中北大學(xué)沖壓式蜂窩煤成型機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(共39頁(yè))

1、沖壓式蜂窩煤自動(dòng)成型機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書PAGE - PAGE 41 -機(jī)械工程及自動(dòng)化系F0106102設(shè)計(jì)題目 沖壓式蜂窩煤成型機(jī)設(shè)計(jì)者 明偉偉 李一喆 萬(wàn)旻指導(dǎo)教師 郭為忠2003年12月29日目錄(ml)一、設(shè)計(jì)(shj)任務(wù)3 二、機(jī)構(gòu)(jgu)分解7 三、機(jī)構(gòu)選型和方案比較9 四、機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖19 五、傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)20 六、機(jī)構(gòu)尺寸計(jì)算25七、個(gè)人體會(huì)33 八、參考文獻(xiàn)37 一 設(shè)計(jì)(shj)任務(wù)1.沖壓(chngy)式蜂窩煤成型機(jī)簡(jiǎn)介沖壓式蜂窩煤成型機(jī)是我國(guó)城鎮(zhèn)蜂窩煤生產(chǎn)廠的主要生產(chǎn)設(shè)備。這種設(shè)備具有結(jié)構(gòu)合理，質(zhì)量可靠，成型性能好，經(jīng)久耐用，維修方便(fngbin)等優(yōu)點(diǎn)。目前國(guó)

2、內(nèi)生產(chǎn)的蜂窩煤成型機(jī)結(jié)構(gòu)基本一致，原理基本相同（見圖11）。圖11 蜂窩煤成型機(jī)蜂窩煤機(jī)主要(zhyo)技術(shù)參數(shù)：成型高度，沖壓次數(shù)，料斗數(shù)，整機(jī)重量(zhngling)，電機(jī)功率，成型煤規(guī)格。目前國(guó)內(nèi)的蜂窩煤機(jī)生產(chǎn)廠也是按照上述參數(shù)來(lái)生產(chǎn)不同(b tn)型號(hào)的蜂窩煤成型機(jī)的（見表11）。煤機(jī)型號(hào)FMJ102FMJ-120XFM125XFM83FM220成型高度（毫米）70-8070-8070-10070-9075-90 沖壓次數(shù)（次/分）4548484835料斗數(shù)（個(gè)）11111電機(jī)功率（千瓦）4.57.57.57.511整機(jī)重量（公斤）11001400160018003800成型煤規(guī)格（毫

3、米）10075120751007515090220901207510075125751409020090表11 國(guó)內(nèi)某生產(chǎn)廠的蜂窩煤成型機(jī)參數(shù)2.沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的功能和設(shè)計(jì)要求 = 1 * ROMAN I 機(jī)構(gòu)功能沖壓式蜂窩煤成型機(jī)是我國(guó)城鎮(zhèn)蜂窩煤生產(chǎn)廠的主要生產(chǎn)設(shè)備。它將煤粉加入轉(zhuǎn)盤上的模筒中，經(jīng)沖頭沖壓成蜂窩煤。為了實(shí)現(xiàn)蜂窩煤的沖壓成型，沖壓式蜂窩煤成型機(jī)必須完成五個(gè)動(dòng)作：1.粉煤加料2.沖頭將蜂窩煤壓制成型3.清除沖頭和出煤盤積屑的掃屑運(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 * ROMAN II 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(sh

4、n chn nn l)：30次/min。2.驅(qū)動(dòng)(q dn)電機(jī)：Y180L-8、功率N=11kW、轉(zhuǎn)速n=710r/min。3.沖壓(chngy)成型時(shí)的生產(chǎn)阻力達(dá)到105N。4.為了改善蜂窩煤沖壓成型的質(zhì)量，希望在沖壓后有一短暫的保壓時(shí)間。5.由于沖頭要產(chǎn)生較大壓力，希望沖壓機(jī)構(gòu)具有增力功能，以增大有效力作用，減小原動(dòng)機(jī)功率。 = 3 * ROMAN III 設(shè)計(jì)任務(wù)1.按工藝動(dòng)作要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。2.進(jìn)行沖壓脫模機(jī)構(gòu)、掃屑刷機(jī)構(gòu)、模筒轉(zhuǎn)盤間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選型。3.機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)定和選擇。4.進(jìn)行飛輪設(shè)計(jì)。5.按選定的電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)參數(shù)擬定機(jī)械傳動(dòng)方案。6.畫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖。7

5、.對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)尺寸計(jì)算。3.設(shè)計(jì)時(shí)間計(jì)劃本設(shè)計(jì)完成時(shí)間為本學(xué)期第十一周到第十八周（見表12）。十一周十二周十三周十四周十五周十六周十七周十八周查閱資料，了解機(jī)構(gòu)原理，按設(shè)計(jì)要求構(gòu)思新機(jī)構(gòu)按照設(shè)計(jì)要求的工藝動(dòng)作，設(shè)計(jì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，然后進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型，最終確定運(yùn)動(dòng)方案繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖，進(jìn)行機(jī)構(gòu)參數(shù)計(jì)算，同時(shí)繪制機(jī)構(gòu)的3D模型圖，制作動(dòng)畫完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書進(jìn)行答辯表12設(shè)計(jì)時(shí)間計(jì)劃4.機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)(shj)參數(shù) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，我們對(duì)所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的一些(yxi)基本參數(shù)選取如下：沖壓(chngy)次數(shù)：30次/分料斗數(shù)：1個(gè)電機(jī)功率：11KW成型煤規(guī)格：煤餅直徑 20mm煤餅高度 75mm孔徑 16

