冲压式蜂窝煤成型机【通过答辩毕业论文+CAD图纸】

全套设计（图纸）加 401339828 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 一 设计题目 计目的 1 计题目 1 计条件及设计要求 2 二 执行机构 运动方案设计 能分解与工艺动作分解 3 案选择与分析 3 行机构 的形成 15 构组合方案的确定 17 行机构尺 寸设计 18 动循环图 23 械系统方案设计运动简图 25 三 传动 系统方案 设计 动方案设计 26 动机的选择 27 动装置的总传动比和各级传动比分配 28 动装置的运动和动力参数计算 29 一 设计题目 机械原理课程设计是 我们 第一次较全面的机械设计的初步训练，是一个重要的实践性教学环节。 设计的目的在于 ， 进一步巩固并灵活运用所学相关知识；培养应用所学过的知识，独立解决工程实际问题的能力，使对机械系统运动方案设计 (机构运动简图设计 )有一个完整的概念，并培养具有初步的机构选型、组合和确定运动方案买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 的能力，提高 我们 进行创造性设计、运算、绘图、表达 、 运用计算机和技术资料诸方面的能力，以及利用现代设计方法 解决工程问题的能力 ， 以 得到一次较完整的设计方法的基本训练。 蜂窝煤成型机 设计一蜂窝煤成型机冲压和脱模机构、工作盘的间歇转 动机构以及扫屑机构。 该成型机工艺动作如图所示 ： 滑梁卸煤杆工作盘扫屑刷冲头图 1 蜂窝煤成型机设计原理示意图 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附的煤粉。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加压位置、成型后的模筒进入脱模位置、空的模筒进入加料位置 。 试设计能按上述要求运动的冲压和脱模机构、工作盘间歇转动机构以及扫屑机构。 计条件及 设计要求 工作机输入功率 :产率 :18 块 /煤尺寸： h=10075煤高度与型煤高度之比（压缩比）： 2 1，即工作盘高度 H=2h=150文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 工作条件：载荷有轻微冲击，一班制 使用期限：十年，大修期为三年 生产批量：小批量生产（少于十台） 转速允许误差： 5% 二 、 执行机构 运动方案设计 1)功能分解 为了实现蜂窝煤成型机的总功能，将功能分解为：加料功能、冲压成型功能、脱模功能、扫屑功能、工作盘简间歇转动功能、输送功能。 2)工艺动作过程 根据上述分析，工艺动作有以下六个动作： （ 1）加料：这一动作可利用煤粉的重力打开料斗自动加料； （ 2）冲压成型：要求冲头上下往复运动，在冲头行程的二分之一进行冲压成型； （ 3）脱模：要求脱模盘上下往复移动，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； （ 4）扫屑：要求在冲头、脱模盘向上移动过程中用扫屑刷将煤粉扫除； （ 5） 工作盘 间歇 转动 ：以完成冲压、脱模和加料三个工位的转换； （ 6）输送：将成型的煤饼脱模后落在输送带上送出成品，以便装箱待用。 以 上六个动作，加料和 输送的动作比较简单，暂时不予考虑，脱模和冲压可以用一个机构完成 。 案选择与分析 一、冲压和脱模机构 (上下移动 ) 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 方案 1 方案 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 方案 3 方案 4 方案 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 方案 6 方案 7 方案 8 方案 9 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 方案 10 方案 11 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 方案 12 方案 13 方案 14 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 方案 15 方案 16 方案 17 方案 18 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 方案 19 方案 20 方案 1至 9为连杆机构；方案 10至 12为凸轮机构；方案 13至 16为齿轮齿条机构；方案 17至 20为组合机构。 