气压式蜂窝煤成型机设计【含14张CAD图纸】【含CAD图纸】【LB8】
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中 原 工 学 院 毕业设计（论文）任务书姓 名黄冲冲机电 学院 机自 专业 071 班题 目气压式蜂窝煤成型机设计设计任务1、外文翻译，并且按学院规定的统一规范化要求用译文纸撰写或打印；2、毕业设计调研，并且按学院规定的统一规范化要求撰写调研报告、开题报告；3、气压式蜂窝煤成型机主机部分设计；4、绘制部分零件图；5、按学院规定的统一规范化要求撰写设计说明书。时间进度第12周 毕业实习、课题调研；第3 5周 方案论证，确定方案，完成实习报告、开题报告、外文翻译；第69周 主机部分设计（第九周中期检查）；第1012周 主要零件设计，按学院规定的统一规范化要求撰写设计说明书；第1314周 毕业设计审查 准备答辩；答辩资格评审；第15周 毕业答辩 （星期一公开答辩）； 第16周 修改毕业设计。原 要始 参资 考料 文和 献主1 联合编写组.机械设计手册（上中下）S.北京：机械工业出版社,1988.12.2 联合编写组.机械设计手册(1-6卷) S.北京：机械工业出版社,2004.8.3 樊瑞.液压技术M.北京：机械工业出版社,1997.9.4 联合编写组.机械零件设计手册S.北京：机械工业出版社, 1987.9.5 成大先.机械设计手册（单行本）:常用设计资料S.北京:化学工业出版社，2004.1.6 成大先.机械设计手册（单行本）:机械传动S.北京:化学工业出版社，2004.1.7 路甬祥.液压气动技术手册S.北京：机械工业出版社，2004.58 James WMurdock. P.E. Fluid Mechanics and its applicationsM.Printed in the U.S.A 19899 Richard R .Kibbe .Marchine Tool PracticesM. Printed in the U.S.A， 199210 汪启明等.基于单片机控制的液压泵站设计研究J.制造业自动化2003.06.11 张利平.液压控制系统及设计S.北京：化学工业出版社，2006.6.院长（系主任）签名： 指导教师：张雪松摘 要 在我国的能源构成中，煤炭占十分重要地位。据统计，在我国能源生产和消费中，煤炭约占总质量的百分之七十五左右。目前市长销售蜂窝煤的质量仍较普遍存在强度低、灰分高、固硫率低及不防水等缺点。这样不仅降低了散煤的燃烧率，造成了资源浪费，并且造成了严重的污染了环境。因此，蜂窝煤成型机设备是型煤生产中的关键设备，他的发展对我国经济有着深远的意义。本设计的是一种新型的蜂窝煤成型机,即气压式蜂窝煤成型机，改用气缸带动冲头往复上下运动。本设计整体机结构紧凑，运转平稳，不扬尘，噪声低，并具有高效、节能、噪音低、性能稳、震动小、寿命长、温升幅度大、结构先进、等优点。最重要的是，大幅度的提高了生产效率和产品的质量关键词：蜂窝煤成型机，气压式，工作原理AbstractEnergy mixing in China, the coal is in very important position. According to statistics in Chinas energy consumption and production , coal accounts for about 75%of all. However, but sold honeycomb coal has many defect such as lower compressive strength, high ash, lower sulfur retention and non-waterproof. So it not only reduced the coal combustion rate, the waste of resources,but also cause a great deal of damage to the environment.thenefore.Therefore, molding machine equipment is the key tocoal production, so the development of molding machine equipment has the practical meaning for national economy.The utility model relates to a new honeycomb briquet moulding machine，It use cylinder driving the punch reciprocating motion, The whole screen has the advantages of compact structure, steady and smooth running, no dust flying, low noise, as well as easy operation and maintenance,And has high efficiency, low noise, stable performance, small vibration, long life, , advanced structuree and so on. Most of all,it enhances assembly effectiveness and products quality. Key words: Honeycomb briquette molding machine, Cylinder Working principle 目 录1 引言12 分析22.1气压式蜂窝煤成型机的功能22.2设计基本要求22.3工作原理和工艺动作分解23 初定传动装置方案43.1初选电动机43.2初定传动方案43.3执行机构尺寸设计43.3.1气缸的种类选择43.3.2气缸的设计计算54 传动装置总体设计84.1选择电动机84.2计算总传动比并分配传动比84.3计算各轴的运动参数和动力参数95.传动件的设计计算105.1皮带轮的设计计算105.1.1确定计算功率105.1.2选择V带带型105.1.3确定带轮的基准直径并验算带速105.1.4确定带轮的中心距和皮带的基准长度105.1.5计算V带根数z105.1.6确定带轮的中心距和皮带的基准长度125.2直齿圆柱轮传动设计135.2.1选定齿轮类型、精度、材料及齿数135.2.2按齿面和齿根接触强度设计145.2.3几何尺寸计算175.3直齿锥齿轮的设计186 转盘槽轮和扫屑机构设计196.1槽轮机构计算196.2扫屑凸轮机构计算206.2工作盘设计与计算217轴的设计227.1 轴（皮带轮轴）的设计227.2 轴（大齿轮轴）的设计268 轴承选择校核与计算338.1轴承的选用338.2轴承的校核349 工作头横梁与扫屑刷横梁的连接处的设计3610 箱体的设计37结 论38参考文献39致 谢40中原工学院毕业设计实习报告毕业实习报告题目名称: 气压式蜂窝煤成型机的设计 院系名称： 机电学院 班 级： 机自072 学 号： 200700314209 学生姓名： 黄冲冲 指导教师： 张雪松 2011年3月目录1 前言22. 