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湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目： 干粉压片机的设计 学号： 2008963340 姓名： 邹卓明 专业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 赵又红 系主任： 周友行 一、主要内容及基本要求 （1）将干粉压制成直径为 30mm、厚度为 5mm 的圆形片坯。 （2）每分钟生产 25 片；冲头压力 150kN；机器运转的不均匀系数小于 10%；上冲头总位移 90100mm。（3）回程的平均速度为工作行程速度的 1.2 倍(行程速比系数 K=1.2)。 （4）要求保压一定时间，保压时间约占整个循环时间的 1/10。 （5）分析干粉压片机工作原理和技术要求及构思方案（含方案比较）。 （6）完成干粉压片机传动系统的设计、机构设计和结构设计。主要零部件的受力分析和强度计算。绘制所设计方案的机构运动简图；绘制干粉压片机的装配图及主要的零件图。要求图纸工作量 2.5 张 A0 图纸以上（AutoCAD 绘图）。 （7）设计说明书一份，电子文档一份。 （8）英文文献翻译（含原文）。要求：原文 5000 个单词以上，中文翻译要求通顺。 二、重点研究的问题（1）干粉压片机总体方案设计（含加压机构、送料机构等）。 （2）干粉压片机传动系统的设计。 （3）主执行机构设计（机构选型）及其结构设计。 三、进度安排 各阶段完成的内容 起止时间1 收集资料、查询相关文献 2012 年 1 月 8 日2 月 20 日2 掌握干粉压片机工作原理和技术要求，进行方案构思与设计 2012 年 2 月 21 日 3 月 8 日3完成传动系统及机构设计和主要零件设计计算2012 年 3 月 9 日 3 月 31 日4 绘制装配图和零件图草图 2012 年 4 月 1 日5 月 2 日5 完成装配图和零件图的设计 2012 年 5 月 3 日5 月 15 日6 撰写毕业设计说明书及英文文献翻译 2012 年 5 月 16 日 5 月 26 日7 交毕业设计说明书，准备答辩 2012 年 5 月 27 日 5 月 28日四、应收集的资料及主要参考文献主要的收集资料有：机械设计手册、干粉压片机相关文献 1朱保利，吴晖等编.机械原理课程设计指导书.南昌航空工业学院出版，2004 . 2孟宪源，姜琪主编.机构构型与应用.机械工业出版社，2004 . 3侯珍秀主编.机械系统设计.哈尔滨工业大学出版社，2000 . 4黄继昌、徐巧鱼等编.实用机械机构图册.人民邮电出版社，1996. 5 张维凯，王曙光. AutoCAD2007 中文版标准教程北京:清华大学出版社，2007. 6 濮良贵，纪名刚.机械设计（第八版）.北京：高等教育出版社，2007. 7 孙恒,陈作模 .机械原理(第七版) 。北京：高等教育出版社，2006. 8 成大先主 编.机械设计手册.北京：化学工业出版社，2004. 0目录摘要 1第一章 引言 21.1 选课依据及课题的意义 21.2 国内外基本研究情况 21.3 设计特色 31.3.1 研究内容 31.3.2 预期达到的目标 31.3.3 完成课题的方案和主要措施 31.3.4 主要特色 4第二章 课程设计题目 52.1 原始数据 52.2 设计要求 5第三章 设计题目分析 63.1 工艺动作分解 63.2 运动分析 73.3 功能分解 8第四章 方案确定 104.1 各功能单元的解 104.2 列出部分可选方案并筛选 104.3 方案评价 114.4 作概念图 13第五章 减速系统的设计 145.1 电动机的选择 145.1.1 电动机类型 145.1.2 执行机构所需功率 145.1.3 电动机功率 145.1.4 主要特色 155.2 传动比的确定，各轴功率以及带传动设计 165.2.1 传动比的确定 165.2.2 计算各轴的转速个功率 165.2.3 设计 V 型带轮的结构和尺寸和校对 165.3 齿轮设计和校对 18附：减速箱三视图 24第六章 上冲头机构设计 256.1 齿轮箱的结构和尺寸确定 256.1.1 齿轮箱的作用和工作原理 256.1.2 两齿轮的尺寸确定 256.2 六杆机构的设计 256.2.1 设定摇杆长度 256.2.2 确定摇杆摆角 266.2.3 通过图解法求出六杆机构中的曲柄和连杆长度 266.2.4 检验曲柄存在的条件 27附：齿轮箱三视图 281六杆机构三视图 29第七章 上冲头机构设计 307.1 凸轮部分设计 307.1.1 凸轮基圆的确定 307.1.2 滚子圆形运动轮廓的确定 307.1.3 滚子半径的确定 317.1.4 凸轮实际轮廓确定 317.2 曲柄滑块机构机构设计 31附：送料机构三视图 33第八章 下冲头机构设计 348.1 下冲头凸轮设计 34附：下冲头机构三视图 35第九章 机构生产调节说明 36小结 37参考文献 39致谢 402摘要本文对国内外干粉压片机的研究水平进行了综合评述，并且做出对比；提出了一套干粉压片机的设计方案；将模块化设计理念引入方案中，提出了干粉压片机向易拆卸易组装的发展方向，并具体对每个模块进行了设计。关键词：干粉压片机；模块化；易拆卸易组装。AbstractConduct a comprehensive review of domestic and foreign dry powder tablet machine level, and make a comparison; the design of a dry powder to the tablet press; will introduce the concept of modular design, powder tablet press to easy direction of development, demolition and easy assembly and specific for each module design.Key words: dry tabletting machine; modular; easy disassembly and easy assembly.1扬州职业大学机械工程学院毕业设计说明书题 目： 干粉压片机的设计 学 院： 机械工程学院 专 业：机械设计制造及其自动化学 号： 110101213 姓 名： 纪鸣皋 指导教师： 王雪 完成日期： 2014 年 4月 15日 2扬州职业大学机械工程学院毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目： 干粉压片机的设计 学号： 110101213 姓名： 纪鸣皋 专业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 王雪 系主任： 一、主要内容及基本要求 （1）将干粉压制成直径为 30mm、厚度为 5mm的圆形片坯。 （2）每分钟生产 25片；冲头压力 150kN；机器运转的不均匀系数小于 10%；上冲头总位移 90100mm。（3）回程的平均速度为工作行程速度的 1.2倍(行程速比系数 K=1.2)。 （4）要求保压一定时间，保压时间约占整个循环时间的 1/10。 （5）分析干粉压片机工作原理和技术要求及构思方案（含方案比较） 。 （6）完成干粉压片机传动系统的设计、机构设计和结构设计。主要零部件的受力分析和强度计算。绘制所设计方案的机构运动简图；绘制干粉压片机的装配图及主要的零件图。