機械原理課程設(shè)計——壓片成型機

1、<p><b>　　機械原理課程設(shè)計</b></p><p>　　設(shè)計題目：壓片成形機</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1.設(shè)計題目 …………………………… 1</p><p>　　2.工作原理及工藝動作過程 ………… 3</p><p

2、>　　3.設(shè)計原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求 ………… 4</p><p>　　4.功能分解及機構(gòu)選用………………… 6</p><p>　　5.重要機構(gòu)方案評估及數(shù)據(jù) …………………7</p><p>　　6.總設(shè)計方案圖············

3、83;········……17</p><p>　　7.心得體會……………………………… 18</p><p>　　1.設(shè)計題目：壓片成形機</p><p>　　設(shè)計自動壓片成形機，將具有一定濕度的粉狀原料（如陶瓷干粉、藥粉）定量送入壓形位置，經(jīng)壓制成形后脫離該位置。機器的整個工作過程（

4、送料、壓形、脫離）均自動完成。該機器可以壓制陶瓷圓形片坯、藥劑（片）等。</p><p>　　2. 工作原理及工藝動作過程</p><p>　　干粉料均勻篩入圓筒形型腔。</p><p>　　下沖頭下沉3mm，預(yù)防上沖頭進入型腔是粉料撲出。</p><p>　　上、下沖頭同時加壓，并保持一段時間。</p><p>　　

5、上沖頭退出，下沖頭隨后頂出壓好的片坯。</p><p><b>　　料篩推出片坯。</b></p><p>　　其工藝動作的分解如圖1、2、3、4</p><p>　　3 .設(shè)計原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求</p><p>　　1、.壓片成形機設(shè)計數(shù)據(jù)</p><p>　　電動機轉(zhuǎn)速/（r/min）：970

6、； 生產(chǎn)率/(片/min)：20；</p><p>　　沖頭壓力/N：100000； 機器運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)/δ：0.05； </p><p>　　2、上沖頭、下沖頭、送料篩的設(shè)計要求：</p><p>　　1).上沖頭完成往復(fù)直移運動（鉛錘上下），下移至終點后有短時間的停歇，起保壓作用，保壓時間為 0.4 秒左右。因沖頭上升后要留

7、有料篩進入的空間，故沖頭行程為 90 ～ 100mm 。因沖頭壓力較大，因而加壓機構(gòu)應(yīng)有增力功能（如圖 1.2a ）。</p><p>　　（2).下沖頭先下沉 3mm ，然后上升 8mm ，加壓后停歇保壓，繼而上升 16mm ，將成型片坯頂?shù)脚c臺面平齊后停歇，待料篩將片坯推離沖頭后，再下移 21mm ，到待料位置（如圖 1.2b ）。</p><p>　?。?).料篩在模具型腔上方往復(fù)振

8、動篩料，然后向左退回。待批料成型并被推出型腔后，料篩在臺面上右移約 85~90mm ，推卸片坯(如圖1.2c)</p><p><b>　　圖1.2</b></p><p>　　4．功能分解及機構(gòu)選用</p><p>　　該干粉壓片機通過一定的機械能把原料（干粉）壓制成成品，其功能分解如下圖</p><p>　　設(shè)計干粉

9、壓片機，其總功能可以分解成以下幾個工藝動作：</p><p>　　(1) 送料機構(gòu)：為間歇直線運動 , 這一動作可以通過凸輪完成</p><p>　　(2) 篩料：要求篩子往復(fù)震動，這一動作可以通過凸輪完成</p><p>　　(3) 推出片坯：下沖頭上升推出成型的片坯</p><p>　　(4) 送成品：通過凸輪推動篩子來將成型的片

10、坯擠到滑道</p><p>　　(5) 上沖頭往復(fù)直線運動，最好實行快速返回等特性。</p><p>　　(6) 下沖頭間歇直線運動，這一動作可以通過凸輪完成。</p><p>　　五．重要機構(gòu)方案評估及數(shù)據(jù)</p><p>　　（1）上沖頭機構(gòu)方案選用：</p><p><b>　　方案一：</b

