机械设计毕业论文
设计题目：蜂窝煤成型机设计
设计者：杨洋洋
学号：1109331281
专业班级：机械设计及自动化专业1105班指导教师：汪玉琪
完成日期：2015年4月18日
目录
一设计题目
1.1 设计目的 (1)
1.2 设计题目 (1)
1.3 设计条件及设计要求 (2)
二执行机构运动方案设计
2.1功能分解与工艺动作分解 (3)
2.2 方案选择与分析 (3)
2.3执行机构的形成 (15)
2.4 机构组合方案的确定 (17)
2.5 执行机构尺寸设计 (18)
2.6运动循环图 (23)
2.7 机械系统方案设计运动简图 (25)
三传动系统方案设计
3.1传动方案设计 (26)
3.2电动机的选择 (27)
3.3传动装置的总传动比和各级传动比分配 (28)
3.4传动装置的运动和动力参数计算 (29)
四设计小结 (31)
五参考文献 (34)
一设计题目
1.1设计目的
机械原理课程设计是我们第一次较全面的机械设计的初步训练，是一个重要的实践性教学环节。
设计的目的在于，进一步巩固并灵活运用所学相关知识；培养应用所学过的知识，独立解决工程实际问题的能力，使对机械系统运动方案设计(机构运动简图设计)有一个完整的概念，并培养具有初步的机构选型、组合和确定运动方案的能力，提高我们进行创造性设计、运算、绘图、表达、运用计算机和技术资料诸方面的能力，以及利用现代设计方法解决工程问题的能力，以得到一次较完整的设计方法的基本训练。
1.2设计题目：蜂窝煤成型机
设计一蜂窝煤成型机冲压和脱模机构、工作盘的间歇转动机构以及扫屑机
脱模盘上粘附的煤粉。模筒转盘上均布了模筒，转盘的间歇运动使加料后的模筒进入加压位置、成型后的模筒进入脱模位置、空的模筒进入加料位置。
试设计能按上述要求运动的冲压和脱模机构、工作盘间歇转动机构以及扫屑机构。
1.3设计条件及设计要求
工作机输入功率:2.8kw
生产率:18块/min
型煤尺寸：Φ3h=100mm375mm
粉煤高度与型煤高度之比（压缩比）：2∶1，即工作盘高度H=2h=150mm 工作条件：载荷有轻微冲击，一班制
使用期限：十年，大修期为三年
生产批量：小批量生产（少于十台）
转速允许误差：±5%
二、执行机构运动方案设计
2.1功能分解与工艺动作分解
1)功能分解
为了实现蜂窝煤成型机的总功能，将功能分解为：加料功能、冲压成型功能、脱模功能、扫屑功能、工作盘简间歇转动功能、输送功能。
2)工艺动作过程
根据上述分析，工艺动作有以下六个动作：
（1）加料：这一动作可利用煤粉的重力打开料斗自动加料；
（2）冲压成型：要求冲头上下往复运动，在冲头行程的二分之一进行冲压成型；
（3）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。一般可以将它与冲头固结在上下往复移动的滑梁上；
（4）扫屑：要求在冲头、脱模盘向上移动过程中用扫屑刷将煤粉扫除；
（5）工作盘间歇转动：以完成冲压、脱模和加料三个工位的转换；
（6）输送：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。
以上六个动作，加料和输送的动作比较简单，暂时不予考虑，脱模和冲压可以用一个机构完成。
2.2 方案选择与分析
一、冲压和脱模机构(上下移动)
方案1
方案3
方案6
方案11
方案12
方案13
方案14
方案17
方案19
方案20
方案1至9为连杆机构；方案10至12为凸轮机构；方案13至16为齿轮齿条机构；方案17至20为组合机构。
表1 冲压机构部分运动方案定性分析
结合表1可知，方案1为曲柄滑块机构，易加工且具增力作用；方案6至9为六杆机构行程小；凸轮机构结构简单、紧凑，但易磨损且传力小；齿轮齿条机构传动准确、效率高、寿命长，但加工装配难；组合机构结构复杂。
综上所述，初选方案1，方案9，方案17。
二、工作盘间歇运动机构
方案1 槽轮机构
方案2 外啮合棘轮机构
方案3 摩擦式棘轮机构
方案4 外啮合不完全齿轮机构
方案5 不完全齿轮齿条机构
方案6 圆柱凸轮间歇运动机构
方案1结构简单，效率高，但转角不可太小，有冲击；方案2、3制造方便，转角准确，但易引起冲击磨损；方案4、5从动轮运动转角范围大但加工复杂，
会引起刚性冲击。方案6结构简单，运转可靠，但精度要求高，加工复杂，安装调整困难。
综合考虑，初选方案1，方案4，方案6。
三、扫屑机构
方案2 固定凸轮移动滚子从动件机构
方案3 固定凸轮移动滑块从动件机构
方案1工作平稳，但尺寸较大；方案2运动性能较差，且易磨损；方案3各方面性能较好。
扫屑机构以上三方案性能相差不大，均可待选。
2.3 执行运动机构的形成
方案I:
冲压机构为偏置曲柄滑块机构
模筒转盘为槽轮机构
扫屑机构为导杆-滑块机构
适当选择冲压机构中A点轨迹和确定机构尺寸，可保证构件具有急回，运动和工作段近于匀速的特性，并可使机构工作段压力角尽可能小。
根据工位要求确定槽轮相关参数，可满足工作盘间歇转动。
导杆-滑块机构上下方向长度应大于滑梁行程，其左右高度应能使扫屑刷满足扫除粉煤活动范围。
方案II:
冲压机构为六杆机构
模筒转盘为不完全齿轮机构
扫屑机构为固附加滑块摇杆机构
六杆机构虽具有增力作用，但行程较小，需调整各杆尺寸才能满足滑梁行程要求。
不完全齿轮机构是由普通齿轮机构转化而成的一种间歇运动机构。它与普通齿轮的不同之处是轮齿不布满整个圆周。不完全齿轮机构的主动轮上只有一个或几个轮齿，并根据运动时间与停歇时间的要求，在从动轮上有与主动轮轮齿相啮合的齿间。两轮轮缘上各有锁止弧(见方案4图)，在从动轮停歇期间，用来防止
从动轮游动，并起定位作用。
附加滑块摇杆机构，满足运动变化条件，且工作平稳，效率较高，成本较低但运动尺寸较大。
方案III:
冲压机构为凸轮-连杆机构
模筒转盘为圆柱凸轮间歇运动机构
扫屑机构为固定凸轮移动从动件机构
凸轮-连杆机构结构与前两个方案相比较为复杂，且凸轮部分磨损较大，连杆部分为多杆，为满足行程要求需占较大尺寸。
圆柱凸轮间歇运动机构精度要求高，安装调整均有较大难度。
固定凸轮移动从动件机构对机架的要求较高，工作平稳性较差。且滚子磨损较大，寿命短。
2.4 机构组合方案的确定
经过前述方案评价可知，方案I结构简单，性能可靠，成本低廉，经久耐用，维护容易，操作方便。所以确定该方案是上述三个方案中最为合理的方案。