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干粉 压片 设计 说明书 毕业设计 全套

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湘潭大学兴湘学院毕业设计说明书题 目： 干粉压片机的设计 专 业：机械设计制造及其自动化 学 号： 2010963003 姓 名： 陈明慧 指导教师： 赵又红 完成日期： 2014年5月27日 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： 2010963003 姓名： 陈明慧 专业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 赵又红 系主任： 刘柏希 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2014年1月18日2月22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2014年2月23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2014年3月9日 3月31日4绘制装配图和零件图草图2014年4月1日5月2日5完成装配图和零件图的设计2014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2014年5月16日 5月26日7交毕业设计说明书，准备答辩2014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. 湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）评阅表学号 2010963003 姓名 陈明慧 专业 机械设计制造及其自动化 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 价该同学选题符合培养目标，体现了学科、专业特点和教学计划的基本要求，难度适中。该同学具有一定的查阅文献能力和研究方案的设计能力，且能综合运用知识和翻译外文。设计说明书中文字通顺，有观点提炼，文中的设计、计算、分析处理科学，技术用语较为准确，符号统一，图表图纸完备，引文规范。设计内容具有一定的应用价值。评阅人： 2014年5月 日湘潭大学兴湘学院 毕业论文（设计）鉴定意见学号： 2010963003 姓名： 陈明慧 专业： 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计说明书） 42 页 图 表 9 张论文（设计）题目： 干粉压片机的设计 内容提要：本次课题设计的干粉压片机主要是将干粉压制成直径为30mm，厚度为5mm 的圆形片坯。压片机每分钟生产25片；冲头压力为150kN；机器运转的不均匀系数小于10%；上冲头的总位移为90100mm且回转的平均速度为工作行程速度的1.2倍。还要求保压一定时间，保压时间约占整个循环时间的1/10。根据之前干粉压片机的设计经验进行了总结和回顾，提出了下冲头、上冲头、送料、筛料、推片等一系列工艺动作过程需要的机构可选类别，在保证达到设计的工艺动作的基础上兼顾经济性，环保性等特点进行了机构的设计，为了让电机输出足够的扭矩，设计了一级圆柱齿轮与二级圆柱齿轮传动减速箱。这样设计的干粉压片机可以应用于药片等的压制有广大的应用前景。机械的整个工作过程通过减速机构的减速以及执行机构的相互配合自动完成。研究的重难点在于需要将各个减速机构的设计以及传动过程中执行机构的凸轮设计研究以及各个机构之间相互配合关系设计。指导教师评语 该同学所完成的干粉压片机的设计合理。毕业设计说明书的论述合理，设计计算方法正确，格式符合要求。所绘制的装配图与零件图错误较少，基本达到工程图的要求。该同学具备了一定的专业理论的综合运用能力，正确制定设计方案和解决问题的能力，工程能力，设计能力，计算机制图，及外语能力，具备了工程师的基本素质。整个毕业设计工作体现了学科教学计划的基本要求，所完成的工作达到了本科毕业设计要求，推荐成绩为“中”，可参与答辩。