要求图纸工作量 2.5张 A0图纸以上（AutoCAD 绘图） 。 （7）设计说明书一份，电子文档一份。 （8）英文文献翻译（含原文） 。要求：原文 5000个单词以上，中文翻译要求通顺。 二、重点研究的问题（1）干粉压片机总体方案设计（含加压机构、送料机构等） 。 （2）干粉压片机传动系统的设计。 （3）主执行机构设计（机构选型）及其结构设计。 3三、进度安排各阶段完成的内容 起止时间1 收集资料、查询相关文献 2012年 1月 8日2 月 20日2 掌握干粉压片机工作原理和技术要求，进行方案构思与设计 2012年 2月 21日 3 月 8日3完成传动系统及机构设计和主要零件设计计算2012年 3月 9日 3 月 31日4 绘制装配图和零件图草图 2012年 4月 1日5 月 2日5 完成装配图和零件图的设计 2012年 5月 3日5 月 15日6 撰写毕业设计说明书及英文文献翻译 2012年 5月 16日 5 月 26日7 交毕业设计说明书，准备答辩 2012年 5月 27 日 5月 28日四、应收集的资料及主要参考文献主要的收集资料有：机械设计手册、干粉压片机相关文献 1朱保利，吴晖等编.机械原理课程设计指导书.南昌航空工业学院出版，2004 . 2孟宪源，姜琪主编.机构构型与应用.机械工业出版社，2004 . 3侯珍秀主编.机械系统设计.哈尔滨工业大学出版社，2000 . 4黄继昌、徐巧鱼等编.实用机械机构图册.人民邮电出版社，1996. 5 张维凯，王曙光. AutoCAD2007 中文版标准教程北京:清华大学出版社，2007. 6 濮良贵，纪名刚.机械设计（第八版）.北京：高等教育出版社，2007. 7 孙恒,陈作模.机械原理(第七版)。北京：高等教育出版社，2006. 8 成大先主编.机械设计手册.北京：化学工业出版社，2004. 4湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）评阅表学号 2008963340 姓名 邹卓明 专业 机械制造设计及其自动化 毕业论文（设计）题目： 干粉压片机的设计 评价项目评 价 内 容选题1.是否符合培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的；2.难度、份量是否适当；3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。能力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力；2.是否有综合运用知识的能力；3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力；4.是否具备一定的外文与计算机应用能力；5.工科是否有经济分析能力。论文（设计）质量1.立论是否正确，论述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范；2.文字是否通顺，有无观点提炼，综合概括能力如何；3.有无理论价值或实际应用价值，有无创新之处。综合评价 评阅人： 2009 年 5 月 日5湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）鉴定意见学号： 2008963340 姓名： 邹卓明 专业： 机械制造设计及其自动化 毕业论文（设计说明书） 页 图 表 张论文（设计）题目： 干粉压片机的设计 内容提要：第一部分：概述，包括课题的来源，课题研究的目的及意义，国内外的发展现状，干粉压片机综述。第二部分：机械方案设计，包括减速模块、上、下冲头模块、送料模块。第三部分：总体结构设计，包括四大模块设计连接部分的设计以及机械的的整体布局。第四部分：计算与校核，包括齿轮、轴、键、紧固件的受力分析，电动机及减速器的选择，轴的设计与计算，轴承的选择与校核。6指导教师评语指导教师： 年 月 日答辩简要情况及评语答辩小组组长： 年 月 日答辩委员会意见答辩委员会主任： 年 月 日7目录摘要 .1第一章 引言 .21.1选课依据及课题的意义 .21.2国内外基本研究情况 .21.3设计特色 .31.3.1研究内容 .31.3.2预期达到的目标 .31.3.3完成课题的方案和主要措施 .31.3.4主要特色 .4第二章 课程设计题目 .52.1 原始数据 .52.2 设计要求 .5第三章 设计题目分析 .63.1工艺动作分解 .63.2 运动分析 .73.3 功能分解 .8第四章 方案确定 .104.1各功能单元的解 .104.2 列出部分可选方案并筛选 .104.3 方案评价 .114.4 作概念图 .13第五章 减速系统的设计 .145.1电动机的选择 .145.1.1电动机类型 .145.1.2执行机构所需功率 .145.1.3电动机功率 .145.1.4主要特色 .155.2传动比的确定，各轴功率以及带传动设计 .165.2.1传动比的确定 .165.2.2计算各轴的转速个功率 .165.2.3设计 V型带轮的结构和尺寸和校对 .165.3齿轮设计和校对 .18附：减速箱三视图 .24第六章 上冲头机构设计 .256.1 齿轮箱的结构和尺寸确定 .256.1.1齿轮箱的作用和工作原理 .256.1.2两齿轮的尺寸确定 .256.2 六杆机构的设计 .2586.2.1设定摇杆长度 .256.2.2确定摇杆摆角 .266.2.3通过图解法求出六杆机构中的曲柄和连杆长度 .266.2.4检验曲柄存在的条件 .27附：齿轮箱三视图 .28六杆机构三视图 .29第七章 上冲头机构设计 .307.1 凸轮部分设计 .307.1.1凸轮基圆的确定 .307.1.2滚子圆形运动轮廓的确定 .307.1.3滚子半径的确定 .317.1.4凸轮实际轮廓确定 .317.2 曲柄滑块机构机构设计 .31附：送料机构三视图 .33第八章 下冲头机构设计 .348.1 下冲头凸轮设计 .34附：下冲头机构三视图 .35第九章 机构生产调节说明 .36小结 .37参考文献 .39致谢 .409 1 摘要本文对国内外干粉压片机的研究水平进行了综合评述，并且做出对比；提出了一套干粉压片机的设计方案；将模块化设计理念引入方案中，提出了干粉压片机向易拆卸易组装的发展方向，并具体对每个模块进行了设计。关键词：干粉压片机；模块化；易拆卸易组装。AbstractConduct a comprehensive review of domestic and foreign dry powder tablet machine level, and make a comparison; the design of a dry powder to the tablet press; will introduce the concept of modular design, powder tablet press to easy direction of development, demolition and easy assembly and specific for each module design.Key words: dry tabletting machine; modular; easy disassembly and easy assembly. 2 一、引言1.1 选 课 的 依 据 及 课 题 的 意 义 ：根 据 大 学 四 年 本 科 教 育 要 求 ， 此 次 设 计 为 大 学 教 育 的 必 修 课 程 之 一 。 