蜂窩煤成型機(jī)__課程設(shè)計(jì)__畢業(yè)設(shè)計(jì)m

1、1 前 言1.1 課題來(lái)源 山西日?qǐng)?bào)一則名為山西建資源集約型農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的訊息報(bào)道，該省是能源重化工基地，充足的能源有力支撐了整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。但在能源生產(chǎn)和消費(fèi)中也存在不少問(wèn)題，特別在農(nóng)村更為突出。表現(xiàn)為煤炭生產(chǎn)、利用、消費(fèi)方式落后，技術(shù)水平低，設(shè)備陳舊，資源浪費(fèi)嚴(yán)重；富煤區(qū)生產(chǎn)、生活能耗高、浪費(fèi)大，引發(fā)環(huán)境污染；缺煤山區(qū)過(guò)度開(kāi)發(fā)利用薪柴，樹(shù)木、植被和生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重，加劇了水土流失；缺煤平川區(qū)過(guò)量消費(fèi)農(nóng)作物秸稈，影響了秸稈還田，土壤有機(jī)質(zhì)下降；以煤、石油、天然氣等為原料生產(chǎn)的化肥、農(nóng)藥、塑料薄膜等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料的不科學(xué)使用或過(guò)量使用，也間接浪費(fèi)了大量能源。這種建立在能源大量消耗和浪費(fèi)基礎(chǔ)之

2、上、以粗放經(jīng)營(yíng)為特征的農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)新形勢(shì)發(fā)展的需要。因此，必須加強(qiáng)全社會(huì)特別是農(nóng)村的能源消費(fèi)管理，搞好節(jié)能工作，提高能源利用率，建立資源集約型農(nóng)村經(jīng)濟(jì)。煤炭是該省城鎮(zhèn)、農(nóng)村工業(yè)生產(chǎn)和生活能源的主體，在民用能源消費(fèi)中占80以上。長(zhǎng)期以來(lái)，由于燃燒方式落后，至今許多城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村仍采用散燒原煤，熱能利用率低，能源浪費(fèi)過(guò)多，而且造成環(huán)境污染，被稱為“煤老虎”。改變這種狀況的有效措施之一就是積極發(fā)展燃用型煤。實(shí)踐證明，在城鎮(zhèn)、農(nóng)村推廣蜂窩煤（通常又稱煤餅，在圓柱形餅狀煤中沖出若干通孔）、煤球，尤其是效益較高的上點(diǎn)火蜂窩煤，可使熱能利用率由原來(lái)的10左右提高到30至50，一氧化碳減少70至80，二

3、氧化硫減少40（加固硫劑），煙塵和三、四苯并芘（a）等有害物成分減少90，是節(jié)約能源、改善環(huán)境的有效措施之一。 中國(guó)有9億農(nóng)民，在農(nóng)村廣闊的天地和城鎮(zhèn)很多經(jīng)濟(jì)不太寬裕的人都在使用蜂窩煤，幾乎每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)都有蜂窩煤廠，有的鄉(xiāng)鎮(zhèn)還有幾個(gè)廠。究其原因是蜂窩煤造價(jià)低、生產(chǎn)容易、比散煤使用方便，因而多年暢銷不衰。但去年以來(lái)，煤炭?jī)r(jià)格高漲，蜂窩煤成本售價(jià)相應(yīng)提高，很多老百姓感到難以承受。如何降低蜂窩煤的成本，成為當(dāng)務(wù)之急。目前，轉(zhuǎn)讓高效節(jié)能蜂窩煤技術(shù)的人很多，魚目混珠，真?zhèn)坞y辯。技術(shù)費(fèi)從幾百元到一萬(wàn)元。也有很多人否定該技術(shù)，特別是一些技術(shù)不成熟的公司或個(gè)人，查了專利網(wǎng)上的信息或者買來(lái)一個(gè)配方，到處轉(zhuǎn)讓，擾亂市

4、場(chǎng) ，使很多人上當(dāng)受騙。其實(shí)，節(jié)能蜂窩煤并不神秘。但是，沒(méi)有經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐的人，是無(wú)法轉(zhuǎn)讓技術(shù)的。因?yàn)楦鞯孛旱陌l(fā)熱量、含硫 量、揮發(fā)分、結(jié)焦性、灰熔點(diǎn)、密度、耐火性等都不一樣，不長(zhǎng)期實(shí)踐，用一個(gè)或者兩個(gè)配方很難有理想的效果。因此，盲目從配方上面降低蜂窩煤的成本難度很大；但是，對(duì)目前我國(guó)城鎮(zhèn)蜂窩煤生產(chǎn)廠的主要生產(chǎn)設(shè)備-蜂窩煤成型機(jī)的結(jié)構(gòu)分析中，我們找到了捷徑。1.2 目的意義本設(shè)計(jì)是為了解決現(xiàn)有蜂窩煤機(jī)存在的技術(shù)問(wèn)題（壓緊后再?zèng)_孔），提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、制造成本低、生產(chǎn)效率高、使用壽命長(zhǎng)、操作簡(jiǎn)單和易損件少的一種新型的蜂窩煤成型機(jī)。同時(shí)提高綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論、生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)的能力，掌握產(chǎn)

5、品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的方法和步驟，提高查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)和資料的能力，熟悉機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。1.3 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀及水平目前，市場(chǎng)上的蜂窩煤成型機(jī)多采用上置式?jīng)_頭如圖1.1，見(jiàn)表1.1所示：蜂 窩 煤 機(jī) 械BFB140-II型BFB140-III型BFB220型FB160型圖1.1 市場(chǎng)上的蜂窩煤成型機(jī)表1.1 市場(chǎng)上的蜂窩煤成型機(jī)基本參數(shù)主 要 技 術(shù) 參 數(shù)BFB140-II III型BFB160-II型BFB220-II型FB160型FB140型圓成煤規(guī)格直經(jīng)×高任意選擇方 煤100×100×80120×120×80-90150×150&#

6、215;90100(80-100)方 煤產(chǎn) 量38-40塊/分40-45塊/分18-22塊/分50塊/分產(chǎn) 量滑梁行 程300-360mm電機(jī)功 率7.5kw7.5-10kw11kw7.5kw質(zhì) 量1500kg1800kg2500kg3600kg2200kg1800kg外 型 尺 寸1845×1250×19001930×1450×19001950×1500×20003200×1285×18601500×1200這種上置式?jīng)_頭煤成型機(jī)在實(shí)際操作過(guò)程中，將煤粉壓緊后再?zèng)_孔，從而造成機(jī)體笨重造價(jià)高、且能源消耗大

