1、1沈阳理工大学课程设计专用纸成 绩 评 定 表学生姓名 姜云泽 班级学号 0901013308专 业 机械设计制造及其自动化课程设计题目 电瓷帽坯件成型机冲压装置设计评语组长签字：成绩日期 2013 年 1 月 8 日2沈阳理工大学课程设计专用纸机械系统课程设计任务书机械工程 学院 机械设计制造及其自动化 专业班级： 09010133 学号： 08 姓名： 姜云泽 设计(论文) 题目： 电瓷帽坯件成型机冲压装置设计内 容 及 要 求：电瓷帽坯件成型机是将土壤填入转盘上的模孔内，经冲头冲压成型。一、设计要求：1. 生产能力：3000 只/小时；2. 驱动电机：Y90S-4，功率 N=1.1Kw
2、，转速 n=1400r/min；3沈阳理工大学课程设计专用纸二、设计内容：1、设计冲压装置； 2、设计相应的传动装置及支承装置；3、撰写有关内容的设计说明书。进度安排：第一周：根据设计题目要求，搜集资料，分析具体内容，论证方案并进行方案比较；第二周：完成所设计装置的装配图绘制； 第三四周：完成所设计装置的零件图绘制；第五周：撰写设计说明书，答辩。指导教师：纪玉杰 专业负责人：安晓卫 主管院长： 2012 年 12 月 2 日4沈阳理工大学课程设计专用纸前 言电磁帽是变配电设备的一个重要零件，属于系列产品，是易损件之一。它由土壤做成圆柱形，并在上挖有凹孔成帽；坯件晾干后配釉烧成瓷器。使用时将电磁
3、帽翻盖在金属导杆的顶端，将起到绝缘和安全保护作用。手工的电磁帽成型过程是将拌好的土壤放入模中，用冲头将土壤冲压紧，冲头下部有一凸头，以便形成电磁帽的凹孔，再将模子托起，冲出电磁帽坯件。这种方法劳动强度大、效率低，帽的质量也难以保证。所以，要用系统工程的观点，综合各门课程基础知识设计一套合理的机器。电磁帽坯件成型机填料装置设计要求是将土壤填入转盘内的模孔内，经冲头冲压成型。设计填料装置及刮平装置等主要装置和相应的支撑装置。填料装置的工作主要在于转盘与模孔做间歇回转运动，又控制系统带动其回转速度的快慢和停顿，实现物料输送和各工位之间的转换。刮平装置的工作主要在于将土壤在搅拌箱内充分拌匀，填入模孔后
4、刮平。搅拌箱内的刮刀可同时起到填料和刮平板的作用，它在搅拌箱内作连续回转运动。电磁帽坯件成型机研究设计的目的在于提高工作效率、减少工作强度，使制造生产出来的电磁帽坯件的质量得到可靠保证，而且能减轻和节省人力劳动。5沈阳理工大学课程设计专用纸目 录前言4一、设计要求与原始数据1.1 设计题目61.2 机器功能原理分析61.3 工作原理及工艺过程.61.4 原始数据及设计要求.6二、机构的选择与比较2.1 运动要求.72.1.1 拌料、喂料、刮除余料72.1.2 物料输送和各工序转移.72.1.3 电瓷帽坯件的成型和冲出72.1.4 协调配合关系72.2 机构选型讨论.72.2.1 运动方案设计7
5、2.2.2 运动方案评价及选定102.3 拟定运动简图.102.4 总体布局11三 、技术设计与计算3.1 确定传动机构传动比123.2 确定各轴转速.123.3 结构设计与计算123.3.1 偏心轮的结构和尺寸123.3.2 六杆机构的结构和尺寸.133.3.3 齿轮的结构和尺寸14四 、其他件的选型和尺寸4.1 轴承的选择和尺寸154.2 键的选择和尺寸.15五、结束语16参考文献 176沈阳理工大学课程设计专用纸一、设计要求和数据1.1题目：电瓷帽坯件成型机1.2机器功能分析首先，填料机构填料，之后，由槽轮带动工作台转动 180 度，使填好料的模型孔刚好对着正上方的冲压机构，转动的过程中
6、同时进行了刮平。当填好料的模型孔对着冲压机构时，采用六杆增力机构的冲压机构向下运动可完成坯件的冲压成型。这段时间内，底盘脱模凸轮处于近休止阶段。冲压机构返回的同时，底盘的推杆由于凸轮的升程运动向上运动，从而使圆盘沿着孔壁向上运动，达到坯件脱模的目的。凸轮运动到最大位移时，远休止 0.5 秒。机构在凸轮推动下将成型的坯件推到传送带上。由于脱模凸轮运动，圆盘回到初始位置。在转盘转动 180 度之后至脱模结束这段时间，填料机构填料完毕，进行新一轮循环。1.3工作原理及工艺过程电瓷帽坯件成型机是将土壤填入转盘上的模孔内，经冲头压成型。机器必须完成五个动作： 1）填料并刮平；2）转模输送物料；3）坯件经
