压片成形机设计.doc

机械原理课程设计压片机机设计XXX学院课程设计成果说明书题 目： 压片成形机设计 学生姓名： xxx 学 号： 081309112 学 院： xxxx学院 班 级： C08机械（1） 指导教师： 同组者： 2010年6月 24 日目录任务设计书.5第1章 总论及设计要求.6 1.1功能要求以及工作原理.6 1.2工艺动作流程图.7第2章 传动方案.82.1拟订传动方案.82.2电动机型号选择.8第3章 主要执行结构方案设计.113.1冲压运动.113.2送料机构.133.3 传动装置.143.4形态学矩阵.15第4章 机械运动系统设计方案拟订.17第5章 方案的评价.195.1评价方案表.19第6章系统设计数据处理.226.1方案A的数据处理.226.2传动装置的数据处理.236.3成品的尺寸设计及数据处理.24结束语.26参考文献.26摘要：本机是属于单压式自动压片机，能将各种粉状物料压制成圆形片、方形等各种异型片。当改变模具后可以将粉沫状物料压制成片状,方块，长方体，环状，以及三角形状体，锥体等特殊形状。该机可以将需要的片状成形物进行机械化生产，既节省人力物力，产品质量又成倍提高，是各种制片厂家减少成本，提高效益的首选设备。我所设计的压片成形机实现了送料、筛料、冲压。推出片坯、送成品于一体的全自动功能。其主要设计思路来自于对手工压片动作分解,然后按照相应功能的机构部件进行设计,对比,选定,以及优化组合.综合利用槽轮机构的间歇运动,凸轮连杆的往复运动,不完全齿轮的间歇运动,摩擦轮机构以及减速器的定植调速比的设定,定位传送和摩擦压力的设计都需要人工数据处理.利用Auto Cad软件强大绘图功能,和Word的编辑功能,把设计方案图文并茂,栩栩如生.关键字：压片成形，凸轮，间歇运动。设计任务书设计目的设计自动压片形成机，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，经压制成型后脱离该位置。机器的整个工作过程均自动完成。该机器可以压制陶瓷圆形片胚，药片等。电动机转速/(r/min)生产率/(片/min)成品尺寸/(mm.mm)冲头压力/N机器运转不均匀系数/m冲/kgm杆/kg14501080*51500000.10125设计要求（1）压片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）画出机器运动简图，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压力角曲率半径，计算凸轮轮廓线。（4）设计计算齿轮机构。（5）对连杆机构进行运动设计，并进行两岸机构的运动分析，绘出运动线图。如果是连杆机构作为下压机构，还需进行动态静力分析，计算飞轮转动惯量。（6）编写设计计算说明书。（7）学生可以进一步完成机器的设计演示验证，凸轮的数控加工。第1章 总论及设计要求1.1功能要求（1）总功能要求： 压片成形机由送料机构，冲压机构，筛料机构以及电动机组成。冲压机构由上冲头和下冲头组成，他们的各自要求是：上冲头完成往复直移运动，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。因上冲头上升后要保留有料筛进入的空间，故冲头行程为90100mm。因冲头压力较大，因而加压机构有增力功能。下冲头先下沉3mm，然后上升8mm，加压后停歇保压，继而上升16mm，将形成的片胚顶到与台面平齐后停歇，待料筛将片胚推离冲头后，再下移21mm，到待料位置。料筛在模具型腔上方往复震动筛料，然后向左退回。待批料成型并被推出型腔后，料筛在台面上右移动约4550mm，推卸片胚。（2）工作原理：压片机系统的工作原理及工艺动作分解如图1-1所示。移动粉筛3至模具1的型腔上方等待装料，并将上一循环已成型的工件2推出(卸料)；然后粉筛振动，将粉料筛入型腔；下冲头5下沉一定深度，以防止上冲头4向下压制时将粉料扑出；然后上冲头向下，下冲头向上加压，并在一定时间内保持一定的压力；而后上冲头快速退出，下冲头随着将成型工件推出型腔。 图1-11.2工艺流程图推片系统利用料筛将干粉料均匀筛入圆形型腔。