7、、易損件多,難以響應(yīng)建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的號(hào)召。中國(guó)工業(yè)新聞（CHINA INDUSTRY NEWS）中的機(jī)械周刊中名為蜂窩煤機(jī)業(yè)觸底未見(jiàn)反彈的報(bào)道，很敏銳的指出了蜂窩煤機(jī)業(yè)的國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀，現(xiàn)將內(nèi)容摘錄如下：“80%的工人離開(kāi)了工作崗位，今年上半年才銷售了100多臺(tái)蜂窩煤機(jī)。”9月10日，湖南省武岡市委宣傳部的夏建敏這樣向記者介紹該市的蜂窩煤機(jī)廠。在廠辦，一位姓唐的主任對(duì)記者說(shuō)，由于受市場(chǎng)飽和、農(nóng)村市場(chǎng)購(gòu)買力下降、煤炭?jī)r(jià)格上漲等因素的影響，包括武岡煤機(jī)在內(nèi)的全國(guó)50多家蜂窩煤機(jī)生產(chǎn)廠家效益從2003年起就開(kāi)始了大幅下滑。蜂窩煤機(jī)行業(yè)真的是山窮水盡了嗎？煤機(jī)之爭(zhēng)武岡市蜂窩煤機(jī)制造廠是一個(gè)擁有50年生產(chǎn)歷史

8、的企業(yè)，憑借蜂窩煤機(jī)的專利技術(shù)，她一度創(chuàng)造了鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的輝煌，先后被評(píng)為全國(guó)煤礦機(jī)械重點(diǎn)企業(yè)、湖南省經(jīng)濟(jì)活力百?gòu)?qiáng)企業(yè)，并獲得了湖南省著名品牌、國(guó)家金獎(jiǎng)。在其鼎盛時(shí)期，武岡煤機(jī)和四川宜賓、河南鞏縣的兩家蜂窩煤機(jī)生產(chǎn)企業(yè)并稱為全國(guó)行業(yè)三強(qiáng)，在全國(guó)各地設(shè)有銷售網(wǎng)點(diǎn)，產(chǎn)品市場(chǎng)占有率一度達(dá)到25%。1998年，在已掌握蜂窩煤機(jī)制造技術(shù)并擁有一定客戶資源的情況下，曾為武岡煤機(jī)銷售產(chǎn)品的張某，在離武岡市20公里的洞口縣高沙鎮(zhèn)創(chuàng)辦了湘南煤機(jī)廠，與武岡蜂窩煤機(jī)廠擺起了擂臺(tái)。從此，兩家企業(yè)明爭(zhēng)暗斗，擺開(kāi)了陣式。武岡煤機(jī)打出了"購(gòu)買煤機(jī)莫上當(dāng)，金獎(jiǎng)名牌在武岡"的牌子，湘南煤機(jī)則喊出了煤機(jī)還是湘南好

9、的口號(hào)，兩家企業(yè)都宣稱自己廠里生產(chǎn)的媒機(jī)質(zhì)量最好、產(chǎn)品最正宗。然而，競(jìng)爭(zhēng)歸競(jìng)爭(zhēng)，在2003年前，這兩家企業(yè)都獲得了不錯(cuò)的效益。湘南煤機(jī)迅速地完成了原始資本的積累，并從最初的100多萬(wàn)元發(fā)展為擁有1000多萬(wàn)元總資產(chǎn)的民營(yíng)企業(yè)。武岡煤機(jī)工人們的收入也日益看漲，他們的月平均工資一直都在1000元以上。陷入困境：現(xiàn)在的武岡煤機(jī)，大量的產(chǎn)品堆積在廠房里，來(lái)進(jìn)貨的車輛已經(jīng)屈指可數(shù)了。由于效益不行，在車間上班的工人已寥寥無(wú)幾，就連開(kāi)大門的門衛(wèi)都顯得懶洋洋的，精神萎靡不振。雖然從墻上的榮譽(yù)匾牌、豪氣逼人的標(biāo)語(yǔ)中還可依稀看到這家廠曾經(jīng)的輝煌，但現(xiàn)在似乎已到了垂暮之年，給人一種死氣沉沉的印象。"現(xiàn)在只

10、有煤機(jī)配件還有一定市場(chǎng)，市里的工作組已進(jìn)駐廠里。"唐主任焦慮地對(duì)記者說(shuō)。離開(kāi)武岡，記者來(lái)到湘南煤機(jī)采訪。這里的情況顯然要比武岡煤機(jī)好一些。由于是私營(yíng)企業(yè)，機(jī)制靈活，反映也比國(guó)營(yíng)企業(yè)快，在2003年上半年，就敏銳地察覺(jué)到了市場(chǎng)上煤機(jī)銷量走下坡路的變化。湘南煤機(jī)在限量生產(chǎn)煤機(jī)的同時(shí)，也在籌劃著轉(zhuǎn)產(chǎn)事宜，投入巨資興建了水輪機(jī)生產(chǎn)線，生產(chǎn)單機(jī)容量1250千瓦的水輪發(fā)電機(jī)。"我是什么賺錢就生產(chǎn)什么，決不會(huì)像他們那樣死耗著。"張某對(duì)記者說(shuō)，今年他還準(zhǔn)備投入200萬(wàn)元，擴(kuò)大水輪機(jī)的生產(chǎn)能力。路在何方？和上述兩家企業(yè)的情況大同小異的是，目前全國(guó)其它煤機(jī)生產(chǎn)企業(yè)也大都面臨著關(guān)門或轉(zhuǎn)

11、產(chǎn)的生死抉擇。蜂窩煤機(jī)業(yè)路在何方？不管是生產(chǎn)廠家，還是行業(yè)專家，大家都在思考著同一個(gè)問(wèn)題。隨著城市居民使用液化氣、天然氣等氣體燃料的普及，煤機(jī)行業(yè)在城市的市場(chǎng)將逐步地喪失殆盡。專家認(rèn)為，煤機(jī)行業(yè)要想盡快從低谷中走出，一方面要在行業(yè)內(nèi)進(jìn)行有效的資源整合和必要的技術(shù)更新，有效降低產(chǎn)品成本；一方面要下大力氣開(kāi)拓農(nóng)村市場(chǎng)，農(nóng)村是一個(gè)廣闊的天地，煤機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的銷售網(wǎng)絡(luò)要以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為中心向周邊村莊輻射。另外，業(yè)內(nèi)專家告訴記者，隔行如隔山，企業(yè)轉(zhuǎn)產(chǎn)一定要謹(jǐn)慎。在原有產(chǎn)品已無(wú)生命力的情況下，企業(yè)要根據(jù)自身特點(diǎn)，利用原有的優(yōu)勢(shì)資源，選擇適合自己發(fā)展的新產(chǎn)業(yè)，在選擇新項(xiàng)目的同時(shí)要立足長(zhǎng)遠(yuǎn)，做企業(yè)不能靠投機(jī)，打一槍換一

