機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)——壓片成型機(jī)

1、<p><b>　　機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：壓片成形機(jī)</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1.設(shè)計(jì)題目 …………………………… 1</p><p>　　2.工作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程 ………… 3</p><p

2、>　　3.設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 ………… 4</p><p>　　4.功能分解及機(jī)構(gòu)選用………………… 6</p><p>　　5.重要機(jī)構(gòu)方案評(píng)估及數(shù)據(jù) …………………7</p><p>　　6.總設(shè)計(jì)方案圖············

3、83;········……17</p><p>　　7.心得體會(huì)……………………………… 18</p><p>　　1.設(shè)計(jì)題目：壓片成形機(jī)</p><p>　　設(shè)計(jì)自動(dòng)壓片成形機(jī)，將具有一定濕度的粉狀原料（如陶瓷干粉、藥粉）定量送入壓形位置，經(jīng)壓制成形后脫離該位置。機(jī)器的整個(gè)工作過(guò)程（

4、送料、壓形、脫離）均自動(dòng)完成。該機(jī)器可以壓制陶瓷圓形片坯、藥劑（片）等。</p><p>　　2. 工作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程</p><p>　　干粉料均勻篩入圓筒形型腔。</p><p>　　下沖頭下沉3mm，預(yù)防上沖頭進(jìn)入型腔是粉料撲出。</p><p>　　上、下沖頭同時(shí)加壓，并保持一段時(shí)間。</p><p>　　

5、上沖頭退出，下沖頭隨后頂出壓好的片坯。</p><p><b>　　料篩推出片坯。</b></p><p>　　其工藝動(dòng)作的分解如圖1、2、3、4</p><p>　　3 .設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求</p><p>　　1、.壓片成形機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)</p><p>　　電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/（r/min）：970

6、； 生產(chǎn)率/(片/min)：20；</p><p>　　沖頭壓力/N：100000； 機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)/δ：0.05； </p><p>　　2、上沖頭、下沖頭、送料篩的設(shè)計(jì)要求：</p><p>　　1).上沖頭完成往復(fù)直移運(yùn)動(dòng)（鉛錘上下），下移至終點(diǎn)后有短時(shí)間的停歇，起保壓作用，保壓時(shí)間為 0.4 秒左右。因沖頭上升后要留

7、有料篩進(jìn)入的空間，故沖頭行程為 90 ～ 100mm 。因沖頭壓力較大，因而加壓機(jī)構(gòu)應(yīng)有增力功能（如圖 1.2a ）。</p><p>　?。?).下沖頭先下沉 3mm ，然后上升 8mm ，加壓后停歇保壓，繼而上升 16mm ，將成型片坯頂?shù)脚c臺(tái)面平齊后停歇，待料篩將片坯推離沖頭后，再下移 21mm ，到待料位置（如圖 1.2b ）。</p><p>　?。?).料篩在模具型腔上方往復(fù)振

8、動(dòng)篩料，然后向左退回。待批料成型并被推出型腔后，料篩在臺(tái)面上右移約 85~90mm ，推卸片坯(如圖1.2c)</p><p><b>　　圖1.2</b></p><p>　　4．功能分解及機(jī)構(gòu)選用</p><p>　　該干粉壓片機(jī)通過(guò)一定的機(jī)械能把原料（干粉）壓制成成品，其功能分解如下圖</p><p>　　設(shè)計(jì)干粉

9、壓片機(jī)，其總功能可以分解成以下幾個(gè)工藝動(dòng)作：</p><p>　　(1) 送料機(jī)構(gòu)：為間歇直線運(yùn)動(dòng) , 這一動(dòng)作可以通過(guò)凸輪完成</p><p>　　(2) 篩料：要求篩子往復(fù)震動(dòng)，這一動(dòng)作可以通過(guò)凸輪完成</p><p>　　(3) 推出片坯：下沖頭上升推出成型的片坯</p><p>　　(4) 送成品：通過(guò)凸輪推動(dòng)篩子來(lái)將成型的片

10、坯擠到滑道</p><p>　　(5) 上沖頭往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，最好實(shí)行快速返回等特性。</p><p>　　(6) 下沖頭間歇直線運(yùn)動(dòng)，這一動(dòng)作可以通過(guò)凸輪完成。</p><p>　　五．重要機(jī)構(gòu)方案評(píng)估及數(shù)據(jù)</p><p>　　（1）上沖頭機(jī)構(gòu)方案選用：</p><p><b>　　方案一：</b

11、></p><p>　　方案一為一凸輪機(jī)構(gòu)，能很好的實(shí)現(xiàn)所需要的運(yùn)動(dòng)變化，機(jī)構(gòu)由一個(gè)凸輪為原動(dòng)件帶動(dòng)從動(dòng)件做上下移動(dòng)，應(yīng)用范圍較廣可調(diào)性高運(yùn)轉(zhuǎn)精度大，可完成工作需要。自由度：S=3n-2PL-PH=3*2-2*2-1=1</p><p>　　由于上沖頭總行程為100cm，使用凸輪機(jī)構(gòu)會(huì)使凸輪的曲率半徑變大，滾子與凸輪的壓力角變大，容易磨損構(gòu)件，基圓大小很難確定，設(shè)計(jì)難度高，也不容易生

