課程設計----加熱爐自動裝料機的設計

1、<p>　　機械設計學 課程設計</p><p>　　院 （系）： 機械工程學院 </p><p>　　2010年 7月11日</p><p>　　加熱爐自動裝料機的設計 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 設計任務 &

2、lt;/b></p><p>　　1目的及意義…………………………………………………………….1</p><p>　　1.2設計要求………………………………………………………………………..2</p><p>　　第二章 功能原理設計</p><p>　　2.1總功能…………………………………………………………………………….3<

3、/p><p>　　2.2功能分析………………………………………………………………………..3</p><p>　　2.3方案及評價…………………………………………………………………….4</p><p>　　第三章 選定方案的詳細說………………………………………………..10</p><p>　　第四章機械系統(tǒng)方案設計</p>&l

4、t;p>　　4.1總體功能機械系統(tǒng)設計方案…………………………...............11</p><p>　　第五章 結束語…………………………………………………………………..13</p><p>　　參考文獻…………………………………………………………………………….15</p><p><b>　　附錄</b></p&

5、gt;<p>　　第一章 設計任務</p><p><b>　　1.1目的及意義</b></p><p><b>　　一﹑目的</b></p><p>　　《機械設計學》課程設計是《課程設計學》課程的一個主要實踐環(huán)節(jié)，也是機械設計及其自動化方向學生全面的應用該課程基礎理論與專業(yè)進行設計的一次綜合訓練。通過

6、課程設計﹑以功能設計結構設計和商品化設計為核心內容，初步樹立正確的設計思想，掌握機械產品形成過程，培養(yǎng)在掌握現代化設計技術的基礎上更加創(chuàng)造性地從事設計工作的能力和思想。</p><p>　　該機器用于向加熱爐內送料。裝料機由電動機驅動，通過傳動裝置使裝料機推桿做往復移動，將物料送入加熱爐內。</p><p><b>　　二、意義</b></p><

7、p>　　加熱爐自動裝料機可在無人看管的情況下實現自動送料，這樣既省時又省力，大大提高工作效率，因此加熱爐裝料機在工業(yè)生產中的使用越來越廣泛。</p><p><b>　　1.2設計要求</b></p><p><b>　　一、任務</b></p><p>　　完成向加熱爐內自動送料。</p><p

8、><b>　　1</b></p><p><b>　　二、設計要求</b></p><p><b>　　圖1-1</b></p><p>　?。?）完成加熱爐裝料機的功能原理設計。</p><p>　?。?）針對確定的功能原理設計方案，完成機械運動系統(tǒng)方案設計。</

9、p><p>　?。?）針對確定的機械系統(tǒng)設計方案，完成必要的運動分析和設計計算</p><p>　?。?）設計技術要求：室內工作，需要5臺，動力源為三相交流電動機，電動機單向轉動，載荷較平穩(wěn)，轉速誤差<4%；使用期限為10年，每年工作250天，每天工作16小時，大修期為3年。</p><p><b>　　2</b></p>&l

10、t;p><b>　　功能原理設計</b></p><p>　　所謂功能原理設計就是機械產品設計的最初環(huán)節(jié)，事先要針對該產品的主要功能原理性思想。這種針對主要功能原理型設計，簡稱“功能原理設計”．</p><p><b>　　2.1總功能</b></p><p>　　本次設計總功能為：實現加熱爐裝料機的自動裝料。<

11、;/p><p><b>　　2.2功能分析</b></p><p>　　本套系統(tǒng)主要包括：動力裝置，自動進料裝置和傳動裝置。在進料口外，有一傾斜的工作臺，上面放有準備加熱的料，在進料口處，有一擋板，以便將料擋在進料口外，與擋板挨近的頂板，它的作用是逐一將料頂過擋板，進入送料軌，由推桿將其推入加熱爐，這就是加熱爐自動送料機的主要工作過程。</p><p

12、><b>　　圖2-1</b></p><p><b>　　3</b></p><p><b>　　2.3方案及評價</b></p><p><b>　　動力裝置</b></p><p>　　動力裝置根據技術要求，選用三相交流電動機，電動機單向轉動，

13、載荷較平穩(wěn)，轉速誤差<4%。</p><p><b>　　圖2-2</b></p><p><b>　　自動進料裝置</b></p><p>　　方案一： 圖2-3</p><p><b>　　4</b><

14、;/p><p>　　此方案利用的是凸輪機構，當凸輪到達最高點時，頂板將將料擋在進料口外；當凸輪到達最低點時，頂板也隨之下降，此時料可通過頂板，但是還是會被擋板擋在進料口外；當凸輪再次上升時，頂板就將其上面的料頂過擋板就進入送料軌，這樣就實現自動進料。</p><p>　　這一方案的優(yōu)點是，頂板的運動軌跡可以很精確，只要凸輪的外形滿足要求。不足是，在與傳動裝置組合時，要添加凸輪機構，這樣就顯得機

15、構繁雜。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p><b>　　圖2-4 </b></p><p>　　此方案是凸輪—連桿機構，凸輪和連桿實現一級行程放大，由搖桿帶動與搖桿固接的撥桿實現二級行程放大，來滿足擋板行程。此方案結構簡單，緊湊。此方案的缺點是需</p><p><

