沖壓式成型機設計第1頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月成員分工機械0404劉曉茂機械0401張磊機械0402劉晨鶴設計及建模:由三人共同完成總裝配及仿真分析：張磊劉晨鶴設計說明書及PPT：劉曉茂第2頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月蜂窩煤

蜂窩煤長期以來在我國城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村廣泛使用，現(xiàn)已發(fā)明環(huán)保節(jié)能型蜂窩煤，燃燒無毒、無味、無黑煙。所以市場上對蜂窩煤的需求量很大。質(zhì)量高的蜂窩煤有抗壓性強、外觀平整光滑、厚薄一致、孔距分布合理、燃燒良好的特點，這就對蜂窩煤成型機提出了要求。第3頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月設計要求和參數(shù)生產(chǎn)能力：30次/分電機：Y180L-8，N=11kw，n=730r/min如圖所示，沖頭3、脫模盤4、掃屑刷4、模筒轉(zhuǎn)盤1都與上下移動的滑梁2連成一體。當滑梁上下沖時，沖頭將粉煤沖壓成蜂窩煤，脫模盤將已壓成的蜂窩煤脫模。在滑梁上升過程中，掃屑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)盤的間歇運動時使加料的模筒進入沖壓位置，成型的模筒進入脫模位置，空模筒進入加料位置。為改善沖壓質(zhì)量，沖壓后應有一段保壓時間。為增大沖頭壓力，減小原動機功率，沖壓機應具有增壓功能。第4頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月沖壓式蜂窩煤成型機典型沖壓式蜂窩煤成形機機構(gòu)運動簡圖

為更好的了解沖壓式蜂窩煤成型機的工作原理以及機構(gòu)組成，我們查找了許多相關(guān)資料，從中對蜂窩煤成型有了個大概的了解，并萌發(fā)出一些自己的想法，為接下來的設計與建模做好了準備。第5頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月工藝動作分解

蜂窩煤成型沖壓成型機械起模機械清屑工位轉(zhuǎn)換成品輸出沖壓機構(gòu)作直線反復運動起模機構(gòu)作直線反復運動清屑機構(gòu)完成左右方向的反復運動槽輪實現(xiàn)工作臺的停歇轉(zhuǎn)動將起模后的型煤落在輸送帶上輸出該機主要由四個機構(gòu)組成：沖壓、脫模往復運動機構(gòu)、掃屑刷掃屑機構(gòu)、工作臺間歇分度機構(gòu)。第6頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月設計方案一

如圖所示，該機械系統(tǒng)的輸入為電動機連續(xù)轉(zhuǎn)動，沖頭、起模盤與傳動軸主軸連成一體。當傳動主軸連續(xù)回轉(zhuǎn)的前半個周期，沖頭將粉煤沖壓成蜂窩煤，脫模盤將已壓成的蜂窩煤脫模。后半個周期掃屑刷將沖頭和脫模盤上粘著的粉煤刷除。工作臺上均布六個模筒，由槽輪機構(gòu)實現(xiàn)間歇轉(zhuǎn)動。在同一時刻，加料模進入沖壓模位置，成型模進入脫模位置，空模筒進入加料位置。沖頭脫模盤掃屑刷第7頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月設計方案二

該設計方案的特點是偏置曲柄滑塊機構(gòu)執(zhí)行粉煤沖壓成型動作，由另一曲柄滑塊機構(gòu)的演變機構(gòu)將成品頂出。由凸輪機構(gòu)把送入煤粉和輸出成品合并為一個動作，在把成品推出工作臺的同時將下一工作循環(huán)的粉煤送至模筒。第8頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月設計方案三

該方案的特點是由雙軸伸發(fā)動機帶動兩側(cè)蝸桿渦輪傳動，通過兩組凸輪配合將粉煤擠壓成蜂窩煤。在煤餅上模，左右模脫開的時候，平行四邊形兩曲柄上接的兩推板運行到工作臺表面，同時分別將成型煤餅和煤料送到位。第9頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月方案比較

