畢業(yè)設(shè)計(jì)(雨辰)蜂窩煤成型機(jī)設(shè)計(jì)【全套圖紙】

1、第一章前言一、 沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的功能和設(shè)計(jì)要求1、功能沖壓式蜂窩煤成型機(jī)是我國城鎮(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，它將煤粉加入轉(zhuǎn)盤上的模筒內(nèi)，經(jīng)沖頭沖壓成蜂窩煤。為了實(shí)現(xiàn)蜂窩煤沖壓成型，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） 沖頭將蜂窩煤壓制成型；3） 清除沖頭和出煤盤的積屑的掃屑運(yùn)動(dòng)；專業(yè)機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)代做 該套資料完整圖紙，請口口：一三三 四零玖 五八伍四4） 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。 圖 1 2、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求1）蜂窩煤成型機(jī)的生產(chǎn)能力：30次/min；2）驅(qū)動(dòng)電機(jī)：Y180L

2、8、功率N11 kW、轉(zhuǎn)速n730 r/min；3）如圖1所示位沖頭3、脫模盤5、掃屑刷4、模筒轉(zhuǎn)盤1的相互位置情況。實(shí)際上沖頭與脫模盤都與上下移動(dòng)的滑梁2連成一體，當(dāng)滑梁下沖時(shí)沖頭將煤粉壓成蜂窩煤，脫模盤將已壓成的蜂窩煤脫模。在滑梁上升過程中掃屑刷將刷除沖頭和脫模盤上粘附的煤粉。模筒轉(zhuǎn)盤均布了模筒，轉(zhuǎn)盤的間歇運(yùn)動(dòng)使加料后的模筒進(jìn)入加壓位置、成型后的模筒進(jìn)入脫模位置、空的模筒進(jìn)入加料位置；4）為改善蜂窩煤成型機(jī)的質(zhì)量，希望在沖壓后有一短暫的保壓時(shí)間；5）機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案應(yīng)力求簡單。二、 工作原理和工藝動(dòng)作分解根據(jù)上述分析，沖壓式蜂窩煤成型機(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

3、煤粉的重力打開料斗自動(dòng)加料；2）沖壓成型：要求沖頭上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在沖頭行程的二分之一進(jìn)行沖壓成型；3）脫模：要求脫模盤上下往復(fù)移動(dòng)，將已沖壓成型的煤餅壓下去而脫離模筒。一般可以將它與沖頭固結(jié)在上下往復(fù)移動(dòng)的滑梁上；4）掃屑：要求在沖頭、脫模盤向上移動(dòng)過程中用掃屑刷將煤粉掃除；5）模筒轉(zhuǎn)模間歇運(yùn)動(dòng)：以完成沖壓、脫模和加料三個(gè)工位的轉(zhuǎn)換；6）輸送：將成型的煤餅脫模后落在輸送帶上送出成品，以便裝箱待用。 以上六個(gè)動(dòng)作，加料和輸送的動(dòng)作比較簡單，暫時(shí)不予考慮，脫模和沖壓可以用一個(gè)機(jī)構(gòu)完成。因此，沖壓式蜂窩煤成型機(jī)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮沖壓和脫模機(jī)構(gòu)、掃屑機(jī)構(gòu)和模筒轉(zhuǎn)盤間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)這三個(gè)機(jī)構(gòu)的選型和設(shè)計(jì)問

4、題。三、 根據(jù)工藝動(dòng)作順序和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖對(duì)于沖壓式蜂窩煤成型機(jī)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖主要是確定沖壓和脫模盤、掃屑刷、模筒轉(zhuǎn)盤三個(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)的沖壓機(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表示沖壓式蜂窩煤成型機(jī)三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。沖頭和脫模盤都由工作行程和回程兩部分組成。模筒轉(zhuǎn)盤的工作行程在沖頭的回程后半段和工作行程的前半段完成，使間歇轉(zhuǎn)動(dòng)在沖壓以前完成。掃屑刷要求在沖頭回程后半段至工作行程的前半段完成掃屑運(yùn)動(dòng)。 圖2四、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型根據(jù)沖頭和脫模盤、模筒轉(zhuǎn)盤、掃屑刷這三