指导教师： 2014年5 月 日 答辩简要情况及评语答辩小组组长： 2014年5 月 日答辩委员会意见答辩委员会主任： 2014年5 月 日目录摘要1第一章 绪论21.1干粉压片机概述21.2国内外基本研究情况21.3设计思路与方法31.3.1研究步骤31.3.3研究方法与措施3第二章 干粉压片机设计要求42.1 干粉压片机数据要求42.2 干粉压片机的研究方法与成果4第三章 工艺过程分析53.1工艺动作分解53.2 运动分析53.3 功能分解7第四章 方案的提出与比较84.1各功能单元的解84.2 方案分析与初步筛选84.3 方案的对比与评价9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145.2传动比的确定，各轴功率以及带传动设计155.2.1传动比的确定155.2.2计算各轴的转速个功率155.2.3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23第六章 上冲头机构三维设计246.1 齿轮箱的结构和尺寸确定246.1.1齿轮箱的作用和工作原理246.1.2两齿轮的尺寸确定246.2 六杆机构的三维设计246.2.1软件介绍说明246.2.2四杆机构三维设计256.2.3摇杆长度286.2.4通过图解法求出六杆机构中的曲柄和连杆长度286.2.5检验曲柄存在的条件286.2.6三维仿真设计29第七章 上冲头机构设计327.1 凸轮部分设计327.1.1凸轮基圆的确定327.1.2滚子圆形运动轮廓的确定327.1.3滚子半径的确定327.1.4凸轮实际轮廓确定337.2 曲柄滑块三维建模设计337.2.1机构运动轨迹337.2.2零件建模与仿真设计33第八章 下冲头机构三维设计378.1 下冲头凸轮机构设计378.2 机构零件建模与仿真设计38第九章 总结42参考文献43致谢44 外文原文及翻译. 457干粉压片机的设计摘要本次干粉压片机的设计首先对该机的定义进行了明确，而且对国内外干粉压片机的研究历程进行了回顾同时对研究现状进行了分析比较；根据之前干粉压片机的设计经验进行了总结和回顾，提出了下冲头、上冲头、送料、筛料、推片等一系列工艺动作过程需要的机构可选类别，在保证达到设计的工艺动作的基础上兼顾经济性，环保性等特点进行了机构的设计，为了让电机输出足够的扭矩，设计了一级圆柱齿轮与二级圆柱齿轮传动减速箱。在设计过程中使用了常规的CAD绘制图纸，同时为了让各个机构的运动更加简单直观，通过三维软件Soldiworks进行设计机构的仿真运动。关键词：干粉压片机；减速器；冲头The design of powder tablet machineAbstractThe powder tablet press machine is designed first of a clear definition, and the course of the study in powder tablet press at home and abroad were reviewed research status simultaneously analyzed and compared. According to dry before tableting machine design experience summary and review of proposed lower punch, upper punch, a series of process action feeding, screening materials, films and other processes needed to push agencies optional categpory, taking into account the economic action in the design process to ensure that reached on the basis of environmental protection and other characteristics of the design agency, in order to allow sufficient torque output of the motor is designed with two primary spur gear cylindrical gear reducer. In the design process, using a conventional CAD drawings, while the various agencies in order to allow more movement simple and intuitive, motion simulation of three-dimensional software design agency Solidworks.Keyword: the powder tablet press machine, reducer, formed punch 第一章 绪论1.1干粉压片概述：干粉压片机的基本原理是是指传动系统带动执行机构对粉末物质采取上下进行加压形成片状结构。