6、mm孔數(shù) 12孔 二 機(jī)構(gòu)分解用凸輪機(jī)構(gòu)控制下料口的開關(guān)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)槽輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)總功能沖壓蜂窩煤成型子功能1煤粉加料子功能2沖壓成型子功能5轉(zhuǎn)模間歇運(yùn)動(dòng)子功能3脫模子功能4掃屑利用重力煤粉自然下落沖頭上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，沖頭的后2/3行程沖壓脫模盤上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，壓出成型的煤餅沖頭向上移動(dòng)中掃屑刷將煤粉掃除以完成沖壓、脫模、加料三個(gè)工位的轉(zhuǎn)換固定移動(dòng)凸輪移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)從動(dòng)件往復(fù)運(yùn) 動(dòng)滑塊往復(fù)運(yùn) 動(dòng)從動(dòng)件往復(fù)運(yùn)動(dòng)滑塊往復(fù)運(yùn) 動(dòng)槽輪間歇運(yùn) 動(dòng)蜂窩煤沖壓(chngy)成型機(jī)的功能、工藝及執(zhí)行機(jī)構(gòu)框圖(圖21) 圖21蜂窩煤沖壓成型機(jī)的功能、工藝及執(zhí)行機(jī)構(gòu)框圖由上圖可知，沖壓(chng

7、y)式蜂窩煤成型機(jī)完成以下六個(gè)工藝動(dòng)作：加料(ji lio)：利用粉煤重力打開料斗自動(dòng)加料，加料過程需要設(shè)計(jì)料斗的開關(guān)(kigun)控制機(jī)構(gòu)，以控制加料的量；沖壓成型：沖頭上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在沖頭行程的后三分之一進(jìn)行沖壓成型；脫模：脫模盤上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將以沖壓成型的蜂窩煤壓下去而脫離模筒；掃屑：在沖頭、脫模盤向上移動(dòng)的過程中用掃屑刷將煤粉掃除； 模筒轉(zhuǎn)模間歇轉(zhuǎn)動(dòng)：完成沖壓、脫模、加料三個(gè)工位的轉(zhuǎn)換；輸送：將成型的蜂窩煤脫模后落在傳送帶上送出成品。三 機(jī)構(gòu)選型和方案(fng n)比較根據(jù)蜂窩煤沖壓機(jī)的幾個(gè)基本動(dòng)作：轉(zhuǎn)盤(zhunpn)間歇機(jī)構(gòu)，沖壓成形，掃屑，分別有轉(zhuǎn)盤間歇機(jī)構(gòu)，沖壓機(jī)構(gòu)和掃屑機(jī)構(gòu)。

8、這三種機(jī)構(gòu)有多種機(jī)構(gòu)形式可供選用。其形態(tài)學(xué)矩陣如下：三執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形態(tài)學(xué)矩陣(j zhn)沖壓機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)六桿沖壓機(jī)構(gòu)掃屑機(jī)構(gòu)附加滑塊搖桿機(jī)構(gòu)固定凸輪從動(dòng)件機(jī)構(gòu)模筒轉(zhuǎn)盤間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu)凸輪式間歇機(jī)構(gòu)由形態(tài)學(xué)矩陣可，可以求出沖壓機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案數(shù)為N=3*2*3=18。模筒轉(zhuǎn)盤間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（1）槽輪機(jī)構(gòu)：槽輪機(jī)構(gòu)（如圖31）能將主動(dòng)構(gòu)件的等速連續(xù)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)換為從動(dòng)件的間歇運(yùn)動(dòng)。槽輪機(jī)構(gòu)常用于步進(jìn)，轉(zhuǎn)位，分度轉(zhuǎn)動(dòng)中，是一種較普遍的機(jī)構(gòu)。圖31 槽輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)(jgu)主要由曲柄、圓銷、具有徑向槽的槽輪以及機(jī)架等組成。槽輪機(jī)構(gòu)工作時(shí)，曲柄(qbng)為主動(dòng)件，