12、個(gè)地方。由此可見(jiàn)，目前國(guó)內(nèi)煤機(jī)生產(chǎn)企業(yè)大都面臨著關(guān)門或轉(zhuǎn)產(chǎn)的生死抉擇,為響應(yīng)建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的號(hào)召，技術(shù)更新勢(shì)在必行。2 現(xiàn)有蜂窩煤機(jī)的性能分析2.1 蜂窩煤機(jī)規(guī)格型號(hào)說(shuō)明上圖為蜂窩煤機(jī)的外觀圖，現(xiàn)有的蜂窩煤機(jī)外觀大致相同。2.1.2 適應(yīng)范圍140型、160型蜂窩煤機(jī)是一種成型加工機(jī)器，裝配不同的模具則能加工符合該技術(shù)性能的不同規(guī)格的多種型煤。2.1.3 基本技術(shù)參數(shù) 表2.1 基本技術(shù)參數(shù)表項(xiàng)目單位指標(biāo)LFM140LMF160生產(chǎn)能力快/min40423739配用功率KWY132S45Y132M47.5高速軸轉(zhuǎn)速n/min226205低速軸轉(zhuǎn)速n/min4238滑梁行程Mm280310配用V

13、型帶根V型帶B性型2800×3V型帶B型2800×3成型壓力Kg8/m35003500 表2.2 基本技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)LFM140型140mm以下各種圓形蜂窩煤LFM160型160mm以下各種蜂窩煤100×100方煤蜂窩孔數(shù)19孔、16孔、12孔、9或梅花型等蜂窩煤厚度7080±2mm蜂窩煤靜壓力6590Kg 貪水率應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐拿嘿|(zhì)，原料配比，煤末粒度經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)確定含水率。2.2 現(xiàn)有蜂窩煤機(jī)工作原理2.2.1 工藝要求 為了實(shí)現(xiàn)蜂窩煤機(jī)沖壓成型，沖壓式蜂窩煤機(jī)成型機(jī)必須完成以下幾個(gè)動(dòng)作：（1）煤粉加料；（2）沖頭將蜂窩煤壓制成型；（3）清除沖頭和出煤

14、盤的積屑的掃屑運(yùn)動(dòng)；（4）將在模筒內(nèi)的沖壓后的蜂窩煤脫模；（5）將沖壓成型的蜂窩煤輸送裝箱。2.2.2 工藝動(dòng)作分解 根據(jù)上述分析，沖壓式蜂窩煤機(jī)成型機(jī)完成的工藝動(dòng)作有以下六個(gè)動(dòng)作：（1）加料：這一動(dòng)作利用煤粉的重力自動(dòng)加料；（2）沖壓成型：沖頭上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在沖頭行程的四分之三進(jìn)行沖壓成型；（3）脫模：在彈簧回復(fù)力的作用下使已沖壓成型的煤餅脫離模筒。一般可以將它（4）掃屑：在滑塊回程過(guò)程中完成；（5）模筒轉(zhuǎn)模間歇運(yùn)動(dòng):以完成沖壓脫模和加料兩個(gè)工位的轉(zhuǎn)換；（6）輸送：由輸送帶完成。 以上六個(gè)動(dòng)作，加料、輸送和掃屑機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，暫時(shí)不予考慮，因此，對(duì)現(xiàn)有沖壓式蜂窩煤機(jī)成型機(jī)運(yùn)動(dòng)方案的分析，重點(diǎn)在

15、對(duì)整體運(yùn)動(dòng)原理、沖壓方式、脫模機(jī)構(gòu)和模筒的新型設(shè)計(jì)這幾個(gè)項(xiàng)目的選型和設(shè)計(jì)問(wèn)題分析。2.2.3 現(xiàn)有蜂窩煤機(jī)的構(gòu)造和原理 （1）蜂窩煤機(jī)的構(gòu)造：機(jī)架、傳動(dòng)、拔轉(zhuǎn)與攪拌、五孔盤、滑梁、沖頭、清污、料筒、輸送等九部分組成,機(jī)架部分由機(jī)體、立柱、頂蓋、撐桿等部件構(gòu)成.（2）工作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程 傳動(dòng)示意圖如圖2.2所示:圖2.21-電機(jī)、2-傳輸帶、3-減速器輸入軸、4-安全裝置、5-減速器、6-飛輪、7-主軸、8-增力機(jī)構(gòu)齒輪軸、9-滑柱、10-U型托桿、11-沖頭、12-滑塊、13-漏斗、14-機(jī)架、15-導(dǎo)軌、16-模筒、17-增力機(jī)構(gòu)擺桿、18-增力機(jī)構(gòu)小滑塊、19-機(jī)架、20-間歇運(yùn)動(dòng)齒輪

16、軸、21-不完全齒輪、22-減速器輸出軸、23-輸送帶、24-機(jī)座電動(dòng)機(jī)經(jīng)三角皮帶將運(yùn)動(dòng)傳至大皮帶輪,經(jīng)過(guò)兩極齒輪減速后,將運(yùn)動(dòng)傳遞給軸,通過(guò)拐軸,連桿推動(dòng)滑梁往復(fù)運(yùn)動(dòng)。軸將運(yùn)動(dòng)傳遞給軸的同時(shí)，帶動(dòng)分度機(jī)構(gòu)；軸將運(yùn)動(dòng)傳遞給增力機(jī)構(gòu)的同時(shí)，帶動(dòng)運(yùn)輸機(jī)運(yùn)動(dòng)。分述如下：沖壓運(yùn)動(dòng) 由軸，拐軸5、連桿6、滑梁13、推煤頭、沖頭組成.其工作原理是:軸兩端裝由拐軸,經(jīng)過(guò)連桿與滑梁組成曲柄機(jī)構(gòu)。軸旋轉(zhuǎn)，經(jīng)拐軸推動(dòng)連桿，使裝有推煤頭，沖頭的滑梁在機(jī)座上的立柱間做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)沖壓運(yùn)動(dòng)，其工作過(guò)程如下：分度完畢，轉(zhuǎn)盤定位；此時(shí)，滑梁連同推煤頭，沖頭向下運(yùn)動(dòng)到距離 模筒上平面5875mm。滑梁繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，沖頭

