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1、机械设计学 课程设计院（系）： 机械工程学院班 级：学 号：姓 名：同组学生：_指导教师：成 绩：实践地点：实践时间：2010年 6 月 28 日至 2010年 7 月 11 日2010 年 7 月 11 日加热炉自动装料机的设计目录第一章 设计任务1.1目的及意义11.2 设计要求.2 第二章 功能原理设计21总功能32.2 功能分析.323方案及评价4第三章 选定方案的详细说.10 第四章机械系统方案设计41总体功能机械系统设计方案11第五章 结束语.13参考文献15附录第一章 设计任务1.1 目的及意义一、目的机械设计学课程设计是课程设计学课程的一个 主要实践环节，也是机械设计及其自动化
2、方向学生全面的应 用该课程基础理论与专业进行设计的一次综合训练。通过课 程设计、以功能设计结构设计和商品化设计为核心内容，初 步树立正确的设计思想，掌握机械产品形成过程，培养在掌 握现代化设计技术的基础上更加创造性地从事设计工作的 能力和思想。该机器用于向加热炉内送料。装料机由电动机驱动，通 过传动装置使装料机推杆做往复移动，将物料送入加热炉 内。二、意义 加热炉自动装料机可在无人看管的情况下实现自动送料，这样既省时又省力，大大提高工作效率，因此加热炉装 料机在工业生产中的使用越来越广泛。1.2 设计要求一、任务完成向加热炉内自动送料。二、设计要求图1-11（1）完成加热炉装料机的功能原理设计
3、。（2）针对确定的功能原理设计方案，完成机械运动系统 方案设计。（3）针对确定的机械系统设计方案，完成必要的运动分 析和设计计算（4）设计技术要求：室内工作，需要 5 台，动力源为三 相交流电动机，电动机单向转动，载荷较平稳，转速误差4% 使用期限为 10年，每年工作250天，每天工作16小时，大 修期为 3年。第二章 功能原理设计所谓功能原理设计就是机械产品设计的最初环节，事先 要针对该产品的主要功能原理性思想。这种针对主要功能原 理型设计，简称“功能原理设计”2.1 总功能本次设计总功能为：实现加热炉装料机的自动装料。2.2 功能分析本套系统主要包括：动力装置，自动进料装置和传动装 置。在
4、进料口外，有一倾斜的工作台，上面放有准备加热的 料，在进料口处，有一挡板，以便将料挡在进料口外，与挡 板挨近的顶板，它的作用是逐一将料顶过挡板，进入送料轨， 由推杆将其推入加热炉，这就是加热炉自动送料机的主要工 作过程。加热炉自动 装料机进料动送料装 置送料传动装置图 2-12.3 方案及评价一、 动力装置动力装置根据技术要求，选用三相交流电动机，电动机单向转动，载荷较平稳，转速误差4%。图 2-2二、 自动进料装置三、方案一：图 2-3此方案利用的是凸轮机构，当凸轮到达最高点时，顶板将将料挡在进料口外；当凸轮到达最低点时，顶板也随之下降，此时料可通过顶板，但是还是会被挡板挡在进料口外； 当凸
5、轮再次上升时，顶板就将其上面的料顶过挡板就进入送 料轨，这样就实现自动进料。这一方案的优点是，顶板的运动轨迹可以很精确，只要凸轮 的外形满足要求。不足是，在与传动装置组合时，要添加凸 轮机构，这样就显得机构繁杂。方案二：图 2-4此方案是凸轮连杆机构，凸轮和连杆实现一级行程放大，由摇杆带动与摇杆固接的拨杆实现二级行程放大，来 满足挡板行程。此方案结构简单，紧凑。此方案的缺点是需要保证连杆与摇杆的传动角不小于 40且点接触易磨损。相比较而言，在都能完全所需功能的情况下，机构越简单就越优化，同时损耗也会减少，所以我的选择倾向于方案四、传动装置方案一：方案一采用的是圆柱凸轮机构传动，此方案可以实现回
6、转运动转换为一定规律的大行程往复运动。优点是减少制造和装配的困难，减轻质量，缩小尺寸， 降低成本，还可以减少机构的累积误差，提高机器的效率和 工作的可靠性。缺点是点、线接触，易磨损，不适合高速、重载方案二：图 2-6 方案二采用的曲柄滑块机构，结构非常简单，加工制作简便 但是很有可能满足不了行程的要求。方案三：图 2-7 方案三采用的是凸轮机构，同方案二，结构简单，但是很难 满足行程的要求。比较这三种方案，我选择方案一，虽然有磨损，但是其 构件的数目和运动副数目较少且工作可靠性优于方案二、方 案三，另外，为保证方案二、方案三满足行程要求，对齿轮 和凸轮的要求也相应提高。因此最佳方案我选择方案一
