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1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 說明書 設(shè)計(jì)題目 沖壓式蜂窩煤成型機(jī) 機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè) 100104班20100159號(hào) 設(shè)計(jì)者 宗寶超 指導(dǎo)老師 2012年 7月 2日 目錄 1.設(shè)計(jì)要求 一 設(shè)計(jì)題目及其功能3 二 設(shè)計(jì)要求3 三 設(shè)計(jì)提示4 四 工藝動(dòng)作及功能分解 1動(dòng)作分解5 2工作原理5 3設(shè)計(jì)要求6 五 運(yùn)動(dòng)方

2、案及選擇 1 方案一6 2方案二6 3方案三7 4 優(yōu)缺點(diǎn)的比較及最終方案7 六 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)8 七 機(jī)構(gòu)組合 ﹑參數(shù)及運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì) 1 機(jī)構(gòu)選用8 2 機(jī)構(gòu)組合9 3 運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)9 4 設(shè)計(jì)計(jì)算9 5 運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖13 八 設(shè)計(jì)圖紙13 九 心得體會(huì)13 十 參考文獻(xiàn)15 一． 設(shè)計(jì)題目及其功能 1.沖壓式蜂窩煤成型機(jī)，是我國(guó)城鎮(zhèn)蜂窩煤（通常又稱煤餅，在圓柱形餅狀煤中沖出若干通孔）生產(chǎn)廠的主要生產(chǎn)設(shè)備，它將煤粉加入轉(zhuǎn)盤上的模筒內(nèi)，經(jīng)沖頭沖壓成蜂窩

3、煤。 2.為了實(shí)現(xiàn)蜂窩煤沖壓成型，沖壓式蜂窩煤成型機(jī)必須完成以下幾個(gè)動(dòng)作： n 煤粉加料； n 沖頭將蜂窩煤壓制成型； n 清除沖頭和出煤盤的積屑的掃屑運(yùn)動(dòng)； n 將在模筒內(nèi)的沖壓后的蜂窩煤脫模； 二． 設(shè)計(jì)任務(wù) （1）沖壓式蜂窩煤機(jī)應(yīng)包括齒輪、平面連桿機(jī)構(gòu)等常用機(jī)構(gòu)或組合機(jī)構(gòu)。學(xué)生應(yīng)提出兩種以上的設(shè)計(jì)方案并經(jīng)分析比較后選定一種進(jìn)行設(shè)計(jì)。 （2）設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配。 （3）繪制機(jī)器的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圈。 （4）設(shè)計(jì)組合機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)要求，并對(duì)從動(dòng)桿進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。也可以設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡，并對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。 （5）其他機(jī)構(gòu)的設(shè)

4、計(jì)計(jì)算。 （6）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。 三．設(shè)計(jì)要求 1. 技術(shù)要求和參數(shù) 1)生產(chǎn)能力：3次/分 b)電機(jī)：Y180L-8，N=11KW，n=730r/min c)如圖所示：沖頭3，脫模盤5，掃削刷4，模筒轉(zhuǎn)盤1都于上下移動(dòng)的滑梁2連成一體。當(dāng)滑梁上下沖時(shí)，沖頭將粉煤沖成蜂窩煤，脫模盤將以壓成的蜂窩煤脫模。在滑梁上升過程中，掃削刷將沖頭和脫模盤上粘著的粉煤刷掉。模筒轉(zhuǎn)盤上均布了模筒，轉(zhuǎn)盤的間歇運(yùn)動(dòng)使加料的模筒進(jìn)入沖壓位置，成型的模筒進(jìn)入脫模位置，空模筒進(jìn)入加料位置。 d)為改善沖壓成型的質(zhì)量，沖壓后應(yīng)有一段保壓時(shí)間 e）為增大沖頭壓 力，減小原動(dòng)機(jī)功

