干粉壓片機(jī)的設(shè)計(jì)【2013年最新整理畢業(yè)論文】

1 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 題 目： 干粉壓片機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： 110101213 姓 名： 紀(jì)鳴皋 指導(dǎo)教師： 王雪 完成日期： 2014年 4 月 15日 2 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書 論文（設(shè)計(jì)）題目： 干粉壓片機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué)號(hào)： 110101213 姓名： 紀(jì)鳴皋 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： 王雪 系主任： 一、主要內(nèi)容及基本要求 （ 1）將干粉壓制成直徑為 30mm、厚度為 5mm 的圓形片坯。 （ 2）每分鐘生產(chǎn) 25 片；沖頭壓力 150kN；機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的不均勻系數(shù)小于 10%；上沖頭總位移 90 100mm。 （ 3）回程的平均速度為工作行程速度的 1.2 倍 (行程速比系數(shù) K=1.2)。 （ 4） 要求保壓一定時(shí)間，保壓時(shí)間約占整個(gè)循環(huán)時(shí)間的 1/10。 （ 5）分析干粉壓片機(jī)工作原理和技術(shù)要求及構(gòu)思方案（含方案比較）。 （ 6） 完成 干粉壓片機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主要零部件的受力分析和強(qiáng)度計(jì)算。繪制所設(shè)計(jì)方案的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；繪制干粉壓片機(jī)的裝配圖及主要 的零件圖。要求圖紙工作量 2.5 張 A0 圖紙以上（ AutoCAD 繪圖）。 （ 7）設(shè)計(jì)說明書一份，電子文檔一份。 （ 8）英文文獻(xiàn)翻譯（含原文）。要求：原文 5000 個(gè)單詞以上，中文翻譯要求通順。 二、重點(diǎn)研究的問題 （ 1）干粉壓片機(jī)總體方案設(shè)計(jì)（含加壓機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)等）。 （ 2）干粉壓片機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 （ 3）主執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（機(jī)構(gòu)選型）及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 3 三、進(jìn)度安排 各階段完成的內(nèi)容 起止時(shí)間 1 收集資料、查詢相關(guān)文獻(xiàn) 2012 年 1月 8日 2月 20 日 2 掌握干粉壓片機(jī)工作原 理和技術(shù)要求，進(jìn)行方案構(gòu)思與設(shè)計(jì) 2012 年 2月 21 日 3 月 8 日 3 完成傳動(dòng)系統(tǒng)及機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和主要零件設(shè)計(jì)計(jì)算 2012 年 3月 9日 3月 31 日 4 繪制裝配圖和零件圖草圖 2012 年 4月 1日 5月 2日 5 完成裝配圖和零件圖的設(shè)計(jì) 2012 年 5月 3日 5月 15 日 6 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書及英文文獻(xiàn)翻譯 2012 年 5月 16 日 5 月 26 日 7 交畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書，準(zhǔn)備答辯 2012 年 5 月 27 日 5 月 28日 四 、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) 主要的收集資料有：機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)、干粉壓片機(jī)相關(guān)文獻(xiàn) 1朱保利，吳暉等編 .機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 .南昌航空工業(yè)學(xué)院出版， 2004 . 2孟憲源，姜琪主編 .機(jī)構(gòu)構(gòu)型與應(yīng)用 .機(jī)械工業(yè)出版社， 2004 . 3侯珍秀主編 .機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) .哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2000 . 4黃繼昌、徐巧魚等編 .實(shí)用機(jī)械機(jī)構(gòu)圖冊(cè) .人民郵電出版社， 1996. 5 張維凱，王曙光 . AutoCAD2007 中文版標(biāo)準(zhǔn)教程北京 :清華大學(xué)出版社， 2007. 6 濮 良貴，紀(jì)名剛 .機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） .北京：高等教育出版社， 2007. 7 孫恒 ,陳作模 .機(jī)械原理 (第七版 )。北京：高等教育出版社， 2006. 8 成大先主編 .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2004. 4 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評(píng)閱表 學(xué)號(hào) 2008963340 姓名 鄒卓明 專業(yè) 機(jī)械制造設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目： 干粉壓片機(jī)的設(shè)計(jì) 評(píng)價(jià)項(xiàng)目 評(píng) 價(jià) 內(nèi) 容 選題 1.是否符合培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的； 2.難度、份量是否適當(dāng)； 3.是否與生產(chǎn)、科研、社會(huì)等實(shí)際相結(jié)合。 能力 1.是否有查閱文獻(xiàn)、綜合歸納資料的能力； 2.是否有綜合運(yùn)用知識(shí)的能力； 3.是否具備研究方案的設(shè)計(jì)能力、研究方法和手段的運(yùn)用能力； 4.是否具備一定的外文與計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力； 5.工科是否有經(jīng)濟(jì)分析能力。 論文 （設(shè)計(jì)）質(zhì)量 1.立論是否正確，論述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理；實(shí)驗(yàn)是否正確 ，設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語是否準(zhǔn)確，符號(hào)是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范； 2.文字是否通順，有無觀點(diǎn)提煉，綜合概括能力如何； 3.有無理論價(jià)值或?qū)嶋H應(yīng)用價(jià)值，有無創(chuàng)新之處。 