7、。综上所述，根据自动送料装置和传动装置的最佳方案，我们可得到以下结构简图：图 2-8第三章选定方案的详细说明首先动力源为三相交流电机，其输出轴连接一圆柱凸 轮，带动圆柱凸轮转动并且带动凸轮转动，其上面有连杆和 摇杆形成行程扩大，一方面带动推杆，实现左右移动，另一 方面，带动顶板，实现上下运动。在进料口外，有一倾斜的 工作台，上面放有准备加热的料，在进料口处，有一挡板， 以便将料挡在进料口外，与挡板挨近的顶板，它的作用是逐 一将料顶过挡板，进入送料轨，由推杆将其推入加热炉。挡板、推杆的具体运动参见第四章。第四章机械系统方案设计根据前面整个工作流程的介绍，我们可得到以下大致 的运动循环图。0180
8、360180图4-1首先假设推杆完全收回的位置为起始位置，这时带有摇杆的齿轮转过的角度为0，顶板的最低位置设为0。如图 所示，机器工作开始后，推杆随着角度的增大，位移也逐渐 增大，把已进入送料轨的料推向加热炉，此时顶板在较高位 置，将料挡在进料口外；角度达到180时，料已被完全送入加热炉，推杆有外回走的趋势，此时挡板慢慢下降到料下面；到达角度t时，推杆已接近完全收回，此时顶板慢慢升 高，将料顶过挡板进入送料轨，准备下一轮的工作。如此循 环往复，实现自动装料。机械总体布局如附图1推板口圆柱凸轮板图 4-2第五章 结束语通过对机械设计学的学习对本次机械设计学课程的理解和操作，使我学到了很多知识，尤
9、其是对设计有了新的认 识。机械设计分为三部分，第一部分功能原理设计，第二部 分实用化设计，第三部分商品化设计。在设计过程中，尤其 要注意功能原理的分解，分解到每个功能都能找到功能原 理，从而通过功能原理解提出能够实现此功能的方案，通过 比较选出最优方案 。事物总是不断发展的，机械设计学也是在不断地发展， 反映在具体的设计中也是如此，加热炉自动装料机也是在不 断发展创新的。回顾起此次机械设计学课程设计，至今我仍感慨颇多， 的确，从选题到定稿，在整整一星期的日子里，可以说得是 苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以 巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有 学到过的知识。
10、通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相 结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学 的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真 正为社会服务，从而提高自己独立思考的能力。在设计的过 程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深 刻，掌握得不够牢固。通过这次课程设计之后，我一定把以 前所学过的知识重新温故。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问 题，最后在老师的辛勤指导下，同学的耐心帮助下，终于游 逆而解。同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再 次表示忠心的感谢！相信此次的课程设计对我受益匪浅！参考文献1 黄靖远等主编机械设计学北京:机械工业出版社，20082 邹慧君主编.机械系统设计原理 .科学出版社， 20033 慧君主编机械原理课程设计手册北京：高等教育出版 社,19984慧君主编机械原理课程设手册北京：高等教育出版社， 19985吴瑞祥，王之栋，郭卫东，刘静华主编.机械设计基础下册 （第二版）.北京航空航天出版社，20076 吕仲文主编.机械创新设计.机械工业出版社， 20047 机械设计编委会编机械设计北京：机械工业出版社，1993
