机械原理课程设计-压片成形机

机械原理课程设计题目：压片成型机设计院－系：工学院专业：机械工程及自动化年级：2011级学生姓名：祝义贵学号：201101030341一、设计题目：压片成形机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〕定量送入压型位置，经压制成形后(厚5mm)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。设计数据表格如表1所示。表1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Φ×h(mm*mm)冲头压力(kg)A146020100×6015,000B9701560×3510,000C9702040×2010,000图1压片成形机工艺动作如图1所示，压片成形机的工艺动作是：1.料筛在模具型腔上方往复振动筛料，将干粉料均匀筛入圆筒形型腔，然后退回〔图1a〕。2.下冲头下沉3mm，预防上冲头进入型腔时粉料扑出〔图1b〕。3.上、下冲头同时加压〔图1c〕，下冲头上升8mm，上冲头下降11mm，保持0.4s。4.上冲头退出，下冲头继续上升16mm，将成形片坯顶到与台面平齐后停歇〔图1d〕。5.片坯被推出〔图1e〕，下冲头再下移21mm到待料位置〔图1b〕。6.因上冲头上升后要留有料筛进入的空间，故其行程为90-100mm。因冲头压力较大，因而加压机构应有增力功能。设计1.压片成形机一般至少包括凸轮机构、齿轮机构和连杆机构在内的三种机构；至少设计出三种能实现该分类机运动形式要求的机构。2.设计传动系统，并确定其传动比分配〔皮带传动传动比i≈2，每级齿轮传动传动比i≤7.5〕。3.画出机器的运动方案示意图，机构运动简图与运动循环图。拟定运动循环图时，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“干预”。4.设计凸轮机构，自行确定从动件运动规律，选择凸轮基圆半径，校核其最大压力角，计算凸轮廓线。5.设计计算齿轮机构，连杆机构。6.对压片成型机进行三维造型和动态仿真，并画出料筛，上，下冲头的位移，速度和加速度曲线。7.编写设计计算说明书。二、机器功能分析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90～100mm。因冲头压力较大，因而加压机构应有增力功能〔图2a〕。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2b〕。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45～50mm，推卸片坯〔2c〕。S上90-10090-100Φ24S下(a)248383Φ50S料(b)50Φ(c)图2设计要求上冲头、下冲头与送料筛的动作关系见表2。表2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三、运动方案设计3.1上冲头运动CACABDA,B,C,D四个杆件，D上固连上冲头，该机构满足加压机构应有的增力功能。但是此机构的设计比拟麻烦，尤其是各个杆件的尺寸设计时计算比拟繁琐，而且比拟容易发生各个杆件之间的干预。方案2：1121为涡轮蜗杆，2为偏置曲柄滑块机构。该机构简单，产生的压力较大，满足上冲头的增力要求，传动比拟平稳、准确，但是本钱较高，效率比拟低。方案3：涡轮蜗杆和曲柄导杆滑块机构，满足上冲头的设计要求，但较复杂，运动的稳定性不好，造价较高。综上选择方案23.2下冲头运动方案1：凸轮机构，下冲头的设计要求有三个休止阶段，即：药粉进入型腔后下冲头下降3mm并休止，压制完成后的休止和将药片推出型腔时的休止。选用凸轮机构就能很好地实现此运动要求，而且设计方便，容易实现，但是机构的磨损较大。方案2：112曲柄滑块机构，1为滑块，2为冲头，该方案摩擦较大，且产生较大压力，易磨损，运动的稳定性不高。综上选择方案1。3.3料筛运动方案1：四杆机构，可以完成根本动作，造价相对廉价，但不能很好的完成筛料过程，而且运动的平稳性不够，故不是理想的选择。112方案2：该机构在充分利用凸轮机构的根底上，参加了创新思维，使得料筛到达型腔上方时来回小幅度震动，完成筛料动作，而且运动比拟平稳，但是蜗轮蜗杆传动效率较低，且造价很高，在要求不高的情况下可以选用皮带代替。四、运动方案拟定及运动循环图组装方案三〔祝义贵〕：CCADFEBGA:电动机B:蜗杆机构C:上冲头D:与连杆滑块机构固连的带轮E:料筛F:下冲头G:与凸轮机构固连的带轮动作过程:电动机A转动经蜗轮蜗杆机构B带动上冲头上下运动，同时与蜗杆机构固连的带轮通过皮带传动给D，从而带动料筛E运动，另一方面带轮D通过皮带使带轮G运动，通过其固连的凸轮使得下冲头F完成动作过程带轮D运动，通过连杆带动料筛移动，使