機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)參考實(shí)例

1、15噸壓片機(jī)噸壓片機(jī).設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)題目 o1.1設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)目的 o1.2功能要求及工作原理功能要求及工作原理 o1.3原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求 .設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)目的機(jī)械設(shè)計(jì)是根據(jù)使用要求對(duì)機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式、力和能量的傳遞方式、各個(gè)零件的材料和形狀尺寸以及潤(rùn)滑方式等進(jìn)行構(gòu)思、分析和計(jì)算，并將其轉(zhuǎn)化為制造依據(jù)的工作過(guò)程。機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的第一步，是決定機(jī)械產(chǎn)品性能的最主要環(huán)節(jié)，整個(gè)過(guò)程蘊(yùn)涵著創(chuàng)新和發(fā)明。為了綜合運(yùn)用機(jī)械原理課程的理論知識(shí)，分析和解決與本課程有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題，使所學(xué)知識(shí)進(jìn)一步鞏固和加深，我們參加了此次的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)。1.21.2功能要求及工作原理功能

2、要求及工作原理 (1）總功能要求:將干粉料壓制成圓形片胚 （2）工作原理:15噸壓片機(jī)系統(tǒng)的工作原理及工藝動(dòng)作分解如圖5.1所示。移動(dòng)粉篩3至模具1的型腔上方等待裝料，并將上一循環(huán)已成型的工件2推出（卸料）；然后粉篩震動(dòng)，將粉料篩入型腔；下沖頭5下沉一定深度，以防止上沖頭4向上壓制時(shí)將粉料撲出；然后上沖頭向下，下沖頭向上加壓，并在一定時(shí)間內(nèi)保持一定的壓力；而后上沖頭快速退出，下沖頭隨著將成型的工件推出型腔 。原理圖原理圖 1.21.2功能要求及工作原理功能要求及工作原理 1.3原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求（1） 被壓工件的外形是直徑為被壓工件的外形是直徑為34mm，厚度為，厚度為5mm

3、的圓形片的圓形片坯。坯。 （2）沖頭壓力為）沖頭壓力為15噸（噸（150000N）。）。（3）生產(chǎn)率為每分鐘）生產(chǎn)率為每分鐘25片片（4）機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)為）機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)為10%。（5）驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率為）驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率為2.2kw,940r/min（6 6）各執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)為：）各執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)為： 上沖頭行程為上沖頭行程為9090100100mmmm； 下沖頭下沖頭5 5先下沉先下沉3mm3mm，然后上升，然后上升8mm8mm后停歇后停歇( (保壓保壓) )， 繼而上繼而上升升16mm16mm后停歇后停歇, ,等粉篩將片坯推離沖頭后下移等粉篩將片坯推離沖頭后下移2121m

4、mmm； 粉篩粉篩3 3在模具在模具1 1的上方往復(fù)振動(dòng)篩料，然后向左退回，待坯的上方往復(fù)振動(dòng)篩料，然后向左退回，待坯料成形并被推出型腔后，粉篩復(fù)在臺(tái)面上右移約料成形并被推出型腔后，粉篩復(fù)在臺(tái)面上右移約454550mm50mm推卸成形推卸成形片坯。片坯。 2.2.運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì) 工作原理和工藝動(dòng)作分解工作原理和工藝動(dòng)作分解o (1)(1)送料：這一動(dòng)作可以通過(guò)凸輪上升段完成o (2(2 篩料：要求篩子往復(fù)震動(dòng)o (3)(3)沖壓：上沖頭向下沖壓粉料，下沖頭向上擠壓粉料o (4)(4) 推出片坯：下沖頭上升推出成型的片坯o (5)(5) 送成品：通過(guò)凸輪推動(dòng)篩子來(lái)將成型的片坯擠到滑道上

5、述五個(gè)動(dòng)作，沖壓和推出片坯相對(duì)簡(jiǎn)單，關(guān)鍵是要將送料和篩料兩個(gè)過(guò)程時(shí)間要配合的非常恰當(dāng)，這樣來(lái)說(shuō)就對(duì)機(jī)構(gòu)提出較高的要求。我們?cè)O(shè)計(jì)過(guò)兩個(gè)方案，一個(gè)是用曲柄滑塊（左右方向）來(lái)推動(dòng)篩子前行，等它到達(dá)預(yù)定的地方，我們?cè)谟靡粋€(gè)帶有彈簧的滑塊（前后方向）來(lái)推動(dòng)，實(shí)現(xiàn)前后振動(dòng)的目的；但是這樣做有一個(gè)很大的缺陷，就是加上一個(gè)前后方向的機(jī)構(gòu)將會(huì)對(duì)solidworks造型產(chǎn)生較大的困難，而且多一個(gè)機(jī)構(gòu)就又需要多一個(gè)動(dòng)力引進(jìn)，時(shí)間配合上就比較煩瑣。3 3根據(jù)工藝動(dòng)作擬訂運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖根據(jù)工藝動(dòng)作擬訂運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 對(duì)于對(duì)于1515噸壓片機(jī)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖主要是確定送料，噸壓片機(jī)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖主要是確定送料，篩料，和上沖頭沖壓，下沖頭沖

