沖壓式蜂窩煤成型機(jī)機(jī)構(gòu)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)第1頁(yè) 共17頁(yè)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)第1頁(yè) 共17頁(yè)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)第1第1頁(yè)共17頁(yè)另外，本機(jī)構(gòu)安全、有用的思想設(shè)計(jì)而出，市場(chǎng)前景寬闊，適用范圍比較廣泛，既可以用于大中型公司或企業(yè)批量生產(chǎn)，又可用于小型部門(mén)的連續(xù)生產(chǎn)，造出的煤塊很大程度上的得到了市場(chǎng)和寬闊用戶確實(shí)定。2、工作原理利用帶沖針6426871產(chǎn)生的彈簧力將型煤壓實(shí)。為了提高生產(chǎn)率，將機(jī)器作成多工位的，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。機(jī)器執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)圖如圖1-11上裝有沖孔壓實(shí)壓頭4和卸煤推桿14 A 51678圖1-1 機(jī)器執(zhí)行構(gòu)5，作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)〔A1〕;工作盤(pán)2上有五個(gè)?？?，I為上料工位，Ⅲ為成型工位，Ⅳ為卸料工位，做間歇回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)A；上料器3作連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)A的傳送帶做勻速直線運(yùn)動(dòng)〔A；沖頭每次退出工作盤(pán)后，掃煤桿在沖頭下面掃過(guò)，作去除煤屑的掃煤運(yùn)動(dòng)〔A。A的運(yùn)動(dòng)參數(shù)取決于生產(chǎn)率，取n72r/min?？紤]到料煤高度與型煤高度之111比〔壓縮比〕2:1H2h

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

2h300mm。AA2

協(xié)調(diào)協(xié)作，工作盤(pán)轉(zhuǎn)位時(shí)，壓頭必需在工作盤(pán)外，其運(yùn)動(dòng)參數(shù)n n2 1

72r/min其運(yùn)動(dòng)系數(shù)τ應(yīng)小于0.5τ=160/360＝0.444。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)第第10頁(yè)共17頁(yè)A3n3=120r/min。A4

S 后，后一塊煤才能卸落在傳送帶上。設(shè)煤塊的間距 為2ф=0.2m，則傳送帶速度為nv aA5

0.2720.20.24m/s60 60 H1運(yùn)動(dòng)為平面簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)，要保證沖頭往復(fù) 運(yùn)動(dòng)一次，掃煤桿在沖頭下往復(fù)掃過(guò)一次，且不其他構(gòu)件相碰(具體要求見(jiàn)主體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)局部)。由于型煤是利用彈簧壓實(shí)，故生產(chǎn)阻力與彈1-2，F(xiàn)rmax=5000N。

H 與FrFr Frmax３、機(jī)器的運(yùn)動(dòng)方案分析及選擇

1-2生產(chǎn)阻力3、1設(shè)計(jì)根本要求設(shè)計(jì)蜂窩煤成型機(jī)構(gòu)，型煤尺寸為×h100(mm)75(mm)生產(chǎn)率為72沖壓成型時(shí)的生產(chǎn)阻力到達(dá)50000N；為改善蜂窩煤成型機(jī)的質(zhì)量，期望在沖壓后有一短暫的保壓時(shí)間；減小原動(dòng)機(jī)的功率。3、2原動(dòng)機(jī)做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)各執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作，其中掃煤運(yùn)動(dòng)A 可考慮直接用滑塊5做主運(yùn)動(dòng)，以保證運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)協(xié)作。由于承受集中驅(qū)動(dòng)，有電動(dòng)機(jī)到A1原動(dòng)件的主傳動(dòng)鏈總傳動(dòng)比為:ni 電總 n1

14402072再考慮到同類(lèi)機(jī)器的參數(shù)，在此選用異步電動(dòng)機(jī)集中驅(qū)動(dòng)，取:n電3、3主傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)方案分析及選擇

