機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)---健身球分類檢驗(yàn)機(jī)

1、<p><b>　　壓片機(jī)加壓機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　1、設(shè)計(jì)題目及要求</p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　設(shè)計(jì)自動(dòng)壓片成形機(jī),將具有一定濕度的粉狀原料(如陶瓷干粉、藥粉)定量送入壓形位置，經(jīng)壓制成型后脫離位置。機(jī)器的整個(gè)工作過(guò)程（送料、壓形、脫離）均自動(dòng)完成。該

2、機(jī)器可以壓制陶瓷圓形片坯、藥劑（片）等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。</p><p><b>　　表1：設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p>　　壓片成形機(jī)的工藝動(dòng)作流程：</p><p>　?、?干粉料均勻篩入圓筒形型腔（圖1.A）；</p><p>　?、?下沖頭下沉3 mm，預(yù)防上沖頭進(jìn)入型腔時(shí)把粉料撲出(圖1.B)；</p

3、><p>　?、?上、下沖頭同時(shí)加壓(圖1.C，并保壓一段時(shí)間，保壓時(shí)間0.4s左右；</p><p>　　⑷ 上沖頭退出，下沖頭隨后頂出壓好的片坯（圖1.D）；</p><p>　　⑸ 篩料推出片坯(圖1.A)。</p><p>　　圖1：壓片機(jī)工作流程</p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)要求</b&

4、gt;</p><p>　　1.2.1工藝參數(shù)：</p><p>　　(1) 要求將干粉壓制成直徑為80 mm，厚度為5 mm的圓形片坯；</p><p>　　(2) 沖頭壓力：15噸（150000 N）；</p><p>　　(3) 生產(chǎn)率：10片/分鐘；</p><p>　　(4) 機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)：10%。&l

5、t;/p><p>　　1.2.2壓片過(guò)程的執(zhí)行機(jī)構(gòu)：</p><p>　　壓片成形機(jī)一般至少包括連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)在內(nèi)的三種機(jī)構(gòu)。</p><p>　　畫出機(jī)器的運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖與運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作起止位置可根據(jù)具體情況重疊安排，但必須滿足工藝上各個(gè)動(dòng)作的配合，在時(shí)間和空間上不能出現(xiàn)干涉。</p><p>　　設(shè)計(jì)

6、凸輪機(jī)構(gòu)，自行確定運(yùn)動(dòng)規(guī)律，選擇基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑，計(jì)算凸輪輪廓線。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪機(jī)構(gòu)。</b></p><p>　　對(duì)連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)。并進(jìn)行連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析，繪出運(yùn)動(dòng)線圖。如果是采用連桿機(jī)構(gòu)作為下沖壓機(jī)構(gòu)，還應(yīng)進(jìn)行連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析，計(jì)算飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。</p><p>　　編寫設(shè)計(jì)計(jì)

7、算說(shuō)明書，可進(jìn)一步完成機(jī)械的計(jì)算機(jī)演示實(shí)驗(yàn)和凸輪的數(shù)控加工等。</p><p><b>　　2、運(yùn)動(dòng)方案</b></p><p><b>　　2.1功能分解</b></p><p>　　2.1.1 干粉料均勻篩入圓筒形型腔；</p><p>　　2.1.2 下沖頭下沉3 mm，預(yù)防上沖頭進(jìn)入型腔

8、時(shí)把粉料撲出；</p><p>　　2.1.3 上、下沖頭同時(shí)加壓，并保壓一段時(shí)間；</p><p>　　2.1.4 上沖頭退出，下沖頭隨后頂出壓好的片坯；</p><p>　　2.1.5 篩料推出片坯。</p><p><b>　　2.2原動(dòng)機(jī)的選擇</b></p><p>　　動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)

