蜂窩煤成型機(jī)的設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)計(jì)算說明書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：　蜂窩煤成型機(jī)的設(shè)計(jì)　</p><p>　　設(shè) 計(jì) 者： </p><p>　　學(xué) 號(hào)：

2、 </p><p>　　專業(yè)班級(jí)：機(jī)械工程及自動(dòng)化 3 班</p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　完成日期： 2010 年12 月 10 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一 設(shè)計(jì)目的

3、和設(shè)計(jì)題目</p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)目的…………………………………………………………2</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)題目：蜂窩煤成型機(jī)………………………………………2</p><p>　　1.2.1 蜂窩煤成型機(jī)功能 ……………………………………2</p><p>　　1.2.2工作原理 …………………………………………………

4、…3</p><p>　　1.2.3原始數(shù)據(jù) ……………………………………………………3</p><p>　　1.2.4設(shè)計(jì)任務(wù) ……………………………………………………4</p><p>　　二 執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1功能分解與工藝動(dòng)作分解 ………………………………………4</p><p&g

5、t;　　2.1.1 功能分解 ………………………………………………………4</p><p>　　2.1.2工藝動(dòng)作過程分解 …………………………………………5</p><p>　　2.2 方案選擇與分析 …………………………………………………5</p><p>　　2.3 機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)簡圖……………………………………14</p><p

6、>　　2.4執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………… 15</p><p>　　2.5 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖…………………………………………………16</p><p>　　三 傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)…………………………………………………… 17</p><p>　　3.2電動(dòng)機(jī)的選擇…………………

7、………………………………… 18</p><p>　　3.3傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和各級(jí)傳動(dòng)比分配……………………… 20</p><p>　　3.4傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算………………………… 20</p><p>　　四 設(shè)計(jì)小結(jié)………………………………………………………………22</p><p>　　五 參考文獻(xiàn)…………………………

8、……………………………………24</p><p>　　一 設(shè)計(jì)目的和設(shè)計(jì)題目</p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　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)。</p><p>　　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

9、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。</p><p>　　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、力和能量的傳遞方式、各個(gè)構(gòu)件

10、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)。</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)題目：蜂窩煤成型機(jī)</p><p>　　1.2.1 蜂窩煤成型機(jī)功能</p&g

11、t;<p>　　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。</p><p>　　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

12、蜂窩煤脫模；（5）將沖壓成型的蜂窩煤輸出。</p><p>　　圖一：蜂窩煤成型機(jī)設(shè)計(jì)原理示意圖</p><p>　　1.2.2 蜂窩煤成型機(jī)工作原理</p><p>　　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)模孔，Ⅰ為上料工位，Ⅲ為沖壓工位，Ⅳ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

13、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。</p><p>　　1.2.3 原始數(shù)據(jù)</p><p>　　上料及輸送機(jī)構(gòu)較為簡單，本題目主要考慮三個(gè)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：</p><p>　　沖壓和脫模機(jī)構(gòu) ②工作盤的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu) ③掃屑機(jī)構(gòu)</p><p>　　型煤尺寸：Φ×h=100mm×

14、;75mm</p><p>　　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</p><p>　　工作條件：載荷有輕微沖擊，一班制</p><p>　　使用期限：十年，大修期為三年</p><p>　　生產(chǎn)批量：小批量生產(chǎn)（少于十臺(tái)）</p><p>　　轉(zhuǎn)速允許誤差：±5%&l

15、t;/p><p>　　1.2.4 設(shè)計(jì)任務(wù)</p><p><b>　　執(zhí)行部分機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　分析沖頭、工作盤和掃屑機(jī)構(gòu)的方案</p><p>　　擬定執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案，畫出總體機(jī)構(gòu)方案示意圖</p><p>　　畫出執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖</p><p>　　

16、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</p><p>　　畫出執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖</p><p>　　對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析</p><p><b>　　傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　選擇電動(dòng)機(jī)</b></p><p>　　計(jì)算總傳動(dòng)比，并分

17、配傳動(dòng)比</p><p>　　計(jì)算各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)</p><p><b>　　編寫課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　二、執(zhí)行部分機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì) </p><p>　　2.1功能分解與工藝動(dòng)作分解</p><p>　　2．1．1 功能分解</p><p>　