9、以轉(zhuǎn)速做連續(xù)回轉(zhuǎn)，從動(dòng)件槽輪在圓銷的帶動(dòng)下，可作時(shí)而轉(zhuǎn)動(dòng)(zhun dng)，時(shí)而停止的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)曲柄上圓銷還沒進(jìn)入輪槽的徑向槽內(nèi)時(shí)，槽輪的內(nèi)凹圓弧面被曲柄的外凸圓弧卡住，槽輪是不轉(zhuǎn)動(dòng)的；圓銷進(jìn)入槽輪的徑向槽內(nèi)時(shí)，槽輪被帶動(dòng)按照與曲柄相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。槽輪機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，在設(shè)計(jì)合理的前提下，撥銷進(jìn)入和退出嚙合時(shí)，槽輪的運(yùn)動(dòng)較為平穩(wěn)。槽輪每次轉(zhuǎn)過的角度和槽輪的槽數(shù)z關(guān)系為：=2/z。因此槽輪多用于不要求經(jīng)常調(diào)整轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)位運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)中槽輪機(jī)構(gòu)有較大的動(dòng)載荷，當(dāng)槽數(shù)越少時(shí)動(dòng)載荷越大，同時(shí)槽輪運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)構(gòu)存在沖擊與振動(dòng)，在槽數(shù)較少的時(shí)候更為突出，故槽輪機(jī)構(gòu)一般不用于高速運(yùn)動(dòng)。此外由于制造工

10、藝、機(jī)構(gòu)尺寸等條件的限制，槽輪的槽數(shù)不宜過多，使得槽輪兩次停歇之間的轉(zhuǎn)角過大。（2）不完全齒輪機(jī)構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu)（如圖32）是由齒輪演變過來(lái)的，又稱為間歇齒輪機(jī)構(gòu)或欠齒輪機(jī)構(gòu)。它也能將主動(dòng)輪的等速連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為從動(dòng)輪的間歇運(yùn)動(dòng)。圖32 不完全齒輪機(jī)構(gòu)與其他間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。另外主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周，從動(dòng)輪停歇的次數(shù)和每次停歇的時(shí)間，以及每次轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)角等，其允許選擇的幅度比槽輪機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)范圍大，因而(yn r)設(shè)計(jì)靈活。但不完全齒輪機(jī)構(gòu)在傳動(dòng)過程中，在從動(dòng)輪開始和終止運(yùn)動(dòng)時(shí)角速度有突變，沖擊角大，故一般是用于低速輕載的工作條件。如果用于高速則需安裝瞬心線附加桿以改善其動(dòng)力特性

11、。不完全齒輪多用于多工位自動(dòng)機(jī)和半自動(dòng)機(jī)工作臺(tái)的間歇轉(zhuǎn)位(zhun wi)、計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)及某些間歇進(jìn)給機(jī)構(gòu)中。（3）凸輪式間歇(jin xi)機(jī)構(gòu) 當(dāng)圓柱形凸輪做等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)盤作單向間歇回轉(zhuǎn)。這種機(jī)構(gòu)稱為凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是：運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，傳動(dòng)平穩(wěn)，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律決定于凸輪輪廓形狀。轉(zhuǎn)盤可以實(shí)現(xiàn)任何運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可適應(yīng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的要求；并且可以獲得好的動(dòng)力性能，在轉(zhuǎn)盤停歇時(shí)，一般依靠凸輪棱邊進(jìn)行定位，不需要附加定位裝置，因此對(duì)凸輪加工精度要求較高。 比較結(jié)論三者比較，我們所作的沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度較慢，由設(shè)計(jì)要求的生產(chǎn)能力：30次/min、六工位轉(zhuǎn)盤可知，其轉(zhuǎn)速很

12、低，大約只有5轉(zhuǎn)/min，所以對(duì)比凸輪式間歇機(jī)構(gòu)就顯得有點(diǎn)大材小用了，同時(shí)凸輪式間歇機(jī)構(gòu)要求凸輪的加工精度很高，在一定程度上也提高了成本，所以將其排除。槽輪機(jī)構(gòu)與不完全齒輪相比，兩者的機(jī)構(gòu)都比較簡(jiǎn)單，而且工作可靠。雖然不完全齒輪的從動(dòng)輪(dngln)停歇的次數(shù)和每次停歇的時(shí)間，以及每次轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)角等的選擇范圍相對(duì)槽輪來(lái)說(shuō)比較大，但是其在從動(dòng)輪開始和終止運(yùn)動(dòng)時(shí)角速度有突變，沖擊角大；而槽輪在設(shè)計(jì)合理的前提下，撥銷進(jìn)入和退出嚙合(nih)時(shí)，運(yùn)動(dòng)較為平穩(wěn)。綜上所述，我們決定(judng)選用槽輪機(jī)構(gòu)作為間歇機(jī)構(gòu)。掃屑機(jī)構(gòu)為了完成在沖頭、脫模盤向上運(yùn)動(dòng)過程中，掃屑刷進(jìn)行沖頭和脫模盤的煤粉清除，可以利用

13、以下兩種機(jī)構(gòu)。（）附加滑塊搖桿機(jī)構(gòu)附加滑塊搖桿機(jī)構(gòu)是利用在橫梁的上下移動(dòng)使搖桿上的掃屑刷擺動(dòng)掃除沖頭和脫模盤上的粉煤屑。（）固定移動(dòng)凸輪移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu)圖33 固定移動(dòng)凸輪移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu)固定移動(dòng)凸輪移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu)（如圖33）是利用橫梁的上下運(yùn)動(dòng)，固定移動(dòng)凸輪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的粉煤屑。比較(bjio)結(jié)論比較兩者，從機(jī)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)的安排考慮，我們決定(judng)選用固定移動(dòng)凸輪(tln)移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu)。3. 沖壓機(jī)構(gòu)沖壓機(jī)構(gòu)有對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和平面六桿機(jī)構(gòu)。對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（如圖34）都屬于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是由平面四桿機(jī)