其 目 的 ：一 方 面 ， 学 校 完 成 对 本 科 四 年 制 学 生 所 学 知 识 的 一 次 检 测 与 评 估 ， 同 时 也 是 对 学 校教 育 制 度 和 教 育 内 容 的 一 次 审 视 与 强 化 ； 其 次 ， 这 次 设 计 也 是 对 大 学 生 自 身 的 一 次大 学 总 结 和 锻 炼 ， 为 今 后 走 向 工 作 岗 位 ， 走 向 社 会 做 的 一 次 铺 垫 ； 再 次 ， 如 今 社 会各 企 业 单 位 和 服 务 类 单 位 对 应 届 大 学 毕 业 生 的 动 手 、 独 立 思 考 和 团 队 协 作 等 能 力 非常 重 视 ， 所 以 此 次 设 计 对 大 学 生 的 毕 业 与 就 业 ， 积 极 成 功 的 融 入 社 会 显 得 尤 为 重 要 。干 粉 压 片 机 具 有 装 配 精 度 高 ， 材 质 优 良 耐 磨 损 ， 稳 定 可 靠 等 优 点 ， 从制药厂到电子元件厂，陶瓷厂，化工原料厂等都有应用，还可以改装进行异形冲模压片，具有 广 阔 的 市 场 前 景 。 特 别 是 随着科学技术和工业生产的飞跃发展，国民经济各个部门迫切需要各种各样性能好、能耗低、质优价廉、的机械产品。尤其是很多中小企业例如蚊 香 厂 、 鱼 药 饲 料 厂 、 消 毒 剂 厂 、 催 化 剂 厂 等 不 可 能 得 不 偿 失 地 采 购 大 型 设 备 ，因 此 小 型 干 粉 压 片 机 更 受 这 些 中 小 企 业 的 青 睐 。 干 粉 压 片 机 与 现 实 生 活 息 息 相 关 设计 干 粉 压 片 机 一 方 面 能 培 养 机 械 设 计 素 养 ， 更 是 加 强 对 我 们 务 实 精 神 的 教 育 。为了培养学生的开发和创新机械产品设计能力，高等学校工科本科机械原理课程教学基本要求中对机械原理课程设计提出的要求是：“结合一个简单的机械系统，综合运用所学理论和方法，使学生受到拟定机械运动方案的初步训练，并能对方案中的某些机构进行分析和设计。”通过综合运用机械原理及相关课程所学内容，进行对压片机机构方案创新设计，是学生第一次用已学过的知识较全面地对一项工程实际的应用问题，从任务分析、调查研究、方案比较、方案确定、绘制出机构运动简图、进行机械运动和动力学分析与设计的基本训练，可以巩固加深对机械原理课程内容的理解，初步掌握机械系统方案设计的方法并对机械设计的全过程有个初步了解，培养学生分析问题和解决问题的能力，并对学生的创新意识和创新方法进行了初步的调练，培养学生自学、查阅资料和独立工作的能力，同时培养学生学运用团队精神集体解决技术难点的能力，培养学生运用计算机技术解决实际工程问题的能力。 3 1.2国内外基本研究情况：压片机在欧美出现较早，经过近一个世纪的发展，欧美已经形成了完善、先进的技术体系，其产品自动化程度高，符合 FDA及 21 CFR PART 11的要求。并且在根据市场反馈，逐渐确立了高速高产化、工艺环节密闭化、人流物流隔离化、在位清洗、4 21 CFR Part 11技术应用、模块化、自动化、规模化及检测诊断技术远程化先进化等新的发展方向，产品高新技术含量不断提升，机械、气、液、光、磁等一体的自动化技术、数控技术、传感器技术、新材料技术等在压片机上得到广泛的应用。我国的压片机设计、生产制造水平近几年得到长足的发展，但与国际先进水平还存在很大差距。国内现状是：压片机规格众多，数量大，操作简单，清洗方便，更换快捷，然而产品重复开发严重，技术含量较低，技术创新后劲不足，人才危机蔓延。国产压片机发展任重道远。1.3设计特色1.3.1研究内容：分析干粉压片机的工作原理和技术，构思总体方案（包括压制机构和送料机构）以及方案的比较，传送系统的设计，主执行机构设计以及结构设计。1.3.2预期达到的目标：兼顾用料经济型和结构强度，达到其功能要求，结构美观实用。1.3.3完成课题的方案和主要措施：第一阶段：查阅相关资料，培养感性认识；第二阶段：具体了解分析各个机构的设计、工作原理，加以创新，绘制草图，提出初步设计理念；第三阶段：与老师同学交流讨论，解决难题，比较方案，重复修改；第四阶段：整理结果，编写正式的设计说明书，绘制工程图。 4 1.3.4主要特色：结构简单，造价便宜，操作方便，便于改装。 5 二、毕业设计题目毕业设计题目：干粉压片机的设计设计干粉压片机，将具有一定湿度的粉状物料定量送入压片成形位置，经过压制后脱离该位置。机械的整个工作过程均自动完成。该干粉压片机可压制陶瓷药剂的圆形片坯。2.1原始数据如下：（1）片坯尺寸：=30mm、=5mm；（2）生产速率 25片/min、冲头压力=150kN、运转不均匀系数 =10%；（3）行程速比系数 K=1.2，保压时间占整个循环周期的 1/10。2.2设计要求：（1）分析干粉压片机工作原理和技术要求及构思方案（含方案比较）；（2）完成干粉压片机传动系统的设计、机构设计和结构设计。主要零部件的受力分析和强度计算。绘制所设计方案的机构运动简图；绘制干粉压片机的装配图及主要的零件图。要求图纸工作量 2.5张 A0图纸以上（AutoCAD 绘图）；（3）设计说明书一份，电子文档一份；（4）英文文献翻译（含原文）。要求：原文 5000个单词以上，中文翻译要求通顺。 6 三、设计题目分析3.1工艺动作的分解：其工艺动作分解流程如图 3.1：图 3.1 工艺动作的分解流程（1）筛料斗在型腔上方小行程往复运动，将粉料筛入的圆筒形型腔； 7 （2）下冲头下沉，粉料上平面随之下降，防止上冲头进入型腔时扑出粉料，同时筛料斗开始向补料位置运动；（3）上冲头下降进入型腔，筛料斗到达补料位置；（4）上下冲头同时加压，各移动，产生冲模压力，最终停止并保压 1/10周期，同时下料阀门打开，下一次生产的粉料开始补充进入筛料斗；（5）上冲头退出型腔，下冲头随后上升将压好的片坯顶出型腔，筛料斗补料完毕开始向压片位置运动；（6）为避免干涉，筛料斗到达压片位置，并将片坯推出压片位置进入滑道后，下冲头再下降高度。3.2运动分析：从 3.1可以看出：上冲头基本运动为：下降-远休-上升-近休；上冲头基本运动为：上升-中停-上升-远休-下降-中停-下降-近休；筛料斗的基本运动为：向右-震动-向左-停歇。从整个机械的角度来看，它是一种时序式组合机构系统，因此要拟定三个机构的运动循环图。以该主动件的转角位横坐标（0360），以机构执行构件的位移为纵坐标画出位移曲线如图 3.2： 8 图 3.2 运动循环简图运动循环图上的位移曲线主要着眼于运动的起始位置，而非其精确的运动规律。筛料斗从压片位置经排出粉料后退回左边补料位置停歇（如图中）。下冲头下沉（如图中）。下冲头下沉完毕，上冲头可下移至型腔入口处（如图中）。等上冲头下平面略低于台面时，下冲头同时开始上升，上下冲头同时对粉料两面加压（如图中）。然后两冲头停歇保压（如图中），保压时间约为 0.24s，即相当于主动件转动 36左右。以后，上冲头快速退回至起始位置，下冲头稍慢地上升至上表面与台面平齐，顶出成品片坯（如图中）。下冲头停歇待卸片坯时，筛料斗已经到达型腔上方并将成品片坯推出至滑道上（如图中）。最后，下冲头下移，同时料筛小行程往复震动将粉料筛入型腔中（如图中），最终进入下一循环。3.3功能分解：该干粉压片机通过一定的机械能将原料（粉状物料）压制成成品，其功能分解如图 3.3：图 3.3设计该干粉压片机，其总共能可分解成以下几个工艺动作：（1）送料：本质为间歇直线往复运动，可通过凸轮完成；（2）筛料：要求筛料斗小行程往复运动；（3）从型腔推出片坯：通过下冲头上升可完成；（4）送出成品：筛料斗从侧面将成品片坯挤推入滑道；（5）上冲头间歇往复直线运动，有急回等特性；（6）下冲头间歇往复直线运动。 