17、在第二個(gè)工位上將煤料沖孔和壓實(shí)；推煤頭在第三工位上將第一工作循環(huán)中以成型的蜂窩煤推落到輸送機(jī)上。沖壓運(yùn)動(dòng)完畢，沖頭隨滑梁上升，沖頭底在彈簧的張力下壓住煤餅，沖針從煤餅孔中拔出。分度機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)及分度機(jī)構(gòu)完成。轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)的間歇分度運(yùn)動(dòng)通過(guò)軸上的蝸桿和立柱上的渦輪齒合獲得動(dòng)力，并將軸在水平內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)榱⑤S在垂直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)。立柱轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，裝在立軸上的非完全齒輪帶懂轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)做間歇分度運(yùn)動(dòng)。其工作過(guò)程是：滑梁向上運(yùn)動(dòng)，沖頭下平面離開(kāi)轉(zhuǎn)盤上平面525mm時(shí)，裝在立軸上的輪殼外弧以轉(zhuǎn)到定位內(nèi)弧中心，扇形齒輪上的首齒（代緩沖撞塊）與裝在轉(zhuǎn)盤齒輪上的緩沖碰爪接觸，并推動(dòng)轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，扇形齒輪逐漸進(jìn)入與轉(zhuǎn)盤齒輪正

18、常齒合的位置，并帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤做間歇分度運(yùn)動(dòng)?；合蛳逻\(yùn)動(dòng)，沖頭下平面5875mm左右時(shí)，扇形齒輪走完最后以個(gè)齒。此時(shí)，輪殼同時(shí)運(yùn)動(dòng)到轉(zhuǎn)盤齒輪上的內(nèi)定位弧的中心，轉(zhuǎn)盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)。沖頭，推煤頭同時(shí)在兩個(gè)工位上分別將煤料成型和推出。沖頭經(jīng)死點(diǎn)上行至離開(kāi)轉(zhuǎn)盤上平面825mm時(shí)，完成一次工作循環(huán)，如此周而復(fù)始。攪拌進(jìn)料運(yùn)動(dòng) 由輪殼，進(jìn)料部分組成。通過(guò)輪殼與攪拌座的連接獲得動(dòng)力，帶動(dòng)攪拌機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，使料斗中的煤料得到充分的攪拌和翻動(dòng)，煤料借轉(zhuǎn)盤間歇停留之機(jī)，下落并裝滿模筒。掃屑運(yùn)動(dòng) 掃刷機(jī)構(gòu)時(shí)一四桿機(jī)構(gòu)，通過(guò)滑梁的往復(fù)運(yùn)動(dòng)獲得動(dòng)力，沖頭沖壓一次，掃刷往復(fù)工作一次，協(xié)調(diào)地完成沖頭底和推煤頭的清掃工作。2.2.4 根

19、據(jù)工藝動(dòng)作順序和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖，如圖2.3所示： 沖壓式蜂窩煤成型機(jī)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖是要是增力機(jī)構(gòu)，間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和上壓板三個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的先后順序、相位，以利對(duì)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、裝配和調(diào)試。沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的增力機(jī)構(gòu)為主機(jī)構(gòu)，以它的主動(dòng)件的零位角為橫坐標(biāo)的起點(diǎn)，縱坐標(biāo)表示各執(zhí)行構(gòu)件的位移起止位置。 圖2.3表示沖壓式蜂窩煤成型機(jī)兩個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。增力機(jī)構(gòu)和間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)都由工作行程和回程兩部分組成，要求各部分有機(jī)銜接起來(lái)。 圖2.3 現(xiàn)有蜂窩煤機(jī)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖2.2.5 現(xiàn)有蜂窩煤機(jī)的主要缺陷：（1）空行程長(zhǎng)，工作效率低 現(xiàn)有蜂窩煤機(jī)的沖壓成型系統(tǒng)，其主要技術(shù)參數(shù)是: 沖壓行程：270mm

20、 模筒高度：125mm 蜂窩煤直徑：100mm 蜂窩煤孔徑：13mm 蜂窩煤孔數(shù)：12個(gè) 蜂窩煤高度：72mm 沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的滑梁行程s=270mm,實(shí)際沖壓行程只有53mm占總行程的19.6%，也就時(shí)說(shuō)在沖壓行程過(guò)程中，由80.4%的行程時(shí)做無(wú)用功的，有效距離不到總行程的五分之一。（2）沖壓過(guò)程設(shè)計(jì)不合理，沖壓的方式設(shè)計(jì)不合理，浪費(fèi)大量能量 現(xiàn)有蜂窩煤機(jī)的沖頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合傳統(tǒng)的沖壓工藝要求。但先將煤粉壓緊再插針沖孔，這樣就造成了插針的磨察，浪費(fèi)能源，且對(duì)整機(jī)的要求過(guò)高，同時(shí)蜂窩煤的成型與脫模分為兩道工序，且流水作業(yè)式導(dǎo)致兩道工序同時(shí)工作，造成了選用電機(jī)的功率很大。（3）模筒的設(shè)計(jì)不合理

21、，現(xiàn)有的蜂窩煤機(jī)都是采用轉(zhuǎn)盤式，轉(zhuǎn)盤上分有六個(gè)模筒一個(gè)壓緊并沖孔，一個(gè)單獨(dú)沖餅出煤，另外四個(gè)模筒被同時(shí)被裝進(jìn)煤粉，而處于工作狀態(tài)的只有2個(gè)模筒，所以任何時(shí)候都有4個(gè)模筒的煤粉處于等到中，且整個(gè)轉(zhuǎn)盤的體積大，轉(zhuǎn)速高，造成了機(jī)體的增力機(jī)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)器功率很大，機(jī)體笨重，浪費(fèi)大量鋼材資源，并增加了大量成本 由表2.3可知現(xiàn)有蜂窩煤機(jī)的電機(jī)功率均在7.5KW以上，且質(zhì)量更時(shí)大的驚人，均在1.5噸以上，體積超過(guò)4.38立方米。浪費(fèi)大量的能源和資源，若不加以改進(jìn)而繼續(xù)生產(chǎn)，將成為建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的又一個(gè)障礙。表2.3 現(xiàn)有蜂窩煤機(jī)的部分參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)BFB140型BFB160-型BFB220-型FB160型

22、FB140型圓成煤規(guī)格直徑×高任意選擇主要技術(shù)參數(shù)方煤100×100×80120×120×80-90150×150×190100×(80-100)方煤BFB140型BFB160-型BFB220-型FB160型FB140型產(chǎn)量3840塊/分4045塊/分1822塊/分50塊/分產(chǎn)量滑梁行程300360mm電機(jī)功率7.5kw7.510kw11kw7.5kw質(zhì)量1500kg2500kg3600kg2200kg1800kg外型尺寸1845×1250×19001930×1450×190