报告内容22.1 实习目的22.2 实习内容32.2.1 河南新飞电器有限公司：32.2.2 河南新新乡白鹭化纤有限公司62.2.3 公司新飞专用汽车有限责任公司：103. 小结134. 文献综述144.1 前期调研1442 课题分析145. 参考文献161.前 言毕业实习是学生完成大学四年全部课程后的最重要的实践环节。作为工科院校的毕业生，到工厂进行毕业实习是非常必要的。毕业实习使学生直接参与生产加工，进一步理解产品的实际生产流程，分析和掌握产品在设计和生产过程中存在的问题以及如何改善和优化产品的性能，同时了解工厂的管理体制及其经营的基本规律，并通过撰写实习报告，使学生学会综合应用所学知识，提高应用专业知识的能力，并为撰写毕业论文做好准备。照学校对本科生的要求，为了更多地了解社会，在实践中接收教育，锻炼解决生产等实际问题的能力，我于3月15日到新乡市新飞电器有限公司。虽然实习的时间不并长，但我不仅学到了许多书本上学不到的知识，将理论知识运用到实际中去，而且对两家公司的企业文化和管理机制有了一定的认识，了解和熟悉了企业的生产运作模式，更为重要的是，通过在相关模具部门的实习，进一步理解了注射模的结构、设计以及生产，这对我的毕业设计有很大的帮助，现做出以下报告。此次毕业实习我们主要是实地考察调研，在毕业设计导师的带领下观察研究与课题相关的技术设备运行情况，并请企业技术人员介绍相关专业知识，同时向毕业设计导师和现场操作人员学习请教相关知识，以便加深对毕业设计课题的理解，从而提高到理论的高度来研究、分析、找到解决问题的关键所在。为以后的设计提供资料和积累宝贵经验，避免走不必要的弯路。我们在毕业设计导师的带领下主要考察调研了三家公司，分别是河南新飞电器有限公司，新乡白鹭化纤有限公司和新飞专用汽车有限责任公司。这些企业产品的生产制造都大量运用到了冷冲压模具，其模具设计制造和运用在其生产中占有相当大的比重。通过观察研究生产现场中的各种模具，了解其结构与功能，这为我的毕业设计课题提供了良好的参考借鉴基础。2 报告内容2.1 实习目的（1）通过毕业实习使理论知识与实践经验相结合，进一步加深对本专业知识的理解。（2）通过对汽车厂的实习对汽车转向器有了更深的认识。（3）培养大学生的社会实践能力，为成功的完成毕业设计做好充分的准备。2.2 实习内容2.2.1 河南新飞电器有限公司河南新飞电器有限公司是以冰箱、冷柜、空调为主导产品的现代化白色家电制造企业，中国最大的绿色冰箱生产基地，中国冰箱、冷柜行业前两强。因出色的无氟与节能技术而被公认为中国家电绿色品牌。自1984年建立以来，新飞已发展成为拥有1个中国驰名商标和2个中国名牌产品的中部六省首家进出口免验企业，产品远销全球50多个国家和地区。近年来新飞的经营业绩突飞猛进，产销量、利润等主要经济指标连年呈两位数递增，成为同行业效益最好，发展最快、最稳健的企业之一。河南新飞电器有限公司是以冰箱、冷柜、空调为主导产品的现代化白色家电制造企业，是中国最大的绿色无氟冰箱生产基地。自1986年投产电冰箱以来，新飞冰箱已从投产之初的一个系列、三个品种发展到现在的80大系列1000多个花色品种，产品涵盖直冷、风冷、风直混合制冷、无氟制冷、半导体制冷等多个领域，各项性能指标均居国内同类产品先进水平。目前，新飞已形成冰箱、冷柜、家用空调器等白色家电多元化产品体系。 新飞公司拥有严密科学的质量控制体系,公司率先通过了ISO9001国际标准质量体系认证和ISO14001环境管理体系认证，成为中国屈指可数的 “双保”(质保+环保)企业之一。新飞还先后通过美国UL、德国GS、欧共体CE、加拿大CSA、日本JET、澳大利亚QAS等一系列国际认证，成为世界级合格商品供应商。目前，新飞产品已出口世界50多个国家和地区。自1986年投产电冰箱以来，新飞冰箱已从投产之初的一个系列、三个品种发展到现在的80大系列1000多个花色品种，产品涵盖直冷、风冷、风直混合制冷、无氟制冷、半导体制冷等多个领域，各项性能指标均居国内同类产品先进水平。目前，新飞已形成冰箱、冷柜、家用空调器等白色家电多元化产品体系。新飞牌系列电冰箱继荣获省优、部优、国家A级产品和国家金奖等多项殊荣之后，1992年被定为国礼产品；1993年以来新飞连年被中国消费者协会选定为推荐产品； 2001年2月，新飞冰箱被国家质量技术监督局认定为首批国家免检产品；2001年9月，新飞冰箱被中国名牌战略推进委员会认定为首批中国名牌产品。2002年9月，新飞冷柜又被认定为中国名牌产品，成为全国屈指可数、中原唯一的拥有两个中国名牌产品的家电企业。2004年9月和2005年9月，新飞冰箱和冷柜又双双蝉联中国名牌产品称号。2005年9月，新飞又被国家质检总局评审为中部六省第一家“出口免验”企业，标志着新飞在国际化进程中又迈出了新的一步。 2001年2月，新飞冰箱被国家质量技术监督局认定为首批国家免检产品；2001年9月，新飞冰箱被中国名牌战略推进委员会认定为首批“中国名牌产品”；2002年5月，新飞冰箱首批获得3C认证；2002年9月，新飞冷柜被中国名牌战略推进委员会认定为“中国名牌产品”。2003年11月，在“首届中国市场产品质量用户满意度调查”活动中，新飞电器同时获得冰箱“品质信誉第一品牌”、冷柜“最具竞争力第一品牌”、空调“最具潜力第一品牌”三项荣誉称号，成为此次活动中获奖最多的家电品牌之一。2004年9月，新飞冰箱蝉联“中国名牌产品”称号；2005年9月，新飞冷柜蝉联“中国名牌产品”称号；2005年9月，新飞成为中部六省第一家“出口免验”企业，获得对外出口的绿色通行证。2005年，新飞的主推产品双冠王冰箱先后荣获“2005年中国家用电子电器产品创新奖”、“2005年中国最值得购买的十大冰洗产品”、“2005年度中国节能健康家电最具影响力品牌”等称号。2006年，新飞推出“双冠王”与F4的升级版，即外观更加靓丽的“超级双冠王”和增添了杀菌功能的“F5保鲜冰箱”；2007年新飞于行业内首家推出获7项国家专利的“水呼吸养鲜”并集节能、杀菌于一体的“水晶双冠王”冰箱，成为集节能、健康、保鲜多功能于一身的全能冠军；2008年，新飞以优化升级的节能新技术、新材料，精工制造出日耗电量仅有0.29度的节能王冰箱并推向市场，挑战冰箱节能极限。新飞公司发展势头强劲，综合经济指标连年迅猛递增。1996年以来连续8年产销电冰箱突破一百万台，各项主要经济指标均位居中国电冰箱行业前列，2002年，新飞冰箱的产销总量跃居中国冰箱行业前两强，扣除出口因素，仅国内市场占有率就高达18.88%以上，目前全国用户已突破1200万.新飞冷柜稳踞行业前三强，新上市的新飞空调也取得了不俗的业绩。2003年，新飞产销冰箱近200万台，产量、销量、工业产值、销售收入、利税等主要经济指标均有大幅度的增长。企业盈利能力继续保持了在全国同行业的领先水平，已成为全国同行业业绩增长最快的企业之一。 近年来，新飞发展全面提速。2004年度新飞产品销售实现历史性突破，仅冰箱销量就超过210万台、同比增长21%，空调销售同比增长130%，均创历史最高纪录。2005年，在冰箱行业整体销量下滑，并购重组纷繁复杂的多重不利因素影响下，新飞依然取得了骄人的业绩。2005年，新飞冰箱（柜）产销量达到300万台，同比增长20.3%，工业总产值达68.8亿元，同比增长20%；出口量、出口额分别同比增长42%、58%,国内外市场份额双双大幅上扬，创新飞历史最高纪录，行业两强的地位更加稳固。