12、產(chǎn)加工，沖頭下壓力不足，導(dǎo)致產(chǎn)品不合格，所以方案一雖可行但不適用于上沖頭的設(shè)計(jì)使用，暫不選。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　方案二為一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，由曲柄為主動(dòng)件帶動(dòng)搖桿搖動(dòng)以及滑塊上下運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用范圍廣可調(diào)性高運(yùn)轉(zhuǎn)精度較高計(jì)算自由度：</p><p>　　S=3n-2PL-PH=3*3-2*4=1</p

13、><p>　　可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)需要。壓片時(shí)有很好的增力效果，傳動(dòng)角大，可設(shè)計(jì)極位，急回運(yùn)動(dòng)明顯，實(shí)現(xiàn)慢壓制急回程。具有很好的傳動(dòng)性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性好，工業(yè)制造較為簡(jiǎn)單，維修跟換方便，可大批量制造生產(chǎn)，暫為最佳選擇。</p><p><b>　　方案三：</b></p><p>　　為半齒輪齒條機(jī)構(gòu)，承載能力一般，傳動(dòng)平穩(wěn)但壓力不足，經(jīng)濟(jì)性一般，運(yùn)動(dòng)不易

14、控制，傳動(dòng)性不佳，機(jī)械生產(chǎn)要求高，不如方案二。</p><p>　　綜上所述，在三個(gè)方案中，方案二為最佳方案。</p><p>　　上沖頭設(shè)計(jì)：（曲柄的傳動(dòng)可以用不完全齒輪，實(shí)現(xiàn)保壓的停歇時(shí)間）</p><p><b>　　設(shè)定搖桿長(zhǎng)度</b></p><p>　　選取λ=1.5 代入公式 ：</p>

15、<p>　　r≤ </p><p>　　得r≤394㎜ ∴選取r=390㎜; </p><p>　　∴L =r×λ=390×1.5=585㎜;即BD=390</p><p>　　DE=585 見(jiàn)右圖。 </p><p>　　確定曲柄搖桿機(jī)構(gòu)尺寸時(shí)，在壓片

16、位臵，機(jī)構(gòu)應(yīng)有較好的傳動(dòng)角。 所以，當(dāng)搖桿在OAA位臵時(shí)，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的連桿AB’與OAA的夾角應(yīng)接近90°。此時(shí)，OB’若選在AB’的延長(zhǎng)線上，則AB’受力最小。故在此線上選一適當(dāng)位臵作OB’。具體選定OB’的位臵時(shí)，可再考慮急回特性的要求，或搖桿速度接近零的區(qū)域中位移變化比較平緩的要求。它與機(jī)構(gòu)尺寸的大致關(guān)系是：行程速度變化系數(shù)K或q1愈大，在位臵A時(shí)的位移變化較大 ，所以O(shè)B’距點(diǎn)A遠(yuǎn)一些好，但又受到機(jī)構(gòu)尺寸和急回特性的

17、限制，不能取得太遠(yuǎn)。選定OB’以后，可定出與OAA兩個(gè)位移j3、j4（或I、II、III三個(gè)位臵）對(duì)應(yīng)的OB’B’的兩個(gè)位移y3、y4（或I、II、III三個(gè)位臵）。按上述命題設(shè)計(jì)出曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的尺度，角j0為兩機(jī)構(gòu)串聯(lián)的相位角。設(shè)計(jì)結(jié)果如圖所示。</p><p>　　確定曲柄搖桿機(jī)構(gòu)尺寸。圖解法求AC,CD的長(zhǎng)度。下圖可確定A的位置，過(guò)A點(diǎn)分別做與CD的連線AD1,AD2</p><p>

18、;　　AD1=BC-AB, AD2=BC+AB</p><p>　　在圖中可得：AD1=1669.34 AD2=550.41</p><p>　　計(jì)算得：AC=192.035 CD=358.375 BD=390 DE=585</p><p><b>　　檢驗(yàn)曲柄存在條件：</b></p><p>　　由c

19、ad軟件得出AB=525.98 則有：</p><p>　　AB+AC<CD+BD AB+AC=718.015 CD+BD=748.375</p><p>　　即上式成立，滿足桿長(zhǎng)條件，且最短桿為曲柄，所以該機(jī)構(gòu)曲柄存在。</p><p>　　（2）下沖頭機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案</p><p>　?。╝）圖所示為兩個(gè)盤(pán)形凸輪推動(dòng)同一

