壓片成型機課程設(shè)計

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1、. 機械原理課程設(shè)計 院 校：安陽工學(xué)院 專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 班 級：08機制一班 設(shè) 計 者： 劉鳳然 學(xué) 號：200801010003 指導(dǎo)老師：韓向可 日 期：2010.6.7-2010.6.13 精品 . 機械原理課程設(shè)計 題目：壓片成型機 學(xué)校：安陽工學(xué)院 院系：機械工程系 專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 班級：一班 設(shè)計者：劉鳳然 指導(dǎo)老師：韓向可 課 程 設(shè) 計 任 務(wù)

2、書 設(shè)計題目 壓片機 學(xué)生姓名 劉鳳然 所在院系 機械工程系 專業(yè)、年級、班 08機制一班 精品 . 設(shè)計要求：(1) 精壓成形制品生產(chǎn)率為每分鐘 20件； (2) 行程速比系數(shù) K=1.2 學(xué)生應(yīng)完成的工作：設(shè)計干粉壓片機 (1) 送料機構(gòu)：為 間歇直線運動 , 這一動作可以通過凸輪上升段完成 (2) 篩料：要求篩子往復(fù)震動 (3) 推出片坯：下沖頭上升推出成型的片坯 (4) 送成品：通過凸輪推動篩子來將成型的片坯擠到滑道 (5) 上沖頭往復(fù)直線運動，最好實行快速返回等特性。 (6) 下沖頭間歇直線運動

3、。 參考文獻閱讀：（1）孫桓、陳作模主編.機械原理.高等教育出版社，2006，第七版 （2）朱保利、吳暉等編.機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書.南昌航空工業(yè)學(xué)院出版，2004 工作計劃：一、思考（ 6.7 ） 二、畫圖（ 6.8-6.11 ） 三、寫說明書（ 6.12-6.13 ） 任務(wù)下達日期： 2010 年 6 月 7 日 任務(wù)完成日期： 2010 年 6 月 13 日 指導(dǎo)教師（簽名）： 學(xué)生（簽名）： 精品 . 目

4、 錄 一. 設(shè)計題目 ……………………………………………………………… 5 1.工作原理以及工藝過程 …………………………………………… 5 2.原始數(shù)據(jù)以及設(shè)計要求 …………………………………………… 5 二. 設(shè)計題目的分析 ……………………………………………………… 6 1. 總功能分析 ………………………………………………………… 6 2. 總功能分解 ………………………………………………………… 6 3. 功能元求解 ………………………………………………………… 6 4. 運動方案確定 ……………………………………………………… 7 5. 方案的

5、評價 ………………………………………………………… 8 6. 運動循環(huán)圖 ………………………………………………………… 10 7. 尺度計算 …………………………………………………………… 11 8.下沖頭對心直動滾子推桿盤形凸輪機……………………………… 12 9.下沖頭對心直動滾子推桿盤形凸輪機的位移曲線………………… 12 三. 壓片成形機各部件名稱以及動作說明 ……………………………… 13 四. 參考書目 ……………………………………………………………… 13 五. 新得體會 ……………………………………………………………… 13

6、 精品 . 1.1、設(shè) 計 題 目 壓片成形機 1.2、 工作原理及工藝動作過程 壓片成型機的功用是將不加粘結(jié)劑的干粉料（如陶瓷干粉、藥粉）定量送入壓形置壓制成 φ × h 圓型片坯， 經(jīng)壓制成形后脫離該位置。機器的整個工作過程（送料、壓 形脫離）均自動完成。該機器可以壓制陶瓷圓形片坯、藥劑（片）等。 其工藝動作的分解如圖1—1 圖1—1 工藝動作分解 （ 1 ） 料篩在模具型腔上方往復(fù)振動，將干粉料篩入直徑為 80mm 、深度為 10m m的筒形型腔，然后向左退出 45 m

7、m 。 （ 2 ） 下沖頭下沉 4mm ，以防上沖頭進入型腔時把粉料撲出。 （ 3 ） 上沖頭進入型腔 4mm 。 （ 4 ） 上、下沖頭同時加壓，各移動 12mm ，將產(chǎn)生壓力，要求保壓一定時間，保壓時約占整個循環(huán)時間的 1/10 。 （ 5 ） 上沖頭退回，下沖頭隨后以稍慢速度向上運動，頂出壓好的片坯。 （ 6 ） 為避免干涉，待上沖頭向上移動 90mm 后，料篩向右運動推走片坯，接著料篩往復(fù)振動，繼續(xù)下一個運動循環(huán)。 1.2、 設(shè)計原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要 精品 . (1) 精壓成形制品生產(chǎn)率為每分鐘 20片； (2) 行程速比系數(shù) K=1.2 (3) 被壓工件的外形是

