機械原理課程設(shè)計——壓片成型機

1、機械原理課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：壓片成形機 學院：汽車與交通學院班級：車輛102姓名：xxx學號：指導老師：韋丹柯目錄1.設(shè)計題目 12.工作原理及工藝動作過程 33.設(shè)計原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求 44.功能分解及機構(gòu)選用 55.重要機構(gòu)方案評估及數(shù)據(jù) 106.總設(shè)計方案圖及各執(zhí)行機構(gòu)的尺寸計算137.心得體會 158.參考書目15 1.設(shè)計題目：壓片成形機設(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（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。2. 工作原理及工藝動作過程1. 干粉料均勻篩入

2、圓筒形型腔。2. 下沖頭下沉3mm，預(yù)防上沖頭進入型腔是粉料撲出。3. 上、下沖頭同時加壓，并保持一段時間。4. 上沖頭退出，下沖頭隨后頂出壓好的片坯。下沖頭上沖頭片坯下沖頭5. 料篩推出片坯。其工藝動作的分解如圖1、2、3、4料篩型腔下沖頭粉料2135下沖頭上沖頭83 .設(shè)計原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求1、.壓片成形機設(shè)計數(shù)據(jù)電動機轉(zhuǎn)速/（r/min）：1450； 生產(chǎn)率/(片/min)：10；沖頭壓力/N：150 000； 機器運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)/：0.10； 2、上沖頭、下沖頭、送料篩的設(shè)計要求：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

3、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(gòu)應(yīng)有增力功能（如圖 1.2a ）。（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 ）。（3).料篩在模具型腔上方往復(fù)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 8590mm ，推卸片坯(如圖1.2c)圖1.24功能分解及機構(gòu)選用該干粉壓片機通過一定的機械能把原料（干粉）壓制成成品，其功能分解如下圖設(shè)計干粉壓片機，其總功能可以分

4、解成以下幾個工藝動作：(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(2) 篩料：要求篩子往復(fù)震動，這一動作可以通過凸輪完成(3) 推出片坯：下沖頭上升推出成型的片坯(4) 送成品：通過凸輪推動篩子來將成型的片坯擠到滑道(5) 上沖頭往復(fù)直線運動，最好實行快速返回等特性。(6) 下沖頭間歇直線運動，這一動作可以通過凸輪完成。五重要機構(gòu)方案評估及數(shù)據(jù)（1）上沖頭機構(gòu)方案選用：方案一：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由于

5、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，也不容易生產(chǎn)加工，沖頭下壓力不足，導致產(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。方案二：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：S=3n-2PL-PH=3*3-2*4=1可實現(xiàn)運動需要。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。綜上所述，在兩個方案中，方案二為最佳方案。設(shè)定方案二中的各桿長度設(shè)定搖桿長度選取=1.5

6、代入公式 ：r得r657 選取r=500;L =r=5001.5=750;即A=500mm，B=750mm由下圖計算可知滑塊行程h=1250-1153.793396mm，此時A桿轉(zhuǎn)過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)計要求中上下沖頭需要有保壓時間為0.4s，推算桿A左極限位置到垂直位置角度為2。計算形成速比系數(shù)K=180+62/180-62=2.05具有急回特性。通過圖解法可以求出曲柄搖桿機構(gòu)中曲柄與連桿的長度，如下圖：如圖所示，AB為搖桿，BC為連桿，ED為曲柄； 因為COS28=AB/AF+FE Tan28=(BC+CE)/AB BC=EF+EC AB=AF=50

7、0mm BC=146.2 ED=79.9 AE=566.3mm檢驗曲柄存在條件 ED=79.9mm，BC=146.2mm, AF=500mm, AE(機架)=566.3mm滿足桿長之和定理，即AD+ABCD+BC,確保了曲柄的存在。綜上所述 上沖頭肘桿機構(gòu)的尺寸設(shè)計如下：曲柄 79.9 曲柄連桿 146.2搖桿 500 滑塊連桿D 750 （2）下沖頭機構(gòu)設(shè)計方案用凸輪驅(qū)動下沖頭設(shè)計凸輪參數(shù)：基圓半徑r。=40mm, 偏距e=0 ,滾子半徑r=10mm ，推桿行程h=21mm最大壓力角為28.7891，小于許用壓力角30。滿足要求的其運動規(guī)律為： 序號凸輪轉(zhuǎn)動角度推桿運動規(guī)律10100靜止不動