5、率，沖壓機(jī)應(yīng)具有增壓能力。 f)由于同時(shí)沖兩只煤餅時(shí)的沖頭壓力較大，最大可達(dá)50000N，其壓力變化近似認(rèn)為在沖程的一半進(jìn)入沖壓，壓力呈線性變化，由零值至最大值。因此，希望沖壓機(jī)構(gòu)具有增力功能，以減小機(jī)器的速度波動(dòng)和減小原動(dòng)機(jī)的功率。 2.在設(shè)計(jì)組合機(jī)構(gòu)時(shí)，一般可首先考慮選擇滿足軌跡要求的機(jī)構(gòu)（基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)），而沿軌跡運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度要求，則通過改變基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)主動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)速度來滿足，也就是讓它與一個(gè)輸出變速度的附加機(jī)構(gòu)組合。 實(shí)現(xiàn)本題要求的機(jī)構(gòu)方案有很多，可用多種機(jī)構(gòu)組合來實(shí)現(xiàn)。 四 工藝動(dòng)作及功能分解 （1）加料：這一動(dòng)作可利用煤粉的重力打開料斗自動(dòng)加料； （2）沖壓成型：要求

6、沖頭上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在沖頭行程的二分之一進(jìn)行沖壓成型； （3）脫模：要求脫模盤上下往復(fù)移動(dòng)，將已沖壓成型的煤餅壓下去而脫離模筒。一般可以將它與沖頭固結(jié)在上下往復(fù)移動(dòng)的滑梁上； （4）掃屑：要求在沖頭、脫模盤向上移動(dòng)過程中用掃屑刷將煤粉掃除； （5）模筒轉(zhuǎn)模間歇運(yùn)動(dòng)：以完成沖壓、脫模和加料三個(gè)工位的轉(zhuǎn)換； 以上五個(gè)動(dòng)作，加料和輸送的動(dòng)作比較簡(jiǎn)單，暫時(shí)不予考慮，脫模和沖壓可以用一個(gè)機(jī)構(gòu)完成。因此，沖壓式蜂窩煤成型機(jī)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮沖壓和脫模機(jī)構(gòu)、掃屑機(jī)構(gòu)和模筒轉(zhuǎn)盤間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)這三個(gè)機(jī)構(gòu)的選型和設(shè)計(jì)問題。 五 運(yùn)動(dòng)方案及選擇 n 方案一

7、 沖壓機(jī)構(gòu)為對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、模筒轉(zhuǎn)盤為槽輪機(jī)構(gòu)、掃屑機(jī)構(gòu)為固定移動(dòng)凸輪-移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu) n 方案二 沖壓機(jī)構(gòu)為對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、模筒轉(zhuǎn)盤為槽輪機(jī)構(gòu)、掃屑機(jī)構(gòu)為附加滑塊搖桿機(jī)構(gòu) ■方案三 沖壓機(jī)構(gòu)為偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、模筒轉(zhuǎn)盤為不完全齒輪機(jī)構(gòu)、掃屑機(jī)構(gòu)為附加滑塊搖桿機(jī)構(gòu)。 優(yōu)缺點(diǎn)的比較及最終方案 n 由于方案一與方案二的區(qū)別在掃削機(jī)構(gòu)，方案一是固定移動(dòng)凸輪-移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu)，方案二是附加滑塊搖桿機(jī)構(gòu)，如上圖所示。 n 固定移動(dòng)凸輪-移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu)比附加滑塊搖桿機(jī)構(gòu)更適用，因?yàn)椋? n 1）在滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工藝動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)要求的前提下，固定

8、移動(dòng)凸輪-移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)鏈短，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 n 2）具有更好的可調(diào)性。 n 3）使用安全性更好，并且操作簡(jiǎn)單。 n 對(duì)于方案三，它的三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與方案一都不一樣，并且： n 機(jī)構(gòu)復(fù)雜，操作性不佳。 n 傳動(dòng)較繁雜。 n 造價(jià)較高，經(jīng)濟(jì)性不好。 n 綜上可知：方案一在三個(gè)方案中最佳，則最后選擇方案Ⅰ為沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案。 六 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 按照設(shè)計(jì)要求，每分鐘要求清洗三個(gè)瓶子，所以分配軸3的轉(zhuǎn)速為3R/MIN，選取額定轉(zhuǎn)速為1440R/MIN的電動(dòng)機(jī)，總傳動(dòng)比I總=1440/3=480R/MIN，傳動(dòng)系統(tǒng)采用3級(jí)減速機(jī)構(gòu)，第一級(jí)為蝸輪蝸桿，選