其生产的主要产品有：冰箱（图1），冰柜，空调，图1冰箱 2.2.2新乡白鹭化纤有限公司新乡白鹭化纤集团公司是以粘胶纤维为主导产品的大型一类国有控股企业，位于河南省新乡市凤泉工业区，地处京广、新荷铁路交汇处，东邻107国道及京珠高速公路，是全国520家重点企业和河南省100家重点企业之一。新乡化纤股份有限公司是新乡白鹭化纤集团公司的核心子公司。新乡化纤股份有限公司于1999年10月份成功发行了7800万股股票，先后通过了中质协质保中心的ISO9002质量保证体系认证、中国质量认证中心的ISO14001环境体系和OHSAS18001职业健康安全体系认证。三个体系的标准与欧洲标准一致，对拓宽国际市场份额起到了有力的推动作用。股份公司主营产品为“白鹭牌”粘胶长丝、粘胶短纤维和氨纶纤维。目前，公司各类产品的生产能力达到12.8万吨，其中粘胶长丝6万吨，粘胶短纤维6万吨，氨纶纤维0.8万吨。公司拥有自营进出口权，其“白鹭”牌产品荣获国际环保生态纺织品的认证，产品畅销国内并远销西欧、北美、亚洲等十几个国家和地区，为我国化纤工业的发展做出了较大的贡献。其主要产品有：公司生产多种规格的维卡纤维（半连续纺粘胶人造丝、连续纺粘胶人造丝）、粘胶短纤维和差别化氨纶。维卡纤维包括有光、消光和有色三个系列100多个品种，并根据用户个性化需求组织生产各种规格的产品。1.粘胶纤维粘胶纤维是人造纤维。人造纤维是使用天然纤维制造的化学纤维，是将不能直接纺织的原料经过化学方法制造而成的纤维。简单的讲就是首先用棉短绒（也可以用其他）制成浆板，然后浆板粉碎后加入烧碱制成碱纤维素，碱纤维素、二硫化碳、烧碱反应生成碱纤维素黄酸酯。黄酸酯从喷头中喷出，经过酸浴（硫酸、硫酸钠、硫酸锌）凝固、分解，从而等到的成品即粘胶纤维。纤维成型后按照要求切成一定的长度，即粘较短纤维。3.差别化氨纶1）、产品特点:（1）具有与橡胶丝相似的断裂伸长率(400800%)和回弹性(9599%)，一般锦纶弹力丝难以比拟。 （2）断裂强度比橡胶丝高四倍，湿态为0.51.0CN/dtex，干态为0.61.3CN/dtex，当纤维达到最大伸长时，其有效强度可达5CN/dtex。 （3）伸长时的应力是橡胶丝的二倍以上，氨纶长丝在100%和300%拉伸时的应力分别为0.040.07CN/dtex和0.180.35CN/dtex，所以，在获得相同应力及伸长时，氨纶比橡胶丝细，可以织成更薄更透明的织物。 （4）弹性模量是物体在外力作用下抵抗形变能力的量度。纤维的弹性模量为纤维受拉伸其伸长为原来的1%时所需的应力，其单位为CN/dtex。弹性模量越大，纤维越不容易变形，强度高但柔软性差；氨纶的弹性模量较小，丝的柔软性较好。如杜邦公司的莱克(聚醚型)弹性模量仅为0.11CN/dtex。 （5）高温、易染性：在大于140，大于0.2MPa染色时纤维不变形，处理后强度保持率大于85；纤维染色均匀，上染率大于85，颜色鲜艳，染色度(日晒牢度)3级。如日清纺公司的莫比伦与涤纶共同染色温度达130150，染色时，经5060分钟，处理后布面平整饱满，强度保持率符合后加工要求。 （6）耐氯性能，在30PPm含氯水中处理氨纶，耐氯氨纶强度保持率可达90%以上，常规产品仅为45%。 2）、应用： 氨纶可用于一切需要良好弹性恢复率的织物。 一般采用裸丝与其它纤维(棉、麻、毛、丝、化纤等)一起制成纱线后，在经编、纬编、机织等设备进行加工织造，根据不同的用途，选用不同的纤维及不同形式的包芯纱、包覆纱、合股线等，用较少含量的氨纶(225)即能发挥它的弹性作用。 主要用途为： （1）各类高档时装、运动装、儿童装、弹力牛仔布、灯芯绒； （2）各类男女紧身内衣、内裤、体操服、休闲装； （3）袜类、手套； （4）带类(汽车、飞机安全带、松紧带、装饰带类； （5）保健用品、弹性绷带、护膝等； （6）弹力薄型织物等。工艺流程： 用聚醚二醇(PTMG)、4.4二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为主要原料，在一定的条件下先进行予聚合反应，反应后的溶液称为予聚合液，属于连续式。予聚合液在第二反应器中与配成一定浓度、一定比例的链增长剂、链终止剂混合溶液连续进行聚合反应，并加入溶剂DMAC制成聚合物溶液，在聚合物溶液中，再加入防紫外线等添加剂，经过滤后送纺丝。 纺丝液经喷丝板喷出后，由热氮气蒸发去DMAC溶剂，使丝条凝固成形，再经机械假捻、上油后卷绕成一定重量的筒子。为了消除纤维内应力，均衡丝条含油，将氨纶丝筒在温度为3040、湿度为655的房间内平衡15天，然后分级，装箱打包出厂。 工艺路线特点 原料采用聚醚二醇，质量优异，强度高，弹性恢复率好，耐碱性好，通过添加多种助剂，能生产性能优良的差别化氨纶纤维如耐氯氨纶。 反应器采用连续聚合技术，纺丝液均匀，纤维质量好。 由于采用DMAC(二甲基乙酰胺)作溶剂有利于环境保护，并降低了消防等级。 生产速度高，设备台数少，投资省。该技术已在我公司成功使用，产品有非常明显的竞争优势。 采用压缩空气假捻方式，丝的抱合性好且均匀。 产品质量稳定，均可广泛应用在经编、纬编上。2.2.3新飞专用汽车有限责任公司河南新飞专用汽车有限责任公司是河南新飞电器（集团）股份有限公司的骨干公司。新飞集团公司是以家用电器制造业、专用汽车制造、信息化产业为主导产业的多元化经营现代化大型知名企业,拥有国家级技术中心、博士后工作站及中国最大的绿色环保冰箱、冷柜生产基地。 新飞专用汽车工业园地处新乡市高新技术开发区，占地面积500000平方米。拥有国际及国内一流的生产设备，专业研发生产冷藏车、保温车、厢式运输车，军用车及散装水泥运输车、混凝土搅拌车、混凝土砼泵、半挂车等专用运输装备。公司汇集了专用汽车行业一大批技术、制造、营销和管理方面的专家和专业人才。其中享有国家技术津贴的专家2名，高级工程师20余名，专业技术人员200余名。同中国汽车技术研究中心、汉阳专用汽车研究所等汽车研究机构、解放军信息工程大学等著名高校、一汽、二汽、重汽、欧曼等汽车底盘生产厂家以及美国冷王、开利、日本三菱、等国际著名机组制造商和国外知名专用汽车公司建立了长期的技术交流和合作关系。雄厚的技术实力与广泛的合作领域，确立了新飞专用车技术水平在国内的领先地位。公司产品经国家质量认证中心、国家汽车质量监督检验中心等权威机构检验，各种专项性能指标均达国家A级标准；2003年7月公司一次性通过了国家3C认证；2004年4月，全面通过了ISO9001：2000质量体系认证。公司被评为“中国最可信赖物流装备提供商”、河南省高新技术企业。专业技术，新飞专用车的优势；专家品质，新飞专用车的信誉；专心打造，新飞专用车的承诺。新飞专用汽车公司凭依强大的技术实力、团结的领导集体、科学的管理手段、灵活的经营机制和良好的售后服务通道，与社会各界朋友携手。新飞专用汽车的主要生产线和主要工艺：厢板压制一次成型工艺：要求厢板为全塑全封闭复合材料夹层结构，厢板内外蒙皮为玻璃钢板，保温层为硬质聚氨酯泡沫，内部有必要的加强埋件，由玻璃纤维毡和树酯胶粘接热压而成。要求厢板结构可一次成型，生产出的厢板无金属骨架 , 无冷桥 , 保温性能好 , 防水性能好 , 厢板整体强度高，质量 效轻。有效解决困惑同行业多年的厢板鼓泡、皱纹等技术难题。要求生产率高并且所生产的厢板内外表面不需喷漆处理。要求所生产厢板内外表面平面度误差 0.5mm /m 2 。该工艺技术在国内同行业可处于领先地位。玻璃钢超耐泛黄性胶衣树脂配方：能使胶衣建立在变化的温度下硬度、机械强度、韧性和稳定性的和谐平衡，阻止太阳紫外线照射的破坏，阻止玻璃钢板表面的泛黄和褪色，使玻璃钢板在车的使用寿命期内永保鲜亮的配方。