機(jī)械原理壓片成形機(jī)設(shè)計(jì)方案

機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 1 - 機(jī)械原理壓片成形機(jī)設(shè)計(jì)方案 片成形機(jī) 設(shè)計(jì)自動(dòng)壓片成形機(jī)，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(jī)器的整個(gè)工作過(guò)程（送料、壓形、脫離）均自動(dòng)完成。該機(jī)器可以壓制陶瓷圓形片坯、藥劑（片）等。 2. 工作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程 1. 干粉料均勻篩入圓筒形型腔。 2. 下沖頭下沉 3防上沖頭進(jìn)入型腔是粉料撲出。 3. 上、下沖頭同時(shí)加壓，并保持一段時(shí)間。 4. 上沖頭退出，下沖頭隨后頂出壓好的片坯。 5. 料篩推出片坯。 其工藝動(dòng)作的分解如圖 1、 2、 3、 4 料篩 型腔 下沖頭 粉料 21 3 下沖頭 上沖頭 5 下沖頭 上沖頭 8 片坯 下沖頭 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 2 - 3 1、 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 /（ r/ 1450； 生產(chǎn)率 /(片 / 10； 沖頭壓力 /N： 150 000； 機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù) /： 2、上沖頭、下沖頭、送料篩的設(shè)計(jì)要求： 1)錘上下），下移至終點(diǎn)后有短時(shí)間的停歇，起保壓作用，保壓時(shí)間為 左右。因沖頭上升后要留有料篩進(jìn)入的空間，故沖頭行程為 90 100因沖頭壓力較大，因而加壓機(jī)構(gòu)應(yīng)有增力功能（ 如圖 。 （ 2)3然后上升 8加壓后停歇保壓，繼而上升 16將成型片坯頂?shù)脚c臺(tái)面平齊后停歇，待料篩將片坯推離沖頭后，再下移 21到待料位置（如圖 。 （ 3)后向左退回。待批料成型并被推出型腔后，料篩在臺(tái)面上右移約 8590推卸片坯 (如圖 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 3 - 圖 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 4 - 4功能分解及機(jī)構(gòu)選用 該干粉壓片機(jī)通過(guò)一定的機(jī)械能把原料（干粉）壓制成成品，其功能分解如下圖 設(shè)計(jì)干粉壓片機(jī)， 其總功能可以分解成以下幾個(gè)工藝動(dòng)作： (1) 送料機(jī)構(gòu)：為間歇直線運(yùn)動(dòng) , 這一動(dòng)作可以通過(guò)凸輪完成 (2) 篩料：要求篩子往復(fù)震動(dòng)，這一動(dòng)作可以通過(guò)凸輪完成 (3) 推出片坯：下沖頭上升推出成型的片坯 (4) 送成品：通過(guò)凸輪推動(dòng)篩子來(lái)將成型的片坯擠到滑道 (5) 上沖頭往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，最好實(shí)行快速返回等特性。 (6) 下沖頭間歇直線運(yùn)動(dòng)，這一動(dòng)作可以通過(guò)凸輪完成。 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 5 - 五重要機(jī)構(gòu) 方案評(píng)估及數(shù)據(jù) （ 1）上沖頭機(jī)構(gòu)方案選用： 方案一： 方案一為一凸輪機(jī)構(gòu)，能很好的實(shí)現(xiàn)所需要的運(yùn)動(dòng)變化 ，機(jī)構(gòu)由一個(gè)凸輪為原動(dòng)件帶動(dòng)從動(dòng)件做上下移動(dòng)， 應(yīng)用范圍較廣可調(diào)性高運(yùn)轉(zhuǎn)精度大，可 完成工作需要。自由度：S=3*2 由于上沖頭總行程為 100用凸輪機(jī)構(gòu)會(huì)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(jì)難度高，也不容易生產(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(jì)使用，暫不選。 方案二： 方案二為一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，由曲柄為主動(dòng)件帶動(dòng)搖桿搖動(dòng)以及滑塊上下運(yùn)動(dòng)， 應(yīng)用范圍廣可調(diào)性高運(yùn)轉(zhuǎn)精度較高 計(jì)算自由度： S=3*3=1 可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)需要。具有很好的傳動(dòng)性， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性好， 工業(yè)制造較為簡(jiǎn)單，維修跟換方便，可大批量制造生產(chǎn)，暫為最佳選擇。 綜上所述，在兩個(gè)方案中，方案二為最佳方案。 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 6 - 設(shè)定方案二中的各桿長(zhǎng)度 設(shè)定搖桿長(zhǎng)度 選取 = 代入公式 ： r 2s 得 r 657 選取 r=500 ; L =r =500 50 ;即 A=500B=750下圖計(jì)算可知滑塊行 程 h=96時(shí) A 桿轉(zhuǎn)過(guò)28，即 A 桿右極限轉(zhuǎn)角為 28，滿足擺角小于 60的要求。 又因設(shè)計(jì)要求中上下沖頭需要有保壓時(shí)間為 算桿 A 左極限位置到垂直位置角度為 2。計(jì)算形成速比系數(shù) K=180+62/180有急回特性。 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 7 - 通過(guò)圖解法可以求出曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中曲柄與連桿的長(zhǎng)度，如下圖： 如圖所示， 搖桿， 連桿， 曲柄； 因?yàn)?B/E =(E)/F+B=00 驗(yàn)曲柄存在條件 00架 )=足桿長(zhǎng)之和定理，即 B C,確保了曲柄的存在。 綜上所述 上沖頭肘桿機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)如下： 曲柄 曲柄連桿 搖桿 500 滑塊連桿 D 750 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 8 - （ 2）下沖頭機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案 用凸輪驅(qū)動(dòng)下沖頭 設(shè)計(jì)凸輪參數(shù)： 基圓半徑 r。 =40偏距 e=0 ,滾子半徑 r=10 推桿行程 h=21 大 壓 力 角 為 ， 小 于 許 用 壓 力 角 30 。