9 可作树状功能图 3.4：图 3.4 树状功能图 10 四、方案确定4.1各功能单元的解：针对功能单元再求功能单元的解，求满足执行元动作的机构。这个步骤也称为执行机构的形式设计，或执行机构的行综合。该过程采用“发散性思维”，将满足功能单元的所有“物理效应”的解都作为初步的解一一列出。如果一个功能单元有 m个解决原理，而每一种原理有 n个，经排列组合则该功能单元的解可以有 mn个方案。把各个功能单元的解建立在一个直角坐标上，便形成了一个“形态学矩阵”，通过该矩阵可以组合若干方案，然后再做评优选优。4.2列出部分可选方案并筛选：根据 3.2的分析，已经比较了解干粉压片机各个部分的运动规律，为实现其要求，可对每个机构列出方案：表 4.1 各分部方案选择矩阵功能元分解功能元 1 2 3 4一次减速 a 带传动减速 蜗杆减速 齿轮减速 链传动减速二次减速 b 带传动减速 链传动减速 齿轮减速 蜗杆减速上冲头 c 凸轮机构 曲柄导杆滑块机构 偏置曲柄滑块机构 六杆机构送料机构 d 移动凸轮机构 涡轮蜗杆机构 凸轮曲柄滑块机构 偏置曲柄滑块机构下冲头 e 双导杆间歇运动机构 移动凸轮机构 曲线槽导杆机构 双凸轮联动机构由该表可知，可选择的运动方案一共有 4的四次方种。然而其中肯定有明显不合理的，因此进行组合，剔除不合理的选项，结合实际进行综合评价：要求满足运动要求；要求满足承载要求；要求满足运动精度要求；要求制造工艺简便；要求满足安全生产要求；要求满足动力源，还有生产条件的限制。 11 根据题目要求，有以下对比：对于一次减速功能元：带传动结构简单，传动平稳，缓冲吸震，有过载保护，适合压片机的工作环境。并且由于其价格低廉，安装维修方便且噪声小，因此优先选择；蜗杆传动备选；齿轮传动效率高，结构紧凑，工作可靠且寿命长，传动比稳定，但是安装进度要求高，价格昂贵且不宜用于传动距离过大的场合，故淘汰；链传动不适合压片机的工作环境，故淘汰。对于二次减速功能元：齿轮和蜗杆都满足定速比传动要求，且精度较高，承载能力大。故可选用；带传动链传动、不适宜该环境，故淘汰。对于上冲头功能元：要实现往复直线运动，且要满足急回特性，淘汰曲柄导杆滑块机构；由于滑块需要油脂润滑，污损严重且磨损较大，故淘汰；由于凸轮加工灵活，满足要求，然而上冲头行程较大，凸轮尺寸会相应很大很笨重，故备选；六杆机构结构简单、轻盈，能满足保压要求，并且轻松达到上冲头形成要求，故优先选择。对于送料功能元：由于承载力要求较低，故无需偏置曲柄滑块机构；由于行程较大，故单纯的凸轮机构或涡轮蜗杆机构也过于笨重，；因此选择凸轮加曲柄滑块机构。对于下冲头功能元：下冲头运动较复杂，且负载较大，故淘汰曲线槽导杆机构；双导杆间歇运动机构易磨损且污染大，故淘汰。双凸轮联动机构加工成本高，故备选；单凸轮机构可优先。综上所述，可确定最优方案是 a1+b3+c4+d3+e2、另有若干可选项备用。4.3方案评价机械运动方案的拟定和设计，最终要求通过分析比较以提供最优方案。一个方案的优劣只有通过系统综合评价来确定。下面用机械选型的评价体系，可用视图方法表示为图 4.1： 12 图 4.1评价体系图根据各个评价指标的相互关系，建立评价模型为：H=U1*U2*U3*U4*U5，U1=S1+S2、U2=S3+S4+S5+S6、U3=S7+S8+S9+S10、U4=S11+S12+S13+S14、U5=S15+S16+S17根据各个机构的指标好坏可分为五等，分别对应分数为 1、0.75、0.5、0.25、0。因此可做表 4.2：表 4.2各指标评分表评价性能指标具体指标 带传动 齿轮机构 曲杆滑块 六杆机构 凸轮机构 涡轮蜗杆运动规律 0.75 0.75 0.75 0.25 0 0.75功能 传动精度 1 1 1 0.75 0.75 1应用范围 0.75 1 0.75 0.75 0.75 1可调性 1 0.25 0.5 0.75 0.25 0.25运动精度 0.75 0.75 0.75 1 0.75 1工作性能 承载能力 1 1 1 0.75 0.25 1加速峰值 0 0 0.75 0.75 0.25 0噪音 1 1 0.5 0.75 0.25 0.75耐磨性 0.75 0.75 0.5 0.75 0 0.75可靠程度 可靠性 1 1 1 1 1 1制造难度 0.75 0.25 1 1 0 0.25误差敏感性 0 0 0 1 0 0调整方便性 0.75 1 0.75 1 0.25 1工艺性能耗大小 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5尺寸 0.25 0.75 0.75 0.25 0.75 0.75 13 重量 0.75 0.25 0.75 0.75 0.25 0.25其他结构复杂度 1 0.5 0.5 1 0 0经过计算，最终方案 a1+b3+c4+d3+e2得分最高，确定为最优方案。 14 4.4作概念图 4.2：图 4.2 概念图 15 五、减速系统的设计：5.1电动机的选择：5.1.1电动机类型：按照工作要求和工作条件选用 Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，额定电压 380V。5.1.2执行机构所需功率：工作周期：T=60/n 1=60/25=2.4s单个冲头周期做功 W=F*(y1-h)*2/2=15000*(21-5)/1000*2/2=240J：单个冲头功率：P 实际 =W/T=240/2.4=100W上下冲头功率：考虑到运动副摩擦和料筛运动所需的功率：P 实际 =2*P 平均 =200W5.1.3电动机功率：选择依据： （ 电 动 机 的 工 作 功 率 ）电 动 机 的 额 定 功 率 ded P)(电动机所需工作功率：=4/0.841=4.76kwwd工作机的有效功率，单位（KW）。wP从动机到工作输送带间的总效率。故其中：V 带传动效率 1=0.96；圆柱齿轮传动 8级效率（油润滑） 2=0.97滚子轴承效率（脂润滑正常） 3=0.99；弹性联轴器 4=0.99；锥齿轮的传动效率 5=0.94因此总的传动装置的效率 =1*22*32*4*5=0.841 16 5.1.4选择电动机由于该机械为制药机械，主要针对工厂设计，故采用 380V额定电压，又异步电机较直流电机实用方便，价格低廉，故采用三相电容启动异步电动机作为动力源。电机型号 YB2-160M2-8，其特性参见下表 5.1：表 5.1 电机参数型号 YB2-160M2-8功率 kW 5.5电流（380V）A13.4额定转速 r/min 7501.00 830.75 83.7效率% 负载0.50 82.81.00 0.750.75 0.67功率因数补偿COS负载0.50 0.55堵转转矩倍数 1.9堵转电流倍数 6最大转矩倍数 2.2噪声 dB（A） 68振动等级 mm/s 2.8转动惯量 kg.m 0.61尺寸 mm 200*200*300 17 5.2传动比的确定，各轴功率以及带传动设计5.2.1传动比的确定：由设计要求可知，电动机的给定转速，而生产率的给定值为 25片/min，即执行转速。故总传动比大小可确定根据机械设计中关于 V型带传动比分配原则：由于 V型带传动的传动比不宜太大，一般7，故可分配=2.5，则。故可采用两级减速箱，。