机械原理课程设计-压片成形机设计（全套图纸）.doc

料筛运动说明: 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。拟定料筛行程约为60，选择基圆半径为50.由于要回程，则在凸轮与料筛之间用弹簧连接。且选择滚子从动件半径为R5。根据分析料筛的运动规律如下图。并作出料筛的凸轮的简图。全套图纸加153893706上冲头说明：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由于行程要求为100.则取摇杆R的长度为200.同时与摇杆相连的连杆L也为200.又由于要保压。则要使得摇杆与竖直方向要成一定的夹角。设计夹角为2度。再设计曲柄和曲柄连杆。定曲柄中心。令曲柄中心在上冲头在下极限位置时。曲柄与曲柄连杆恰处于水平线上。计算可得，曲柄R*长度为63，曲柄摇杆L*长度为162.6.计算已在作图过程给出。且上冲头运动规律如下图。下冲头说明：由于下冲头的行程为24.则选择基圆半径为30.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，到待料位置。根据运动图作出下冲头的凸轮，并拟定滚子半径为5。+系统图说明：由于各个机构之间必须满足在时间和空间的配合，否则系统不能正常工作。装配时要根据总的运动如下。且各个机构都以上冲头在上极限位置开始计时t=0。由于生产率为10/min。则系统周期T=6s。也就是各个构件的周期都为T。系统运动过程表：上冲头、下冲头与送料筛的动作关系见下表。 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压片成形机系统工艺动作图各个机构运动行程周期：上冲头H=100. T上=6s 下冲头h=24. T下=6s 料筛L=60. T料=6s 传动方案的确定1 原动机的选择设计要求原动机为电动机,转速为1450r/min.2 传动方案确定传动方案可以有以下三种： 方案（一）方案（二）方案（三） 方案评价（从工作性能的运动平稳，噪音，造价，加工，维护等等各方面分别进行分析评价）选出优选方案。评价项目方案序号方案（一）方案（二）方案（三）运动精度与可靠性不高。运动不太平稳高。运动平稳高。运动平稳加工工艺性很好较差很差传动抗冲击能力强弱弱经济性能很好一般不好产生噪音一般一般一般综上性能指标，选择方案（一）。并结合原动件位置作出总图如下：3 计算总传动比 传动要求：由于选择的电机转速为n0=1450r/min。而各个运动执行机构要求的转速都为n=10r/min。则系统的总传动比都为i= n0/n=145。以上三种方案都选择了同样的电机，第一步都采用了带轮传动，这样也便于用齿轮传动时能得到整数比。取与电机相连的带轮直径D1=50mm。要使得输出的带轮转速降为n1=480r/min。则输出的带轮的直径D2= D1Cn0/ n1=151mm。此时已将转速降为480r/min。要将转速降为n=10r/min。只需i=48即可。下面以以上三总方案给出计算。方案（一）带轮的输出转速都为480r/min。若用涡轮蜗杆传动，只需传动比I=48即可。先选择蜗杆的齿数为Z1=2模数为m=3.15mm选择蜗杆的直径为D1=28mm。这涡轮的齿数为Z2=96即可满足要求。则涡轮的直径D2=mZ=302mm。此时的涡轮输出转速已恰好为n=10r/min。其他带轮装置只需等转速传动即可。方案（二）带轮的输出转速都为480r/min。若用涡轮蜗杆传动，只需传动比I=48即可。先选择蜗杆的齿数为Z1=2模数为m=3.15mm选择蜗杆的直径为D1=28mm。这涡轮的齿数为Z2=96即可满足要求。则涡轮的直径D2=mZ=302mm。此时的涡轮输出转速已恰好为n=10r/min。连接到其他执行机构用等径齿轮传动，那么传递的过程中也会等转速传动。与方案一的差异在于一个是用带轮远距离传动，另一个用许多同样的齿轮实现远距离传动。但方案一经济性较好，但传动不太平稳。方案（三）带轮的输出转速也为480r/min。但与前两个方案的不同之处为该方案是利用周转轮系的差动连接来达到降速的目的。其中周转轮系的简图如下图所示。现根据下图作出计算。输入件H的转速为n=480r/min.要使得连架杆定齿轮的转速为10 r/min。则需要满足下列等式：iH1=1/(1-(-1) (-1)Z4Z2/Z3Z1)=48。现取Z2=Z4=Z1=48，Z3=47。经验算满足要求。题目3 压片成形机3.1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）定量送入压形位置，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。设计数据见表5。表5 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（d）mm，mm冲头压力kgmkgmkgA1450101006015,000 0.10125B97015603510,0000.08104C97020402010,0000.0593图2 压片成形机工艺动作如图2所示，压片成形机的工艺动作是：1. 1. 干粉料均匀筛入圆筒形型腔（图2a）。2. 2. 下冲头下沉3mm，预防上冲头进入型腔时粉料扑出（图2b）。3. 3. 上、下冲头同时加压（图2c），并保持一段时间。4. 4. 上冲头退出，下冲头随后顶出压好的片坯（图2d）。5. 5. 料筛推出片坯（图2e）。上冲头、下冲头、送料筛的设计要求是：1. 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3a）。2. 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，到待料位置（图3b）。3. 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（图3c）。图3 设计要求上冲头、下冲头与送料筛的动作关系见表6。表6 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3.2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，可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”。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，计算飞轮转动惯量。6.编写设计计算说明书。7.学生可进一步完成：机器的计算机演示验证、凸轮的数控加工等。3.3设计提示1.各执行机构应包括：实现上冲头运动的主加压机构、实现下冲头运动的辅助加压机构、实现料筛运动的上下料机构。各执行机构必须能满足工艺上的运动要求，可以有多种不同型式的机构供选用。如连杆机构、凸轮机构等。2.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，为了保证，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r式中摇杆滑块机构中连杆与摇杆长度之比，一般取12。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（2位置和另一极限位置），设定与之对应的曲柄三个位置，其中对应于摇杆的两个位置，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，则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，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愈远，机构行程速比系数愈小，冲头在下极限位置附近的位移变化愈小，但机构尺寸愈大。3.辅助加压机构可采用凸轮机构，推杆运动线图可根据运动循环图确定，要正确确定凸轮基圆半径。为了便于传动，可将筛料机构置于主体机构曲柄同侧。整个机构系统采用一个电动机集中驱动。要注意主体机构曲柄和凸轮机构起始位置间的相位关系，否则机器将不能正常工作。4.可通过对主体机构进行的运动分析以及冲头相对于曲柄转角的运动线图，检查保压时