8、直徑為 80 mm ，厚度為 5mm 的圓形片坯 2.1、總功能分析 根據(jù)題目要求，要最終將干粉壓制成片坯。若要求獲得質(zhì)量較好的成品，可采用諸多方法。下面采用黑箱法進行分析： 由黑箱法分析可得到：為了達到高效、方便的目的，采用機械自動加工的方法比較好，因此本題采用了自動加工的方法壓制片坯。 2.2、總功能分解 該干粉壓片機通過一定的機械能把原料（干粉）壓制成成品，其功能分解如圖2—1 圖2—1 總功能分解 設(shè)計壓片成型機，其總功能可以分解成以下幾個工藝動作： (1) 送料機構(gòu)：為 間歇直線運動 , 這一動作可以通過凸輪上升段完成 (2) 篩料：要求篩子往復(fù)震動

9、 (3) 推出片坯：下沖頭上升推出成型的片坯 (4) 送成品：通過凸輪推動篩子來將成型的片坯擠到滑道 (5) 上沖頭往復(fù)直線運動，最好實行快速返回等特性。 (6) 下沖頭間歇直線運動。 2.3、根據(jù)功能的要求，進行功能元求解 壓片成型機運動轉(zhuǎn)換功能圖如下： 精品 . 圖2—2運動轉(zhuǎn)換功能 圖2—3運動方案 由上表所列矩陣可知，可能的運動方案數(shù)目為N=4*4*4*3*3=576種。 從此方案中剔除明顯不合理的，在進行綜合評價：是否滿足運動要求；是否滿足載要求；運動精度；制造工藝；安全性；是否滿足動力源、生產(chǎn)條件等限制。 根據(jù)題目要求，功能元減速A而言

10、，帶傳動結(jié)構(gòu)簡單，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲小，能緩和沖擊， 有過載保護作用，安裝維修要求不高成本底。齒輪傳動工作可靠，效率高，易制造和精確加工。 故可選用帶傳動或蝸桿傳動。 減速B ：齒輪或蝸桿傳動能滿足定速比傳動要求，且精度較高。應(yīng)用范圍廣，承載能力大的優(yōu)點，故選齒輪或蝸桿傳動。 對于上沖頭運動C ，要實現(xiàn)往復(fù)直線移動，還有考慮急回特性。因此選曲柄滑塊或搖桿機構(gòu) 。 送料機構(gòu)D主要作用是將胚料送到加工位置，且能實現(xiàn)間歇要求，對承載能力要求低，故采用凸輪或蝸桿機構(gòu)。 下沖頭運動E雖然需要較高的承載能力，但下沖頭中可以加兩個擋板來增加其承載能力，且 要實現(xiàn)間歇要求，可靠性好，故采用凸輪機構(gòu)完成下沖

11、頭的動作。 綜上所述，可初步確定兩個方案， 如表中實線、虛線所示的方案 方案1 ： A3+B4+C3+D1+E2 方案2 ： A1+B3+C4+D2+E2 2.4、運動方案的確定 運動方案示意圖如下： 精品 . 圖2—5 方案一 圖2—6 方案二 2.5、方案評價 機械運動方案的擬訂和設(shè)計，最終要求通過分析比較以提供最優(yōu)的方案。 一個方案的優(yōu)劣通過系統(tǒng)綜合評價來確定。 精品 . 下面用機械選型的評價體系，它可用視圖的方法來表示： 根據(jù)個評價指標相互關(guān)系，建立評價模型為：H=U1*U2*U3*U4*U5 在式中U1=S1+S2 U2=

12、S3+S4+S5+S6 U3=S7+S8+S9+S10 U4=S11+S12+S13+S14 U5=S15+S16+S17 上述表達式表示 U1 、 U2 、 U3 、 U4 、 U5 各指標之間采用了乘法原則，而它們之間用了加法原則。 根據(jù)題目要求，功能元比較如 表 —1 ：方案中機構(gòu)的性能、特點、評價 表 —1 性能指標 具體指標 評價 帶傳動 齒輪機構(gòu) 曲桿滑塊機構(gòu) 簡單六桿機構(gòu) 凸輪機構(gòu) 蝸輪蝸桿機構(gòu) A功能 A1運動規(guī)律 定比傳動 定比傳動和移動 定比傳動 任意性較差能達到有限精度 基本上任意 定比傳動和移動 A2傳動精度

