精選文檔蜂窩煤沖壓式成型機(jī)設(shè)計說明書

1、機(jī)械工程及自動化系設(shè)計題目 沖壓式蜂窩煤成型機(jī)設(shè)計者 指導(dǎo)教師 2003年12月29日目錄一、設(shè)計任務(wù)3 二、機(jī)構(gòu)分解7 三、機(jī)構(gòu)選型和方案比較9 四、機(jī)械系統(tǒng)的運動循環(huán)圖19 五、傳動方案設(shè)計20 六、機(jī)構(gòu)尺寸計算25七、個人體會33 八、參考文獻(xiàn)37 一 設(shè)計任務(wù)1.沖壓式蜂窩煤成型機(jī)簡介沖壓式蜂窩煤成型機(jī)是我國城鎮(zhèn)蜂窩煤生產(chǎn)廠的主要生產(chǎn)設(shè)備。這種設(shè)備具有結(jié)構(gòu)合理，質(zhì)量可靠，成型性能好，經(jīng)久耐用，維修方便等優(yōu)點。目前國內(nèi)生產(chǎn)的蜂窩煤成型機(jī)結(jié)構(gòu)基本一致，原理基本相同（見圖11）。圖11 蜂窩煤成型機(jī)蜂窩煤機(jī)主要技術(shù)參數(shù)：成型高度，沖壓次數(shù)，料斗數(shù)，整機(jī)重量，電機(jī)功率，成型煤規(guī)格。目前國內(nèi)的蜂

2、窩煤機(jī)生產(chǎn)廠也是按照上述參數(shù)來生產(chǎn)不同型號的蜂窩煤成型機(jī)的（見表11）。煤機(jī)型號fmj102fmj-120xfm125xfm83fm220成型高度（毫米）70-8070-8070-10070-9075-90 沖壓次數(shù)（次/分）4548484835料斗數(shù)（個）11111電機(jī)功率（千瓦）4.57.57.57.511整機(jī)重量（公斤）11001400160018003800成型煤規(guī)格（毫米）100×75120×75100×75150×90220×90120×75100×75125×75140×90200×

3、;90表11 國內(nèi)某生產(chǎn)廠的蜂窩煤成型機(jī)參數(shù)2.沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的功能和設(shè)計要求i 機(jī)構(gòu)功能沖壓式蜂窩煤成型機(jī)是我國城鎮(zhèn)蜂窩煤生產(chǎn)廠的主要生產(chǎn)設(shè)備。它將煤粉加入轉(zhuǎn)盤上的模筒中，經(jīng)沖頭沖壓成蜂窩煤。為了實現(xiàn)蜂窩煤的沖壓成型，沖壓式蜂窩煤成型機(jī)必須完成五個動作：1.粉煤加料2.沖頭將蜂窩煤壓制成型3.清除沖頭和出煤盤積屑的掃屑運動4.將在模筒內(nèi)的沖壓后的蜂窩煤脫模5.將沖壓成型的蜂窩煤輸送裝箱ii 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求1.蜂窩煤成型機(jī)的生產(chǎn)能力：30次/min。2.驅(qū)動電機(jī)：y180l-8、功率n=11kw、轉(zhuǎn)速n=710r/min。3.沖壓成型時的生產(chǎn)阻力達(dá)到105n。4.為了改善蜂窩煤沖壓成型

4、的質(zhì)量，希望在沖壓后有一短暫的保壓時間。5.由于沖頭要產(chǎn)生較大壓力，希望沖壓機(jī)構(gòu)具有增力功能，以增大有效力作用，減小原動機(jī)功率。iii 設(shè)計任務(wù)1.按工藝動作要求擬定運動循環(huán)圖。2.進(jìn)行沖壓脫模機(jī)構(gòu)、掃屑刷機(jī)構(gòu)、模筒轉(zhuǎn)盤間歇運動機(jī)構(gòu)的選型。3.機(jī)械運動方案的評定和選擇。4.進(jìn)行飛輪設(shè)計。5.按選定的電動機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)運動參數(shù)擬定機(jī)械傳動方案。6.畫出機(jī)械運動方案簡圖。7.對傳動機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運動尺寸計算。3.設(shè)計時間計劃本設(shè)計完成時間為本學(xué)期第十一周到第十八周（見表12）。十一周十二周十三周十四周十五周十六周十七周十八周查閱資料，了解機(jī)構(gòu)原理，按設(shè)計要求構(gòu)思新機(jī)構(gòu)按照設(shè)計要求的工藝動作，設(shè)計