干粉压片机可以分为单片式压片机，旋转式压片机，亚高速旋转式压片机、全自动高速压片机以及旋转式包芯压片机等种类。干粉压片机装配精度高，材质优良耐磨损，稳定可靠，干粉压片机的应用从有制药厂、电子元件厂，陶瓷厂，化工原料厂等，也可改进行异形冲模压片的制作。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，例如在蚊香厂、鱼药饲料厂、消毒剂厂、催化剂厂等都需要这类设备进行辅助加工，应运而生的小型干粉压片机受这些中小企业的青睐。面对目前国内压片机的现状：压片机规格众多、数量大；操作简单；技术含量较低，技术创新后力不足的压片机的设备现状：我国明确了高速高产、密闭性、模块化、自动化、规模化及先进的检测技术是国外压片机技术最主要的发展方向。1.2国内外基本研究现状：压片机国内1949年，上海市的天祥华记铁工厂仿造成英国式33冲压片机；1951年，根据美国16冲压片机改制成国产18冲压片机；1957年，ZP25-4型压片机；1960年，自行设计制造成功60-30型压片机以及ZP33型、ZP19型压片机。在“七五”期间，航空航天部206所HZP26高速压片机研制成功。1980年，上海第一制药机械厂设计制造了ZP-21W型压片机受到好评。1987年微机控制技术应用后设计制造了P3100-37型旋转式压片机，具有自动控制片剂重量、压力、自动数片、自动剔除废片等功能，结构优势明显。1997，年上海天祥健台制药机械有限公司研发了ZP100系列旋转式压片机、GZPK100系列高速旋转式压片机。进入21世纪，ZP系列旋转式压片机相继出现：比较优秀的有上海的ZP35A、山东聊城的ZP35D等。经过多年的发展高速旋转式压片机在产量、压力信号采集、剔废等技术上有了长足的发展，最高产量一般都大于300000片/小时，最大预压力20kN，最大主压力80kN或10080kN。譬如，目前还出现了一些特殊用途的压片机。例如实验室用ZP5旋转式压片机、用于干粉压片的干粉旋转式压片机、用于火药片剂的防爆型ZPYG51系列旋转式压片机等。压片机的发展是不断前进的，目前主流的发展方向是高速高产、密闭性、模块化、自动化、规模化以及检测技术应用模式。1.3设计思路与方法1.3.1研究步骤首先分析了干粉压片机的工作原理，总体方案由压制机构和送料机构两部分组成，通过对送料机构和压制机构集中类别方法的构思和比较后确定了较为合理和优秀的一种，方案确定后进行具体的传动机构设计以及传送系统的设计，最后对主要的传动机构进行了三维造型通过Solidworks的motion功能的应用，模拟主要的运动机构的运动模式。通过严密的原理分析以及合理的三维模拟制作出基本的压片机结构，该机用料经济有较好的结构强度，达到预期的功能要求，外观设计美观。1.3.2研究方法与措施：查阅相关资料，培养感性认识；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；与老师同学交流讨论，解决难题，比较方案，重复修改；整理结果，编写正式的设计说明书，绘制工程图。 第二章 干粉压片机设计要求本次设计的干粉压片机要求是将干粉状物质通过压片机完成送料、压制、推料等一系列预定的工艺过程完成设计要求。这样设计的干粉压片机可以应用于药片等的压制有广大的应用前景。机械的整个工作过程通过减速机构的减速以及执行机构的相互配合自动完成。研究的重难点在于需要将各个减速机构的设计以及传动过程中执行机构的凸轮设计研究以及各个机构之间相互配合关系设计。2.1 干粉压片机设计数据要求：（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。 2.2 设计过程与成果：（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。 第三章 工艺过程分析3.1工艺动作的分解：干粉压片机的功用是将不加粘结剂的干粉料压制成f305圆型片坯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料筛在模具型腔上方往复振动，将干粉料筛入直径为30的筒形型腔，然后向左退出。2下冲头下沉y2，以防上冲头进入型腔时把粉料扑出。3上冲头进入型腔y2。4上、下冲头同时加压，各移动（y1-h）/2，将产生冲模压力F，要求保压1/10的运动周期，同一时间打开下料阀门，下一个循环待用的粉料进入补充筛料斗。5上冲头退出到型腔外部，下冲头随后以稍慢速度向上运动，顶出压好的片坯。