压片成形机课程设计.doc

江西农业大学工学院机械原理课程设计 学 生姓 名： 张庆 专业及班级： 机制1102班 学 号： 20110998 设 计名 称： 压片成形机2013-09-05目录1.设计题目 32.工作原理及工艺动作过程 33. 设计原始数据及设计要求 44. 原动机构、传动机构和执行机构的 确定 55. 动作关系 56.功能分解 67.设计方案图拟 78.设计方案的评比和选择 12 9.运动方案拟定及运动循环 1410.上冲头、下冲头设计 1511.心得体会 1812.参考书目 19 1、设计题目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自动压片机的功能是将不加粘结剂的干粉料（如圆形方糖、药粉）定量送入压形置压制成 h 圆型片坯， 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。该机器可以压制圆形片坯、药剂（片）等。其工艺动作的分解如图1图1 工艺动作分解1）干粉料均匀筛入圆筒形型腔（图1.1）。2）下冲头下沉，预防上冲头进入型腔时粉料扑出（图1.3）。3）上、下冲头同时加压，并保持一段时间（图1.4）。4）上冲头退出，下冲头随后顶出压好的片坯（图1.5）。5）料筛推出片坯（图1.6）。3 .设计原始数据及设计要求图3、压片成形机设计数据方案号电动机转速r/min生产率片/min成品尺寸（d）mm，mm冲头压力kgmkgmkgA1450101006015,000 0.10125B97015603510,0000.08104C97020402010,0000.0593 上冲头、下冲头、送料筛的设计要求是：1).上冲头完成往复直移运动（铅锤上下），下移至终点后有短时间的停歇，起保压作用，保压时间为 0.4 秒左右。因冲头上升后要留有料筛进入的空间，故冲头行程为 90 100mm 。因冲头压力较大，因而加压机构应有增力功能（如图 3.2a ）。2).下冲头先下沉 3mm ，然后上升 8mm ，加压后停歇保压，继而上升 16mm ，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 21mm ，到待料位置（如图 3.2b ）。3).料筛在模具型腔上方往复振动筛料，然后向左退回。待批料成型并被推出型腔后，料筛在台面上右移约 45 50mm ，推卸片坯（ 如图3.2c ）。 图3.24. 原动机构、传动机构和执行机构的确定4.1 原动机选择电机的容量主要由电动机运行时的发热情况而定，而发热又与其工作情况而定。工作机所需工作功率Pw，应由工作阻力和运动参数计算得来的，可按下式计算：Pw=Tn/9550Kw其中：T工作机的阻力矩，Nmm；n-工作机的转速r/min；经过综合考虑决定选用额定转数970r/min的B方案电动机4.2 传动机构选取额定转速为970r/min1.确定总传动比电动机转速=970r/min凸轮转速I=20r/min总2.传动比的分配将总传动比按各级传动进行分配总（式中，为各级传动的传动比）13876传动系统采用四级减速机构，第一级为带传动，第二级为减速器传动，第三级为带传动，第四级为带传动。按前述传动比分配原则，为使传动构件获得较小尺寸，结构紧凑，可采用传动比“先小后大”原则。因此初选.，。第二级减速器内部齿轮结构如下图所示。313H765483122图中各齿轮数位Z130 Z2=20 Z3=70 Z4=42 Z5=20 Z7=20 Z8=42从1齿轮输入600r/min,从H行星架输出20r/min,则i=30,即W1/WH=30，即当W130时，Va900W11,VR=W1*OR=50对于2行星轮，2VR=VP-VQ=100,则VP=1000,W3=VP/R3=1000/70=100/7当W=100/7,W=-30时，W=1,现以1齿轮为主动，3齿轮为从动，添加右侧轮系，使i=30*7/100=21：10，即Z小:Z大=20:42调整方向增加介轮Z6=22根据设计要求，上冲头，下冲头和送料筛同时进行，所以第三级和第四级的传动比为。.各级传动比的分配表传动比分配i1i2i3i41.63011根据设计要求、工艺性能、结构要求和总传动比等条件选择传动系统类型，选定带传动和齿轮传动4.3 执行机构执行机构分三部分：实现上冲头上下运动的主加压机构；实现下冲头上下运动的辅助加压机构；实现料筛左右运动的上、下料机构。各执行机构必须能满足工艺上的运动要求，可以有多种不同型式的机构供选用。形态学矩阵功能元解上冲头机构齿轮机构连杆机构凸轮机构下冲头机构曲线槽导杆机构凸轮机构连杆机构送料机构蜗轮蜗杆机构凸轮机构曲柄滑块机构系统解的可能方案数：其中列出较为理想的方法：5. 