电瓷帽坯件机课设概要Word格式.docx
- 文档编号:13185255
- 上传时间:2022-10-07
- 格式:DOCX
- 页数:31
- 大小:1.84MB
电瓷帽坯件机课设概要Word格式.docx
《电瓷帽坯件机课设概要Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电瓷帽坯件机课设概要Word格式.docx(31页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
手工制帽的主要步骤如下:
(1)将土壤适当加水拌匀(含水率18%~22%,凭经验鉴别,能用手握成团,落地就散即可);
(2)将拌好的土壤放入模中(图2a);
(3)用冲头将土壤冲压紧,冲头下部有一凸头,以便形成电瓷帽的凹孔(图2b);
(4)再将模子托起,冲出电瓷帽坯件(图2c)。
图2手工制造电瓷帽坯件的工艺流程
这种制帽方法劳动强度大、效率低,帽的质量难以保证。
如采用机器制帽,不仅工效高,质量和尺寸都能得到保证,而且能减轻或节省人工劳动。
电瓷帽坯件机的工艺原理是冲压成型,工艺方法和路线是半自动圆弧型,其工艺流程框图见图3。
图3电瓷帽坯件机的工艺流程框图
图4电瓷帽坯件机执行系统的工作原理
2.执行系统的工作原理和运动要求
电瓷帽坯件机执行系统的工作原理见例1图4。
运动和动力由电机经传动系统传到执行系统,执行系统有三部分组成:
一是实现搅拌箱内土壤搅拌的搅拌叉(执行构件);
二是带动模孔转位的转盘(执行构件);
三是实现冲压和冲出电瓷帽坯件的曲柄滑块机构(执行机构)。
执行系统的运动要求如下:
(1)拌料、喂料、刮除余料将土壤在搅拌箱内充分拌匀,填入模孔后刮平。
搅拌箱内的搅拌叉可同时起填料推杆和刮平板的作用,它在搅拌箱内作连续回转运动。
(2)物料输送和各工序转移转盘上的模孔数至少应有四个,其工艺职能分别为待料、填料、成型和冲出。
转盘与模孔作间歇回转运动,由控制系统控制其回转速度的快慢和停顿,实现物料输送和各工序之间的转移
(3)电瓷帽坯件的成型和冲出两冲头作直线往复运动,在模孔中将土壤挤压成型和冲出电瓷帽坯件,成型冲头比冲出冲头的工作行程要长,其差值取决于电瓷帽坯件的尺寸、土壤的土质和湿度,以及所用执行机构的杆长关系等。
(4)协调配合关系两冲头在模孔中运动时,转盘应静止;
当两冲头脱离模孔后,转盘才可带动物料作工序转移,并且转盘的转速与搅拌转速要协调,以便填料。
3.传动系统方案设计
电瓷帽坯件机传动系统方案设计的关键是如何使模孔的转位、定位与冲头上下移动的动作彼此协调配合。
下面给出传动系统的两种设计方案。
方案一图5所示
图5电瓷帽坯件机传动系统方案一
1—电机2—小带轮3—带4—大带轮5—齿轮56—偏心轮7—锥齿轮78—锥齿轮89—搅拌叉10—搅拌箱11—齿轮1112、13—连杆14—滑杆15—锥齿轮1516—锥齿轮1617—定位销18—齿轮1819—牙嵌式离合器20—从动件滚子21—弹簧22—端面凸轮
其传动路线有四路:
①电机经轴Ⅰ→V带传动经轴Ⅱ→齿轮7、8经轴Ⅳ→搅拌叉9转动
②电机经轴Ⅰ→V带传动经轴Ⅱ→齿轮5、11经轴Ⅲ→齿轮15、16经轴Ⅴ→端面凸轮22→离合器合a、b合上→齿轮18、23→转盘转动
③电机经轴Ⅰ→V带传动经轴Ⅱ→齿轮5、11经轴Ⅲ→齿轮15、16经轴Ⅴ→端面凸轮22→离合器合a、b分离→转盘定位
④电机经轴Ⅰ→V带传动经轴Ⅱ→齿轮5、11经轴Ⅲ→曲柄滑块机构→冲头24、25上下移动