6为防止干涉的发证，待上冲头向上移动H后，料筛向右运动推走片坯，接着料筛往复振动，继续下一个运动循环。3.2 运动部件运动轨迹分析：对流程图动作要求进行研究后发现要实现我们预定额动作要求基本可以将动作进行分解，对每一部分进行分析判断:上冲头基本运动为：下降-远休-上升-近休；上冲头设计的设计主要需要进行两方面考虑：一，本可以考虑使用曲柄滑块机构进行运动的实现，但是运动过程中有中间停顿过程所以不进行该机构选用。二，考虑使用凸轮机构进行设计可以发现上冲头要产生较大的压力才能完成压制过程，而凸轮机构产生的压力比较小，不能完成设计要求。最后一确定用平面六杆机构作为上冲头的执行机构。压力角在工作过程中不能过大，可通过改变两个连杆的支点之间的距离以及杆的长度来调整，调整时要考虑到上冲头在保压时段的时间至少要占整周时间的1/10，即让冲头在离极限位置0.4mm范围内的主动杆要转过至少36度。下冲头基本运动为：上升-中停-上升-远休-下降-中停-下降-近休；下冲头的运动过程进行分析后可以发现:首次上升的距离为（y1h）/2,第二次上升的距离为(y1h)/2+y2+h，最后一次下降的距离为y2，由于该过程涉及到较多的设计要求并且考虑目前的行程已经是可以确定的所以选用凸轮机构进行设计。凸轮机构的外形是设计的重难点，凸轮轮廓线设计过程中可以想象凸轮静止不动，推杆相对于凸轮作反转运动；同时又在其导轨内作预期运动，推杆在完成该复合运动时所形成的顶尖轨迹就是凸轮廓线。这时基本的凸轮设计方法。筛料斗的基本运动为：向右-震动-向左-停歇。筛料斗的设计可以从他的运动工艺要求进行考虑：震动的实现是设计过程中首先要进行考虑的问题，一般情况下震动实现有如下几种机构方法：1，通过用一段凸轮的弯曲起伏的外形来让料筛进行震动。2，料筛运动到导槽处加入振荡机构对料筛进行振动。方案对比后发现第二种较为复杂同时不容易完成，所以采用方法1较为合理。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），机构执行构件的位移为纵坐标做三个机构的的直线式工作循环图： 图3-2 运动循环图筛料斗从压片位置经排出粉料后退回左边补料位置停歇。下冲头下沉。下冲头下沉完毕，上冲头可下移至型腔入口处。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。然后两冲头停歇保压，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。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。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，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）压制成成品图3-3 总功能分解设计该干粉压片机，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。可作树状功能图3-4： 图3-4树状功能图第4章 方案提出与比较4.1各功能单元的解：执行机构的形式设计是可以多种多样的，为了不遗漏任何一种结构方案模式可以采用将单步的功能单元进行分解列出，然后每一步的功能单元的可能方案相互自由组合后即可得出最大化的方案集合。例如一个功能单元有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。如果把每个功能单元的解建立在一个直角坐标上，就产生一个独立的“形态学矩阵”，根据矩阵的横纵向组合方式即可得到最大化的功能数量集合。4.2方案分析与初步筛选：根据前面4.1进行分析的方法现列出所有功能单元的可能数量进行组合，如下表所示：表4.1 各分部方案选择矩阵功能元功能元分解1234一次减速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从表中可以发现存在明显不合理的机构组合方式可以进行首先删除减小挑选范围，同时结合实际生产中的机构组合评价进行筛选：运动要求；承载要求；运动精度要求工艺简便；安全生产；动力源，同时考虑生产条件的限制条件，综合以上各个因素后进行机构的择优选择。从表中左侧栏一次减速、二次减速、上冲头、送料机构、下冲头的各个机构模式结合本次压片机设计的实际工艺动作需要进行分析如下：一次减速功能元：带传动结构简单，传动平稳，缓冲吸震，适合压片机的工作环境。价格低廉，安装维修方便，噪声小，可以优先进行选择；蜗杆传动比大，传动噪音小，但是装配要求高，价格相对较贵，可备选；齿轮传动效率高，结构紧凑，工作可靠且寿命长，传动稳定，但是安装较为麻烦同时，成本过高，本次较大的传动距离不适合该方案，故淘汰；链传动噪音大，传动相对没有皮带传动平稳，不适合压片机的工况，故淘汰。