机械原理课程设计精选Word版

整理为word格式整理为word格式整理为word格式机械原理课程设计说明书设计题目：压片成形机整理为word格式整理为word格式整理为word格式机械工程系机械工程及自动化专业0111091班10号设计者：陈夏君指导老师：许勇2011年6月30号目录设计题目…………1.1设计条件………1.2原始数据………设计要求…………上冲头设计方案评估……………运动循环图设计…………………整理为word格式整理为word格式整理为word格式连杆机构尺寸计算………………5.1设计要求……………………5.2设计过程……………………凸轮机构尺寸计算………………6.1基圆半径的确定……………6.2滚子半径的确定……………7.心得体会……………附录：附录一：运动循环图……附录二：上冲头机构运动简图…………附录三：下冲头凸轮轮廓图……………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）定量送入压型位置，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。设计数据见下表。方案号电动机转速/（r/min)生产率/(片/min)成品尺寸（Φ×d）/(mm,mm)冲头压力/N机器运转不均匀系数/δm冲/kgm杆/kg整理为word格式整理为word格式整理为word格式A145010100×601500000.10125B9701560×351000000.08104C9702040×201000000.05931.1设计条件如图1.1所示，压片成形机的工艺动作是：干粉料均匀筛入圆筒形型腔（图1.1a）。下冲头下沉3mm，预防上冲头进入型腔时粉料扑出（图1.1b）。上、下冲头同时加压（图1.1c），并保持一段时间。上冲头退出，下冲头随后顶出压好的片坯（图1.1d）。料筛推出片坯（图1.1a）。1整理为word格式整理为word格式整理为word格式图1.1压片成形机工艺动作上冲头、下冲头、送料筛的设计要求是：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0.4s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8.2a所示）。下冲头先下沉3mm，然后上升8mm,加压后停歇保压，继而上升16mm，将成形片坯顶到与台面平齐后停歇，待料筛将片坯推离冲2整理为word格式整理为word格式整理为word格式头后，再下移21mm，到待料位置（如图1.2b所示）。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1.2c所示）。上冲头、下冲头与送筛的动作关系见下表。上冲头进退送料筛退进休进远休下冲头退进休进远休1.2原始数据冲头压力150KN生产率10片/min机器运转不均匀系数0.10电机转速1450r/m设计要求（1）压片成形机一般至少包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构在内的三种机构。（2）画出机器的运动方案简图与运动循环图。拟定运动循环图时，执行机构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。3整理为word格式整理为word格式整理为word格式（3）设计凸轮机构、自行确定运动规律，选择基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径，计算凸轮廓线。（4）设计计算齿轮机构。（5）对连杆机构进行运动设计。并进行连杆机构的运动分析，绘出运动线图。如果是采用连杆机构作为下冲压机构，还应进行连杆机构的动态静力分析，计算飞轮转到惯量。（6）编写设计计算说明书。（7）学生可进一步完成完成机器的计算机演示验证、凸轮的数控加工等。方案一评估：采用曲柄摇杆机构。此方案既能提供比较大的工作压力，也有保压功能。同时行程较短。它可通过改变各杆长度，从而方便的调整整个运动中的位移量和压力角。可得到比较好的运动规律，尺寸和运动的幅度也不太大；又因为它是全低副机构，宜用于低速、重载场合。运动循环图设计（详见附录一）连杆机构尺寸计算（详见附录二）5.1设计要求上冲头行程约为100mm。根据上冲头的行程长度，即可得摇杆的另一极限位置，摇杆的摆角以小于60°为宜。设计曲柄摇杆机构时，为了“增力”，曲柄的回转中心可在过摇杆活动铰链、垂直于摇杆铅垂位置的直线上适当选取，以改善机构在冲头下极限位置附近的传力性能。