14、構(gòu)演變而來(lái)。把構(gòu)件3改為在弧形槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)，再把弧形槽的半徑增至無(wú)窮大，弧形槽變直槽，轉(zhuǎn)動(dòng)副變移動(dòng)副，這樣鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)就成為了曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。平面四桿機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)軌跡曲線和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并且低副不易磨損又易于加工，能由本身幾何形狀保持接觸。 偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 圖34 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)與偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)相比，偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)具有急回特性。急回特性即滑塊在從一個(gè)極限位置到另一極限位置的運(yùn)動(dòng)中，來(lái)回所花的時(shí)間(shjin)不同，使來(lái)回運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度也不同。急回特性常用來(lái)縮短空回行程的時(shí)間，以提高生產(chǎn)效率。當(dāng)曲柄長(zhǎng)度或偏距增大時(shí)，急回特性顯著；當(dāng)連桿長(zhǎng)度減小時(shí)，急回特性減緩。

15、平面(pngmin)六桿機(jī)構(gòu)（如圖35）的不足之處，機(jī)構(gòu)中用作變速運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件(gujin)的慣性力及慣性力矩難以完全平衡；該機(jī)構(gòu)較難準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)任意的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)方法復(fù)雜。圖35 平面六桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)死點(diǎn)現(xiàn)象，即當(dāng)傳動(dòng)角等于零時(shí)，不管機(jī)構(gòu)主動(dòng)件上的驅(qū)動(dòng)力或驅(qū)動(dòng)力矩有多大，都不能使機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，這個(gè)位置稱為死點(diǎn)位置。死點(diǎn)位置常使機(jī)構(gòu)從動(dòng)件無(wú)法運(yùn)動(dòng)或出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)不確定現(xiàn)象。為了使機(jī)構(gòu)能順利地通過死點(diǎn)，通常在曲柄上安裝飛輪借飛輪的慣性闖過死點(diǎn)。根據(jù)上述分析和比較，我們選用對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)(圖36)。4.送料機(jī)構(gòu)(jgu)利用粉煤重力(zhngl)打開料斗自動(dòng)加料，加料過程需要設(shè)計(jì)料斗的開

16、關(guān)控制機(jī)構(gòu)，以控制加料的量。圖36 對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，當(dāng)下面的間歇機(jī)構(gòu)槽輪運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，需要停止加料，而在沖壓過程時(shí)，需打開開關(guān)進(jìn)行送料。經(jīng)過考慮，我們(w men)決定選用凸輪機(jī)構(gòu)來(lái)完成這一動(dòng)作。但凸輪運(yùn)動(dòng)到它的遠(yuǎn)休止角的時(shí)候，隔板擋住送料口，停止下料；遠(yuǎn)休止角結(jié)束時(shí)，沖壓過程開始，下料口也同時(shí)開始下料。凸輪由多種機(jī)構(gòu)，由于我們的凸輪機(jī)構(gòu)需要水平放置，當(dāng)桿件運(yùn)動(dòng)到最遠(yuǎn)端時(shí)，無(wú)法利用重力讓其自己下落回來(lái)，所以我們決定選用盤形槽凸輪機(jī)構(gòu)。如圖所示，圖37 凸輪機(jī)構(gòu) 桿件通過一個(gè)銷子，嵌在凸輪得槽里面，這樣桿件就可以隨凸輪自如運(yùn)動(dòng)了。5.輸送機(jī)構(gòu)利用脫模盤在沖壓時(shí)，把蜂窩煤沖模筒中壓出，

17、并通過斜槽滑到傳送帶上。為了達(dá)到上述要求，我們的模筒轉(zhuǎn)盤設(shè)計(jì)為兩層。上層為六工位模筒轉(zhuǎn)盤，下層為與上層同大小的托盤，并不隨間歇機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)。并且在脫模工位上有一個(gè)與模筒大小一樣(yyng)的圓孔，便于蜂窩煤從此落到斜槽上。6.其他(qt)機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)于下面的六工位模筒轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)，我們決定(judng)把半上面的沖壓構(gòu)件也設(shè)計(jì)成圓盤狀。圓盤的兩邊對(duì)稱設(shè)計(jì)，共有兩個(gè)沖頭、兩個(gè)脫模盤、兩個(gè)下料管，這樣可以同時(shí)沖壓兩只煤球，充分利用了下面轉(zhuǎn)盤的六個(gè)工位，提高了工作效率。圖38 六工位工作轉(zhuǎn)盤通過上面分析，我們根據(jù)各部分所選機(jī)構(gòu)及工藝過程(guchng)的分析，設(shè)計(jì)出沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的機(jī)械示意圖（如圖39）。

