蜂窩煤成型機(jī)的設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、天津理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)目錄一設(shè)計(jì)目的和設(shè)計(jì)題目1.1 設(shè)計(jì)目的 21.2 設(shè)計(jì)題目：蜂窩煤成型機(jī) 21. 2. 1蜂窩煤成型機(jī)功能 21.2.2 工作原理 31.2.3 原始數(shù)據(jù) 31.2.4 設(shè)計(jì)任務(wù) 4二執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)2.1 功能分解與工藝動(dòng)作分解 42.1.1 功能分解 42.1.2 工藝動(dòng)作過程分解 52.2 方案選擇與分析 52.3 機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 142.4 執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 152.5 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 16三傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)3.1 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 173.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 183.3傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和各級(jí)傳動(dòng)比分配 203.4傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)

2、設(shè)計(jì)計(jì)算 20四設(shè)計(jì)小結(jié)22五參考文獻(xiàn) 24一設(shè)計(jì)目的和設(shè)計(jì)題目1.1設(shè)計(jì)目的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是我們第一次較全面的機(jī)械設(shè)計(jì)的初步訓(xùn)練，是一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)的目的在于，進(jìn)一步鞏固并靈活運(yùn)用所學(xué)相關(guān)知識(shí)； 培養(yǎng)應(yīng)用所學(xué)過的知識(shí)，獨(dú)立解決工程實(shí)際問題的能力，使對(duì)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)（機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)）有一個(gè)完整的概念，并培養(yǎng)具有初步的機(jī)構(gòu)選型、組合和確定運(yùn)動(dòng)方案 的能力，提高我們進(jìn)行創(chuàng)造性設(shè)計(jì)、運(yùn)算、繪圖、表達(dá)、運(yùn)用計(jì)算機(jī)和技術(shù)資料 諸方面的能力，以及利用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法解決工程問題的能力，以得到一次較完整的設(shè)計(jì)方法的基本訓(xùn)練。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是根據(jù)使用要求對(duì)機(jī)械的工作原理、 結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式

3、、力 和能量的傳遞方式、各個(gè)構(gòu)件的尺寸等進(jìn)行構(gòu)思、分析和計(jì)算，是機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì) 的第一步，是決定機(jī)械產(chǎn)品性能的最主要環(huán)節(jié)， 整個(gè)過程蘊(yùn)涵著創(chuàng)新和發(fā)明，可 以提高我們的創(chuàng)新意識(shí)和能力。為了綜合運(yùn)用機(jī)械原理課程的理論知識(shí)， 分析和 解決與本課程有關(guān)的實(shí)際問題，使所學(xué)知識(shí)進(jìn)一步鞏固和加深，我們參加了此次 的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)1.2設(shè)計(jì)題目：蜂窩煤成型機(jī)1.2.1蜂窩煤成型機(jī)功能沖壓式蜂窩煤成型機(jī)是我國(guó)城鎮(zhèn)蜂窩煤生產(chǎn)廠的主要設(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)久耐用，維修方便等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用。沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的功能是將煤粉加入轉(zhuǎn)盤的模桶內(nèi)，經(jīng)沖頭沖壓成蜂窩 煤。為了實(shí)現(xiàn)蜂窩煤沖壓成

4、型，沖壓式蜂窩煤必須完成五個(gè)動(dòng)作:（1）煤粉加料;（2）沖頭將蜂窩煤壓制成型；（3）清楚沖頭和卸煤桿的掃屑運(yùn)動(dòng)；（4）將在模 桶內(nèi)沖壓后的蜂窩煤脫模；（5）將沖壓成型的蜂窩煤輸出。圖一：蜂窩煤成型機(jī)設(shè)計(jì)原理示意圖122蜂窩煤成型機(jī)工作原理滑梁作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)沖頭和卸煤桿完成壓實(shí)成型和蜂窩煤脫模動(dòng)作。工作盤上有五個(gè)?？?，i為上料工位，川為沖壓工位，w為卸料工位，工作盤間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，以完成上料、沖壓、脫模的轉(zhuǎn)換。掃屑刷在沖頭和卸煤桿退出工作盤后，在沖頭和卸煤桿下掃過，以清除其上的積屑。此外，還有型煤運(yùn)出的輸送帶部分。1.2.3原始數(shù)據(jù)1）上料及輸送機(jī)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，所在此主要考慮三個(gè)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：沖壓和