綜 合 評(píng) 價(jià) 評(píng)閱人： 2009 年 5 月 日 5 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）鑒定意見 學(xué)號(hào)： 2008963340 姓名： 鄒卓明 專業(yè)： 機(jī)械制造設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說明書） 頁 圖 表 張 論文（設(shè)計(jì)）題目： 干粉壓片機(jī)的設(shè)計(jì) 內(nèi)容提要：第一部分：概述，包括課題的來源，課題研究的目的及意義，國(guó)內(nèi)外 的發(fā)展現(xiàn)狀，干粉壓片機(jī)綜述。 第二部分：機(jī)械方案設(shè)計(jì)，包括減速模塊、上、下沖頭模塊、送料模塊。 第三部分：總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括四大模塊設(shè)計(jì)連接部分的設(shè)計(jì)以及機(jī)械的的整體 布局。 第四部分：計(jì)算與校核，包括齒輪、軸、鍵、緊固件的受力分析，電動(dòng)機(jī)及減速 器的選擇，軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算，軸承的選擇與校核。 6 指導(dǎo)教師評(píng)語 指導(dǎo)教師： 年 月 日 答辯簡(jiǎn)要情況及評(píng)語 答辯小組組長(zhǎng)： 年 月 日 答辯委員會(huì)意見 答辯委員會(huì)主任： 年 月 日 7 目錄 摘要 .1 第一章 引言 .2 1.1 選課依據(jù)及課題的意義 .2 1.2 國(guó)內(nèi)外基本研究情況 .2 1.3 設(shè)計(jì)特色 .3 1.3.1 研究?jī)?nèi)容 .3 1.3.2 預(yù)期達(dá)到的目標(biāo) .3 1.3.3 完成課題的方案和主要措施 .3 1.3.4 主要特色 .4 第二章 課程設(shè)計(jì)題目 .5 2.1 原始數(shù)據(jù) .5 2.2 設(shè)計(jì)要求 .5 第三章 設(shè)計(jì)題目分析 .6 3.1 工藝動(dòng)作分解 .6 3.2 運(yùn)動(dòng)分析 .7 3.3 功能分解 .8 第四章 方案確定 . 10 4.1 各功能單元的解 . 10 4.2 列出部分可選方案并篩選 . 10 4.3 方案評(píng)價(jià) . 11 4.4 作概念圖 . 13 第五章 減速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . 14 5.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 . 14 5.1.1 電動(dòng)機(jī)類型 . 14 5.1.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需功率 . 14 5.1.3 電動(dòng)機(jī)功率 . 14 5.1.4 主要特色 . 15 5.2 傳動(dòng)比的確定，各軸功率以及帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) . 16 5.2.1 傳動(dòng)比的確定 . 16 5.2.2 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速個(gè)功率 . 16 5.2.3 設(shè)計(jì) V 型帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸和校對(duì) . 16 5.3 齒輪設(shè)計(jì)和校對(duì) . 18 附：減速箱三視圖 . 24 第六章 上沖頭機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) . 25 6.1 齒輪箱的結(jié)構(gòu)和尺寸確定 . 25 6.1.1 齒輪箱的作用和工作原理 . 25 6.1.2 兩齒輪的尺寸 確定 . 25 6.2 六桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) . 25 6.2.1 設(shè)定搖桿長(zhǎng)度 . 25 6.2.2 確定搖桿擺角 . 26 6.2.3 通過圖解法求出六桿機(jī)構(gòu)中的曲柄和連桿長(zhǎng)度 . 26 6.2.4 檢驗(yàn)曲柄存在 的條件 . 27 8 附：齒輪箱三視圖 . 28 六桿機(jī)構(gòu)三視圖 . 29 第七章 上沖頭機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) . 30 7.1 凸輪部分設(shè)計(jì) . 30 7.1.1 凸輪基圓的確定 . 30 7.1.2 滾子圓形運(yùn)動(dòng)輪廓的確定 . 30 7.1.3 滾子半徑的確定 . 31 7.1.4 凸輪實(shí)際輪廓確定 . 31 7.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) . 31 附：送料機(jī)構(gòu)三視圖 . 33 第八章 下沖頭機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) . 34 8.1 下沖頭凸輪設(shè)計(jì) . 34 附：下沖頭機(jī)構(gòu)三視圖 . 35 第九章 機(jī)構(gòu)生產(chǎn)調(diào)節(jié)說明 . 36 小結(jié) . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 致謝 . 40 1 摘要 本文對(duì)國(guó)內(nèi)外干粉壓片機(jī)的研究水平進(jìn)行了綜合評(píng)述，并且做出對(duì)比；提出了一套干粉壓片機(jī)的設(shè)計(jì)方案；將模塊化設(shè)計(jì)理念引入方案中，提出了干粉壓片機(jī)向易拆卸易組裝的發(fā)展方向，并具體對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 2 3 4 關(guān)鍵詞：干粉壓片機(jī)；模塊化；易拆卸易組裝。 Abstract Conduct a comprehensive review of domestic and foreign dry powder tablet machine level, and make a comparison； the design of a dry powder to the tablet press； will introduce the concept of modular design, powder tablet press to easy direction of development, demolition and easy assembly and specific for each module design. Key words: dry tabletting machine； modular； easy disassembly and easy assembly. 5 一、引言 1.1 選課的依據(jù)及課題的意義： 根據(jù)大學(xué)四年本科教育要求，此次設(shè)計(jì)為大學(xué)教育的必修課程之一。其目的：一方面，學(xué)校完成對(duì)本科四年制學(xué)生所學(xué)知識(shí)的一次檢測(cè)與評(píng)估，同時(shí)也是對(duì)學(xué)校教育制度和教育內(nèi)容的 一次審視與強(qiáng)化；其次，這次設(shè)計(jì)也是對(duì)大學(xué)生自身的一次大學(xué)總結(jié)和鍛煉，為今后走向工作崗位，走向社會(huì)做的一次鋪墊；再次，如今社會(huì)各企業(yè)單位和服務(wù)類單位對(duì)應(yīng)屆大學(xué)畢業(yè)生的動(dòng)手、獨(dú)立思考和團(tuán)隊(duì)協(xié)作等能力非常重視，所以此次設(shè)計(jì)對(duì)大學(xué)生的畢業(yè)與就業(yè)，積極成功的融入社會(huì)顯得尤為重要。 