图中端面凸轮22与轴Ⅴ用导向键联接,牙嵌式离合器19的上部分a与凸轮固定联接,下部分b与齿轮18固定联接,且都空套在轴Ⅴ上。
当端面凸轮在静止着的从动件滚子20的强制下向上抬起,压缩弹簧21,则离合器a、b两部分处于脱开状态,齿轮18不转动;
当凸轮继续转到凹面与滚子接触时,凸轮在弹簧作用下往下移动,使离合器a、b两部分啮合,这时齿轮18带动转盘23转动。
当转盘转到另一工位时,凸轮的凸面又与滚子接触,此时离合器再次脱开,齿轮18又停止转动,转盘被定位销17销住。
在转盘停顿的时间内,压紧冲头25和冲出冲头24在模孔中上下往复移动一次,完成压紧和冲出一个电瓷帽坯件动作。
如此反复循环运动,转盘旋转一周,制成6个电瓷帽坯件(转盘上均布6个模孔)。
方案二图6所示。
图6电瓷帽坯件机传动系统方案二
1—电机2—小带轮3—带4—大带轮5—齿轮56—齿轮67—锥齿轮78—锥齿轮89—齿轮910—搅拌叉11—搅拌箱12—模孔转盘及转盘齿轮1213—偏心轮14—连杆16—冲头座17—调整螺钉座18—调整螺钉19—冲头
其传动路线有三路:
①电机经轴Ⅰ→V带传动经轴Ⅱ→齿轮5、6经轴Ⅲ→齿轮7、8经轴Ⅳ→搅拌叉9转动
②电机经轴Ⅰ→V带传动经轴Ⅱ→齿轮5、6经轴Ⅲ→齿轮7、8经轴Ⅳ→齿轮9、12→转盘转动
③电机经轴Ⅰ→V带传动经轴Ⅱ→齿轮5、6经轴Ⅲ→曲柄滑块机构→冲头上下移动
图中两个冲头固定在冲头座16上,冲头座空套在滑轴Ⅴ上。
偏心轮13经连杆14带动冲头作上下运动,完成压紧和冲出动作。
当冲头进入模孔后,随转盘12一起转动;
当冲头退出模孔后,由于扭转弹簧15的作用,冲头又迅速回到原来的位置。
调整螺钉座17固定在轴Ⅴ上,调节螺钉座上的螺钉18,就可调整冲头角位移的起始位置,以便使冲头准确地进入模孔。
方案一的传动系统较复杂,转盘的间歇转位与定位采用了端面凸轮与离合器,且转盘的间歇运动直接影响工效的提高。
方案二的冲头座部分结构稍复杂,转盘与轴之间的磨损也较快,但其他方面都优于方案一。
因压制电瓷帽坯件的压力较小,压紧和冲出机构可以设计得简单一些,所以电瓷帽坯件机传动系统的设计选用方案二。
4.总体布局(图7)
图7电瓷帽坯件机总体布局
1—电机2—小带轮3—V带4—电机支架5—大带轮6—电机支架拉杆7—搅拌箱8—扭转弹簧9—冲头座10—冲出冲头及冲出杆11—模孔转盘齿轮1212—滑动轴V13—连杆14—偏心轮15—轴III16—锥齿轮817—锥齿轮718—轴I19—大齿轮620—轴II21—小齿轮522—机架23—轴IV24—小齿轮925—搅拌叉26—压紧冲头及压紧杆
图8电瓷帽坯件机的运动循环图
第二部分技术设计
一.运动设计与动力计算
1.电动机功率的选择
电瓷帽坯件机的功率消耗主要有三部分。
1)压紧呵冲出坯件时所作的功—主要为压紧时消耗功率模孔转盘的转速n转盘(假定有6个模孔在转盘上)
转盘每转一圈,冲头做上下6次往复运动,偏心轮转速为n偏
设偏心轮偏心距e=80mm,则冲头最大位移速度V冲max为
估计压紧冲头工作时所受平均压力F压紧=1000N。
由运动循环图得知,冲头速度曲线上的a点对应于压紧冲头向下开始压紧土壤的速度,该偏心轮相应的角位移为,
则有从而得到压紧冲头所消耗功率为
考虑冲出过程所耗功率,以及两冲头随模孔转盘一起转动时与模孔内壁间的上下摩擦所耗功率,
取
2)转盘转动时要克服滑轴Ⅴ与转盘间的滑动摩擦,以及带动两冲头转动时克服的扭转弹簧力,估计所耗功率为。