18、圖39機(jī)械示意圖四 機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)(yndng)循環(huán)圖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，以及送料凸輪分隔機(jī)構(gòu)四個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)件的先后順序、相位，以利于對(duì)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、裝配(zhungpi)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)件的零位角位橫坐標(biāo)的起點(diǎn)，縱坐標(biāo)表示(biosh)個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位移起始位置。如圖51所示，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，在沖頭工作行程的前部和回程的后部，使間歇轉(zhuǎn)動(dòng)在沖壓以前得以完成。掃屑要求在沖頭回程后半段至工作行程前半段完成。送料凸輪則要求在轉(zhuǎn)盤間歇機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)停止運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)停止運(yùn)

19、動(dòng)時(shí)開始運(yùn)動(dòng)。圖51 蜂窩煤成型機(jī)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖五 傳動(dòng)(chundng)方案設(shè)計(jì)及計(jì)算1.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選用(xunyng)與比較帶傳動(dòng)是利用(lyng)張緊帶輪上的傳動(dòng)帶，借助帶和輪的摩擦(或嚙合)來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。帶傳動(dòng)由于具有傳動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，不需潤(rùn)滑油和緩沖吸震等優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械中被廣泛應(yīng)用。帶傳動(dòng)可分為摩擦傳動(dòng)和嚙合傳動(dòng)兩大類，摩擦傳動(dòng)型是利用傳動(dòng)帶和帶輪之間的摩擦力來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。他結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)平穩(wěn)，過載可打滑。摩擦型代傳懂得傳動(dòng)帶根據(jù)界面的形狀分為截面為梯型的V帶，截面為矩形的平帶和特殊截面的帶。平行帶常用(chn yn)于物流傳輸，V帶適用于開口傳動(dòng)，帶輪直徑較小，或

20、轉(zhuǎn)速(zhun s)較高的場(chǎng)合,常用于電機(jī)的第一級(jí)減速。圓型帶，結(jié)構(gòu)(jigu)簡(jiǎn)單，可用于交叉或半交叉?zhèn)鲃?dòng)，適用于中心距較短，穿動(dòng)比不大，中低速的小功率傳動(dòng)場(chǎng)合，如用于縫紉機(jī)傳動(dòng)。 綜上所述,我們?cè)O(shè)計(jì)小組選用V形帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。由于機(jī)構(gòu)所須的轉(zhuǎn)速較小，按要求只有30轉(zhuǎn)/min，所以傳動(dòng)比較大，如果只用一級(jí)帶傳動(dòng)來(lái)減速的話，所須轉(zhuǎn)輪半徑太大，所以采用兩級(jí)傳動(dòng)。第一級(jí)為帶傳動(dòng)，第二級(jí)為齒輪傳動(dòng)。向槽輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)時(shí)，齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向發(fā)生變化，需要用一對(duì)圓錐齒輪來(lái)改變方向。具體傳動(dòng)結(jié)構(gòu)如圖61所示。圖61 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 2.帶傳動(dòng)(chundng)計(jì)算 = 1 * ROMAN I 電動(dòng)機(jī)已知驅(qū)動(dòng)(q dn)電機(jī)

21、為：Y180L-8，功率(gngl)N=11 kW，轉(zhuǎn)速n=710 r/min。機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的速比：i(總)=n(電機(jī))/n(執(zhí)行主軸)=710/30=23.666 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的第一級(jí)采用帶傳動(dòng)，其速度比為4.7333；第二級(jí)采用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，其傳動(dòng)比為5。 = 2 * ROMAN II 功率PcPc=Ka*P （1）式中：Ka為工礦(n kun)系數(shù)，由表61可查得，P為傳動(dòng)(chundng)的名義(mngy)功率。載荷性質(zhì)工作機(jī)動(dòng) 力 機(jī)軟 起 動(dòng)負(fù) 載 起 動(dòng)每天工作小時(shí)數(shù)（h）1616載荷平穩(wěn)液體攪拌機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、通風(fēng)機(jī)、離心式水泵、輕型運(yùn)輸機(jī)1.01.11.21.11.21.3載

22、荷變動(dòng)較小帶式運(yùn)輸機(jī)、通風(fēng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)式水泵、機(jī)床、壓力機(jī)、印刷機(jī)1.11.21.31.21.31.4載荷變動(dòng)較大螺旋式輸送機(jī)、斗式提升機(jī)、往覆式水泵、和壓縮機(jī)、錘煉粉睡機(jī)、鋸木機(jī)、和紡織機(jī)1.21.31.41.41.51.6載荷變動(dòng)很大破碎機(jī)、球磨機(jī)、起重機(jī)、挖掘機(jī)、橡膠輥壓機(jī)1.31.41.51.51.61.8由于我們小組所作的是蜂窩煤成型機(jī)，每天工作時(shí)間長(zhǎng)，載荷變動(dòng)大，所以工礦系數(shù)選Pa=1.4。 所以 Pc=1.4*11=15.4 kW表61 工礦系數(shù) = 3 * ROMAN III 選擇帶的型號(hào)由功率Pc及主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n選擇V帶型號(hào)為C型V帶。 = 4 * ROMAN IV 定帶輪

