一、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書裘建新

1、設(shè)計(jì)題目：沖壓式蜂窩煤成型機(jī)1 機(jī)器的功能和設(shè)計(jì)要求沖壓式峰窩煤成型機(jī)是我國(guó)城鎮(zhèn)峰窩煤（通常又稱煤餅）生產(chǎn)廠的主 要生產(chǎn)設(shè)備，這種設(shè)備由于具有結(jié)構(gòu)合理、質(zhì)量可靠、成型性能好、經(jīng)久 而用、維修方便等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用。沖壓式峰窩煤成型機(jī)的功能是將粉煤加入轉(zhuǎn)盤的模簡(jiǎn)，經(jīng)沖頭沖壓成 峰窩煤。為了實(shí)現(xiàn)蜂窩煤沖壓成型，沖壓式蜂窩煤成型機(jī)必須完成五個(gè)動(dòng) 作：（1）粉煤加料；（2）沖頭將蜂窩煤壓制成型；（3）清除沖頭和出煤盤的積屑的掃屑運(yùn)動(dòng)；（4）將在模簡(jiǎn)的沖壓后的蜂窩煤脫模；（5）將沖壓成型的蜂窩煤輸送。圖11.1沖頭、脫模盤、掃屑刷、模筒轉(zhuǎn)盤位置示意圖 沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的設(shè)計(jì)要求和參數(shù)有：(1)蜂窩煤成

2、型機(jī)的生產(chǎn)能力：3.0次/min ;( 2)驅(qū)動(dòng)電機(jī)： Y180L-8N=11KW； n=730r/min;( 3 )機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案應(yīng)力求簡(jiǎn)單；( 4)圖 11.1 表示沖頭、脫模盤、掃屑刷、模筒轉(zhuǎn)盤的相互位置 情況。 實(shí)際上沖頭和脫模盤都與上下移動(dòng)的滑梁連成一體， 當(dāng)滑梁下 沖時(shí)將粉煤沖壓成蜂窩煤， 脫模盤將以壓成的蜂窩煤脫模。 在滑梁上 升過程中掃屑刷將沖頭和脫模盤刷除粘著粉煤， 模筒轉(zhuǎn)盤上均布了模 筒，轉(zhuǎn)盤的間歇機(jī)構(gòu)使加料的模筒進(jìn)入沖壓位置、 成型的模筒進(jìn)入脫 模位置、空模筒進(jìn)入加料位置。( 5)為了改善蜂窩煤沖壓成型的質(zhì)量，希望沖壓機(jī)構(gòu)在沖壓后 有一保壓時(shí)間。( 6)由于沖頭壓力較大，希

3、望沖壓機(jī)構(gòu)具有增力功能，以增大 有效作用，減小原動(dòng)機(jī)的功率。2 工作原理和工藝動(dòng)作分解 根據(jù)上述分析沖壓式蜂窩煤成型機(jī)要求完成的工藝動(dòng)作有以下六個(gè)動(dòng)作：( 1 )加料：這一動(dòng)作可利用粉煤重力自動(dòng)加料；( 2)沖壓成型：要求沖頭上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)；( 3)脫模：要求脫模盤上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可以將它與沖頭一起固 結(jié)在上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的滑梁上；( 4)掃屑：要求在沖頭、脫模盤向上移動(dòng)過程中完成；( 5)模筒轉(zhuǎn)盤間歇轉(zhuǎn)動(dòng)：以完成沖壓、脫模、加料的轉(zhuǎn)換；( 6)輸送：將成型脫模后的蜂窩煤落在輸送帶上送出成品。 上述六個(gè)動(dòng)作，加料和輸送比較簡(jiǎn)單可以不于考慮，沖壓和脫模可用 一個(gè)機(jī)構(gòu)來完成。因此，沖壓式蜂窩煤成型機(jī)重點(diǎn)考

4、慮三個(gè)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)： 沖壓和脫模機(jī)構(gòu)，掃屑機(jī)構(gòu)或模筒轉(zhuǎn)盤的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。3 根據(jù)工藝動(dòng)作順序和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 對(duì)于沖壓式蜂窩煤成型機(jī)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖主要是確定沖壓和脫模盤、掃屑 刷、模筒轉(zhuǎn)盤三個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的先后順序、 相位，以利于各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、裝配和調(diào)試。沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的沖壓機(jī)構(gòu)為主機(jī)構(gòu)，以它的主動(dòng)作的零位角為橫坐標(biāo)的起點(diǎn),圖11.2表示沖壓式蜂窩煤成型機(jī)三個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。沖頭和脫模盤具有工作行程和回程兩部分組成。模筒轉(zhuǎn)盤的工作行程在沖頭的回程后 半段和工作行程的前半段完成，使間歇轉(zhuǎn)動(dòng)在沖壓以前完成。掃清刷要求 在沖頭回程后半段至工作行程前半段完成掃屑動(dòng)作。4. 機(jī)構(gòu)選型根據(jù)沖頭和脫

5、模盤、模筒轉(zhuǎn)盤、掃屑刷這三個(gè)執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以選擇如表11.3的常用的機(jī)構(gòu)，這一表格又可稱為機(jī)構(gòu)的形態(tài) 矩陣。表 11.3沖頭和脫模盤機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)六桿沖壓機(jī)構(gòu)掃屑刷機(jī)構(gòu)附加滑塊搖桿機(jī)構(gòu)固定移動(dòng)凸輪移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu)模筒轉(zhuǎn)盤間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu)凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)11.4兩種機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)形式比較圖11.4a表示附加滑塊搖桿機(jī)構(gòu)，利用滑梁的上下移動(dòng)使搖桿0B上的掃屑刷擺動(dòng)掃除沖頭和脫模盤底上的粉煤屑。圖1.4b表示固定移動(dòng)凸輪利用滑梁上下移動(dòng)使帶有掃屑刷的移動(dòng)從從動(dòng)件頂出而掃除沖頭和脫模盤底 的粉煤屑。5. 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的選擇和評(píng)定根據(jù)表11.3所示的三個(gè)

6、執(zhí)行構(gòu)件的機(jī)構(gòu)形態(tài)矩陣，可以求出沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案數(shù)為：N= 3 X 2 X 3 = 18現(xiàn)在，可以按給定條件、各機(jī)構(gòu)的相容性和盡量使機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單等等來選擇方 案；也可按機(jī)構(gòu)造型原則評(píng)價(jià)方法進(jìn)行評(píng)估選優(yōu)。我們選定的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn) 單的方案為：沖壓機(jī)構(gòu)為對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、模筒轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)為槽輪機(jī)構(gòu)、 掃屑機(jī)構(gòu)為固定凸輪移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu)。6. 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的速比和變速機(jī)構(gòu)根據(jù)選定的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的生產(chǎn)能力。它的 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的總速比為：第一級(jí)采用皮帶減速，其速比為4. 866;第二級(jí)采用圓柱直齒輪傳動(dòng)其傳動(dòng)比為5。7. 畫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖按已選定的三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的型式所組成的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案，畫出它的機(jī) 械運(yùn)動(dòng)示意圖。圖11.5三個(gè)機(jī)構(gòu)組成的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案示意圖如圖11.5所示，其中包括了機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、三執(zhí)行機(jī)構(gòu)的組成。如果再加上加料機(jī)構(gòu)和輸送機(jī)構(gòu)，那就成了完整的一臺(tái)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案圖。8對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺度計(jì)算對(duì)皮帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（沖壓機(jī)構(gòu)） 、槽輪機(jī)構(gòu)（模筒 轉(zhuǎn)盤間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)）掃屑凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算。9