对于二次减速功能元：齿轮和蜗杆传动稳定，属于定速比传动同时精度较高可以较好满足工况要求，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：根据前面的分析可知机构必须满足往复直线运动，急回特性，同时由于滑块需要油脂润滑，污损严重且磨损较大，所以淘汰曲柄导杆滑块机构；相比之下凸轮加工工艺性好，但是上冲头行程较大，凸轮尺寸将较大，故备选；而备选的六杆机构结构简单、轻盈，能满足保压要求，故优先选择。对于送料功能元：选择的是凸轮加曲柄滑块组合机构，这样避免了出现单独使用时尺寸较大，非常笨重的缺点。对于下冲头功能元：下冲头机构的运动特点是复杂，负载大，故淘汰曲线槽导杆机构；而双导杆间歇运动机构根据以往的实际生产经验可知污染较大，不适合该压片机构的实际生产故淘汰。相比之下双凸轮联动机构加工成本高，故备选；而单凸轮机构可优先。4.3方案比较与评价机械运动方案的拟定和设计，可以根据4.2内的分析，从备选方案和优先选用方案以及可选方案中进行方案组合列出几种备选方案如下，进行选择。方案一：如图41所示1 曲柄连杆机构 2、13 涡轮 3、12蜗杆 4、8、10皮带轮 5 皮带 6 齿轮 7 减速箱 9 电动机 11 圆柱凸轮 14 下冲头 15 料筛 16 上冲头 图41 方案一运动简图动作说明:1. 压片成形机经皮带轮1级减速，减速器2级减速后由齿轮带动圆柱凸轮转动，使料筛作往复运动。由两皮带轮分别带动两蜗轮蜗杆机构。2. 两涡轮蜗杆分别带动曲柄连杆机构、凸轮机构运动。3. 曲柄连杆机构与摇杆滑块机构串联构成肘杆机构，是上冲头作往复运动，并实现加压。凸轮机构带动下冲头，使其作往复运动。方案二：运动方案如图42所示 图42 方案二运动简图1 电动机 2、3齿轮 4、5圆锥齿轮 6、17凸轮机构 7、19蜗杆 8、18蜗轮 9皮带轮 10皮带 11曲柄滑块机构12弹簧 13、振动筛 14、上冲头 15、圆筒型腔 16、下冲头动作说明：压片机在电动机的带动下，通过齿轮、圆锥齿轮、蜗轮蜗杆机构将动力传到两个凸轮机构上。两凸轮又分别控制振动筛和凸轮机构，凸轮通过皮带传动带动曲柄滑块机构，最终带动上冲头、振动筛、下冲头运动起来，从而使整个机构工作起来。方案三：运动方案如图43所示；图43 方案三运动简图A:上冲头 B：下冲头 C：对心直动推杆盘形凸轮机构D：凹槽凸轮 E：料筛 F：圆柱凸轮 G： 电动机 H：齿轮I：圆锥齿轮 J：涡轮蜗杆 K：进料口动作说明：由电动机G输出原动力传给H齿轮，齿轮H通过三对锥齿轮分别传动，通过锥齿轮的传动F圆柱凸轮转动带动E料筛左移，原料通过K进料口送入料筛。对心直动推杆盘形凸轮机构转动使下冲头下移。通过圆柱凸轮推动料筛右移把原料送到压料胚口原料进入压料桶内之后E料筛又左移装料。通过传动杆带动涡轮蜗杆j带动D凹槽凸轮机构使上冲头向下压同时下冲头向上压并保持一段时间。上冲头上移回原位，下冲头向上把压好的成品推出压料胚。料筛继续送料同时通过料筛前铲头推到出料口，同时下冲头下移料进压料胚。通过以上运动完成压料，此后继续重复。将列出的三种方案经过分析和比较后择优进行选用，综合考虑传动的动作要求以及实际的工作工况，从节约成本和环保的要素进行考虑后发现方案一在三个方案中对比后，发现其可以实现干粉压片及设计功能的情况下兼顾了成本因素，有效的做好了噪音低，传动比可靠，环境污染小，工作平稳等要素，所以选择方案一作为本次设计方案。 表4.2 各方案比较方 案 评 比方案评价 性能 方案一方案二方案三工作性能应用范围较广可调性高运转精度大应用范围广可调性高运转精度一般应用范围广可调性一般运转精度一般传动性能传动性强速度范围大噪声小传动比大承载能力一般传动平稳噪音小经济性经济性一般结构简单经济性好经济性一般结构紧凑性较好一般好第五章 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电动机功率：选择依据：电动机所需工作功率：工作机的有效功率，单位（KW）。从动机到工作输送带间的总效率。