该独有技术要求广泛应用于冷藏保温车上。玻璃钢板用杀菌胶衣树酯配方：能在玻璃钢板表面喷涂一层抗菌胶衣，既可使玻璃钢板拥有抗菌作用，又不失去原来的色彩和效果的配方。该抗菌胶衣具有杀菌、抑菌的作用，能够在一定时间内使细菌、真菌、藻类及病毒类生长或繁殖保持在必要的水平以下。其特点：1）具有广谱抗菌性。2）耐洗涤、耐磨损、耐热、耐日照，寿命长。3）对健康无毒，不会造成环境污染。该技术在国内处于领先水平。玻璃钢用食品级胶衣树脂配方：该配方是在树脂中添加特殊原料，在不破坏厢体结构所需强度等方面的指标前提下，具有对食品无污染的性能，充分满足冷藏食品运输的卫生规定指标需要。厢体粘接用高强度结构胶配方：该配方是高强度结构胶，可用于金属、玻璃钢板、泡沫等多种不同材质之间的粘接，该结构胶粘接力极强，粘接强度很高。厢板经粘接组成厢体后，可完全代替传统的金属紧固件连接。将用于在面包车内加装保温厢体的厢板组装，如疫苗运输车和内外蒙皮为金属的军用方舱车。 复合厢板热粘合压板机设备意大利ORMA热压机大型专用设备。国内外最先进的复合厢板热粘合压板机制造技术。具有目前国内冷藏保温车生产厂家同类设备所具有的正常功能外。还具有复合性、独特性、效能性、稳定性等突出特点。特别是在提高效率、模板温度控制和模板平整控制方面具有同行业厂家所无与伦比的优势。生产效率也是目前国内进口热粘合压板机最高的一套专用设备。该设备集成了目前国内外最先进的厢板热粘合压板机制造技术，从根本上解决了厢板易鼓泡(过渡下模板温度控制不到位造成)和厢板表面不平整(过渡下模板平整度控制不到位造成)这一目前令国内同行头痛的难题，这也是目前欧洲热粘合压板设备的最先进之处。专用全自动发泡机 利用新飞先进的进口高精度专用全自动发专用发泡设备，结合三个月左右时间的熟化时效处理，完全能保证保温层材料的使用性能。图2专用全自动发泡机硬质聚氨酯泡沫平立切割机 满足生产不同规格的长方块泡沫板，切割厚度可在 3 150mm 范围内快速调节，增幅为 1mm ，精确度达到国内领先水平。图3.硬质聚氨酯泡沫平立切割机3.小结经过此次深入工厂进行毕业设计课题调研，了解模具设计实际工作中需要考虑的问题和汽车生产中的问题，使我对毕业设计课题有了较为深刻的认识。虽然时间比较短，但通过自己结合毕业设计的研究方向，向工人师傅们请教本课题中遇到的不解之处，这为我以后的设计提供了资料和积累了宝贵经验。，为我接下来的毕业设计提供了很大的帮助，知道该从哪方面着手和怎么着手。 生产实习是我们机自专业知识结构中不可缺少的组成部分，并作为一个独立的项目列入专业教学计划中的。其目的在于通过实习使学生获得基本生产的感性知识，理论联系实际，扩大知识面；同时专业实习又是锻炼和培养学生业务能力及素质的重要渠道，培养当代大学生具有吃苦耐劳的精神，也是学生接触社会、了解产业状况、了解国情的一个重要途径，逐步实现由学生到社会的转变，培养我们初步担任技术工作的能力、初步了解企业管理的基本方法和技能；体验企业工作的内容和方法。这些实际知识，对我们学习后面的课程乃至以后的工作，都是十分必要的基础。实习是大学教育最后一个极为重要的实践性教学环节。通过实习，使我们在社会实践中接触与本专业相关的实际工作，增强感性认识，培养和锻炼我们综合运用所学的基础理论、基本技能和专业知识，去独立分析和解决实际问题的能力，把理论和实践结合起来，提高实践动手能力，为我们毕业后走上工作岗位打下一定的基础；同时可以检验教学效果，为进一步提高教育教学质量，培养合格人才积累经验，并为自己能顺利与社会环境接轨做准备。此次实习虽已结束，时间也不长，但却有重大的意义。它使我看到了自己的不足，也使我看到了自己的长处，并锻炼了我各方面的能力。这对我今后的学习和工作将产生积极的影响。4.文献综述：此次我的毕业设计课题是轻型载重汽车转向器的总成设计，通过从汽车选出一个典型的零件，对汽车转向器的设计要求，设计计算方法和主要性能参数。这将运用到机械设计制造、材料成形、冷冲压模具设计制造、计算机二维和三维设计等多学科的知识，需要相当广阔的知识面和较高的专业水平。可以说是对我大学四年所学知识的运用和一次考验。4.1前期调研：为了此次毕业设计更好的完成，我们分别去了新飞电器，新乡白鹭化纤和新飞专用汽车三家企业进行现场实习。通过现场的实习和工人师傅们的提问，让我对我的毕业课题有了更近一步的理解。 同时我在课题研究初期，我借阅了大量有关蜂窝煤成型机方面的书籍，同时在互联网上搜索了大量关于蜂窝煤机的资料与论文。并结合课题要求，有针对性地摘抄了一定的读书笔记。4.2课题分析通过近断时间查阅资料和毕业调研，我对本课题的主要设计意图有了一定的了解，认真分析了要完成的设计任务。本课题要解决的关键问题主要包括：疲劳破坏，生产效率低是蜂窝煤成型机实际工作中主要存在的一个问题。 现有的蜂窝煤成型机的冲压成型，均有连杆机构带动在横梁的弹簧式冲头冲压成型，由于冲孔后抜冲针的需要在冲头上装有圆柱弹簧，弹簧在间歇往复应力作用下高速工作，极易产生疲劳，弹簧较弱，影响拔针，出现夹煤重冲故障，同时由于弹簧配件制造质量很不稳定，常常断裂，从而增加生产成本：另外，弹簧式冲头总高度包括了弹簧高度，随着冲头高度的增大，工作时冲头摆差、与模筒碰撞机会均增大，配件损耗和工作噪声均为较大。现有的蜂窝煤成型机除其冲压存在上述问题外，其分度机构采用开式齿轮、棘爪定位，也存在磨损快、噪音大、机构不能反转、生产效率难突破50个每分钟等问题。为了解决此问题，应将目前的蜂窝煤进行改进，应采用气压冲头机构完成蜂窝煤的成型脱模，用凸轮间隙拨转分度机构代着齿轮，棘爪定位分度。采用了气压式冲头机构代替弹簧式机构，即配套安装一台空压机和储气筒;由电机带动，供给稳定气源，用高压胶管使之与气缸连同，构成气压式冲头机构.采用圆柱凸轮分度机构，其主动轮为装有五个滚轮和滚轮轴的分度圆盘，挡凸轮转动时，通过螺旋槽推动滚轮和滚轮轴，使分读盘作间歇拔转分度运动，从而使装有模筒的转盘做同样的运动。蜂窝煤成型机的冲头成型应有缓冲作用，是压力平衡，煤品质量稳定，表面光洁，强度好。根据各种运输工具对煤品湿度的湿强度要求而该变相应的湿强度。弹簧容易磨损且单件成本高，工作不稳定，摆差碰撞的机会增大，维修不方便。增加了生产成本。应考虑用气压皮碗来代替弹簧。使定为分度准确，性能稳定，提高生产效率，使生产效率高于50分钟每个。降低对电能的损耗，改善工作环境，降低噪音，使工作噪音低5.参 考 文 献1.王望予.汽车设计.4版M，北京：机械工业出版社，20042.黄天泽 黄金陵.汽车车身结构与设计M，北京：机械工业出版社，19923.刘涛.汽车设计.M，北京:北京大学出版社，20074.赵桂范.汽车制造工艺. M，北京大学出版社，20085.凌永成 李雪飞.汽车运用基础. M，北京大学出版社，2008- 13 -中原工学院毕业设计（论文）说明书 毕业设计（论文）说明书题目名称：气压式蜂窝煤成型机的设计 院系名称：机电学院 班 级：机自072 学 号：200700314209 学生姓名：黄冲冲 指导教师：张雪松 2011 年 5 月-131-IV摘 要 在我国的能源构成中，煤炭占十分重要地位。据统计，在我国能源生产和消费中，煤炭约占总质量的百分之七十五左右。目前市长销售蜂窝煤的质量仍较普遍存在强度低、灰分高、固硫率低及不防水等缺点。这样不仅降低了散煤的燃烧率，造成了资源浪费，并且造成了严重的污染了环境。因此，蜂窝煤成型机设备是型煤生产中的关键设备，他的发展对我国经济有着深远的意义。