18、　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，</p><p>　　卸煤桿將已壓成的蜂窩煤脫模。</p><p>　　在滑梁上升過程中掃屑刷將刷除沖頭和卸煤桿上粘附的煤粉。</p><p>　　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Ⅲ、成型后的模筒進(jìn)入

19、脫模位置Ⅳ、空的模筒進(jìn)入加料位置Ⅰ；</p><p>　　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；</p><p>　　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)力求簡單。 </p><p&

20、gt;　　2．1．2工藝動(dòng)作過程分解 </p><p>　　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：</p><p>　　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；</p><p>　　2）沖壓成型：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； </p><p>　　3）脫模：要求卸料盤上下往復(fù)移

21、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；</p><p>　　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；</p><p>　　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；</p><p>　　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。</p><

22、p>　　以上六個(gè)動(dòng)作，加料和輸送的動(dòng)作比較簡單，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。</p><p>　　2.2 方案選擇與分析</p><p>　　根據(jù)以上功能分析，應(yīng)用概念設(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。</p&g

23、t;<p><b>　　表1 組合分類表</b></p><p>　　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＝5×4×4個(gè)＝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。</p><p>　　方案一 ：對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)</p><p>　　方案

24、二：齒輪齒條機(jī)構(gòu)</p><p>　　方案三：盤型凸輪 </p><p>　　方案四：肘桿增力機(jī)構(gòu)</p><p>　　方案五：六桿沖壓機(jī)構(gòu)</p><p>　　表2 沖壓脫模機(jī)構(gòu)部分運(yùn)動(dòng)方案定性分析</p><p>　　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，

25、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)簡單，成本低，且結(jié)構(gòu)尺寸小加工簡單，所以選擇方案1為最佳方案。</p><p>　　2) 掃屑刷機(jī)構(gòu)的方案選擇</p><p>　　方案一：附加滑塊搖桿機(jī)構(gòu)</p><p>　　方案二：固定凸輪移動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu)</p><p><

26、b>　　方案三：凸輪機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　方案四：齒輪齒條機(jī)構(gòu)</p><p>　　表3 掃屑刷機(jī)構(gòu)部分運(yùn)動(dòng)方案定性分析</p><p>　　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。</p><p>

27、;　　3）模筒轉(zhuǎn)盤間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)方案選擇</p><p>　　方案一：槽輪機(jī)構(gòu) </p><p>　　方案二：不完全齒輪機(jī)構(gòu) </p><p>　　方案3：圓柱凸輪間歇式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)</p><p><b>　　方案4：棘輪機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　表4 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)方案定性

28、分析</p><p>　　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。</p><p>　　2.3 機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)簡圖</p><p>　　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)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

29、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。</p><p>　　2.4執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算</p><p>　　1.執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　1）沖壓脫模機(jī)構(gòu)（曲柄滑塊機(jī)構(gòu)）設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　已知沖壓式蜂窩煤成型機(jī)的滑梁行程s =300mm；曲柄與連桿長度比，即連桿系數(shù)為λ＝0.2 ， 則</p>&

30、lt;p>　　曲柄半徑為：R=s/2=300/2=150mm</p><p>　　連桿長度為：L=R/λ=150/0.2=750mm  </p><p>　　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—時(shí)間關(guān)系圖。</p><p>　　2）掃屑機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　固定凸

31、輪采用斜面形狀，其上下方向的長度又能夠大于滑梁的行程S，即應(yīng)大于300mm。</p><p>　　設(shè)定轉(zhuǎn)盤半徑：R=340mm。</p><p>　　凸輪從動(dòng)件行程應(yīng)不小于轉(zhuǎn)盤直徑，即≥340mm。</p><p>　　tana=340/300=17/15=1.13</p><p>　　∴ 固定凸輪斜面的斜度應(yīng)≤1.13</p>

32、<p>　　具體尺寸按結(jié)構(gòu)情況設(shè)計(jì)。</p><p>　　3）間歇機(jī)構(gòu)（槽輪機(jī)構(gòu)）設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　1.槽數(shù)Z：Z=5 按工位要求選擇</p><p>　　2.中心距L： L=300mm 按結(jié)構(gòu)情況確定</p><p>　　3.從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)角：2β=2π/Z=72°</p><p>

