蜂窝煤成型机设计课程
设计
IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
计算机仿真技术课程设计
设计计算说明书
设计题目：蜂窝煤成型机设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
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使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
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学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
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学位论文版权使用授权书
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日
导师签名：日期：年月日
目录
一设计题目
设计目的 (1)
设计题目 (1)
设计条件及设计要求 (2)
二执行机构运动方案设计
功能分解与工艺动作分解 (2)
方案选择与分析 (3)
执行机构的形成 (16)
机构组合方案的确定 (18)
执行机构尺寸设计 (18)
运动循环图 (24)
机械系统方案设计运动简图 (25)
三传动系统方案设计
传动方案设计 (26)
电动机的选择 (27)
传动装置的总传动比和各级传动比分配 (29)
传动装置的运动和动力参数计算 (30)
四设计小结 (31)
五参考文献 (33)
一设计题目
设计目的
计算机仿真技术课程设计是我们第一次较全面的计算机仿真的初步训练，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，通过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，培养具有初步的机构选型、组合和确定运动方案的能力，进而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，以及利用计算机仿真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。
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构。该成型机工艺动作如图所示：
图1 蜂窝煤成型机设计原理示意图
冲头与脱模盘都与上下移动的滑梁连成一体，当滑梁下冲时冲头将煤粉压成蜂窝煤，脱模盘将已压成的蜂窝煤脱模。在滑梁上升过程中扫屑刷将刷除冲头和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。
设计条件及设计要求
工作机输入功率:
生产率:55块/min
型煤尺寸：Φ×h=100mm×75mm
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
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。
方案选择与分析
一、冲压和脱模机构(上下移动)
方案1
方案2
方案3
方案4
方案5
方案6
方案7
方案8
方案9
方案10
方案11
方案12
方案13
方案14
方案15
方案16
方案17
方案18
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1 附加滑块摇杆机构
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。
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。