8、2100120下沉3mm3120130近休止4130160上升8mm5160190保壓0.4s后靜止0.1s6190250上升16mm7250300遠休止8300360下降21mm（3）送料機構(gòu)的設(shè)計方案用凸輪驅(qū)動直桿使料篩進行送料和推片的運動凸輪設(shè)計參數(shù)：基圓半徑r。=110mm, 偏距e=0 ,滾子半徑r=10mm ，推桿行程h=90mm最大壓力角為28.6372，小于許用壓力角30。序號凸輪轉(zhuǎn)動角度推桿運動規(guī)律1030停在最大行程進行送料230110退回到近休止處3110260近休止4260360推片6、總設(shè)計方案圖及各執(zhí)行機構(gòu)的尺寸計算 不選用該方案的原因：1、用到蝸輪蝸桿機構(gòu)，齒輪配

9、置不方便。2、上沖頭不易實現(xiàn)保壓作用。3、送料機構(gòu)僅用曲柄滑塊機構(gòu)，難以實現(xiàn)送料機構(gòu)的運動規(guī)律。4、方案中的三個重要機構(gòu)的轉(zhuǎn)速難以實現(xiàn)同速轉(zhuǎn)動，從而不方便配置三者的運動規(guī)律來實現(xiàn)產(chǎn)品的生產(chǎn)。下圖為方案二，即最終選用方案： 執(zhí)行機構(gòu)的尺寸計算根據(jù)選定的驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速 n=1250r/min 和生產(chǎn)率為 10件/min，它的機械傳動系統(tǒng)的總速比為：I=1250/10=145為方便配合各個機構(gòu)的運動規(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/min，其中皮帶輪6的轉(zhuǎn)速為30.2 r/min.行星輪系的齒輪設(shè)計如下：各齒輪壓力角和模數(shù)均取標準值：=20 m=1 h*a=1Z1=20

10、 Z2=100 Z3=220 Z4=20 Z5=80在行星輪系中：i1H=1- iH13=1+z3/z1=12 即 i1H= n1/nH=12計算齒輪1和2的重合度：r1=mz1/2=120/2=10 mm r2=mz2/2=1100/2=50 mmrb1=r1 cos=9.4 0mm rb2=r2 cos=46.98 mmra1=r1+m h*a=1=10+11=11 mm ra2=r2+m h*a=1=50+11=51 mma1=arccos（rb1/ra1）=31.3 a2=arccos（rb2/ra2）=22.9=z1(tana1-tan)+z2(tana2-tan)/(2)=1.73

11、1 即滿足齒輪連續(xù)傳動的條件。 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)傳動的條件。錐齒輪中：i45= n4/ n5= z5/z4=4所以，i15= i1H* i45=48 皮帶輪6、7中， n6/ n7=R7/R6 其中R7= 60.2mm R6 =20mm又因為n6= n5 nH= n4 n=n5=1250 r/min綜上可以剛好使皮帶輪7的轉(zhuǎn)速為10r/min 七心得體會馬上就要課程設(shè)計答辯了，回想這3周的設(shè)計過程，我感到很累很累，但通過這次的課程設(shè)計，我學到了很多很多東西，大大提升了我的設(shè)計能力，給以后的畢業(yè)設(shè)計和工作積累了很多寶貴的經(jīng)驗。在設(shè)計的過程中有許多

12、我們平時都不太重視的東西，也遇到了有很多的難題，但我們并不退縮。每個人都是互相詢問和幫助，這給了我很大的動力，有的不懂我們就會再一起討論問題，經(jīng)過無數(shù)次的討論，得出了很多很好的設(shè)計方案，這還培養(yǎng)了我們的團隊合作精神。設(shè)計的過程中，為了讓自己的設(shè)計更加完善，更加符合工程標準，我們查閱了很多次設(shè)計書和指導書，也上網(wǎng)查了很多資料，這是我感觸相當深的。這次的課程設(shè)計讓我學到了很多以前在書本沒有學到的東西，知識有了較大的提升，特別是對干粉壓片機的結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計分析更加清楚深刻。這次的課程設(shè)計用到的圖，基本上是我們是用CAD畫的，這樣我更熟練地掌握了CAD畫圖的基本技能，為以后的工作儲備了應(yīng)有的能力。在這次課程設(shè)計中，充分利用了所學的機械原理知識，根據(jù)設(shè)計要求和設(shè)計分析，選用組合成機械系統(tǒng)運動方案，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)。這次課程設(shè)計讓我充分體會到設(shè)計需要大膽創(chuàng)新這一層面。創(chuàng)新也是一個國家、一個社會、一個企業(yè)必不可少的，設(shè)計中的創(chuàng)新