33、　　4．主動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)角: 2α=π-2β=108°</p><p>　　5.圓銷中心軌跡半徑：R1=Lsinβ=176mm</p><p>　　6.撥銷與輪槽底部的間隙e取3-6mm 取e=5mm</p><p>　　7.滾子圓銷半徑r3：r3=R1/6=29.33mm 取r3=29mm</p><p>　　8.槽輪外徑 R2：R2

34、=</p><p>　　9.槽底半徑Rd：Rd=L-(R1+r3)-e=90mm</p><p>　　10.槽輪上槽口至槽底深h: h=R1+R2-L+r3+e=154mm</p><p>　　11.撥盤銷數(shù)m：m≤2Z/(Z-2)=10/3 取m=1</p><p>　　12.槽口壁厚b： b≥（0.6-0.8）r3，但不小于3-5mm

35、。b≥17.4-23.2mm。</p><p><b>　　取b=20mm</b></p><p>　　13.鎖止弧半徑R0：R0=R1-b-r3=127mm</p><p>　　14.主動(dòng)輪轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間T：T=3s</p><p>　　15.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)

36、*3=0.9S</p><p>　　16. 槽輪每次循環(huán)中停歇的時(shí)間tj： tj=T-td=3-0.9=2.1s</p><p>　　17.鎖止弧對(duì)應(yīng)中心角V: V=2π/m-2α=252°</p><p>　　18.動(dòng)停比K: K=td/tj=1-4/(Z+2)=1-4/(5+2)=3/7</p><p>　　19.動(dòng)停系數(shù)τ：τ

37、=td/T=m(Z-2)/2Z=1(5-2)/2*5=3/10=0.3</p><p>　　2．5 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖</p><p>　　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。</p><p>　　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)

38、，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成，使間歇轉(zhuǎn)動(dòng)在沖壓以前完成。</p><p>　　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)。</p><p>　　三、傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)</p><p><b

39、>　　3.1傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　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

40、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)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。</p><p>　　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)盡量簡短，這樣可使機(jī)構(gòu)和零件數(shù)目少，滿足結(jié)構(gòu)簡單，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。</p><p>　　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、

41、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)的總體布置方案。</p><p>　　機(jī)械系統(tǒng)的組成為：原動(dòng)機(jī) →傳動(dòng)系統(tǒng)(裝置)→ 工作機(jī)（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）</p><p>　　原動(dòng)機(jī)：Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)；</p><p>　　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)、行星齒輪傳

42、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)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)。</p><p

43、>　　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。</p><p>　　[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：</p><p>　　轉(zhuǎn)速：n W = 12（r/min） 工作機(jī)輸出功率：P=2.8 (Kw)</p><p><b>　　3.2電動(dòng)機(jī)的選擇</b></p><p><

44、b>　　選擇電動(dòng)機(jī)類型</b></p><p>　　按已知工作要求和條件選用Y系列一般用途的全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)。</p><p><b>　　選擇電動(dòng)機(jī)容量</b></p><p>　　所需電動(dòng)機(jī)的功率：Pd= PW /ηa</p><p>　　ηa----由電動(dòng)機(jī)至工作軸的傳動(dòng)總效率<

45、;/p><p>　　ηa =η帶×η軸承3×η齒輪2×η聯(lián) </p><p><b>　　查表可得：</b></p><p>　　對(duì)于V帶傳動(dòng): η帶 =0.96 </p><p>　　對(duì)于8級(jí)精度的一般齒輪傳動(dòng)：η齒輪=0.97</p><p>　　對(duì)于一對(duì)

46、滾動(dòng)軸承：η軸承 =0.99</p><p>　　對(duì)于彈性聯(lián)軸器：η聯(lián)軸器=0.99</p><p>　　則 ηa =η帶×η軸承3×η齒輪2×η聯(lián)</p><p>　　=0.96×0.993×0.972×0.99</p><p><b>　　= 0.868</b&

47、gt;</p><p>　　∴　Pd= PW /ηa=2.8/0.868=3.226 KW</p><p>　　查各種傳動(dòng)的合理傳動(dòng)比范圍值得：</p><p>　　V帶傳動(dòng)常用傳動(dòng)比范圍為 i帶=2～4，單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍為i齒=3～5，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為</p><p>　　nd=i帶 ×i齒2×nW<