23、01950×1500×20003200×1285×18601500×1200在表1.1的主要技術(shù)參數(shù)中由一組數(shù)據(jù)摘錄如表2.3。(4)易損件多?，F(xiàn)將易損件列表，見(jiàn)表2.4表2.4現(xiàn)有蜂窩煤機(jī)的易損件零件名稱單位數(shù)量沖針個(gè)12導(dǎo)桿個(gè)4拔銷套個(gè)2彈簧個(gè)1活動(dòng)盤個(gè)1底模筒個(gè)1保險(xiǎn)銷個(gè)13 新型蜂窩煤機(jī)的系統(tǒng)參數(shù)和工藝分析3.1 新型蜂窩煤機(jī)功能和設(shè)計(jì)要求3.1.1 新型蜂窩煤機(jī)功能分析沖壓式蜂窩煤成型機(jī)是我國(guó)城鎮(zhèn)蜂窩煤（通常又稱煤餅，在圓柱形餅狀煤中沖出若干通孔）生產(chǎn)廠的主要生產(chǎn)設(shè)備，現(xiàn)有的蜂窩煤機(jī)是將煤粉加入轉(zhuǎn)盤上的模筒內(nèi)，經(jīng)沖頭沖壓成蜂窩煤。而本

24、設(shè)計(jì)是利用一種類似曲柄機(jī)構(gòu)的的間歇傳動(dòng)控制一個(gè)只有兩個(gè)模筒的滑塊左右移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)煤餅的沖壓成型。3.1.2 新型蜂窩煤機(jī)運(yùn)動(dòng)分析為了實(shí)現(xiàn)蜂窩煤粉加料；沖壓成型，沖壓式蜂窩煤成型機(jī)必須完成以下幾個(gè)動(dòng)作：（1）煤粉加料；（2）插針插入模筒內(nèi)并壓緊；（3）模筒移動(dòng)；（4）沖頭將煤粉沖壓成型并頂出脫模；（5）清除沖頭和出煤盤的積屑的掃屑運(yùn)動(dòng)；（6）將沖壓成型的蜂窩煤輸送裝箱。3.2 新型蜂窩煤機(jī)原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求3.2.1 新型蜂窩煤機(jī)原始數(shù)據(jù)（1）蜂窩煤成型機(jī)的生產(chǎn)能力：60次/min； （2）驅(qū)動(dòng)電機(jī)：Y100L24、功率N3kW、轉(zhuǎn)速n1420 r/min。 沖壓行程： 188mm 模筒高度： 1

25、10mm 蜂窩煤直徑： 100mm 蜂窩煤孔徑： 13mm 蜂窩煤孔數(shù)： 12個(gè) 蜂窩煤高度： 70mm新型蜂窩煤成型機(jī)的滑塊移動(dòng)行程S=188mm，實(shí)際沖壓行程（包括壓縮彈簧的儲(chǔ)能行程）有140mm占總行程的93.94%，也就是說(shuō)，在沖壓成型過(guò)程中，僅有0.06%的形成是做無(wú)用功的。4 新型蜂窩煤機(jī)的原理設(shè)計(jì)和工藝動(dòng)作分解4.1 新型蜂窩煤機(jī)的原理設(shè)計(jì) 4.1.1 新型蜂窩煤機(jī)原理設(shè)計(jì)1-齒輪、2-滑塊移動(dòng)裝置、3-插針裝置、4-軸、5-錐齒輪、6-齒輪、7-軸、 8-攪煤裝置、 9-不完全齒輪、10-壓緊與頂出裝置如圖所示，新型蜂窩煤機(jī)的主軸采用鏈輪的傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)通過(guò)鏈傳動(dòng)把功率傳遞到軸，

26、軸通過(guò)鏈傳動(dòng)傳動(dòng)到軸，軸帶動(dòng)箱體齒輪實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的壓緊與頂出運(yùn)動(dòng)。軸通過(guò)齒輪帶動(dòng)攪煤裝置的運(yùn)動(dòng)，軸經(jīng)齒輪連接帶動(dòng)插針裝置，再通過(guò)錐齒輪傳動(dòng)把功率傳遞到滑塊移動(dòng)裝置，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)蜂窩煤的壓制完成。4.2 新型蜂窩煤機(jī)的工藝動(dòng)作分解4.2.2 新型蜂窩煤機(jī)的工藝動(dòng)作分解 根據(jù)上述分析，新型蜂窩煤機(jī)成型機(jī)要求完成的工藝動(dòng)作有以下六個(gè)動(dòng)作：（1）加料：這一動(dòng)作可利用煤粉的重力打開(kāi)料斗自動(dòng)加料，同時(shí)設(shè)計(jì)用一組圓錐齒輪傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)攪煤運(yùn)動(dòng)；（2）插針：由一個(gè)箱體中的只含四分之一齒的齒輪和齒條的配合來(lái)完成；（3）移位：同樣采用不間歇運(yùn)動(dòng)來(lái)完成（4）沖壓成型：沖頭上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在沖頭行程的四分之三進(jìn)行沖壓成型，在彈簧

27、的回復(fù)力作用下將煤餅頂出脫模；（5）掃屑：在滑塊回程過(guò)程中完成；（6）輸送：由輸送帶完成。以上六個(gè)動(dòng)作，掃屑和輸送的動(dòng)作比較簡(jiǎn)單，暫時(shí)不予考慮，因此，新型蜂窩煤成型機(jī)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮壓緊與頂出裝置的設(shè)計(jì)、插針部分設(shè)計(jì)、滑塊移動(dòng)部分設(shè)計(jì)和攪煤運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)。5 新型蜂窩煤機(jī)主要傳動(dòng)部分運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1 新型蜂窩煤機(jī)的壓緊與頂出裝置的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1.1 原理示意圖： 圖5.1壓緊與頂出裝置的傳動(dòng)示意圖 如圖所示，壓緊與頂出裝置主要由不完全齒輪和齒條的配合來(lái)完成運(yùn)動(dòng)，首先是外面兩個(gè)齒條通過(guò)機(jī)架的的連接對(duì)模筒中的煤粉進(jìn)行壓制，在行程188mm的時(shí)候，不完全齒輪與齒條的失去黏合，此時(shí)帶