13、 高 高 高 較高 較高 高 B工作性能 B1應(yīng)用范圍 較廣 廣 較廣 較廣 較廣 廣 B2可調(diào)性 很好 較差 一般 較好 較差 較差 B3運動精度 較高 較高 較高 高 較高 高 B4承載能力 大 大 大 較大 較小 大 C C1加速度峰值 小 小 較大 較大 較小 小 C2噪音 小 小 一般 較小 較大 較小 C3耐磨性 較好 較好 一般 較好 差 較好 C4可靠性 可靠 可靠 可靠 可靠 可靠 可靠 D D1制造難度 較易 較難 易 易 難 較難

14、 D2制造誤差敏感性 敏感 敏感 敏感 不敏感 敏感 敏感 D3調(diào)整方便性 較方便 較便 較方便 方便 較麻煩 方便 D4能耗大小 一般 一般 一般 一般 一般 一般 E E1尺寸 較大 較小 較小 較大 較小 較小 E2重量 較輕 較重 較輕 較輕 較重 較重 E3結(jié)果復(fù)雜度 簡單 一般 一般 簡單 復(fù)雜 復(fù)雜 精品 . 表示上述兩個機構(gòu)方案的評價指標體系、評價值及計算結(jié)果。表中，所以的指標值分為 5 個等 級 ：“ 很好 ” 、 “ 好 ” 、 “ 較好 ” 、 “ 不太好 ” 、 “ 不好 ”

15、，分別用 1 、 0.75 、 0.5 、 0.25 、 0 表示。如表—2： 表—2 評價指標 系統(tǒng)工程評價法 方案一 方案二 U1 S1 0.75 0.75 S2 1 0.75 U2 S3 1 0.75 S4 0.75 0.5 S5 0.75 1 S6 0.75 0.75 U3 S7 0.75 0.75 S8 0.75 0.5 S9 0.75 0.5 S10 0.75 0.75 U4 S11 0.75 0.5 S12 0.5 0.5 S13 0.75 0.5 S14 0.5 0.5 U5

16、 S15 0.75 0.75 S16 0.5 0.75 S17 0.75 0.75 H值 85.31 56.95 由表中 H 值可知，方案 1 較方案 2 好，故可優(yōu)先選用方案 1 為最終方案。 2.6、運動循環(huán)圖 從上述工藝過程可以看出，由主動件到執(zhí)行件有三支機構(gòu)系統(tǒng)順序動作，畫出 運 動傳遞框圖如下圖2—7 圖2—7 循環(huán)圖 從整個機器的角度上看，它是一種時序式組合機構(gòu)系統(tǒng)，所以要擬訂運動循環(huán) 圖 。以該主動件的轉(zhuǎn)角為橫坐標（ 0~360 ），以機構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件的位移為縱坐標畫出位移曲線。運動循環(huán)圖上的位移曲線主要著眼于運動的起迄位置，而不是其精確的運動規(guī)

17、 律 。料篩從推出片坯的位置經(jīng)加料位置加料后退回最左邊（起始位置）停歇。下沖 頭即下沉 4mm （如下圖中 精品 . ② ）。下沖頭下沉完畢，上沖頭可下移到型腔入口處（如圖 中③ ），待上沖頭到達臺面下 4mm 處時，下沖頭開始上升，對粉料兩面加壓，這時，上、下沖頭各移動 12mm （如圖中 ④ ），然后兩沖頭停歇保壓（如圖中 ⑤ ），保壓時 間約 0.2s ，即相當于主動件轉(zhuǎn) 36 度左右。以后，上沖頭先開始退出，下沖頭稍后并稍慢地身上移動到和臺面平齊，頂出成形片坯（ 如圖中 ⑥ ） 。下沖頭停歇待卸片坯時，料篩已推進到形腔上方推卸片坯（ 如圖中 ⑦ ） 。然后，下沖頭下移 24cm

18、 的同時，料 篩振動使篩中粉料篩入形腔（ 如圖中 ⑧ ） 而進入下一循環(huán)。 2.7、尺度計算 執(zhí)行機構(gòu)的尺寸計算 根據(jù)選定的驅(qū)動電機 ( 在圖中沒畫出 ) 的轉(zhuǎn)速 n=970r/min 和 生產(chǎn)率為 20 件 / 分鐘， 它傳動系統(tǒng)的總速比為： I=970/20 =48.5 k=1.2 θ=180°*( k-1)/(k+1)=180°*(1.2-1)/(1.2+1)=16.4° 以下壓力角和模數(shù)均取標準值 α =20 m=5 第一級皮帶減速 I= 4 z1=17 z2= 68 第二級齒輪減速 I= 9.8 z1=17 z2= 167 已知如

