蜂窝煤成型机的设计课程设计

目 录

一 设计目的和设计题目

1.1 设计目的…………………………………………………………2 1.2 设计题目：蜂窝煤成型机………………………………………2 1.2.1 蜂窝煤成型机功能 ……………………………………2 1.2.2工作原理 ……………………………………………………3 1.2.3原始数据 ……………………………………………………3 1.2.4设计任务 ……………………………………………………4

二 执行机构运动方案设计 2.1功能分解与工艺动作分解 ………………………………………4 2.1.1 功能分解 ………………………………………………………4 2.1.2工艺动作过程分解 …………………………………………5 2.2 方案选择与分析 …………………………………………………5 2.3 机械系统方案设计运动简图……………………………………14 2.4执行机构设计…………………………………………………… 15 2.5 机构运动循环图…………………………………………………16

三 传动系统方案设计 3.1传动方案设计…………………………………………………… 17 3.2电动机的选择…………………………………………………… 18 3.3传动装置的总传动比和各级传动比分配……………………… 20 3.4传动装置的运动和动力参数设计计算………………………… 20 四 设计小结………………………………………………………………22 五 参考文献………………………………………………………………24 一 设计目的和设计题目

1.1设计目的

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。

机械原理课程设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个构件的尺寸等进行构思、分析和计算，是机械产品设计的第一步，是决定机械产品性能的最主要环节，整个过程蕴涵着创新和发明，可以提高我们的创新意识和能力。为了综合运用机械原理课程的理论知识，分析和解决与本课程有关的实际问题，使所学知识进一步巩固和加深，我们参加了此次的机械原理课程设计。 1.2 设计题目：蜂窝煤成型机 1.2.1 蜂窝煤成型机功能 冲压式蜂窝煤成型机是我国城镇蜂窝煤生产厂的主要设备。这种设备由于具有结构合理,质量可靠，成型性能好，经久耐用，维修方便等优点而被广泛使用。 冲压式蜂窝煤成型机的功能是将煤粉加入转盘的模桶内，经冲头冲压成蜂窝煤。为了实现蜂窝煤冲压成型，冲压式蜂窝煤必须完成五个动作:(1)煤粉加料；（2）冲头将蜂窝煤压制成型；（3）清楚冲头和卸煤杆的扫屑运动；（4）将在模桶内冲压后的蜂窝煤脱模；（5）将冲压成型的蜂窝煤输出。 图一：蜂窝煤成型机设计原理示意图 1.2.2 蜂窝煤成型机工作原理

滑梁作往复直线运动，带动冲头和卸煤杆完成压实成型和蜂窝煤脱模动作。工作盘上有五个模孔，Ⅰ为上料工位，Ⅲ为冲压工位，Ⅳ为卸料工位，工作盘间歇转动，以完成上料、冲压、脱模的转换。扫屑刷在冲头和卸煤杆退出工作盘后，在冲头和卸煤杆下扫过，以清除其上的积屑。此外，还有型煤运出的输送带部分。

1.2.3 原始数据

1）上料及输送机构较为简单,所在此主要考虑三个机构的设计:冲压和脱模机构、工作盘的间歇转动机构、扫屑机构；

2）基本参数

生产能力（次/min ） 生产阻力（10万N） 25 30 35 0.9 1 1.1 3）型煤尺寸: Φ×h=100mm×75mm； 4）粉煤高度与型煤高度之比(压缩比): 2:1,即工作盘高度H=2h=150mm； 5）为了改善蜂窝煤冲压成型的质量，希望在冲压后有一短暂保压时间； 6）由于冲头要产生较大压力，希望冲压机构具有增大有效力的作用。减少原动件的功率； 7）工作条件:载荷有轻微冲击,一般制； 8）使用期限:十年,大修期为三年； 9）生产批量:小批量生产(少于十台)； 10）动力来源:电力,三相交流(220V/380V)。 1.2.4 设计任务 1．执行部分机构设计 （1） 分析冲头、工作盘和扫屑机构的方案 （2） 拟定执行机构方案，画出总体机构方案示意图 （3） 画出执行机构运动循环图 （4） 执行机构尺寸设计，画出总体机构方案图，并标明主要尺寸 （5） 画出执行机构运动简图 （6） 对执行机构进行运动分析 2．传动装置设计 （1） 选择电动机 （2） 计算总传动比，并分配传动比 （3） 计算各轴的运动和动力参数 3．编写课程设计说明书

二、执行部分机构运动方案设计

2.1功能分解与工艺动作分解

2．1．1 功能分解

如图一所示为冲头、卸煤杆、扫屑刷、工作盘的相互位置情况。实际上冲头与卸煤杆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，

卸煤杆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卸煤杆上粘附的煤粉。 工作盘盘上均布了模筒，转盘的间歇运动使加料后的模筒进入加压位置Ⅲ、成型后的模筒进入脱模位置Ⅳ、空的模筒进入加料位置Ⅰ；

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； 冲煤饼时冲头压力较大，最大可达20000N，其压力变化近似认为在冲程的一半进入冲压，压力呈线性变化，由零值至最大值。因此，希望冲压机构具有增力功能，以减小机器的速度波动和减小原动机的功率。另外机械运动方案应力求简单。 2．1．2工艺动作过程分解 根据上述分析，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：要求卸料盘上下往复移动，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、卸料盘向上移动过程中用扫屑刷将煤粉扫除； 5）工作盘间歇运动：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。因此，蜂窝煤成型机运动方案设计重点考虑冲压和脱模机构、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。

2.2 方案选择与分析

根据以上功能分析，应用概念设计的方法，经过机构系统搜索，可得“形态学矩阵”的组合分类表，如表1所示。

表1 组合分类表