机械原理压片成形机设计方案

机械原理课程设计说明书 - 1 - 机械原理压片成形机设计方案 片成形机 设计自动压片成形机，将具有一定湿度的粉状原料（如陶瓷干粉、药粉）定量送入压形位置，经压制成形后脱离该位置。机器的整个工作过程（送料、压形、脱离）均自动完成。该机器可以压制陶瓷圆形片坯、药剂（片）等。 2. 工作原理及工艺动作过程 1. 干粉料均匀筛入圆筒形型腔。 2. 下冲头下沉 3防上冲头进入型腔是粉料扑出。 3. 上、下冲头同时加压，并保持一段时间。 4. 上冲头退出，下冲头随后顶出压好的片坯。 5. 料筛推出片坯。 其工艺动作的分解如图 1、 2、 3、 4 料筛 型腔 下冲头 粉料 21 3 下冲头 上冲头 5 下冲头 上冲头 8 片坯 下冲头 机械原理课程设计说明书 - 2 - 3 1、 电动机转速 /（ r/ 1450； 生产率 /(片 / 10； 冲头压力 /N： 150 000； 机器运转不均匀系数 /： 2、上冲头、下冲头、送料筛的设计要求： 1)锤上下），下移至终点后有短时间的停歇，起保压作用，保压时间为 左右。因冲头上升后要留有料筛进入的空间，故冲头行程为 90 100因冲头压力较大，因而加压机构应有增力功能（ 如图 。 （ 2)3然后上升 8加压后停歇保压，继而上升 16将成型片坯顶到与台面平齐后停歇，待料筛将片坯推离冲头后，再下移 21到待料位置（如图 。 （ 3)后向左退回。待批料成型并被推出型腔后，料筛在台面上右移约 8590推卸片坯 (如图 机械原理课程设计说明书 - 3 - 图 机械原理课程设计说明书 - 4 - 4功能分解及机构选用 该干粉压片机通过一定的机械能把原料（干粉）压制成成品，其功能分解如下图 设计干粉压片机， 其总功能可以分解成以下几个工艺动作： (1) 送料机构：为间歇直线运动 , 这一动作可以通过凸轮完成 (2) 筛料：要求筛子往复震动，这一动作可以通过凸轮完成 (3) 推出片坯：下冲头上升推出成型的片坯 (4) 送成品：通过凸轮推动筛子来将成型的片坯挤到滑道 (5) 上冲头往复直线运动，最好实行快速返回等特性。 (6) 下冲头间歇直线运动，这一动作可以通过凸轮完成。 机械原理课程设计说明书 - 5 - 五重要机构 方案评估及数据 （ 1）上冲头机构方案选用： 方案一： 方案一为一凸轮机构，能很好的实现所需要的运动变化 ，机构由一个凸轮为原动件带动从动件做上下移动， 应用范围较广可调性高运转精度大，可 完成工作需要。自由度：S=3*2 由于上冲头总行程为 100用凸轮机构会使凸轮的曲率半径变大，滚子与凸轮的压力角变大，容易磨损构件，基圆大小很难确定，设计难度高，也不容易生产加工，冲头下压力不足，导致产品不合格，所以方案一虽可行但不适用于上冲头的设计使用，暂不选。 方案二： 方案二为一曲柄摇杆机构，由曲柄为主动件带动摇杆摇动以及滑块上下运动， 应用范围广可调性高运转精度较高 计算自由度： S=3*3=1 可实现运动需要。具有很好的传动性， 结构简单，经济性好， 工业制造较为简单，维修跟换方便，可大批量制造生产，暂为最佳选择。 综上所述，在两个方案中，方案二为最佳方案。 机械原理课程设计说明书 - 6 - 设定方案二中的各杆长度 设定摇杆长度 选取 = 代入公式 ： r 2s 得 r 657 选取 r=500 ; L =r =500 50 ;即 A=500B=750下图计算可知滑块行 程 h=96时 A 杆转过28，即 A 杆右极限转角为 28，满足摆角小于 60的要求。 又因设计要求中上下冲头需要有保压时间为 算杆 A 左极限位置到垂直位置角度为 2。计算形成速比系数 K=180+62/180有急回特性。 机械原理课程设计说明书 - 7 - 通过图解法可以求出曲柄摇杆机构中曲柄与连杆的长度，如下图： 如图所示， 摇杆， 连杆， 曲柄； 因为 B/E =(E)/F+B=00 验曲柄存在条件 00架 )=足杆长之和定理，即 B C,确保了曲柄的存在。 