本设计的是一种新型的蜂窝煤成型机,即气压式蜂窝煤成型机，改用气缸带动冲头往复上下运动。本设计整体机结构紧凑，运转平稳，不扬尘，噪声低，并具有高效、节能、噪音低、性能稳、震动小、寿命长、温升幅度大、结构先进、等优点。最重要的是，大幅度的提高了生产效率和产品的质量关键词：蜂窝煤成型机，气压式，工作原理AbstractEnergy mixing in China, the coal is in very important position. According to statistics in Chinas energy consumption and production , coal accounts for about 75%of all. However, but sold honeycomb coal has many defect such as lower compressive strength, high ash, lower sulfur retention and non-waterproof. So it not only reduced the coal combustion rate, the waste of resources,but also cause a great deal of damage to the environment.thenefore.Therefore, molding machine equipment is the key tocoal production, so the development of molding machine equipment has the practical meaning for national economy.The utility model relates to a new honeycomb briquet moulding machine，It use cylinder driving the punch reciprocating motion, The whole screen has the advantages of compact structure, steady and smooth running, no dust flying, low noise, as well as easy operation and maintenance,And has high efficiency, low noise, stable performance, small vibration, long life, , advanced structuree and so on. Most of all,it enhances assembly effectiveness and products quality. Key words: Honeycomb briquette molding machine, Cylinder Working principle 目 录1 引言12 分析22.1气压式蜂窝煤成型机的功能22.2设计基本要求22.3工作原理和工艺动作分解23 初定传动装置方案43.1初选电动机43.2初定传动方案43.3执行机构尺寸设计43.3.1气缸的种类选择43.3.2气缸的设计计算54 传动装置总体设计84.1选择电动机84.2计算总传动比并分配传动比84.3计算各轴的运动参数和动力参数95.传动件的设计计算105.1皮带轮的设计计算105.1.1确定计算功率105.1.2选择V带带型105.1.3确定带轮的基准直径并验算带速105.1.4确定带轮的中心距和皮带的基准长度105.1.5计算V带根数z105.1.6确定带轮的中心距和皮带的基准长度125.2直齿圆柱轮传动设计135.2.1选定齿轮类型、精度、材料及齿数135.2.2按齿面和齿根接触强度设计145.2.3几何尺寸计算175.3直齿锥齿轮的设计186 转盘槽轮和扫屑机构设计196.1槽轮机构计算196.2扫屑凸轮机构计算206.2工作盘设计与计算217轴的设计227.1 轴（皮带轮轴）的设计227.2 轴（大齿轮轴）的设计268 轴承选择校核与计算338.1轴承的选用338.2轴承的校核349 工作头横梁与扫屑刷横梁的连接处的设计3610 箱体的设计37结 论38参考文献39致 谢40中原工学院毕业论文1.引 言在目前国内生产蜂窝煤成型机的厂家不少，但是现有的蜂窝煤成型机的冲压成型，均有连杆机构带动在横梁的弹簧式冲头冲压成型，由于冲孔后抜冲针的需要在冲头上装有圆柱弹簧，弹簧在间歇往复应力作用下高速工作，极易产生疲劳，弹簧较弱，影响拔针，出现夹煤重冲故障，同时由于弹簧配件制造质量很不稳定，常常断裂，从而增加生产成本：另外，弹簧式冲头总高度包括了弹簧高度，随着冲头高度的增大，工作时冲头摆差、与模筒碰撞机会均增大，配件损耗和工作噪声均为较大。以往的许多制造煤块的机构存在着许多避之不及的缺陷，即有些机构制造出的煤块不够敦实，放干后有一些裂纹；有些机构造出的煤块经常出现孔内坍塌现象；有些机构在工作是会出现许多不能及时清理的煤屑，造成工作环境的相对恶劣，本设计的诞生不仅克服了许多造煤块机构难以克服的缺陷，用气缸带动冲头成型有缓冲作用，压力平衡，煤品质量稳定，表面光洁，强度好。根据各种运输工具对煤品湿度的湿强度要求而该变相应的湿强度。此外 还在机械传动的能耗以及电动机选择上做了优化，很大程度上做到了美化环境及节约有限能源。：一是机构拥有了带传动结构简单、传动平稳、具有过载保护作用，槽轮机构结构简单，工作可靠等特性，二是有气缸带动冲头和脱模盘做往复运动本实它采用气压冲头机构完成蜂窝煤的成型脱模，使用维修方便，生产的煤品质量好，成本低，能一机多用。本设计机构安全、实用的思想设计而出，适用范围比较广泛，既可以用于大中型公司或企业批量生产，又可用于小型部门的连续生产，大幅度降能耗及解决型煤质量不稳定的问题。2、分析2.1气压式蜂窝煤成型机的功能蜂窝煤成型机是我国城镇蜂窝煤（通常又称煤饼，在圆柱形饼状煤中冲出若干通孔）生产厂的主要生产设备，它将煤粉加入转盘上的模筒内，经冲头气压成蜂窝煤。为了实现蜂窝煤气压成型，气压式蜂窝煤成型机必须完成以下几个动作：1) 煤粉加料；2) 气缸带动冲头将蜂窝煤压制成型；3) 气缸带动扫屑刷清除冲头和出煤盘的积屑的扫屑运动；4) 将在模筒内的气压后的蜂窝煤脱模；5) 将气压成型的蜂窝煤输送装箱。2.2设计基本要求1) 设计蜂窝煤成型机构，型煤尺寸为2) 生产率为每分钟65个；3) 冲压成型时的生产阻力达到50000N；4) 为改善蜂窝煤成型机的质量，希望在冲压后有一短暂的保压时间；5) 由于冲头要产生较大压力，希望冲压机构具有增力功能，以增大有效力作用，减小气缸的功率。2.3工作原理和工艺动作分解根据上述分析，气压式蜂窝煤成型机要求完成的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：要求在气缸带动冲头上下往复运动，在冲头行程的二分之一进行气压成型；3) 脱模：要求脱模盘上下往复移动，将已气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有气缸带动上下往复移动的连杆上；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) 模筒转模间歇运动：以完成气压、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，脱模和气压可以用一个机构完成。