11、></p><p>　　方案一為一凸輪機構(gòu)，能很好的實現(xiàn)所需要的運動變化，機構(gòu)由一個凸輪為原動件帶動從動件做上下移動，應(yīng)用范圍較廣可調(diào)性高運轉(zhuǎn)精度大，可完成工作需要。自由度：S=3n-2PL-PH=3*2-2*2-1=1</p><p>　　由于上沖頭總行程為100cm，使用凸輪機構(gòu)會使凸輪的曲率半徑變大，滾子與凸輪的壓力角變大，容易磨損構(gòu)件，基圓大小很難確定，設(shè)計難度高，也不容易生

12、產(chǎn)加工，沖頭下壓力不足，導(dǎo)致產(chǎn)品不合格，所以方案一雖可行但不適用于上沖頭的設(shè)計使用，暫不選。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　方案二為一曲柄搖桿機構(gòu)，由曲柄為主動件帶動搖桿搖動以及滑塊上下運動，應(yīng)用范圍廣可調(diào)性高運轉(zhuǎn)精度較高計算自由度：</p><p>　　S=3n-2PL-PH=3*3-2*4=1</p

13、><p>　　可實現(xiàn)運動需要。壓片時有很好的增力效果，傳動角大，可設(shè)計極位，急回運動明顯，實現(xiàn)慢壓制急回程。具有很好的傳動性，結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟性好，工業(yè)制造較為簡單，維修跟換方便，可大批量制造生產(chǎn)，暫為最佳選擇。</p><p><b>　　方案三：</b></p><p>　　為半齒輪齒條機構(gòu)，承載能力一般，傳動平穩(wěn)但壓力不足，經(jīng)濟性一般，運動不易

14、控制，傳動性不佳，機械生產(chǎn)要求高，不如方案二。</p><p>　　綜上所述，在三個方案中，方案二為最佳方案。</p><p>　　上沖頭設(shè)計：（曲柄的傳動可以用不完全齒輪，實現(xiàn)保壓的停歇時間）</p><p><b>　　設(shè)定搖桿長度</b></p><p>　　選取λ=1.5 代入公式 ：</p>

15、<p>　　r≤ </p><p>　　得r≤394㎜ ∴選取r=390㎜; </p><p>　　∴L =r×λ=390×1.5=585㎜;即BD=390</p><p>　　DE=585 見右圖。 </p><p>　　確定曲柄搖桿機構(gòu)尺寸時，在壓片

16、位臵，機構(gòu)應(yīng)有較好的傳動角。 所以，當(dāng)搖桿在OAA位臵時，曲柄搖桿機構(gòu)的連桿AB’與OAA的夾角應(yīng)接近90°。此時，OB’若選在AB’的延長線上，則AB’受力最小。故在此線上選一適當(dāng)位臵作OB’。具體選定OB’的位臵時，可再考慮急回特性的要求，或搖桿速度接近零的區(qū)域中位移變化比較平緩的要求。它與機構(gòu)尺寸的大致關(guān)系是：行程速度變化系數(shù)K或q1愈大，在位臵A時的位移變化較大 ，所以O(shè)B’距點A遠(yuǎn)一些好，但又受到機構(gòu)尺寸和急回特性的

17、限制，不能取得太遠(yuǎn)。選定OB’以后，可定出與OAA兩個位移j3、j4（或I、II、III三個位臵）對應(yīng)的OB’B’的兩個位移y3、y4（或I、II、III三個位臵）。按上述命題設(shè)計出曲柄搖桿機構(gòu)的尺度，角j0為兩機構(gòu)串聯(lián)的相位角。設(shè)計結(jié)果如圖所示。</p><p>　　確定曲柄搖桿機構(gòu)尺寸。圖解法求AC,CD的長度。下圖可確定A的位置，過A點分別做與CD的連線AD1,AD2</p><p>

18、;　　AD1=BC-AB, AD2=BC+AB</p><p>　　在圖中可得：AD1=1669.34 AD2=550.41</p><p>　　計算得：AC=192.035 CD=358.375 BD=390 DE=585</p><p><b>　　檢驗曲柄存在條件：</b></p><p>　　由c

19、ad軟件得出AB=525.98 則有：</p><p>　　AB+AC<CD+BD AB+AC=718.015 CD+BD=748.375</p><p>　　即上式成立，滿足桿長條件，且最短桿為曲柄，所以該機構(gòu)曲柄存在。</p><p>　?。?）下沖頭機構(gòu)設(shè)計方案</p><p>　　（a）圖所示為兩個盤形凸輪推動同一