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 9 - 滿足要求的其運(yùn)動(dòng)規(guī)律為 ： 序號(hào) 凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度 推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律 1 0 100 靜止不動(dòng) 2 100 120 下沉 3 120 130 近休止 4 130 160 上升 8 160 190 保壓 靜止 190 250 上升 16 250 300 遠(yuǎn)休止 8 300 360 下降 21械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 10 - （ 3） 送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案 用凸輪驅(qū)動(dòng)直桿使料篩進(jìn)行送料和推片的運(yùn)動(dòng) 凸輪設(shè)計(jì)參數(shù)： 基圓半徑 r。 =110偏距 e=0 ,滾子半徑 r=10 推桿行程 h=90大壓力角為 ，小于許用壓力角 30 。 序號(hào) 凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度 推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律 1 0 30 停在最大行程進(jìn)行送料 2 30 110 退回到近休止處 3 110 260 近休止 4 260 360 推片 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 11 - 6、總設(shè)計(jì)方案圖及各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸計(jì)算 方案一示意圖不選用該方案的原因： 1、用到蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，齒輪配置不方便。 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 12 - 2、上沖頭不易實(shí)現(xiàn)保壓作用。 3、送料機(jī)構(gòu)僅用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，難以實(shí)現(xiàn)送料機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 4、方案中的三個(gè)重要機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速難以實(shí)現(xiàn)同速轉(zhuǎn)動(dòng)，從而不方便配置三者的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的生產(chǎn)。 下圖為方案二，即最終選用方案： 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸計(jì)算 根據(jù)選定的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速 n=1250r/生產(chǎn)率為 10 件 /的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的總速比為： I=1250/10=145 為方便配合各個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，總方案中的除皮帶輪 6 以外的其他皮帶輪的轉(zhuǎn)速均設(shè)定為 10r/中皮帶輪 6 的轉(zhuǎn)速為 30.2 r/行星輪系的齒輪設(shè)計(jì)如下： 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 13 - 各齒輪壓力角和模數(shù)均取標(biāo)準(zhǔn)值： =20 m=1 h*a=1 0 00 20 0 0 在行星輪系中： - +z3/2 即 n1/2 計(jì)算齒輪 1 和 2 的重合度： r1=120/2=10 r2=1100/2=50 mm r1 r2 mm r1+m h*a=1=10+11=11 r2+m h*a=1=50+11=51 a1= a2=z1(z2(2)= 即滿足齒輪連續(xù)傳動(dòng)的條件。 因齒輪 1 和 2 的重合度能滿足要求，其他齒輪之間的重合度也滿足齒輪連續(xù)傳動(dòng)的條件。 錐齒輪中： z5/ 所以， 8 皮帶輪 6、 7 中， 7/ 其中 20因?yàn)?n=250 r/上可以剛好使皮帶輪 7 的轉(zhuǎn)速為 10r/械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 - 14 - 七心得體會(huì) 馬上就要課程設(shè)計(jì)答辯了，回想這 3 周的設(shè)計(jì)過(guò)程，我感到很累很累，但通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多很多東西，大大提升了我的設(shè)計(jì)能力，給以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)和工作積累了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中有許多我們平時(shí)都不太重視的東西，也遇到了有很多的難題，但我們并不退縮。每個(gè)人都是互相詢問(wèn)和幫助，這給了我很大的動(dòng)力，有的不懂我們就會(huì)再一起討論問(wèn)題，經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的討論，得出了很多很好的設(shè)計(jì)方案，這還培養(yǎng)了 我們的團(tuán)隊(duì)合作精神。設(shè)計(jì)的過(guò)程中，為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善，更加符合工程標(biāo)準(zhǔn)，我們查閱了很多次設(shè)計(jì)書和指導(dǎo)書，也上網(wǎng)查了很多資料，這是我感觸相當(dāng)深的。 這次的課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了很多以前在書本沒(méi)有學(xué)到的東西，知識(shí)有了較大的提升，特別是對(duì)干粉壓片機(jī)的結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計(jì)分析更加清楚深刻。這次的課程設(shè)計(jì)用到的圖，基本上是我們是用 的，這樣我更熟練地掌握了 圖的基本技能，為以后的工作儲(chǔ)備了應(yīng)有的能力。在這次課程設(shè)計(jì)中，充分利用了所學(xué)的機(jī)械原理知識(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)分析，選用組合成機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案，從而設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，性能優(yōu)良，工作可靠的機(jī)械系統(tǒng)。 這次課程設(shè)計(jì)讓我充分體會(huì)到設(shè)計(jì)需要大膽創(chuàng)新這一層面。創(chuàng)新也是一個(gè)國(guó)家、一個(gè)社會(huì)、一個(gè)企業(yè)必不可少的，設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新需要高度和豐富的創(chuàng)造性思維，沒(méi)有創(chuàng)造性的構(gòu)思，就沒(méi)有產(chǎn)品的創(chuàng)新，機(jī)械原理課程設(shè)