5、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，然后進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型，最終確定運動方案繪制機(jī)構(gòu)運動循環(huán)圖，進(jìn)行機(jī)構(gòu)參數(shù)計算，同時繪制機(jī)構(gòu)的3d模型圖，制作動畫完成設(shè)計說明書進(jìn)行答辯表12設(shè)計時間計劃4.機(jī)構(gòu)設(shè)計參數(shù) 根據(jù)設(shè)計要求，我們對所設(shè)計機(jī)構(gòu)的一些基本參數(shù)選取如下：沖壓次數(shù)：30次/分料斗數(shù)：1個電機(jī)功率：11kw成型煤規(guī)格：煤餅直徑 20mm煤餅高度 75mm孔徑 16mm孔數(shù) 12孔 二 機(jī)構(gòu)分解用凸輪機(jī)構(gòu)控制下料口的開關(guān)對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)槽輪間歇運動機(jī)構(gòu)總功能沖壓蜂窩煤成型子功能1煤粉加料子功能2沖壓成型子功能5轉(zhuǎn)模間歇運動子功能3脫模子功能4掃屑利用重力煤粉自然下落沖頭上下往復(fù)運動，沖頭的后2/3行程沖壓脫模盤上下往復(fù)運動，

6、壓出成型的煤餅沖頭向上移動中掃屑刷將煤粉掃除以完成沖壓、脫模、加料三個工位的轉(zhuǎn)換固定移動凸輪移動從動件機(jī)構(gòu)對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)從動件往復(fù)運 動滑塊往復(fù)運 動從動件往復(fù)運動滑塊往復(fù)運 動槽輪間歇運 動蜂窩煤沖壓成型機(jī)的功能、工藝及執(zhí)行機(jī)構(gòu)框圖(圖21) 圖21蜂窩煤沖壓成型機(jī)的功能、工藝及執(zhí)行機(jī)構(gòu)框圖由上圖可知，沖壓式蜂窩煤成型機(jī)完成以下六個工藝動作：（1） 加料：利用粉煤重力打開料斗自動加料，加料過程需要設(shè)計料斗的開關(guān)控制機(jī)構(gòu)，以控制加料的量；（2） 沖壓成型：沖頭上下往復(fù)運動，在沖頭行程的后三分之一進(jìn)行沖壓成型；（3） 脫模：脫模盤上下往復(fù)運動，將以沖壓成型的蜂窩煤壓下去而脫離模筒；（4） 掃屑

7、：在沖頭、脫模盤向上移動的過程中用掃屑刷將煤粉掃除； （5） 模筒轉(zhuǎn)模間歇轉(zhuǎn)動：完成沖壓、脫模、加料三個工位的轉(zhuǎn)換；（6） 輸送：將成型的蜂窩煤脫模后落在傳送帶上送出成品。三 機(jī)構(gòu)選型和方案比較根據(jù)蜂窩煤沖壓機(jī)的幾個基本動作：轉(zhuǎn)盤間歇機(jī)構(gòu)，沖壓成形，掃屑，分別有轉(zhuǎn)盤間歇機(jī)構(gòu)，沖壓機(jī)構(gòu)和掃屑機(jī)構(gòu)。這三種機(jī)構(gòu)有多種機(jī)構(gòu)形式可供選用。其形態(tài)學(xué)矩陣如下：三執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形態(tài)學(xué)矩陣沖壓機(jī)構(gòu)對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)六桿沖壓機(jī)構(gòu)掃屑機(jī)構(gòu)附加滑塊搖桿機(jī)構(gòu)固定凸輪從動件機(jī)構(gòu)模筒轉(zhuǎn)盤間歇運動機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu)凸輪式間歇機(jī)構(gòu)由形態(tài)學(xué)矩陣可，可以求出沖壓機(jī)的機(jī)械運動方案數(shù)為n=3*2*3=18。1 模筒轉(zhuǎn)