16、b>　　5</b></p><p>　　要保證連桿與搖桿的傳動角不小于40°且點接觸易磨損。</p><p>　　相比較而言，在都能完全所需功能的情況下，機構越簡單就越優(yōu)化，同時損耗也會減少，所以我的選擇傾向于方案二。</p><p><b>　　傳動裝置</b></p><p><b&

17、gt;　　方案一：</b></p><p><b>　　圖2-5 </b></p><p>　　方案一采用的是圓柱凸輪機構傳動，此方案可以實現回轉運動轉換為一定規(guī)律的大行程往復運動。</p><p>　　優(yōu)點是減少制造和裝配的困難，減輕質量，縮小尺寸，降低成本，還可以減少機構的累積誤差，提高機器的效率和工作的可靠性。</p&g

18、t;<p><b>　　6</b></p><p>　　缺點是點、線接觸，易磨損，不適合高速、重載</p><p><b>　　方案二：</b></p><p><b>　　圖2-6</b></p><p>　　方案二采用的曲柄滑塊機構，結構非常簡單，加工制作簡便

19、，但是很有可能滿足不了行程的要求。</p><p><b>　　方案三：</b></p><p><b>　　7</b></p><p><b>　　圖2-7</b></p><p>　　方案三采用的是凸輪機構，同方案二，結構簡單，但是很難滿足行程的要求。</p>

20、<p>　　比較這三種方案，我選擇方案一，雖然有磨損，但是其構件的數目和運動副數目較少且工作可靠性優(yōu)于方案二、方案三，另外，為保證方案二、方案三滿足行程要求，對齒輪和凸輪的要求也相應提高。因此最佳方案我選擇方案一。</p><p><b>　　8</b></p><p>　　綜上所述，根據自動送料裝置和傳動裝置的最佳方案，我們可得到以下結構簡圖：</

21、p><p><b>　　圖2-8</b></p><p><b>　　19</b></p><p>　　第三章選定方案的詳細說明</p><p>　　首先動力源為三相交流電機，其輸出軸連接一圓柱凸輪，帶動圓柱凸輪轉動并且?guī)油馆嗈D動，其上面有連桿和搖桿形成行程擴大，一方面帶動推桿，實現左右移動，另一方面

22、，帶動頂板，實現上下運動。在進料口外，有一傾斜的工作臺，上面放有準備加熱的料，在進料口處，有一擋板，以便將料擋在進料口外，與擋板挨近的頂板，它的作用是逐一將料頂過擋板，進入送料軌，由推桿將其推入加熱爐。擋板、推桿的具體運動參見第四章。</p><p><b>　　10</b></p><p>　　第四章 機械系統(tǒng)方案設計</p><p>

23、　　根據前面整個工作流程的介紹，我們可得到以下大致的運動循環(huán)圖。</p><p><b>　　圖4-1</b></p><p>　　首先假設推桿完全收回的位置為起始位置，這時帶有搖桿的齒輪轉過的角度為0°，頂板的最低位置設為0。如圖所示，機器工作開始后，推桿隨著角度的增大，位移也逐漸增大，把已進入送料軌的料推向加熱爐，此時頂板在較高位置，將料擋在進料口外；角

24、度達到180°時，料已被完全送入加熱爐，推桿有外回走的趨勢，此時擋板慢慢下降到料下面；</p><p><b>　　11</b></p><p>　　到達角度t時，推桿已接近完全收回，此時頂板慢慢升高，將料頂過擋板進入送料軌，準備下一輪的工作。如此循環(huán)往復，實現自動裝料。</p><p>　　機械總體布局如附圖1</p>

25、<p><b>　　圖4-2</b></p><p><b>　　12</b></p><p><b>　　第五章 結束語</b></p><p>　　通過對機械設計學的學習對本次機械設計學課程的理解和操作，使我學到了很多知識，尤其是對設計有了新的認識。</p><p&

26、gt;　　機械設計分為三部分，第一部分功能原理設計，第二部分實用化設計，第三部分商品化設計。在設計過程中，尤其要注意功能原理的分解，分解到每個功能都能找到功能原理，從而通過功能原理解提出能夠實現此功能的方案，通過比較選出最優(yōu)方案 。</p><p>　　事物總是不斷發(fā)展的，機械設計學也是在不斷地發(fā)展，反映在具體的設計中也是如此，加熱爐自動裝料機也是在不斷發(fā)展創(chuàng)新的。</p><p>　　回

27、顧起此次機械設計學課程設計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，在整整一星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重

28、重，這畢竟第一次做的，</p><p><b>　　13</b></p><p>　　難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發(fā)現了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。通過這次課程設計之后，我一定把以前所學過的知識重新溫故。 這次課程設計終于順利完成了，在設計中遇到了很多問題，最后在老師的辛勤指導下，同學的耐心幫助下，終于游

29、逆而解。同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W和各位指導老師再次表示忠心的感謝！相信此次的課程設計對我受益匪淺！</p><p><b>　　14</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1 黃靖遠等主編．機械設計學．北京:機械工業(yè)出版社，2008</p><p>　　2 鄒

30、慧君主編.機械系統(tǒng)設計原理.科學出版社，2003</p><p>　　3 慧君主編．機械原理課程設計手冊．北京：高等教育出版社,1998</p><p>　　4慧君主編．機械原理課程設手冊．北京：高等教育出版社，1998</p><p>　　5吳瑞祥，王之棟，郭衛(wèi)東，劉靜華主編.機械設計基礎下冊（第二版）.北京航空航天出版社，2007</p><