蜂窝煤成型机

机械原理课程设计 蜂窝煤成型机

设计成员：

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目录

一．设计任务……………………………………………………………

1． 设计题目………………………………………………………………

2．工作原理以及工艺过程………………………………………………

3．原始数据以及设计要求………………………………………………

二. 执行系统的功能原理设计……………………………………

1. 运动方案确定…………………………………………………………

2. 功能原理分析比较……………………………………………………

三. 运动规律设计……………………………………………………

1. 功能分析……………………………………………………………

2．工艺动作过程…………………………………………………………

四.执行机构的形式分析……………………………………………

1. 执行机构型式设计的原则……………………………………………

2. 机构的选型……………………………………………………………

3. 机构的构型……………………………………………………………

五. 执行机构的尺寸综合…………………………………………

1.尺度计算………………………………………………………………

六．执行系统的协调设计…………………………………………

1.运动循环图……………………………………………………………

七．设计总结…………………………………………………………

八．主要参考文献…………………………………………………

设计任务:

1． 设计题目：

蜂窝煤成型机

1.2工作原理及工艺动作过程

 煤粉通过重力打开料斗自动加料到模筒转模1内（如图所示），然后由冲头3上下往复运动，在冲头行程的二分之一进行冲压成型；此后脱模盘5上下往复移动，将已冲压成型的煤饼压下去而脱离模筒，一般可以将它与冲头固结在上下往复移动的滑梁

上。最后在冲头、脱模盘向上移动过程中用扫屑刷

4将煤粉扫除，模筒转模1间歇运动，以完成冲压、脱模和加料三个工位的转换。

1.3原始数据及设计要求

(1)产品尺寸为：底面直径 X高=120mmx90mm，生产率为30次/min(2)冲头与脱模盘都与上下移动的滑梁连成一体，当滑梁下冲时冲头将煤粉冲压成蜂窝煤，脱模盘将已压成的蜂窝煤脱模。在滑梁上升过程中扫屑刷将刷除冲头和脱模盘上粘着的煤粉。模筒转盘上均布了模筒，转盘的间歇运动使加料后的模筒进入冲压位置，成型后的模筒进入脱模位置，空的模筒进入加料位置。（3）为了改善蜂窝煤冲压成型的质量，希望冲压机构在冲压后有一保压时间。（4）由于同时冲两只煤饼时的冲头压力较大，最大可达50000N，其压力变化近似认为在冲程的一半进入冲压，压力呈线性变化，由零值至最大值。因此，希望冲压机构具有增力功能，以减小机器的速度波动和减小原动机的功率。

（5）驱动电动机目前采用Y180L-8型，其功率N=11KW,转速n=730r/min。（6）机械运动方案应力求简单

2执行系统的功能原理设计

2.1运动方案确定

根据冲头和脱模盘、模筒转盘、扫屑刷这三个执行构件动作要求和结构特点，可以选择以下几种常用机构

出冲压式蜂窝煤成型机的机械运动方案为

N = 3 X 2 X 3 = 18

现在可以按给定的条件、各机构的相容性和尽量使机构简单要求来选择方案，由此可以确定以下机构比较简单的方案

方案一

冲压机构为对心曲柄滑块机构、模筒转盘为槽轮机构、扫屑机构为固定移动凸轮-移动从动件机构 方案二

冲压机构为对心曲柄滑块机构、模筒转盘为槽轮机构、扫屑机构为附加滑块摇杆机构

方案三

冲压机构为偏置曲柄滑块机构、模筒转盘为不完全齿轮机构、扫屑机构为附加滑块摇杆机构

三个运动方案可以用模糊综合评价方法进行评估选优，最后选择方案一为冲压蜂窝煤成型机的运动方案。

2.2功能原理分析比较

（1）对于功能1粉煤自动加料，该动作可利用煤粉自重打开料斗自动加料（2）对于功能2冲头将蜂窝煤压制成型和功能3将在模筒内冲压后的蜂窝煤脱煤运用对心曲柄滑块机构实现冲头和脱模台上下往复运动

（3）对于功能4扫屑运用固定凸轮移动从动件机构实现在冲头、脱模盘上向上移动过程中用扫屑刷将煤粉扫除，相对比固定凸轮移动从动件机构和附加滑块摇杆机构前者在满足执行机构的工艺动作和运动要求的前提下，传动链短，结构简单，具有更好的可调性，使用安全性更好，并且操作简单。