干粉壓片機(jī) 具有 裝配精度高，材質(zhì)優(yōu)良耐磨損，穩(wěn)定可靠 等優(yōu)點(diǎn) ， 從制藥廠到電子元件廠，陶瓷廠，化工原料廠等都有應(yīng)用，還可以改裝進(jìn)行異形沖模壓片， 具有廣闊的市場(chǎng)前景 。 特別是 隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的飛躍發(fā)展，國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門迫切需要各種各樣性能好、能 耗低、質(zhì)優(yōu)價(jià)廉、的機(jī)械產(chǎn)品。尤其是很多中小企業(yè)例如 蚊香廠、魚藥飼料廠、消毒劑廠、催化劑廠 等不可能得不償失地采購(gòu)大型設(shè)備，因此小型干粉壓片機(jī)更受這些中小企業(yè)的青睞。干粉壓片機(jī)與現(xiàn)實(shí)生活息息相關(guān)設(shè)計(jì)干粉壓片機(jī)一方面能培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)素養(yǎng)，更是加強(qiáng)對(duì)我們務(wù)實(shí)精神的教育。 為了培養(yǎng)學(xué)生的開發(fā)和創(chuàng)新機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力，高等學(xué)校工科本科機(jī)械原理課程教學(xué)基本要求中對(duì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)提出的要求是：“結(jié)合一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)械系統(tǒng)，綜合運(yùn)用所學(xué)理論和方法，使學(xué)生受到擬定機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的初步訓(xùn)練，并能對(duì)方案中的某 6 些機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。”通 過綜合運(yùn)用機(jī)械原理及相關(guān)課程所學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行對(duì)壓片機(jī)機(jī)構(gòu)方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)，是學(xué)生第一次用已學(xué)過的知識(shí)較全面地對(duì)一項(xiàng)工程實(shí)際的應(yīng)用問題，從任務(wù)分析、調(diào)查研究、方案比較、方案確定、繪制出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)分析與設(shè)計(jì)的基本訓(xùn)練，可以鞏固加深對(duì)機(jī)械原理課程內(nèi)容的理解，初步掌握機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的方法并對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的全過程有個(gè)初步了解，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，并對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新方法進(jìn)行了初步的調(diào)練，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)、查閱資料和獨(dú)立工作的能力，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)運(yùn)用團(tuán)隊(duì)精神集體解決技術(shù)難點(diǎn)的能力，培養(yǎng)學(xué)生 運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決實(shí)際工程問題的能力。 1.2 國(guó)內(nèi)外基本研究情況： 壓片機(jī)在歐美出現(xiàn)較早，經(jīng)過近一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，歐美已經(jīng)形成了完善、先進(jìn)的技術(shù)體系，其產(chǎn)品自動(dòng)化程度高，符合 FDA 及 21 CFR PART 11 的要求。并且在根據(jù)市場(chǎng)反饋，逐漸確立了高速高產(chǎn)化、工藝環(huán)節(jié)密閉化、人流物流隔離化、在位清洗、 4 21 CFR Part 11 技術(shù)應(yīng)用、模塊化、自動(dòng)化、規(guī)?；皺z測(cè)診斷技術(shù)遠(yuǎn)程化先進(jìn)化等新的發(fā)展方向，產(chǎn)品高新技術(shù)含量不斷提升，機(jī)械、氣、液、光、磁等一體的自動(dòng)化技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、傳感器技術(shù)、新材料技術(shù)等在壓 片機(jī)上得到廣泛的應(yīng)用。 我國(guó)的壓片機(jī)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造水平近幾年得到長(zhǎng)足的發(fā)展，但與國(guó)際先進(jìn)水平還存在很大差距。國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀是：壓片機(jī)規(guī)格眾多，數(shù)量大，操作簡(jiǎn)單，清洗方便，更換快捷，然而產(chǎn)品重復(fù)開發(fā)嚴(yán)重，技術(shù)含量較低，技術(shù)創(chuàng)新后勁不足，人才危機(jī)蔓延。國(guó)產(chǎn)壓片機(jī)發(fā)展任重道遠(yuǎn)。 1.3 設(shè)計(jì)特色 1.3.1 研究?jī)?nèi)容： 分析干粉壓片機(jī)的工作原理和技術(shù)，構(gòu)思總體方案（包括壓制機(jī)構(gòu)和送料機(jī)構(gòu)）以及方案的比較，傳送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 1.3.2 預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)： 7 兼顧用料經(jīng)濟(jì)型和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，達(dá)到其功能要求 ，結(jié)構(gòu)美觀實(shí)用。 1.3.3 完成課題的方案和主要措施： 第一階段：查閱相關(guān)資料，培養(yǎng)感性認(rèn)識(shí)； 第二階段：具體了解分析各個(gè)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、工作原理，加以創(chuàng)新，繪制草圖，提出初步設(shè)計(jì)理念； 第三階段：與老師同學(xué)交流討論，解決難題，比較方案，重復(fù)修改； 第四階段：整理結(jié)果，編寫正式的設(shè)計(jì)說明書，繪制工程圖。 1.3.4 主要特色： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)便宜，操作方便，便于改裝。 8 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：干粉壓片機(jī)的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)干粉壓片機(jī)，將具有一 定濕度的粉狀物料定量送入壓片成形位置，經(jīng)過壓制后脫離該位置。