8、盤間歇運動機(jī)構(gòu)（1）槽輪機(jī)構(gòu)：槽輪機(jī)構(gòu)（如圖31）能將主動構(gòu)件的等速連續(xù)運動，轉(zhuǎn)換為從動件的間歇運動。槽輪機(jī)構(gòu)常用于步進(jìn)，轉(zhuǎn)位，分度轉(zhuǎn)動中，是一種較普遍的機(jī)構(gòu)。圖31 槽輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)主要由曲柄、圓銷、具有徑向槽的槽輪以及機(jī)架等組成。槽輪機(jī)構(gòu)工作時，曲柄為主動件，以轉(zhuǎn)速做連續(xù)回轉(zhuǎn)，從動件槽輪在圓銷的帶動下，可作時而轉(zhuǎn)動，時而停止的間歇轉(zhuǎn)動。當(dāng)曲柄上圓銷還沒進(jìn)入輪槽的徑向槽內(nèi)時，槽輪的內(nèi)凹圓弧面被曲柄的外凸圓弧卡住，槽輪是不轉(zhuǎn)動的；圓銷進(jìn)入槽輪的徑向槽內(nèi)時，槽輪被帶動按照與曲柄相反的方向轉(zhuǎn)動。槽輪機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)簡單、工作可靠，在設(shè)計合理的前提下，撥銷進(jìn)入和退出嚙合時，槽輪的運動較為平穩(wěn)。槽輪每次轉(zhuǎn)過

9、的角度和槽輪的槽數(shù)z關(guān)系為：=2/z。因此槽輪多用于不要求經(jīng)常調(diào)整轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)位運動中，運動中槽輪機(jī)構(gòu)有較大的動載荷，當(dāng)槽數(shù)越少時動載荷越大，同時槽輪運動時，機(jī)構(gòu)存在沖擊與振動，在槽數(shù)較少的時候更為突出，故槽輪機(jī)構(gòu)一般不用于高速運動。此外由于制造工藝、機(jī)構(gòu)尺寸等條件的限制，槽輪的槽數(shù)不宜過多，使得槽輪兩次停歇之間的轉(zhuǎn)角過大。（2）不完全齒輪機(jī)構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu)（如圖32）是由齒輪演變過來的，又稱為間歇齒輪機(jī)構(gòu)或欠齒輪機(jī)構(gòu)。它也能將主動輪的等速連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為從動輪的間歇運動。圖32 不完全齒輪機(jī)構(gòu)與其他間歇運動機(jī)構(gòu)相比，其結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。另外主動輪轉(zhuǎn)動一周，從動輪停歇的次數(shù)和每次停歇的時間，以及每

10、次轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)角等，其允許選擇的幅度比槽輪機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)范圍大，因而設(shè)計靈活。但不完全齒輪機(jī)構(gòu)在傳動過程中，在從動輪開始和終止運動時角速度有突變，沖擊角大，故一般是用于低速輕載的工作條件。如果用于高速則需安裝瞬心線附加桿以改善其動力特性。不完全齒輪多用于多工位自動機(jī)和半自動機(jī)工作臺的間歇轉(zhuǎn)位、計數(shù)機(jī)構(gòu)及某些間歇進(jìn)給機(jī)構(gòu)中。（3）凸輪式間歇機(jī)構(gòu) 當(dāng)圓柱形凸輪做等速回轉(zhuǎn)運動時，從動盤作單向間歇回轉(zhuǎn)。這種機(jī)構(gòu)稱為凸輪式間歇運動機(jī)構(gòu)。凸輪式間歇運動機(jī)構(gòu)的特點是：運轉(zhuǎn)可靠，傳動平穩(wěn)，從動件的運動規(guī)律決定于凸輪輪廓形狀。轉(zhuǎn)盤可以實現(xiàn)任何運動規(guī)律，可適應(yīng)高速運轉(zhuǎn)的要求；并且可以獲得好的動力性能，在轉(zhuǎn)盤停歇時，一