由气压缸带动横梁带动三个装置运动因此，气压式蜂窝煤成型机运动方案设计重点考虑气压和脱模机构、扫屑机构和模筒转盘间歇转动机构这三个机构的选型和设计问题。3.初定传动装置方案3.1初选电动机初定Y系列 三相异步电动机3.2初定传动方案初步确定采用皮带轮和齿轮进行两次减速，选用转速较小的电机，经过两次减速后，转速满足要求。冲头和脱模盘由气缸带动其上下运动按已选定的三个执行机构的型式及机械传动系统，画出冲压式蜂窝煤成型机的机械运动示意图。其中三个执行机构部分也可以称为机械运动方案示意简图3-1。所示，其中包括了机械传动系统、三个执行机构的组合。 图3-1 机构传动示意图3.3执行机构尺寸设计.3.3.1 气缸的种类选择气缸的作用是实现冲头和脱模盘纵向运动。对气缸结构的要求一是重量尽量轻，以达到动作灵活、运动速度高、节约材料和动力，同时减少运动的冲击，二是要有足够的刚度以保证运动精度和定位精度气缸按供气方向分，可分为单作用缸和双作用缸。单作用缸只是往缸的一侧输入高压油，靠其它外力使活塞反向回程。双作用缸则分别向缸的两侧输入压缩空气，活塞的正反向运动均靠气压力完成。由于单作用气压缸仅向单向运动，有外力使活塞反向运动，而双作用单活塞气缸在压缩空气的驱动下可以像两个方向运动但两个方向的输出力不同，所以该方案采用双作用单活塞缸3.3.2气缸的设计计算由设计要求可以知道，要驱动的负载大小位5000N，考虑到气缸未加载时实际所能输出的力，受气缸活塞和缸筒之间的摩擦、活塞杆与前气缸之间的摩擦力的影响，并考虑冲头，脱模盘的质量。在研究气缸性能和确定气缸缸径时，常用到负载率（F气缸实际负载，气缸理论输出负载）考虑到料煤高度与型煤高度之比（压缩比）为2:1，工作盘高由表11-1，查的=0.45气缸实际负载为F气缸的输出拉力 N；P 气缸的工作压力Pa按照GB/T2348-1993标准进行圆整，取D=80 mm由d=0.3D 估取活塞杆直径 d=25 mm缸筒长度S=L+B+30L为活塞行程；B为活塞厚度活塞厚度由于气缸的行程L=300mm ,所以S=L+B+30=396 mm导向套滑动面长度A:一般导向套滑动面长度A，在D80mm时, 可取A=(0.6-1.0)d。所以A=25mm最小导向长度H：根据经验，当气缸的最大行程为L，缸筒直径为D，最小导向长度为： 代入数据 即最小导向长度H活塞杆的长度l=L+B+A+80=300+50+55+40=455 mm由液压气动技术手册可查气缸筒的壁厚可根据薄避筒计算公式进行计算： 缸筒壁厚；D缸筒内径P缸筒承受的最大工作压力（MPa）；缸筒材料的许用应力（MPa）实际缸筒壁厚的取值：对于一般用途气缸约取计算值的7倍；重型气缸约取计算值的20倍，再圆整到标准管材尺码。参考液压与气压传动缸筒壁厚强度计算及校核缸体的材料选择45钢，=600 MPa，n为安全系数 一般取 n=5； 缸筒材料的抗拉强度(Pa)P缸筒承受的最大工作压力（MPa）。当工作压力p16 MPa时，P=1.5p；当工作压力p16 MPa时，P=1.25p由此可知工作压力0.6 MPa小于16 MPa，P=1.5p=1.50.6=0.9 MPa由表查的 气缸筒的壁厚圆整取 = 7 mmv空气流经进排气口的速度，可取v=10-15 选取v = 12 m/s由公式代入数据得 = 14.014 mm所以取气缸进排气口直径为15 mm4 传动装置总体设计4.1选择电动机预取齿轮减速传动比为5，皮带轮减速传动比为4，总传动比为20则所以选择Y160M-4三相异步电动机同步转速为1460r/min；额定功率11kw；中心高160mm外形尺寸：如表4-1表4-1HABCLHD180L132254210108670430见机械设计课程设计P237 表21-34.2计算总传动比并分配传动比传动装置的总传动比电动机满载转速工作机转速其中齿轮传动比取5，则V带传动的传动比4.3计算各轴的运动参数和动力参数(1) 计算各轴的输入功率（kw）(2) 计算各轴的转速（r/min） (3) 计算各轴的转矩（）(4) 列出各轴的运动和动力参数（见表4-2）表4-2轴号输入功率(kw)转速（r/min）转矩（Nmm）电动机轴11730143904轴10.35175171952轴10.0617568383.5轴9.5735128983.35.传动件的设计计算。5.1皮带轮的设计计算取该机械每天工作10小时,一年工作300天5.1.1确定计算功率由表8-7可查的工作情况系数5.1. 2选择V带带型根据计算功率和轴转速，由表8-11可查的选用C型V带5.1.3确定带轮的基准直径并验算带速v(1) 初选小带轮基准直径由表8-6和表8-8可查得小带轮基准直径(2) 验算带速v按公式（8-13）验算带速因为，故带速合适。(3) 计算大带轮的基准直径根据公式（8-15a），计算大带轮的基准直径根据表8-8圆整为800mm5.1.4确定V带轮的中心距和皮带的基准长度(1) 取中心距由可得取(2) 取皮带长度由公式由表8-2选取V带的基准长度(3) 按公式（8-23）计算实际中心距5.1.5计算V带根数z(1) 计算单根V带的额定功率由和，查表8-4a可得根据、和C型带查表8-4b得查表8-5得查表8-2得则(2) 计算V带的根数所以应取4根V带。由表8-3可得，C型V带的单位长度质量为所以但在实际中应使皮带的实际初拉力由公式可得压轴力的最小值为5.1.6皮带轮的结构设计由表8-10可查得C型带(1) 小带轮结构设计因为，则 由电机参数可得图5-1 小带轮结构图大带轮结构设计因为，则由轴可知图5-2 大带轮结构图5.2直齿圆柱轮传动设计 5.2.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数(1) 采用直齿圆柱齿轮传动。(2) 蜂窝煤成型机为一般工作机器，转速不高，故选用7级精度（GB 1009588）。(3) 材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。(4) 选小齿轮齿数，大齿轮齿数。(5) 按齿面接触疲劳强度条件设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度，最后作齿轮的结构设计。