由于該機主要在城鎮(zhèn)農(nóng)村使用，應力求結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、成本低廉，為了提高工作效率，擬采用多工位工作方式，使加料、沖壓、起模三個工步同時在轉(zhuǎn)盤工作臺上實現(xiàn)，由此需要實現(xiàn)工作臺的間歇轉(zhuǎn)動。

上述蜂窩煤三個設計方案，方案一采用凸輪機構(gòu)，用凸輪遠休輪廓來實現(xiàn)保壓時間。為考慮沖壓成型的質(zhì)量，沖壓后應有保壓時間。為增大沖頭壓力，減小原動機的功率，沖壓機構(gòu)有增壓功能。故采用設計方案一。

第10頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月最終選定方案設計方案一

沖壓成型采用凸輪機構(gòu)脫模采用六桿增壓機構(gòu)清屑采用曲柄搖桿機構(gòu)工位轉(zhuǎn)換采用槽輪機構(gòu)創(chuàng)新點：[1]一次沖壓兩個蜂窩煤，提高生產(chǎn)效益和效率。[2]采用蝸桿渦輪取代帶輪傳動，減速效果明顯。[3]將滑梁替換成連續(xù)回轉(zhuǎn)的傳動主軸，舍去曲柄帶動滑梁這一機構(gòu)。[4]掃屑刷由滑梁驅(qū)動轉(zhuǎn)變?yōu)殡S工作臺轉(zhuǎn)動的曲柄滑塊機構(gòu)，取代了機架上的盤形凸輪機構(gòu)，節(jié)省了空間，使結(jié)構(gòu)更緊湊。[5]沖頭與脫模盤的運動相互獨立。第11頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月最終方案機構(gòu)運動簡圖第12頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月機構(gòu)選用蝸桿渦輪機構(gòu)

實現(xiàn)較大傳動比，將電機輸出轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成工作轉(zhuǎn)速傳動比24:1第13頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月凸輪機構(gòu)（沖壓機構(gòu)）

0°～

90°

近休80mm90°～

180°

修正正弦180°～

240°

遠休191mm240°～

360°

等加速曲線

凸輪偏置e=50mm沖頭

凸輪調(diào)整方便，可獲得任意運動規(guī)律，可精確控制，但受力特性較差。保壓時間明顯，并可有急回特性。第14頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月六桿增壓機構(gòu)（脫模機構(gòu)）具有急回特性與增壓效果

壓時間可較長，增力較強，但計算復雜。

第15頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月槽輪機構(gòu)實現(xiàn)工作臺的間歇轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動比3:1

結(jié)構(gòu)比較簡單，工作可靠嚙入和嚙出比較的平穩(wěn)，有柔性沖擊；多用于轉(zhuǎn)動運動，每次槽輪轉(zhuǎn)角不小于45度。機構(gòu)應用的也比較的廣泛。第16頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月輸送帶連續(xù)運動沖頭向下沖頭停工作轉(zhuǎn)工停刷停掃屑0°90°180°270°運動循環(huán)圖執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)設計沖頭向上沖頭停臺動作臺掃屑刷掃屑第17頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月建模電機凸輪機構(gòu)六桿增壓機構(gòu)蝸桿渦輪機構(gòu)槽輪機構(gòu)第18頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月裝配體第19頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月第20頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月爆炸動畫第21頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月仿真分析蜂窩煤沖頭位移仿真分析蜂窩煤沖頭第22頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月蜂窩煤沖頭速度仿真分析第23頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月蜂窩煤脫模盤加速度仿真分析

第24頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月槽輪角速度仿真分析

槽輪角加速度仿真分析

第25頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月機構(gòu)三維仿真動畫第26頁，課件共28頁，創(chuàng)作于2023年2月參考資料裘建新主編《機械原理課程設計指導書》北京高等教育出版社2005孫恒、陳作模主編機械原理（第六版）北京高等教育出版社2001鄒慧君主編機械原理課程設計手冊北京高等教育出版社1998洪允楣主編機構(gòu)設計的組合及變異方法北京機械工業(yè)出版社1982殷鴻梁朱邦賢主編間歇運動機構(gòu)設計上海上?？茖W技術(shù)出版社1995趙韓主編凸輪設計