23、節(jié)圓直徑d1和d2取d1=200 mm，則d2=4.7333* d1=946.7mm = 5 * ROMAN V 確定中心距a0.7（d1+ d2）a2（d1+ d2） 即 802.69a Pc/P P=（P0+P0）*Ka*KL查表可知：P0=3.8，P0=0.48，Ka =0.86，KL =0.98帶入算得 P =3.61 z15.4/3.61=4.26 取z=5式中：P0額定功率，P0額定功率增量，Ka包角修正系數(shù)，KL帶長(zhǎng)修正系數(shù)。3.齒輪傳動(dòng)計(jì)算由上面得知第二級(jí)采用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，其傳動(dòng)比為5。取z1=22，則z2=5*22=110。按鋼質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪(chln)進(jìn)行計(jì)算，模數(shù)取m=5

24、。則 d1=z1m=22*5=110 mm d2=z2m=110*5=550 mm 其他(qt)基本尺寸計(jì)算 (h=1 , c=0.25)D1 基圓直徑(zhjng) mzcos=103.4 mm 齒頂高 hm=5 mm 齒根高 m(h+c)=6.25 mm 齒高 m(h+2c)=7.5 mm 齒距 Pi*m=15.7 mm 齒槽寬 (Pi*m)/2=7.85 mm 法節(jié)和基節(jié) (Pi*m)*cos=14.75mm D2 基圓直徑 mzcos=516.8 mm 齒頂高 hm=5 mm 齒根高 m(h+c)=6.25 mm 齒高 m(h+2c)=7.5 mm 齒距 Pi*m=15.7 mm 齒槽

25、寬 (Pi*m)/2=7.85 mm 法節(jié)和基節(jié) (Pi*m)cos=14.75mm 六 機(jī)構(gòu)尺寸(ch cun)計(jì)算1.槽輪的計(jì)算(j sun) = 1 * GB2 槽數(shù)z 由設(shè)計(jì)要求可知，六工位式轉(zhuǎn)盤，所以(suy)選擇z=6，銷數(shù)選1。槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2與撥盤的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1之比，稱為運(yùn)動(dòng)系數(shù)，用表示。它用來(lái)衡量槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間在一個(gè)間歇周期中所占的比例。由于為了避免或減輕槽輪在開始轉(zhuǎn)動(dòng)和停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的碰撞或沖擊，圓銷在進(jìn)入和脫離徑向槽的瞬時(shí)，其中心線速度方向均需沿槽的中心線方向，使槽輪在起動(dòng)和停止是的瞬時(shí)角速度為零。即 t1 =2Pi， t2 =Pi-（2Pi/z）因此 = t2 /t1 =

26、 Pi-（2Pi/z）/ 2Pi=（z-2）/2z帶入 z=6得 =1/3由于設(shè)計(jì)要求蜂窩煤成型機(jī)的生產(chǎn)能力：30次/min，所以主動(dòng)件撥盤的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1為60s/30次=2s，進(jìn)而得知槽輪在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2= t1*=2*1/3=0.667s,停歇時(shí)間為2s-0.667s=1.333s = 2 * GB2 中心(zhngxn)距a 由機(jī)構(gòu)(jgu)情況確定 取a=300 mm 圓銷半徑(bnjng)r 由結(jié)構(gòu)情況確定 取r=30 mm 槽輪每次轉(zhuǎn)位時(shí)主動(dòng)件的轉(zhuǎn)角2 2=180*(1-2/z)=120 槽間角 2 2=360/z=60 由以上一些求得和設(shè)定的數(shù)值可以得：主動(dòng)件撥盤圓

27、銷的中心半徑R1 R1=a*sin=300*sin30=150 mmR1與a的比值= R1/ a=sin=sin30=0.5槽輪的外圓半徑R2 R2=（a*cos）+r所以 R2=262 mm槽輪的槽深h ha(+ cos-1)+r 所以 h139.8 mm 取 h=140 mm = 2 * Arabic 2.圓錐齒輪 = 1 * GB2 圓錐齒輪的選擇按軸線位置圓錐齒輪分為正交傳動(dòng)、斜交傳動(dòng)、軸線偏置傳動(dòng)等，由設(shè)計(jì)要求我們選用正交傳動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)。圖71 正交直齒錐齒輪R1R2按齒長(zhǎng)形狀分為直齒圓錐齒輪和斜齒圓錐齒輪兩種。這兩種齒輪齒形都比較簡(jiǎn)單，制作容易。直齒圓錐齒輪工作時(shí)振動(dòng)和噪聲較大，軸向