9、形式主要是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、往復(fù)擺動(dòng)和往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)等。當(dāng)采用電動(dòng)機(jī)、液壓馬達(dá)和氣動(dòng)馬達(dá)等原動(dòng)機(jī)時(shí)，原動(dòng)件作連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，后兩者也可作往復(fù)擺動(dòng)；當(dāng)采用往復(fù)式油缸、氣缸或直線電動(dòng)機(jī)等原動(dòng)機(jī)時(shí)，原動(dòng)件作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　原動(dòng)件選擇是否恰當(dāng)，對(duì)整個(gè)機(jī)械的性能、對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的組成極其繁簡(jiǎn)程度將有直接影響。如在一般機(jī)械中用得最多的交流異步電動(dòng)機(jī)，其同步轉(zhuǎn)速有3000、1500、1000、750、600r/min等

10、五種。在輸出同樣的功率時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越高，其尺寸重量也就越小，價(jià)格也越低。但當(dāng)機(jī)械執(zhí)行構(gòu)件的速度很低時(shí)，若選用高速電動(dòng)機(jī)，勢(shì)必需要大減速比的減速裝置，可能會(huì)造成機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的過(guò)分龐大和制造成本的顯著增加。</p><p>　　選擇原動(dòng)機(jī)的類型  影響原動(dòng)機(jī)類型選擇的因素較多，首先應(yīng)考慮能源供應(yīng)及環(huán)境要求，選擇確定原動(dòng)機(jī)的種類，再根據(jù)驅(qū)動(dòng)效率、運(yùn)動(dòng)精度、負(fù)載大小、過(guò)載能力、調(diào)速要求、外形尺寸等因素，綜合

11、考慮工作機(jī)的工況和原動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)，具體分析，以選得合適的類型。需要指出的是，電動(dòng)機(jī)有較高的驅(qū)動(dòng)效率和運(yùn)動(dòng)精度，其類型和型號(hào)繁多，能滿足不同類型工作機(jī)的要求且還具有良好的調(diào)速、啟動(dòng)和反向功能。</p><p>　　現(xiàn)代的機(jī)電工業(yè)提供了大量的原動(dòng)機(jī)供我們選擇，就拿電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，除了常用的交流異步電動(dòng)機(jī)外，還有直流電動(dòng)機(jī)、帶變速裝置的電動(dòng)機(jī)、多速電動(dòng)機(jī)、交流變頻變速電動(dòng)機(jī)、伺服電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直線電動(dòng)機(jī)、力矩馬達(dá)等等。

12、除此之外，彈簧、重錘等也常用來(lái)作原動(dòng)機(jī)。</p><p>　　各種原動(dòng)機(jī)具有各自的特性和適用場(chǎng)合。選擇與機(jī)械性能要求想適應(yīng)的原動(dòng)機(jī)的類型及其參數(shù)，是機(jī)械設(shè)計(jì)中的重要一環(huán)，必須給以足夠的重視?？偤细鞣N因素我們選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)為:Y160L-6作為原動(dòng)機(jī)。</p><p><b>　　2.3機(jī)構(gòu)選用</b></p><p><b>　　2.

13、3.1運(yùn)動(dòng)形式</b></p><p>　　根據(jù)工藝過(guò)程，機(jī)構(gòu)應(yīng)具有一個(gè)模具 (圓筒形型腔) 和三個(gè)執(zhí)行構(gòu)件 (一個(gè)上沖頭，一個(gè)下沖頭和一個(gè)料篩)。三個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式為：</p><p>　　(1) 上沖頭完成往復(fù)(鉛垂上下)直移運(yùn)動(dòng)，下移至終點(diǎn)后有短時(shí)間的停歇，起保壓作用，因沖頭上升后要留有料篩進(jìn)入的空間、故沖頭行程約為90~100 mm。若機(jī)構(gòu)主動(dòng)件一轉(zhuǎn) (2p)完成一

14、個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)，則上沖頭位移線圖的形狀大致如下圖2.a所示。</p><p>　　(2) 下沖頭先下沉3 mm，然后上升8 mm (加壓) 后停歇保壓，繼而上升16 mm，將成形片坯頂?shù)脚c臺(tái)面平齊后停歇，待料篩將片坯推離沖頭后再下移21 mm到待裝料位置。上右移約45~50 mm。</p><p>　　其位移線圖大致如下圖2.b所示</p><p>　　圖2：三執(zhí)行構(gòu)件

