機械原理課程設(shè)計壓片機設(shè)計說明書

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上機械原理課程設(shè)計題目：干粉壓片機學(xué)校：洛陽理工學(xué)院院系：機電工程系專業(yè)：計算機輔助設(shè)計與制造班級：z設(shè)計者：李騰飛（組長） 李鐵山 杜建偉指導(dǎo)老師：張旦聞2010年1月1日星期五 課 程 設(shè) 計 評 語課程名稱：干粉壓片機的機構(gòu)分析與設(shè)計設(shè)計題目：干粉壓片機設(shè)計成員：李騰飛（組長） 李鐵山 杜建偉指導(dǎo)教師：張旦聞指導(dǎo)教師評語： 2010年1月1日 星期五前言干粉壓片機裝配精度高，材質(zhì)優(yōu)良耐磨損，穩(wěn)定可靠，被公認(rèn)為全國受歡迎產(chǎn)品。特別是現(xiàn)在的小型干粉壓片機，市場前景很好。很多小型企業(yè)不可能花高價去買大型的，而且得不嘗試，所以小型壓片機更少中小型企業(yè)青睞。例如蚊香廠、魚藥

2、飼料廠、消毒劑廠、催化劑廠都相繼使用。本機還可改為異形沖模壓片。由于該機型相對于其他機型壓力較大，壓片速度適中，因而受到生產(chǎn)奶片、鈣片、工業(yè)、電子異形片的廠家歡迎。相信本廠品會給您帶來良好的企業(yè)效應(yīng)。編者：洛陽理工學(xué)院 第二小組日期：2010年1月1日 星期五目 錄一. 設(shè)計題目 51.工作原理以及工藝過程 52.原始數(shù)據(jù)以及設(shè)計要求 5二. 設(shè)計題目的分析 51. 總功能分析 52. 總功能分解 53. 功能元求解 64. 運動方案確定 75. 方案的評價 96. 運動循環(huán)圖 107. 尺度計算 118.下沖頭對心直動滾子推桿盤形凸輪機 139.下沖頭對心直動滾子推桿盤形凸輪機的位移曲線 1

3、3三. 干粉壓片機各部件名稱以及動作說明 14四. 參考書目 14五. 新得體會 14一、設(shè) 計 題 目干粉壓片機1.1、 工作原理及工藝動作過程干粉壓片機的功用是將不加粘結(jié)劑的干粉料（如陶瓷干粉、藥粉）定量送入壓形置壓制成 × h 圓型片坯， 經(jīng)壓制成形后脫離該位置。機器的整個工作過程（送料、壓 形脫離）均自動完成。該機器可以壓制陶瓷圓形片坯、藥劑（片）等。其工藝動作的分解如圖11圖11 工藝動作分解（ 1 ） 料篩在模具型腔上方往復(fù)振動，將干粉料篩入直徑為 26mm 、深度為 30m m的筒形型腔，然后向左退出 45 mm 。（ 2 ） 下沖頭下沉 4mm ，以防上沖頭進(jìn)入型腔時

4、把粉料撲出。（ 3 ） 上沖頭進(jìn)入型腔 4mm 。（ 4 ） 上、下沖頭同時加壓，各移動 12mm ，將產(chǎn)生壓力，要求保壓一定時間，保壓時約占整個循環(huán)時間的 1/10 。（ 5 ） 上沖頭退回，下沖頭隨后以稍慢速度向上運動，頂出壓好的片坯。（ 6 ） 為避免干涉，待上沖頭向上移動 90mm 后，料篩向右運動推走片坯，接著料篩往復(fù)振動，繼續(xù)下一個運動循環(huán)。1.2、 設(shè)計原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求(1) 精壓成形制品生產(chǎn)率為每分鐘 24 件；(2) 行程速比系數(shù) K=1.2(3) 被壓工件的外形是直徑為 26 mm ，厚度為 5mm 的圓形片坯二、設(shè)計題目分析2.1、總功能分析根據(jù)題目要求，要最終將干粉壓