动作关系 上冲头、下冲头与送料筛的动作关系见表4。表4 动作关系上冲头进退送料筛退近休进远休下冲头退近休进远休6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。7. 设计方案图拟7.1上冲头运动方案一： 涡轮蜗杆和曲柄导杆滑块机构方案二：CABD A,B,C,D四个杆件，D上固连上冲头方案三：121为涡轮蜗杆，2为偏置曲柄滑块机构。7.2下冲头运动 凸轮机构7.3料筛运动12 （筛料处有一个向凸轮的力）凸轮的一边制造成锯齿形，在筛子上施加一个适当大小的力，方向指向凸轮，使筛子可以来回移动，凸轮的结构使得筛子在行进过程中会出现停顿的情况，使其符合要求8.设计方案的评比和选择上冲头方案方案一：方案一涡轮蜗杆和曲柄导杆滑块机构，满足上冲头的设计要求，但较复杂，运动的稳定性不好，造价较高。承载能力一般传动平稳噪音小但下压力不足，经济性一般，运动不易控制，传动性不佳，机械生产要求高。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=3n-2PL-PH=3*3-2*4=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。方案三：方案三机构简单，产生的压力较大，满足上冲头的增力要求，传动比较平稳、准确，但是成本较高 ，效率比较低。综上所述，在三个方案中，方案二为最佳方案。下冲头方案该方案为凸轮机构，下冲头的设计要求有三个休止阶段，即：药粉进入型腔后下冲头下降3mm并休止，压制完成后的休止和将药片推出型腔时的休止。选用凸轮机构就能很好地实现此运动要求，而且设计方便，容易实现，但是机构的磨损较大。料筛运动方案该机构在充分利用凸轮机构的基础上，加入了创新思维，使得料筛到达型腔上方时来回小幅度震动，完成筛料动作，而且运动比较平稳，但是蜗轮蜗杆传动效率较低，且造价很高，在要求不高的情况下可以选用皮带代替。9.运动方案拟定及运动循环运动方案A：电动机 B:凸轮 C : 连杆机构 D:上冲头 E : 料筛 F :下冲头动作循环过程：1. 电机的转动通过皮带传动使得凸轮B和下冲头F运动起来，凸轮B运动通过皮带传送使得连杆机构C运动。2. 凸轮B转动带动料筛运动，使得药粉进入型腔，而后料筛移开1. 凸轮E转动，实现下冲头F的小幅度下沉运动3. 连杆机构C运动使得上冲头D向下运动4. 上冲头与下冲头做相对运动，完成压片5. 上冲头退回，下冲头向上运动到与台面相平，将压片推出料筛移动使压片移开，一个周期运动完成，如此往复10.上冲头、下冲头设计(1) 上冲头设计1. 设计要求A 上冲头行程为90100（mm）。B 上冲头完成往复直移运动，下移至终点后有短时间的停歇，起保压作用，保压时间为 0.4 秒左右。C 因冲头压力较大，因而加压机构应有增力功能2. 设计过程A确定设计方案经过分析，选用（如右图）方案为最佳方案。B设计采用CAD软件设计，只需确定各杆件长度即可完成设计。C由于上冲头要求行程为90100mm，本设计采用100mm，其中杆A比杆D设计要求大于等于1：2小于等于1：1。且杆A杆D不宜太长，暂定A=150mm，D=250mm，D设计要求中上下冲头需要有保压时间为0.4s，推算杆A左极限位置到垂直位置角度为2。由CAD制图得出右极限位置到垂直位置角度为56，满足不易超过60的要求。计算形成速比系数K=180+6/180-6=1.08具有急回特性。E为确定杆B杆C的长度需先确定右侧机架的位置暂定右侧机架至AD杆垂直距离为700mm。由CAD软件计算距离，列式： B+C=706.06 B-C=579.20得出 B=642.63mm C=63.43mm至此，四杆ABCD都已确定，可用AutoCAD2010软件做出图形。(2) 下冲头设计（凸轮机构运动）下冲头机构作往复上下直线运动， 当料筛将粉料均匀筛入圆筒形型腔，下冲头先下沉3mm待上冲头进入圆筒形型腔后，再上升8mm并保压，压片成型后，再上升16mm推出成品，并远休等待振动筛推出成品，最后一再下降21mm等待筛料。下凸轮的设计：设计凸轮参数：已知的基圆半径r。=10mm, 偏距e=0 , 推杆行程h=21mm其运动规律为： 序号凸轮转动角度推杆运动规律1033等加速下降3mm23360.5近休360.599等加速上升8mm499143静止不动5143176等加速上升16mm6176231远休7231258.5等加速下降21mm8258.5360静止等待筛料11.心得体会通过学习机械原理以及机械原理课程设计指导书使我更加了解机械的基本工作原理和性能，知道设计机械并不很容易，在设计过程中我们遇到了不少的困难，知难而上，按时完成了交给我们的任务。在我参考其他的设计时，我觉得我