48、/p><p>　　=(2～4)( 3～5)2 ×nW </p><p>　　=（18 ～100 ）×nW</p><p>　　=(18～100)×12</p><p>　　=216～1200 r/min</p><p>　　符合這一轉(zhuǎn)速范圍的同步轉(zhuǎn)速有750 r/min、1000 r/mi

49、n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。</p><p>　　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Y11

50、2M-4。</p><p>　　Y112M-4電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)如下: </p><p><b>　　額定功率：4 Kw</b></p><p>　　滿載轉(zhuǎn)速：n滿=1960r/min</p><p>　　同步轉(zhuǎn)速：1000r/min</p><p>　　3.3傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和各級(jí)傳動(dòng)比分配<

51、;/p><p>　　1．傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比</p><p>　　i總= n滿/ nW =960/12= 80</p><p>　　2． 分配各級(jí)傳動(dòng)比</p><p>　　第一級(jí)采用普通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.</p><

52、;p>　　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=1.3id</p><p>　　i減= ig×id = 1.3i2d =20</p><p>　　i2d =18/1.3=15.38</p><p><b>　　id =3.9</b></p><p>　　ig=1.3

53、id=1.3×3.9=5.07</p><p>　　注：ig -高速級(jí)齒輪傳動(dòng)比；</p><p>　　id –低速級(jí)齒輪傳動(dòng)比；</p><p>　　3.4傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算</p><p><b>　　計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速：</b></p><p>　　電機(jī)軸：n電= 960 r

54、/min</p><p>　?、褫S nⅠ= n電/i帶=960/4.0=240 r/min</p><p>　?、蜉S nⅡ= nⅠ/ ig=240/5.07=47.34 r/min</p><p>　?、筝S nⅢ=nⅡ/ id =47.34/3.9=12.14 r/min</p><p>　　計(jì)算各軸的輸入和輸出功率：<

55、;/p><p>　?、褫S： 輸入功率 PⅠ= Pdη帶=3.226×0.96=3.09 kw</p><p>　　輸出功率 PⅠ= 3.09η軸承=3.09×0.99=3.06 kw</p><p>　?、蜉S： 輸入功率 PⅡ=3.06×η齒輪=3.06×0.97=2.97 kw</p><p>

56、;　　輸出功率 PⅡ= 2.97×η軸承=2.97×0.99=2.94 kw</p><p>　?、筝S 輸入功率 PⅢ=2.94×η齒輪=2.94×0.97=2.85 kw</p><p>　　輸出功率 PⅢ= 2.85×η軸承=2.85×0.99=2.82 kw</p><p>　　計(jì)

57、算各軸的輸入和輸出轉(zhuǎn)矩：</p><p>　　電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 Td=9.55×106×Pd /n電=9.55×106×3.226/960</p><p>　　=32.09×103 N·mm</p><p>　　Ⅰ軸： 輸入轉(zhuǎn)矩 TⅠ=9.55×106×PⅠ / nⅠ=9.5

58、5×106×3.09/240</p><p>　　=123×103 N·mm</p><p>　　輸出轉(zhuǎn)矩 TⅠ=9.55×106×PⅠ / nⅠ=9.55×106×3.06/240</p><p>　　=122×103 N·mm</p>&l

59、t;p>　?、蜉S： 輸入轉(zhuǎn)矩 TⅡ=9.55×106×PⅡ / nⅡ=9.55×106×2.97/47.34</p><p>　　=599×103 N·mm</p><p>　　輸出轉(zhuǎn)矩 TⅡ=9.55×106×PⅡ / nⅡ=9.55×106×2.94/47.34</p

60、><p>　　=593×103 N·mm</p><p>　　Ⅲ軸 輸入轉(zhuǎn)矩 TⅢ=9.55×106×PⅢ / nⅢ=9.55×106×2.85/12.14</p><p>　　=2242×103 N·mm</p><p>　　輸出轉(zhuǎn)矩 TⅢ=9.55