5.2.2计算各轴的转速和功率各轴的转速：电机输出轴：n=25r/min减速箱 I轴：n 1=n/i0=960/2.9=331r/min减速箱 II轴：n 2=n1/i1=331/3.4=97.36r/min减速箱 III轴：n 3=n2/i2=97.36/3.9=24.96r/min (25-24.96)/25=0.00160.05各轴功率：由机械设计课程设计指导书表 9.2查得，带传动的效率；直齿轮传动 8级的效率；滚子轴承的效率，又，故：轴 I所需功率：P 1=Pd* 带 =4.76*0.96=4.57kw轴 II所需功率：P 2=P1* 圆锥 =4.57*0.94=4.30kw轴 III所需功率：P 3=P2* 圆柱 =4.30*0.97=4.17kw各轴转矩Td=9550Pd/n=9550*4.76/960=47352N*mmT1=Td*i1* 带 =47352*2.9*0.96=131828N.mmT2=T1*i2* 圆柱 =131828*3.4*0.94=421322N.mm5.2.3设计 V型带轮的结构和尺寸和校对确定计算功率：其中 计算功率，P=K*P 1=5.236kW； 18 工作情况系数；K=1.2所需传递的额定功率，kW； 根据机械设计表 8-7，载荷变动较大，空、轻载启动，选取普通 v型带则选择 V带型，小带轮转速，。由机械设计图 8-11选择 A型 V带。取，因此，由机械设计表 8.8进行圆整选择。确定带轮直径 D1.D2中心距 a和基准长度:由机械设计课本表 8-3.A型 V带 Dmin=100mm D1取 80mm所以 D2=D1*i*（1-e）=80*2.9*（1.0.015）=280mm （e 为滑动率）因为 0.7*（D1+D2）a2*(D1+D2)所以取 a=600mm所以 Ld,=2a+(D1+D2)/2+(D2-D1)2/4a=1781.8mm 取 Ld=1800mm所以 a1=a+（L d-Ld,）/2=610m验证带速度：V=D1n1/（60*1000）=4.019m/s由于 5m/s4.019m/s25m/s，故 V带合适因此符合设计验证条件，故设计方案合理。确定 V型带的根数 Z：计算单根 V型带的额定功率：由且，根据机械设计表 8-4b得。根据 和 Z型带查表 8-4b得 。4,min140rn kwP03.查机械设计表 8-5得 ，查表 8-2得 ，92.0K16LK故有 PL 4.92.)3.()(0r 计算 V型带的根数 Z： 19 故取 4根025STANDARD NREV. 05 PAGINAPAGEDIOFSOSTITUISCEREPLACESAcciai FucinatiSpecifica di SubfornituraSpecification for theSubsupply of Steel ForgingsAccording to law Danieli&C. considers this document to be a company secret and there- fore prohibits any person to reproduce it or make it known in whole or in part to other par- ties or to competitors without specific written authorization of Danielis ManagementA termini di legge la DANIELI & C. S.p.A.considera questo documento come segreto aziendalecon divieto per chiunquedi riprodurlo e/o di renderlo comunque noto, in tutto o in parte, a ter-zi, ovvero a ditte concorrenti, senza specifica autorizzazione scritta della Direzione DANIELI.1 142.8.001Modificato dove indicato05 08/00 Revised where indicated R. Rainis Sandrin L. Moro D.DTN DWU UQERevisione generale04 12/97 General revision Rainis Volpatti PelizzoDTN CRD UQETolto rev. disponibile cap.503 04/97 Take out rev. available chapter 5 Rainis Lodolo Dalla Franc.DTN UGQ UGQRevisione generale02 10/96 General revision Rainis Fossati Dalla Franc.DTN OFF UGQNuova edizione01 02/95 First issue Zorzut Fossati Dalla Franc.DTN OFF QADREV. DATA DESCRIZIONE MODIFICA REDATTO CONTROLLATO APPROVATODATE DESCRIPTION OF MODIFICATION COMPILED CHECKED APPROVED05STANDARD NREV. 05 PAGINAPAGEDIOFSOSTITUISCEREPLACES2 142.8.001Acciai Fucinati Specifica di SubfornituraSpecification for theSubsupply of Steel ForgingsINDICE DEI CONTENUTI1 - SCOPO Pag. 32 - ABBREVIAZIONI Pag. 33 - APPLICABILITA Pag. 34 - DEFINIZIONI Pag. 35 - RIFERIMENTI Pag. 36 - RESPONSABILITA Pag. 47 - NORMA Pag. 47.1 - INDICAZIONI A DISEGNO Pag. 47.2 - CLASSI DEI FUCINATI Pag. 57.3 - FABBRICAZIONE Pag. 57.3.1-Elaborazione dellacciaio Pag. -Integrit interna Pag. 57.3.2-Composizione chimica Pag. 57.3.3-Grossezza grano austenitico Pag. 57.3.4-Temprabilit Jominy Pag. 67.3.5-Inclusioni Pag. 67.3.6-Bandatura Pag. 77.4 - FUCINATURA Pag. 77.4.1-Forno di riscaldo Pag. 77.4.2-Temperatura di riscaldo Pag. 77.4.3-Numero di riscaldi Pag. 77.4.4-Rapporto di fucinatura Pag. 77.5 - PROVETTE - SAGGI Pag. 87.6 - TRATTAMENTI TERMICI Pag. 97.6.1-Forgiati ordinate sgrossati Pag. 97.6.2-Forgiati ordinati finiti Pag. 97.6.3-Trattamenti termici previsti Pag. 97.7 - CONTROLLI Pag. 107.7.1-Caratteristiche del materiale Pag. 107.7.2-Caratteristiche del fucinato sgrossate Pag. -Tolleranze dimensionali Pag. -Aspetto visivo