機(jī)械的整個(gè)工作過程均自動(dòng)完成。該干粉壓片機(jī)可壓制陶瓷藥劑的圓形片坯。 2.1 原始數(shù)據(jù)如下： （ 1）片坯尺寸： =30mm、 =5mm； （ 2）生產(chǎn)速率 25 片 /min、沖頭壓力 =150kN、運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù) =10%； （ 3） 行程速比系數(shù) K=1.2，保壓時(shí)間占整個(gè)循環(huán)周期的 1/10。 2.2 設(shè)計(jì)要求： （ 1） 分析干粉壓片機(jī)工作原理和技術(shù)要求及構(gòu)思方案（含方案比較）； （ 2） 完成 干粉壓片機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主要零部件的受力分 析和強(qiáng)度計(jì)算。繪制所設(shè)計(jì)方案的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；繪制干粉壓片機(jī)的裝配圖及主要的零件圖。要求圖紙工作量 2.5 張 A0圖紙以上（ AutoCAD 繪圖）； （ 3）設(shè)計(jì)說明書一份，電子文檔一份； 9 （ 4）英文文獻(xiàn)翻譯（含原文）。要求：原文 5000 個(gè)單詞以上，中文翻譯要求通順。 三、設(shè)計(jì)題目分析 3.1 工藝動(dòng)作的分解： 其工藝動(dòng)作分解流程如圖 3.1： 10 圖 3.1 工藝動(dòng)作的分解流程 （ 1）篩料斗在型腔上方小行程往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將粉料篩入 的 圓筒形型腔； （ 2）下沖頭下沉，粉料上平面隨之下降，防止上沖頭進(jìn)入型腔時(shí)撲 出粉料，同時(shí)篩料斗開始向補(bǔ)料位置運(yùn)動(dòng)； （ 3）上沖頭下降進(jìn)入型腔，篩料斗到達(dá)補(bǔ)料位置； （ 4）上下沖頭同時(shí)加壓，各移動(dòng)，產(chǎn)生沖模壓力 ， 最終停止并保壓 1/10 周期，同時(shí)下料閥門打開，下一次生產(chǎn)的粉料開始補(bǔ)充進(jìn)入篩料斗； （ 5）上沖頭退出型腔，下沖頭隨后上升將壓好的片坯頂出型腔，篩料斗補(bǔ)料完畢開始向壓片位置運(yùn)動(dòng)； 11 （ 6）為避免干涉，篩料斗到達(dá)壓片位置，并將片坯推出壓片位置進(jìn)入滑道后，下沖頭再下降 高度 。 3.2 運(yùn)動(dòng)分析： 從 3.1 可以看出： 上沖頭基本運(yùn)動(dòng)為：下降 -遠(yuǎn)休 -上升 -近休； 上沖頭基本運(yùn)動(dòng)為：上升 -中停 -上升 -遠(yuǎn)休 -下降 -中停 -下降 -近休； 篩料斗的基本運(yùn)動(dòng)為：向右 -震動(dòng) -向左 -停歇。 從整個(gè)機(jī)械的角度來看，它是一種時(shí)序式組合機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，因此要擬定三個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。以該主動(dòng)件的轉(zhuǎn)角位橫坐標(biāo)（ 0 360），以機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件的位移為縱坐標(biāo)畫出位移曲線如圖 3.2： 圖 3.2 運(yùn)動(dòng)循環(huán)簡(jiǎn)圖 運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖上的位移曲線主要著眼于運(yùn)動(dòng)的起始位置，而非其精確的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。篩料斗從壓片位置經(jīng)排出粉料后退回左邊補(bǔ)料位置停歇（如圖中）。下沖頭下沉（如圖中）。下沖頭下沉完畢，上沖頭可下移至型腔入口處（如圖中）。等上 沖頭下平面略低于臺(tái)面時(shí)，下沖頭同時(shí)開始上升，上下沖頭同時(shí)對(duì)粉料兩面加壓（如圖中）。然后兩沖頭停歇保壓（如圖中），保壓時(shí)間約為 0.24s，即相當(dāng)于主動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng) 36左右。以后，上沖頭快速退回至起始位置，下沖頭稍慢地上升至上表面與臺(tái)面平齊，頂出成品 12 片坯（如圖中）。下沖頭停歇待卸片坯時(shí)，篩料斗已經(jīng)到達(dá)型腔上方并將成品片坯推出至滑道上（如圖中）。最后，下沖頭下移，同時(shí)料篩小行程往復(fù)震動(dòng)將粉料篩入型腔中（如圖中），最終進(jìn)入下一循環(huán)。 3.3 功能分解： 該干粉壓片機(jī)通過一定的機(jī)械能將原料（粉狀物料）壓制成成 品，其功能分解如圖3.3： 圖 3.3 設(shè)計(jì)該干粉壓片機(jī)，其總共能可分解成以下幾個(gè)工藝動(dòng)作： （ 1）送料：本質(zhì)為間歇直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可通過凸輪完成； （ 2）篩料：要求篩料斗小行程往復(fù)運(yùn)動(dòng)； （ 3）從型腔推出片坯：通過下沖頭上升可完成； （ 4）送出成品：篩料斗從側(cè)面將成品片坯擠推入滑道； （ 5）上沖頭間歇往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，有急回等特性； （ 6）下沖頭間歇往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。 可作樹狀功能圖 3.4： 13 圖 3.4 樹狀功能圖 14 四、方案確定 4.1 各功能單元的解： 針對(duì)功能單元再求功能單元的 解，求滿足執(zhí)行元?jiǎng)幼鞯臋C(jī)構(gòu)。這個(gè)步驟也稱為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形式設(shè)計(jì)，或執(zhí)行機(jī)構(gòu)的行綜合。該過程采用“發(fā)散性思維”，將滿足功能單元的所有“物理效應(yīng)”的解都作為初步的解一一列出。如果一個(gè)功能單元有 m個(gè)解決原理，而每一種原理有 n個(gè)，經(jīng)排列組合則該功能單元的解可以有 mn 個(gè)方案。把各個(gè)功能單元的解建立在一個(gè)直角坐標(biāo)上，便形成了一個(gè)“形態(tài)學(xué)矩陣”，通過該矩陣可以組合若干方案，然后再做評(píng)優(yōu)選優(yōu)。 4.2 列出部分可選方案并篩選： 根據(jù) 3.2 的分析，已經(jīng)比較了解干粉壓片機(jī)各個(gè)部分的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，為實(shí)現(xiàn)其要求，可對(duì)每個(gè)機(jī)構(gòu)列出方案： 表 4.1 各分部方案選擇矩陣 功能 元 功能元分解 1 2 3 4 一次減速 a 帶傳動(dòng)減速 蝸桿減速 齒輪減速 鏈傳動(dòng)減速 二次減速 b 帶傳動(dòng)減速 鏈傳動(dòng)減速 齒輪減速 蝸桿減速 上沖頭 c 凸輪機(jī)構(gòu) 曲柄導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu) 偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 六桿機(jī)構(gòu) 送料機(jī)構(gòu) d 移動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu) 渦輪蝸桿機(jī)構(gòu) 凸輪曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 下沖頭 e 雙導(dǎo)桿間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 移動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu) 曲線槽導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 雙凸輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu) 由該表可知，可選擇的運(yùn)動(dòng)方案一共有 4的四次方種。