开始压片，上、下冲头同时加压，并保持一段时间，使它成形。 上冲头上升，下冲头随后顶出压好的片胚。在料筛送料时将压好成形的片胚推出。 送料系统下冲头下沉3mm,，预防上冲头进入型腔时粉料扑出。压片成形机压片成形第2章传动方案2.1拟定传动方案机器一般由原动机、传动装置和工作机三部分组成如图2-1。 图2-12.2电动机的选择选择电机类型：电动机是机器中运动和动力的来源，其种类很多，有电动机、内机、蒸汽机、水轮机、气轮机、液动机等。电动机结构简单、工作可靠、控制方便、维护容易，一般机械上大多数是均采用电动机驱动。电动机已经是系列化了，通常由专门的工厂按标准系列成批或大量生产。机械设计中应根据工作的载荷、工作的要求、工作的环境、安装的要求及尺寸、重量有无特殊限制等条件，从产品目录中选择电动机的类型和结构形式、容量和转速，确定具体的型号。择电动机的类型和结构型式。生产的单位一般用三相交流电源，如无特殊的要求（如在较大范围内平稳地调速，经常启动和反转等），通常都采用三相交流异步电动机。我国已制定了一标准的系列是一般用途的全封闭的自扇冷鼠笼型三相异步电动机，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀气体和无特殊要求的机械，如金属切削机床、风机、输送机、搅拌机、农业机械食品机械等。由于系列还具有启动性好的优点，因此也适合某些对启动转矩要求较高的机械。三相交流异步电动机根据其额定功率和满载转速的不同，具有系列型号。为适应不同的安装需要，同一类的电动机结构又制成若干种安装形式。各类型的电动机的参数和外型及安装尺寸可查手册。选定电动机的容量：电动机的容量选得合适与否，对电动机的工作和经济性都有影响。当容量小于工作要求时，电动机不能保证工作装置的正常的工作，或使用电动机因长期的过载而过早损坏；容量过大则电动机的价格高，能量不能充分利用，且常常不在满载下运行，其效率和功率的因数都较低，造成浪费。电机的容量的主要由电动机的运行时的发热情况决定，而发热又与其工作情况决定。 工作机所需工作功率，应由机器工作阻力和运动参数计算得来的，可按下式计算： 其中：T工作机的阻力矩，； n工作机的转速，；传动装置的总效率组成传动装置的各部分运动副效率之积，即 其中： 分别为轴承、齿轮、斜齿轮的传动效率 按推荐的传动比合理范围，取一级传动i1=20-50，二级圆柱直齿轮的传动比i2=4-6, 三级圆柱直齿轮的传动比i3=2-4,总的传动范围为40-200. 根据附。2选择Y系列三相异步电动机经过综合考虑决定选用Y132S8型号电动机考虑减小噪声、振动等方面的要求时，最好选用带传动。当原动机驱动主动轮时，由于带与带轮间的摩擦（或啮合），便拖动从动轮一起转动，并传递一定动力。带传动具有结构简单、传动平稳、选价低廉以及缓冲吸振等特点，在近代机械中被广泛应用。 带传动链传动但是齿轮传动的制造及安装精度要求高，价格较贵，且不宜用于传动距离过大的场合。 蜗杆传动的传动比大，承载能力较齿轮低，常布置在传动系统的高速级，以获得较小的结构尺寸；同时，摩擦力大，发热大。同时蜗杆传动在啮合处有相对滑动。当滑动速度很大，工作条件不够良好时，会产生较严重的摩擦与磨损，从而引起过分发热，使润滑情况恶化，因而摩擦损失较大，效率低； 根据以上的分析比较，再结合要求的工作条件可以得到，在此采带传动。 据以上分析，我选择的电动机是型号YTDP210.18-4，转速为1450r/min,功率为7.5kw，功率因数为0.84，效率为88%。第3章主要执行机构方案设计3.1冲压运动方案A上冲头:1涡轮蜗杆 2冲头A方案如图所示主要是涡轮蜗杆机构，通过一根连杆连接冲头，通过涡轮的转动，可以使上冲头做下压停歇的运动，此方案简单，而且产生的压力也大。方案B上冲头：方案A方案B相差不多，但是A比B简单，所以选A。方案A下冲头：1 凸轮 2涡轮蜗杆 3冲头方案A用涡轮蜗杆带动凸轮转动，可以使冲头上下做间歇运动，产生较大压力。方案B下冲头：1 曲柄滑块 2冲头此机构较简单但是滑块与槽一直摩擦，且要产生较大压力，易磨损。 由于下冲头的行程比上冲头小，运动规律复杂，所需的增力小，从简便等各个方面的因素考虑，采用方案A下冲头比较合理。