機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)--沖壓式蜂窩煤成型機(jī)

1、<p><b>　　機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 沖壓式蜂窩煤成型機(jī) </p><p>　　機(jī)電與車(chē)輛工程 學(xué)院 102 班</p><p>　　設(shè) 計(jì) 者：

2、 </p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p>　　2011-2012學(xué)年度第二學(xué)期</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1.設(shè)計(jì)題目………………………………………………2<

3、/p><p>　　1.1設(shè)計(jì)目的………………………………………………2</p><p>　　1.2設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介………………………………………………2</p><p>　　1.3設(shè)計(jì)條件及設(shè)計(jì)要求…………………………………3</p><p>　　2.運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)………………………………………4</p><p>　　2.1機(jī)械預(yù)期

4、的功能要求…………………………………4</p><p>　　2.2功能原理設(shè)計(jì)…………………………………………4</p><p>　　2.3運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)…………………………………………6</p><p>　　2.3.1運(yùn)動(dòng)動(dòng)作分解……………………………………………３</p><p>　　2.3.2運(yùn)動(dòng)方案選擇……………………………………………

5、５</p><p>　　2.3.3執(zhí)行系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖…………………………………… 6</p><p>　　3.機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的尺寸設(shè)計(jì)……………………………８ </p><p>　　3.1傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2主體機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.3各要素曲線(xiàn)圖</b

6、></p><p>　　4.小組總結(jié)……………………………………………15</p><p>　　5.參考資料……………………………………………17</p><p><b>　　1.設(shè)計(jì)題目</b></p><p><b>　　沖壓式蜂窩煤成型機(jī)</b></p><p>

7、<b>　?。?１設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)是為了提供一種結(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(zhuān)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)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。</p><p><b>　?。?２設(shè)計(jì)簡(jiǎn)

8、介</b></p><p>　　我們?cè)O(shè)計(jì)的沖壓式蜂窩煤成型機(jī)。沖壓式蜂窩煤成型機(jī)是將煤粉加入轉(zhuǎn)盤(pán)上的模筒內(nèi)，經(jīng)沖頭沖壓成蜂窩煤。</p><p><b>　　其示意圖如右圖所示</b></p><p>　　沖頭與脫模盤(pán)都與上下移動(dòng)的滑梁連成一體，當(dāng)滑梁下沖時(shí)沖頭將煤粉壓成蜂窩煤，脫模盤(pán)將已壓成的蜂窩煤脫模。模筒轉(zhuǎn)盤(pán)上均布了模筒，轉(zhuǎn)盤(pán)

9、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。</p><p><b>　　工作示意圖</b></p><p>　　1.3設(shè)計(jì)條件及要求</p><p>　　首先確定蜂窩煤成型機(jī)原理及所涉及的有關(guān)數(shù)據(jù)，制定多套設(shè)計(jì)方案。再查閱相關(guān)資料，通過(guò)精確的計(jì)算，對(duì)設(shè)計(jì)題目進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，最后在多方面的考慮下確定一套方

10、案并完成整套課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。并查閱相關(guān)資料得到煤炭成型機(jī)以下要求參數(shù)：</p><p>　　表1 基本技術(shù)參數(shù)表</p><p>　　表2 基本技術(shù)參數(shù)</p><p><b>　?。?運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1機(jī)械的預(yù)期功能要求</p><p>　　設(shè)計(jì)的機(jī)械在發(fā)

11、動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1440r/min的正常狀況下要能正常生產(chǎn)出成型的符合要求的蜂窩煤（煤尺寸：d*h=100*75）。每分鐘能生產(chǎn)72個(gè)。且機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，壽命長(zhǎng)，制造成本低，易布置，效率高。</p><p><b>　　2.2功能原理設(shè)計(jì)</b></p><p>　　利用帶沖針6的沖頭4往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將位于工作盤(pán)2?？字械幕旌狭蠅簩?shí)成型。沖針6剛性固結(jié)于沖頭，用以穿孔。壓板8以實(shí)。

12、為了提高生產(chǎn)率，將機(jī)器作彈簧7與滑塊1相連，通過(guò)彈簧壓縮時(shí)所產(chǎn)生的彈簧力將型煤壓成多工位的，把上料、成型、卸煤等工序集中在一臺(tái)機(jī)器上連續(xù)完成。</p><p><b>　　2.3運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.3.1運(yùn)動(dòng)動(dòng)作分解</p><p>　　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)作有以下五個(gè)動(dòng)作：</p>

13、;<p>　?。?）加料：這一動(dòng)作利用煤粉的重力自動(dòng)加料；</p><p>　?。?）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；</p><p>　?。?）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。</p><p>　?。?）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；</p><p>

