機械原理課程設計——壓片成型機設計

1、<p><b>　　機械原理課程設計</b></p><p>　　題目：壓片成型機設計</p><p>　　院 － 系： 工學院 </p><p>　　專 業(yè)： 機械工程及自動化 <

2、/p><p>　　年 級： 2011級 </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　學 號： </p>

3、;<p>　　一、設計題目：壓片成形機</p><p>　　設計自動壓片成形機，將具有一定濕度的粉狀原料（如陶瓷干粉、藥粉）定量送入壓型位置，經(jīng)壓制成形后(厚5mm)脫離該位置。機器的整個工作過程（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。設計數(shù)據(jù)表格如表1所示。</p><p>　　表1 壓片成形機設計數(shù)據(jù) </p><p&

4、gt;　　圖1 壓片成形機工藝動作 </p><p>　　如圖1所示，壓片成形機的工藝動作是：</p><p>　　1. 料篩在模具型腔上方往復振動篩料，將干粉料均勻篩入圓筒形型腔，然后退回（圖1a ）。</p><p>　　2. 下沖頭下沉3mm，預防上沖頭進入型腔時粉料撲出（圖1b ）。</p><p>　　3. 上、下沖頭同時加壓（圖1

5、c ），下沖頭上升8mm，上沖頭下降11mm，保持0.4s。</p><p>　　4. 上沖頭退出，下沖頭繼續(xù)上升16mm，將成形片坯頂?shù)脚c臺面平齊后停歇（圖1d ）。</p><p>　　5. 片坯被推出（圖1e ），下沖頭再下移21mm到待料位置（圖1b）。</p><p>　　6. 因上沖頭上升后要留有料篩進入的空間，故其行程為90-100mm。因沖頭壓力較大

6、，因而加壓機構應有增力功能。</p><p><b>　　設計</b></p><p>　　1. 壓片成形機一般至少包括凸輪機構、齒輪機構和連桿機構在內(nèi)的三種機構；至少設計出三種能實現(xiàn)該分類機運動形式要求的機構。 </p><p>　　2. 設計傳動系統(tǒng)，并確定其傳動比分配（皮帶傳動傳動比 i ≈ 2 ，每級齒輪傳動傳動比 i ≤ 7.5 ）。

7、</p><p>　　3. 畫出機器的運動方案示意圖，機構運動簡圖與運動循環(huán)圖。擬定運動循環(huán)圖時，執(zhí)行構件的動作起止位置可根據(jù)具體情況重疊安排，但必須滿足工藝上各個動作的配合，在時間和空間上不能出現(xiàn)“干涉”。 </p><p>　　4. 設計凸輪機構，自行確定從動件運動規(guī)律，選擇凸輪基圓半徑，校核其最大壓力角，計算凸輪廓線。</p><p>　　5. 設計計算齒輪機

8、構，連桿機構。</p><p>　　6. 對壓片成型機進行三維造型和動態(tài)仿真，并畫出料篩，上，下沖頭的位移，速度和加速度曲線。</p><p>　　7. 編寫設計計算說明書。</p><p><b>　　二、機器功能分析</b></p><p>　　1. 上沖頭完成往復直移運動（鉛錘上下），下移至終點后有短時間的停歇，起

9、保壓作用，保壓時間為0.4秒左右。因沖頭上升后要留有料篩進入的空間，故沖頭行程為90～100mm 。因沖頭壓力較大，因而加壓機構應有增力功能（圖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（圖 2b）。</p><p>　　3. 料篩在模具型腔上

10、方往復振動篩料，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45～50mm，推卸片坯（2c）。</p><p><b>　　S上 </b></p><p><b>　　Φ</b></p><p>　　S下 (a)</p><p><b>　　Φ</b

11、></p><p>　　S料 (b)</p><p><b>　　Φ</b></p><p><b>　　(c)</b></p><p><b>　　圖2 設計要求 </b></p><p>　　上沖頭、下沖頭與

12、送料篩的動作關系見表2。 </p><p><b>　　表2 動作關系</b></p><p><b>　　三、運動方案設計</b></p><p>　　3.1上沖頭運動 </p><p><b>　　方案1：</b></p>&

13、lt;p>　　A,B,C,D四個桿件，D上固連上沖頭，該機構滿足加壓機構應有的增力功能。但是此機構的設計比較麻煩，尤其是各個桿件的尺寸設計時計算比較繁瑣，而且比較容易發(fā)生各個桿件之間的干涉。</p><p><b>　　方案2：</b></p><p>　　1為渦輪蝸桿，2為偏置曲柄滑塊機構。該機構簡單，產(chǎn)生的壓力較大，滿足上沖頭的增力要求，傳動比較平穩(wěn)、準確，

14、但是成本較高 ，效率比較低。</p><p><b>　　方案3：</b></p><p>　　渦輪蝸桿和曲柄導桿滑塊機構，滿足上沖頭的設計要求，但較復雜，運動的穩(wěn)定性不好，造價較高。</p><p><b>　　綜上選擇方案2</b></p><p><b>　　3.2下沖頭運動<

15、/b></p><p><b>　　方案1：</b></p><p>　　凸輪機構，下沖頭的設計要求有三個休止階段，即：藥粉進入型腔后下沖頭下降3mm并休止，壓制完成后的休止和將藥片推出型腔時的休止。選用凸輪機構就能很好地實現(xiàn)此運動要求，而且設計方便，容易實現(xiàn)，但是機構的磨損較大。</p><p><b>　　方案2：</

16、b></p><p>　　曲柄滑塊機構，1為滑塊，2為沖頭，該方案摩擦較大，且產(chǎn)生較大壓力，易磨損，運動的穩(wěn)定性不高。</p><p><b>　　綜上選擇方案1。</b></p><p><b>　　3.3料篩運動</b></p><p><b>　　方案1：</b>&

17、lt;/p><p>　　四桿機構，可以完成基本動作，造價相對便宜，但不能很好的完成篩料過程，而且運動的平穩(wěn)性不夠，故不是理想的選擇。</p><p><b>　　方案2：</b></p><p>　　該機構在充分利用凸輪機構的基礎上，加入了創(chuàng)新思維，使得料篩到達型腔上方時來回小幅度震動，完成篩料動作，而且運動比較平穩(wěn)，但是蝸輪蝸桿傳動效率較低，且造

18、價很高，在要求不高的情況下可以選用皮帶代替。</p><p>　　四、運動方案擬定及運動循環(huán)圖</p><p>　　組裝方案三（祝義貴）：</p><p>　　A:電動機 B:蝸桿機構 C:上沖頭 D:與連桿滑塊機構固連的帶輪 E:料篩 F:下沖頭 G:與凸輪機構固連的帶輪</p><p><b>

19、;　　動作過程:</b></p><p>　　電動機A轉動經(jīng)蝸輪蝸桿機構B帶動上沖頭上下運動，同時與蝸桿機構固連的帶輪通過皮帶傳動給D，從而帶動料篩E運動，另一方面帶輪D通過皮帶使帶輪G運動，通過其固連的凸輪使得下沖頭F完成動作過程</p><p>　　帶輪D運動，通過連桿帶動料篩移動，使得藥粉進入型腔，而后料篩移開</p><p>　　凸輪轉動，實現(xiàn)下