冲压式蜂窝煤成型机设计说明书——中北大学

槽轮外圆半径 R2 (a cos )2 r 2 57.4mm 槽轮槽深 h a( cos 1) r 运动系数 k
h 43.1mm
z2 1 （n=1，n 为圆销数） 2z 4
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 冲头和脱模盘机构 模筒转盘机构 扫屑刷机构 主动件转角分配 七、方案总图
* 齿顶高为： ha1 ha 2 ha m 1 5 5mm
* c* )m 6.25mm 齿根高为： h f 1 h f 2 (ha
* 齿全高为： h1 h2 (2ha c* )m 11.25mm * * 齿顶圆直径分别为： da1 (2ha z1 )m 85mm ， da 2 (2ha z2 )m 370mm
齿厚为： s
7.85mm 2 2 齿槽宽为： e s 7.85mm
m

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标准中心距为： a m( z1 z2 ) / 2 350mm ② z1 15 ， z2 72 则分度圆直径分别为： d1 mz1 75mm ， d2 mz2 360mm
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2 则槽轮每次转位时主动件的转角 2 180 (1 ) 90 z
槽间角 2
360 360 90 z 4
主动件圆销中心半径 R1 a sin 80 sin 45 56.6mm
R1 与 a 的比值
R1 sin 0.707 a
则分度圆直径分别为： d1 mz1 100mm ， d2 mz2 600mm
* 齿顶高为： ha1 ha 2 ha m 1 5 5mm
* c* )m 6.25mm 齿根高为： h f 1 h f 2 (ha
* 齿全高为: h1 h2 (2ha c* )m 11.25mm * * 齿顶圆直径分别为： da1 (2ha z1 )m 110mm ， da 2 (2ha z2 )m 610mm
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
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：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 偏置曲柄滑块机构 六杆冲压机构 构 扫屑刷机构 附加滑块摇杆机构 固定凸轮移动从动机构 模筒转盘间歇运动机 槽轮机构 不完全齿轮机构 凸轮式间歇运动机 构 构 执行机构运动形式 1：
齿厚为： s
7.85mm 2 2 齿槽宽为： e s 7.85mm
m

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标准中心距为： a m( z1 z2 ) / 2 217.5mm 2、曲柄滑块机构计算 已知：滑梁行程 s 300mm ，连杆系数
R 0.157 L
则曲柄半径 R 0.5s 150mm R 连杆长度为 L 955.41mm 3、槽轮机构计算 槽数 z 4 ，中心距 a 80mm ，圆销半径 r 5mm
0 180 180 360
工作行程 工作行程 扫屑运动
0 90
回程 停止 回程
90 270
工作行程 扫屑运动
270 360
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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。
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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.
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1.模筒转盘; 2.滑梁; 3.冲头; 4.扫屑刷; 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
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五、机构设计 1、齿轮传动计算
* ①取齿轮的压力角 20 ， z1 20 ， z2 120 ， m 5mm ， ha 1 ， c* 0.25
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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
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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。