15、運(yùn)動(dòng)線</p><p>　　(3) 料篩在模具型腔上方往復(fù)振動(dòng)篩料，然后向左退回，待坯料成形并被推出型腔后，料篩復(fù)在臺(tái)面上右移約45~50 mm推卸成形片坯，其位移線圖大致如下圖2.c所示。</p><p>　　上沖頭、下沖頭與送料篩的動(dòng)作關(guān)系見(jiàn)下表：</p><p>　　表2：上沖頭、下沖頭與送料篩的動(dòng)作關(guān)系表 </p><p><b

16、>　　機(jī)械系統(tǒng)轉(zhuǎn)換功能圖</b></p><p>　　圖3：機(jī)械系統(tǒng)轉(zhuǎn)換功能圖</p><p>　　機(jī)械系統(tǒng)方案的形態(tài)學(xué)矩陣</p><p>　　表3：機(jī)械系統(tǒng)方案的形態(tài)學(xué)矩陣</p><p>　　我們經(jīng)綜合分析上面的材料選擇了渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)，也考慮到它們有如下的特點(diǎn)：</p>&l

17、t;p>　　2.3.2蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中我們用蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)與齒輪連接來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)，但在實(shí)際中渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)常用來(lái)傳遞兩交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，蝸輪與蝸桿在其中間平面內(nèi)相當(dāng)于齒輪與齒條,蝸桿又與螺桿形狀相似。蝸輪及蝸桿機(jī)構(gòu)常被用於兩軸交錯(cuò)、傳動(dòng)比大、傳動(dòng)功率不大或間歇工作的場(chǎng)合。蝸輪與蝸桿在使用中具有一定的方式和原理，在使用中具有一定的特點(diǎn)和性能：可以得到很大的傳動(dòng)比，比交錯(cuò)軸斜齒輪機(jī)

18、構(gòu)緊湊；蝸桿傳動(dòng)相當(dāng)於螺旋傳動(dòng)，為多齒嚙合傳動(dòng)，故傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音很??；兩輪嚙合齒面間為線接觸，其承載能力大大高於交錯(cuò)軸斜齒輪機(jī)構(gòu)；具有自鎖性。當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小於嚙合輪齒間的當(dāng)量摩擦角時(shí)，機(jī)構(gòu)具有自鎖性，可實(shí)現(xiàn)反向自鎖，即只能由蝸桿帶動(dòng)蝸輪，而不能由蝸輪帶動(dòng)蝸桿。如在其重機(jī)械中使用的自鎖蝸桿機(jī)構(gòu)，其反向自鎖性可起安全保護(hù)作用。渦輪與蝸桿在使用中能夠顯示一定的重要優(yōu)勢(shì)，傳動(dòng)效率較低，磨損較嚴(yán)重。蝸輪蝸桿嚙合傳動(dòng)時(shí)，嚙合輪齒間的相對(duì)滑動(dòng)速度大

19、，故摩擦損耗大、效率低。另一方面，相對(duì)滑動(dòng)速度大使齒面磨損嚴(yán)重、發(fā)熱嚴(yán)重，為了散熱和減小磨損，常采用價(jià)格較為昂貴的減摩性與抗磨性較好的材料及良好的潤(rùn)滑裝置，因而成本較高蝸桿軸向力較大。</p><p><b>　　2.3.3齒輪機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　齒輪傳動(dòng)裝置利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)，用主、從動(dòng)輪輪齒直接、傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的裝置。按

20、齒輪軸線的相對(duì)位置分平行軸圓柱齒輪傳動(dòng)、相交軸圓錐齒輪傳動(dòng)和交錯(cuò)軸螺旋齒輪傳動(dòng)。齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　1） 瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定，工作平穩(wěn)性較高。</p><p>　　2） 采用非圓齒輪，瞬時(shí)傳動(dòng)比可按所需變化規(guī)律設(shè)計(jì)。</p><p>　　3） 傳動(dòng)比變化范圍大，特別是采用行星傳動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)比可到100~200（單級(jí)），適用于減速或增速傳動(dòng)。</p&