28、力較小，承載能力也不高，多用于低速、輕載而穩(wěn)定的轉(zhuǎn)動(dòng)；斜齒圓錐齒輪的承載能力雖然較大，噪音也較小，但軸向力較大。根據(jù)我們的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，對(duì)振動(dòng)和噪聲的要求都不高，由于直齒輪多用于低速、輕載而穩(wěn)定的傳動(dòng)，比較適合我們，所以我們決定選用正交直齒圓錐齒輪。 = 2 * GB2 直齒圓錐齒輪的計(jì)算(j sun)兩齒輪(chln)角速度分別為1和2，齒數(shù)分別(fnbi)為z1和z2，其角速度之比為i=1/2=z1/z2根據(jù)設(shè)計(jì)要求，i=1，則z1=z2。當(dāng)兩齒輪正確嚙合時(shí)，滿足m1=m2,1=2,1+2=90因?yàn)?i=1/2=r2/r1=sin2/sin1 而 1+2=90聯(lián)立解得： tan1=sin90/

29、(i+cos90)=1 tan2= i*sin90/(1+i*cos90)=1所以 1=2=45取 m1=m2=4，z1=z2=25所以 d1=d2=m*z1=4*25=100錐距 R= d1/2*sin1=70.7 mm齒寬 b=0.25R=17.8 mm齒根(ch n)高 hf=(h+c)m=4.8mm齒頂高 ha=hm=4 mm平均(pngjn)模數(shù) mm=(1-0.5*)m=3.5 (為齒寬系數(shù)(xsh)，一般為0.250.3)齒根角 f =arctan (hf/R)=3.9 齒頂角 a=arctan (ha/R)=3.2根錐角 f =+f =41.1 頂錐角 a=+a=48.2大端齒

30、頂圓直徑 da=d1+2 ha cos1=105.7 mm 大端齒根圓直徑 df=d1-2 ha cos1=93.2 mm(標(biāo)準(zhǔn)圓錐齒輪取 h=1, c=0.2) = 3 * GB1 飛輪的設(shè)計(jì)及計(jì)算在周期性變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期內(nèi)，等效驅(qū)動(dòng)力矩做功是等于等效阻抗力矩做功。但在運(yùn)轉(zhuǎn)周期內(nèi)的任一時(shí)刻，等效驅(qū)動(dòng)力矩做的功不等于等效阻抗力矩做的功，從而使得機(jī)械的運(yùn)動(dòng)速度發(fā)生波動(dòng)。過大的波動(dòng)速度會(huì)影響機(jī)械的工作性能。這種速度波動(dòng)可以通過在機(jī)械中安裝就有較大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的飛輪來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)速度升高時(shí)，飛輪的慣性阻止其速度增加，飛輪儲(chǔ)存能量，限制了轉(zhuǎn)速的提高；當(dāng)速度降低時(shí)，飛輪的慣性阻止其速度減少

31、，飛輪釋放能量，限制了轉(zhuǎn)速的降低，從而實(shí)現(xiàn)了速度波動(dòng)調(diào)節(jié)的目的。飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： J=(Emax-Emin)/由設(shè)計(jì)要求可知，等效(dn xio)最大阻力為50000N，阻力存在時(shí)可近似認(rèn)為是線性變化，假定驅(qū)動(dòng)力為常值，則驅(qū)動(dòng)力P=0.5*50000*(0.5Pi)/2Pi=6250 N假定沖頭接觸煤粉的時(shí)間占整個(gè)運(yùn)動(dòng)(yndng)周期的1/4，并把沖壓力的變化近似理解為線性變化。可得曲線(qxin)如下：50000N6250NR2RFs圖72 蜂窩煤成型機(jī)沖壓力變化曲線所以 Emax-Emin =0.5*（50000-6250）*（7/8）*（Pi/2）*0.15=4509.9 N從減小飛輪

32、的尺寸考慮，將飛輪安裝在高速軸上，則 =（150*2Pi/60）=15.7 rad/s同時(shí)取 =0.15 帶入計(jì)算得J=(Emax-Emin)/=4509.9/(0.15*15.7)=121.98 kg*m飛輪的形狀為圓盤形，求飛輪的尺寸。飛輪距為md=8J取 d=1000 mm 則 m=8J/d=8*121.98/1=975.84 kg選用鋼作為制作飛輪的材料(cilio)，其密度=7800 kg/m,則寬度(kund)d 為b=4m/(Pi*d*)=4*975.84/(Pi*1*7800)=159.3 mm所以飛輪為一個(gè)(y )直徑為1000 mm，厚為159.3 mm的圓盤。加了飛輪之后

33、，由于飛輪能儲(chǔ)存能量，可使所需的電機(jī)功率減小，其電機(jī)功率為：P=6250*2Pi*0.15*30/60=2945.24 W=2.945 Kw現(xiàn)在選用的電機(jī)功率為11 kW,遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足要求，這是為了滿足短時(shí)沖壓時(shí)50000N的沖壓力的需要。 = 4 * GB1 凸輪的計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)，凸輪運(yùn)動(dòng)要求滑塊在間歇轉(zhuǎn)盤運(yùn)動(dòng)的時(shí)候停止運(yùn)動(dòng)，并堵住下料口，停止下料；間歇轉(zhuǎn)盤停止時(shí)，打開下料口。因?yàn)檗D(zhuǎn)盤運(yùn)動(dòng)時(shí)間占整個(gè)時(shí)間的1/3，所以凸輪遠(yuǎn)端休止角為120。凸輪各參數(shù)及示意圖如下。推程運(yùn)動(dòng)角u120遠(yuǎn)休止角s120回程運(yùn)動(dòng)角d120行程H100mm偏置距e0基圓半徑r0100mm運(yùn)動(dòng)規(guī)律等加速等減速運(yùn)動(dòng)圖73凸輪設(shè)