28、動(dòng)里面兩個(gè)齒條通過(guò)機(jī)架連接對(duì)模筒中的煤餅進(jìn)行脫模運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)蜂窩煤的壓緊與頂出運(yùn)動(dòng)。5.1.2 壓緊與頂出裝置齒輪的設(shè)計(jì)根據(jù)機(jī)器實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和前面已確定的參數(shù)，借助工具軟件機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(軟件版)R2.0，進(jìn)行漸開(kāi)線圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算，其設(shè)計(jì)流程如下： 進(jìn)入機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(軟件版)R2.0的界面，如圖：?jiǎn)螕魳?biāo)題欄的計(jì)算程序，在其下拉子菜單中選擇漸開(kāi)線圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算，進(jìn)入漸開(kāi)線圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)界面，如圖：?jiǎn)螕?，填寫基本參?shù)如圖所示，單擊：?jiǎn)螕簦顚懟緟?shù)如圖所示，單擊：?jiǎn)螕?，填寫基本參?shù)如圖所示，單擊：?jiǎn)螕?，填寫基本參?shù)如圖所示，單擊：?jiǎn)螕?，進(jìn)行強(qiáng)度校核如圖所示，單擊：?jiǎn)螕?，保存設(shè)計(jì)信息，生成

29、漸開(kāi)線圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)報(bào)告，內(nèi)容如下： （1）設(shè)計(jì)信息設(shè)計(jì)者 Name=xiongxiangyang設(shè)計(jì)單位 Comp=syn設(shè)計(jì)日期 Date=2008-5-31設(shè)計(jì)時(shí)間 Time=23:43:00（2）設(shè)計(jì)參數(shù)傳遞功率 P=3.00000 (kW)傳遞轉(zhuǎn)矩 T=477.45000 (N.m)齒輪1轉(zhuǎn)速 n1=60 (r/min)齒輪2轉(zhuǎn)速 n2=60 (r/min)傳動(dòng)比 i=1.00000原動(dòng)機(jī)載荷特性 SF=均勻平穩(wěn)工作機(jī)載荷特性 WF=輕微振動(dòng)預(yù)定壽命 H=10000 (小時(shí))（3）材料及熱處理齒面嚙合類型 GFace=硬齒面熱處理質(zhì)量級(jí)別 Q=ML齒輪1材料及熱處理 Met1=45

30、<表面淬火>齒輪1硬度取值范圍 HBSP1=45-50齒輪1硬度 HBS1=48齒輪1材料類別 MetN1=0齒輪1極限應(yīng)力類別 MetType1=11齒輪2材料及熱處理 Met2=45<表面淬火>齒輪2硬度取值范圍 HBSP2=45-50齒輪2硬度 HBS2=48齒輪2材料類別 MetN2=0齒輪2極限應(yīng)力類別 MetType2=11（4）齒輪基本參數(shù)模數(shù)(法面模數(shù)) Mn=3端面模數(shù) Mt=3.00000螺旋角 =0.000000 (度)基圓柱螺旋角 b=0.0000000 (度)齒輪1齒數(shù) Z1=55齒輪1變位系數(shù) X1=0.00齒輪1齒寬 B1=22 (mm)齒

31、輪1齒寬系數(shù) d1=0.26667齒輪2齒數(shù) Z2=55齒輪2變位系數(shù) X2=0.00齒輪2齒寬 B2=22 (mm)齒輪2齒寬系數(shù) d2=0.26667總變位系數(shù) Xsum=0.00000標(biāo)準(zhǔn)中心距 A0=165.00000 (mm)實(shí)際中心距 A=165.00000 (mm)齒數(shù)比 U=1.00000端面重合度 =1.77078縱向重合度 =0.00000總重合度 =1.77078齒輪1分度圓直徑 d1=165.00000 (mm)齒輪1齒頂圓直徑 da1=171.00000 (mm)齒輪1齒根圓直徑 df1=157.50000 (mm)齒輪1齒頂高 ha1=3.00000 (mm)齒輪1

32、齒根高 hf1=3.75000 (mm)齒輪1全齒高 h1=6.75000 (mm)齒輪1齒頂壓力角 at1=24.943928 (度)齒輪2分度圓直徑 d2=165.00000 (mm)齒輪2齒頂圓直徑 da2=171.00000 (mm)齒輪2齒根圓直徑 df2=157.50000 (mm)齒輪2齒頂高 ha2=3.00000 (mm)齒輪2齒根高 hf2=3.75000 (mm)齒輪2全齒高 h2=6.75000 (mm)齒輪2齒頂壓力角 at2=24.943928 (度)齒輪1分度圓弦齒厚 sh1=4.71175 (mm)齒輪1分度圓弦齒高 hh1=3.03364 (mm)齒輪1固定弦

33、齒厚 sch1=4.16114 (mm)齒輪1固定弦齒高 hch1=2.24267 (mm)齒輪1公法線跨齒數(shù) K1=6齒輪1公法線長(zhǎng)度 Wk1=51.02108 (mm)齒輪2分度圓弦齒厚 sh2=4.71175 (mm)齒輪2分度圓弦齒高 hh2=3.03364 (mm)齒輪2固定弦齒厚 sch2=4.16114 (mm)齒輪2固定弦齒高 hch2=2.24267 (mm)齒輪2公法線跨齒數(shù) K2=6齒輪2公法線長(zhǎng)度 Wk2=51.02108 (mm)齒頂高系數(shù) ha*=1.00頂隙系數(shù) c*=0.25壓力角 *=20 (度)端面齒頂高系數(shù) ha*t=1.00000端面頂隙系數(shù) c*t=0

34、.25000端面壓力角 *t=20.0000000 (度)（5）強(qiáng)度校核數(shù)據(jù)齒輪1接觸強(qiáng)度極限應(yīng)力 Hlim1=960.0 (MPa)齒輪1抗彎疲勞基本值 FE1=480.0 (MPa)齒輪1接觸疲勞強(qiáng)度許用值 H1=921.3 (MPa)齒輪1彎曲疲勞強(qiáng)度許用值 F1=342.9 (MPa)齒輪2接觸強(qiáng)度極限應(yīng)力 Hlim2=960.0 (MPa)齒輪2抗彎疲勞基本值 FE2=480.0 (MPa)齒輪2接觸疲勞強(qiáng)度許用值 H2=921.3 (MPa)齒輪2彎曲疲勞強(qiáng)度許用值 F2=342.9 (MPa)接觸強(qiáng)度用安全系數(shù) SHmin=1.00彎曲強(qiáng)度用安全系數(shù) SFmin=1.40接觸強(qiáng)度

35、計(jì)算應(yīng)力 H=866.4 (MPa)接觸疲勞強(qiáng)度校核 HH=滿足齒輪1彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力 F1=332.8 (MPa)齒輪2彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力 F2=332.8 (MPa)齒輪1彎曲疲勞強(qiáng)度校核 F1F1=滿足齒輪2彎曲疲勞強(qiáng)度校核 F2F2=滿足（6）強(qiáng)度校核相關(guān)系數(shù)齒形做特殊處理 Zps=特殊處理齒面經(jīng)表面硬化 Zas=不硬化齒形 Zp=一般潤(rùn)滑油粘度 V50=120 (mm2/s)有一定量點(diǎn)饋 Us=不允許小齒輪齒面粗糙度 Z1R=Rz6m ( Ra1m )載荷類型 Wtype=靜強(qiáng)度齒根表面粗糙度 ZFR=Rz16m ( Ra2.6m )刀具基本輪廓尺寸 HMn=Hao/Mn1.2

