干粉压片机设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 目录 摘要 . 1 第一章 绪论 . 2 . 2 . 2 . 3 . 3 . 3 第二章 干粉压片机设计要求 . 4 粉压片机数据要求 . 4 粉压片机的研究方法与成果 . 4 第三章 工艺过程分析 . 5 . 5 动分析 . 5 能分解 . 7 第四章 方案的提出与比较 . 8 . 8 案分析与初步筛选 . 8 案的对比与评价 . 9 第五章 减速系统的设计 . 14 . 14 . 14 . 14 . 14 轴功率以及带传动设计 . 15 . 15 . 15 型带轮的结构和尺寸和校对 . 16 . 18 附：减速箱三视图 . 23 第六章 上冲头机构三维设计 . 24 轮箱的结构和尺寸确定 . 24 . 24 . 24 杆机构的三维设计 . 24 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 . 24 . 25 . 28 . 28 . 28 . 29 第七章 上冲头机构设计 . 32 轮部分设计 . 32 . 32 . 32 . 32 . 33 柄滑块三 维建模设计 . 33 . 33 . 33 第八章 下冲头机构三维设计 . 37 冲头凸轮机构设计 . 37 构零件建模与仿真设计 . 38 第九章 总 结 . 42 参考文献 . 43 致谢 . 44 外文原文及翻译 . 45 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 干粉压片机的设计 摘要 本次干粉压片机的设计首先对该机的定义进行了明确，而且对国内外干粉压片机的研究历程进行了回顾同时对研究现状进行了分析比较；根据之前干粉压片机的设计经验进行 了总结和回顾，提出了下冲头、上冲头、送料、筛料、推片等一系列工艺动作过程需要的机构可选类别，在保证达到设计的工艺动作的基础上兼顾经济性，环保性等特点进行了机构的设计，为了让电机输出足够的扭矩，设计了一级圆柱齿轮与二级圆柱齿轮传动减速箱。在设计过程中使用了常规的 时为了让各个机构的运动更加简单直观，通过三维软件 关键词 ： 干粉压片机；减速器；冲头 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 of he is of a of in at to of a of to in to on of of in to of is In a AD in to of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 第一章 绪论 粉压片概述： 干粉压片机的基本原理是是指传动系统带动执行机构对粉末物质采取上下进行加压形成片状结构。干粉压片机可以分为单片式 压片机，旋转式压片机，亚高速旋转式压片机、全自动高速压片机以及旋转式包芯压片机等种类。 干粉压片机装配精度高，材质优良耐磨损，稳定可靠，干粉压片机的应用从有制药厂、电子元件厂，陶瓷厂，化工原料厂等，也可改进行异形冲模压片的制作。国民经济各个部门迫切需要各种各样性能好、能耗低、质优价廉、的机械产品，例如在蚊香厂、鱼药饲料厂、消毒剂厂、催化剂厂等都需要这类设备进行辅助加工，应运而生的小型干粉压片机受这些中小企业的青睐。面对目前国内压片机的现状：压片机规格众多、数量大；操作简单；技术含量较低，技术创新后力不足的压 片机的设备现状：我国明确了高速高产、密闭性、模块化、自动化、规模化及先进的检测技术是国外压片机技术最主要的发展方向。 压片机国内 1949 年，上海市的天祥华记铁工厂仿造成英国式 33 冲压片机； 1951年，根据美国 16 冲压片机改制成国产 18 冲压片机； 1957 年， 压片机； 1960年，自行设计制造成功 60、 “七五”期间，航空航天部 206所 速压片机研制成功。 1980年，上海第一制药机械厂设计制造了 好评。 1987年微机控制技术应用后设计制造了 有自动控制片剂重量、压力、自动数片、自动剔除废片等功能，结构优势明显。 1997，年上海天祥健台制药机械有限公司研发了 入 21 世纪， 列旋转式压片机相继出现：比较优秀的有上海的 东聊城的 。经过多年的发展高速旋转式压片机在产量、压力信号采集、剔废等技术上有了长足的发展，最高产量一般都大于 300000 片 /小时，最大预压力 20大主压力 80 10080如，目前还出现了一些特殊用途的压片机。例如实验室用 转式压片机、用于干粉压片的干粉旋转式压片机、用于火药片剂的防爆型 列旋转式压片机等。