表 1 冲压机构部分运动方案定性分析 连杆机构 凸轮机构 齿轮齿条机构 运动速度 高 较高 高 行程大小 取决于曲柄尺寸 小 可任意 可调程度 可调 调节困难 可调 动力性能 平衡困难 取决于凸轮形状 好 简单，但一般齿轮形 态 性 能 特 点 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 简单性 不太简单 简单 须摆动才能实现齿条往复移动 机械效率 一般 一般 较高 承载能力 高 较低 较高 其他 特性 有急回特性 可实现任意运动规律 传动平稳 结合表 1可知，方案 1为曲柄滑块机构，易加工且具增力作用；方案 6至 9为六杆机构行程小；凸轮机构结构简单、紧凑，但易磨损且传力小；齿轮齿条机构传动准确、效率高、寿命长，但加工装配难；组合机构结构复杂。 综上所述，初选方案 1，方案 9，方案 17。 二、工作盘间歇运动机构 方案 1 槽轮机构 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 方案 2 外啮合棘轮机构 方案 3 摩擦式棘轮机构 方案 4 外啮合不完全齿轮机构 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 方案 5 不完全齿轮齿条机构 方案 6 圆柱凸轮间歇运动机构 方案 1结构简单，效率高，但转角不可太小，有冲击；方案 2、 3制造方便，转角准确，但易引起冲击磨损；方案 4、 5 从动轮运动转角范围大但加工复杂，会引起刚性冲击。方案 6结构简单，运转可靠， 但精度要求高，加工复杂，安装调整困难。 综合考虑，初选方案 1，方案 4，方案 6。 三、扫屑机构 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 方案 1 附加滑块摇杆机构 方案 2 固定凸轮移动滚子从动件机构 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 方案 3 固定凸轮移动滑块从动件机构 方案 1 工作平稳，但尺寸较大；方案 2 运动性能较差，且易磨损；方案 3各方面性能较好。 扫屑机构以上三方案性能相 差不大，均可待选 。 行运动机构 的形成 方案 I: 冲压机构为偏置曲柄滑块机构 模筒转盘为槽轮机构 扫屑机构为 导杆 构 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 适 当选择冲压机构中 保证构件具有急回，运动和工作段近于匀速的特性，并可使机构工作段压力角尽可能小。 根据工位要求确定槽轮相关参数，可满足工作盘间歇转动。 导杆 下方向长度应大于滑梁行程，其左右高度应能使扫屑刷满足扫除粉煤活动范围。 方案 冲压机构为六杆机构 模筒转 盘为不完全齿轮机构 扫屑机构为固附加滑块摇杆机构 六杆机构虽具有增力作用，但行程较小，需调整各杆尺寸才能满足滑梁行程要求。 不完全齿轮机构是由普通齿轮机构转化而成的一种间歇运动机构。它与普通齿轮的不同之处是轮齿不布满整个圆周。不完全齿轮机构的主动轮上只有一个或几个轮齿，并根据运动时间与停歇时间的要求，在从动轮上有与主动轮轮齿相啮合的齿间。两轮轮缘上各有锁止弧 (见方案 4图 )，在从动轮停歇期间，用来防止从动轮游动，并起定位作用。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 附加 滑块摇杆机构 ，满足运动变化条件，且工作平稳，效率较高，成本较低但运动尺寸较大。 方案 冲压机构为凸轮 模筒转盘为圆柱凸轮间歇运动机构 扫屑机构为 固定凸轮移动从动件 机构 凸轮 凸轮部分磨损较大，连杆部分为多杆，为满足行程要求需占较大尺寸。 圆柱凸轮间歇运动机构精度要求高，安装调整均有较大难度。 固定凸轮移动从动件机构 对机架的要求较高，工作平稳性较差 。 且 滚子磨损较大，寿命短 。 构组合方案的确定 经过前述方案评价 可知，方案 能可靠，成本低廉，经久耐用，维护容易，操作方便。