然而其中肯定有明顯不合理的，因此進(jìn)行組合，剔除 不合理的選項(xiàng)，結(jié)合實(shí)際進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)：要求滿足運(yùn)動(dòng)要求；要求滿足承載要求；要求滿足運(yùn)動(dòng)精度要求；要求制造工藝簡(jiǎn)便；要求滿足安全生產(chǎn)要求；要求滿足動(dòng)力源，還有生產(chǎn)條件的限制。 根據(jù)題目要求，有以下對(duì)比： 15 對(duì)于一次減速功能元：帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)平穩(wěn)，緩沖吸震，有過載保護(hù)，適合壓片機(jī)的工作環(huán)境。并且由于其價(jià)格低廉，安裝維修方便且噪聲小，因此優(yōu)先選擇；蝸桿傳動(dòng)備選；齒輪傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠且壽命長(zhǎng)，傳動(dòng)比穩(wěn)定，但是安裝進(jìn)度要求高，價(jià)格昂貴且不宜用于傳動(dòng)距離過大的場(chǎng)合，故淘汰；鏈傳動(dòng)不適合壓片機(jī)的工作環(huán)境， 故淘汰。 對(duì)于二次減速功能元：齒輪和蝸桿都滿足定速比傳動(dòng)要求，且精度較高，承載能力大。故可選用；帶傳動(dòng)鏈傳動(dòng)、不適宜該環(huán)境，故淘汰。 對(duì)于上沖頭功能元：要實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，且要滿足急回特性，淘汰曲柄導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)；由于滑塊需要油脂潤(rùn)滑，污損嚴(yán)重且磨損較大，故淘汰；由于凸輪加工靈活，滿足要求，然而上沖頭行程較大，凸輪尺寸會(huì)相應(yīng)很大很笨重，故備選；六桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕盈，能滿足保壓要求，并且輕松達(dá)到上沖頭形成要求，故優(yōu)先選擇。 對(duì)于送料功能元：由于承載力要求較低，故無需偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；由于行程較大，故單純的凸輪 機(jī)構(gòu)或渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)也過于笨重，；因此選擇凸輪加曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。 對(duì)于下沖頭功能元：下沖頭運(yùn)動(dòng)較復(fù)雜，且負(fù)載較大，故淘汰曲線槽導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)；雙導(dǎo)桿間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)易磨損且污染大，故淘汰。雙凸輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)加工成本高，故備選；單凸輪機(jī)構(gòu)可優(yōu)先。 綜上所述，可確定最優(yōu)方案是 a1+b3+c4+d3+e2、另有若干可選項(xiàng)備用。 4.3 方案評(píng)價(jià) 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的擬定和設(shè)計(jì)，最終要求通過分析比較以提供最優(yōu)方案。一個(gè)方案的優(yōu)劣只有通過系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)來確定。 下面用機(jī)械選型的評(píng)價(jià)體系，可用視圖方法表示為圖 4.1： 圖 4.1 評(píng)價(jià)體系圖 16 根據(jù)各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的相互關(guān)系，建立評(píng)價(jià)模型為： H=U1*U2*U3*U4*U5， U1=S1+S2、U2=S3+S4+S5+S6、 U3=S7+S8+S9+S10、 U4=S11+S12+S13+S14、 U5=S15+S16+S17 根據(jù)各個(gè)機(jī)構(gòu)的指標(biāo)好壞可分為五等，分別對(duì)應(yīng)分?jǐn)?shù)為 1、 0.75、 0.5、 0.25、 0。因此可做表 4.2： 表 4.2 各指標(biāo)評(píng)分表 性能 指標(biāo) 具體 指標(biāo) 評(píng)價(jià) 帶傳動(dòng) 齒輪機(jī)構(gòu) 曲桿滑塊 六桿機(jī)構(gòu) 凸輪機(jī)構(gòu) 渦輪蝸桿 功 能 運(yùn)動(dòng)規(guī)律 0.75 0.75 0.75 0.25 0 0.75 傳動(dòng)精度 1 1 1 0.75 0.75 1 工 作 性 能 應(yīng)用范圍 0.75 1 0.75 0.75 0.75 1 可調(diào)性 1 0.25 0.5 0.75 0.25 0.25 運(yùn)動(dòng)精度 0.75 0.75 0.75 1 0.75 1 承載能力 1 1 1 0.75 0.25 1 可 靠 程 度 加速峰值 0 0 0.75 0.75 0.25 0 噪音 1 1 0.5 0.75 0.25 0.75 耐磨性 0.75 0.75 0.5 0.75 0 0.75 可靠性 1 1 1 1 1 1 工 藝 性 制造難度 0.75 0.25 1 1 0 0.25 誤差敏感性 0 0 0 1 0 0 調(diào)整方便性 0.75 1 0.75 1 0.25 1 能耗大小 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 其他 尺寸 0.25 0.75 0.75 0.25 0.75 0.75 重量 0.75 0.25 0.75 0.75 0.25 0.25 結(jié)構(gòu)復(fù)雜度 1 0.5 0.5 1 0 0 經(jīng)過計(jì)算，最終方案 a1+b3+c4+d3+e2 得分最高，確定為最優(yōu) 方案。 17 4.4 作概念圖 4.2： 圖 4.2 概念圖 18 五、減速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)： 5.1 電動(dòng)機(jī)的選擇： 5.1.1 電動(dòng)機(jī)類型： 按照工作要求和工作條件選用 Y 系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，額定電壓 380V。 5.1.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需功率： 工作周期： T=60/n1=60/25=2.4s 單個(gè)沖頭周期做功 W=F*(y1-h)*2/2=15000*(21-5)/1000*2/2=240J： 單個(gè)沖頭功率： P 實(shí)際 =W/T=240/2.4=100W 上下沖頭功率： 考慮到運(yùn)動(dòng)副摩擦和料篩運(yùn)動(dòng)所需的功率： P 實(shí) 際 =2*P 平均 =200W 5.1.3 電動(dòng)機(jī)功率： 選擇依據(jù)： （電動(dòng)機(jī)的工作功率）電動(dòng)機(jī)的額定功率 ded PP )( 電動(dòng)機(jī)所需工作功率： wPP d =4/0.841=4.76kw wP 工作機(jī)的有效功率，單位（ KW）。 