压片机的发展是不断前进的，目前主流的发展方向是 高速高产、密闭性、模块化 、 自动化、规模化 以及 检测技术 应用模式。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 首先分析了干粉压片机的工作原理，总体方案由压制机构和送料机构两部分组成，通过对送料机构和压制机构集中类别方法的构思和比较后确定了较为合理和优秀的一种，方案确定后进行具体的传动机构设计 以及传送系统的设计，最后对主要的传动机构进行了三维造型通过 拟主要的运动机构的运动模式。通过严密的原理分析以及合理的三维模拟制作出基本的压片机结构，该机用料经济有较好的结构强度，达到预期的功能要求，外观设计美观。 查阅相关资料，培养感性认识；具体了解分析各个机构的设计、工作原理，加以创新，绘制草图，提出初步设计理念；与老师同学交流讨论，解决难题，比较方案，重复修改；整理结果，编写正式的设计说明书，绘制工程图。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 第二章 干粉压片机设计要求 本次设计的干粉压片机要求是将干粉状物质通过压片机完成送料、压制、推料等一系列预定的工艺过程完成设计要求。这样设计的干粉压片机可以应用于药片等的压制有广大的应用前景。机械的整个工作过程通过减速机构的减速以及执行机构的相互配合自动完成。研究的重难点在于需要将各个减速机构的设计以及传动过程中执行机构的凸轮设计研究以及各个机构之间相互配合关系设计。 粉压片机设计数据要求： （ 1）将干粉压制成直径为 30度为 5圆形片坯。 （ 2）每分钟生产 25 片；冲头压力 150器运转的不均匀系数小于 10%；上冲头总位移 90 100 （ 3）回程的平均速度为工作行程速度的 (行程速比系数 K= （ 4）要求保压一定时间，保压时间约占整个循环时间的 1/10。 计过程与成果： （ 1）分析干粉压片机工作原理和技术要求及构思方案（含方案比较）。 （ 2）完成干粉压片机传动系统的设计、机构设计和结构设计。主要零部件的受力分析和 强度计算。绘制所设计方案的机构运动简图；绘制干粉压片机的装配图及主要的零件图。要求图纸工作量 0图纸以上（ （ 3）设计说明书一份，电子文档一份。 （ 4）英文文献翻译（含原文）。要求：原文 5000个单词以上，中文翻译要求通顺。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 第三章 工艺过程分析 干粉压片机的功用是将不加粘结剂的 干粉料压制成 305圆型片坯 其工艺动作分解流程如图 3 (1) (2) (3) (4) (5) (6)图 3艺动作的分解流程 1料筛在模具型腔上方往复振动，将干粉料筛入直径为 30的筒形型腔，然后向左退出。 2下冲头下沉 防上冲头进入型腔时把粉料扑出。 3上冲头进入型腔 4上、下冲头同时加压，各移动（ ，将产生冲模压力 F，要求保压 1/10的运动周期，同一时间打开下料阀门，下一个循环待用的粉料进入补充筛料斗。 5上冲头退出到型腔外部，下冲头随后以稍 慢速度向上运动，顶出压好的片坯。 6为防止干涉的发证，待上冲头向上移动 H 后，料筛向右运动推走片坯，接着料筛往复振动，继续下一个运动循环。 动部件运动轨迹分析： 对流程图动作要求进行研究后发现要实现我们预定额动作要求基本可以将动作进行分解，对每一部分进行分析判断 : 上冲头基本运动为：下降 上升 上冲头设计的设计主要需要进行两方面考虑：一，本可以考虑使用曲柄滑块机构进行运动的实现，但是运动过程中有中间停顿过程所以不进行该机构选用。二，考虑使用凸轮机构进行设计可以发现上冲头要产生较大的 压力才能完成压制过程，而凸轮机构产买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 生的压力比较小，不能完成设计要求。最后一确定用平面六杆机构作为上冲头的执行机构。压力角在工作过程中不能过大，可通过改变两个连杆的支点之间的距离以及杆的长度来调整，调整时要考虑到上冲头在保压时段的时间至少要占整周时间的 1/10，即让冲头在离极限位置 围内的主动杆要转过至少 36度。 下冲头基本运动为：上升 上升 下降 下降 下冲头的运动过程进行分析后可以发现 :首次上升的距离为（ h） /2,第二次上升的距离为 (h)/2+y2+h，最后 一次下降的距离为 于该过程涉及到较多的设计要求并且考虑目前的行程已经是可以确定的所以选用凸轮机构进行设计。凸轮机构的外形是设计的重难点，凸轮轮廓线设计过程中可以想象凸轮静止不动，推杆相对于凸轮作反转运动；同时又在其导轨内作预期运动，推杆在完成该复合运动时所形成的顶尖轨迹就是凸轮廓线。