21、gt;<p>　　4） 速度范圍大，齒輪的圓周速度可從V<0.1M/S達(dá)到200m/s，或更高；轉(zhuǎn)速可從n<1 r/min到20000r/min以上。</p><p>　　5） 傳遞功率范圍大，承載能力高。</p><p>　　6） 傳動(dòng)效率高，特別是精度較高的圓柱齒輪副，其效率可達(dá)η=0.99以上；</p><p>　　7） 結(jié)構(gòu)緊湊，如

22、使用少齒差傳動(dòng)，可使部件更為縮小，成為同軸線傳動(dòng)。</p><p><b>　　8） 維護(hù)簡(jiǎn)便。</b></p><p><b>　　2.3.4連桿機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　我們選擇連桿機(jī)構(gòu)考慮到它具有以下一些傳動(dòng)特點(diǎn)：</p><p>　　1) 運(yùn)動(dòng)副一般均為低副。 低副兩運(yùn)動(dòng)副元素為面接

23、觸，壓強(qiáng)較小，故的載荷；且有利于潤(rùn)滑，磨損較??；此外，運(yùn)動(dòng)副元素的幾何形狀較簡(jiǎn)單，便于加工制造。</p><p>　　2) 構(gòu)件多呈現(xiàn)為桿的形狀（故常簡(jiǎn)稱構(gòu)件為桿）。因而可以很方便地用來(lái)達(dá)到增力、擴(kuò)大行程和實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳動(dòng)等目的。此外，構(gòu)件的幾何形狀也較簡(jiǎn)單，便于加工制造。</p><p>　　3)可實(shí)現(xiàn)多種形式的運(yùn)動(dòng)變換和運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在連桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不變，可用改變各構(gòu)件的相對(duì)

24、長(zhǎng)度來(lái)使從動(dòng)件得到不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。</p><p>　　4) 具有豐富的連桿曲線形狀。在連桿機(jī)構(gòu)中，連桿上各點(diǎn)的軌跡是各種不同形狀的曲線(稱為連桿曲線)，其形狀還隨著各構(gòu)件相對(duì)長(zhǎng)度的改變而改變，從而可以得到形式眾多的連桿曲線，可滿足不同軌跡的設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　2.3.4凸輪機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律

25、：凸輪機(jī)構(gòu)可以將主動(dòng)件凸輪的等速連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)變換為從動(dòng)件的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)或繞某定點(diǎn)的擺動(dòng)，并依靠凸輪輪廓曲線準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)所要求的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是：只要正確地設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線，就可以使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)任意給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、工作可靠。缺點(diǎn)是：凸輪與從動(dòng)件之間為點(diǎn)或線接觸，不易潤(rùn)滑，容易磨損。因此，凸輪機(jī)構(gòu)多用于傳力不大的控制機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于組成凸輪機(jī)構(gòu)的構(gòu)件數(shù)較少，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)多種形式的運(yùn)動(dòng)變換和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，只

26、要合理地設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線就可以使從動(dòng)件獲得各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而且設(shè)計(jì)比較容易。與凸輪輪廓接觸，并傳遞動(dòng)力和實(shí)現(xiàn)預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的構(gòu)件，一般做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)，稱為從動(dòng)件。凸輪機(jī)構(gòu)在應(yīng)用中的基本特點(diǎn)在于能使從動(dòng)件獲得較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。因?yàn)閺膭?dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律取決于凸輪輪廓曲線，所以在應(yīng)用時(shí)只要根據(jù)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線就可以了。從動(dòng)件與凸輪作點(diǎn)接觸或線接觸，有滾子從動(dòng)件、平底從動(dòng)件和尖端從動(dòng)件等。尖端從動(dòng)件能與任意復(fù)雜的凸輪