20、個從動件方式，可實現(xiàn)預(yù)定的運動規(guī)律。（b）圖所示為對心直動滾子推桿盤形凸輪機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、且能實現(xiàn)間歇運動，但用一個凸輪完成復(fù)雜的動作，輪廓線極其復(fù)雜，難以設(shè)計。</p><p><b>　　所以選方案（a）。</b></p><p><b>　　其設(shè)計如下：</b></p><p>　?。?）送料機構(gòu)的設(shè)計方案</

21、p><p>　　使用送料機構(gòu)一，即凸輪連桿，能使行程礦大，料篩往復(fù)運動明顯，節(jié)省驅(qū)動力。</p><p><b>　　6、總設(shè)計方案圖</b></p><p><b>　　7傳動比的分配</b></p><p>　　選取額定轉(zhuǎn)速為970r/min １.確定總傳動比 電動機轉(zhuǎn)速ｎ=970r/min 凸輪轉(zhuǎn)

22、速ｎI(lǐng)=20r/min ｉ總＝ｎ／ｎＩ＝９７０／２０＝４８．５ ２．傳動比的分配 將總傳動比按各級傳動進行分配 ｉ總＝ｉ１＊ｉ２＊ｉ３＊ｉ４……ｉｎ（式中ｉ１，ｉ２，ｉ３，ｉ４……ｉｎ為各級傳動的傳動比） 傳動比的分配要求： </p><p>　?。ǎ保?各級傳動比應(yīng)在推薦范圍選?。▍⒁姍C械原理課程設(shè) 計附錄２ 機械傳動的特點和性能）。 </p><p>　　（２） 使各級傳動的

23、承載能力得到充分發(fā)揮，并使其結(jié)構(gòu)尺 寸協(xié)調(diào)勻稱。 （３） 使各級傳動具有最小的外形尺寸、最小的重量和中心 距。 </p><p>　　（４） 建議使用不可約分的傳動比，以避免某幾個輪齒的磨 損過分集中，降低噪聲和振動。 傳動系統(tǒng)采用四級減速機構(gòu)，第一級為帶傳動，第二級為減速器傳動，第三級為帶傳動，第四級為帶傳動。按前述傳動比分配原則，為使傳動構(gòu)件獲得較小尺寸，結(jié)構(gòu)緊湊，可采用傳動比 10 “先小后大”

24、原則。因此初選ｉ１＝１.６，ｉ２＝３０。第二級減速器內(nèi)部齒輪結(jié)構(gòu)如下圖所示</p><p>　　圖中各齒輪數(shù)位Z1＝30 Z2=20 Z3=70 Z4=42 Z5=20 Z7=20 Z8=42 從1齒輪輸入600r/min,從H行星架輸出20r/min,則i=30,即W1/WH=30，即當(dāng)W1＝30時，Va＝Ｗ１Ｒ１＝900 W1＝1,VR=W1*OR=50 對于2行星輪，2VR=VP-VQ=100,則VP=1

25、000, W3=VP/R3=1000/70=100/7 當(dāng)W=100/7,W=-30時，W=1, 現(xiàn)以1齒輪為主動，3齒輪為從動，添加右側(cè)輪系，使i=30*7/100=21：10，即Z小:Z大=20:42 調(diào)整方向增加介輪Z6=22 根據(jù)設(shè)計要求，上沖頭，下沖頭和送料篩同時進行，所以第三級和第四級的傳動比為１</p><p><b>　　8，心得體會</b></p><

26、;p>　　這是我們步入大學(xué)之后的第一次做課程設(shè)計，雖然有些茫然和不知所措，</p><p>　　但在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的相互幫助下，還是按時完成了設(shè)計。這次課程設(shè)計讓</p><p>　　我體會很深，同時也學(xué)到了較多東西。 在這次課程設(shè)計中，充分利用了所</p><p>　　學(xué)的機械原理知識；根據(jù)使用要求和功能分析，選用組合成機械系統(tǒng)運動方案；</p

27、><p>　　從而設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，性能優(yōu)良、工作可靠的機械系統(tǒng)。 這次</p><p>　　課程設(shè)計不僅讓我們把自己所學(xué)的知識運用到實際生活當(dāng)中去，設(shè)計一些對社</p><p>　　會有用的機構(gòu)，也讓我們深刻體會到團體合作的重要性。在以后的學(xué)習(xí)和工作</p><p>　　中，僅靠我們自己個人力量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須聚集大家的智慧，才