14、　?。?）輸送：由輸送帶完成。</p><p>　　機(jī)器執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)如上圖所示。滑塊1上裝有沖孔壓實(shí)壓頭4和卸煤推桿5，作往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);工作盤(pán)2上有五個(gè)?？?，經(jīng)過(guò)上料、成型、卸料、做間歇回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；上料器作連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；將型煤運(yùn)出的傳送帶做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　為了滿(mǎn)足預(yù)期的機(jī)械要求，取帶動(dòng)滑塊齒輪的n1=72r/min?？紤]到料煤高度與型煤高度之比（壓縮比）為2:1，工作盤(pán)

15、高H=2h=150mm 。為使工作盤(pán)轉(zhuǎn)位速度不致太高，取壓頭在工作盤(pán)內(nèi)和工作盤(pán)外的位移相等，即沖頭的行程為H1=2H=300mm。</p><p>　　圓盤(pán)應(yīng)與滑塊協(xié)調(diào)配合，工作盤(pán)轉(zhuǎn)位時(shí)，壓頭必須在工作盤(pán)外，所以其運(yùn)動(dòng)參數(shù)n2=n1=72r/min。</p><p>　　2.3.2運(yùn)動(dòng)方案選擇</p><p>　　我們小組總共設(shè)計(jì)了三種方案，各方案簡(jiǎn)要分析如下。&l

16、t;/p><p>　　方案一：主傳動(dòng)采用兩級(jí)齒輪機(jī)構(gòu)減速，輔助轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)采用槽輪機(jī)構(gòu)，將連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ鞅P(pán)的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。傳送裝置是在圓盤(pán)的下方用上傳送帶。各機(jī)構(gòu)的裝配簡(jiǎn)圖見(jiàn)我們的圖紙。</p><p>　　方案二：主傳動(dòng)采用皮帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)，主體機(jī)構(gòu)仍采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，輔助轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)采用不完全齒輪機(jī)構(gòu)。傳送裝置同樣用的是傳送帶.其各機(jī)構(gòu)的配置和裝配見(jiàn)我們的圖紙。</p><p&

17、gt;　　方案三：這個(gè)方案的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)執(zhí)行粉煤沖壓成型動(dòng)作，由另一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)將成品頂出，由凸輪機(jī)構(gòu)把送入煤粉和輸出成品合并為一個(gè)動(dòng)作，在把成品推出的同時(shí)將工作循環(huán)的粉煤送到煤筒。</p><p><b>　　方案比較</b></p><p>　　我們前兩種方案區(qū)別在于主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和輔助轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)不同。方案一的優(yōu)點(diǎn)：采用齒輪傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)緊湊，壽命長(zhǎng)，效率高，

18、可采用標(biāo)準(zhǔn)減速器、大齒輪即為曲柄，便于平衡。槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，工作可靠，嚙入嚙出比較平穩(wěn)，有柔性沖擊。缺點(diǎn)：制造成本較高。</p><p>　　方案二的優(yōu)點(diǎn)：帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)平穩(wěn)，具有過(guò)載保護(hù)作用.鏈傳動(dòng)傳遞功率較大。缺點(diǎn)：鏈傳動(dòng)壽命較短不完全齒輪機(jī)構(gòu)嚙入嚙出時(shí)沖擊較大，設(shè)計(jì)計(jì)算較復(fù)雜。</p><p>　　而對(duì)于方案三則與前面的方案有諸多的不同，對(duì)于方案三的優(yōu)點(diǎn)：機(jī)構(gòu)運(yùn)作簡(jiǎn)單，操

19、作簡(jiǎn)單，成本較低。缺點(diǎn)：效率很低，可能打不到預(yù)期要求的效果，成品的品質(zhì)不高。</p><p>　　根據(jù)以上的簡(jiǎn)要的分析，經(jīng)過(guò)各方面綜合考慮，最后決定選取方案為最終的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　3.機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的尺寸設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)：</p><p>　　主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的總傳動(dòng)比: i總=20<

20、/p><p>　　采用兩級(jí)減速，分配為：i總=i1*i2=4*5</p><p><b>　　圖一</b></p><p><b>　　Z1取19 </b></p><p>　　則Z2=i1*Z1=4*19=76</p><p>　　Z3取22，則Z4=i2*Z3=5*22=11

21、0</p><p>　　則于上圖一所示：Z1=19 Z2=76 Z3=22 Z4=110</p><p>　　上料器的我轉(zhuǎn)速n3為120r/min</p><p>　　i=n電/n3=1440/120=12=i1*i3</p><p><b>　　所以i3=3</b></p><p>　　取

22、Z5=21 Z6=i3*Z5=3*21=63</p><p>　　所以：Z5=21 Z6=63 Z7=22 Z8=110 </p><p>　　由于沖頭和工作盤(pán)的運(yùn)動(dòng)平面相互垂直，主體機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件曲柄和輔助轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件槽輪的軸線(xiàn)相互垂直，因此，配置了圓錐齒輪傳動(dòng)Z9、Z10如下圖所示</p><p>　　由于主體機(jī)構(gòu)與輔助機(jī)構(gòu)應(yīng)同步</p&g