9、取傳動(dòng)比為80.第二級(jí)為齒輪減速，傳動(dòng)比為3.第三級(jí)為錐齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)比為2。 選取齒輪M=4，Z1=23=Z3.Z2=29=Z4。 4 七 機(jī)構(gòu)組合 ﹑參數(shù)及運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì) 1 機(jī)構(gòu)選用 驅(qū)動(dòng)方式采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，由已知的洗瓶機(jī)功能分解，分別選擇相應(yīng)的機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。見表3 表3 2 機(jī)構(gòu)組合 三個(gè)機(jī)構(gòu)相互配合，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，滾動(dòng)，推送的負(fù)荷運(yùn)動(dòng)，緊湊銜接帶動(dòng)機(jī)構(gòu)，考慮合并使用。 3 運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì) 輸送由凸輪--全移動(dòng)副絲桿機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)，負(fù)責(zé)推動(dòng)推頭的凸輪周轉(zhuǎn)一圈完成一次工作循環(huán)。完成整個(gè)洗瓶工作，其他的齒輪機(jī)構(gòu)作為輔助機(jī)構(gòu)，從而組成整個(gè)洗瓶機(jī)

10、的工作流程。 4 設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）原理 作圖法簡(jiǎn)便，直觀，但作圖誤差較大，難以獲得凸輪輪廓曲線上個(gè)點(diǎn)精確坐標(biāo)，所以按作圖法所得輪廓數(shù)據(jù)加工的凸輪只能應(yīng)用于低速或不重要的場(chǎng)合。對(duì)于高速凸輪或精確度要求較高的凸輪，必須建立凸輪理論輪廓曲線，實(shí)際輪廓曲線以及加工刀具中心軌跡的坐標(biāo)方程，并精確地計(jì)算出凸輪輪廓曲線或道具運(yùn)動(dòng)軌跡上個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值，以適合在數(shù)控機(jī)床上加工。 （2）公式 凸輪1（坐標(biāo)值略，過多） 基圓半徑300MM 滾子半徑40MM 升程600MM 最大壓力角57.1467 位移圖 速度圖 加速度圖

11、 線圖 凸輪 2 基圓半徑180MM 滾子半徑10MM 升程51MM 最大壓力角51.316 位移圖 速度圖 加速度圖 線圖 5 運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 八 設(shè)計(jì)圖紙 （1）方案設(shè)計(jì)圖及運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 （2） 凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)圖 九 心得體會(huì) 緊張而有辛苦的一周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了．當(dāng)我快要完成老師下達(dá)給我的任務(wù)的時(shí)候，我仿佛經(jīng)過一次翻山越嶺，登上了高山之顛，課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，也是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少

12、的過程．＂千里之行始于足下＂，通過這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到這句千古名言的真正含義．我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 通過此次課程設(shè)計(jì)，我們學(xué)到了很多理論課上無法得到的收獲。以前原理課上只知道什么構(gòu)件可以實(shí)現(xiàn)什么運(yùn)動(dòng)，而通過此次課程設(shè)計(jì)，在老師的指導(dǎo)下我們知道什么樣的能力干什么樣的活，不要大才小用，殺雞用宰牛刀。這既是一種浪費(fèi)增加了機(jī)器的成本，也是對(duì)設(shè)計(jì)的不負(fù)責(zé)任。．這次課程設(shè)計(jì)使我在工作作風(fēng)上得到了一次難得的磨練．　　短短一周的課程設(shè)計(jì)，使我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識(shí)是真正如此的缺乏，自己綜合應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)能力是如此的不足，今后需要繼續(xù)努力。 作為機(jī)械系的學(xué)生，我覺得類似的課程設(shè)計(jì)是十分有意義的，而且是十分必要的。布局的合理性以及產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益更是我們?cè)诮窈笤O(shè)計(jì)課程中所要關(guān)注的。在思維能力，動(dòng)手能力加強(qiáng)的同時(shí)，我們團(tuán)隊(duì)合作精神又得到了進(jìn)一步的加強(qiáng)。所以，在今后的學(xué)習(xí)中,一定要戒驕戒躁,態(tài)度端正,虛心認(rèn)真….要永遠(yuǎn)的記住一句話:態(tài)度決定一切. 十參考文獻(xiàn) （1） 裘建新，《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 （2） 申永勝，《機(jī)械原理教程》 16