5、脫模機(jī)構(gòu)、工作盤的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、掃屑機(jī)構(gòu);2）基本參數(shù)生產(chǎn)能力（次/min ）253035生產(chǎn)阻力（10萬N）0.911.13）型煤尺寸： Xh=100mmX 75mm；4）粉煤高度與型煤高度之比（壓縮比）:2:1即工作盤高度H=2h=150mm ;5）為了改善蜂窩煤沖壓成型的質(zhì)量，希望在沖壓后有一短暫保壓時(shí)間；6）由于沖頭要產(chǎn)生較大壓力，希望沖壓機(jī)構(gòu)具有增大有效力的作用。減少 原動(dòng)件的功率；7）工作條件:載荷有輕微沖擊，一般制；8）使用期限:十年，大修期為三年；9）生產(chǎn)批量:小批量生產(chǎn)（少于十臺(tái)）；10）動(dòng)力來源：電力，三相交流（220V/380V）。1.2.4設(shè)計(jì)任務(wù)1 執(zhí)行部分機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（

6、1）分析沖頭、工作盤和掃屑機(jī)構(gòu)的方案（2）擬定執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案，畫出總體機(jī)構(gòu)方案示意圖（3）畫出執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖（4）執(zhí)行機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)，畫出總體機(jī)構(gòu)方案圖，并標(biāo)明主要尺寸（5）畫出執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（6）對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析2 傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)(1) 選擇電動(dòng)機(jī)(2) 計(jì)算總傳動(dòng)比，并分配傳動(dòng)比(3) 計(jì)算各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)3 編寫課程設(shè)計(jì)說明書二、執(zhí)行部分機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)2.1功能分解與工藝動(dòng)作分解2. 1. 1功能分解如圖一所示為沖頭、卸煤桿、掃屑刷、工作盤的相互位置情況。實(shí)際上沖頭 與卸煤桿都與上下移動(dòng)的滑梁連成一體，當(dāng)滑梁下沖時(shí)沖頭將煤粉壓成蜂窩煤， 卸煤桿將已壓成的蜂窩煤脫模。在滑梁上升

7、過程中掃屑刷將刷除沖頭和卸煤桿上粘附的煤粉。工作盤盤上均布了模筒，轉(zhuǎn)盤的間歇運(yùn)動(dòng)使加料后的模筒進(jìn)入加壓位置川、 成型后的模筒進(jìn)入脫模位置W、空的模筒進(jìn)入加料位置I;為改善蜂窩煤成型機(jī)的質(zhì)量，希望在沖壓后有一短暫的保壓時(shí)間；沖煤餅時(shí)沖頭壓力較大，最大可達(dá) 20000N,其壓力變化近似認(rèn)為在沖程的 一半進(jìn)入沖壓，壓力呈線性變化，由零值至最大值。因此，希望沖壓機(jī)構(gòu)具有增 力功能，以減小機(jī)器的速度波動(dòng)和減小原動(dòng)機(jī)的功率。另外機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案應(yīng)力求 簡(jiǎn)單。2. 1. 2工藝動(dòng)作過程分解根據(jù)上述分析，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)作可利用煤粉的重力打開料斗自動(dòng)加料；2）沖壓成型