5、制成片坯。若要求獲得質(zhì)量較好的成品，可采用諸多方法。下面采用黑箱法進(jìn)行分析：由黑箱法分析可得到：為了達(dá)到高效、方便的目的，采用機械自動加工的方法比較好，因此本題采用了自動加工的方法壓制片坯。2.2、總功能分解 該干粉壓片機通過一定的機械能把原料（干粉）壓制成成品，其功能分解如圖21圖21 總功能分解設(shè)計干粉壓片機，其總功能可以分解成以下幾個工藝動作：(1) 送料機構(gòu)：為 間歇直線運動 , 這一動作可以通過凸輪上升段完成(2) 篩料：要求篩子往復(fù)震動(3) 推出片坯：下沖頭上升推出成型的片坯(4) 送成品：通過凸輪推動篩子來將成型的片坯擠到滑道(5) 上沖頭往復(fù)直線運動，最好實行快速返回等特性。

6、(6) 下沖頭間歇直線運動。例如下表所示的樹狀功能圖：圖22樹狀功能分解2.3、根據(jù)功能的要求，進(jìn)行功能元求解干粉壓片機運動轉(zhuǎn)換功能圖如下：圖23運動轉(zhuǎn)換功能干粉壓片機運動方案選擇矩陣如圖24 運動方案圖24 運動方案由上表所列矩陣可知，可能的運動方案數(shù)目為N=4*4*4*3*3=576種。從此方案中剔除明顯不合理的，在進(jìn)行綜合評價：是否滿足運動要求；是否滿足載要求；運動精度；制造工藝；安全性；是否滿足動力源、生產(chǎn)條件等限制。根據(jù)題目要求，功能元減速A而言，帶傳動結(jié)構(gòu)簡單，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲小，能緩和沖擊， 有過載保護(hù)作用，安裝維修要求不高成本底。齒輪傳動工作可靠，效率高，易制造和精確加工。 故可

7、選用帶傳動或蝸桿傳動。減速B ：齒輪或蝸桿傳動能滿足定速比傳動要求，且精度較高。應(yīng)用范圍廣，承載能力大的優(yōu)點，故選齒輪或蝸桿傳動。對于上沖頭運動C ，要實現(xiàn)往復(fù)直線移動，還有考慮急回特性。因此選曲柄滑塊或搖桿機構(gòu) 。送料機構(gòu)D主要作用是將胚料送到加工位置，且能實現(xiàn)間歇要求，對承載能力要求低，故采用凸輪或蝸桿機構(gòu)。下沖頭運動E雖然需要較高的承載能力，但下沖頭中可以加兩個擋板來增加其承載能力，且 要實現(xiàn)間歇要求，可靠性好，故采用凸輪機構(gòu)完成下沖頭的動作。綜上所述，可初步確定兩個方案， 如表中實線、虛線所示的方案方案1 ： A3+B4+C3+D1+E2方案2 ： A1+B3+C4+D2+E22.4、

8、運動方案的確定方案示意圖如下：圖25 方案一圖26 方案二2.5、方案評價機械運動方案的擬訂和設(shè)計，最終要求通過分析比較以提供最優(yōu)的方案。一個方案的優(yōu)劣通過系統(tǒng)綜合評價來確定。下面用機械選型的評價體系，它可用視圖的方法來表示：根據(jù)個評價指標(biāo)相互關(guān)系，建立評價模型為：H=U1*U2*U3*U4*U5在式中U1=S1+S2 U2=S3+S4+S5+S6 U3=S7+S8+S9+S10 U4=S11+S12+S13+S14 U5=S15+S16+S17 上述表達(dá)式表示 U1 、 U2 、 U3 、 U4 、 U5 各指標(biāo)之間采用了乘法原則，而它們之間用了加法原則。根據(jù)題目要求，功能元比較如 表 1

