广西工学院机械原理课程设计压片成型机.docx

广西工学院机械原理课程设计压片成型机机械原理课程设计 设计题目：压片成形机 学院：汽车与交通学院 班级：车辆121班 姓名：陈 学号： 指导老师：韦丹柯 机械原理课程设计说明书 目录 1.设计题目 1 2.工作原理及工艺动作过程 3 3.设计原始数据及设计要求 4 4.功能分解及机构选用 6 5.重要机构方案评估及数据 7 6.总设计方案图·····················17 7.心得体会 18 1.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定量送入压形位置，经压制成形后脱离该位置。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坯、药剂等。 2. 工作原理及工艺动作过程 1. 干粉料均匀筛入圆筒形型腔。 2. 下冲头下沉3mm，预防上冲头进入型腔是粉料扑出。 3. 上、下冲头同时加压，并保持一段时间。 4. 上冲头退出，下冲头随后顶出压好的片坯。 5. 料筛推出片坯。 其工艺动作的分解如图1、2、3、4 粉料 料筛 上冲片下冲21 型腔 3 下冲头 5 8 下冲上冲头 下冲头 3 .设计原始数据及设计要求 - 3 - 机械原理课程设计说明书 1、.压片成形机设计数据 电动机转速/：970； 生产率/(片/min)：20； 冲头压力/N：100000； 机器运转不均匀系数/：0.05； 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，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。 。 压制成成品，其功能分解如下图 设计干粉压片机，其总功能可以分解成以下几个工艺动作： (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) 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。 - 6 - 机械原理课程设计说明书 五重要机构方案评估及数据 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： S=3n-2PL-PH=3*3-2*4=1 可实现运动需要。压片时有很好的增力效果，传动角大，可设计极位，急回运动明显，实现慢压制急回程。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。 - 7 - 机械原理课程设计说明书 方案三： 为半齿轮齿条机构，承载能力一般，传动平稳但压力不足，经济性一般，运动不易控制，传动性不佳，机械生产要求高，不如方案二。 综上所述，在三个方案中，方案二为最佳方案。 上冲头设计： 设定摇杆长度 选取=1.5 代入公式 ： - 8 - 机械原理课程设计说明书 r0.4-1+l-cos2°-lsin2°22得r394 选取r=390; L =r×=390×1.5=585;即BD=390 DE=585 见右图。 确定曲柄摇杆机构尺寸时，在压片位臵，机构应有较好的传动角。 所以，当摇杆在OAA位臵时，曲柄摇杆机构的连杆AB与OAA的夹角应接近90°。此时，OB若选在AB的延长线上，则AB受力最小。故在此线上选一适当位臵作OB。具体选定OB的位臵时，可再考虑急回特性的要求，或摇杆速度接近零的区域中位移变化比较平缓的要求。它与机构尺寸的大致关系是：行程速度变化系数K或q1愈大，在位臵A时的位移变化较大 ，所以OB距点A远一些好，但又受到机构尺寸和急回特性的限制，不能取得太远。选定OB以后，可定- 9 - 机械原理课程设计说明书 出与OAA两个位移j3、j4对应的OBB的两个位移y3、y4。按上述命题设计出曲柄摇杆机构的尺度，角j0为两机构串联的相位角。设计结果如图所示。确定曲柄摇杆机构尺寸。图解法求AC,CD的长度。下图可确定A的位置，过A点分别做与CD的连线AD1,AD2 AD1=BC-AB, AD2=BC+AB 在图中可得：AD1=1669.34 AD2=550.41 计算得：AC=192.035 CD=358.375 BD=390 DE=585 检验曲柄存在条件： 由cad软件得出AB=525.98 则有： AB+AC<CD+BD AB+AC=718.015 CD+BD=748.375 即上式成立，满足杆长条件，且最短杆为曲柄，所以该机构曲柄存在。 - 10 - 机械原理课程设计说明书 下冲头机构设计方案 - 11 - 机械原理课程设计说明书 图所示为两个盘形凸轮推动同一个从动件方式，可实现预定的运动规律。图所示为对心直动滚子推杆盘形凸轮机构，结构简单、且能实现间歇运动，但用一个凸轮完成复杂的动作，轮廓线极其复杂，难以设计。 所以选方案。 其设计如下： - 12 - 机械原理课程设计说明书 - 13 - 机械原理课程设计说明书 - 14 - 机械原理课程设计说明书 - 15 - 机械原理课程设计说明书 - 16 - 机械原理课程设计说明书 送料机构的设计方案 使用送料机构一，即凸轮连杆，能使行程矿大，料筛往复运动明显，节省驱动力。 - 17 - 机械原理课程设计说明书 6、总设计方案图 7传动比的分配 选取额定转速为970r/min .确定总传动比 电动机转速=970r/min 凸轮转速I=20r/min 总 传动比的分配 将总传动比按各级传动进行分配 总 传动比的分配要求： 各级传动比应在推荐范围选取。 使各级传动的承载能力得到充分发挥，并使其结构尺 寸协调匀称。 使各级传动具有最小的外形尺寸、最小的重量和中心 距。 建议使用不可约分的传动比，以避免某几个轮齿的磨 损过分集中，降低噪声和振动。 传动系统采用四级减速机构，第一级为带传动，第二级为减速器传动，第三级为带传动，第四级为带传动。按前述传动比分配原则，为使传动构件获得较小尺寸，结构紧凑，可采用传动比 10 “先小后大”原则。因此初选.，。第二级减速器内部齿轮结构如下图所示 图中各齿轮数位Z130 Z2=20 Z3=70 Z4=42 Z5=20 Z7=20 Z8=42 从1齿轮输入600r/min,从H行星架输出20r/min,则i=30,即W1/WH=30，即当W130时，Va900 W11,VR=W1*OR=50 对于2行星轮，2VR=VP-VQ=100,则VP=1000, W3=VP/R3=1000/70=100/7 当W=100/7,W=-30时，W=1, 现以1齿轮为主动，3齿轮为从动，添加右侧轮系，使i=30*7/100=21：10，即Z小:Z大=20:42 调整方向增加介轮Z6=22 根据设计要求，上冲头，下冲头和送料筛同时进行，所以第三级和第四级的传动比为 - 18 - 机械原理课程设计说明书 8，心得体会 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相互帮助下，还是按时完成了设计。这次课程设计让 我体会很深，同时也学到了较多东西。 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 课程设计不仅让我们把自己所学的知识运用到实际生活当中去，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。在以后的学习和工作 中，仅靠我们自己个人力量是远远不够的，必须聚集大家的智慧，才能创造出 令人满意的产品来。我们感谢韦丹柯老师的指导和教育，在学校学习多数是原理，原理是基础，创新是核心，我会通过努力更加的加强我个人的创新意识，在未来的学习生活中取得更好的成绩，并通过自身的不断努力争取做一个合格的设计者！ - 19 - 机械原理课程设计说明书 - 20 -