根据摇杆的三个极限位置（整理为word格式整理为word格式整理为word格式±2°位置和另一个极限位置），设定与之对应的曲柄三个位置，其中两个对应于摇杆的两个极限位置，曲柄应在与连杆共线的位置，曲柄另一个位置可根据保压时间来设定，因此可根据两连架杆的三组对应位置来设计此机构。设计完成后，应检查曲柄存在条件，若不满足要求，则重新选择曲柄回转中心。也可以在选择曲柄回转中心以后，根据摇杆两个极限位置时曲柄和连杆共线的条件，确定连杆和曲柄长度。在检查摇杆在铅垂位置±2°时，注意曲柄对应转角是否满足保压时间要求。曲柄回转中心距摇杆铅垂位置越远，机构行程速比系数越小，冲头在下极限位置附近的位移变化越小，但机构尺寸越大。75.2设计过程上冲头机构采用曲柄滑块机构的形式，但因为上冲头是主压机构，所以还必须采用增力机构。（1）由于压片成形机的工作压力较大，行程较短，一般采用肘杆式增力冲压机构作为主体机构。它是由曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构串接而成。先设计摇杆滑块机构，为了保压，要求摇杆在铅垂位置的±2°范围内滑块的位移量≤0.4mm。据此可得摇杆长度：整理为word格式整理为word格式整理为word格式式中：为摇杆滑块机构中连杆与摇杆长度之比，一般取1~2。已知生产率为20片/min，则每3秒生产一片，即电动机每3秒转一圈，所以W1=2π/3（rad/s），取λ=1，所以L=r。带入上式得：r≤328.3mm。取：r=300mm，L=300mm。根据推程为100mm，可从铅垂推出一个极限位置。左偏2°，有可以推出另一个极限位置。即确定C1、C2和E1、E2的位置。为求机构拥有急回特性，量得AC1和AC2分别为300mm和143.86mm。得到AB=78.07mm，BC=221.93mm。校对部分参数：DC1与铅垂的位置夹角φ=34°≤60°，符合要求。E1E3=600-2*[Cos(2°)*300]=0.3655E1E3=0.3655mm＜0.4mm，符合要求。整个机构的保压时间为0.4s，此时原动件位置DCE变化到位置DC1E1，再回到原来位置。保压时间约为0.4s，此时原动件转速角度为360×0.4/6=24°左右。就是图中从AB3到AB4所转过的角度，量取的∠B3AB4=52°符合设计要求。从AB3到AB1转过的角度∠B3AB1=175°，为上冲头保压之前，原动件AB转过的角度。（6）完成机构运动简图。整理为word格式整理为word格式整理为word格式6.凸轮机构尺寸计算（详见附录三）6.1基圆半径的确定凸轮基圆半径的公式为：根据运动循环图中下冲头S与φ的变化关系，以及推程和回程的许用压力角，可得基圆半径rb。当e=0时，如下：回程3mmds/dφ=-3/10=-0.3α=75°得rb=2.92mm推程8mmds/dφ=8/20=0.4α=30°得rb=7.31mm推程16mmds/dφ=16/20=0.8α=30°得rb=14.61mm程21mmds/dφ=-21/60=-0.35α=75°得rb=20.91mm取最大值，得rb=20.91mm。根据实际加工工艺，凸轮不宜过小，故本次设计中取rb=22mm为了减小推程压力角，应将从动件导路向推程相对运动速度瞬心的同侧偏置。但必须注意，用导路偏置法虽然可减小推程压力角，但同时增大回程压力角，所以偏距e不宜过大。本设计中偏距e=10mm。综上得出凸轮理论轮廓曲线的重要参考数据为：rb=22mme=10mm整理为word格式整理为word格式整理为word格式然后可用反转法，对照运动循环图，画出凸轮理论轮廓。6.2滚子直径的确定由6.1可得凸轮理论轮廓，但轮廓上有8个尖点，这些尖点会导致从动件有一定的冲击，从而导致下冲头运动失真。因此要用圆弧经行过渡。滚子半径rT≤0.8ρmin，此时实际轮廓为平坦的曲线。若rT=ρmin，在凸轮实际轮廓上会出现尖点，尖点会改变原定的运动规律。若rT＞ρmin，实际轮廓曲线产生交点，交点以上的轮廓曲线在实际加工时会被切去，使这一运动规律无法实现。综上原理，设计滚子直径为4m在原有凸轮理论轮廓上画滚子运动轨迹。滚子经过的最里面的曲线即为凸轮实际轮廓。（详见附录三）7.心得体会这次的机械设计，就我的想法而言，具有一点的难度。但同时，这次的设计具有很大的发挥空间，每个人的设计都是不一样的。每个人都有自己的特点，特色。这样的一个机会，是发展我们思维，开拓我们大脑的好时机。这次设计就凸轮而言，有无限的可能。每个人都有自己心中的数据，而这就是人与人之间的不同。这世界上，没有2个人是一摸一样的。我们通过这次的机械设计，不仅仅要对机械设计有新的认识，对机械原理课上老师教的，书本上写的那些知识也是一次考验。只有拥有一定的理论能力