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1、 机械原理课程设计机械原理课程设计 冲压式冲压式冲压式冲压式 成型机设计成型机设计成型机设计成型机设计 设计要求和参数设计要求和参数n n生产能力：生产能力：3030次次/分分n n电机：电机：Y180L-8Y180L-8，N=11kwN=11kw，n=730r/minn=730r/minn n如图所示，冲头如图所示，冲头3 3、脱模盘、脱模盘4 4、扫屑刷、扫屑刷4 4、模筒转盘、模筒转盘1 1都都与上下移动的滑梁与上下移动的滑梁2 2连成一体。当滑梁上下冲时，冲连成一体。当滑梁上下冲时，冲头将粉煤冲压成蜂窝煤，脱模盘将已压成的蜂窝煤脱头将粉煤冲压成蜂窝煤，脱模盘将已压成的蜂窝煤脱模。在滑梁
2、上升过程中，扫屑刷将冲头和脱模盘上粘模。在滑梁上升过程中，扫屑刷将冲头和脱模盘上粘着的粉煤刷掉。模筒转盘上均布了模筒，转盘的间歇着的粉煤刷掉。模筒转盘上均布了模筒，转盘的间歇运动时使加料的模筒进入冲压位置，成型的模筒进入运动时使加料的模筒进入冲压位置，成型的模筒进入脱模位置，空模筒进入加料位置。脱模位置，空模筒进入加料位置。n n为改善冲压质量，冲压后应有一段保压时间。为改善冲压质量，冲压后应有一段保压时间。n n为增大冲头压力，减小原动机功率，冲压机应具有增为增大冲头压力，减小原动机功率，冲压机应具有增压功能。压功能。冲压式蜂窝煤成型机冲压式蜂窝煤成型机 典型冲压式蜂窝煤成形机机构运动简图典
3、型冲压式蜂窝煤成形机机构运动简图 为更好的了解冲压式蜂窝煤成型机的工作原理以及机构组成，我们查找了许多相关资料，从中对蜂窝煤成型有了个大概的了解，并萌发出一些自己的想法，为接下来的设计与建模做好了准备。工艺动作分解工艺动作分解 蜂窝煤成型冲压成型冲压成型机械起模机械起模机械清屑机械清屑工位转换工位转换成品输出成品输出冲压机构作直线反复运动冲压机构作直线反复运动起模机构作直线反复运动起模机构作直线反复运动清屑机构完成左右方向的反复运动清屑机构完成左右方向的反复运动槽轮实现工作台的停歇转动槽轮实现工作台的停歇转动将起模后的型煤落在输送带上输出将起模后的型煤落在输送带上输出该机主要由四个机构组成：冲
4、压、脱模往复运动机构、该机主要由四个机构组成：冲压、脱模往复运动机构、扫屑刷扫屑机构、工作台间歇分度机构。扫屑刷扫屑机构、工作台间歇分度机构。设计方案一设计方案一n n 如图所示，该机械系统如图所示，该机械系统的输入为电动机连续转动，的输入为电动机连续转动，冲头、起模盘与传动轴主轴冲头、起模盘与传动轴主轴连成一体。当传动主轴连续连成一体。当传动主轴连续回转的前半个周期，冲头将回转的前半个周期，冲头将粉煤冲压成蜂窝煤，脱模盘粉煤冲压成蜂窝煤，脱模盘将已压成的蜂窝煤脱模。后将已压成的蜂窝煤脱模。后半个周期扫屑刷将冲头和脱半个周期扫屑刷将冲头和脱模盘上粘着的粉煤刷除。工模盘上粘着的粉煤刷除。工作台上
5、均布六个模筒，由槽作台上均布六个模筒，由槽轮机构实现间歇转动。在同轮机构实现间歇转动。在同一时刻，加料模进入冲压模一时刻，加料模进入冲压模位置，成型模进入脱模位置，位置，成型模进入脱模位置，空模筒进入加料位置。空模筒进入加料位置。冲头冲头脱模盘脱模盘扫屑刷扫屑刷 设计方案二设计方案二n n 该设计方案的该设计方案的 特点是偏置曲柄滑特点是偏置曲柄滑块机构执行粉煤冲块机构执行粉煤冲压成型动作，由另压成型动作，由另一曲柄滑块机构的一曲柄滑块机构的演变机构将成品顶演变机构将成品顶出。由凸轮机构把出。由凸轮机构把送入煤粉和输出成送入煤粉和输出成品合并为一个动作，品合并为一个动作，在把成品推出工作在把成
