1、目 录 一、 设计任务 1页 二、 功能 分析 1页 三、 机构 选型 1页 四、 运动 方案确定 3页 五、 机构 设计 4页 六、 拟定 运动循环图 5页 七、 方案 总图 5页 八、 心得体会 6页 九、 参考 文献 7页 - 1 - 一、 设计 任务 1.功能 冲压式蜂窝煤成型机是中国城镇蜂窝煤生产厂的主要生产设备，这种设备具有结构合理、成型性能好、经久耐用、维修方便等优点而被广泛采用。 冲压式蜂窝煤 成型机设计任务如下： （ 1）按工艺动作要求拟定运动循环图； （ 2）进行冲压脱模机构、扫屑刷机构、模筒转盘间歇运动机构的选型； （ 3）机械运动方案的评定和选择； （ 4）按选定的电动
2、机和执行机构运动参数拟定机械传动方案； （ 5）画出机械运动方案简图； （ 6）传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。 二 、功能分析 冲压式 蜂窝煤成型机的功能是将粉煤加入模筒的转盘内，经冲 头 冲压成 蜂窝煤 。 为了 实现将蜂窝煤压制成 型 ，冲压式蜂窝煤成型机必须完成以下六个动作： （ 1）粉煤加料：这一动作可利用 粉煤重力打开料斗自动加料。 （ 2）冲头 将蜂窝煤压制 成型：要求冲头上、下往复移动，在冲头行程的后 1/2 进行冲压成型。 （ 3）清除 冲头和出 煤 盘积屑的扫 屑运动：要求在冲头、脱模盘向上移动过程中用扫屑刷将粉煤扫除。 （ 4） 将在 模筒内冲压 后 的蜂窝煤 脱模：
3、要求脱模盘上、下往复移动，将已冲压成型的煤饼压下去而脱离模筒。一般可将它与冲头一起固结在上、下往复移动的滑梁上。 （ 5）模筒转模间歇运动：以完成冲压、脱模、加料三个工位的转换。 （ 6） 将 冲压成型的蜂窝煤 输 出 ：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。 三 、机构选型 1、 执行 机构的形态学矩阵图 根据冲头和脱模盘、模筒转盘、扫屑刷这三个执行机构和动作要求、结 构 特点，可绘制出 下表的执行机构形态学矩阵图： 表 1 执行 机构的形态学矩阵图 冲头和脱模机构 对心曲柄滑块机构 偏置曲柄滑块机构 六杆冲压机构 扫屑刷机构 附加滑块摇杆机构 固定凸轮移动从动机构 模筒转盘
4、间歇运动机构 槽轮机构 不完全齿轮机构 凸轮式间歇运动机构 执行 机构运动形式 1： - 2 - 图 1 冲压式蜂窝煤成型机执行机构运动形式 1 图 1 表示附加滑块摇杆机构，利用滑梁的上、下移动使摇杆 OB 上的扫屑刷 摆动扫除冲头和脱模盘底上的粉煤屑。 图 2 冲压式蜂窝煤成型机执行机构运动形式 2 图 3 表示固定移动凸轮利用滑梁上、下移动使带有扫屑刷的移动从动件顶出而扫除冲头和脱模盘底的粉煤屑。 2、 机械运动方案的选择和评定 根据表 2 的三个执行机构形态学矩阵，可以求出冲压式蜂窝煤成型机的机械运动方案数为 N 3 2 3 18 现在可以按给定条件、各机构的相容性和尽量使机构简单等要
5、求来选择方案。在此可选定两个结构比较简单的方案，如下所述。 方案一：冲压机构为对心曲柄滑块机构，模筒转盘机构为槽轮机构，扫屑机构为固定凸轮移动从 动件机构。 方案二：冲压机构为偏置曲柄滑块机构，模筒转盘机构为不完全齿轮机构，扫屑机构为附加滑块摇杆机构。 两个方案可用模糊综合评价方法来进行评估优选，也可以按设计需求直接比较方案- 3 - 的优劣。例如，由于没有急回要求，冲压机构可以选为对心曲柄滑块机构；模筒转盘机构可以选为槽轮机构，因为槽轮机构结构简单，外形尺寸小，机械效率高，并能够较平稳、间歇地进行转位；扫屑机构可选为固定凸轮移动从动件机构，设计加工简单方便。最后，选取方案一为冲压式蜂窝煤成型
6、机构的机械运动方案。 四 、运动方案的确定 1、电机 的选择 Y180L-8型 ，其功率 P=11kw,转速 n=720r/min 2、 运动方案 如图 1所示，冲头、脱模盘、扫屑刷、模筒转盘的相互位置关系。实际上冲头与脱模盘都与上、下移动的滑梁连成一体，当滑梁下冲时冲头将粉煤冲压成蜂窝煤，脱煤盘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脱模盘上粘着的粉煤。模筒转盘上均布了煤筒，转盘的间歇运动使加料后的模筒进入冲压位置，成型后的模筒进入脱模位置，空的模筒进入加料位置。 其中 ，蜂窝煤成型机的生产能力是： 25次 /min。 1.模筒转盘 ; 2.滑梁 ; 3.冲头 ; 4.扫屑刷