5、個(gè)執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以選擇表1的常用機(jī)構(gòu)，這一表格又稱為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形態(tài)學(xué)矩陣。利用滑梁的上下移動(dòng)使搖桿OB上的掃屑刷掃除沖頭和脫模盤底上的粉煤屑。圖3（b）表示固定移動(dòng)凸輪利用滑梁上下移動(dòng)使帶有掃屑刷的移動(dòng)從動(dòng)件頂出而掃除沖頭和脫模盤底上的粉煤屑。五、 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的選定和評(píng)價(jià)根據(jù)表1所示的三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)形態(tài)學(xué)矩陣，可以求出沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案數(shù)為：圖 3 N=3×2×318現(xiàn)在，我們可以給定條件、各機(jī)構(gòu)的相容性和盡量使機(jī)構(gòu)簡單等等要求來選擇方案。由此可選定兩個(gè)結(jié)構(gòu)比較簡單的方案。方案：沖壓機(jī)構(gòu)為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、模筒轉(zhuǎn)盤為槽輪機(jī)構(gòu)、掃屑機(jī)構(gòu)為固定凸輪移動(dòng)

6、從動(dòng)件機(jī)構(gòu)。方案：沖壓機(jī)構(gòu)為六桿沖壓機(jī)構(gòu)、模筒轉(zhuǎn)盤為不完全齒輪機(jī)構(gòu)、掃屑機(jī)構(gòu)為附加滑塊搖桿機(jī)構(gòu)。兩個(gè)方案的主要區(qū)別在于：方案中采取的是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為沖壓機(jī)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡單，易于制造以及裝配。但稍有不足的是其增力效果不太明顯，而且保壓時(shí)間不夠長。方案中采用的是六桿增力機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)的顯著特點(diǎn)便是有很好的增力效果，有較長的保壓時(shí)間，而且運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易于設(shè)計(jì)與裝配。方案的模筒轉(zhuǎn)盤為槽輪機(jī)構(gòu)，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，但轉(zhuǎn)動(dòng)速度不是勻速的。而方案的模筒轉(zhuǎn)盤為不完全齒輪結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)便是運(yùn)動(dòng)相對(duì)平穩(wěn)，速度均勻。但模筒轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)工作頭并不工作，基本處于回程狀態(tài)，此時(shí)對(duì)模筒轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)速

7、度沒有什么要求，故用槽輪機(jī)構(gòu)便能滿足需要。方案中的掃屑機(jī)構(gòu)是固定凸輪移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)非常簡單，易于設(shè)計(jì)。而方案中采用的是附加滑塊搖桿機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)相對(duì)于固定凸輪移動(dòng)從動(dòng)件結(jié)構(gòu)而言，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。但結(jié)構(gòu)相對(duì)鉸復(fù)雜，況且掃屑機(jī)構(gòu)對(duì)運(yùn)動(dòng)的要求不是太高，故用凸輪移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu)便能滿足要求。綜上分析，為了使機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)趨于簡單化，易于設(shè)計(jì)制造化，況且本設(shè)計(jì)中的成型機(jī)為簡易的成型機(jī)設(shè)計(jì)，故可選擇簡單的構(gòu)建。故選擇方案，即沖壓機(jī)構(gòu)為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，模筒轉(zhuǎn)盤為槽輪機(jī)構(gòu)，掃屑機(jī)構(gòu)為凸輪移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu)。六、 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比和變速機(jī)構(gòu)根據(jù)選定的驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速和沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的生產(chǎn)能力。它們的機(jī)械傳動(dòng)

8、系統(tǒng)的總傳動(dòng)比為：i總n電機(jī)n執(zhí)行主軸73024.333 30機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的第一級(jí)采用帶傳動(dòng)，其傳動(dòng)比為4.866，第二級(jí)采用齒輪傳動(dòng)，其傳動(dòng)比為5。七、 畫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡圖按已選定的三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的型式及機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，畫出沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)示意圖。其中三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分也可以稱為機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案示意簡圖。如圖4所示，其中包括了機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的組合。如果再加上加料機(jī)構(gòu)和輸送機(jī)構(gòu)，那就可以完整地表示整臺(tái)機(jī)器的機(jī)械運(yùn)圖 4動(dòng)方案圖。有了機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案圖，就可以進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算和機(jī)器的總體設(shè)計(jì)。第二章 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與校核本設(shè)計(jì)中的沖壓式蜂窩煤成型機(jī)是一種簡易的低功率的工作機(jī)

