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文档简介
1、. 机械原理课程设计-压片成型机设计 机械原理课程设计 题目:压片成型机设计院 系: 工学院 专 业: 机械工程及自动化 年 级: 2011级 学生姓名: 祝义贵 学 号: 201101030341 一、设计题目:压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)定量送入压型位置,经压制成形后(厚5mm)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。设计数据表格如表1所示。表1 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×h (mm * mm )冲头压力( k
2、g )A 1460 20 100×60 15,000 B 970 15 60×35 10,000 C 970 20 40×20 10,000 图1 压片成形机工艺动作 如图1所示,压片成形机的工艺动作是:1. 料筛在模具型腔上方往复振动筛料,将干粉料均匀筛入圆筒形型腔,然后退回(图1a )。2. 下冲头下沉3mm,预防上冲头进入型腔时粉料扑出(图1b )。3. 上、下冲头同时加压(图1c ),下冲头上升8mm,上冲头下降11mm,保持0.4s。4. 上冲头退出,下冲头继续上升16mm,将成形片坯顶到与台面平齐后停歇(图1d )。5. 片坯被推出(图1e ),下冲头
3、再下移21mm到待料位置(图1b)。6. 因上冲头上升后要留有料筛进入的空间,故其行程为90-100mm。因冲头压力较大,因而加压机构应有增力功能。设计1. 压片成形机一般至少包括凸轮机构、齿轮机构和连杆机构在内的三种机构;至少设计出三种能实现该分类机运动形式要求的机构。 2. 设计传动系统,并确定其传动比分配(皮带传动传动比 i 2 ,每级齿轮传动传动比 i 7.5 )。3. 画出机器的运动方案示意图,机构运动简图与运动循环图。拟定运动循环图时,执行构件的动作起止位置可根据具体情况重叠安排,但必须满足工艺上各个动作的配合,在时间和空间上不能出现“干涉”。 4. 设计凸轮机构,自行确定从动件运
4、动规律,选择凸轮基圆半径,校核其最大压力角,计算凸轮廓线。5. 设计计算齿轮机构,连杆机构。6. 对压片成型机进行三维造型和动态仿真,并画出料筛,上,下冲头的位移,速度和加速度曲线。7. 编写设计计算说明书。 二、机器功能分析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90100mm 。因冲头压力较大,因而加压机构应有增力功能(图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
5、待料位置(图 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4550mm,推卸片坯(2c)。S上 90-100 24S下 (a)8350S料 (b) (c)图2 设计要求 上冲头、下冲头与送料筛的动作关系见表2。 表2 动作关系上冲头 进退送料筛 退近休进远休下冲头 退近休进远休三、运动方案设计3.1上冲头运动 CABD方案1:A,B,C,D四个杆件,D上固连上冲头,该机构满足加压机构应有的增力功能。但是此机构的设计比较麻烦,尤其是各个杆件的尺寸设计时计算比较繁琐,而且比较容易发生各个杆件之间的干涉。方案2:
6、121为涡轮蜗杆,2为偏置曲柄滑块机构。该机构简单,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。方案3: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。综上选择方案23.2下冲头运动方案1: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。方案2:12曲柄滑块机构,1为滑块,2为冲头,该方案摩擦较大,且产生较大压力,易磨损,运动的稳定性不高。综上选择方案1。
7、3.3料筛运动方案1:四杆机构,可以完成基本动作,造价相对便宜,但不能很好的完成筛料过程,而且运动的平稳性不够,故不是理想的选择。12方案2: 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。四、运动方案拟定及运动循环图 组装方案三(祝义贵): C A D FE B G A:电动机 B:蜗杆机构 C:上冲头 D:与连杆滑块机构固连的带轮 E:料筛 F:下冲头 G:与凸轮机构固连的带轮动作过程:1. 电动机A转动经蜗轮蜗杆机构B带动上冲头上下运动,同时与蜗杆机构固连的带轮通过皮带传动给D,从而带动料筛E运动,另一方面带轮D通过皮带使带轮G运动,通过其固连的凸轮使得下冲头F完成动作过程2. 带轮D运动,通过连杆带动料筛移动,使得药粉进入型腔,而后料筛移开3. 凸轮转动,实现下冲头
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