3运动规律设计

3．1功能分析

3．2工艺动作过程

1）加料：该动作可利用煤粉自重打开料斗的自动加料；

2）冲压成型：要求冲头上下往复运动，在冲头行程的后二分之一进行冲压成型；

3）脱模：要求脱模台上下往复运动，将已冲压成型的煤饼压下去而脱离模筒。一般可将它与冲头一起固结在上下往复移动的滑梁上；

4）扫屑：要求在冲头、脱模盘上向上移动过程中用

扫屑刷将煤粉扫除；

5）模筒转模间歇转动：以完成冲压、脱模、加料三个工位的转换；

6）输送：将成型的煤饼脱落后落在运输带上送出成品，以便装箱待用。

4执行机构的型式设计

4.1执行机构型式设计的原则

（1） 满足执行机构的工艺动作和运动要求

（2） 尽量简化和缩短运动链，选择较简单的机构

（3） 尽量减小机构尺寸

（4） 选择合理的运动副形式

（5） 考虑动力源的形式

（6） 使执行机构具有良好的传动条件和动力特性

（7） 使机械具有调节某些运动参数的能力

（8） 保证机械的安全运转

4．2机构的选型

该冲压式蜂窝煤的总体运动可以分为冲头和脱模盘机构、扫屑刷机机构、模筒转盘间歇运动机构

机构

1有关冲头和脱模盘机构选型有：

（1）偏置曲柄滑块机构（画在图纸上时详见机械原理p114，以它为准）

（2）对心曲柄机构（画在图纸上时详见机械原理p114，以它为准）

2扫屑刷机构

3模筒转盘间歇运动机构槽轮机构

不完全齿轮机构

凸轮式间歇运动机构

4.3 机构的构型（到时候手绘）

方案一

方案二

方案二比方案一传动起来更稳定，更精确，而且容易实现，所以选择方案二作为本次课程设计的打标机的方案

5执行机构的尺寸综合（手抄时再详细计算）

在本次设计中，所用的齿轮都为标准此轮，模数都为4 以下压力角和模数均取标准值 α=20 m=4 电机采用1000r/min

第一级蜗杆减速 I=40 z1=2 z2=80

第二级齿轮减速

I=5 z1=20 z2=50

凸轮基圆半径 R=60 远休止角为60度，近休止角为180度

推程为20mm

其中由计算得n2=n3=n13=25r/min n4=n5=10r/min 构件6长为400mm

构件7长为300mm

构件8长为45mm

构件9长为70mm

构件10半径为100mm

构件11长19.5mm

构件12长21mm

注：齿轮3为顺时针旋转

6执行系统的协调设计（手抄时详见我借的那本书p99表4.2）

（1）运动循环图设计

根据设计要求，以凸轮旋转一周为一个循环。在这个循环中，推头要完成一次送料并且退回的动作，冲头要按要求完成一次冲压。根据这些动作要求及相互协调配合关系，绘制的运动循环图如图

7实际总结

在这次课程设计中，我们学到了很多东西。想起来很简单，做起来很难，尤其是将用动方案转化为机构设计。我们组开始讨论了很多方案，有糕点切片机，自动打印机，后来，还准备设计制钉机，由于水平有限，我们选择了一个相对较为简单的方案，设计冲压式蜂窝煤，这个设计书上有提示，我们也有样本可以参考，不过我们组基本上是重新设计尺寸，角度都重新计算。

在课程设计中我也学到了合作精神，小组四个人，都各有分工。这样才加快了设计的进度，开始讨论设计方案时，小组中的人也是各抒己 见，讨论了很多方案才达成一致。

通过这次设计，我们对机械运动原理有了更深一步的了解，机械设计不仅要满足运动轨迹，更还要考虑受力程度和工作行程，

这些我们都感受很深。这次课程设计既学到了知识，又培养了一点创新设计能力，我们感到十分满意。

参考文献：

（1）《机械原理》 孙恒 陈作模 葛文杰 主编 高等教育出版社 2006年5月

（2）《机械设计课程设计》王淑仁等主编 科学出版社 2006年

（3）《机械设计基础课程设计》陈立德主编 高等教育出版社

2006年7月

（4）《机械机构分析与设计》韦林 李小红主编 北京理工大学

出版社2008年8月