综上所述 上冲头肘杆机构的尺寸设计如下： 曲柄 曲柄连杆 摇杆 500 滑块连杆 D 750 机械原理课程设计说明书 - 8 - （ 2）下冲头机构设计方案 用凸轮驱动下冲头 设计凸轮参数： 基圆半径 r。 =40偏距 e=0 ,滚子半径 r=10 推杆行程 h=21 大 压 力 角 为 ， 小 于 许 用 压 力 角 30 。机械原理课程设计说明书 - 9 - 满足要求的其运动规律为 ： 序号 凸轮转动角度 推杆运动规律 1 0 100 静止不动 2 100 120 下沉 3 120 130 近休止 4 130 160 上升 8 160 190 保压 静止 190 250 上升 16 250 300 远休止 8 300 360 下降 21械原理课程设计说明书 - 10 - （ 3） 送料机构的设计方案 用凸轮驱动直杆使料筛进行送料和推片的运动 凸轮设计参数： 基圆半径 r。 =110偏距 e=0 ,滚子半径 r=10 推杆行程 h=90大压力角为 ，小于许用压力角 30 。 序号 凸轮转动角度 推杆运动规律 1 0 30 停在最大行程进行送料 2 30 110 退回到近休止处 3 110 260 近休止 4 260 360 推片 机械原理课程设计说明书 - 11 - 6、总设计方案图及各执行机构的尺寸计算 方案一示意图不选用该方案的原因： 1、用到蜗轮蜗杆机构，齿轮配置不方便。 机械原理课程设计说明书 - 12 - 2、上冲头不易实现保压作用。 3、送料机构仅用曲柄滑块机构，难以实现送料机构的运动规律。 4、方案中的三个重要机构的转速难以实现同速转动，从而不方便配置三者的运动规律来实现产品的生产。 下图为方案二，即最终选用方案： 执行机构的尺寸计算 根据选定的驱动电机的转速 n=1250r/生产率为 10 件 /的机械传动系统的总速比为： I=1250/10=145 为方便配合各个机构的运动规律，总方案中的除皮带轮 6 以外的其他皮带轮的转速均设定为 10r/中皮带轮 6 的转速为 30.2 r/行星轮系的齿轮设计如下： 机械原理课程设计说明书 - 13 - 各齿轮压力角和模数均取标准值： =20 m=1 h*a=1 0 00 20 0 0 在行星轮系中： - +z3/2 即 n1/2 计算齿轮 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)= 即满足齿轮连续传动的条件。 因齿轮 1 和 2 的重合度能满足要求，其他齿轮之间的重合度也满足齿轮连续传动的条件。 锥齿轮中： z5/ 所以， 8 皮带轮 6、 7 中， 7/ 其中 20因为 n=250 r/上可以刚好使皮带轮 7 的转速为 10r/械原理课程设计说明书 - 14 - 七心得体会 马上就要课程设计答辩了，回想这 3 周的设计过程，我感到很累很累，但通过这次的课程设计，我学到了很多很多东西，大大提升了我的设计能力，给以后的毕业设计和工作积累了很多宝贵的经验。在设计的过程中有许多我们平时都不太重视的东西，也遇到了有很多的难题，但我们并不退缩。每个人都是互相询问和帮助，这给了我很大的动力，有的不懂我们就会再一起讨论问题，经过无数次的讨论，得出了很多很好的设计方案，这还培养了 我们的团队合作精神。设计的过程中，为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，我们查阅了很多次设计书和指导书，也上网查了很多资料，这是我感触相当深的。 这次的课程设计让我学到了很多以前在书本没有学到的东西，知识有了较大的提升，特别是对干粉压片机的结构原理与设计分析更加清楚深刻。这次的课程设计用到的图，基本上是我们是用 的，这样我更熟练地掌握了 图的基本技能，为以后的工作储备了应有的能力。在这次课程设计中，充分利用了所学的机械原理知识，根据设计要求和设计分析，选用组合成机械系统运动方案，从而设计出结构简单，制造方便，性能优良，工作可靠的机械系统。 这次课程设计让我充分体会到设计需要大胆创新这一层面。创新也是一个国家、一个社会、一个企业必不可少的，设计中的创新需要高度和丰富的创造性思维，没有创造性的构思，就没有产品的创新，机械原理课程设