机械原理课程设计——压片成型机.docx

1、机械原理课程设计 明 目： 片成形机学院：汽 与交通学院班 ： 102姓名： xxx学号：指 老 ： 丹柯目 1. 目12.工作原理及工 作 程33. 原始数据及 要求 44.功能分解及机构 用 55.重要机构方案 估及数据 106. 方案 及各 行机构的尺寸 算137.心得体会 158.参考 目 151. 目： 片成形机 自 片成形机，将具有一定湿度的粉状原料（如陶瓷干粉、 粉）定量送入 形位置， 制成形后脱离 位置。机器的整个工作 程（送料、 形、脱离）均自 完成。 机器可以 制陶瓷 形片坯、 （片）等。2. 工作原理及工 作 程1. 干粉料均匀 入 筒形型腔。2. 下冲 下沉 3mm ，

2、 防上冲 入型腔是粉料扑出。3. 上、下冲 同 加 ，并保持一段 。4. 上冲 退出，下冲 随后 出 好的片坯。5. 料 推出片坯。其工 作的分解如 1、2、3、4383 . 原始数据及 要求1、. 片成形机 数据谢谢阅读电动机转速 /（ r/min ）： 1450 ；生产率 /(片/min) ：10 ；冲头压力 /N： 150 000 ；机器运转不均匀系数 /： 0.10 ；2、上冲头、下冲头、送料筛的设计要求：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

3、压力较大，因而加压机构应有增力功能（如图1.2a ）。（ 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（如图1.2b）。（ 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 8590mm ，推卸片坯 (如图 1.2c)(1) 送料机构：为间歇直线运动 , 这一动作可以通过凸轮完成(2) 筛料：要求筛子往复震动，这一动作可以通过凸轮完成(3) 推出片坯：下冲头上升推出成型的片坯(4) 送成品：通过凸轮推动筛子来将成型的片坯挤到滑道(5

4、) 上冲头往复直线运动，最好实行快速返回等特性。(6) 下冲头间歇直线运动，这一动作可以通过凸轮完成。五重要机构方案评估及数据（ 1）上冲头机构方案选用：方案一：方案一为一凸轮机构，能很好的实现所需要的运动变化，机构由一个凸轮为原动件带动从动件做上下移动，应用范围较广可调性高运转精度大，可完成工作需要。自由度： S=3n-2PL-PH=3*2-2*2-1=1由于上冲头总行程为100cm ，使用凸轮机构会使凸轮的曲率半径变大，滚子与凸轮的压力角变大，容易磨损构件，基圆大小很难确定，设计难度高，也不容易生产加工，冲头下压力不足，导致产品不合格，所以方案一虽可行但不适用于上冲头的设计使用，暂不选。方

5、案二：方案二为一曲柄摇杆机构，由曲柄为主动件带动摇杆摇动以及滑块上下运动，应用范围广可调性高运转精度较高计算自由度：谢谢阅读谢谢阅读S=3n-2PL-PH=3*3-2*4=1可实现运动需要。具有很好的传动性，结构简单，经济性好，工业制造较为简单，维修跟换方便，可大批量制造生产，暂为最佳选择。综上所述，在两个方案中，方案二为最佳方案。设定方案二中的各杆长度设定摇杆长度选取 =1.5代入公式：r 得 r 657 选取 r=500 ; L=r =500 1.5=750 ; 即A=500mm ，B=750mm由 下图 计 算 可 知滑 块 行程h=1250-1153.7933 96mm ，此时 A 杆

6、转过 28 ，即 A 杆右极限转角为28，满足摆角小于 60 的要求。又 因设计要求中上下冲头需要有保压时间为0.4s ，推算杆 A 左极限位置到垂直位置角度为2。计算形成速比系数K=180+62/180-62=2.05具有急回特性。谢谢阅读谢谢阅读通过图解法可以求出曲柄摇杆机构中曲柄与连杆的长度，如下图：如图所示， AB 为摇杆， BC 为连杆， ED 为曲柄；因为 COS28=AB/AF+FETan28 =(BC+CE)/ABBC=EF+EC AB=AF=500mm BC=146.2 ED=79.9 AE=566.3mm检验曲柄存在条件ED=79.9mm ，BC=146.2mm, AF=5