6、品推出工作台的同时将下一工台的同时将下一工作循环的粉煤送至作循环的粉煤送至模筒。模筒。设计方案三设计方案三n n 该方案的特点该方案的特点n n是由双轴伸发动机是由双轴伸发动机带动两侧蜗杆涡轮带动两侧蜗杆涡轮传动，通过两组凸传动，通过两组凸轮配合将粉煤挤压轮配合将粉煤挤压成蜂窝煤。在煤饼成蜂窝煤。在煤饼上模，左右模脱开上模，左右模脱开的时候，平行四边的时候，平行四边形两曲柄上接的两形两曲柄上接的两推板运行到工作台推板运行到工作台表面，同时分别将表面，同时分别将成型煤饼和煤料送成型煤饼和煤料送到位。到位。方案比较方案比较 由于该机主要在城镇农村使用，应力求结构简单、操作方由于该机主要在城镇农村使
7、用，应力求结构简单、操作方便、成本低廉，为了提高工作效率，拟采用多工位工作方便、成本低廉，为了提高工作效率，拟采用多工位工作方式，使加料、冲压、起模三个工步同时在转盘工作台上实式，使加料、冲压、起模三个工步同时在转盘工作台上实现，由此需要实现工作台的间歇转动。现，由此需要实现工作台的间歇转动。上述蜂窝煤三个设计方案，方案一采用凸轮机构，用凸轮远休轮廓上述蜂窝煤三个设计方案，方案一采用凸轮机构，用凸轮远休轮廓上述蜂窝煤三个设计方案，方案一采用凸轮机构，用凸轮远休轮廓上述蜂窝煤三个设计方案，方案一采用凸轮机构，用凸轮远休轮廓来实现保压时间。为考虑冲压成型的质量，冲压后应有保压时间。为来实现保压时间
8、。为考虑冲压成型的质量，冲压后应有保压时间。为来实现保压时间。为考虑冲压成型的质量，冲压后应有保压时间。为来实现保压时间。为考虑冲压成型的质量，冲压后应有保压时间。为增大冲头压力，减小原动机的功率，冲压机构有增压功能。增大冲头压力，减小原动机的功率，冲压机构有增压功能。增大冲头压力，减小原动机的功率，冲压机构有增压功能。增大冲头压力，减小原动机的功率，冲压机构有增压功能。故采用设计方案一。故采用设计方案一。故采用设计方案一。故采用设计方案一。最终选定方案最终选定方案n n设计方案一设计方案一设计方案一设计方案一 n n冲压成型采用凸轮机构冲压成型采用凸轮机构n n脱模采用脱模采用六杆增压机构六
9、杆增压机构n n清屑采用曲柄摇杆机构清屑采用曲柄摇杆机构n n工位转换采用槽轮机构工位转换采用槽轮机构创新点：创新点：创新点：创新点：11一次冲压两个蜂窝煤，提高生产效益和效率。一次冲压两个蜂窝煤，提高生产效益和效率。一次冲压两个蜂窝煤，提高生产效益和效率。一次冲压两个蜂窝煤，提高生产效益和效率。22采用蜗杆涡轮取代带轮传动，减速效果明显。采用蜗杆涡轮取代带轮传动，减速效果明显。采用蜗杆涡轮取代带轮传动，减速效果明显。采用蜗杆涡轮取代带轮传动，减速效果明显。33将滑梁替换成连续回转的传动主轴，舍去曲柄将滑梁替换成连续回转的传动主轴，舍去曲柄将滑梁替换成连续回转的传动主轴，舍去曲柄将滑梁替换成连