11、般依靠凸輪棱邊進(jìn)行定位，不需要附加定位裝置，因此對凸輪加工精度要求較高。 比較結(jié)論三者比較，我們所作的沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的運轉(zhuǎn)速度較慢，由設(shè)計要求的生產(chǎn)能力：30次/min、六工位轉(zhuǎn)盤可知，其轉(zhuǎn)速很低，大約只有5轉(zhuǎn)/min，所以對比凸輪式間歇機(jī)構(gòu)就顯得有點大材小用了，同時凸輪式間歇機(jī)構(gòu)要求凸輪的加工精度很高，在一定程度上也提高了成本，所以將其排除。槽輪機(jī)構(gòu)與不完全齒輪相比，兩者的機(jī)構(gòu)都比較簡單，而且工作可靠。雖然不完全齒輪的從動輪停歇的次數(shù)和每次停歇的時間，以及每次轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)角等的選擇范圍相對槽輪來說比較大，但是其在從動輪開始和終止運動時角速度有突變，沖擊角大；而槽輪在設(shè)計合理的前提下，撥銷進(jìn)入

12、和退出嚙合時，運動較為平穩(wěn)。綜上所述，我們決定選用槽輪機(jī)構(gòu)作為間歇機(jī)構(gòu)。2 掃屑機(jī)構(gòu)為了完成在沖頭、脫模盤向上運動過程中，掃屑刷進(jìn)行沖頭和脫模盤的煤粉清除，可以利用以下兩種機(jī)構(gòu)。（）附加滑塊搖桿機(jī)構(gòu)附加滑塊搖桿機(jī)構(gòu)是利用在橫梁的上下移動使搖桿上的掃屑刷擺動掃除沖頭和脫模盤上的粉煤屑。（）固定移動凸輪移動從動件機(jī)構(gòu)圖33 固定移動凸輪移動從動件機(jī)構(gòu)固定移動凸輪移動從動件機(jī)構(gòu)（如圖33）是利用橫梁的上下運動，固定移動凸輪使帶有掃屑刷的移動從動件頂出而掃除沖頭和脫模盤底的粉煤屑。比較結(jié)論比較兩者，從機(jī)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)的安排考慮，我們決定選用固定移動凸輪移動從動件機(jī)構(gòu)。3. 沖壓機(jī)構(gòu)沖壓機(jī)構(gòu)有對心曲柄滑塊機(jī)

13、構(gòu)，偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和平面六桿機(jī)構(gòu)。對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（如圖34）都屬于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是由平面四桿機(jī)構(gòu)演變而來。把構(gòu)件3改為在弧形槽內(nèi)運動，再把弧形槽的半徑增至無窮大，弧形槽變直槽，轉(zhuǎn)動副變移動副，這樣鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)就成為了曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。平面四桿機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)多種運動軌跡曲線和運動規(guī)律，并且低副不易磨損又易于加工，能由本身幾何形狀保持接觸。 偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 圖34 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)與偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)相比，偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)具有急回特性。急回特性即滑塊在從一個極限位置到另一極限位置的運動中，來回所花的時間不同，使來回運動時的速度也不同。急回特性

14、常用來縮短空回行程的時間，以提高生產(chǎn)效率。當(dāng)曲柄長度或偏距增大時，急回特性顯著；當(dāng)連桿長度減小時，急回特性減緩。 平面六桿機(jī)構(gòu)（如圖35）的不足之處，機(jī)構(gòu)中用作變速運動的構(gòu)件的慣性力及慣性力矩難以完全平衡；該機(jī)構(gòu)較難準(zhǔn)確實現(xiàn)任意的運動規(guī)律，設(shè)計方法復(fù)雜。圖35 平面六桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)在運動的時候會出現(xiàn)死點現(xiàn)象，即當(dāng)傳動角等于零時，不管機(jī)構(gòu)主動件上的驅(qū)動力或驅(qū)動力矩有多大，都不能使機(jī)構(gòu)運動，這個位置稱為死點位置。死點位置常使機(jī)構(gòu)從動件無法運動或出現(xiàn)運動不確定現(xiàn)象。為了使機(jī)構(gòu)能順利地通過死點，通常在曲柄上安裝飛輪借飛輪的慣性闖過死點。根據(jù)上述分析和比較，我們選用對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)(圖36)。4.送