7、冲头冲压成型；4）坯件脱模；5）坯件输送； 1.4原始数据及设计要求1） 生产能力： 3000 只/hour2） 电瓷帽尺寸：高 60mm，外径 60mm， 孔径 20mm，孔深 25mm；3） 驱动电机：Y90S-4，功率 N=1.1KW，转速 n=1400r/min；4）冲压机构应有增力功能。7沈阳理工大学课程设计专用纸二、 机构的选择和比较2.1 运动要求2.1.1 拌料、喂料、刮除余料将土壤在搅拌箱内充分拌匀，填入模孔后刮平。搅拌箱内的搅拌叉可同时起填料推杆和刮平板的作用，它在搅拌箱内作连续回转运动。2.1.2 物料输送和各工序转移转盘上的模孔数至少应有四个，现在取六个。其工艺职能分别
8、为待料、填料、成型和冲出。转盘与模孔作间歇回转运动，由控制系统控制其回转速度的快慢和停顿，实现物料输送和各工序之间的转移2.1.3 电瓷帽坯件的成型和冲出两冲头作直线往复运动，在模孔中将土壤挤压成型和冲出电瓷帽坯件，成型冲头比冲出冲头的工作行程要长，其差值取决于电瓷帽坯件的尺寸、土壤的土质和湿度，以及所用执行机构的杆长关系等。2.1.4 协调配合关系两冲头在模孔中运动时，同时随转盘转动，离开模孔后靠滑杆上的扭力弹簧弹回复位。下一循环冲头下落后冲冲模应转到其下方。其协调靠转盘与带冲头的曲柄（偏心轮）的相对传动比控制。2.2 机构选型讨论2.2.1 运动方案设计方案一：1、组成：六杆増力机构、冲压
9、模型及脱模机构、转盘、填料及刮平机构、抽底盘机构、槽轮机构、齿轮系、凸轮机构2、功能原理：首先，由填料机构填料；其次，槽轮带动工作台转动 180，使得冲压机构与填好料的模型孔正对，并且在转动工作台的时候进行了刮平的步骤。当填好料的模型孔正对着冲压机机构时，连有六连杆机构的冲压模型机构的内芯向下压，靠着末端带有的垫片带动外轴下降，完成坯件的冲压成型。冲压机构由槽轮机构控制运动，这时停在原位。待底下的底盘被抽走之后，冲压机构的外轴在凸轮的带动下，对坯件进行挤压，使它冲压下来，到达传送带上。3、机构简图8沈阳理工大学课程设计专用纸方案二：1、组成：六杆増力机构、冲压模型、转盘、填料及刮平机构、将成型
10、机构推到传送带机构、凸轮脱模机构、槽轮机构、齿轮系2、功能原理：见功能分析3、 机构简图9沈阳理工大学课程设计专用纸方案三：1、组成：偏置曲柄滑块机构、冲压模型、转盘（三等分型） 、填料及刮平机构、脱模机构、槽轮机构、齿轮系2、功能原理：首先由填料机构填料，其次工作台转 120，使得冲压机构正好与填好料的模型孔相对，并且工作台转动的同时完成了刮平的步骤。而后连有偏置曲柄滑块机构的冲压机构向下压，完成坯件的冲压成型。而后冲压机构上移，工作台转 180，脱模杆对坯件挤压脱模，送到传送带上。3、机构简图10沈阳理工大学课程设计专用纸2.2.2 运动方案评价及选定方案一：优点：机构简单，易于建模和实际
11、生产加工。缺点：运动复杂，时间配合较难，脱模时坯件离传送带有一段距离，可能会使坯件受损。方案二：优点：运动相对简单，时间配合简单，坯件不容易损坏。缺点；机构相对复杂，建模困难。方案三：优点：结构简单，思路思路清晰。缺点：脱模时坯件离传送带有一段距离（同方案一） ，无增力功能。最终我们选择偏心轮六杆机构。冲压压盘选择便于制造可靠的圆形结构。2.3 拟定运动简图11沈阳理工大学课程设计专用纸2.4 总体布局 电瓷帽坯件成型机总体布局特点：1）搅拌箱处于整机较高位置，便于直接将土壤在填料推杆作用下，通过箱体底部的缺口自动填入下部转盘的模孔中。2）搅拌器的转轴与小齿轮的转轴共用一个轴，结构因此简化，传
12、动链紧凑，提高了传动精度。3）搅拌箱下面的支撑装置为铸件，电动机处于机体的最低位置，有利于降低重心，稳定机身。4）高速轮位于支撑体的左侧，高速传动部件便于集中安装保护罩，有利于机体平衡，此外还有利于装配、检修和润滑。三 、技术设计与计算12沈阳理工大学课程设计专用纸3.1 确定传动机构传动比根据要求知道，传动路线由电动机，经两对锥齿轮，降速改变传动方向最终传递给执行机构。因电机 n 电=1400r/min, 生产能力 3000 只/小时，压盘上均匀分布着各 5 个压模脱模冲头，每成型 5 个坯件冲压一次，n 转 =60r/min,则总传动比见式（3.1）i 总= n 电/n 转由上式计算得总传
