i带×i齿2×nW=(2～4)(3～5)2×nW=（18～100）×nW=(18～100)×18=324～1800r/min符合这一转速范围的同步转速有750r/min、1000r/min、1500谢谢阅读r/min3感谢阅读种传动比方案。表3方案电动机型号额定功率电动机转速/r/min电动机传动装置的传动比ped/kw同步满载质量/kg总传动比V带传动比齿轮传动1Y112M-44150014404348316精品文档放心下载2Y132M1-64100096073322.512.8精品文档放心下载3Y160M1-84750720118242.59.6谢谢阅读感谢阅读感谢阅读3中3谢谢阅读1精品文档放心下载的传动比较合适，所以选定电动机的型号为Y112M-4。精品文档放心下载Y112M-4电动机数据如下:额定功率：4Kw满载转速：n满=1440r/min同步转速：1500r/min3.3传动装置的总传动比和各级传动比分配1．传动装置的总传动比i总=n满/nW=1440/18=80谢谢阅读2．分配各级传动比2.2v带传动,为避免大带精品文档放心下载轮直径过大,取i12=2.8；则减速器的总传动比为i减=i总/2.8=80/2.8=28.5714谢谢阅读对于两级圆柱斜齿轮减速器,按两个大齿轮具有相近的浸油深度分配传精品文档放心下载动比,取ig=1.3idi减=ig×id=1.3id2=28.5714谢谢阅读i2d=28.5714/1.3=21.9780id=4.688ig=1.3id=1.3×4.688=6.0944注：ig-高速级齿轮传动比；id–低速级齿轮传动比；3.4传动装置的运动和动力参数计算计算各轴的转速：电机轴：n电=1440r/minⅠ轴nⅠ=n电/i带=1440/2.8=514.29r/min精品文档放心下载Ⅱ轴nⅡ=nⅠ/ig=514.29/6.0944=84.387r/min感谢阅读Ⅲ轴nⅢ=nⅡ/id=84.387/4.688=18r/min精品文档放心下载计算各轴的输入和输出功率：Ⅰ轴：输入功率PⅠi=Pdη带=3.226×0.96=3.097kw精品文档放心下载输出功率PⅠo=3.097η轴承=3.097×0.99=3.066kw谢谢阅读Ⅱ轴：输入功率PⅡi=3.066×η齿轮=3.066×0.97=2.974kw谢谢阅读输出功率PⅡo=2.974×η轴承=2.974×0.99=2.944kw精品文档放心下载Ⅲ轴输入功率PⅢi=2.944×η齿轮=2.944×0.97=2.856kw精品文档放心下载输出功率PⅢo=2.856×η轴承=2.856×0.99=2.827kw精品文档放心下载计算各轴的输入和输出转矩：电动机的输出转矩Td=9.55×106×Pd/n电=9.55×106×3.226/1440精品文档放心下载=21.4×103N·mmⅠ轴：输入转矩TⅠi=9.55×106×PⅠi/nⅠ=9.55×106×3.097/514.29精品文档放心下载=57.5×103N·mm输出转矩TⅠo=9.55×106×PⅠo/nⅠ=9.55×106×3.066/514.29精品文档放心下载=56.9×103N·mmⅡ轴：输入转矩TⅡi=9.55×106×PⅡi/nⅡ=9.55×106×2.974/84.387谢谢阅读=336.6×103N·mm输出转矩TⅡo=9.55×106×PⅡo/nⅡ=9.55×106×2.944/84.387感谢阅读=333.2×103N·mmⅢ轴输入转矩TⅢi=9.55×106×PⅢi/nⅢ=9.55×106×2.856/18谢谢阅读=1515.3×103N·mm输出转矩TⅢo=9.55×106×PⅢo/nⅢ=9.55×106×2.827/18感谢阅读=1499.9×103N·mm将运动和动力参数计算结果进行整理并列于表4如下：谢谢阅读轴名功率p/kw转矩T(N·mm)输入输出输入输出转速n/r·min-1传动比i电机轴—3.226—21.4×1031440感谢阅读2.8Ⅰ轴3.0973.06657.5×10356.9×103514.29谢谢阅读6.0944333.2×Ⅱ轴2.9742.944336.6×10384.387精品文档放心下载1034.6881515.3×1499.9×Ⅲ轴2.8562.82718103103四、设计小结这次机械原理课程设计，我拿到的题目是蜂窝煤成型机的设计。精品文档放心下载本次设计旨在培养我们进行机械系统运动方案创新设计能力和应用现代先精品文档放心下载精品文档放心下载谢谢阅读精品文档放心下载精品文档放心下载析和解决实际生活中遇到的各种问题。精品文档放心下载精品文档放心下载感谢阅读谢谢阅读凸轮机构，齿轮机构，间歇运动机构和组合机构。并自学了下篇-机械系统方案精品文档放心下载设计的内容。熟悉了相关机构的设计方法，初步拟定了设计计划。谢谢阅读谢谢阅读谢谢阅读感谢阅读算时，如何运用已知条件：生产率为18块/min……针对这些问题，我通过请教精品文档放心下载感谢阅读精品文档放心下载的计算公式，我去图书馆借阅了《间歇运动机构设计与应用创新》等相关书籍，精品文档放心下载精品文档放心下载感谢阅读通过学习和实践解决了，过程中和同学间讨论也帮助我学习了不少经验和知识。感谢阅读谢谢阅读谢谢阅读感谢阅读谢谢阅读把理论与实践运用结合了起来，达到了学以致用的目的。谢谢阅读精品文档放心下载精品文档放心下载精品文档放心下载一下自己，为以后的机械设计课程设计及大四的毕业设计