5.2.2按齿面和齿根接触强度设计 由强度计算公式总表查得设计公式为（1)确定公式内的各计算数值试选Kt1.3Tt的计算图5-3 齿轮受力图根据大齿轮图5-3齿轮受力图可以求得大齿轮所受的最大转矩Tt根据几何分析可以知道 sin=50/150=1/3可以求得=19.4712l=（1502-502）1/2=141.4sin=l/L=141.4/955.41=0.148可以求得=8.511则Tt=FRSin=FRSin(+) =131Nm选取d=1（两支撑相对于小齿轮做非对称布置）查得材料的弹性影响系数为ZE=189.8MPa1按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为lim1=600MPa , lim2=550 MPa查得接触疲劳强度KHN1=0.90 KHN2=0.95计算接触疲劳应力 取失效概率为1%，安全系数S=1（2)计算1)计算小齿轮分度圆直径d1t代入中较小的值2）计算圆周速度=2.65m/s3）计算齿宽b及模数m模数h=2.25mt=2.252.8126=6.344)计算齿宽与齿高之比b/hb/h=69.57/6.34=10.975）计算载荷系数 根据v=2.75m/s,7级精度，由1P194图10-8查得动载荷系数；斜齿轮，由1P195表10-3查得KHa1=KFa2=1 由1P193表10-2查得使用系数KA=1.5由1P196表10-4查得7级精度，小齿轮相对支承非对称布置时用插值法差得KHB=1.3124由b/h=10.97, KHB =1.3124 ,查图10-13得KFB=1.3 故载荷系数6）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径计算模数按齿根弯曲强度设计由1P216式10-17得弯曲强度的设计公式为 确定计算参数1）由1P208图10-20查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 大齿轮的弯曲疲劳强度极限；2）由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数，；3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4,由式10-12得4）计算载荷系数K 5）查取齿形系数由1P200表10-5可查得；。8）查取应力校正系数由1P200表10-5知；9)计算大小齿轮的并加以比较。大齿轮的数值较大 （2）设计计算 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而由齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取弯曲疲劳强度模数2.24，并近似圆整为标准m=3。 按接触强度算得的分度圆直径d1=72mm,d2=360mm5.2.3几何尺寸计算计算中心距a=（d1+d2）/2=216mm计算齿轮宽度 172=72mm 取B1=B2=72mm(1) 齿轮结构设计1) 小齿轮结构设计由于，所以小齿轮采用实心式由轴参数可知2) 大齿轮结构设计5.3轴到轴直齿锥齿轮的设计本系统中，直齿锥齿轮的主要作用就是进行运动方向的变换，将水平轴向的旋转运动转换为竖直方向轴向的旋转运动，其带动的主要负载就是搅拌煤粉时产生的阻力，以及该传动链中的摩擦力。由于搅拌轴下面有推力球轴承的支承，所产生的阻力较小，而各机构的摩擦力相对于工作阻力来说更小，因此，本设计中的直锥齿轮主要不传动力，其强度能满足工作的需求。由于上诉原因，不再对锥齿轮进行详细的设计，只确定其几个比较主要的尺寸，其他尺寸可根据具体的结构进行调节。根据各机构的结构以及尺寸，选定直锥齿轮的平均模数为，当量齿数，则平均分度圆直径6.转盘槽轮和扫屑机构设计6.1槽轮机构计算1）槽数的选择 根据工位要求，工作台必须至少具备3个工位（一个工位为冲压头的冲压，一个为托模工作，另一个为加料工作的工位）。因此，可选定槽轮机构的槽数为42）中心距 根据工作台的直径，以及整个系统的尺寸考虑，选定中心距为a=200mm。3）圆销半径 根据中心距以及大概结构尺寸选定r=20mm。4）槽轮每次转位时主动件的转角的计算 根据机械设计手册（新版）表13.6-5计算5）槽间角的计算 根据机械设计手册（新版）表13.6-5计算6）主动件圆销中心半径的计算 根据机械设计手册（新版）表13.6-5计算7）与的比值 8）槽轮外圆半径的计算 根据机械设计手册（新版）表13.6-5计算9）槽轮槽深h的计算 根据机械设计手册（新版）表13.6-5计算h对槽深进行取整，取10）槽轮厚度的设计 根据槽轮的半径以及整体尺寸，选定槽轮主动轮以及从动轮的厚度均为20mm11）运动系数的计算 6.2扫屑凸轮机构计算由于扫屑凸轮对尺寸要求不太高，故扫屑凸轮应在最后根据其他已经确定的尺寸进行灵活的变动。但有一点，必须要保证整个系统运行的连贯性。因此，固定凸轮采用斜面形状，要求固定凸轮的上下方向的长度应大于滑梁的行程s，即凸轮的上下方向的高度应大于300mm，其左右方向的高度应能使扫屑刷满足扫除粉煤的活动范围。具体按结构情况来设计。用作图法对此机构进行设计，如图1-10：应该满足关系式：凸轮的转速应该与主体机构的运动周期相配合，由主体机构的转动比，原动机的转速为1440r/min，可计算出：图6-2扫屑机构6.3 工作盘设计与计算在此设计中，工作盘的转位采用不完全齿轮机构传动。不完全齿轮的设计可参阅机械原理课程设计指导（由张永安主编、高等教育出版社出版）的148页表11。先将工作盘的静止位置按比例绘出，如图图所示。因主体机构采用对心的曲柄滑块机构，则曲柄要通过、工位的模孔中心，因此不完全齿轮机构的主动齿轮的回转中心也应在曲柄的轴线上。由于工作 动1/5周，则从动齿轮的齿数应该是的五倍，取=16,。则：=16.模数选取要保证从动齿轮齿根圆大于工作盘外径，本题取m=57. 轴的设计7.1轴（皮带轮轴）的设计(1) 选择轴的材料选取45钢调质，硬度230HBS，强度极限，屈服极限，弯曲疲劳极限，剪切疲劳极限，对称循环变应力时的许用应力。(2) 初步估算轴的最小直径取，则：轴的最小轴颈其中考虑到A-B轴段键槽对轴的强度影响，需将轴颈增加5%，即取整后(3) 轴的结构设计图8-1轴的结构设计轴的结构设计如图所示。该轴的各段直径和长度的确定如下：1) 轴的各段直径的确定： 自左向右第一段轴：；第二段轴：（取定位轴肩高度，轴承型号取7011AC）；第三段轴：（取定位轴肩高度）；第四段轴：（取轴肩高度）；第五段轴：；（取轴肩高度，轴承型号取7014AC）；轴的各段长度的确定：自左向右第一段轴：第一段轴）：第二段轴：；第三段轴：；第四段轴：；第五段轴：；2) 轴上零件的周向定位：带轮与轴的周向定位采用平键连接。按由表15-20查得：选用普通平键，键的截面尺寸为，键槽用键槽铣刀加工，长为。(4) 先对轴的最小轴径进行校核由前面可以知道，大齿轮所受到的最大扭矩为T=131Nm根据1P370公式（15-1）可以求得轴的扭转强度条件为T=T/WT 其中，WT为轴的抗扭截面系数 WT=0.2d3=0.2(5010-3)3=0.000025mm3 则T=T/WT=131000/0.000025=5.24MPa由1P370表15-3，可以查得45#钢的许用扭转切应力为25-45MPa TT故轴的轴径满足使用的抗扭要求。 (5) 按弯扭合成应力校核轴的强度1) 绘出轴的计算简图 轴的计算简图如图5-8 a)2) 计算作用支反力 如图5-8 b)（方向未定）力在支点产生的支反力：带轮压轴力的作用方向与带传动的布置有关，在具体位置尚未确定前，可按最不利的情况考虑。3) 作弯矩图力产生的弯矩，如图5-8 c)4) 作转矩图，如图5-8 d)5) 作计算弯矩图，如图5-8 e)单向运转，扭转应力按脉动循环变应力，取系数6) 按弯扭合成应力校核轴的强度由计算弯矩图可见，皮带轮处计算弯矩最大，该处的计算应力为：小于许用应力，故安全。图8-2 轴载荷分析图(6) 精确校核轴的疲劳强度1) 判断危险截面截面B只受扭矩作用。所以B无需校核。从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面C处应力集中最严重,截面E的所受的力和截面F的相近,但是截面直径较大,故不必做强度校核。