Pag. -Caratteristiche meccaniche fucinati Pag. -Integrit del fucinati Pag. .1-Esame visivo Pag. .2-Controllo magnetoscopico MT Pag. .3-Controllo ultrasuoni UT Pag. 127.7.3-Caratteristiche del fucinato finito Pag. -Dimensioni Pag. -Integrit Pag. .1-Controllo con liquidi penetranti PT Pag. -Caratteristiche meccaniche Pag. -Caratteristiche metallurgiche Pag. -Spessore profondit di indurimento Pag. 137.8 - RINTRACCIABILITA Pag. 147.9 - NON CONFORMITA Pag. 147.10 - REGISTRAZIONI DELLA QUALITA Pag. 14CONTENTS1 - PURPOSE Page 32 - ABBREVIATIONS Page 33 - APPLICATION Page 34 - DEFINITIONS Page 35 - REFERENCES Page 36 - RESPONSIBILITY Page 47 - STANDARD Page 47.1 - INDICATIONS IN DRAWINGS Page 47.2 - STEEL FORGING CLASSES Page 57.3 - MANUFACTURE Page 57.3.1-Steel processed Internal soundness Page 57.3.2-Chemical composition Page 57.3.3-Austenitic grain size Page 57.3.4-Jominy hardenability Page 67.3.5-Inclusions Page 67.3.6-Banding Page 77.4 - FORGING Page 77.4.1-Reheating furnace Page 77.4.2-Reheating temperature Page 77.4.3-Number of reheats Page 77.4.4-Forging ratio Page 77.5 - SPECIMENS - SAMPLES Page 87.6 - HEAT-TREATMENTS Page 97.6.1-Forgings ordered rough-machined Page 97.6.2-Forgings ordered completely finished Page 97.6.3-Expected heat treatment Page 97.7 - TEST AND INSPECTIONS Page 107.7.1-Material characteristics Page 107.7.2-Rough-machined properties of the forgings Dimensional tolerances Visual aspect Mechanical properties of the forgings Casting soundness Page .1-Visual examination Page .2-MT Magnaflux Examination Page .3-UT Ultrasonic Examination Page 127.7.3-Finished forging characteristics Dimensions Soundness Page .1-PT dye penetrant inspection Mechanical characteristics Metallurgical properties Hardening thickness Page 137.8 - TRACEABILITY Page 147.9 - NONCONFORMITY Page 147.10 - QUALITY RECORDS Page 14STANDARD NREV. 05 PAGINAPAGEDIOFSOSTITUISCEREPLACES3 142.8.0011 - SCOPOLa presente Norma stabilisce le condizioni generalitecniche di subfornitura, di collaudo e di certificazio-ne dei fucinati in acciaio al carbonio non legato olegato speciale, sgrossati o finiti, direttamente o in-direttamente approvvigionati da DANIELI.2 - ABBREVIAZIONINON APPLICABILE.3 - APPLICABILITALa presente Norma si applica ai particolari in acciaioda cementazione, da bonifica e da nitrurazione otte-nuti per deformazione plastica a caldo sia sgrossatiche completamente finiti, salvo diverse indicazioniriportate esplicitamente in Ordine e/o nei documentiche lo accompagnano e le Norme citate a disegno.In generale si applica ai fucinati realizzati nei se-guenti materiali:-acciai non legati di qualit.-acciai non legati di qualit da bonifica.-acciai speciali da bonifica.-acciai non legati speciali da cementazione.-acciai legati speciali da cementazione.-acciai non legati speciali per tempra superficiale.-acciai legati speciali per tempra superficiale.