34、計(jì)參數(shù)及示意圖 用Mathematica軟件來(lái)計(jì)算(j sun)凸輪輪廓線。先根據(jù)要求劃出位移(wiy)曲線x_ := Which0 = x 2Pi/3, 50*(1 - Cos3x/2), 2Pi/3 = x 4Pi/3, 100, 4Pi/3 = x 2Pi, 50*(1 + Cos3x/2)Plotsx, x, 0, 2Pi再根據(jù)位移曲線(qxin)劃出速度曲線vx_ = Dsx, x!(Which0 = x (2 Pi)/3, 150/2 Sin(3 x)/2, (2 Pi)/3 = x (4 Pi)/3, 0, (4 Pi)/3 = x 2 Pi, (-(150/2) Sin(3 x

35、)/2)Plotvx, x, 0, 2Pi再根據(jù)(gnj)速度曲線劃出加速度曲線ax_ = Dvx, x!(Which 0 = x (2 Pi)/3, (450 Cos(3 x)/2)/22, (2 Pi)/3 = x (4 Pi)/3, 0, (4 Pi)/3 = x Automatic七 個(gè)人(grn)體會(huì)通過這次蜂窩煤成型機(jī)的設(shè)計(jì)，我們(w men)都有不少的心得體會(huì)?，F(xiàn)分別寫在下面。經(jīng)過了幾個(gè)星期(xngq)小組人員的齊心奮斗，我們小組終于完成了沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的設(shè)計(jì)。從我個(gè)人角度而言，我認(rèn)為這次設(shè)計(jì)充分鍛煉了我的能力。這次設(shè)計(jì)過程使我充分感覺到了團(tuán)隊(duì)力量之大。從分完小組，從老師手中

36、拿到設(shè)計(jì)題目，我們便開始了設(shè)計(jì)工作。到圖書館借參考書，上網(wǎng)查資料，有時(shí)還向其他同學(xué)請(qǐng)教問題。我們往往因?yàn)橐粋€(gè)細(xì)節(jié)問題而要反復(fù)考慮，一種方法不適合就換一種。有時(shí)討論了幾個(gè)小時(shí)也找不出一個(gè)好的方案。小組成員之間的通力合作讓我真正感覺到什么是團(tuán)隊(duì)精神和團(tuán)隊(duì)力量大。一個(gè)人即使能力再?gòu)?qiáng)也不可能掌握所有的東西，考慮問題也不可能樣樣周全，漏洞是不可避免的。只有團(tuán)隊(duì)里的成員一起合作，才能相互彌補(bǔ)漏洞，取長(zhǎng)補(bǔ)短使設(shè)計(jì)作品趨于完美，才有可能完成任務(wù)。就這樣，在一點(diǎn)一點(diǎn)的摸索中，在克服了一個(gè)又一個(gè)困難之后，我們的總體設(shè)計(jì)構(gòu)想終于決定下來(lái)了。接下來(lái)就是機(jī)構(gòu)計(jì)算，畫圖和動(dòng)畫設(shè)計(jì)了。我主要負(fù)責(zé)機(jī)構(gòu)的計(jì)算。作計(jì)算時(shí)，教材上

37、許多機(jī)構(gòu)具體計(jì)算并不詳細(xì)，所以為了找到具體的計(jì)算公式，查閱了不少的資料(zlio)。在這一過程中，我慢慢對(duì)所學(xué)的知識(shí)有了更深一步的了解，并且還接觸到了不少新的東西，受益匪淺。同時(shí)在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我還接觸到一些繪圖軟件，增加了自己的知識(shí)，感覺受益匪淺。李一喆 F0106102 5010619045經(jīng)過(jnggu)了近2個(gè)月的努力，我們小組“沖壓(chngy)式蜂窩煤成型”的設(shè)計(jì)課程終于完成了，再次完工之際，我作為這個(gè)小組的小組長(zhǎng)，有必要與大家一起交流一下心得體會(huì)。由于這次設(shè)計(jì)是我們所作的第一個(gè)設(shè)計(jì)，所以一開始我們就十分認(rèn)真的對(duì)待這次課程設(shè)計(jì)，在確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案時(shí)，我們分頭查閱資料，每人寫出自己的方案，然后聚在一起討論各自的設(shè)計(jì)并進(jìn)行比較，最后取長(zhǎng)補(bǔ)短，得出我們組成員都認(rèn)同的最佳方案。討論時(shí)，我們暢所欲言的談了各自的想法，在聽取別人的介紹的同時(shí)，我們也加深了對(duì)機(jī)械原理這門課程的理解，對(duì)于我們能順利的完成這次的課程設(shè)計(jì)有很大的幫助。隨著設(shè)計(jì)的深入進(jìn)行，為了繪