從動(dòng)機(jī)到工作輸送帶間的總效率。 故 其中： V 帶傳動(dòng)效率 1=0.96； 圓柱齒輪傳動(dòng) 8級(jí)效率（油潤(rùn)滑） 2=0.97 滾子軸承效率（脂潤(rùn)滑正常） 3=0.99； 彈性聯(lián)軸器 4=0.99； 錐齒輪的傳動(dòng)效率 5=0.94 因此總的傳動(dòng)裝置的效率 =1*22*32*4*5=0.841 19 5.1.4 選擇電動(dòng)機(jī) 由于該機(jī)械為制藥機(jī)械，主要針對(duì)工廠設(shè)計(jì)，故采用 380V 額定電壓，又異步電機(jī)較直流電機(jī)實(shí)用方便，價(jià)格低廉，故采用三相電容啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源。電機(jī)型號(hào) YB2-160M2-8，其特性參見下表 5.1： 表 5.1 電機(jī)參數(shù) 型號(hào) YB2-160M2-8 額定 功率 kW 5.5 電流（ 380V） A 13.4 轉(zhuǎn)速 r/min 750 效率 % 負(fù)載 1.00 83 0.75 83.7 0.50 82.8 功率因數(shù) 補(bǔ)償 COS 負(fù)載 1.00 0.75 0.75 0.67 0.50 0.55 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 1.9 堵轉(zhuǎn)電流倍數(shù) 6 最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 2.2 噪聲 dB（ A） 68 振動(dòng)等級(jí) mm/s 2.8 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 kg.m 0.61 尺寸 mm 200*200*300 5.2 傳動(dòng)比的確定，各軸功率以及帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 20 5.2.1 傳動(dòng)比的確定： 由設(shè)計(jì)要求可知，電動(dòng)機(jī)的給定轉(zhuǎn)速，而生產(chǎn)率的給定值為 25 片 /min，即執(zhí)行轉(zhuǎn)速。 故總傳動(dòng)比大小可確定 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)中關(guān)于 V型帶傳動(dòng)比分配原則：由于 V型帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不宜太大，一般 7，故可分配 =2.5，則。故可采用兩級(jí)減速箱，。 5.2.2 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速和功率 各軸的轉(zhuǎn)速： 電機(jī)輸出軸： n=25r/min 減速箱 I 軸： n1=n/i0=960/2.9=331r/min 減速箱 II 軸： n2=n1/i1=331/3.4=97.36r/min 減速箱 III 軸： n3=n2/i2=97.36/3.9=24.96r/min (25-24.96)/25=0.00160.05 各軸功率： 由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表 9.2 查得，帶傳動(dòng)的效率；直齒輪傳動(dòng) 8 級(jí)的效率；滾子軸承的效率，又，故： 軸 I 所需功率： P1=Pd* 帶 =4.76*0.96=4.57kw 軸 II 所需功率： P2=P1* 圓錐 =4.57*0.94=4.30kw 軸 III 所需功率： P3=P2* 圓柱 =4.30*0.97=4.17kw 各軸轉(zhuǎn)矩 Td=9550Pd/n=9550*4.76/960=47352N*mm T1=Td*i1* 帶 =47352*2.9*0.96=131828N.mm T2=T1*i2* 圓柱 =131828*3.4*0.94=421322N.mm 5.2.3 設(shè)計(jì) V 型帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸和校對(duì) 確定計(jì)算功率： 其中 計(jì)算功率， P=K*P1=5.236kW； 工作情況系數(shù)； K=1.2 21 所需傳遞的額定功率， kW； 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表 8-7，載荷變動(dòng)較大，空、輕載啟動(dòng)，選取普通 v 型帶 則 選擇 V 帶型，小帶輪轉(zhuǎn)速，。由 機(jī)械設(shè)計(jì)圖 8-11 選擇 A 型 V 帶。取，因此，由機(jī)械設(shè)計(jì)表 8.8 進(jìn)行圓整選擇。 。 確定帶輪直徑 D1.D2中心距 a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 : 由機(jī)械設(shè)計(jì)課本表 8-3.A 型 V帶 Dmin=100mm D1取 80mm 所以 D2=D1*i*（ 1-e） =80*2.9*（ 1.0.015） =280mm （ e為滑動(dòng)率） 因?yàn)?0.7*（ D1+D2） a2*(D1+D2) 所以取 a=600mm 所以 Ld,=2a+(D1+D2)/2+(D2-D1)2/4a=1781.8mm 取 Ld=1800mm 所以 a1=a+（ Ld-Ld,） /2=610m 驗(yàn)證帶速度： V=D1n1/（ 60*1000） =4.019m/s 由于 5m/s 4.019m/s 25m/s，故 V 帶合適 因此符合設(shè)計(jì)驗(yàn)證條件，故設(shè)計(jì)方案合理。 確定 V 型帶的根數(shù) Z： 計(jì)算單根 V型帶的額定功率： 由且，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表 8-4b 得。 根據(jù) 4,m in14001 irn 和 Z 型帶查表 8-4b 得 kwP 03.00 。 查機(jī)械設(shè)計(jì)表 8-5得 924.0K ，查表 8-2得 16.1LK ， 故有 kwKKPP L 4.016.19 2 4.0)03.034.0()(P 00r 計(jì)算 V型帶的根數(shù) Z： 0 2 5.34.0 21.1)(P00rLAcaKKPPPKPz 故取 4根 22 計(jì)算單根 V型帶得初拉力的最小值 min0)(F ： 由表 8-3 得 Z型帶的單位長(zhǎng)度 mkgq 06.0 ， 所以： 應(yīng)使帶得實(shí)際初拉力 min00 )(FF 。 計(jì)算壓軸力 ： 壓軸力的最小值 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 帶輪材料采用 HT200，由于大帶輪的基準(zhǔn)直徑故采用輪輻式；由于小帶輪的安裝直徑 d=96，查的小帶輪為實(shí)心輪。 5.3 齒輪設(shè)計(jì)和校對(duì)： 第一對(duì)齒輪設(shè)計(jì)（類型、材料、精度、齒數(shù)） 選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)； 由于干粉壓片機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，所以采用 8級(jí)精度 （ GB10095-88） ； 查機(jī)械設(shè)計(jì) 10-1表，選擇一級(jí)小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS，二級(jí)大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS。