机械原理课程设计

说明书。学院：机电专业：机械工程及自动化

班级设计者：

学号：指导教师：

年月号。冲压式蜂窝煤成型机运动方案设计。

一冲压式蜂窝煤成型机的功能和设计要求。

1功能。冲压式蜂窝煤成型机是我国城镇蜂窝煤生产厂的主要生产设备，因其成型性能好，经久耐用，维修方便等特点而被广泛应用。

为实现蜂窝煤可以冲压成型，冲压式蜂窝煤成型机应完成六个动作：

1）煤粉加料。

2）冲头将煤饼冲压成型

3）将模筒内的蜂窝煤脱模。

4）清洁冲头积屑的扫屑运动。

5）模筒转盘的间歇运动。

6）将成型的蜂窝煤输出。

2设计要求及原始数据。

1）冲压式蜂窝煤成型机生产能力为30次/min,煤高度120mm.

2）如图所示冲头，脱模盘，扫屑刷及模

筒转盘的相互位置。冲头和脱模盘上下。

移动的滑梁连成一体，当梁下冲时冲头。

将煤粉压成蜂窝煤同时脱模盘将以压成。

的蜂窝煤脱模。滑梁上升过程中扫屑刷。

将冲头和脱模盘上的煤屑扫落。

3）为了改善蜂窝煤冲压成型质量，希望冲压机构有一定保压时间。

4）由于冲压时冲头压力较大，其压力变化近似认为冲程的一半进入冲压，压力成线性变化，又零值至最大值，因此希瓦办公机构增力机构用来减小机器的速度波动和原动机的功率。

5）驱动电机采用n=11kw ，转速n=710r/min

二机构运动循环图

对于冲压式蜂窝煤成型机的六个动作中加料和传输较简单不加于考虑。冲压和脱模由同一机构完成，故循环图主要考虑冲压脱模机构，扫屑刷，模筒转盘三者间的先后顺序及相位关系。如图，冲头和脱模盘由行程和回程组成。

要求扫屑刷和模筒转盘均在冲头和脱模盘回程的后半段和行成的前半段完成。

三执行机构选型及评定。

根据冲头和脱模盘的，模筒转盘，扫屑刷三个构件的运动要求和结构特点，列出执行机构的性态矩阵。

根据执行机构形态学矩阵选择三种机构的具体构件。

1冲压和脱模盘机构。

1）采用对心曲柄滑块机构，结构简单，效率高运动比较稳定，适宜选用。

2）采用偏置曲柄滑块机构，具有急回特性，可用来节省回程时间提高效率，此机构转速较高，考虑简单原则不采用此机构。

3）采用六杆机构，其结构较复杂，计算困难不予采用。

2扫屑机构。

1）附加滑块遥杆机构，它可节省用动空间，但其运动复杂，对整个机构的协调运动不利，不宜采用。

2）固定移动凸轮移动从动件机构，整体协调性很好，运动简单，符合此机构要求，扫屑机构适合采用此机构。

下图为两种扫屑机构简图。

3模筒转盘间歇机构。

1）槽轮机构，设计简单，易于控制间歇时间，节省空间，适宜选用。

2）不完全齿轮机构，根据间歇时间来设计齿数，达到间歇的效果，相比槽轮较复杂。

3）凸轮式间歇机构，占用空间大，费用较高，不适用于高速运动，故不采用。

四机械运动方案的选择与评定。

方案一：冲压机构为对心曲柄滑块，扫屑机构为固定移动凸轮移动从动件机构，模筒转盘机构为槽轮机构。

方案二：冲压机构为偏置对心曲柄滑块，扫屑机构为附加滑块遥杆机构，模筒转盘机构为不完全齿轮机构。

经过讨论，方案一名现优越于方案二，其制造成为能够本低，运转平稳，能和很好的实现生产目的，所以我们采用方案一为冲压式蜂窝煤成型机的机械运动方案。

五执行机构运动尺寸设计。

为实现具体运动要求，必须对带传动，齿轮传动，曲柄滑块机构，槽轮机构和扫屑机构进行运动学计算。

根据驱动电机的转速和蜂窝煤成型机的生产能力可知总的传动比i总=n电机/n主轴=23.667，机械系统第一级为带传动，传动比为4.733，第二级是直齿圆柱齿轮传动，其传动比为5。

1带传动计算。

1)计算功率pc , 取ka=1.5 pc=ka*p=16.5kw,生产能力30次/min，s=300mm,f=110kn所以p=0.5fs=p阻t,p阻=pc故可运行。