所以 确定 该 方案是上述 三 个方案中最为合理的方案。 行机构尺寸设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 1）偏置 曲柄滑块机构计算 已知滑梁行程 S=300行程速比系数 k= =180 (k+1)= 180( ()=36 )。 过 再过 0 54 ,2。 最后以 此圆周上任意一点与 =36。 在圆周上任取曲柄转动中心 A，由图可知，曲柄与连杆重叠共线和拉直共线的 2个位置 则 : 12得： （线段 由以 A 为圆心， 半径作弧与求得）。 经测量得： 25C=295mm e=140知生产率为 18块 / 因为曲柄旋转一 周，滑块完成一个冲压运动周期，生产 1块蜂窝煤。 所以曲柄转速为 18r/曲柄角速度为 s。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 以上 软件分析表明，所设计 的 偏置曲柄滑块机构最小传动角为 26 （而为了保证良好的传力性能，通常应使最小传动角不小于 40 ） ，即压力角过大，又蜂窝煤成型机冲压机构对急回特性并无特殊要求，所以决定将该机构改为对心曲柄滑块机构。 改（ 1）对心 曲柄滑块机构计算 因为 S=300 所以，曲柄长 。 取最小传动角为 75 ，即最大压力角为 15 图解法 如下： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 在水平线 。 以 150半径作圆，交 1、 过 B 于 作 5 ，交 测得 80为连杆长。 在 截取 2C,得滑块两极限位置 以下为对心曲柄滑块机构运动分析及动态仿真图： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 2） 槽轮机构计算 槽数 z 按工位要求本应选为 5，但 动时间 利于工作。所以为提高工作效率，希望减小 k,即减小 z(工位数不够，可在传动链中加入与间歇转动部分所需工位数相适应的减速齿轮来达到 )，最终选定z=4（减速齿轮传动必 i=4/5）。 槽轮每次转位时主动件转角 2=180 （ （ 4 槽间角 2= 360 /z= 360 /4=90 动停比 k=td/(z+2)= (4(4+2)=1/3 圆销数 n=1 由结构情况确定 中心距 a=300销半 径 r=30以，主动件圆销中心半径 R1=300 2121与 =R1/a=212/300 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 槽轮外圆半径 ( 2+1/2= (300) 2+3021/2214轮槽深 h a( +1)+r=300 (0.7+30 h=1533)导杆 依据滑块的行程要求以及冲压机构的尺寸限制，选取扫屑机 构尺寸如下： 导杆铅垂方向高度 H=375倾角 00/150) 73 扫屑刷杆长 L=550据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图 对于冲压式蜂窝煤成型机运动循环图主要是确定冲压和脱模盘、扫屑刷、模筒转盘三个执行构件的先后顺序、相位，以利对各执行机构的设计、装配和调试。 冲压式蜂窝煤成型机的冲压机构为主机构，以它的主动件的零位角为横坐标的起点 （即横坐标表示各执行构件位置） ，纵坐标表示各执行构件的位移起止位置。 表 2和图 2均 表示冲压式蜂窝煤成型机三个执行机构的运动循 环 过程 。 冲压过程分为冲程和回程。带有模孔的转盘工作行程在冲头程后半段和冲程前半段完成，使间歇转动在冲压之前完成。扫屑运动在冲头回程后半段和冲程前半段完成。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 表 2 冲压式蜂窝煤成型机运动循环表 主动件转角分配 0 180 180 360 冲头和脱模盘机构 工作行程 回程 主动件转角分配 0 90 90 270 270 360 模筒转盘机构 工作行程 停止 工作行程 扫屑刷机构 扫屑运动 回程 扫屑运动 图 2蜂窝煤成型机运动循环图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 械系统方案设计运动简图 电机驱动带轮机构，带轮机构驱动齿轮机构，齿轮机构 分别 驱动冲压曲柄滑块机构和分度槽轮机构，冲压机构 的 冲头驱动扫屑机构。