-acciai legati speciali per nitrurazione.4 - DEFINIZIONILa terminologia utilizzata nella presente procedura la terminologia utilizzata nelle Norme, documenticitati nel capitolo 5 RIFERIMENTI.5 - RIFERIMENTI Le Norme citate nel presente paragrafo si intendonosempre applicabili nello stato di revisione corrente.NORME DANIELI INTEGRATIVE2.8.109 - NDT esame con liquidi penetranti PT.2.8.110 - NDT esame con particelle magnetiche MT.2.8.111 - NDT esame con ultrasuoni UT su fuci-nati e laminati.2.8.300 - Trattamenti termici degli acciai.2.8.900 - Codificazione prove e controlli.5.900.003 - acciai speciali da cementazione al car-bonio e legati.5.900.004 - acciai speciali da bonifica, nitrurazionee tempra superficiale.NORMATIVA INTERNAZIONALEDIN 50602 : Microscopic examination of specialsteels using standard diagrams to asses the con-tent of non-metallic inclusions.ISO 642 : Steel Hardenability test by end quenching(Jominy test).ISO 643 - 83 : Acciai. Determinazione micrograficadella dimensione del grano ferritico o austenitico.ISO 4967 : Steel - Determination of content of nonme-tallic inclusions - Micrographic method using stan-dard diagrams.1 - PURPOSE This procedure states the general technical requi-rements for the subsupply, inspection and certifi-cation of rough machined or completely finishedcarbon steel or alloy steel forgings, purchased ei-ther directly or indirectly by DANIELI.2 - ABBREVIATIONSNOT APPLICABLE.3 - APPLICATIONThis standard applies to casehardening, quenchingand tempering and nitriding steel components obtai-ned through hot permanent set, both rough machi-ned and completely finished, unless otherwise indi-cated explicitly in the purchase order or in the docu-ments attached to it or the standards indicated onthe drawings. This standard is generally applied tosteel forgings in the following materials:-quality non-alloyed steels.-quality non-alloyed quenching & tempering steels-special quenching and tempering steels.-special non-alloyed casehardening steels.-special alloyed casehardening steels.-special non-alloyed surface hardening steels.-special alloyed surface hardening steels.-special non-alloyed nitriding steels.4 - DEFINITIONSThe terminology used in this procedure is the sameterminology used in the Standards and documentsmentioned in Chapter 5 REFERENCES.5 - REFERENCES The STDs mentioned in this paragraph alwaysapply to the updated revision.DANIELI SUPPLEMENTARY STANDARDS2.8.109 - NDT penetrating liquid test PT.2.8.110 - NDT magnetic particle test MT.2.8.112 - NDT ultrasound test UT on steel for-gings and rolled sections.2.8.300 - Heat treatment of steels.2.8.900 - Codes for tests and inspections.5.900.003 - Carbon and alloyed casehardeningspecial steels.5.900.004 - Quenched & tempered, nitriding andsurface hardening special steels.INTERNATIONAL STANDARDSDIN 50602 : Microscopic examination of specialsteels using standard diagrams to asses thecontent of non-metallic inclusions.ISO 642 : Steel hardenability test by end quen-ching (Jominy test).ISO 643-83 : Steels. Micrographic test to determi-ne the ferritic or austenitic grain size.ISO 4967 : Steel - Determination of content of non-metallic inclusions - Micrographic method usingstandard diagrams.Acciai FucinatiSpecifica di SubfornituraSpecification for theSubsupply of Steel Forgings0505STANDARD NREV. 05 PAGINAPAGEDIOFSOSTITUISCEREPLACES4 142.8.001UNI 3150 : Prova di temprabilit dellacciaio su pro-vetta raffreddata ad una estremit (Jominy) . UNI 3244 : Esame microscopico dei materiali ferro-si. Valutazione delle inclusioni non metalliche. UNI 3245 : Esame microscopico dei materiali ferro-si. Determinazione della grossezza del granoaustenitico o ferritico degli acciai. UNI 4847 : Misura dello spessore di strati superfi-ciali induriti di acciaio.UNI 8400 : Fucinatura dellacciaio. Rapporti di fuci-natura a caldo termini e definizioni.UNI 8449 : Esame microscopico dei materiali ferro-si. Classificazione della struttura a bande negliacciai da cementazione. 