7、00mm, AE(机架 )=566.3mm满足杆长之和定理，即AD+AB CD+BC, 确保了曲柄的存在。综上所述上冲头肘杆机构的尺寸设计如下：曲柄79.9 曲柄连杆146.2 摇杆500 滑块连杆 D750 （ 2）下冲头机构设计方案用凸轮驱动下冲头设计凸轮参数：基圆半径 r。 =40mm,偏距 e=0 , 滚子半径 r=10mm，推杆行程 h=21mm最大压力角为28.7891，小于许用压力角30。满足要求的其运动规律为：序号凸轮转动角度推杆运动规律10100静止不动谢谢阅读谢谢阅读2100 120下沉 3mm3120 130近休止4130 160上升 8mm5160 190保压 0.4s

8、 后静止 0.1s6190 250上升 16mm7250 300远休止8300 360下降 21mm（ 3）送料机构的设计方案用凸轮驱动直杆使料筛进行送料和推片的运动凸轮设计参数：基圆半径 r。 =110mm,偏距 e=0 , 滚子半径 r=10mm，推杆行程 h=90mm最大压力角为 28.6372 ，小于许用压力角 30 。序号凸轮转动角度推杆运动规律1030停在最大行程进行送料230 110退回到近休止处3110 260近休止4260 360推片6、总设计方案图及各执行机构的尺寸计算不选用该方案的原因：1、用到蜗轮蜗杆机构，齿轮配置不方便。2、上冲头不易实现保压作用。 3、送料机构仅用曲

9、柄滑块机构，难以实现送料机构的运动规律。 4、方案中的三个重要机构的转速难以实现同速转动， 从而不方便配置三者的运动规律来实现产品的生产。下图为方案二，即最终选用方案：执行机构的尺寸计算根据选定的驱动电机的转速 n=1250r/min 和生产率为 10 件 /min ，它的机械传动系统的总速比为：I=1250/10=145谢谢阅读谢谢阅读为方便配合各个机构的运动规律，总方案中的除皮带轮6 以外的其他皮带轮的转速均设定为 10r/min ，其中皮带轮6 的转速为 30.2 r/min.行星轮系的齿轮设计如下：h *a=1各齿轮压力角和模数均取标准值：=20m=1Z1=20Z2=100Z3=220

10、Z4=20Z5=80在行星轮系中： i1H=1- i H13= 1+z3/z1=12即 i1H= n 1/nH=12计算齿轮 1 和 2 的重合度：r1 =mz 1 /2=1 20/2=10 mmr 2=mz 2/2=1 100/2=50 mmrb1 =r 1 cos =9.4 0mmr b2=r2 cos =46.98 mmra1=r 1+m h * a=1=10+11=11 mmra2=r 2+m h *a=1=50+11=51 mm =arccos （rb1/ra1） =31.3o =arccos （rb2/ra2）=22.9oa1a2=z(tan -tan )+z(tan -tan )

11、/(2 )=1.731即满足齿轮连续传动的条件。1a12a2因齿轮 1 和 2 的重合度能满足要求，其他齿轮之间的重合度也满足齿轮连续传动的条件。锥齿轮中： i45= n 4/ n 5= z5/z4=4所以， i 15= i1H* i 45=48皮带轮 6、 7 中， n 6/ n 7=R7/R6其中 R7= 60.2mmR6 =20mm又因为 n6= n 5 n H= n 4n=n 5=1250r/min综上可以刚好使皮带轮7 的转速为 10r/min七心得体会马上就要课程设计答辩了，回想这3 周的设计过程，我感到很累很累，但通过这次的课程设计，我学到了很多很多东西，大大提升了我的设计能力，

12、给以后的毕业设计和工作积累了很多宝贵的经验。在设计的过程中有许多我们平时都不太重视的东西，也遇到了有很多的难题，但我们并不退缩。每个人都是互相询问和帮助，这给了我很大的动力，有的不懂我们就会再一起讨论问题，经过无数次的讨论，得出了很多很好的设计方案，这还培养了我们的团队合作精神。设计的过程中，为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，我们查阅了很多次设计书和指导书，也上网查了很多资料，这是我感触相当深的。这次的课程设计让我学到了很多以前在书本没有学到的东西，知识有了较大的提升，特别是对干粉压片机的结构原理与设计分析更加清楚深刻。这次的课程设计用到的图，基本上是我们是用CAD 画的，这样我更熟练地掌握了CAD 画图的基本技能，为以后的工作储备了应有的能力。在这次课程设计中，充分利用了所学的机械原理知识，根据设计要求和设计分析，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，谢谢阅读谢谢阅读性能优良，工作可靠的机械系统。这次课程设计让我充分体会到设计需要大胆创新这一层面。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