選擇二級(jí)小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS，三級(jí)大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS。 選擇一級(jí)小齒輪牙數(shù) 261z ，二級(jí)大齒輪齒數(shù) 7878326 212 zizz ，取。選擇二級(jí)小齒輪牙數(shù) 261z ，二級(jí)大齒輪齒數(shù) 104104426 212 zizz ，取。 按齒輪面接觸強(qiáng)度計(jì)算： 參考機(jī)械設(shè)計(jì) 10-9a 公式，即 3 211 )(132.2 HZuuTKd Edtt 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值： 選擇載荷系數(shù) tK =1.3； 23 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩： mmNmmNn PT 451 151 1025.13300 16.4105.95105.95 減 由機(jī)械設(shè)計(jì)表 10-7可知，選擇齒寬系數(shù) d=0.9 由機(jī)械設(shè)計(jì)表 10-6查得材料的彈性影響系 數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖 10-21d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限M PaH 600lim ；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 M PaH 550lim 。 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 7812811104.143 1032.41032.483001013006060iNNjLnN h ）（ 由機(jī)械設(shè)計(jì) 10-19 圖，取解除疲勞壽命系數(shù) 。98.0；93.0 21 HNHN KK 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力： 取失效概率為 1%，安全系 數(shù) s=1 MPaMPaSKMPaMPaSKHNHHNH5 3 95 5 098.05 5 86 0 093.02l i m221l i m11 計(jì)算： 試計(jì)算小齒輪分度圓直徑 1td 帶入 H中較小的值： mmmmZuuTKdHEdtt 80)5398.189(789.01028.23.132.2)(132.2 3 243 211 計(jì)算圓周速度 2V ： smsmndV t 256.11 0 0 060 300801 0 0 060 112 計(jì)算齒寬 b： mmdb td 72809.01 計(jì)算齒寬與齒高之 比 bh： 24 模數(shù)mmzdm tt 1.3268011 齒高 mmmh t 71.325.225.2 所以齒寬與齒高之比29.10772 hb 計(jì)算載荷系數(shù)： 根據(jù)， 8級(jí) 精度，查機(jī)械設(shè)計(jì) 圖 10-8 可得，動(dòng)載系數(shù)vK=1.1 直齒輪1 FH KK ； 由機(jī)械設(shè)計(jì)表 10-2查得使系數(shù) 1AK .50； 由機(jī)械設(shè)計(jì)表 10-4 用插值法查得 8級(jí)精度、小齒輪相對(duì)稱位置時(shí) ,31.1HK 由29.10772 hb， ,31.1HK 查機(jī)械設(shè)計(jì)圖 10-13 得 26.1FK ；故載荷系數(shù) 16.231.111.150.1 HHVA KKKKK 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由機(jī)械設(shè)計(jì) 10-10a 得： mmKKdd tt 803.1 16.280 3311 計(jì)算模數(shù) m mmzdm 1.3268011 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算： 由彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)計(jì)算公式： 13212 F a S aFYYkTmdz 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值： 由機(jī)械設(shè)計(jì)中圖 10-20 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限1 500FE M P a ；大齒輪的的彎曲疲勞強(qiáng)度極限2 380FE M P a 。 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖 10-18 取彎曲壽命系數(shù) 90.0,86.0 21 FNFN KK ； 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) 1.4S ，得 25 M P aSKM P aSKFEFNFFEFNF29.2444.13809.014.3074.150086.0222111 計(jì)算載荷系數(shù)： 33.126.1105.11 FFVA KKKKK 查取齒形系數(shù)： 由機(jī)械設(shè)計(jì)表 10-5查得 。164.2；97.2 21 FaFa YY 計(jì)算大、小齒輪 Fa SaFYY并加以比較 0147.014.307 52.197.2111 FSaFa YY 016.029.244806.1164.2 222 FSaFa YY 大齒輪的數(shù)值大。 設(shè)計(jì)計(jì)算mmYYzKTmFsaFad1.3)(23 2112 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由曲面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 1.63 并就近圓整為 mmm 3 ，按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑mmd 801 ，算出小齒輪的齒數(shù) : 2638011 mdz，大齒輪的齒數(shù) : 7812 izz ，取 1332 z 。 幾何尺寸計(jì)算： 計(jì)算分度圓直徑： mmmmmzd mmmmmzd 234378 783262211 計(jì)算中心距： mmmmdda 1562 234782 21 計(jì)算齒輪寬度： mmmmdb d 2.70789.01 26 取 mmBmmB 45,40 12 ；齒輪 1和 2 的幾何尺寸如下： mmmmzmdmmmmzmdmmmmzmdmmmmzmdmmdmmdmmbmmbmmammmffaa5.226)5.278(3)5.2(5.70)5.226(3)5.2(240)278(3)2(84)226(3)2(.234,7866,72,156,3221122112121 驗(yàn)算設(shè)計(jì)： 由設(shè)計(jì)過程知 26261 z ，故該設(shè)計(jì)滿足不發(fā)生根切的條件； 重合度驗(yàn)算： 由 20178263 21 、 總hzzm mmmzr 392 2632 11 mmmzr 1172 7832 22 mmhrhrr aaa 282262*111 mmhrhrr aaa 802782*222 mmrr b 85.2620c o s28c o s11 mmrr b 86.7420c o s135c o s22 77.31)2120co s26a r cco s ()co sa r cco s ( 111 aa rr 22.22)13520co s78a r cco s ()co sa r cco s ( 221 aa rr 則 4.172.192.585.421)20t a n22.22( t a n78)20t a n77.31( t a n2621)t a n( t a n)t a n( t a n212211aa zz 即該設(shè)計(jì)滿足重合度條件要求。 