9、：方案中機構(gòu)的性能、特點、評價表 1性能指標(biāo)具體指標(biāo)評價帶傳動齒輪機構(gòu)曲桿滑塊機構(gòu)簡單六桿機構(gòu)凸輪機構(gòu)蝸輪蝸桿機構(gòu)A功能A1運動規(guī)律定比傳動定比傳動和移動定比傳動任意性較差能達(dá)到有限精度基本上任意定比傳動和移動A2傳動精度高高高較高較高高B工作性能B1應(yīng)用范圍較廣廣較廣較廣較廣廣B2可調(diào)性很好較差一般較好較差較差B3運動精度較高較高較高高較高高B4承載能力大大大較大較小大CC1加速度峰值小小較大較大較小小C2噪音小小一般較小較大較小C3耐磨性較好較好一般較好差較好C4可靠性可靠可靠可靠可靠可靠可靠DD1制造難度較易較難易易難較難D2制造誤差敏感性敏感敏感敏感不敏感敏感敏感D3調(diào)整方便性較方便較

10、便較方便方便較麻煩方便D4能耗大小一般一般一般一般一般一般EE1尺寸較大較小較小較大較小較小E2重量較輕較重較輕較輕較重較重E3結(jié)果復(fù)雜度簡單一般一般簡單復(fù)雜復(fù)雜表示上述兩個機構(gòu)方案的評價指標(biāo)體系、評價值及計算結(jié)果。表中，所以的指標(biāo)值分為 5 個等 級 ：“ 很好 ” 、 “ 好 ” 、 “ 較好 ” 、 “ 不太好 ” 、 “ 不好 ” ，分別用 1 、 0.75 、 0.5 、 0.25 、 0 表示。如表2：表2評價指標(biāo)系統(tǒng)工程評價法方案一方案二U1S10.750.75S210.75U2S310.75S40.750.5S50.751S60.750.75U3S70.750.75S80.75

11、0.5S90.750.5S100.750.75U4S110.750.5S120.50.5S130.750.5S140.50.5U5S150.750.75S160.50.75S170.750.75H值85.3156.95由表中 H 值可知，方案 1 較方案 2 好，故可優(yōu)先選用方案 1 為最終方案。 2.6、運動循環(huán)圖從上述工藝過程可以看出，由主動件到執(zhí)行件有三支機構(gòu)系統(tǒng)順序動作，畫出 運動傳遞框圖如下圖27圖27 循環(huán)圖從整個機器的角度上看，它是一種時序式組合機構(gòu)系統(tǒng)，所以要擬訂運動循環(huán) 圖 。以該主動件的轉(zhuǎn)角為橫坐標(biāo)（ 0360 ），以機構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件的位移為縱坐標(biāo)畫出位移曲線。運動循環(huán)圖上的位

12、移曲線主要著眼于運動的起迄位置，而不是其精確的運動規(guī) 律 。料篩從推出片坯的位置經(jīng)加料位置加料后退回最左邊（起始位置）停歇。下沖 頭即下沉 4mm （如下圖中 ）。下沖頭下沉完畢，上沖頭可下移到型腔入口處（如圖 中 ），待上沖頭到達(dá)臺面下 4mm 處時，下沖頭開始上升，對粉料兩面加壓，這時，上、下沖頭各移動 12mm （如圖中 ），然后兩沖頭停歇保壓（如圖中 ），保壓時 間約 0.2s ，即相當(dāng)于主動件轉(zhuǎn) 36 度左右。以后，上沖頭先開始退出，下沖頭稍后并稍慢地身上移動到和臺面平齊，頂出成形片坯（ 如圖中 ） 。下沖頭停歇待卸片坯時，料篩已推進(jìn)到形腔上方推卸片坯（ 如圖中 ） 。然后，下沖頭下