36、5, Pao/Mn0.38圓周力 Ft=5787.27273 (N)齒輪線速度 V=0.51836 (m/s)使用系數(shù) Ka=1.25000動(dòng)載系數(shù) Kv=1.02784齒向載荷分布系數(shù) KH=1.00000綜合變形對(duì)載荷分布的影響 Ks=1.00000安裝精度對(duì)載荷分布的影響 Km=0.00000齒間載荷分布系數(shù) KH=1.10000節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) Zh=2.49457材料的彈性系數(shù) ZE=189.80000接觸強(qiáng)度重合度系數(shù) Z=0.86202接觸強(qiáng)度螺旋角系數(shù) Z=1.00000重合、螺旋角系數(shù) Z=0.86202接觸疲勞壽命系數(shù) Zn=1.03193潤(rùn)滑油膜影響系數(shù) Zlvr=0.930

37、00工作硬化系數(shù) Zw=1.00000接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù) Zx=1.00000齒向載荷分布系數(shù) KF=1.00000齒間載荷分布系數(shù) KF=1.10000抗彎強(qiáng)度重合度系數(shù) Y=0.67354抗彎強(qiáng)度螺旋角系數(shù) Y=1.00000抗彎強(qiáng)度重合、螺旋角系數(shù) Y=0.67354壽命系數(shù) Yn=1.00000齒根圓角敏感系數(shù) Ydr=1.00000齒根表面狀況系數(shù) Yrr=1.00000尺寸系數(shù) Yx=1.00000齒輪1復(fù)合齒形系數(shù) Yfs1=3.98692齒輪1應(yīng)力校正系數(shù) Ysa1=1.72718齒輪2復(fù)合齒形系數(shù) Yfs2=3.98692齒輪2應(yīng)力校正系數(shù) Ysa2=1.72718根據(jù)以上的設(shè)

38、計(jì)，選擇齒數(shù)為55，模數(shù)為3的齒輪符合彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度以及各項(xiàng)應(yīng)力指標(biāo)，以相同的方法選擇的不完全齒輪齒數(shù)為31，模數(shù)為5同樣符合要求。5.1.3 不完全齒輪、齒條的齒數(shù)設(shè)計(jì)機(jī)械中尤其是自動(dòng)機(jī)械中，常要求某些執(zhí)行構(gòu)件實(shí)現(xiàn)周期性時(shí)動(dòng)時(shí)停的間歇運(yùn)動(dòng)。如牛頭刨床的工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，機(jī)械加工成品或工件輸送運(yùn)動(dòng)，以及各種機(jī)器工作臺(tái)的轉(zhuǎn)位運(yùn)動(dòng)等。能夠?qū)崿F(xiàn)這類動(dòng)作的機(jī)構(gòu)稱為間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。不同用途的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)有不同的工藝要求，其設(shè)計(jì)要求也有不同的側(cè)重，同時(shí)，各類間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)又具有不同的性能，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體要求和應(yīng)用場(chǎng)合，合理選用。在設(shè)計(jì)過(guò)程中滑體間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)我們選用了不完全齒輪機(jī)構(gòu) 原理：不完全齒輪機(jī)

39、構(gòu)是從一般的漸開(kāi)線齒輪機(jī)構(gòu)演變而來(lái)，與一般齒輪機(jī)構(gòu)相比，最大區(qū)別在于齒輪的輪齒未布滿整個(gè)圓周。主動(dòng)輪上有一個(gè)或幾個(gè)輪齒，其余部分為外凸鎖止弧，從動(dòng)輪上有與主動(dòng)輪輪齒相應(yīng)的齒間和內(nèi)凹鎖止弧相間布置。不完全齒輪機(jī)構(gòu)的主要形式有外嚙合與內(nèi)嚙合兩種形式。本設(shè)計(jì)采用的是外齒合形式。齒數(shù)計(jì)算：如圖所示： 本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的壓緊與頂出的行程分別為188mm,125mm。由公式 L=×m×z+計(jì)算得出壓緊與頂出齒數(shù)分別設(shè)為12齒和8齒，且分別留有個(gè)半齒以保證其強(qiáng)度。其齒合形式如圖5.2所示：圖5.2 不完全齒輪和齒條配合的PO/E模型圖 圖5.3 壓緊齒輪的PO/E模型圖 圖5.4 齒條的PO/

40、E模型圖 55 軸的PO/E的模型圖 圖5.6 全齒輪的PO/E模型圖 圖5.7 齒條槽的PO/E模型圖 5.8 壓緊與頂出裝置的裝配圖PO/E模型圖1 5.9 壓緊與頂出裝置的裝配圖PO/E模型圖25.2 新型蜂窩煤機(jī)插針部分的傳動(dòng)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)同樣采用不完全齒輪和齒條的配合來(lái)實(shí)現(xiàn)插針和拔針的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。不完全齒輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)靈活，從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)角范圍大，很容易實(shí)現(xiàn)一個(gè)周期中的多次動(dòng)、停時(shí)間不等的間歇運(yùn)動(dòng)。缺點(diǎn)是加工復(fù)雜；在進(jìn)入和退出嚙合時(shí)速度有突變，引起剛性沖擊，不宜用于高速傳動(dòng)；主、從動(dòng)輪不能互換。不完全齒輪機(jī)構(gòu)常用于多工位.多工序的自動(dòng)機(jī)械或生產(chǎn)線上，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的間歇轉(zhuǎn)位和進(jìn)給

41、運(yùn)動(dòng)等。圖5.10 現(xiàn)有蜂窩煤機(jī)工作臺(tái)間歇轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)示意圖圖示5.10為現(xiàn)有蜂窩煤壓制機(jī)工作臺(tái)五個(gè)工位的間歇轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)示意圖。該機(jī)構(gòu)完成煤粉的裝填.壓制.退煤等五個(gè)動(dòng)作，因此每轉(zhuǎn)1/5周需要停歇一次。齒輪3是不完全齒輪，當(dāng)它作連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)齒輪6使工作臺(tái)7（其外周是一個(gè)大齒圈）獲得預(yù)期的間歇運(yùn)動(dòng)。此外，為使工作比較平穩(wěn)，在齒輪3和齒輪6上添加了一對(duì)啟動(dòng)用的附加板4和5，還添加了凸形和凹形的圓弧板，以便起鎖止弧的作用。5.2.1 新型蜂窩煤機(jī)插針部分的原理設(shè)計(jì) 下圖即是新型蜂窩煤機(jī)的插針機(jī)構(gòu)的原理示意圖，它通過(guò)不完全齒輪和齒條的配合實(shí)現(xiàn)插針動(dòng)作的完成，齒輪是四分之一的不完全齒輪，在壓緊后的的四分之