20、個(gè)從動(dòng)件方式，可實(shí)現(xiàn)預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。（b）圖所示為對(duì)心直動(dòng)滾子推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、且能實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)，但用一個(gè)凸輪完成復(fù)雜的動(dòng)作，輪廓線極其復(fù)雜，難以設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　所以選方案（a）。</b></p><p><b>　　其設(shè)計(jì)如下：</b></p><p>　?。?）送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案</

21、p><p>　　使用送料機(jī)構(gòu)一，即凸輪連桿，能使行程礦大，料篩往復(fù)運(yùn)動(dòng)明顯，節(jié)省驅(qū)動(dòng)力。</p><p><b>　　6、總設(shè)計(jì)方案圖</b></p><p><b>　　7傳動(dòng)比的分配</b></p><p>　　選取額定轉(zhuǎn)速為970r/min １.確定總傳動(dòng)比 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ｎ=970r/min 凸輪轉(zhuǎn)

22、速ｎI(lǐng)=20r/min ｉ總＝ｎ／ｎＩ＝９７０／２０＝４８．５ ２．傳動(dòng)比的分配 將總傳動(dòng)比按各級(jí)傳動(dòng)進(jìn)行分配 ｉ總＝ｉ１＊ｉ２＊ｉ３＊ｉ４……ｉｎ（式中ｉ１，ｉ２，ｉ３，ｉ４……ｉｎ為各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比） 傳動(dòng)比的分配要求： </p><p>　?。ǎ保?各級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)在推薦范圍選?。▍⒁?jiàn)機(jī)械原理課程設(shè) 計(jì)附錄２ 機(jī)械傳動(dòng)的特點(diǎn)和性能）。 </p><p>　　（２） 使各級(jí)傳動(dòng)的

23、承載能力得到充分發(fā)揮，并使其結(jié)構(gòu)尺 寸協(xié)調(diào)勻稱(chēng)。 （３） 使各級(jí)傳動(dòng)具有最小的外形尺寸、最小的重量和中心 距。 </p><p>　?。ǎ矗?建議使用不可約分的傳動(dòng)比，以避免某幾個(gè)輪齒的磨 損過(guò)分集中，降低噪聲和振動(dòng)。 傳動(dòng)系統(tǒng)采用四級(jí)減速機(jī)構(gòu)，第一級(jí)為帶傳動(dòng)，第二級(jí)為減速器傳動(dòng)，第三級(jí)為帶傳動(dòng)，第四級(jí)為帶傳動(dòng)。按前述傳動(dòng)比分配原則，為使傳動(dòng)構(gòu)件獲得較小尺寸，結(jié)構(gòu)緊湊，可采用傳動(dòng)比 10 “先小后大”

24、原則。因此初選ｉ１＝１.６，ｉ２＝３０。第二級(jí)減速器內(nèi)部齒輪結(jié)構(gòu)如下圖所示</p><p>　　圖中各齒輪數(shù)位Z1＝30 Z2=20 Z3=70 Z4=42 Z5=20 Z7=20 Z8=42 從1齒輪輸入600r/min,從H行星架輸出20r/min,則i=30,即W1/WH=30，即當(dāng)W1＝30時(shí)，Va＝Ｗ１Ｒ１＝900 W1＝1,VR=W1*OR=50 對(duì)于2行星輪，2VR=VP-VQ=100,則VP=1

25、000, W3=VP/R3=1000/70=100/7 當(dāng)W=100/7,W=-30時(shí)，W=1, 現(xiàn)以1齒輪為主動(dòng)，3齒輪為從動(dòng)，添加右側(cè)輪系，使i=30*7/100=21：10，即Z小:Z大=20:42 調(diào)整方向增加介輪Z6=22 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，上沖頭，下沖頭和送料篩同時(shí)進(jìn)行，所以第三級(jí)和第四級(jí)的傳動(dòng)比為１</p><p><b>　　8，心得體會(huì)</b></p><

26、;p>　　這是我們步入大學(xué)之后的第一次做課程設(shè)計(jì)，雖然有些茫然和不知所措，</p><p>　　但在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的相互幫助下，還是按時(shí)完成了設(shè)計(jì)。這次課程設(shè)計(jì)讓</p><p>　　我體會(huì)很深，同時(shí)也學(xué)到了較多東西。 在這次課程設(shè)計(jì)中，充分利用了所</p><p>　　學(xué)的機(jī)械原理知識(shí)；根據(jù)使用要求和功能分析，選用組合成機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案；</p

27、><p>　　從而設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，性能優(yōu)良、工作可靠的機(jī)械系統(tǒng)。 這次</p><p>　　課程設(shè)計(jì)不僅讓我們把自己所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活當(dāng)中去，設(shè)計(jì)一些對(duì)社</p><p>　　會(huì)有用的機(jī)構(gòu)，也讓我們深刻體會(huì)到團(tuán)體合作的重要性。在以后的學(xué)習(xí)和工作</p><p>　　中，僅靠我們自己個(gè)人力量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須聚集大家的智慧，才