15、料機(jī)構(gòu)利用粉煤重力打開料斗自動加料，加料過程需要設(shè)計料斗的開關(guān)控制機(jī)構(gòu)，以控制加料的量。圖36 對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)根據(jù)設(shè)計要求，當(dāng)下面的間歇機(jī)構(gòu)槽輪運轉(zhuǎn)的時候，需要停止加料，而在沖壓過程時，需打開開關(guān)進(jìn)行送料。經(jīng)過考慮，我們決定選用凸輪機(jī)構(gòu)來完成這一動作。但凸輪運動到它的遠(yuǎn)休止角的時候，隔板擋住送料口，停止下料；遠(yuǎn)休止角結(jié)束時，沖壓過程開始，下料口也同時開始下料。凸輪由多種機(jī)構(gòu)，由于我們的凸輪機(jī)構(gòu)需要水平放置，當(dāng)桿件運動到最遠(yuǎn)端時，無法利用重力讓其自己下落回來，所以我們決定選用盤形槽凸輪機(jī)構(gòu)。如圖所示，圖37 凸輪機(jī)構(gòu) 桿件通過一個銷子，嵌在凸輪得槽里面，這樣桿件就可以隨凸輪自如運動了。5.輸送

16、機(jī)構(gòu)利用脫模盤在沖壓時，把蜂窩煤沖模筒中壓出，并通過斜槽滑到傳送帶上。為了達(dá)到上述要求，我們的模筒轉(zhuǎn)盤設(shè)計為兩層。上層為六工位模筒轉(zhuǎn)盤，下層為與上層同大小的托盤，并不隨間歇機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動。并且在脫模工位上有一個與模筒大小一樣的圓孔，便于蜂窩煤從此落到斜槽上。6.其他機(jī)構(gòu)對應(yīng)于下面的六工位模筒轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)，我們決定把半上面的沖壓構(gòu)件也設(shè)計成圓盤狀。圓盤的兩邊對稱設(shè)計，共有兩個沖頭、兩個脫模盤、兩個下料管，這樣可以同時沖壓兩只煤球，充分利用了下面轉(zhuǎn)盤的六個工位，提高了工作效率。圖38 六工位工作轉(zhuǎn)盤通過上面分析，我們根據(jù)各部分所選機(jī)構(gòu)及工藝過程的分析，設(shè)計出沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的機(jī)械示意圖（如圖39）。 圖3

17、9機(jī)械示意圖四 機(jī)械系統(tǒng)的運動循環(huán)圖沖壓式蜂窩煤成型機(jī)運動循環(huán)圖主要是確定沖壓和脫模盤、掃屑刷、模筒轉(zhuǎn)盤，以及送料凸輪分隔機(jī)構(gòu)四個執(zhí)行機(jī)構(gòu)件的先后順序、相位，以利于對各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計、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)，以它的主動件的零位角位橫坐標(biāo)的起點，縱坐標(biāo)表示個執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位移起始位置。如圖51所示，沖頭和脫模盤都由工作行程和回程兩部分組成。模筒轉(zhuǎn)盤的工作行程，在沖頭工作行程的前部和回程的后部，使間歇轉(zhuǎn)動在沖壓以前得以完成。掃屑要求在沖頭回程后半段至工作行程前半段完成。送料凸輪則要求在轉(zhuǎn)盤間歇機(jī)構(gòu)運轉(zhuǎn)時停止運動，轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)停止運動時開始運動。圖51 蜂窩煤成型機(jī)的運動循環(huán)圖五