1440r/min執(zhí)行構(gòu)件作往-1傳需級(jí)減速，運(yùn)動(dòng)分支和將連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的功能，即可畫(huà)出主運(yùn)動(dòng)鏈的功能框圖1-3。然后再依據(jù)其他執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式和運(yùn)動(dòng)參數(shù)的大小。確定所需的功能元，畫(huà)1-3。ⅣⅣA1A2A電ⅠⅡA3ⅡA5ⅠⅢA41-3傳動(dòng)鏈的功能框這樣取出功能框圖中幾種主要功能元，然后選擇功能載體，即可得到表1所示：1型煤及形態(tài)學(xué)矩陣帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)鏈傳動(dòng)齒輪傳Ⅰ機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶傳動(dòng)鏈傳動(dòng)齒輪傳Ⅱ機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)動(dòng)機(jī)構(gòu)移動(dòng)從曲柄滑四桿機(jī)動(dòng)件凸輪機(jī)塊機(jī)構(gòu)構(gòu)構(gòu)槽輪機(jī)不完全棘輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)構(gòu)帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)齒輪齒螺旋機(jī)機(jī)構(gòu)條機(jī)構(gòu)構(gòu)綜合以上分析，結(jié)合主要的運(yùn)動(dòng)類(lèi)型，我們制定了兩種方案，下面就讓我們對(duì)兩種方案作一具體的分析：方案I：主傳動(dòng)承受帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)，主題機(jī)構(gòu)承受曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，關(guān)心轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)承受槽輪機(jī)構(gòu)，傳送裝置承受傳送帶。裝配簡(jiǎn)圖如圖1-4所示，列出了機(jī)構(gòu)的主要構(gòu)件。圖1-4 方案Ⅰ方案Ⅱ：主傳動(dòng)承受兩級(jí)齒輪機(jī)構(gòu)減速，主體機(jī)構(gòu)雖然可以承受其它機(jī)構(gòu)，但在塊機(jī)構(gòu)，關(guān)心轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)承受不完全齒輪機(jī)構(gòu)，其他同方案I，各機(jī)構(gòu)的裝配簡(jiǎn)圖如圖1-5。1-5方案Ⅱ、繪制傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖結(jié)合功能框圖的傳動(dòng)路線，考慮到機(jī)構(gòu)和軸線的配置以及一些其他功能，即可繪出機(jī)器的兩種運(yùn)動(dòng)方案圖。、方案Ⅰ、方案Ⅱ的分析比較這兩種方案區(qū)分在于主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和關(guān)心轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)不同。由《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指〔張永安主編、高等教育出版社出版〕1-21-3I帶傳動(dòng)構(gòu)造簡(jiǎn)潔，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，但是它們的外廓尺寸大，在振動(dòng)沖擊載荷作用下，鏈傳動(dòng)壽命較短。槽輪機(jī)構(gòu)構(gòu)造比較簡(jiǎn)潔，工作牢靠，嚙入嚙出比較平穩(wěn)，有柔性沖擊，但槽輪在工作盤(pán)上不大好布置，所以空間較大。方案Ⅱ承受齒輪傳動(dòng)，構(gòu)造緊湊，壽命長(zhǎng)，效率高，可承受標(biāo)準(zhǔn)減速器、大齒輪即為曲柄，便于平衡，且可起飛輪作用，但制造本錢(qián)較高。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)算較簡(jiǎn)單，但動(dòng)停比不受構(gòu)造限制，尺寸較緊湊，便于布置。根據(jù)以上簡(jiǎn)潔分析，初步打算承受方案Ⅱ作為機(jī)器的運(yùn)動(dòng)方案。、掃屑機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案分析方案Ⅰ：沖壓機(jī)構(gòu)為偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、模筒轉(zhuǎn)盤(pán)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)。方案Ⅱ：沖壓機(jī)構(gòu)為對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、模筒轉(zhuǎn)盤(pán)為槽輪機(jī)構(gòu)、掃屑機(jī)構(gòu)為固定凸輪移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu)。方方方方案兩個(gè)方案我們可以用模糊綜合評(píng)價(jià)方法來(lái)進(jìn)展評(píng)估優(yōu)選，最終定方案Ⅱ?yàn)闆_壓式蜂窩煤成型機(jī)的掃屑機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方案。4、機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的尺寸設(shè)計(jì)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)：總主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的總傳動(dòng)比i=20，承受兩級(jí)減速，依據(jù)傳動(dòng)比安排“前小后大”總的原則，i

=ii=4×5z19z

iz4z

z，822，總 1 2 1

2 1 1 8z iz4 2

5221101-6其中：Z1

A3=19Z=76 Z2 8Z2Z6ZZ 5 Z3 7Z1 1-7一級(jí)減速3如圖1-7所示，由上料器的轉(zhuǎn)速n 120r/min可知：則電動(dòng)機(jī)至上料機(jī)的總3傳動(dòng)比：

i” n 12i i電因此可取：電

總 n 1 33z iz6 3 5

32163其中：Z

Z4=214Z=636Z=1108

5Z=227ZZ 32A電ZA電11-7二級(jí)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〕和關(guān)心轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件〔不完全齒輪〕的軸線相互垂直，因此，配置了圓錐齒輪傳動(dòng)如圖1-8所示。

z z9、10,ZZ13A3A4ZZ1210Z4Z9Z11Z31-8主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1-8主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)考慮到主體機(jī)構(gòu)與關(guān)心機(jī)構(gòu)應(yīng)同步，固取9

