机械原理课程设计——压片成型机..docx
机械原理课程设计压片成型机. 机械原理课程设计 说明书 设计题目：压片成形机 学院：汽车与交通学院 班级：车辆102 姓名：xxx 学号： 指导老师：韦丹柯 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 (5) 5.重要机构方案评估及数据 (10) 6.总设计方案图及各执行机构的尺寸计算 (13) 7.心得体会 (15) 8.参考书目 (15) 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（如陶瓷干粉、药粉）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（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。 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 料筛 型腔 下冲头 粉料 21 3 下冲上冲5 下冲头 上冲头 8 片下冲 3 .设计原始数据及设计要求 1、.压片成形机设计数据 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) 图1.2 4功能分解及机构选用 该干粉压片机通过一定的机械能把原料（干粉）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。 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。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 ?-?-+-2sin 2cos 14 .022 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=1250-1153.793396mm ，此时A 杆转过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。 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+FE Tan28°=(BC+CE)/AB BC=EF+EC AB=AF=500mm BC=146.2ED=79.9AE=566.3mm 检验曲柄存在条件 ED=79.9mm，BC=146.2mm, AF=500mm, AE(机架)=566.3mm 满足杆长之和定理，即AD+ABCD+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D 750 （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 1 0100°静止不动 2 100°120°下沉3mm 3 120°130°近休止 4 130°160°上升8mm 5 160°190°保压0.4s后静止0.1s 6 190°250°上升16mm 7 250°300°远休止 8 300°360°下降21mm