27、輪廓保持接觸，可實(shí)現(xiàn)任意運(yùn)動(dòng)，但尖端容易磨損，適用于傳力較小的低速機(jī)構(gòu)中。為了使從動(dòng)件與凸輪始終保持。凸</p><p><b>　　2.4機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖</b></p><p>　　圖4 ：運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)</p><p>　　2.5傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇、總傳動(dòng)比及其分配</p><p>　　2.5.1傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇</

28、p><p>　　我們選擇了蝸桿傳動(dòng)和帶傳動(dòng)。蝸桿傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)在于：結(jié)構(gòu)緊湊，單級(jí)傳動(dòng)能得到很大的傳動(dòng)比;傳動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)噪聲；蝸桿還可以起到自鎖的作用。中、高速傳動(dòng)時(shí)需要用昂貴的減摩材料（如青銅）。帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)在于:軸間的范圍大，工作平穩(wěn)，噪聲小，可吸振緩沖;摩擦型帶傳動(dòng)有過(guò)載保護(hù)的作用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；成本低，安裝要求不高。但是在選擇帶傳動(dòng)時(shí)還需注意的是摩擦型帶有滑動(dòng)，不能用于分度鏈。</p><p>

29、　　2.5.2確定總傳動(dòng)比</p><p>　　原動(dòng)機(jī)選定后，根據(jù)原動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速n1和工作軸的轉(zhuǎn)速n2，即可確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比： </p><p><b>　　i=n1/n2</b></p><p>　　并將總傳動(dòng)比按各級(jí)傳動(dòng)比進(jìn)行分配：</p><p>　　i

30、=i1i2i3…in</p><p>　　式中：i1,i2,i3,…in為各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比。</p><p>　　經(jīng)分析得，該設(shè)計(jì)方案的總傳動(dòng)比可以如此計(jì)算：總傳動(dòng)比=電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/生產(chǎn)率</p><p>　　i=1450/10=145</p><p>　　2.5.3傳動(dòng)比的分配原則</p><p>　　傳動(dòng)比的合理分配

31、直接影響到傳動(dòng)裝置的外形尺寸、重量、潤(rùn)滑條件、拆裝性能和整個(gè)機(jī)械的工作能力，是遠(yuǎn)動(dòng)計(jì)算的重要組成部分。</p><p>　　傳動(dòng)比分配大的主要要求：</p><p>　　各級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)在推薦范圍內(nèi)選?。ā稒C(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》附錄2 機(jī)械的傳動(dòng)的特點(diǎn)和性能）。</p><p>　　使各級(jí)窗洞的承載能力得到充分發(fā)揮，并使其結(jié)構(gòu)尺寸協(xié)調(diào)勻稱。</p>&

32、lt;p>　　使各級(jí)傳動(dòng)具有最小的外形尺寸最小的重量和中心距。</p><p>　　使用不可約分的傳動(dòng)比，一避免某幾個(gè)此輪的磨損過(guò)分集中，降低噪聲和振動(dòng)。</p><p>　　工程實(shí)際中不可能使分配傳動(dòng)比的方案同時(shí)滿足上述所有原則。因此設(shè)計(jì)師應(yīng)擬定不同的分配方案，對(duì)比各種指標(biāo)，最后確定一個(gè)合理方案。比如說(shuō)：對(duì)于要求體積小、重量輕的傳動(dòng)系統(tǒng)可用最輕重量原則；對(duì)于要求運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、起停頻繁和

33、動(dòng)態(tài)性能好的傳動(dòng)系統(tǒng)，可按最小等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和最小輸出軸轉(zhuǎn)角誤差的原則;對(duì)于增速的傳動(dòng)系統(tǒng)，由于增速時(shí)容易破壞此輪工作平穩(wěn)性，應(yīng)在傳動(dòng)鏈開始就增速，且每級(jí)增速比大于1 ：3，以增加傳動(dòng)系統(tǒng)剛度，減少傳動(dòng)誤差。總之，需要充分考慮實(shí)際選擇一個(gè)合理的最好的傳動(dòng)方案。</p><p>　　充分考慮綜上所述所有的原則，我們選擇了蝸桿傳動(dòng)和帶傳動(dòng)，并且把傳動(dòng)分成三個(gè)級(jí)，第一級(jí)從電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)到渦輪渦桿，設(shè)此時(shí)的傳動(dòng)比為1；第二級(jí)從