23、t;<p>　　所以取Z9=Z10=20</p><p>　　傳送皮帶需從工作臺(tái)下通過(guò)。皮帶輪直徑D等于200mm</p><p>　　運(yùn)動(dòng)的傳送帶速度要保證前一塊煤運(yùn)走后，后一塊煤才能卸落在傳送帶上。設(shè)煤塊的間距為2d=0.2m</p><p>　　則傳送帶速度:v=n1*0.2/60=0.24m/s

24、 </p><p><b>　　所以帶輪轉(zhuǎn)速：</b></p><p>　　n4=v*60/3.14/d=23r/mim</p><p>　　3.2主體機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)</p><p>　　由于滑塊沒(méi)有行程速比系數(shù)要求，為使機(jī)構(gòu)受力較好，采用對(duì)心的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為主體機(jī)構(gòu)，則曲柄長(zhǎng)度：</p>

25、<p>　　OA=r=H1/2=150mm</p><p>　　為了使機(jī)構(gòu)力學(xué)性能較好，使滑塊運(yùn)動(dòng)速度波動(dòng)</p><p>　　較小，又考慮到機(jī)器的整體高度，一般</p><p>　　取 l=800mm，</p><p>　　最小傳動(dòng)角：rmin=cos-1r/l=79.3。</p><p>&l

26、t;b>　　滿(mǎn)足傳力性能要求。</b></p><p><b>　　如圖</b></p><p>　　如圖 rOA=150mm lAB=800mm n=72r/min</p><p>　　所以w=2πn/60=7.536 rad/s</p><p>　　VA=w*rOA=7.536*0.15

27、=1.1304m/s</p><p>　　aA=w2*rOA=7.5362*0.15=8.52m/s2</p><p><b>　　12</b></p><p>　　設(shè)角AOB=45。時(shí)，求滑桿B的速度與加速度如下</p><p>　　VB = VA + VBA</p>

28、<p>　　方向 B→O ⊥OA ⊥AB</p><p>　　大小 ？ 1.1304 ？</p><p>　　解得：VB=0.878</p><p><b>　　VBA=0.816</b></p><p>　　W2=VBA/LAB=0.878/0.8=1.098

29、</p><p>　　anBA=W22LBA=0.7024</p><p>　　aB = aA + anBA + arBA</p><p>　　方向 B →0 A →0 B→A ⊥CB</p><p>　　大小 ？ 8.52 0.7024 ？</p><p>　　解得：aB

30、=6.08</p><p>　　所以 此時(shí) 解得VB=0.878 aB=6.08</p><p><b>　　3.3各要素曲線(xiàn)圖</b></p><p>　　最終測(cè)得其位移運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)為</p><p><b>　　↑ s</b></p><p><b>　　→θ&

31、lt;/b></p><p><b>　　速度運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)為</b></p><p><b>　　↑v</b></p><p><b>　　→θ</b></p><p><b>　　加速度運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)</b></p><p><

32、b>　　↑a</b></p><p><b>　　→θ</b></p><p><b>　　四、小組總結(jié)</b></p><p>　　這次的機(jī)械原理設(shè)計(jì)我們真的是感觸良多，這次課程設(shè)計(jì)讓我們看到了自己的不足之處，也讓我們體會(huì)到了課程設(shè)計(jì)的樂(lè)趣和意義。我們組分工明確，任務(wù)時(shí)間分配合理。使得最終的任務(wù)完滿(mǎn)的完

33、成。讓我認(rèn)識(shí)到團(tuán)隊(duì)合作的所發(fā)揮處的力量是巨大的。</p><p>　　經(jīng)過(guò)這一個(gè)星期的努力和加班工作，我們小組的課程設(shè)計(jì)終于落下了帷幕。在沒(méi)有做課程設(shè)計(jì)以前覺(jué)得課程設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來(lái)所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過(guò)這次做課程設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。課程設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我們明白了自己原來(lái)知識(shí)還比較欠缺，自己要學(xué)習(xí)的東西還太多。以前老是覺(jué)得自己什么

34、東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我們才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。 在這次課程設(shè)計(jì)中也使我們懂得和團(tuán)隊(duì)合作的重要性，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽(tīng)聽(tīng)不同的看法使我們能夠更好的理解相關(guān)知識(shí)。 此外，我們還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我們

35、認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。</p><p>　　在整個(gè)設(shè)計(jì)中我們懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我們獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我們充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。

36、雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我們終身受益。</p><p><b>　　五、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　《機(jī)械原理》 主編：鄭文緯、吳克堅(jiān)、高等教育出版社</p><p>　　2011-2012學(xué)年度第二學(xué)期</p><p>　　5月20號(hào)