8、：要求沖頭上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在沖頭行程的二分之一進(jìn)行沖壓成型；3）脫模：要求卸料盤上下往復(fù)移動(dòng)，將已沖壓成型的煤餅壓下去而脫離模筒。一般可以將它與沖頭固結(jié)在上下往復(fù)移動(dòng)的滑梁上；4）掃屑：要求在沖頭、卸料盤向上移動(dòng)過程中用掃屑刷將煤粉掃除；5）工作盤間歇運(yùn)動(dòng)：以完成沖壓、脫模和加料三個(gè)工位的轉(zhuǎn)換；6）輸送：將成型的煤餅脫模后落在輸送帶上送出成品，以便裝箱待用。以上六個(gè)動(dòng)作，加料和輸送的動(dòng)作比較簡(jiǎn)單，暫時(shí)不予考慮，脫模和沖壓可 以用一個(gè)機(jī)構(gòu)完成。因此，蜂窩煤成型機(jī)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮沖壓和脫模機(jī)構(gòu)、 掃屑機(jī)構(gòu)和模筒轉(zhuǎn)盤間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)這三個(gè)機(jī)構(gòu)的選型和設(shè)計(jì)問題。2.2方案選擇與分析根據(jù)以上功能分析，應(yīng)用

9、概念設(shè)計(jì)的方法，經(jīng)過機(jī)構(gòu)系統(tǒng)搜索，可得“形 態(tài)學(xué)矩陣”的組合分類表，如表1所示。表1組合分類表沖壓和脫模盤機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)齒輪齒條機(jī)構(gòu)盤型凸輪肘桿增力機(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)凸輪機(jī)構(gòu)齒輪齒條機(jī)構(gòu)模筒轉(zhuǎn)盤間歇運(yùn)動(dòng)槽輪機(jī)構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu)圓柱凸輪式間歇運(yùn)棘輪機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)動(dòng)機(jī)構(gòu)因沖壓成型與脫?？捎猛粰C(jī)構(gòu)完成，故可滿足沖床總功能的機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案 有N個(gè)，即N= 5X4X4個(gè)二80個(gè)。運(yùn)用確定機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案的原則與方法，來進(jìn)行方案分析與討論。方案一：對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)方案二：齒輪齒條機(jī)構(gòu)方案三：盤型凸輪方案四：肘桿增力機(jī)構(gòu)方案五：六桿沖壓機(jī)構(gòu)表2沖壓脫模機(jī)構(gòu)

10、部分運(yùn)動(dòng)方案定性分析主要性能特征方案號(hào)功能功能質(zhì)量經(jīng)濟(jì)適用性運(yùn)動(dòng)變換增力加壓時(shí)間工作平穩(wěn)性磨損 與變 形效率復(fù)雜性加工裝配難度成本運(yùn)動(dòng)尺寸1滿足弱較長(zhǎng)一般一般較 高簡(jiǎn)單易低最小2滿足較強(qiáng)短一般小低較簡(jiǎn)單最難較 高小3滿足較強(qiáng)較長(zhǎng)一般一般高較簡(jiǎn)單較困 難較 高較大4滿足很強(qiáng)較長(zhǎng)一般一般很 高較困難易較 高小5滿足弱較長(zhǎng)一般一般高較困難易低小對(duì)以上方案初步分析如表2。從表中的分析結(jié)果不難看出方案 2,成本較高且工作效率低，加工困難，所以，不予考慮。方案 3,成本高且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以不予考慮。方案4,機(jī)構(gòu)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)尺寸大。方案 5,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。方案1,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，且結(jié)構(gòu)尺寸小加工簡(jiǎn)單，所以選擇方案