2)选择带的型号，由pc和主轴转速n确定带的型号为c型v带。

3）确定代轮直径d1，d2取d1=200mm。d2=4.733 *d1=946.6mm

4)确定中心距a0 0.7(d1+d2)≤a0≤2(d1+d2)

802.66mm≤a0≤2293.2mm

取a0等于1500mm

2齿轮传动计算。

取z1=22 z2=i*22=5*22=110 按钢制齿轮进行强度计算，模数m=5mm, d1 =z1m=110mm d2 =z2m =550mm其余尺寸带入公式可直接计算。

3曲柄滑块机构的计算。

r=s/2,冲压式蜂窝煤成型机中s取300mm

r=150mm λ=0.157 l=r/λ=150/0.157=955.41mm

4槽轮机构的计算。

1）槽数z=6

2）中心距a=300

3)圆销半径r=30mm

4)槽轮每次转位时主动件的转角为2α=180（1-2/z）=120度。

5）槽间角2β=360/z=60度。

6）主动件圆销中心半径r1 r1=asinβ=150mm

7) r1与a 的比值λ λr1/a =sinβ=0.5

8)槽轮外圆半径 r2= （acosβ）2 +r2 ）1/2=262mm

9)槽轮深度h h≥ a(λ+cosβ-1 ) r=79.8 取h=80mm

10)运动系数k k=(z-2)/2z=0.5

5扫屑凸轮机构计算。

三角劈宽度差d=300mm高度h应大于横梁行程s,取h=350mm

七机械运动方案简图。

图一。图二。

八参考文献。

机械原理课程设计》主编师忠秀王继荣。

机械原理主编孙恒陈作模。

牛头刨床的运动、动力分析。

一、任务

根据牛头刨床的机构简图及必要的数据，进行机构的运动学和动力学分析，并绘出刨头的位移、速度、加速度和曲柄平衡力矩的曲线。

二、已知条件。

1．机构运动简图：

2．机构尺寸：

a=270mm,b=520mm,550mm, =100mm

3．刨头行程和曲柄转速：

h=250mm

27（r/min）

4．刨头的切削阻力。

工作行程始终为f=1000（n）;

空程为0。三、作业要求。

1、推导出刨头，，的数学表达式。

2、推导出曲柄所加平衡力矩的数学式。

3、打印出由0 ~每变化时的和的数值，绘出相应曲线。

4、打印计算程序及其说明。

四、计算过程及推导过程：

1建立模型：

在坐标系中：

向量 ca+ab=cb (1)

ab=cb

ac+ab=cb

则： cb=

(1)式对时间求导得：

用点积式两端消去，得：

用点积式（2）两端，得：

对（2）时间求导，并用点积求导式得：

在cdef中：向量cd+de=cf+fe （3）则：

对（3）式时间求导：

分别用j ,e点积上式，得：

对（4）式求导，并用点积所求的式子，得到：

有机构简图知道：ac=270 mm cd=550 mm de=100 mm cf=520 mm

mm）2曲柄所加平衡力矩：

由于驱动力所做的功等于阻力所做功。

其它此方法求出的结果中，当时，，上面的某些推导无意义，故需单独计算。

创新机械设计———车门开启机构。

一产品用途及特点。

我设计的是门的自动开关控制机构，它可以用在公共汽车地铁站入口等公共场所，其结构简单，初步实现了自动化控制，这里共提供了两种方案，下面将对其优缺点进行逐一分析。

二工作原理及简图。

1 ）方案一应用的是四杆机构，主要是由a点的左右运动实现车门mn开启及闭合动作，如图所示两扇门受力点均在门的转轴附近造成力臂太小，且只由一方单独控制，故要完成开启动作需要a点提供很大力才能实现，容易致使杆件的破坏，这是此方案最大不足。其次门开启时是以m处的铰链为中心转动，带来的后果是容易夹伤乘客。

方案一方案二同样也是由四杆机构实现的，针对于方案一有所不同的是它采用是两边同时制动，缓解了单边载荷过大的问题。开启过程是由e点绕b点转动从而带动mn的整体来实现的，照顾到了乘客的安全问题。综合考虑此方案效果较好。

方案二。2）尺寸设计。

方案一 ∠amn=∠cmn=55度 am=bm=cd=20cm

ac=84cm

方案二 ∠abe=∠dcf=125度 ab=cd=15cm

be=cf=30cm mn=35cm

三基本思路及创新点。

机构基本建立在双摇杆的基础之上，针对于方案一诸多不足，做出了相应改进，提出了方案二，将两扇门改为双边单独控制，并将门的开启轨迹进行了合理化。

#include <>

main(){

double pi=3.14159,a0,a1,a3,a4,m,ab,cb,w1,w3,w4,v3,a3,xe,ae,ve;

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