这时基本的凸轮设计方法。 筛料斗的基本运动为：向右 向左 筛料斗的设计可以从他的运动工艺要求进行考虑：震动的实现是设计过程中首先要进行考虑的问题，一般情况下震动实现有如下几种机构方法： 1，通过用一段凸轮的弯曲 起伏的外形来让料筛进行震动。 2，料筛运动到导槽处加入振荡机构对料筛进行振动。方案对比后发现第二种较为复杂同时不容易完成，所以采用方法 1较为合理。 从整个机械的角度来看，它是一种时序式组合机构系统，因此要拟定三个机构的运动循环图。 以该主动件的转角位横坐标（ 0 360），机构执行构件的位移为纵坐标做三个 机构的的直线式工作循环图： 图 3动循环图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 筛料斗从压片位置经排出粉料后退回左边补料位置 停歇。下冲头下沉。下冲头下沉完毕，上冲头可下移至型腔入口处。等上冲头下平面略低于台面时，下冲头同时开始上升，上下冲头同时对粉料两面加压。然后两冲头停歇保压，保压时间约为 相当于主动件转动 36左右。以后，上冲头快速退回至起始位置，下冲头稍慢地上升至上表面与台面平齐，顶出成品片坯。下冲头停歇待卸片坯时，筛料斗已经到达型腔上方并将成品片坯推出至滑道上。最后，下冲头下移，同时料筛小行程往复震动将粉料筛入型腔中，最终进入下一循环。 该干粉压片机通过一定的机械能将原料（粉状物料）压制成成 品 图 3功能分解 设计该干粉压片机，其总共能可分解成以下几个工艺动作： （ 1）送料：本质为间歇直线往复运动，可通过凸轮完成； （ 2）筛料：要求筛料斗小行程往复运动； （ 3）从型腔推出片坯：通过下冲头上升可完成； （ 4）送出成品：筛料斗从侧面将成品片坯挤推入滑道； （ 5）上冲头间歇往复直线运动，有急回等特性； （ 6）下冲头间歇往复直线运动。 可作树状功能图 3 3买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 第 4 章 方案提出与比较 执行机构的形式设计是可以多种多样的，为了不遗漏任何一种结构方案模式可以采用将单步的功能单元进行分解列出，然后每一步的功能单元的可能方案相互自由组合后即可得出最大化的方案集合。例如一个功能单元有 每一种原理有 排列组合则该功能单元的解可以有 果把每个功能单元的解建立在一个直角坐标上，就产生一个独立的“形态学矩阵”，根据矩阵的横纵向组合方式即可得到最大化的功能数量集合。 根据前面 下表所示： 表 分部方案选择矩阵 功能 元 功能元分解 1 2 3 4 一次减速 a 带传动减速 蜗杆减速 齿轮减速 链传动减速 二次减速 b 带传动减速 链传动减速 齿轮减速 蜗杆减速 上冲头 c 凸轮机构 曲柄导杆滑块机构 偏置曲柄滑块机构 六杆机构 送料机构 d 移动凸轮机构 涡轮蜗杆机构 凸轮曲柄滑块机构 偏置曲柄滑块机构 下冲头 e 双导杆间歇运动机构 移动凸轮机构 曲线槽导杆机构 双凸轮联动机构 从表中可以发现存在明显不合理的 机构组合方式可以进行首先删除减小挑选范围，同时结合实际生产中的机构组合评价进行筛选：运动要求；承载要求；运动精度要求工艺简便；安全生产；动力源，同时考虑生产条件的限制条件，综合以上各个因素后进行机构的择优选择。 从表中左侧栏一次减速、二次减速、上冲头、送料机构、下冲头的各个机构模式结合本次压片机设计的实际工艺动作需要进行分析如下： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 一次减速功能元：带传动结构简单，传动平稳，缓冲吸震，适合压片机的工作环境。价格低廉，安装维修方便，噪声小，可以优先进行选择；蜗杆传动比大，传动噪音小，但是装配要求高，价格相对较贵 ，可备选；齿轮传动效率高，结构紧凑，工作可靠且寿命长，传动稳定，但是安装较为麻烦同时，成本过高，本次较大的传动距离不适合该方案，故淘汰；链传动噪音大，传动相对没有皮带传动平稳，不适合压片机的工况，故淘汰。 对于二次减速功能元：齿轮和蜗杆传动稳定，属于定速比传动同时精度较高可以较好满足工况要求，可选用；带传动链传动、不适宜该环境，故淘汰。 对于上冲头功能元：根据前面的分析可知机构必须满足往复直线运动，急回特性，同时由于滑块需要油脂润滑，污损严重且磨损较大，所以淘汰曲柄导杆滑块机构；相比之下凸轮加工工艺性好，但 是上冲头行程较大，凸轮尺寸将较大，故备选；而备选的六杆机构结构简单、轻盈，能满足保压要求，故优先选择。 对于送料功能元：选择的是凸轮加曲柄滑块组合机构，这样避免了出现单独使用时尺寸较大，非常笨重的缺点。 