11、 1為最佳方案。2）掃屑刷機(jī)構(gòu)的方案選擇方案一：附加滑塊搖桿機(jī)構(gòu)方案二：固定凸輪移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu)方案三：凸輪機(jī)構(gòu)方案四：齒輪齒條機(jī)構(gòu)表3掃屑刷機(jī)構(gòu)部分運(yùn)動(dòng)方案定性分析方案號(hào)功能經(jīng)濟(jì)適用性運(yùn)動(dòng)變 換間歇送進(jìn)工作平穩(wěn)性磨損與 變形效率復(fù)雜性加工裝配難度成本運(yùn)動(dòng)尺 寸1滿足無平穩(wěn)一般較咼簡(jiǎn)單較難低較大2滿足無較平穩(wěn)小較咼簡(jiǎn)單較難低一般3滿足有平穩(wěn)小較咼簡(jiǎn)單困難較咼較大4滿足無平穩(wěn)小低較簡(jiǎn)單最難較咼最小對(duì)以上方案初步分析如上表3。從表中的分析結(jié)果不難看出，四個(gè)方案的性 能相差不大，方案1、2、4的效率較高，方案3、4計(jì)算加工難度較大；方案1， 2可為最優(yōu)方案。3）模筒轉(zhuǎn)盤間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)方案選擇方案一：槽輪

12、機(jī)構(gòu)方案二：不完全齒輪機(jī)構(gòu)方案3:圓柱凸輪間歇式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)方案4:棘輪機(jī)構(gòu)表4間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)方案定性分析方案號(hào)功能經(jīng)濟(jì)適用性運(yùn)動(dòng)變換間歇轉(zhuǎn)動(dòng)工作平穩(wěn)性磨損與變形效率復(fù)雜性加工裝配難度成本運(yùn) 動(dòng) 尺 寸1滿足有平穩(wěn)小較咼簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單較咼較大2滿足有有沖擊小較咼簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單高較大3滿足有平穩(wěn)較小高復(fù)雜難較咼較大4滿足有有沖擊較大低最簡(jiǎn)單難高較大對(duì)以上方案初步分析如表4。從以上分析中不難看出，方案2，4有沖擊方案1, 3運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性較好，但方案3加工難度大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且成本較高，所以選擇方案2為最佳方案。2.3機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖OH丁 Q1-X&=T系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案選擇沖壓脫模機(jī)構(gòu)為對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；掃屑機(jī)

13、構(gòu) 為固定移動(dòng)凸輪移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu)；間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為槽輪回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，通過直齒圓 錐齒輪機(jī)構(gòu)連接到減速箱上。2.4執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算1. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算1）沖壓脫模機(jī)構(gòu)（曲柄滑塊機(jī)構(gòu)）設(shè)計(jì)計(jì)算已知沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的滑梁行程 s =300mm曲柄與連桿長(zhǎng)度比，即連桿系數(shù)為入二0.2 ,貝U曲柄半徑為：R=s/2=300/2=150mm連桿長(zhǎng)度為：L=R/入=50/0.2=750mm因此，不難求出曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中滑梁（滑塊）的速度和加速度變化，從而畫出沖壓脫模機(jī)構(gòu)的位移一時(shí)間關(guān)系圖。2）掃屑機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算固定凸輪采用斜面形狀，其上下方向的長(zhǎng)度又能夠大于滑梁的行程S,即應(yīng)大于300mm=設(shè)定轉(zhuǎn)盤半徑：R=3

14、40mm。凸輪從動(dòng)件行程應(yīng)不小于轉(zhuǎn)盤直徑，即340mm。tan a=340/300=17/15=1.13固定凸輪斜面的斜度應(yīng)w 1.13具體尺寸按結(jié)構(gòu)情況設(shè)計(jì)。3）間歇機(jī)構(gòu)（槽輪機(jī)構(gòu)）設(shè)計(jì)計(jì)算1. 槽數(shù)Z: Z=5按工位要求選擇2. 中心距L: L=300mm按結(jié)構(gòu)情況確定3. 從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)角：2 3=2 nZ=72 4. 主動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)角：2 an2 3=1085. 圓銷中心軌跡半徑：R仁Lsin 3176mm6. 撥銷與輪槽底部的間隙e取3-6mm取e=5mm7. 滾子圓銷半徑 r3 : r3=R1/6=29.33mm 取 r3=29mmi22寸(Leos ) r38. 槽輪外徑R2: R2=9