9、器，其工作時(shí)工作頭所受的工作壓力可以根據(jù)平時(shí)的手動(dòng)的沖壓式蜂窩煤成型機(jī)器參考確定。平時(shí)的手動(dòng)的沖壓式蜂窩煤成型機(jī)器由單人操作，其工作力為人力所能達(dá)到的，一般人的體重為60Kg，而加在成型機(jī)上的力應(yīng)和人的體重相當(dāng)，大約為50Kg，即500N。所以本設(shè)計(jì)中的沖壓式成型機(jī)工作時(shí)所受到的工作阻力應(yīng)比500N大，本設(shè)計(jì)中取為100Kg，即1000N。一、 帶傳動(dòng)計(jì)算1）確定計(jì)算功率Pca由1P156表8-7查得工作情況系數(shù)KA=1.2，故Pca=KAP=1.2×11=13.2KW2）選擇帶的型號(hào)由Pca及主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n1，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（新版）圖14.1-2，圖14.1-3以及圖14.1-4選擇

10、V帶型號(hào)為B型V帶。3）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗(yàn)算帶速v。(1)由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（新版）表14.1-18以及表14.1-19，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑d1=160mm(2)驗(yàn)算帶速v。 V=dd1n1160730=6.11m/s 601000601000因?yàn)?m/s<v<30m/s，故帶速合適。計(jì)算大帶輪的直徑d2=id1=4.866×160=778.564）確定中心距 a和基準(zhǔn)長度Ld根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（新版）表14.1-11中的公式，有0.7(d1+d2)az(d1+d2)即 656.992mma1877.12mm初取中心距a0=800mm(d-d1)=3193.11mm L

11、d=2a0+(d1+d2)+224a02由1P146表8-2選帶的基準(zhǔn)長度Ld=3150mm5）驗(yàn)算小帶輪上的包角11=180°-（d2-d1）57.3°/a=135.69°90°6）確定V帶根數(shù)z計(jì)算單根V帶的額定功率Pr由d1=160mm和n1=730r/min,查1P152表8-4a經(jīng)過插值得Pr=2.159則，V帶的根數(shù)Z=Pca/Pr=13.2/2.159=6.11取V帶根數(shù)為6二、 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算校核1）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中要求沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的工作沖頭的形成為300mm。因此，曲柄滑塊的曲柄的回轉(zhuǎn)半徑應(yīng)為R=300/2=15

12、0mm由于本設(shè)計(jì)中要求具有增力機(jī)構(gòu)，所以要把連桿的長度取得盡量長，也及曲柄滑塊的連桿系數(shù)=R/L（L為連桿長度）要盡量小點(diǎn)。初取=0.175，這樣就能保證成型機(jī)工作時(shí)曲柄已較小的轉(zhuǎn)矩就能獲得較大的工作壓力，同時(shí)，這樣也能形成一定的保壓時(shí)間，從而達(dá)到保壓的目的。因此，連桿的長度為L=R/L=150/0.175=955.41mm取連桿的長度為955.41mm根據(jù)成型機(jī)的整體大概尺寸，初選定連桿的截面為半徑為15mm的圓形截面。2）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的校核連桿的受力校核根據(jù)要求選擇連桿的材料為45#鋼，其強(qiáng)度極限為650MPa。對(duì)連桿作受力分析，其受到拉力是工作頭工作的時(shí)候，及工作行程的后半段，其收受到的

13、拉力F大約為工作阻力，及F1000N。b =F/SS=R2=3.14×(15×10-3)2=0.0007065m2則 b =F/S=1000/0.0007065=1.41Mpa故連桿的強(qiáng)度滿足工作要求。三、 齒輪的設(shè)計(jì)與校核1. 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）傳動(dòng)方案可選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。（2）此沖壓式蜂窩煤成型機(jī)是簡易的輕載機(jī)器，速度不高，齒輪用7級(jí)精度即可。（3）所設(shè)計(jì)的齒輪可選用便于制造且價(jià)格便宜的材料由1P191機(jī)械設(shè)計(jì)表101選?。盒↓X輪材料為40Cr，HB1=280；大齒輪材料為45號(hào)鋼，HB2240。HB1HB240，合適。（4）選取小齒輪齒數(shù)z125;大齒輪齒數(shù)z2uz1=120按齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)，然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，最后作齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由強(qiáng)度計(jì)算公式總表查得設(shè)計(jì)公式為 d1t2KtT1(u±1)ZE du H 2（1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選Kt13Tt的計(jì)算根據(jù)大齒輪上固定的曲柄可以求得大齒輪所受的最大轉(zhuǎn)矩Tt根據(jù)幾何分析可以知道=90°-sin=50/150=1/3可以求得=19.4712°l=（1502-502）1/2=141.4sin=l/L=141.4/955.41=0.148可以求得=8.511°則