6、壓四個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的先篩料，和上沖頭沖壓，下沖頭沖壓四個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的先后順序，相位，以利對(duì)各執(zhí)行構(gòu)件的設(shè)計(jì)，裝配和調(diào)后順序，相位，以利對(duì)各執(zhí)行構(gòu)件的設(shè)計(jì)，裝配和調(diào)試。試。循環(huán)圖循環(huán)圖3 3根據(jù)工藝動(dòng)作擬訂運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖根據(jù)工藝動(dòng)作擬訂運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖4機(jī)構(gòu)選型機(jī)構(gòu)選型 根據(jù)上，下沖頭和送料機(jī)，篩料機(jī)這四個(gè)執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以選擇以下機(jī)構(gòu)。上沖頭上沖頭 曲柄導(dǎo)桿曲柄導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)滑塊機(jī)構(gòu)蝸輪蝸桿蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)下沖頭下沖頭 固定轉(zhuǎn)動(dòng)固定轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu) 送料機(jī)送料機(jī)鋸齒狀凸鋸齒狀凸輪輪偏 置 曲 柄偏 置 曲 柄滑塊機(jī)構(gòu)滑塊機(jī)構(gòu)蝸輪蝸桿蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)篩料機(jī)篩料機(jī)

7、鋸齒狀凸鋸齒狀凸輪輪彈簧曲柄彈簧曲柄滑塊機(jī)構(gòu)滑塊機(jī)構(gòu) 根據(jù)上面所示的四個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的機(jī)構(gòu)形態(tài)，可以求出15噸壓片機(jī)的運(yùn)動(dòng)方案數(shù)為：N=3*1*3*2=18根據(jù)2中的分析，我們?cè)具x定上沖頭為偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，而下沖頭為固定移動(dòng)凸輪，送料機(jī)和篩料機(jī)都選為鋸齒狀凸輪。這樣比較簡(jiǎn)單。但是在實(shí)際操作中，我們發(fā)現(xiàn)鋸齒狀凸輪難以制作，所以我們又改為偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，具體機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖見(jiàn)7中。 5機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的選擇和評(píng)定機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的選擇和評(píng)定 6.機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的速比和變速機(jī)構(gòu)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的速比和變速機(jī)構(gòu)根據(jù)選定的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和沖壓機(jī)的生產(chǎn)能力以及要求達(dá)到的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。它的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的總速比為： I=940/25

8、=37.6第一級(jí)皮帶減速 I=3 z1=17 z2=51第二級(jí)齒輪減速 I=3.176 z1=17 z2=54第三級(jí)齒輪減速 I=3.94 z2=17 z3=677.機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖 按已選定的三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形式組成的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案，畫(huà)出它的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)示意圖。如下圖所示：方案一：方案一： 上沖頭為蝸桿蝸輪帶動(dòng)的偏置滑塊上沖頭為蝸桿蝸輪帶動(dòng)的偏置滑塊,這個(gè)也是我這個(gè)也是我們采用的方案。們采用的方案。方案二：方案二： 曲柄滑塊曲柄滑塊+彈簧彈簧 振動(dòng)，蝸輪蝸桿進(jìn)退振動(dòng)，蝸輪蝸桿進(jìn)退主視圖主視圖 上圖中為第二種方案的側(cè)視圖和主視圖，也是計(jì)劃中能圓上圖中為第二種方案的側(cè)視圖和主視圖，也是計(jì)

9、劃中能圓滿完成各種要求的，主視圖兩個(gè)滑塊推動(dòng)篩子左右移動(dòng)，而側(cè)滿完成各種要求的，主視圖兩個(gè)滑塊推動(dòng)篩子左右移動(dòng)，而側(cè)視圖中帶有彈簧和一個(gè)曲柄滑塊讓篩子能在指定位置前后振動(dòng)，視圖中帶有彈簧和一個(gè)曲柄滑塊讓篩子能在指定位置前后振動(dòng)，達(dá)到篩料的目的。上沖頭使用偏置滑塊，而下沖頭使用凸輪機(jī)達(dá)到篩料的目的。上沖頭使用偏置滑塊，而下沖頭使用凸輪機(jī)構(gòu)。構(gòu)。 側(cè)視圖側(cè)視圖方案三：方案三： 上沖頭為偏心曲柄滑塊上沖頭為偏心曲柄滑塊 上沖頭參數(shù)：上沖頭參數(shù)： H=90mm k=1.5 =36 e=40=36 e=40 =25r/min =25r/min 理論理論 a=39.5mm b=77.5mma=39.5mm

10、 b=77.5mm 實(shí)際實(shí)際 a=39.7mm b=89.52mma=39.7mm b=89.52mm8.機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 速度 加速度位移速度速度 加速度加速度 位移位移滑塊滑塊滑塊參數(shù)：滑塊參數(shù)： H=80mm k=1.5 =36 e=50H=80mm k=1.5 =36 e=50理論理論 a=30.5mm b=86.5mma=30.5mm b=86.5mm實(shí)際實(shí)際 a=36.2mm b=67mma=36.2mm b=67mm速度加速度位移速度速度 加速度加速度位移位移 下沖頭凸輪下沖頭凸輪 h=2h1 0=211 正弦正弦 s=h1/1sin(/1)/ v=h11-cos(/1)

11、/ 1 a=h12sin(/1)/ 12 等速等速 s=h(1-/0) v=-h/0 a=03 等速等速 s=h(1-/0) v=h/0 a=04 停停 s=h v=0 v=0 a=0 a=05 5 等速等速 s=h(1-/0)s=h(1-/0) v=h/0 v=h/0 a=0 a=06 6 停停 s=hs=h v=0 v=0 a=0 a=07 7 等速等速 s=h(1-/0)s=h(1-/0) v=-h/0 v=-h/0 a=0 a=08 8 正弦正弦 s=h1s/s0+sin(2/s=h1s/s0+sin(2/0)/20)/2 v=hcos(2/0)-1/ v=hcos(2/0)-1/ 00 a=-