15、. 槽底半徑 Rd Rd=L-(R1+ -e=90mm10. 槽輪上槽口至槽底深 h: h=R1+R2-L+r3+e=154mm11. 撥盤銷數(shù) m m( 0.6-0.8 ) r3，但不小于 3-5mm b 17.4-23.2mm。 取 b=20mm13. 鎖止弧半徑 R0 R0=R1-b-r3=127mm14. 主動(dòng)輪轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間T: T=3s15. 槽輪每次循環(huán)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間td : td= (0.5-1/Z ) T=(0.5-0.2)*3=0.9S16. 槽輪每次循環(huán)中停歇的時(shí)間tj : tj=T-td=3-0.9=2.1s17. 鎖止弧對(duì)應(yīng)中心角 V: V=2 nm-2 a25218.

16、 動(dòng)停比 K: K=td/tj=1-4/(Z+2)=1-4/(5+2)=3/719. 動(dòng)停系數(shù) t: Ttd/T=m(Z-2)/2Z=1(5-2)/2*5=3/10=0.32. 5機(jī)構(gòu)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，以利對(duì)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)件的零位角為橫坐標(biāo) 的起點(diǎn)，縱坐標(biāo)表示各執(zhí)行構(gòu)件的位移起止位置。 圖2表示沖壓式蜂窩煤成型機(jī) 三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。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的回程后半段和工作行程的前半段完

17、成，使間歇轉(zhuǎn)動(dòng)在沖壓以前完成。掃屑刷要求在沖頭回程后半段至工作行程的前半段完成掃屑運(yùn)動(dòng)。八S|、缶AsJ煤扌F沖頭/360/As工作36 0掃屑刷 36 0三、傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)3.1傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)位于原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行系統(tǒng)之間，將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給執(zhí)行系 統(tǒng)。除進(jìn)行功率傳遞，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)能克服阻力做功外，它還起著如下重要作用： 實(shí)現(xiàn)增速、減速或變速傳動(dòng)；變換運(yùn)動(dòng)形式；進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的合成和分解；實(shí)現(xiàn)分路 傳動(dòng)和較遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)是機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的重要組成部分。 當(dāng)完成了執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)和原動(dòng)機(jī)的預(yù)選型后， 即可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需要的 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力條件及原動(dòng)機(jī)的類型和性能參數(shù)，進(jìn)行傳動(dòng)

18、系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。在保證實(shí)現(xiàn)機(jī)器的預(yù)期功能的條件下， 傳動(dòng)環(huán)節(jié)應(yīng)盡量簡(jiǎn)短，這樣可使機(jī)構(gòu) 和零件數(shù)目少，滿足結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊，降低制造和裝配費(fèi)用，提高機(jī)器的效 率和傳動(dòng)精度。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書中所規(guī)定的功能要求， 執(zhí)行系統(tǒng)對(duì)動(dòng)力、傳動(dòng)比或速度變化 的要求以及原動(dòng)機(jī)的工作特性，選擇合適的傳動(dòng)裝置類型。根據(jù)空間位置、運(yùn)動(dòng) 和動(dòng)力傳遞路線及所選傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)特點(diǎn)和適用條件， 合理擬定傳動(dòng)路線，安 排各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的先后順序，完成從原動(dòng)機(jī)到各執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的傳動(dòng)系統(tǒng)的總體布機(jī)械系統(tǒng)的組成為：原動(dòng)機(jī) T傳動(dòng)系統(tǒng)（裝置）T工作機(jī)（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）原動(dòng)機(jī)：丫系列三相異步電動(dòng)機(jī)；傳動(dòng)系統(tǒng)（機(jī)構(gòu)）：常用的減速機(jī)構(gòu)有 齒輪傳動(dòng)、行