故其中：V带传动效率； 直齿轮传动8级效率（油润滑）； 滚子轴承效率（脂润滑正常）； 弹性联轴器；5.1.3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，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额定功率kW5.5电流（380V）A13.4转速r/min750效率%负载1.00830.7583.70.5082.8功率因数补偿COS负载1.000.750.750.670.500.55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/s2.8转动惯量kg.m0.61尺寸mm200*200*3005.2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（文献1）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。取i带=2.5（V 带传动比 i=24 合理）i=i总/i带=30/2.5=12由课程设计图 7-2，取高速级传动比为 i = 4，那么低速级传动比 i2=i轮/i1=12/4=3，取i2=3.实际总传动比 i=2.5x4x3=30传动滚筒实际转速 n= nm/ i=1440/30=48r / min5.2.2计算各轴的转速和功率各轴的转速：电机输出轴：1440减速箱I轴：n=n/i带=1440/2.5=576(r/min)减速箱II轴：n=n/i齿=576/4=144(r/min)减速箱III轴：n=n/i齿=144/3=48(r/min)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：计算各轴得输入功率 P=4.34kW轴（带轮输入轴）P=P带=4.340.96=4.17KW 轴（减速器高速轴） P=P轴承齿轮=4.170.990.97=4.00KW轴（减速器低速轴）P=P轴承齿轮=4.000.990.97=3.84KW5.2.3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，kW； 工作情况系数； 所需传递的额定功率，kW； 根据机械设计（文献1）表8-7，载荷变动较大，空、轻载启动，选取KA=1.1则Pd = KAPx=1.14.34=4.774KW选择V带型，小带轮转速，。由机械设计（文献1）图8-11选择A型V带。取，因此，由机械设计（文献1）表8.8进行圆整选择。验证带速度：带速V：V=dd1n1/601000 =1121440/601000 =8.39m/s由于5m/s25m/s，故V带合适。确定中心距a和基准长度:因为0. 7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2) 0. 7(112+280)a02(112+280)所以有：274.3mma0779mm因此取确定中心距aa0+(Ld-Ld0)/2=500+(1600-1629.522)/2=485.239mm由机械设计（文献1）表8-2选取基带长度计算小带轮上包角：1=180-(dd2-dd1)/a57.3 =180-(280-112)/485.23957.3=160.1615120（适用）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（文献1）表8-4b得。根据和Z型带查表8-4b得。查机械设计（文献1）表8-5得，查表8-2得，故有计算V型带的根数Z： 故取4根计算单根V型带得初拉力的最小值：由表8-3得Z型带的单位长度，所以：F0=156.41N应使带得实际初拉力。带轮的结构设计：带轮材料采用HT200，由于大带轮的基准直径故采用轮辐式；由于小带轮的安装直径d=96，查的小带轮为实心轮。5.3齿轮设计和校对：第一对齿轮设计（类型、材料、精度、齿数）选用直齿圆柱齿轮传动；由于干粉压片机为一般工作机器，速度不高，所以采用8级精度（GB10095-88）；查机械设计（文献1）10-1表，选择一级小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，二级大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。选择二级小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，三级大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。选择一级小齿轮牙数，二级大齿轮齿数。选择二级小齿轮牙数，二级大齿轮齿数。按齿轮面接触强度计算：参考机械设计（文献1）10-9a公式，即确定公式内各计算数值：选择载荷系数=1.3；计算小齿轮传递的转矩：由机械设计表10-7可知，选择齿宽系数d=0.9由机械设计表10-6查得材料的弹性影响系数由机械设计图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限。