蜂窝煤成型机的设计课程设计

冲压和脱模盘机构 扫屑刷机构 模筒转盘间歇运动机构 对心曲柄滑块机构 附加滑块摇杆机构 槽轮机构 齿轮齿条机构 盘型凸轮 肘杆增力机构 六杆冲压机构 固定移动凸轮移动从动件机构 不完全齿轮机构 凸轮机构 齿轮齿条机构 圆柱凸轮式间歇运动机构 棘轮机构 因冲压成型与脱模可用同一机构完成，故可满足冲床总功能的机械系统运动方案有N个，即N＝5×4×4个＝80个。运用确定机械系统运动方案的原则与方法，来进行方案分析与讨论。 方案一 ：对心曲柄滑块机构 方案二：齿轮齿条机构 方案三：盘型凸轮 方案四：肘杆增力机构 方案五：六杆冲压机构 表2 冲压脱模机构部分运动方案定性分析 主 要 性 能 特 征 方 案 号 功 能 运动变换 功 能 质 量 磨损增力 加压时间 工作平稳性 与变形 弱 较长 短 较长 较长 较长 一般 一般 一般 一般 一般 一般 小 效率 较高 低 经 济 适 用 性 加工复杂性 装配难度 简单 易 成运动本 尺寸 １ 满足 2 低 最小 较高 较高 较高 低 小 较大 小 小 满足 较强 较简单 最难 较困难 易 易 3 满足 较强 4 5 满足 很强 满足 弱 一般 高 较简单 一般 一般 很高 高 较困难 较困难 对以上方案初步分析如表2。从表中的分析结果不难看出方案2，成本较高且工作效率低，加工困难，所以，不予考虑。方案3，成本高且结构复杂，所以不予考虑。方案4，机构复杂运动尺寸大。方案5，结构较复杂。方案1，结构简单，成本低，且结构尺寸小加工简单，所以选择方案1为最佳方案。 2) 扫屑刷机构的方案选择

方案一：附加滑块摇杆机构

方案二：固定凸轮移动从动件机构

方案三：凸轮机构 方案四：齿轮齿条机构

表3 扫屑刷机构部分运动方案定性分析 方案号 功 能 经 济 适 用 性 运动变间歇工作平磨损与效率 复杂性 加工装成本 运动尺换 配难度 寸 送进 稳性 变形 满足 无 平稳 一般 较高 简单 较难 低 较大 1 满足 无 较平稳 小 较高 简单 较难 低 一般 2 满足 有 平稳 小 较高 简单 困难 较高 较大 3 满足 无 平稳 小 低 较简单 最难 较高 最小 4 对以上方案初步分析如上表3。从表中的分析结果不难看出，四个方案的性能相差不大，方案1、2、4的效率较高，方案3、4计算加工难度较大；方案1，2可为最优方案。 3）模筒转盘间歇运动机构方案选择 方案一：槽轮机构 方案二：不完全齿轮机构 方案3：圆柱凸轮间歇式运动机构 方案4：棘轮机构 表4 间歇运动机构方案定性分析 功 能 方案号 运动变换 经 济 适 用 性 运间歇转动 工作平稳性 磨损与变形 效率 复杂性 加工装配难度 成本 动尺寸 1 满足 有 平稳 小 较较高 简单 简单 较高 大 2 满足 有 有冲击 较小 较高 简单 简单 高 大 3 满足 有 平稳 较小 较高 复杂 难 较高 大 较4 满足 有 有冲击 较大 低 最简单 难 高 大

对以上方案初步分析如表4。从以上分析中不难看出，方案2，4有冲击。方案1，3运动平稳性较好，但方案3加工难度大，结构复杂，且成本较高，所以选择方案2为最佳方案。

2.3 机械系统方案设计运动简图

系统执行机构方案选择冲压脱模机构为对心曲柄滑块机构；扫屑机构

为固定移动凸轮移动从动件机构；间歇运动机构为槽轮回转机构，通过直齿圆锥齿轮机构连接到减速箱上。

2.4执行机构设计和计算 1.执行机构设计计算 1）冲压脱模机构（曲柄滑块机构）设计计算 已知冲压式蜂窝煤成型机的滑梁行程s =300mm；曲柄与连杆长度比，即连杆系数为λ＝0.2 ， 则 曲柄半径为：R=s/2=300/2=150mm 连杆长度为：L=R/λ=150/0.2=750mm? 因此，不难求出曲柄滑块机构中滑梁（滑块）的速度和加速度变化，从而画出冲压脱模机构的位移—时间关系图。 2）扫屑机构设计计算 固定凸轮采用斜面形状，其上下方向的长度又能够大于滑梁的行程S，即应大于300mm。 设定转盘半径：R=340mm。 凸轮从动件行程应不小于转盘直径，即≥340mm。 tana=340/300=17/15=1.13 ∴ 固定凸轮斜面的斜度应≤1.13 具体尺寸按结构情况设计。 3）间歇机构（槽轮机构）设计计算