18、傳動方案設(shè)計及計算1.傳動機(jī)構(gòu)的選用與比較帶傳動是利用張緊帶輪上的傳動帶，借助帶和輪的摩擦(或嚙合)來傳遞運動和動力的。帶傳動由于具有傳動平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，不需潤滑油和緩沖吸震等優(yōu)點，在機(jī)械中被廣泛應(yīng)用。帶傳動可分為摩擦傳動和嚙合傳動兩大類，摩擦傳動型是利用傳動帶和帶輪之間的摩擦力來傳遞運動和動力。他結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)，過載可打滑。摩擦型代傳懂得傳動帶根據(jù)界面的形狀分為截面為梯型的v帶，截面為矩形的平帶和特殊截面的帶。平行帶常用于物流傳輸，v帶適用于開口傳動，帶輪直徑較小，或轉(zhuǎn)速較高的場合,常用于電機(jī)的第一級減速。圓型帶，結(jié)構(gòu)簡單，可用于交叉或半交叉?zhèn)鲃?，適用于中心距較短，穿動比不大，

19、中低速的小功率傳動場合，如用于縫紉機(jī)傳動。 綜上所述,我們設(shè)計小組選用v形帶傳動機(jī)構(gòu)。由于機(jī)構(gòu)所須的轉(zhuǎn)速較小，按要求只有30轉(zhuǎn)/min，所以傳動比較大，如果只用一級帶傳動來減速的話，所須轉(zhuǎn)輪半徑太大，所以采用兩級傳動。第一級為帶傳動，第二級為齒輪傳動。向槽輪機(jī)構(gòu)傳動時，齒輪的轉(zhuǎn)動方向發(fā)生變化，需要用一對圓錐齒輪來改變方向。具體傳動結(jié)構(gòu)如圖61所示。圖61 傳動機(jī)構(gòu) 2.帶傳動計算i 電動機(jī)已知驅(qū)動電機(jī)為：y180l-8，功率n=11 kw，轉(zhuǎn)速n=710 r/min。機(jī)械傳動系統(tǒng)的速比：i(總)=n(電機(jī))/n(執(zhí)行主軸)=710/30=23.666 機(jī)械傳動系統(tǒng)的第一級采用帶傳動，其速度比為

20、4.7333；第二級采用直齒圓柱齒輪傳動，其傳動比為5。ii 功率pcpc=ka*p （1）式中：ka為工礦系數(shù)，由表61可查得，p為傳動的名義功率。載荷性質(zhì)工作機(jī)動 力 機(jī)軟 起 動負(fù) 載 起 動每天工作小時數(shù)（h）<101016>16<101016>16載荷平穩(wěn)液體攪拌機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、通風(fēng)機(jī)、離心式水泵、輕型運輸機(jī)1.01.11.21.11.21.3載荷變動較小帶式運輸機(jī)、通風(fēng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)式水泵、機(jī)床、壓力機(jī)、印刷機(jī)1.11.21.31.21.31.4載荷變動較大螺旋式輸送機(jī)、斗式提升機(jī)、往覆式水泵、和壓縮機(jī)、錘煉粉睡機(jī)、鋸木機(jī)、和紡織機(jī)1.21.31.41.41.

21、51.6載荷變動很大破碎機(jī)、球磨機(jī)、起重機(jī)、挖掘機(jī)、橡膠輥壓機(jī)1.31.41.51.51.61.8由于我們小組所作的是蜂窩煤成型機(jī)，每天工作時間長，載荷變動大，所以工礦系數(shù)選pa=1.4。 所以 pc=1.4*11=15.4 kw表61 工礦系數(shù)iii 選擇帶的型號由功率pc及主動輪轉(zhuǎn)速n選擇v帶型號為c型v帶。iv 定帶輪節(jié)圓直徑d1和d2取d1=200 mm，則d2=4.7333* d1=946.7mmv 確定中心距a0.7（d1+ d2）<a<2（d1+ d2） 即 802.69<a<2293.4 由表62，選取a=860 mm傳動比123456a/d d21.5

22、1.210.950.90.85表62 初定中心距a的薦用值vi 確定標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)長度 l0=2*a+pi/2*(d d2+d d1)+(d d2-d d1) /4a帶入算得：l0=3682.6 mm，取l =3680 mm 查表可的：帶長修正系數(shù)kl =0.98vii 小帶輪包角=180-(d d2-d d1)/a*57.3=130查表可得：包角修正系數(shù) ka =0.86viii 確定v帶根數(shù)z z> pc/p p=（p0+p0）*ka*kl查表可知：p0=3.8，p0=0.48，ka =0.86，kl =0.98帶入算得 p =3.61 z>15.4/3.61=4.26 取z=5式中