19、星齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、皮 帶傳動(dòng)、鏈輪傳動(dòng)等，根據(jù)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的整 體布置和各類減速裝置的傳動(dòng)特點(diǎn)，選用 二級(jí)減速。第一級(jí)采用皮帶減速，皮帶傳 動(dòng)為柔性傳動(dòng)，具有過載保護(hù)、噪音低、 且適用于中心距較大的場(chǎng)合；第二級(jí)采用 齒輪減速，因斜齒輪較之直齒輪具有傳動(dòng)| I 11 1!1 一電動(dòng)機(jī)2T帶傳動(dòng)3二級(jí)園柱齒輪減速器平穩(wěn)，承載能力高等優(yōu)點(diǎn)，故在減速器中采用斜齒輪傳動(dòng)。根據(jù)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的整體 布置確定皮帶和齒輪傳動(dòng)的中心距，再根據(jù)中心距及機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)的有關(guān) 知識(shí)確定皮帶輪的直徑和齒輪的齒數(shù)。故傳動(dòng)系統(tǒng)由“ v帶傳動(dòng)+ 二級(jí)圓柱斜齒輪減速器”組成注:根據(jù)設(shè)計(jì)要求，已知工作機(jī)（執(zhí)行機(jī)構(gòu)原動(dòng)件）主軸：轉(zhuǎn)速

20、：n w= 12（ r/min ）工作機(jī)輸出功率：P=2.8 （Kw）3.2電動(dòng)機(jī)的選擇1）選擇電動(dòng)機(jī)類型按已知工作要求和條件選用丫系列一般用途的全封閉自扇冷式籠型三相異步 電動(dòng)。2）選擇電動(dòng)機(jī)容量所需電動(dòng)機(jī)的功率：Pd= Pw / nn-由電動(dòng)機(jī)至工作軸的傳動(dòng)總效率n =耳帶耳軸承Xq齒輪2 Xq聯(lián)查表可得：對(duì)于V帶傳動(dòng)：n =0.96對(duì)于8級(jí)精度的一般齒輪傳動(dòng)：n齒輪=0.97對(duì)于一對(duì)滾動(dòng)軸承：n軸承=0.99對(duì)于彈性聯(lián)軸器：n聯(lián)軸器=0.99貝U n =耳帶乂耳軸承Xn齒輪2Xn聯(lián)=0.96X 0.99s X 0.972x 0.99=0.868Pd= Pw / na=2.8/0.868=

21、3.226 KW查各種傳動(dòng)的合理傳動(dòng)比范圍值得：V帶傳動(dòng)常用傳動(dòng)比范圍為i帶=24,單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍為i齒 =35,則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為nd=i 帶 x i 齒 2X nw=（2 4）（ 35）2 x nw =（18 100 ） x nw=（18 100）x 12=216 1200 r/mi n符合這一轉(zhuǎn)速范圍的同步轉(zhuǎn)速有 750 r/min、1000 r/min根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速, 由有關(guān)手冊(cè)查出兩種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此有兩種傳動(dòng)比方案。方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率Ped/kW電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/ r/min電動(dòng)機(jī)質(zhì)量/kg同步、卄 +、， 滿載1Y132M1-641000960732Y160M1-

22、84750720118對(duì)于電動(dòng)機(jī)來說，在額定功率相同的情況下，額定轉(zhuǎn)速越高的電動(dòng)機(jī)尺寸越 小，重量和價(jià)格也低，即高速電動(dòng)機(jī)反而經(jīng)濟(jì)。若原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速選得過高，勢(shì)必 增加傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比，從而導(dǎo)致傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。由表中三種方案，綜合 考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、結(jié)構(gòu)和帶傳動(dòng)及減速器的傳動(dòng)比，認(rèn)為方案1的傳動(dòng)比較合適，所以選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為 丫112M-4Y112M-4電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)如下：額定功率：4 Kw滿載轉(zhuǎn)速：n滿=1960r/min同步轉(zhuǎn)速：1000r/min3.3傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和各級(jí)傳動(dòng)比分配1傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比i 總=n 滿/ n w =960/12= 802.分配各級(jí)傳動(dòng)比第一級(jí)采