42、一時(shí)間等待后，齒條和齒輪再次黏合對(duì)壓緊的煤餅進(jìn)行脫模。本設(shè)計(jì)最大的特點(diǎn)是在煤粉加入模筒后插入插針，然后再對(duì)煤粉進(jìn)行壓緊，彌補(bǔ)了現(xiàn)有的先壓緊而后沖孔的缺陷。 圖5.11 插針裝置結(jié)構(gòu)圖 意義：由于插針是從下面插進(jìn)模筒，減少了機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定重力，由于是先插針后壓緊，減少了插針的磨損，這樣的設(shè)計(jì)使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但更加緊湊、耐磨損、噪聲低、能耗少、效率高，更有益的是減輕了機(jī)器的重量接近一半，節(jié)約了大量鋼材能源和設(shè)計(jì)難度。下圖即為插針裝置的模型圖。 5.3 新型蜂窩煤機(jī)滑塊移動(dòng)部分設(shè)計(jì)5.3.1 原理示意圖 圖5.12 1-模筒滑塊、2-連接快、3-連接桿、4-箱體、5-齒輪如圖所示，功率通過(guò)最下面的齒輪輸入，齒

43、輪帶動(dòng)上面的不完全齒輪，不完全齒輪帶動(dòng)齒輪5，在齒輪5上焊接一個(gè)固定的曲柄機(jī)構(gòu)，不完全齒輪的齒數(shù)為總齒數(shù)的四分之一，首先煤粉從煤斗送進(jìn)，曲柄機(jī)構(gòu)帶動(dòng)滑塊移動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)四分之一行程后，齒輪不齒合，實(shí)現(xiàn)煤餅的壓緊于脫模，0.75秒后，齒輪再次齒合，重新放入煤粉以完成一次蜂窩煤的壓制成功。5.4 新型蜂窩煤機(jī)攪煤部分的傳動(dòng)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)攪煤部分的上半部與現(xiàn)有的一樣，由輪殼，進(jìn)料部分組成。通過(guò)輪殼與攪拌座的連接獲得動(dòng)力，帶動(dòng)攪拌機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，使料斗中的煤料得到充分的攪拌和翻動(dòng)，煤料借轉(zhuǎn)盤間歇停留之機(jī)，下落并裝滿模筒?，F(xiàn)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)攪煤運(yùn)動(dòng)的下半部分的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。5.4.1 原理示意圖如圖所示，此結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)通過(guò)

44、右邊齒輪傳過(guò)來(lái)，里面利用圓錐齒輪的的傳遞實(shí)現(xiàn)方向正交的傳遞。 圖5.13新型蜂窩煤機(jī)攪煤部分的原理圖5.3.2 錐齒輪的設(shè)計(jì)：根據(jù)機(jī)器實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和前面已確定的參數(shù)，借助工具軟件機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(軟件版)R2.0，進(jìn)行錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算，其設(shè)計(jì)如上面齒輪設(shè)計(jì)一樣流程：錐齒輪設(shè)計(jì)結(jié)果報(bào)告（1）錐齒輪設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù)傳遞功率 P 3.00 (kW) 傳遞轉(zhuǎn)矩 T 477.45 (N.m)齒輪1轉(zhuǎn)速 n1 60.00 (r/min)齒輪2轉(zhuǎn)速 n2 60.00 (r/min)傳動(dòng)比 i 1.00齒數(shù)比 U 1.00預(yù)定壽命 H 10000 (小時(shí))原動(dòng)機(jī)載荷特性 均勻平穩(wěn)工作機(jī)載荷特性 輕微振動(dòng)（2）材料及熱

45、處理齒面類型 硬齒面熱處理質(zhì)量要求級(jí)別 MQ齒輪 1 的材料及熱處理材料名稱 45熱處理 表面淬火硬度范圍 4550(HRC)硬度取值 48 (HRC)接觸強(qiáng)度極限應(yīng)力 b(H1) 1150 (N/mm2)接觸強(qiáng)度安全系數(shù) S(H1) 1.10彎曲強(qiáng)度極限應(yīng)力 b(F1) 321 (N/mm2)彎曲強(qiáng)度安全系數(shù) S(F1) 1.40（3）齒輪 2 的材料及熱處理材料名稱 45熱處理 表面淬火 硬度范圍 4550(HRC) 硬度取值 48 (HBS) 接觸強(qiáng)度安全系數(shù) S(H2) 1.10 彎曲強(qiáng)度極限應(yīng)力 b(F2) 321 (N/mm2) 彎曲強(qiáng)度安全系數(shù) S(F2) 1.40 彎曲強(qiáng)度許用

46、應(yīng)力 (F2) 448 (N/mm2) （4）接觸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度校核結(jié)果和參數(shù)齒輪1接觸強(qiáng)度許用應(yīng)力H1 1280.85 (N/mm2) 齒輪2接觸強(qiáng)度許用應(yīng)力H2 1280.85 (N/mm2) 接觸強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力H 1190.59 (N/mm2) 滿足齒輪1彎曲強(qiáng)度許用應(yīng)力F1 447.31 (N/mm2) 齒輪1彎曲強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力F 835.89 (N/mm2) 不滿足齒輪2彎曲強(qiáng)度許用應(yīng)力F2 447.31 (N/mm2) 齒輪2接觸強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力F 835.89 (N/mm2) 不滿足圓 周 力 Ft 9361.76 (N) 齒輪線速度 Vm 0.32 (m/s) 使用系數(shù) Ka 1.25 動(dòng)載系數(shù) Kv 1.01 齒向載荷分布系數(shù) Khb 1.65 齒間載荷分布系數(shù) Kha 1.10 是否修形齒輪 是 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) Zh 2.50 材料的彈性系數(shù) ZE 189.80 接觸強(qiáng)度重合度系數(shù) Ze 0.86 接觸強(qiáng)度螺旋角系數(shù) Zb 1.00 重合、螺旋角系數(shù) Zeb 0.86 錐齒輪系數(shù) Zk 0.85 接觸疲勞壽命系數(shù) Zn 1.26 是否允許有一定量的點(diǎn)蝕 是 潤(rùn)滑