23、：p0額定功率，p0額定功率增量，ka包角修正系數(shù)，kl帶長修正系數(shù)。3.齒輪傳動計算由上面得知第二級采用直齒圓柱齒輪傳動，其傳動比為5。取z1=22，則z2=5*22=110。按鋼質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪進(jìn)行計算，模數(shù)取m=5。則 d1=z1m=22*5=110 mm d2=z2m=110*5=550 mm 其他基本尺寸計算 (h=1 , c=0.25)d1 基圓直徑 mzcos=103.4 mm 齒頂高 hm=5 mm 齒根高 m(h+c)=6.25 mm 齒高 m(h+2c)=7.5 mm 齒距 pi*m=15.7 mm 齒槽寬 (pi*m)/2=7.85 mm 法節(jié)和基節(jié) (pi*m)*cos=14

24、.75mm d2 基圓直徑 mzcos=516.8 mm 齒頂高 hm=5 mm 齒根高 m(h+c)=6.25 mm 齒高 m(h+2c)=7.5 mm 齒距 pi*m=15.7 mm 齒槽寬 (pi*m)/2=7.85 mm 法節(jié)和基節(jié) (pi*m)cos=14.75mm 六 機(jī)構(gòu)尺寸計算1.槽輪的計算 槽數(shù)z 由設(shè)計要求可知，六工位式轉(zhuǎn)盤，所以選擇z=6，銷數(shù)選1。槽輪的運動時間t2與撥盤的運動時間t1之比，稱為運動系數(shù)，用表示。它用來衡量槽輪的運動時間在一個間歇周期中所占的比例。由于為了避免或減輕槽輪在開始轉(zhuǎn)動和停止轉(zhuǎn)動時的碰撞或沖擊，圓銷在進(jìn)入和脫離徑向槽的瞬時，其中心線速度方向均需

25、沿槽的中心線方向，使槽輪在起動和停止是的瞬時角速度為零。即 t1 =2pi， t2 =pi-（2pi/z）因此 = t2 /t1 = pi-（2pi/z）/ 2pi=（z-2）/2z帶入 z=6得 =1/3由于設(shè)計要求蜂窩煤成型機(jī)的生產(chǎn)能力：30次/min，所以主動件撥盤的運動時間t1為60s/30次=2s，進(jìn)而得知槽輪在一個運動循環(huán)中的運動時間t2= t1*=2*1/3=0.667s,停歇時間為2s-0.667s=1.333s中心距a 由機(jī)構(gòu)情況確定 取a=300 mm 圓銷半徑r 由結(jié)構(gòu)情況確定 取r=30 mm 槽輪每次轉(zhuǎn)位時主動件的轉(zhuǎn)角2 2=180*(1-2/z)=120 槽間角 2

26、 2=360/z=60 由以上一些求得和設(shè)定的數(shù)值可以得：主動件撥盤圓銷的中心半徑r1 r1=a*sin=300*sin30=150 mmr1與a的比值= r1/ a=sin=sin30=0.5槽輪的外圓半徑r2 r2²=（a*cos）²+r²²所以 r2=262 mm槽輪的槽深h h>a(+ cos-1)+r 所以 h>139.8 mm 取 h=140 mm2.圓錐齒輪圓錐齒輪的選擇按軸線位置圓錐齒輪分為正交傳動、斜交傳動、軸線偏置傳動等，由設(shè)計要求我們選用正交傳動齒輪機(jī)構(gòu)。圖71 正交直齒錐齒輪r1r2按齒長形狀分為直齒圓錐齒輪和斜齒圓錐

27、齒輪兩種。這兩種齒輪齒形都比較簡單，制作容易。直齒圓錐齒輪工作時振動和噪聲較大，軸向力較小，承載能力也不高，多用于低速、輕載而穩(wěn)定的轉(zhuǎn)動；斜齒圓錐齒輪的承載能力雖然較大，噪音也較小，但軸向力較大。根據(jù)我們的設(shè)計產(chǎn)品，對振動和噪聲的要求都不高，由于直齒輪多用于低速、輕載而穩(wěn)定的傳動，比較適合我們，所以我們決定選用正交直齒圓錐齒輪。直齒圓錐齒輪的計算兩齒輪角速度分別為1和2，齒數(shù)分別為z1和z2，其角速度之比為i=1/2=z1/z2根據(jù)設(shè)計要求，i=1，則z1=z2。當(dāng)兩齒輪正確嚙合時，滿足m1=m2,1=2,1+2=90°因為 i=1/2=r2/r1=sin2/sin1 而 1+2=9