=20。傳送皮帶需從工作臺(tái)下通過(guò)，寸寸受限制，取主動(dòng)帶輪直徑D=200mm，則帶輪轉(zhuǎn)速：vn 4

600.246023r/mm4 D 0.2運(yùn)動(dòng)有曲柄軸通過(guò)齒輪機(jī)構(gòu)傳來(lái)，則：n zi 14 n4即取

12z11z 2311z 7212、主體機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)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，承受對(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：rH1150mm2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)o較小，又考慮到機(jī)器的整體高度，一般取：r r 1 1則兩桿長(zhǎng)度：

l4~6 B考慮到機(jī)器的整體高度，取l800mm，如圖1-9所示為傳動(dòng)角最小時(shí)的機(jī)構(gòu)位置簡(jiǎn)圖，由此校核最小傳動(dòng)角，所以：r

A o”rmin

cos1l

79.340~50滿足傳力性能要求。、掃煤機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)

1-9主體為了清掃壓頭和推桿下面的煤屑，在此設(shè)計(jì)一掃煤機(jī)構(gòu)，使壓頭離開(kāi)工作臺(tái)時(shí)，頭下面掃過(guò)，由總體高度來(lái)考慮，固定凸輪承受斜面外形，其上下方向的長(zhǎng)度應(yīng)大于s，其左右方向的高度應(yīng)能使掃屑刷滿足掃除粉煤的活動(dòng)范圍。用作圖法對(duì)此機(jī)構(gòu)進(jìn)展設(shè)計(jì)，如圖1-10：H

min

max

應(yīng)當(dāng)滿足關(guān)系式：Hmax

Hmin

φ75mm煤凸輪的轉(zhuǎn)速應(yīng)當(dāng)與主體機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)周期相協(xié)作，由主體機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)比i20，原1440r/min，可計(jì)算出：nn 電

1440 72r/min齒輪 i 20HHminHmax圖、工作盤(pán)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸的設(shè)計(jì)在此設(shè)計(jì)中，工作盤(pán)的轉(zhuǎn)位承受不完全齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)。不完全齒輪的設(shè)計(jì)可參閱《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)〔由張永安主編、高等教育出版社出版〕的148頁(yè)表[11]。1-11〔2〕所示。因主體機(jī)構(gòu)承受對(duì)心的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，則曲柄要通過(guò)Ⅲ、Ⅳ工位的?？字行?，因1此不完全齒輪機(jī)構(gòu)的主動(dòng)齒輪的回轉(zhuǎn)中心O1動(dòng)1/5

Z Z2

=16Z”=16.模數(shù)選取要222保證從動(dòng)齒輪齒根圓大于工作盤(pán)外徑，此題取m=5。5、主體機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)線圖設(shè)計(jì)與分析如下圖為型煤機(jī)主體機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，由封閉矢量圖o”Ao可得適量方程為：(2.1)寫(xiě)出復(fù)數(shù)形式為

ll x1 2 o(2.2)

lei 1

ei x2開(kāi)放后得

1 2 ox1 1 2 2 o(2.3)求得：

01 1 2 2(2.4)

x lo 1

cosθ1

lcosθ2 2將式子〔2.2〕對(duì)時(shí)間求導(dǎo)，求得：lω

θ)(2.5)

vo1

1 1 2cosθ2將式子〔2.4〕對(duì)時(shí)間求導(dǎo)，求得：lω2)lω2a1 1o

1 2 2 2cosθ2o的位移的值，依據(jù)各vsa sva θ1-12依據(jù)以上設(shè)計(jì)分析及數(shù)值計(jì)圖1-13示的機(jī)器簡(jiǎn)圖：由于傳送飛飛輪原動(dòng)機(jī)1-13主體機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖7、感想通過(guò)這一星期的機(jī)械課程設(shè)計(jì)，我們感受良多，這次課程設(shè)計(jì)讓我看到了自己的缺乏之處，也讓我體會(huì)到了課程設(shè)計(jì)的樂(lè)趣和意義。理論聯(lián)系實(shí)際這一重要思想，在這里表達(dá)得淋漓盡致。我們現(xiàn)在最缺乏的就是實(shí)際工作閱歷，而理論聯(lián)系實(shí)踐并不像我們想象的那么簡(jiǎn)潔，他需要堅(jiān)實(shí)的理論根底和實(shí)際工作閱歷。堅(jiān)實(shí)的理論根底打算了我必需堅(jiān)持學(xué)習(xí)的學(xué)問(wèn)的理論，完善了自己的學(xué)