1.槽数Z：Z=5 按工位要求选择 2.中心距L： L=300mm 按结构情况确定 3.从动轮运动角：2β=2π/Z=72° 4．主动轮运动角: 2α=π-2β=108°

5.圆销中心轨迹半径：R1=Lsinβ=176mm 6.拨销与轮槽底部的间隙e取3-6mm 取e=5mm 7.滚子圆销半径r3：r3=R1/6=29.33mm 取r3=29mm

22(Lcos?)?r38.槽轮外径 R2：R2=

9.槽底半径Rd：Rd=L-(R1+r3)-e=90mm

10.槽轮上槽口至槽底深h: h=R1+R2-L+r3+e=154mm 11.拨盘销数m：m≤2Z/(Z-2)=10/3 取m=1

12.槽口壁厚b： b≥（0.6-0.8）r3，但不小于3-5mm。b≥17.4-23.2mm。 取b=20mm 13.锁止弧半径R0：R0=R1-b-r3=127mm 14.主动轮转一周所需时间T：T=3s 15.槽轮每次循环中运动的时间td：td=（0.5-1/Z）T=(0.5-0.2)*3=0.9S 16. 槽轮每次循环中停歇的时间tj： tj=T-td=3-0.9=2.1s 17.锁止弧对应中心角V: V=2π/m-2α=252° 18.动停比K: K=td/tj=1-4/(Z+2)=1-4/(5+2)=3/7 19.动停系数τ：τ=td/T=m(Z-2)/2Z=1(5-2)/2*5=3/10=0.3 2．5 机构运动循环图 对于冲压式蜂窝煤成型机运动循环图主要是确定冲压和脱模盘、扫屑刷、模筒转盘三个执行构件的先后顺序、相位，以利对各执行机构的设计、装配和调试。 冲压式蜂窝煤成型机的冲压机构为主机构，以它的主动件的零位角为横坐标的起点，纵坐标表示各执行构件的位移起止位置。图2表示冲压式蜂窝煤成型机三个执行机构的运动循环图。冲头和脱模盘都由工作行程和回程两部分组成。模筒转盘的工作行程在冲头的回程后半段和工作行程的前半段完成，使间歇转动在冲压以前完成。

扫屑刷要求在冲头回程后半段至工作行程的前半段完成扫屑运动。

三、传动系统方案设计

3.1传动方案设计

传动系统位于原动机和执行系统之间，将原动机的运动和动力传递给执行系统。除进行功率传递，使执行机构能克服阻力做功外，它还起着如下重要作用：实现增速、减速或变速传动；变换运动形式；进行运动的合成和分解；实现分路传动和较远距离传动。传动系统方案设计是机械系统方案设计的重要组成部分。当完成了执行系统的方案设计和原动机的预选型后，即可根据执行机构所需要的运动和动力条件及原动机的类型和性能参数，进行传动系统的方案设计。 在保证实现机器的预期功能的条件下，传动环节应尽量简短，这样可使机构和零件数目少，满足结构简单，尺寸紧凑，降低制造和装配费用，提高机器的效率和传动精度。 根据设计任务书中所规定的功能要求，执行系统对动力、传动比或速度变化的要求以及原动机的工作特性，选择合适的传动装置类型。根据空间位置、运动和动力传递路线及所选传动装置的传动特点和适用条件，合理拟定传动路线，安排各传动机构的先后顺序，完成从原动机到各执行机构之间的传动系统的总体布置方案。 机械系统的组成为：原动机 →传动系统(装置)→ 工作机（执行机构） 原动机：Y系列三相异步电动机； 传动系统(机构)：常用的减速机构有齿轮传动、行星齿轮传动、蜗杆传动、皮带传动、链轮传动等，根据运动简图的整体布置和各类减速装置的传动特点，选用二级减速。第一级采用皮带减速，皮带传动为柔性传动，具有过载保护、噪音低、且适用于中心距较大的场合；第二级采用齿轮减速，因斜齿轮较之直齿轮具有传动平稳，承载能力高等优点，故在减速器中采用斜齿轮传动。根据运动简图的整体布置确定皮带和齿轮传动的中心距，再根据