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 三、传动系统方案设计 案 设计 传动系统位于原动机和执行系统之间，将原动机的运动和动力传递给执行系统。除进行功率传递，使执行机构能克服阻力做功外，它还起着如下重要作用：实现增速、减速或变速传动；变换运动形式；进行运动的合成和分解；实现分路传动和较远距离传动。传动系统方案设计是机 械系统方案设计的重要组成部分。当完成了执行系统的方案设计和原动机的预选型后，即可根据执行机构所需要的运动和动力条件及原动机的类型和性能参数，进行传动系统的方案设计。 在保证实现机器的预期功能的条件下，传动环节应尽量简短，这样可使机构和零件数目少， 满足结构简单，尺寸紧凑， 降低制造和装配费用，提高机器的效率和传动精度。 根据设计任务书中所规定的功能要求，执行系统对动力、传动比或速度变化的要求以及原动机的工作特性，选择合适的传动装置类型。根据空间位置、运动和动力传递路线及所选传动装置的传动特点和适用条件，合理拟 定传动路线，安排各传动机构的先后顺序，完成从原动机到各执行机构之间的传动系统的总体布置方案。 机械系统的组成为： 原动机 传动系统 (装置 ) 工作机（执行机构） 原动机： 传动系统 (机构 )：常用的减速机构有齿轮传动、行星齿轮传动、蜗杆传动、皮带传动、链轮传动等，根据运动简图的整体布置和各类减速装置的传动特点，选用二级减速。第一级采用皮带减速，皮带传动为柔性传动，具有过载保护、噪音低、且适用于中心距较大的场合；第二级采用齿轮减速，因 斜齿轮较买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 之直齿轮具有传动平稳，承载能力高等优点，故在减速 器中采用斜齿轮传动。根据运动简图的整体布置确定皮带和齿轮传动的中心距，再根据中心距及机械原理和机械设计的有关知识确定皮带轮的直径和齿轮的齿数。 故传动系统由“ 二级圆柱斜齿轮减速器”组成。 原始数据： 根据设计要求， 已知工作机（执行机构原动件）主轴： 工作机输出功率： w) 转速： = 18（ r/ 动机的选择 1） 选择电动机类型 按已知工作要求和条件选用 Y 系列一般用途的全封闭自扇冷式笼型三相异步电动。 2） 选择电动机容量 所需 电动机的功率 ： a 作轴 的传动总效率 a = 带 轴 承 3 齿 轮 2 联 查表可得： 对于 带 = 对于 8 级精度的一般齿轮传动 ： 齿轮 =于一对滚动轴承： 轴承 =于弹性联轴器： 联轴器 = a = 带 轴 承 3 齿 轮 2 联 = a=W 查 各种传动的 合理 传动比 范围值 得： V 带传动常用传动比范围为 i 带 =2 4，单级圆柱齿轮传动比范围为 i 齿=3 5，则电动机转速可选范围为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 nd=i 带 i 齿 2 (2 4)( 3 5)2 =（ 18 100 ） (18 100) 18 =324 1800 r/合这一转速范围的同步转速有 750 r/1000 r/1500 r/据容量和转速，由有关手册查出四种适用的电动机型号，因此有 3 种传动比方案。 表 3 方案 电动机型号 额定功率动机转速 / r/动机质量 /动装置的传动比 同步 满载 总传动比 V 带传动比 齿轮传动 1 1500 1440 43 48 3 16 2 1000 960 73 32 750 720 118 24 于电动机来说，在额定功率相同的情况下，额定转速越高的电动机尺寸越小，重量和价格也低，即高速电动机反而经济。若原动机的转速选得过高，势必增加传动系统的传动比，从而导致传动系统的结构复杂。 由表 3 中 3 种方案，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、结构和带 传动及减速器的传动比，认为方案 1的传动比较合适，所以选定电动机的型号为 动机数据如下 : 额定功率： 4 载 转速： n 满 =1440 r/步转速： 1500 r/动装置的总传动比和各级传动比分配 1传动装置的总传动比 i 总 = n 满 / 1440/18=80 2 分配各级传动比 根据机械设计课程设计表 取，对于三角 v 带传动 ,为避免大带轮直径过大 ,取 则减速器的总传动比为 i 减 =i 总 /0/于两级圆柱斜齿轮减速器 ,按两个大齿轮具有相近的浸油深