23、用普通V帶減速，其速比ib=4.0,第二級(jí)采用兩級(jí)圓柱斜齒 輪減速器減速，則減速器的總傳動(dòng)比為i減=i總/4.0 =80/4.0=20.對(duì)于兩級(jí)圓柱斜齒輪減速器，按兩個(gè)大齒輪具有相近的浸油深度分配傳動(dòng)比，取ig=1.3idi 減=igX id =1.32d =20i2d = 18/1.3=15.38id =3.9ig=1.3id=1.3X 3.9=5.07注：ig-高速級(jí)齒輪傳動(dòng)比；id -低速級(jí)齒輪傳動(dòng)比；3.4傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速：電機(jī)軸：n電=960 r/minI 軸ni = n 電/i 帶=960/4.0=240 r/minU 軸n = n I/ i g=240/

24、5.07=47.34 r/min川軸 n=n J id =47.34/3.9= 12.14 r/min計(jì)算各軸的輸入和輸出功率：I 軸：輸入功率Pi = Pdr帶=3.226X 0.96=3.09 kw輸出功率Pi = 3.09n 由承=3.09X 0.99=3.06 kwI軸：輸入功率Pi =3.06 Xi齒輪=3.06X 0.97=2.97kw輸出功率Pi = 2.97Xft承=2.97X 0.99=2.94kwm軸輸入功率Pm =2.94 Xi齒輪=2.94X 0.97=2.85kw輸出功率Pm = 2.85Xn由承=2.85X 0.99=2.82kw計(jì)算各軸的輸入和輸出轉(zhuǎn)矩:電動(dòng)機(jī)的輸

25、出轉(zhuǎn)矩Td=9.55X 106X Pd /n 電=9.55X 106X 3.226/960I軸:輸入轉(zhuǎn)矩輸出轉(zhuǎn)矩II軸:輸入轉(zhuǎn)矩輸出轉(zhuǎn)矩輸入轉(zhuǎn)矩輸出轉(zhuǎn)矩=32.09X 103N mmTI =9.55X 1(fX Pi=123X 103Ti =9.55X 1(fX Pi=122X 103Ti =9.55X 1(fX Pi=599 X 103TI =9.55X 1(fX Pi=593 X 103T m =9.55 X 10 X Pm=2242 X 103Tm =9.55X 1(fX Pm=2218X 103/ n i =9.55X l0x 3.09/240N mm/ n i=9.55X 105X

26、3.06/240N mm/ n n=9.55X 106X 2.97/47.34N mm/ n i =9.55X 106X 2.94/47.34N mm/ n m=9.55X 106X 2.85/12.14N mm/ n m =9.55X 106X 2.82/12.14Nmm式中：Pd為電動(dòng)機(jī)輸出功率將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行整理并列于下表:軸名功率p/kw轉(zhuǎn)矩 T ( N mm)轉(zhuǎn)速n/r - min-1傳動(dòng)比輸入輸出輸入輸出電機(jī)軸3.226332.09 X 109604.0I軸3.03.063123X 103122X 102405.07U軸2.972.94599x 103593X 1034

27、7.343.9川軸2.852.8232242X 102218X 10312.14四、設(shè)計(jì)小結(jié)這次機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)，我拿到的題目是蜂窩煤成型機(jī)的設(shè)計(jì)。其實(shí)本次設(shè)計(jì)旨在培養(yǎng)我們進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和應(yīng)用現(xiàn) 代先進(jìn)設(shè)計(jì)手段解決工程實(shí)際問題的能力。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是我們機(jī)械類各專 業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)了機(jī)械原理課程后進(jìn)行的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是為提高我們本科生機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)和解決工程實(shí)際問題能力服務(wù)的。它 要求我們運(yùn)用機(jī)械原理課上所學(xué)過的各種機(jī)械機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，分析和解決我們實(shí)際生活中遇到的各種問題。在拿到我的設(shè)計(jì)任務(wù)書之后，我就開始認(rèn)真閱讀和研究設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確設(shè)