因搅拌器转速较低,估计所消耗功率为总功率为:
估计传动系统总机械效率为,则电机的功率至少应
选用Y系列小型三相异步电机,根据《Y系列(IP44)三相异步电动机技术条件》选用Y90s-4型,其功率为
其主要技术数据、外形尺寸及安装尺寸见下表:
型号
额定功率
满载转速
最大转矩
额定转矩
重量Kg
Y90s-4
1.1
1400
2.1
22
外形尺寸
中心高
mm
H
安装尺寸
轴伸尺寸
平键尺寸
90
2.确定各传动机构的传动比
电瓷帽坯件机的传动路线分为外传动路线和内传动路线两条
1)外传动路线由电机、带传动、直齿圆柱齿轮5和6、曲柄(偏心轮13)滑块(滑轴Ⅴ)机构组成。
因为,
则外传动链总传动比为
考虑带传动的传动比不宜太大,故传动比分配为i带=4.45,.55。
2)内传动路线由偏心轮13、圆锥齿轮7和8、直齿圆柱齿轮9及转盘齿轮12组成。
当偏心轮转6圈时,要求转盘转一圈,其总传动比为
现在取,,即小齿轮9的转速与偏心轮13的转速相同。
对搅拌叉兼刮板10的转速没有严格要求,为简化机构,定其转速与与齿轮9相同,装在同一根轴上。
3.计算各轴的转速和功率
1)各轴的转速
2)各轴的功率
查机械设计手册,效率,,,,
a)转盘所需功率
(前面确定)
b)轴Ⅳ所需功率
c)轴Ⅲ所需的功率
d)轴Ⅱ所需的功率
e)轴Ⅰ所需的功率
故所选电机型号满足工作要求。
二.机构设计与强度校核
1.模孔转盘的结构设计
转盘上有6个均匀布置的模孔,根据电瓷帽坯件的高度尺寸,现在确定模孔的高度孔径。
转盘材料为HT250,由于强度较低,孔与外圆之间的壁厚不宜太薄取10mm,孔与孔之间的壁厚取15mm,转盘尺寸见下图
2.转盘齿轮的结构与尺寸
1)选择材料、热处理、精度等及齿数
电瓷帽坯件机属于一般电瓷机械,可选用常用材料及热处理。
带动转盘的齿轮12与转盘做成一体,材料都是HT250,硬度值为170~241HBW,取硬度为220HBW,而与其配合的小齿轮9采用45号钢,调质处理,硬度值为229~286HBW,取硬度值为245HBS,两齿轮的工作齿面硬度之差为25HBW,合适。
选择齿轮精度为8级精度(GB10095-88)
选择,对传动比误差控制在小于3%范围内,要求不高的开式传动,应使两齿轮齿数互为质数,但考虑到电瓷帽坯件机的转盘转位与冲头的上下移动有严格的传动配合关系。
因此
2)按齿根弯曲疲劳强度设计确定模数
齿根弯曲疲劳强度设计公式为:
对开式传动齿宽系数取
载荷系数
取,则扭矩为:
查得齿形系数,
弯曲疲劳极限应力,
并比较
取两者较大值代入计算公式:
考虑为补偿因磨损而造成的齿轮强度削弱,将按齿根弯曲疲劳强度计算所得的模数加大20%左右,因此取
齿轮9与齿轮12的相关尺寸
分度圆直径
齿顶圆直径
齿根圆直径
齿宽
圆整后取
中心距
压力角
齿顶高()
齿根高
()
全齿高
小齿轮,应做成实心结构,其孔径由与其相配合的轴的结构尺寸确定。
大齿轮,应做成轮辐式结构。
由于它和转盘做成一体,六个模孔刚刚好可以作为齿轮辐板上的孔,中心孔直径由滑轴Ⅴ的直径决定。
在决定齿轮尺寸时,还要考虑搅拌箱的尺寸结构,如果两齿轮的中心距太小,则搅拌箱尺寸会受到影响,上面确定的对搅拌箱来说是合适的。
3.偏心轮和滑动轴位移尺寸的确定
1)偏心距和连杆长度
由传动方案简图可见,滑轴V上下往复运动的行程S应等于模孔
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电瓷帽坯件机课设 概要