对于下冲头功能元：下冲头机构的运动特点是复杂，负载大，故淘汰曲线槽导杆机构；而双导杆间歇运动机构根据以往的实际生产经验可知污染较大，不适合该压片机构的实际生产故淘汰。相比之下双凸轮联动机构加工成本高，故备选；而单凸轮机构可优先。 机械运动方案的拟定和设计，可以根据 的分析，从备 选方案和优先选用方案以及可选方案中进行方案组合列出几种备选方案如下，进行选择。 方案一：如图 4 1 所示 1 曲柄连杆机构 2、 13 涡轮 3、 12 蜗杆 4、 8、 10 皮带轮 5 皮带 6 齿轮 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 7 减速箱 9 电动机 11 圆柱凸轮 14 下冲头 15 料筛 16 上冲头 图 4 1 方案一运动简图 动作说明 : 级减速，减速器 2 级减速后由齿轮带动圆柱凸轮转动，使料筛作往复运动。由两皮带轮分 别带动两蜗轮蜗杆机构。 轮机构运动。 上冲头作往复运动，并实现加压。 凸轮机构带动下冲头，使其作往复运动。 方案二： 运动方案如图 4 2所示 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 图 4 2 方案二运动简图 1 电动机 2、 3 齿轮 4、 5 圆锥齿轮 6、 17 凸轮机构 7、 19 蜗杆 8、 18 蜗轮 9 皮带轮 10 皮带 11 曲柄滑块机构 12 弹簧 13、振动筛 14、上冲头 15、圆筒型腔 16、下冲头 动作说明： 压片机在电动机的带动下，通过齿轮、圆锥齿轮、蜗轮蜗杆机构将动力传到两个 凸轮机构上。 两凸轮又分别控制振动筛和凸轮机构，凸轮通过皮带传动带动曲柄滑块机构， 最终带动上冲头、振动筛、下冲头运动起来，从而使整个机构工作起来。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 方案三： 运动方案如图 4 3 所示； 3 方案三运动简图 A:上冲头 B：下冲头 C：对心直动推杆盘形凸轮机构 D：凹槽凸轮 E：料筛 F：圆柱凸轮 G： 电动机 H：齿轮 I：圆锥齿轮 J：涡轮蜗杆 K：进料口 动作说明： 由电动机 G 输出原动力传给 H 齿轮 ， 齿轮 H 通过三对锥齿轮分别传动 ， 通过锥齿轮的传动 F 圆柱凸轮转动带动 E 料筛左移 ， 原料通过 K 进料口送入料筛 。 对心直动推杆盘形凸轮机构转动使下冲头下移 。 通过圆柱凸轮推动料筛右移把原料送到压料胚口原料进入压料桶内之后 E 料筛又左移装料 。 通过传动杆带动涡轮蜗杆 j 带动 D 凹槽凸轮机构使上冲头向下压同时下 冲头向上压并保持一段时间 。 上冲头上移回原位，下冲头向上把压好的成品推出压料胚 。 料筛继续送料同时通过料筛前铲头推到出料口，同时下冲头下移料进压料胚 。 通过以上运动完成压料，此后继续 重复 。 将列出的三种方案经过分析和比较后择优进行选用，综合考虑传动的动作要求以及实际的工作工况，从节约成本和环保的要素进行考虑后发现方案一在三个方案中对比后，发现其可以实现干粉压片及设计功能的情况下兼顾了成本因素，有效的做好了噪音低，传动比可靠，环境污染小，工作平稳等要素，所以选择方案一作为本次设计方案。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 表 各方案比较 方 案 评 比 方案 评价 性能 方案一 方案二 方案三 工作性能 应用范围较广 可调性高 运转精度大 应用范围广 可调性高 运转精度一般 应用范围广 可调性一般 运转精度一般 传动性能 传动性强 速度范围大 噪声小 传动比大 承载能力一般 传动平稳 噪音小 经济性 经济性一般 结构简单 经济性好 经济性一般 结构紧凑性 较好 一般 好 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 第五章 减速系统的设计： 按照工作要求和工作条件选用 封闭自扇冷式结构，额定电压 380V。 选择依据： （电动机的工作功率）电动机的额定功率 P )( 电动机所需工作功率： 工作机的有效功率，单位（ 从动机到工作输送带间的总效率。 故 其中： ； 直齿轮传动 8级效率（油润滑） ； 滚子轴承效率（脂润滑正常） ； 弹性联轴器 ； 由于该机械为制药机械，主 要针对工厂设计，故采用 380步电机较直流电机实用方便，价格低廉，故采用三相电容启动异步电动机作为动力源。电机型号特性参见下表 表 机参数 型号 定 功率 流（ 380V） A 速 r/50 效率 % 负载 3 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 率因数 补偿 负载 转转矩倍数 转电流倍数 6 最大转矩倍数 声 A） 68 振动等级 mm/s 动惯量 寸 00*200*300 轴功率以及带传动设计 由设计要求可知，电动机的给定转速，而生产率的给定值为 25片 /执行转速。 