28、 計(jì)內(nèi)容和要求，分析原始數(shù)據(jù)及工作條件；然后借閱（圖書館）、搜集（含網(wǎng)上 搜集）有關(guān)設(shè)計(jì)信息、資料及機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)；當(dāng)然因?yàn)闄C(jī)械原理是上學(xué)期的 課程，我又花了近一個(gè)星期的時(shí)間復(fù)習(xí)了機(jī)械原理課程有關(guān)內(nèi)容，熟悉了有關(guān)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，初步擬定了設(shè)計(jì)計(jì)劃，準(zhǔn)備設(shè)計(jì)資料。因?yàn)檫@是我第一次獨(dú)立進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，所以在設(shè)計(jì)過程中遇到了不少的問題，像關(guān)于傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)計(jì)算時(shí)遇到的，“工作機(jī)輸入功率P=2.8KW是指什么功率？怎么確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)？減速器的型號(hào)怎么去選取？”等等。面對(duì)這些機(jī)械原理課程中沒有涉及到專業(yè)知識(shí)， 我去了圖書館，在那里查找機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)， 發(fā)現(xiàn)自己知道的知識(shí)真的是太少了， 手冊(cè)里幾乎有無窮無盡的專

29、業(yè)知識(shí)， 在圖書 館一開始我都?xì)怵H了，甚至懷疑自己是不是真的適合學(xué)習(xí)機(jī)械類的專業(yè)。不過經(jīng)過自己慢慢的鉆研，我開始慢慢的喜歡上設(shè)計(jì)了，開始對(duì)自己有了信心。很快我 弄明白了工作機(jī)的輸入功率就是指原動(dòng)機(jī)輸入執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功率，是在電機(jī)輸出功率經(jīng)過帶傳動(dòng)，減速機(jī)構(gòu)（設(shè)計(jì)中我采用了二級(jí)圓柱齒輪減速箱）后，考慮效率 后輸入執(zhí)行系統(tǒng)的功率。這樣一來我們就很好確定電機(jī)的功率了從而選擇根據(jù)功 率和電機(jī)轉(zhuǎn)速結(jié)合經(jīng)濟(jì)效益選擇電機(jī)。在機(jī)械原理課上所學(xué)的知識(shí)是比較理論化的，通過這些理論我了解了一些機(jī) 構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方案與運(yùn)動(dòng)軌跡，至于這些構(gòu)件、這些機(jī)構(gòu)真正要派些什么用場(chǎng)， 在我 腦中的概念還是挺模糊的，但是在這次為完成課程設(shè)計(jì)的

30、任務(wù)當(dāng)中， 我開始對(duì)傳 授機(jī)械原理這門課的真正意義所在有了初步了解。 換句話說，因這次課程設(shè)計(jì)我 把理論與實(shí)踐運(yùn)用結(jié)合了起來，達(dá)到了學(xué)以致用的目的。通過這次機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)暨蜂窩煤成型機(jī)的設(shè)計(jì)，我知道其實(shí)要做一項(xiàng)課程設(shè)計(jì)并不簡(jiǎn)單，要把它做好就更不易了，從中我也感到自己的知識(shí)面其實(shí) 是很狹隘的。在理論知識(shí)的貫穿上和用理論解決實(shí)際問題的能力上也亟待提高， 可以說這次的設(shè)計(jì)就像是一面鏡子， 照出了我的不足之處。但也因此而小小地鍛 煉了一下自己，為以后的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)及大四的畢業(yè)設(shè)計(jì)做了一個(gè)準(zhǔn)備。在為課程設(shè)計(jì)寫說明書時(shí)，為了讓說明書內(nèi)容更充實(shí)，使自己的書面語言更 趨向于專業(yè)化，我們組到圖書館去借了相關(guān)的書籍來翻閱。 在查找資料、閱讀資 料的同時(shí)，我還知道了更多以前課本上沒有學(xué)到過的知識(shí)， 在此我要感謝圖書館 的老師們，是他們讓我查找專業(yè)性資料的時(shí)候給了我很大的幫助， 并允許我在書 庫里自己認(rèn)真準(zhǔn)備本次機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程