13、移 24cm 的同時，料 篩振動使篩中粉料篩入形腔（ 如圖中 ） 而進(jìn)入下一循環(huán)。2.7、尺度計算A. 上沖頭B. 下沖頭C. 對心直動滾子推桿盤形凸輪機構(gòu)D. 曲柄滑塊機構(gòu)E 曲柄滑塊機構(gòu)F. 蝸輪蝸桿機構(gòu)G. 蝸輪蝸桿機構(gòu)H.料篩I.圓錐齒輪J. 圓錐齒輪K.L 傳動齒輪M.傳動齒輪N.傳動蝸桿O.電動機圖28 方案說明圖執(zhí)行機構(gòu)的尺寸計算根據(jù)選定的驅(qū)動電機 ( 在圖中沒畫出 ) 的轉(zhuǎn)速 n=940r/min 和 生產(chǎn)率為 24 件 / 分鐘， 它傳動系統(tǒng)的總速比為： I=940/24 =39.2 k=1.2=180°*( k-1)/(k+1)=180°*(1.2-1)

14、/(1.2+1)=16.4°以下壓力角和模數(shù)均取標(biāo)準(zhǔn)值 =20 m=5第一級皮帶減速 I= 4 z1=17 z2= 68第二級齒輪減速 I= 9.8 z1=17 z2= 167已知如圖：n1=n1=n1=24 r/min ； n5 =n6=24 r/min取蝸桿齒數(shù) z 3 =z 5 =4，則查表可知：d=50mm, =21°4805; z 6 =z 4 =53,則 ：n 5=n 6 z 6 /z 5 =318r/min=n 5N 3 =n 4 z 4 /z 3 =318r/min=n 3取 z 5 =20 z 3 =17 z 2 =30 則 z 1 =n 5 z 5 /n

15、 1 =265 ；d=mz=1325mm3=arctan17/30=29.5°2 =90°-29.5°=60.5°n2 =n2=n3 =z3/z2 =318*17/30=184r/min取 z 2 =15 則 z 1 =115, 1 =arctan15/115=7.43° 2 =90° -7.43° =82.57°綜合以上計算可得定軸輪系傳動 7 個齒輪設(shè)計如表3：表32.8、下沖頭對心直動滾子推桿盤形凸輪機 圖29 凸輪機構(gòu)2.9、下沖頭對心直動滾子推桿盤形凸輪機的位移曲線圖210 位移曲線三、干粉壓片機動作說明

16、各級傳動都為齒輪或蝸輪蝸桿傳動，傳動精度高，運動可靠；上沖頭由曲柄滑塊機構(gòu)帶動運動精度高，移動料篩至下沖頭的型腔上方等待裝料，并將上一循環(huán)已成型的工件推出（卸料）然后料篩震動，將粉料篩入型腔，下沖頭下沉一定深度 Y ，以防止上沖頭向下壓制時將粉料撲出然后上沖頭繼續(xù)向下，下沖頭向上加壓，并在一定時間內(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 ，這便完成了一個循環(huán)周期。由于要求每分鐘制成成品 24 件。所以要求 C 、 D 、 E 轉(zhuǎn)速同步，且轉(zhuǎn)速均為 24r/min 。四、參考書目（ 1 ）孫桓、 陳作模主編 機械原理高等教育出版社， 2000（ 2 ）朱保利、吳暉等編 機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書 南昌航空工業(yè)學(xué)院出版（ 3 ）孟憲源、姜琪主編 機構(gòu)構(gòu)型與應(yīng)用 機械工業(yè)出版社， 2004（ 4 ） 侯珍秀主編 機械系統(tǒng)設(shè)計 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2000（ 5 ）黃繼昌、徐巧魚等編 實用機械機構(gòu)圖冊 人民郵電出版社， 1996五、心得體會這是我們步入大學(xué)之后的第一次做課程設(shè)計，但在張老師的指導(dǎo)和同學(xué)的互相幫助下還是按時完成了設(shè)計。這次設(shè)計讓我體會很深，也學(xué)到了很多新東西。 在這次課程設(shè)計中，充分利用了所學(xué)的機械原理知識，根據(jù)