19、圖：n1=n1′=n1〞=24 r/min ； n5 =n6=24 r/min 取蝸桿齒數(shù) z 3’ =z 5’ =4，則查表可知：d=50mm, θ=21°48′05″; z 6 =z 4 =53,則 ：n 5′=n 6 z 6 /z 5 ′=318r/min=n 5 N 3 ’ =n 4 z 4 /z 3 ’ =318r/min=n 3 取 z 5 =20 z 3 =17 z 2’ =30 則 z 1’’ =n 5 z 5 /n 1’’ =265 ；d=mz=1325mm δ3=arctan17/30=29.5°δ2’ =90°-29.5°=

20、60.5° n2’ =n2=n3 =z3/z2’ =318*17/30=184r/min 取 z 2 =15 則 z 1 =115, δ1 =arctan15/115=7.43° δ2 =90° -7.43° =82.57° 綜合以上計算可得定軸輪系傳動 7 個齒輪設(shè)計如表—3： 表—3 2.8、下沖頭對心直動滾子推桿盤形凸輪機 精品 . 圖2—9 凸輪機構(gòu) 2.9、下沖頭對心直動滾子推桿盤形凸輪機的位移曲線 圖2—10 位移曲線 3 壓片成型機動作說明 各級傳動都為齒輪或蝸輪蝸桿傳動，傳動精度高，運動可靠；上沖

21、頭由曲柄滑塊機構(gòu)帶動運動精度高，移動料篩Ｈ至下沖頭的型腔上方等待裝料，并將上一循環(huán)已成型的工件推出（卸料）然后料篩震動，將粉料篩入型腔，下沖頭下沉一定深度 Y ，以防止上沖頭向下壓制時將粉料撲出然后上沖頭繼續(xù)向下，下沖頭向上加壓，并在一定時間內(nèi)保持一定的壓力；而后上沖頭快速退出下沖頭隨著將成型的工件推出型腔 ，這便完成了一個循環(huán)周期。由于要求每分鐘制成成品 24 件 精品 . 。所以要求 C 、 D 、 E 轉(zhuǎn)速同步，且轉(zhuǎn)速均為 24r/min 。 4、參考書目 （ 1 ）孫桓、 陳作模主編 《機械原理》高等教育出版社， 2000 （ 2 ）朱保利、吳暉等編 《機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)

22、書》 南昌航空工業(yè)學(xué)院出版 （ 3 ）孟憲源、姜琪主編 《機構(gòu)構(gòu)型與應(yīng)用》 機械工業(yè)出版社， 2004 （ 4 ） 侯珍秀主編 《機械系統(tǒng)設(shè)計》 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2000 （ 5 ）黃繼昌、徐巧魚等編 《實用機械機構(gòu)圖冊》 人民郵電出版社， 1996 5、心得體會 這是我們步入大學(xué)之后的第一次做課程設(shè)計，但在張老師的指導(dǎo)和同學(xué)的互相幫助下還是按時完成了設(shè)計。這次設(shè)計讓我體會很深，也學(xué)到了很多新東西。 在這次課程設(shè)計中，充分利用了所學(xué)的機械原理知識，根據(jù)使用要求和功能分析，選用組合成機械系統(tǒng)運動方案，從而設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單， 組合成機械系統(tǒng)運動方案，制造方便，性能優(yōu)良，工作可靠

23、的機械系統(tǒng)。 這次課程設(shè)計，不僅讓我們把自己所學(xué)的知識運用到實際生活中去， 設(shè)計一些對社會有用的機構(gòu)，也讓我們深刻體會到團體合作的重要性，因為在以后的學(xué)習(xí)和工作中，但靠我們自己個人的力量是遠遠不夠的，積聚大家的智慧，才能創(chuàng)造出令人滿意的產(chǎn)品來。 這次課程設(shè)計在張老師的指導(dǎo)下和其他組員的協(xié)助下共同完成，如果沒有他們的指導(dǎo)和協(xié)助很難把此次課程設(shè)計做好。在此非常感謝張老師的指導(dǎo)和其他組員的協(xié)助。 指導(dǎo)教師評語： 課程設(shè)計報告成績： ，占總成績比例： 課程設(shè)計其它環(huán)節(jié)成績： 環(huán)節(jié)名稱： ，成績： ，占總成績比例： 精品 . 環(huán)節(jié)名稱： ，成績： ，占總成績比例： 環(huán)節(jié)名稱： ，成績： ，占總成績比例： 總 成 績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 本次課程設(shè)計負責(zé)人意見： 負責(zé)人簽字： 年 月 日 如有侵權(quán)請聯(lián)系告知刪除，感謝你們的配合！ 精品