3.2送料机构方案A：方案A采用4杆机构，可以完成送料，脱离，但是缺乏筛料，不是很理想。方案B：1 涡轮蜗杆 2凸轮方案B可以实现送料，脱离，筛料，可以很好的完成各种动作，而且结构简单。综上所述送料机构选B方案。3.3传动装置1蜗杆传动2直齿轮啮合传动 3.4形态学矩阵功能元功能元解12345动力源电动机A1液压机A2汽油机A3汽动马达A4柴油机A5上冲头六杆机构机构和曲柄滑块机构凸轮机构组合B1凸轮推动从动件机构B2曲柄滑块机构B3四杆机构B4下冲头曲柄滑块机构C1凸轮机构C2四杆机构C3料筛双凸轮机构D1双曲柄机构2D2凸轮机构和大筛机构D3凸轮轮廓连续凸凹廓线D4系统解的可能方案数： F=5*4*3*4=240种其中列出较为理想的两种： A1+B3+C2+D4 A1+B2+C2+D2第4章机械运动系统设计方案拟订在第三章中，我已经分析了a,b两个方案的各构件的功能特点。根据形态学矩阵的分析和原理。现在对它们进行最佳组合。如图4-1：方案A： 图4-11 电动机2 送料机构3 下冲头4 工作台5 传动机构6 上冲头7 齿轮方案B： 图4-21凸轮机构 2轴承3下冲头 4上冲头5料筛 6工作台 7圆柱凸轮机构8电动机第5章 方案的评价5.1评价方案表方案评价表1序号评价项目评价等级评价尺度（评价分数）1功能目标完成情况很好好较好不太好不好1085302工作原理的先进性先进较先进一般落后107403系统的工作效率高较高一般低109404系统机械传动的精度高较高一般低108305系统的复杂程度简单较复杂复杂10606系统方案的可靠性可靠较可靠一般不可靠109407系统方案的新颖性新颖较新颖一般不新颖108308系统方案的实用性实用一般不实用10309系统方案的经济成本低较低高较高1082010系统方案的环保问题好较好不好1060项目方案累计得分A8878998981084B5468598671067方案评价表2“”：“很好”，“”：“好”，“”：“不好”。方案评价标准方案a方案b成本低+便于加工+结构简单+便于方便 +操作方便+总计8“+”6个“+”综上所述A方案比B好。第6章系统设计数据处理6.1方案A的数据处理 1-电动机2-送料机构3-下冲头4-工作台5-传动机构6-上冲头7-齿轮设计数据如下：转动比公式：i12=n1/n2 被压工件的外形是直径80mm, 厚度5mm的圆形片坯。 （2）生产率为每分钟10片。（3）机器运转不均匀系数为0.10。（4）驱动电机的功率为7.5KW，1450r/min.机械循环图的确定：A：确定机械循环时间：T=1/Q式中Q表示生产率Q=10个/分，则：T=1/Q=60/10 =6SB：确定各个执行构件的简化运动线路图 6.2传动装置的数据处理转动比公式：i12=n1/n2 i12=w1/w2=1450*6/60=145即从电动机里传出的转速要减小145倍，传到机构上，才可以实现所需的运动。6.3成品的尺寸设计及数据处理名称模数齿数半径转速r/min1420821024291003430124100443012410054208210643012410074301241008429100942910010428114100114208114012428114100134208210结束语这是我们步入大学之后的第一次做课程设计，虽然有些茫然和不知所措，但在老师的指导和同学的互相帮助下还是按时完成了设计。这次课程设计让我体会很深，也学到了很多新东西。在这次课程设计中，充分利用了所学的机械原理知识，根据使用要求和功能分析，选用组合成机械系统运动方案，从而设计出结构简单，制造方便，性能优良，工作可靠的机械系统。这次课设计，不仅让我们把自己所学的知识运用到实际生活中去，设计一些对社会有用的机构，也让我们深刻体会到团体合作的重要性，因为在以后的学习和工作中，但靠我们自己个人的力量是远远不够的，必须积聚大家的智慧，才能创造出令人满意的产品来。创新也是一个国家、一个社会、一个企业必不可少的，设计中的创新需要高度和丰富的创造性思维，没有创造性的构思，就没有产品的创新，产品也就不具有市场竞争性。在设计过程中，虽然我们的