6 - RESPONSABILITA-E responsabilit della Direzione Tecnica di indivi-duare, per i fucinati oggetto della presente Norma,la classe di appartenenza in funzione alla solleci-tazione ed allimpiego.7 - NORMA7.1 -INDICAZIONI A DISEGNO.Dalla data di emissione della presente Norma suidisegni del particolare e/o sui documenti a corredodevono essere riportate le seguenti indicazioni:-Presente Norma.-Sigla del materiale e numero della relativa Norma.-Classe del fucinato.-Trattamento termico da eseguire sia preliminare che finale con le relative caratteristiche meccaniche.-Zona di marcatura No. di matricola e/o di colata.-Zona di rilievo durezza e relativi valori.-Ubicazione, forma e dimensioni dellappendice da utilizzare per il rilievo delle caratteristiche mec-caniche e metallurgiche (se con prescrizioni diver-se dalla presente Norma).-Eventuali prescrizioni diverse e/o aggiuntive dalla presente Norma o Norme richiamate.-Rapporto di fucinatura nel caso sia diverso da quello previsto al punto 7.4.4.-SPECIFICA TECNICA, nel caso sia prevista, con prescrizioni particolari e/o aggiuntive (Normepreviste nel campo numerico 2.8.500-2.8.799).NOTA: Alcune delle richieste sopra elencate pos-sono essere inserite nella specifica tecnica citatasul disegno, in modo esaustivo ed evitando ripeti-zioni.Per i disegni antecedenti a queste prescrizioni le in-dicazioni dovranno essere introdotte alla prima re-visione grafica dellelaborato.UNI 3150 : End quench hardenability test for steel(Jominy test).UNI 3244 : Microscopic test of ferrous materials.Evaluation of non-metallic inclusions.UNI 3245 : Microscopic test of ferrous materials.Determination of the austenitic or ferritic grainsize of steels.UNI 4847 : Measurement of hardened steel surfa-ce layers.UNI 8400 : Steel forging. Hot forging ratios, termsand definitions.UNI 8449 : Microscopic test of ferrous materials.Classification of band structure in caseharde-ning steels.6 - RESPONSIBILITY-For the steel forgings represented in thisstandard, the technical management shall decideto which category they belong, depending onstress and use.7 - STANDARD7.1 -INDICATIONS IN DRAWINGS.Starting from the date of issue of this Standard,the following information must appear on the com-ponent drawings and/or in their attachments:-This Standard No.-Material abbreviation and associated STD No.-Category steel forging.-Preliminary and final heat treatment to be carried out, and associated mechanical characteristics.-Area where serial N and/or heat N are to be marked.-Hardness measuring area and corresponding figures .-Location, shape and dimensions of the sample tobe used to gather data on mechanical and metal-lurgical features (if instructions differ from those ofthis standard).-Any information which differs from and/or is added to this Standard or mentioned Standa
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