7、 ; 5.脱模盘 图 3 冲压式蜂窝煤成型机各部分位置示意 3、 运动形式转换图 - 4 - 五 、机构设计 1、 齿轮传动计算 取 齿轮的压力角 20 ， 1 20z ， 2 120z ， 5m mm ， * 1ah ， * 0.25c 则 分度 圆 直径分别为： 11100d mz mm ， 22600d mz mm 齿顶高 为： *12 1 5 5a a ah h h m m m 齿根高 为： *12 ( ) 6 .2 5f f ah h h c m m m 齿全高 为 : *12 ( 2 ) 1 1 .2 5ah h h c m m m 齿顶圆 直径分别为 ： *11( 2 ) 1 1
8、 0aad h z m m m ， *22( 2 ) 6 1 0aad h z m m m 齿厚 为： 5 7 .8 522ms m m 齿槽 宽为： 7.85e s mm 标准 中心距为： 12( ) / 2 3 5 0a m z z m m 1 15z ， 2 72z 则 分度 圆 直径分别为： 1175d mz mm ， 22360d mz mm 齿顶高 为： *12 1 5 5a a ah h h m m m 齿根高 为： *12 ( ) 6 .2 5f f ah h h c m m m 齿全高 为 ： *12 ( 2 ) 1 1 .2 5ah h h c m m m 齿顶圆 直径分别
9、为 ： *11( 2 ) 8 5aad h z m m m ， *22( 2 ) 3 7 0aad h z m m m 齿厚 为： 5 7 .8 522ms m m 齿槽 宽为： 7.85e s mm 标准 中心距为： 12( ) / 2 2 1 7 .5a m z z m m 2、曲柄滑块 机构计算 已知 ：滑梁行程 300s mm ， 连杆系数 0.157RL 则 曲柄半径 0.5 150R s mm 连杆 长度为 955.41RL mm 3、 槽轮机构计算 槽数 4z ，中心距 80a mm ，圆销 半径 5r mm - 5 - 则 槽轮每次转位时主动件的转角 22 1 8 0 (1 )
10、 9 0z 槽间角 3 6 0 3 6 02 9 04z 主动件 圆销中心半径 1 s i n 8 0 s i n 4 5 5 6 . 6R a m m 1R 与 a 的比值 1 s in 0 .7 0 7Ra 槽轮 外圆半径 222 ( c o s ) 5 7 . 4R a r m m 槽轮 槽深 ( c o s 1)h a r 43.1h mm 运动 系数 2124zk z（ n=1， n为圆销数 ） 六 、根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图 冲压式 蜂窝煤成型机运动循环图 主动件 转角分配 0 180 180 360 冲头 和脱模盘机构 工作 行程 回程 模筒 转盘机构 工作 行程
11、 停止 工作 行程 扫屑刷 机构 扫屑 运动 回程 扫屑 运动 主动件 转角分配 0 90 90 270 270 360 七 、方案总图 - 6 - 八 、心得体会 通过 这一星期的课程设计，我 感触 颇多。这次 课程 设计让我看到自己的不足之处 ， 使我收货颇多。 理论 联系实际在这里体现得 淋漓尽致， 坚实的 理论基础决定了我必须学习 新的 知识 ， 从课本出发扩展知识面。另外 ， 严谨和细心是做设计必要的态度 ， 失之毫厘 、差之 千里 ， 一个小的 疏忽 必然 会对整个设计产生大的影响。 团队 合作必不可少 ， 思维的 碰撞 可能会产生新的创意。 最后， 感谢老师的悉心指导 ， 使我顺利的完成了本次课程设计。 - 7 - 九 、参考文献 1李瑞琴 ，乔峰丽 .机械 原理课程设计（ 第二版 ） .北京 ：电子工业出版社， 2013.5. 2李瑞琴 .机械 原理（ 第二版 ） .北京 ：国防工业出版社， 2011. 3邹慧君 ，张春林，李杞仪 .机械 原理（ 第二版 ） .北京：高等 教育出版社， 2006.