10、续回转的传动主轴，舍去曲柄 带动滑梁这一机构。带动滑梁这一机构。带动滑梁这一机构。带动滑梁这一机构。44扫屑刷由滑梁驱动转变为随工作台转动的曲扫屑刷由滑梁驱动转变为随工作台转动的曲扫屑刷由滑梁驱动转变为随工作台转动的曲扫屑刷由滑梁驱动转变为随工作台转动的曲 柄滑块机构，取代了机架上的盘形凸轮机构，节省柄滑块机构，取代了机架上的盘形凸轮机构，节省柄滑块机构，取代了机架上的盘形凸轮机构，节省柄滑块机构，取代了机架上的盘形凸轮机构，节省 了空间，使结构更紧凑。了空间，使结构更紧凑。了空间，使结构更紧凑。了空间，使结构更紧凑。55冲头与脱模盘的运动相互独立。冲头与脱模盘的运动相互独立。冲头与脱模盘的运
11、动相互独立。冲头与脱模盘的运动相互独立。最终方案机构运动简图最终方案机构运动简图机构选用机构选用n n蜗杆涡轮机构 实现较大传动比，将电机实现较大传动比，将电机输出转速转换成工作转速输出转速转换成工作转速n n传动比 24:1n n凸轮机构（冲压机构）0 0 9090 近休近休 80mm80mm90 90 180180 修正正弦修正正弦180180 240240 远休远休 191mm191mm240 240 360360 等加速曲线等加速曲线 凸轮偏置凸轮偏置 e=50mme=50mm冲头 凸轮调整方便，可获得任意运动规律，可精确控制，但受力特性较差。保压时间明显，并可有急回特性。六杆增压机构
12、（脱模机构）具有急回特性与增压效果具有急回特性与增压效果 压时间可较长，增力压时间可较长，增力压时间可较长，增力压时间可较长，增力较强，但计算复杂。较强，但计算复杂。较强，但计算复杂。较强，但计算复杂。槽轮机构实现工作台的间歇转动实现工作台的间歇转动转动比转动比 3:13:1 结构比较简单，工作可靠啮入和啮出比较的平稳，有柔性冲击；多用于转动运动，每次槽轮转角不小于45度。机构应用的也比较的广泛。输输送送带带连连续续运运动动冲冲头头向向下下冲冲头头停停工工作作转转工工停停刷刷停停扫扫屑屑090180270运动循环图运动循环图执行系统协调设计冲冲头头向向上上冲冲头头停停 台台动动作作台台扫扫屑屑
13、刷刷扫扫屑屑建模建模电机电机凸轮机构六杆增压机构 蜗杆涡轮机构槽轮机构装配体装配体爆炸动画爆炸动画仿真分析仿真分析蜂窝煤冲头位移仿真分析蜂窝煤冲头蜂窝煤冲头蜂窝煤冲头速度仿真分析蜂窝煤脱模盘加速度仿真分析槽轮角速度槽轮角速度槽轮角速度槽轮角速度仿真分析槽轮角加速度槽轮角加速度槽轮角加速度槽轮角加速度仿真分析机构三维仿真动画机构三维仿真动画参考资料参考资料n n裘建新裘建新 主编主编 机械原理课程设计指导书机械原理课程设计指导书 北京北京 高等教育出版社高等教育出版社 20052005n n孙恒、陈作模孙恒、陈作模 主编主编 机械原理（第六版）机械原理（第六版）北京北京 高等教育出版社高等教育出
14、版社 2001 2001 n n邹慧君邹慧君 主编主编 机械原理课程设计手册机械原理课程设计手册 北京北京 高等教育出版社高等教育出版社 19981998n n洪允楣洪允楣 主编主编 机构设计的组合及变异方法机构设计的组合及变异方法 北京北京 机械工业出版社机械工业出版社 19821982n n殷鸿梁殷鸿梁 朱邦贤朱邦贤 主编主编 间歇运动机构设计间歇运动机构设计 上海上海 上海科学技术出版社上海科学技术出版社19951995n n赵韩赵韩 主编主编 凸轮设计凸轮设计 北京北京 高等教育出版社高等教育出版社 19931993n n郑建荣郑建荣 主编主编 ADAMS-ADAMS-虚拟样机技术入门与提高虚拟样机技术入门与提高 北京北京 机械工业出版社机械工业出版社 20012001