计算应力循环次数由机械设计（文献1）10-19图，取解除疲劳寿命系数计算接触疲劳许用应力：取失效概率为1%，安全系数s=1计算：试计算小齿轮分度圆直径带入中较小的值：计算圆周速度：计算齿宽b：计算齿宽与齿高之比：模数齿高所以齿宽与齿高之比计算载荷系数：根据一般情况选取8级精度，查机械设计（文献1）图10-8可得，动载系数=1.1 直齿轮；由机械设计（文献1）表10-2查得使系数.50；由机械设计（文献1）表10-4用插值法查得8级精度、小齿轮相对称位置时由，查机械设计（文献1）图10-13得；故载荷系数按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由机械设计（文献1）10-10a得：计算模数m按齿根弯曲疲劳强度计算：由弯曲强度的设计计算公式：确定公式内的各计算数值：由机械设计（文献1）中图10-20查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的的弯曲疲劳强度极限。由机械设计（文献1）图10-18取弯曲寿命系数；计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数，得 计算载荷系数：查取齿形系数：由机械设计（文献1）表10-5查得计算大、小齿轮并加以比较 大齿轮的数值大。设计计算对比计算结果，由曲面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲疲劳强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数1.63并就近圆整为，按接触疲劳强度算得的分度圆直径，算出小齿轮的齿数: ，大齿轮的齿数: ，取。几何尺寸计算：计算分度圆直径：计算中心距：计算齿轮宽度：取；齿轮1和2的几何尺寸如下：验算设计：由设计过程知，故该设计满足不发生根切的条件；重合度验算：由 则 即该设计满足重合度条件要求。同理：二级减速齿轮1齿轮2尺寸如下： 图5.1 减速箱三视图第六章 上冲头机构设计6.1齿轮箱的结构和尺寸确定6.1.1齿轮箱的作用和工作原理：齿轮箱是通过在不完全齿轮，根据运动时间和停歇时间的要求在从动轮上作出与主动轮相啮合的轮齿。其余部分为锁止圆弧。当两轮齿进入啮合时，与齿轮传动一样，无齿部分由锁止圆弧定位使从动轮静止，从而实现从动轮远休的。主动轮与从动轮传动比i=0.9，然而主动轮有十分之一周期的位做齿，因此从动轮休止主动轮的十分之一个周期，故主动轮与从动轮的实际周期相同。6.1.2两齿轮的尺寸确定：参照5.3，不难得出：齿轮箱的齿轮1齿轮2尺寸如下：6.2六杆机构的三维设计：6.2.1 Solidworks软件介绍Solidworks公司是专业从事三维机械设计、工程分析和产品数据管理软件开发和营销的跨国公司，其软件产品Solidworks提供一系列的三维（3D）设计产品，帮助设计师减少设计时间，增加精确性，提高设计的创新性，并将产品更快推向市场。Solidworks软件组成：1.2D到3D转换工具将2D工程图拖到SolidWorks工程图中的功能；支持包括外部参考的可重复使用2D几何；视图折叠工具，可以从DWG资料产生3D模型。2.内置零件分析测试零件设计，分析设计的完整性。3.机器设计工具具有整套熔接结构设计和文件工具，以及完全关联的钣金功能。4.模具设计工具测试塑料射出制模零件的可制造性。5.消费产品设计工具保持设计中曲率的连续性，以及产品薄壁的内凹零件，可加速消费性产品的设计。6.对现成零组件的线上存取让3D CAD系统使用者透过市场上领先的线上目录使用现在的零组件。7.模型组态管理在一个文件中产生零件或零组件模型的多个设计变化，简化设计的重复使用。8.零件模型建构利用伸长、旋转、薄件特征、进阶薄壳、特征复制排列和钻孔来产生设计。9.曲面设计使用有导引曲线的叠层拉伸和扫出产生复杂曲面、填空钻孔，拖曳控制点以进行简单的相切控制。直观地修剪、延伸、图化、缝织曲面、缩放和复制排列曲面。6.2.2 六杆机构三维建模设计为了更好的进行设计并能够进行参数修改，更好完善设计所以各个运动机构的设计采用三维建模设计方案1.顶座主要作用是固定上杆的上端点，建模设计如下图6-1 定座三维2.曲柄轮此处的主要作用是转动后利用侧面凸轮曲点进行转动驱动整个机构进行运动。尺寸如图所示图6-2 曲柄轮3.上连杆与顶部支座相互连接，同时下端与中部连杆与凸轮连杆两点进行连接，尺寸如图所示。其余例如中部杆和下部推杆结构与建模方法类似。图6-3 上连杆4. 整个六杆机构建模完成后新建装配总图，对各个添加进入的零部件进行配合约束，以及尺寸