61、×106×PⅢ / nⅢ=9.55×106×2.82/12.14</p><p>　　=2218×103 N·mm</p><p>　　式中：Pd為電動(dòng)機(jī)輸出功率</p><p>　　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：</p><p><b>　　四、設(shè)計(jì)小結(jié)

62、</b></p><p>　　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)。</p><p>　　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)

63、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。</p><p>　　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)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)椤稒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)

64、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。</p><p>　　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??？”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業(yè)知識(shí)，在圖書

65、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)。</p><p>　　在機(jī)械原理

66、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，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。</p><p>　　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

67、不簡單，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，</p><p>　　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。</p><p>　　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

68、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</p><p>　　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</p><p>　　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)。</p><p>　　在設(shè)計(jì)過程中我也發(fā)先自己知識(shí)的掌握不夠徹底，有些東西只知道帶公式，去不

69、知道其真正的含義。就像算傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速，第一遍帶錯(cuò)了數(shù)據(jù)，導(dǎo)致我又算了一遍，當(dāng)算第二遍的時(shí)候我才意識(shí)到，轉(zhuǎn)送誤差應(yīng)該用在什么地方。</p><p>　　近兩個(gè)月的機(jī)械原理設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)及研究，我明白了許多在課堂上不懂的知識(shí)，也讓我深刻體會(huì)到實(shí)踐學(xué)習(xí)的重要性，實(shí)踐是學(xué)習(xí)的目的，也是學(xué)習(xí)的方法，</p><p>　　通過這次課程設(shè)計(jì)，使我有了很大的收獲，鍛煉了我解決實(shí)際問題的能力，使我學(xué)會(huì)了勇于創(chuàng)新，

70、擴(kuò)展思路的解決問題的方法。</p><p>　　總之，我通過本次機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)不但提升自己的設(shè)計(jì)能力，還在設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上實(shí)踐了我在CAD培訓(xùn)過程中學(xué)習(xí)的機(jī)械制圖知識(shí)和大二期間學(xué)到的機(jī)械原理知識(shí)，當(dāng)然這學(xué)期的機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)在本次設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)中也幫助自己不少。</p><p>　　最后我要感謝我的指導(dǎo)老師柴曉艷，是她指導(dǎo)和幫助了我完成了本次設(shè)計(jì)，并在過程中給了我很多的學(xué)習(xí)資料。</p>

71、<p><b>　　五、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 申永勝.機(jī)械原理教程.北京：清華大學(xué)出版社.1999</p><p>　　[2] 鄭文緯，吳克堅(jiān)主編.機(jī)械原理（第七版）.北京：高等教育出版社，1997</p><p>　　[3] 鄒惠君.機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì).上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1996</p>&

72、lt;p>　　[4] 王三民.機(jī)械原理與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2004</p><p>　　[5] 孟憲源主編.現(xiàn)代機(jī)構(gòu)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994</p><p>　　[6] 嚴(yán)家杰著.基本機(jī)構(gòu)分析與綜合.上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，1989</p><p>　　[7] 華大年，唐之偉主編.機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì).北京：紡織工業(yè)出版社，1985<

73、;/p><p>　　[8] 華大年，華志宏，呂靜平.連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1995</p><p>　　[9] 劉政昆.間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu).大連：大連理工大學(xué)出版社，1991</p><p>　　[10] 鄒慧君等編譯.凸輪機(jī)構(gòu)的現(xiàn)代設(shè)計(jì).上海：上海交通大學(xué)出版社，1991</p><p>　　[11] 鄒慧君.機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)手冊(cè).

74、上海交通大學(xué)出版社</p><p>　　[12] 王玉新主編.機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法學(xué).天津：天津大學(xué)出版社，1996</p><p>　　[13] 羅洪量主編.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.（第二版），北京：高等教育出版社，1986</p><p>　　[14]成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社.1993</p><p>　　[15][蘇

75、]C.H.柯熱夫尼柯夫等著.孟憲源等譯.機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1976</p><p>　　[16]楊黎明 楊志勤編著.機(jī)構(gòu)選型與運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì).北京：國防工業(yè)出版社.2007.6 [17] 張建國主編. 機(jī)械原理創(chuàng)新設(shè)計(jì). 華中科技大學(xué)</p><p>　　[18]鄒慧君，殷鴻梁編著. 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　[19]鄒