故总传动比大小可确定 根据机械设计（文献 1） 中关于 于 般 7，故可分配 =。故可采用两级减速箱。 取 i 带 =V 带传动比 i=24 合理） i=i 总 /i 带 =30/2 由课程设计图 7高速级传动比为 i = 4，那么 低速级传动比 i2=i 轮 /2/4=3，取 . 实际总传动比 i=0 传动滚筒实际转速 n= i=1440/30=48r / 计算各轴的转速和功率 各轴的转速： 电机输出轴： 1440 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 减速箱 n =n /i 带 =1440/76(r/减速箱 n =n /i 齿 =576/4=144(r/减速箱 n =n /i 齿 =144/3=48(r/各轴功率： 由机械设计课程设计指导书表 传动的效率；直齿轮传动 8级的效率；滚子轴承的效率，又，故： 计算各轴得输入功率 P = （带轮输入轴） P =P 带 = （减速器高速轴） P =P 轴承 齿轮 = （减速器低速轴） P =P 轴承 齿轮 =设计 确定计算功率： 其中 计算功率， 工作情况系数； 所需传递的额定功率， 根据机械设计（文献 1） 表 8荷变动较大，空、轻载启动， 选取 选择 带轮转速，。由机械设计（文献 1） 图 8择 带。取，因此，由机械设计（文献 1） 表 行圆整选择。 验证带速度： 带速 V： V=01000 =1121440/601000 =s 由于 5m/s 25m/s，故 确定中心距 因为 0. 7(0. 7(112+280)(112+280) 所以有： 79文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 因此取 确定中心距 a2=500+(2=机械设计（文献 1） 表 8计算小带轮 上包角： 1=180-(a=180-(280120（适用） 因此符合设计验证条件，故设计方案合理。 确定 ： 计算单根 由且，根据机械设计（文献 1） 表 8 根据 4, 。 查机械设计 （文 献 1） 表 8K ，查表 8K ， 故有 (P 00r 计算 ： 0 2 P 00r 故取 4根 计算单根 F ： 由表 8型带的单位 长度 ， 所以： 使带得实际初拉力 ( 。 带轮的结构设计： 带轮材料采用 于大带轮的基准直 径故采用轮辐式；由于小带轮的安装直径 d=96，查的小带轮为实心轮。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 第一对齿轮设计（类型、材料、精度、齿数） 选用直齿圆柱齿轮传动； 由于干粉压片机为一般工作机器，速度不高，所以采用 8级精度 （ ； 查机械设计 （文献 1） 10择一级小齿轮材料为 40质），硬度为 280级大齿轮材料为 45钢（调质），硬度为 240者材料硬度差为 40择二级小齿轮材料为 40质），硬度为 280级大齿轮材料为 45钢（调 质），硬度为 240者材料硬度差为 40 选择一级小齿轮牙数 261z ，二级大齿轮齿数 7878326 212 取。选择二级小齿轮牙数 261z ，二级大齿轮齿数 104104426 212 取。 按齿轮面接触强度计算： 参考机械设计 （文献 1） 10 3 211 )(确定公 式内各计算数值： 选择载荷系数 计算小齿轮传递的转矩： T 451 151 0 由机械设计表 10择齿宽系数 d=机械设计表 10由机械设计图 1000 ；大齿轮的接触疲劳强度极限 50 。 计算应力循环次数 h ）（ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 由机械设计 （文献 1） 10解除疲劳寿命系数。1 K 计算接触疲劳许用应力： 取失效概率为 1%，安全系数 s=1 2l i i 计算： 试计算小齿轮分度圆直径 1入 H中较小的值： 0)( 243 211 计算圆周速度 2V ： t 0080100060 112 计算齿宽 b： 计算齿宽与齿高之 比 模数齿高 t 根据一般情况选取 8级精度，查机械设计 （文献 1） 图 10得，动载系数 齿轮 1 K ； 由机械设计 （文献 1） 表 10 由机械设计 （文献 1） 表 10级精度、小齿轮相对称位置时 ,买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985