28、0°聯(lián)立解得： tan1=sin90°/(i+cos90°)=1 tan2= i*sin90°/(1+i*cos90°)=1所以 1=2=45°取 m1=m2=4，z1=z2=25所以 d1=d2=m*z1=4*25=100錐距 r= d1/2*sin1=70.7 mm齒寬 b=0.25r=17.8 mm齒根高 hf=(h'+c)m=4.8mm齒頂高 ha=h'm=4 mm平均模數(shù) mm=(1-0.5*)m=3.5 (為齒寬系數(shù)，一般為0.250.3)齒根角 f =arctan (hf/r)=3.9° 齒頂角

29、 a=arctan (ha/r)=3.2°根錐角 f =+f =41.1°º 頂錐角 a=+a=48.2°º大端齒頂圓直徑 da=d1+2 ha cos1=105.7 mm 大端齒根圓直徑 df=d1-2 ha cos1=93.2 mm(標(biāo)準(zhǔn)圓錐齒輪取 h'=1, c=0.2)飛輪的設(shè)計及計算在周期性變速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的過程中，一個運轉(zhuǎn)周期內(nèi)，等效驅(qū)動力矩做功是等于等效阻抗力矩做功。但在運轉(zhuǎn)周期內(nèi)的任一時刻，等效驅(qū)動力矩做的功不等于等效阻抗力矩做的功，從而使得機(jī)械的運動速度發(fā)生波動。過大的波動速度會影響機(jī)械的工作性能。這種速度波動可以通過在機(jī)

30、械中安裝就有較大轉(zhuǎn)動慣量的飛輪來進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)速度升高時，飛輪的慣性阻止其速度增加，飛輪儲存能量，限制了轉(zhuǎn)速的提高；當(dāng)速度降低時，飛輪的慣性阻止其速度減少，飛輪釋放能量，限制了轉(zhuǎn)速的降低，從而實現(xiàn)了速度波動調(diào)節(jié)的目的。飛輪的轉(zhuǎn)動慣量： j=(emax-emin)/²由設(shè)計要求可知，等效最大阻力為50000n，阻力存在時可近似認(rèn)為是線性變化，假定驅(qū)動力為常值，則驅(qū)動力p=0.5*50000*(0.5pi)/2pi=6250 n假定沖頭接觸煤粉的時間占整個運動周期的1/4，并把沖壓力的變化近似理解為線性變化?？傻们€如下：50000n6250nr2rfs圖72 蜂窩煤成型機(jī)沖壓力變化曲線所

31、以 emax-emin =0.5*（50000-6250）*（7/8）*（pi/2）*0.15=4509.9 n從減小飛輪的尺寸考慮，將飛輪安裝在高速軸上，則 =（150*2pi/60）=15.7 rad/s同時取 =0.15 帶入計算得j=(emax-emin)/²=4509.9/(0.15*15.7²)=121.98 kg*m²飛輪的形狀為圓盤形，求飛輪的尺寸。飛輪距為md²=8j取 d=1000 mm 則 m=8j/d²=8*121.98/1²=975.84 kg選用鋼作為制作飛輪的材料，其密度=7800 kg/m,則寬度d 為b=4m/(pi*d²*)=4*975.84/(pi*1²*7800)=159.3 mm所以飛輪為一個直徑為1000 mm，厚為159.3 mm的圓盤。加了飛輪之后，由于飛輪能儲存能量，可使所需的電機(jī)功率減小，其電機(jī)功率為：p=6250*2pi*0.15*30/60=2945.24 w=2.945 kw現(xiàn)在選用的電機(jī)功率為11 kw,遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足要求，這是為了滿足短時沖壓