南昌航空大学机械设计教研部。
一、设计题目：蜂窝煤成型机。
二、工作原理。
滑梁作往复直线运动，带动冲头和卸煤杆完成压实成型和蜂窝煤脱模动作。工作盘上有五个模孔，ⅰ为上料工位，ⅲ为冲压工位，ⅳ为卸料工位，工作盘间歇转动，以完成上料、冲压、脱模的转换。扫屑刷在冲头和卸煤杆退出工作盘后，在冲头和卸煤杆下扫过，以清除其上的积屑。
此外，还有型煤运出的输送带部分。
三、原始数据及设计要求。
1、技术参数。
2、工作条件。
1） 载荷有轻微冲击，一班制。
2） 使用期限：十年，大修期为三年。
3） 生产批量：小批量生产（少于十台）
4） 动力**：电力，三相交流（220v/380v）
5） 转速允许误差：±5%
四、设计任务。
分析冲头、工作盘和扫屑机构的方案。
拟定执行机构方案，画出总体机构方案示意图。
画出执行机构运动循环图。
传动机构和执行机构尺寸设计，画出总体机构方案图，并标明主要尺寸。
画出机构运动简图。
五、设计说明书包括的主要内容。
注：设计说明书装钉顺序（必须严格按规定的格式装钉，格式不合格视为不通过，统一用a4纸书）
封面（全班统一）
设计任务书（统一用a4复印纸）
1．目录。2．设计题目。
3．工作原理。
4．原始数据。
5．执行部分机构方案设计。
分析冲头、工作盘和扫屑机构的方案。
拟定执行机构方案。
执行机构运动循环图。
6．初定电机转速及传动装置方案。
7．执行机构尺寸设计。
8．传动装置总体设计。
1）选择电动机。
2）计算总传动比，并分配传动比。
9．传动件的设计计算(可简略)
10. 设计小结。
11．参考文献（列出与机构运动学设计、机械设计相关的文献，不少于2篇。）
12. 机构运动简图 ( 应画出运动循环图上0o对应的状态， 并标出关键尺寸 )
指导教师：_熊丽娟___
附件1冲压式蜂窝煤成型机的运动方案设计。
一、冲压式蜂窝煤成型机的功能和工艺动作。
1、功能及工作原理。
冲压式蜂窝煤成型机是我国城镇蜂窝煤（通常又称煤饼，在圆柱形饼状煤中冲出若干通孔）生产厂的主要生产设备，它将煤粉加入转盘上的模筒内，经冲头冲压成蜂窝煤。
滑梁作往复直线运动，带动冲头和卸煤杆完成压实成型和蜂窝煤脱模动作。工作盘上有六个模孔，ⅰ为上料工位，ⅲ为冲压工位，ⅳ为卸料工位，工作盘间歇转动，以完成上料、冲压、脱模的转换。扫屑刷在冲头和卸煤杆退出工作盘后，在冲头和卸煤杆下扫过，以清除其上的积屑。
此外，还有型煤运出的输送带部分。
2、工艺动作分解。
根据以上分析，为了实现蜂窝煤冲压成型，冲压式蜂窝煤成型机要求完成的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）模筒转模间歇运动：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。因此，冲压式蜂窝煤成型机运动方案设计重点考虑冲压和脱模机构、扫屑机构和模筒转盘间歇转动机构这三个机构的选型和设计问题。
二、根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图。
对于冲压式蜂窝煤成型机运动循环图主要是确定冲压和脱模盘、扫屑刷、模筒转盘三个执行构件的先后顺序、相位，以利对各执行机构的设计、装配和调试。
冲压式蜂窝煤成型机的冲压机构为主机构，以它的主动件的零位角为横坐标的起点，纵坐标表示各执行构件的位移起止位置。
图2表示冲压式蜂窝煤成型机三个执行机构的运动循环图。冲头和脱模盘都由工作行程和回程两部分组成。模筒转盘的工作行程在冲头的回程后半段和工作行程的前半段完成，使间歇转动在冲压以前完成。
扫屑刷要求在冲头回程后半段至工作行程的前半段完成扫屑运动。
三、执行机构的选型。
冲压式蜂窝煤成型机应考虑三个机构的选型和设计；冲压和脱模机构、扫屑机构和模筒转盘的间歇运动机构。
冲压和脱模机构可采用对心曲柄滑块机构、偏置曲柄滑块机构、六杆冲压机构；扫屑机构可采用附加滑块摇杆机构、固定移动凸轮－移动从动件机构；模筒转盘间歇运动机构可采用槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构。
图3表1为执行机构的形态学矩阵。
表1 三执行机构的形态学矩阵。
图3（a）表示附加滑块摇杆机构。利用滑梁的上下移动使摇杆ob上的扫屑刷扫除冲头和脱模盘底上的粉煤屑。图3（b）表示固定移动凸轮利用滑梁上下移动使带有扫屑刷的移动从动件顶出而扫除冲头和脱模盘底上的粉煤屑。
四、机械传动系统的传动比和减速机构。
根据选定的驱动电机转速和冲压式蜂窝煤成型机的生产能力。它们的机械传动系统的总传动比为：
机械传动系统的第一级采用带传动，其传动比为4.866，第二级采用齿轮传动，其传动比为5。
五、画出机械运动方案简图。
按已选定的三个执行机构的型式及机械传动系统，画出冲压式蜂窝煤成型机的机械运动示意图。其中三个执行机构部分也可以称为机械运动方案示意简图。如图4所示，其中包括了机械传动系统、三个执行机构的组合。
如果再加上加料机构和输送机构，那就可以完整地表示整台机器的机械运动方案图。
有了机械运动方案图，就可以进行机构的运动尺寸设计计算和机器的总体设计。
六、对机械传动系统和执行机构进行尺寸计算。
为了实现具体的移动要求，必须对带传动、齿轮传动、曲柄滑块机构（冲压机构）、槽轮机构（模筒转盘间歇运动机构）和扫屑凸轮机构进行运动学计算，必要时还要进行动力学计算。
1、带传动计算。
2、齿轮传动计算。
3、对心式曲柄滑块机构计算。
假设冲压式蜂窝煤成型机的滑梁行程s=300mm，曲柄与连杆长度比，即连杆系数为λ＝0.175，则曲柄半径为：
连杆长度为：
4、槽轮机构计算。
1）槽数按工位要求选定为6。
2）中心距按结构情况确定。
3）圆销半径按结构情况确定。
4）槽轮每次转位时主动件的转角
5）槽间角
6）主动件圆销中心半径
7）与的比值
8）槽轮外圆半径
9）槽轮槽深 ， 取。
10）运动系数。
5、扫屑凸轮机构计算。
固定凸轮采用斜面形状，其上下方向的长度应大于滑梁的行程s，其左右方向的高度应能使扫屑刷满足扫除粉煤的活动范围。具体按结构情况来设计。
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