截面疲劳强度的精确校核计算截面C右侧的应力集中源有过度圆角，而截面F左侧的直径较右侧要大，故只需要对右侧进行精确校核计算。抗弯系数 抗扭系数 截面的右侧的弯矩 截面上的扭矩为 截面上的弯曲应力为：截面上的扭转应力轴的材料为45钢，调质处理。硬度为230HBS，强度极限，屈服极限，弯曲疲劳极限，剪切疲劳极限。截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及查表可得，。又可查得轴材料的敏性系数为：，故有效应力集中系数为： 又可查得轴尺寸系数为，轴颈处按磨削加工可查得表面质量系数为：由于轴颈表面未经表面强化处理，即，则可算得综合系数为：又由于碳钢的特性系数 取 取于是计算安全系数值，按公式则得：故该轴在截面处得强度是足够的。本机械因无大的瞬时过载和严重的应力循环不对称性，故可略去静强度校核。至此，该轴的设计计算结束。7.2轴（大齿轮轴）的设计(1) 选择轴的材料选取45钢调质，硬度230HBS，强度极限，屈服极限，弯曲疲劳极限，剪切疲劳极限，对称循环变应力时的许用应力。(2) 初步估算轴的最小直径取，则：轴的最小轴颈考虑到H-I轴段键槽对轴的强度影响，需将轴颈增加5%，即取整后(3) 轴的结构设计图8-3轴装配草图轴的结构设计如图5-10所示。该轴的各段直径和长度的确定如下：1) 轴的各段直径的确定： 自左向右第一段轴：；第二段轴：（取定位轴肩高度，轴承型号取7013AC）；第三段轴：（；第四段轴：（取轴肩高度）；第五段轴：；第六段轴：轴的各段长度的确定：自左向右第一段轴：第一段轴）：（齿轮宽）；第二段轴：；第三段轴：；第四段轴：；第五段轴：；第六段轴：；轴上零件的周向定位：左端大齿轮与轴的周向定位采用平键连接。按由表15-20查得：选用普通平键，键的截面尺寸为，键槽用键槽铣刀加工，长为50(4) 先对轴的最小轴径进行校核由前面可以知道，大齿轮所受到的最大扭矩为T=131Nm根据1P370公式（15-1）可以求得轴的扭转强度条件为 T=T/WT 其中，WT为轴的抗扭截面系数 WT=0.2d3=0.2(5010-3)3=0.000025mm3 则T=T/WT=131000/0.000025=5.24MPa由1P370表15-3，可以查得45#钢的许用扭转切应力为25-45MPa TT故轴的轴径满足使用的抗扭要求。(5) 按弯扭合成应力校核轴的强度首先应对轴进行受力分析，由于轴左端齿轮上连接曲柄，右端通过锥齿轮与槽轮相连，在工作头行程的前半段，可看成是空载，这时槽轮机构传递过来的阻力很小可以忽略不计。而当工作头与煤接触的时候开始，工作头将受到工作阻力，此时力通过连杆传递到曲柄，及齿轮上，当曲柄转到最下方时，齿轮受到最大的向上的拉力，而此时，轴不受到扭矩（锥齿轮传递过来的扭矩不考虑）。现对其受力时的状态进行粗略分析，假定当曲柄转到最下方时，同时受到最大的拉力以及最大的扭矩。此时轴只在竖直平面内受力。1) 绘出轴的计算简图 轴的计算简图如图2) 计算作用支反力作用在左端大齿轮上的受力：作用在锥齿轮上的受力：3) 计算支反力垂直面（V面）水平面（H面）4) 作弯矩图垂直面弯矩，如图5-11 b）水平面弯矩，如图5-11 c）合成弯矩如图，如图5-11 d）5) 作转矩图，如图5-11 e)6) 作计算弯矩图，如图f)单向运转，扭转应力按脉动循环变应力，取系数7) 按弯扭合成应力校核轴的强度由计算弯矩图可见，处计算弯矩最大，该处的计算应力为：小于许用应力，故安全。图8-2 载荷分析图(6) 精确校核轴的疲劳强度1) 判断危险截面截面E扭矩作用。所以无需校核。从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面F应力集中最严重,截面F所受的弯矩仅次于截面B，截面B校核过，其满足使用要求，而截面F径较小。因而,该轴只需校核截面F应对该截面进行疲劳强度精确计算。2) 然后根据1P373式（15-5）计算轴的应力： ca=由于轴为单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取=0.6则上式=39.112MPa前已经选定轴的材料为45#钢，调质处理，由1P362表15-1查得-1=60MPa。因此ca S=1.5（8）截面的右侧抗弯截面系数W=0.1d3=34300mm3抗扭截面系数WT=0.2d3=68600mm3截面左侧弯矩M为：M=60000Nmm截面上的扭矩T为：T=131000 Nmm截面上弯曲应力b=M/W=1.75MPa截面上的扭转切应力T=T/WT=1.91MPa过盈配合处的值，由附表3-8用插入法求得，并取=0.8，于是得=3.16 =2.53轴按磨削加工，由附图3-4的表面质量系数=0.92轴未经表面强化处理，即q=0.1，则按式（3-12）及（3-12a）得综合系数值为3.252.62于是计算安全系数值S得=48.3558.05=37.15S=1.5故该轴在该截面处的强度也是足够的。本设计中因无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性，故可略去静强度校核。本机械因无大的瞬时过载和严重的应力循环不对称性，故可略去静强度校核。至此，该轴的设计计算结束。8.轴承选择校核与计算8.1轴承的选择轴承的选型应根据轴的直径进行选择，由先前的设计可以知道各个轴的尺寸：根据前面的设计可以知道带轮与小齿轮连接的轴的轴直径为50，差相关标准可以确定该轴应该用深沟球轴承6210，由于考虑到该轴两端都悬空（左端为大带轮，右端为小齿轮），故选用2个深沟球轴承6210。其尺寸为大齿轮轴的直径由前面设计为50，所以也应该选用深沟球轴承6210。由于该轴右端悬臂过长，故应该在右端靠近直锥齿轮处再加一个支承点进行固定。同时该轴为整个系统中的主要的工作轴（执行主轴）。所以应该保证其的使用的可靠性，故在该轴的两个支承点的位置分别安装2个深沟球轴承6210。其尺寸为工作台下的支承轴的轴径为70，同时该轴为竖直方向安装，故该轴应采用推力球轴承，以保证支承重力。根据相关的标准根据轴径选择该轴承为推力球轴承5110。由于工作台下方有基座跟箱体支承，所以受力不算太大，故选用一个推力球轴承5110。槽轮主动轮的轴的直径为70，同上应选择推力球轴承5110。由于该轴的下方有一长的悬臂结构，所以应该在该轴的下方靠近直锥齿轮处再加一个支承位置。所以该轴应该在上下个安装一个推力球轴承5110。8.2轴承的校核8.2.1滚动轴承计算和校核1) 径向载荷，2) 轴向载荷，因为： ，轴有向左窜动的趋势，故：轴承1为压紧端，轴承2为放松端，(2) 计算轴承1、2的当量动载荷：，故：，；，故：，；查表13-6可得，取载荷系数，则当量动载荷为：(3) 轴承的额定寿命，查表13-4可得，取温度系数，则轴承计算的额定寿命为：若按大修期为6年，在大修时更换轴承，则轴承的预期使用寿命为，小于轴承计算的额定寿命，所选6210轴承合适8.2.2轴滚动轴承计算和校核按轴的结构设计，初步选用角接触球轴承，其型号为7013AC。安装方式为：单向固定，正装。轴承的转速。查表16-3可得，轴承7013AC的基本额定动载荷，基本额定静载荷，基本尺寸，轴向力判定系数，当时，。(1) 计算轴承1、2的载荷1) 径向载荷，2) 轴向载荷，因为： ，轴有向左窜动的趋势，故：轴承1为
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