13、动比为 23.333，再由经验公式分配传动比高速级传动比 i1= （ 1.31.4） 总低速级传动比 i2= i 总/ i1计算得：i1=5.612i2=4.1573.2 确定各轴转速n0=n 电 =1400r/minn = n 电 / i1=271r/minn = n / i2 =65 r/min 3.3 结构设计与计算3.3.1 偏心轮的结构和尺寸1）偏心轮和连杆长度，由于工作头的上下往复运动，移动的行程等于模孔的高度与冲头在模孔外的一段距离之和，即行程约为 100mm，取曲柄的长度为 60mm。2）具体结构，偏心轮用平键、止退垫圈、螺母固定在轴上。13沈阳理工大学课程设计专用纸3.3.2
14、 六杆机构的结构和尺寸1）与偏心轮相连的杆 L1=600mm2）与吊环相连的杆 L2=200mm3）与压盘相连的叉形连杆 L3=300mm4）执行机构的行程距离 S=80mm叉 形 连 杆14沈阳理工大学课程设计专用纸连 杆3.3.3 齿轮的结构和尺寸取高速级一对锥齿轮模数为 m1=m2=2,取低速级一对锥齿轮模数为m3=m4=3。 、取 Z1=18，所以 Z2=i1* Z1=101取 Z3=20，所以 Z4=i2* Z3=83经计算得：(单位：mm)齿顶高 : ha1= ha2=2 ha3= ha4=3齿根高 ： hf1= hf2=2.4 hf3= hf4=3.6分度圆直径 ： d1=36
15、d2=202 d3=60 d4=249齿根圆直径 ：d f1=31.275 df2=201.157 df3=53 df4=247.313齿顶圆直径 ：d a1=39.938 da2=202.702 da3=65.833 da4=250.406高速级一对啮合齿轮：（如图）15沈阳理工大学课程设计专用纸低速级一对啮合齿轮：（如图）四 、其他件的选型和尺寸4.1 轴承的选择和尺寸 电机轴上的轴承代号：GB/T292-1994 7204C轴上的轴承代号：GB/T297-1994 30208GB/T297-1994 30211轴上的轴承代号：GB/T297-1994 30208连杆连接处的轴承代号：GB
16、/T292-1994 7204C4.2 键的选择和尺寸均选用普通圆头平键：轴 ： 12822轴 ： 12850轴与偏心轮连接处： 6625 偏心轮与连杆连接处： 551616沈阳理工大学课程设计专用纸五、结束语为期五个星期的课程设计终于结束了，在整个自主设计，计算，绘图至说明书书写过程中经历了相当漫长而困惑的时期。通过此次课程设计，正视了自己方方面面的不足，才知道纸上得来终觉浅的意思。还好在老师的指导下完成了此次课设，在此感谢老师在整个过程中的帮助。此次课程设计一改以往的其他课设形式，绝对不再是简简单单的绘制，计算出各个零件，画出产品。这次课设要求我们在给出相应的题目后，首先进行系统功能的总体
17、分析，进行方案的比较优化，最终选择最优方案。通过这次的课程设计，使我们每个人都再一次体验了课程设计的模式和流程。在这次课程设计中，我们根据老师所给的题目去构思，收集和整理设计中所需要的资料。在这些日子里，我们都认真的演算相关数据，在参考书上寻找资料，使我们尝试到了作为一名设计者的辛酸与喜悦。设计是一个系统性的工程，越做到最后，越发现自己知识的局限性，在今后的学习工作中，还得学习更多的知识。17沈阳理工大学课程设计专用纸参考文献1 孙桓，陈作模，葛文杰.机械原理.第七版.高等教育出版社，2008 年2 孙志礼，马星国，黄秋波.机械设计.科学出版社，2008 年3 王之煦，金水裳，范琮夏.新标准机械图图集.机械工业出版社，1991 年4 成大先.机械设计手册.第五版.化学工业出版社，2010 年5 李树军.机械原理.东北大学出版社，2002 年6 刘跃南.机械设计系统.机械工业出版社，1999 年7 段铁群.机械系统设计.科学出版社，2010 年8 巩云鹏，田万禄，张伟华.机械设计课程设计.科学出版社，2008 年9 张玉，刘平.几何公差与测量技术.东北大学出版社，2006 年10 黄靖远，高志，陈祝林.机械设计学.第三版.机械工业出版社，2006 年