同理：二級(jí)減速齒輪 1 齒輪 2 尺寸如下： 27 mmmmzmdmmmmzmdmmmmzmdmmmmzmdmmdmmdmmbmmbmmammmffaa5.304)5.2104(3)5.2(5.70)5.226(3)5.2(318)2104(3)2(84)226(3)2(.312,7866,72,195,3221122112121 附：減速箱三視圖 5.1 28 圖 5.1 減速箱三視圖 六、上沖頭機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 29 6.1 齒輪箱 的結(jié)構(gòu)和尺寸確定 6.1.1 齒輪箱的作用和工作原理： 齒輪箱是通過 在 不完全齒輪， 根據(jù)運(yùn)動(dòng)時(shí)間和停歇時(shí)間的要求在從動(dòng)輪上作出與主動(dòng)輪相嚙合的輪齒。其余部分為鎖止圓弧。當(dāng)兩輪齒進(jìn)入嚙合時(shí)，與齒輪傳動(dòng)一樣，無齒部分由鎖止圓弧定位使從動(dòng)輪靜止 ，從而實(shí)現(xiàn)從動(dòng)輪遠(yuǎn)休的 。 主動(dòng)輪與從動(dòng)輪傳動(dòng)比 i=0.9，然而主動(dòng)輪有十分之一周期的位做齒，因此從動(dòng)輪休止主動(dòng)輪的十分之一個(gè)周期，故主動(dòng)輪與從動(dòng)輪的實(shí)際周期相同。 6.1.2 兩齒輪的尺寸確定： 參照 5.3，不難得出：齒輪箱的齒輪 1 齒輪 2尺寸如下： mmmmzmdmmmmzmdmmmmzmdmmmmzmdmmdmmdmmbmmbmmammmffaa157)5.281(2)5.2(175)5.290(2)5.2(166)281(2)2(184)290(2)2(.81,9032,30,5.130,2221122112121 6.2 六桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)： 6.2.1 設(shè)定搖桿長(zhǎng)度： 選取 代入公式： 解得 r 263mm 故選取 r=260mm 所以 L=r*=260*0.4=105mm 6.2.2 確定搖桿擺角根據(jù)下圖 6.1: 30 圖 6.1 六桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 可知行程的計(jì)算公式為： 此時(shí) h=100mm 算的擺角為 23與測(cè)量出的圖中擺角大小相符。 因?yàn)轭}設(shè)要求擺角小于 60，故滿足要求。 6.2.3 通過圖解法求出六桿機(jī)構(gòu)中的曲柄與連桿的長(zhǎng)度 : 如圖所示， AB為曲柄， BC為連桿， DC 為搖桿 ， DC 是搖桿在擺角最大時(shí)的位置； 31 依題意：因?yàn)?AC=AB+BC AC =BC-AB 所以 AB=50mm BC=162mm 測(cè)量出 BAB =170，為保壓角。 6.2.4 檢驗(yàn)曲柄存在的條件： CD=260mm， AB=50mm， BC=162mm， AD=335mm 滿足桿長(zhǎng)之和定理，即 AD+AB CD+BC，確保了曲柄的存在。 綜上所述，上沖頭六桿機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)如下： 曲柄 50mm 曲柄連桿 162mm 搖桿 260mm 沖頭連桿 105mm 附： 齒輪箱三視圖 6.2 32 圖 6.2 齒輪箱三視圖 六桿機(jī)構(gòu)三視圖 6.3： 33 圖 6.3 六桿機(jī)構(gòu)三視圖 七、送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 34 7.1 凸輪部分設(shè)計(jì)： 7.1.1 凸輪基圓的確定： 由運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖最大斜率 40.1 因?yàn)榇嗽O(shè)計(jì)中的凸輪均為對(duì)心凸輪，著基圓半徑公式為： 為了使機(jī)構(gòu)能順利工作，規(guī)定了壓力角的許用值 ，在使 的前提下，選取盡可能小的基圓半徑。根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，推薦推程時(shí)許用壓力角取以下數(shù)值： 移動(dòng)從動(dòng)件， =30 38 擺動(dòng)從動(dòng)件， =40 45 下沖頭凸輪機(jī)構(gòu)為移動(dòng)從動(dòng) 件 =40 基圓半徑 rb=30mm 7.1.2 滾子圓心運(yùn)動(dòng)輪廓的確定： 將凸輪基圓以每份 9平均分割，根據(jù)篩料斗循環(huán)圖，確定每一段的升程與回程曲線。如圖所示 7.1： 圖 7.1 滾子圓形輪廓 7.1.3 滾子半徑的確定： 35 在 27這兩點(diǎn)曲率半徑相對(duì)較小的地方畫盡量小的圓來確定其最小半徑。 0.8。所以，此處取滾子半徑 7.1.4 凸輪實(shí)際輪廓確定： 以各滾子圓心做滾子輪廓 再以平滑曲線相切滾子，連接成為凸輪的實(shí)際輪廓，如圖 7.2： 圖 7.2 凸輪實(shí)際輪廓 36 7.2 曲柄 滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的主要作用是將凸輪上的較小徑像位移放大并傳遞給料篩。如圖 7.3所示： 圖 7.3 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過一定角度 B 到達(dá) B ，曲桿轉(zhuǎn)過角 BCB ， E向又平移至 E 。 經(jīng)過詳細(xì)計(jì)算，解得 BC=100mm， CD=DE=90mm， BCD=90 37 附：送料機(jī)構(gòu)三視圖 7.4 圖 7.4 送料機(jī)構(gòu)三視圖 38 八、下沖頭機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 8.1 下沖頭凸輪設(shè)計(jì) 下沖頭運(yùn)動(dòng)較復(fù)雜，因此靠凸輪實(shí)現(xiàn)沖頭的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)曲線如下圖 8.1： 圖 8.1 下沖頭運(yùn)動(dòng)曲線 其凸輪設(shè)計(jì)與 7.1同理，最終確定滾子半徑和凸輪輪廓如圖 8.2 所示： 圖 8.2 下沖頭凸輪輪廓 39 附：下沖頭機(jī)構(gòu)三視圖 8.3 40 圖 8.3 下沖頭三視圖 九、機(jī)構(gòu)生產(chǎn)調(diào)節(jié)說明 為使干粉壓片機(jī)具有多功能性，使生產(chǎn)的壓片多樣化及方便改變生產(chǎn)率，該機(jī)械的設(shè)計(jì)上特別引入了模塊化設(shè)計(jì)思路，可根據(jù)實(shí)際需要改變各模塊得以實(shí)現(xiàn)不同需要。 若需要改變成片的形狀和截面尺寸，可通過改變可卸式?jīng)_頭和型腔； 若需要改變成片的厚度或壓縮程度，可通過替換不同長(zhǎng)度的沖頭連桿來實(shí)現(xiàn)； 若需要改變壓片機(jī)的生產(chǎn)率問題，可通過更換不同的減速箱從而改變轉(zhuǎn)動(dòng)效率 ，進(jìn)而改變生產(chǎn)率；也可通過改變電動(dòng)機(jī) V 帶輪的大小來改變傳動(dòng)比來改善生產(chǎn)率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同生產(chǎn)率的調(diào)節(jié)。