34、渦輪蝸桿傳動(dòng)到齒輪，設(shè)此時(shí)的傳動(dòng)比為5；第三級(jí)為帶傳動(dòng)，設(shè)此時(shí)的傳動(dòng)比為29。</p><p>　　2.6各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)</p><p>　　擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的目的是確定各機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作的先后順序、相位，以利于設(shè)計(jì)、裝配和調(diào)試。</p><p>　　上沖頭加壓機(jī)構(gòu)主動(dòng)件每轉(zhuǎn)完成1個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)，所以擬訂運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖時(shí)，以該主動(dòng)件的轉(zhuǎn)角作為橫坐標(biāo) (0°~3

35、60°)，以各機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件的位移為縱坐標(biāo)畫出位移曲線。運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖上的位移曲線主要著眼于運(yùn)動(dòng)的起止位置，而不必準(zhǔn)確表示出運(yùn)動(dòng)規(guī)律。</p><p>　　例如，料篩退出加料位置 (圖中線段①) 后停歇。料篩剛退出，下沖頭即開始下沉3 mm (圖中②)。下沖頭下沉完畢，上沖頭可下移到型腔入口處 (圖中③)，待上沖頭到達(dá)臺(tái)面下3 mm處時(shí)，下沖頭開始上升，對(duì)粉料兩面加壓，這時(shí)，上、下沖頭各移8 mm (圖中④)

36、，然后兩沖頭停歇保壓 (圖中⑤)，保壓時(shí)間約0.4秒，即相當(dāng)于主動(dòng)件轉(zhuǎn)60°左右。以后，上沖頭先開始退出，下沖頭稍后并稍慢地向上移動(dòng)到和臺(tái)面平齊，頂出成形片坯 (圖中⑥)。下沖頭停歇待卸片坯時(shí)，料篩推進(jìn)到型腔上方推卸片坯 (圖中⑦)。下沖頭下移21 mm的同時(shí)，料篩振動(dòng)粉料 (圖中⑧) 而進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。</p><p>　　圖5：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖線</p><p>　　擬定運(yùn)動(dòng)循

37、環(huán)圖 (圖2-9) 時(shí)，還要注意一個(gè)問(wèn)題，即各機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件的動(dòng)作起止位置可視具體情況重疊安排。例如上沖頭還未退到上頂點(diǎn)，料篩即可開始移動(dòng)送進(jìn)；而料篩尚未完全退回，上沖頭已開始下行，只要料篩和上沖頭不發(fā)生碰撞 (阻擋) 即行。這樣安排，可增長(zhǎng)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，減小加速度，從而改善機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力性能。</p><p>　　確定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖后，即可據(jù)此擬訂合適的運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線，進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。必要時(shí)，再對(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)

38、動(dòng)分析，用分析得到的位移規(guī)律到運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖上觀察機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)是否協(xié)調(diào)。若有不當(dāng)之處，應(yīng)將運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖作適當(dāng)修正。</p><p><b>　　3、機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1上沖頭加壓機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)提示：由于壓片成型機(jī)的工作壓力較大，行程較短，一般采用肘桿式增力沖壓機(jī)構(gòu)作為主體機(jī)構(gòu)。它是由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和要干滑塊機(jī)構(gòu)

39、傳接而成。先設(shè)計(jì)搖桿滑塊機(jī)構(gòu)，為了保壓，要求搖桿在鉛垂位置的±2度范圍內(nèi)滑塊位移≤ 0.4mm。據(jù)此可得搖桿長(zhǎng)度式中λ=L/r——搖桿滑塊機(jī)構(gòu)中連桿和搖桿之比一般取1～2。</p><p>　　根據(jù)上沖頭的行程長(zhǎng)度，可得搖桿的另一極限位置，搖桿的擺角以小于60度為宜。設(shè)計(jì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)時(shí)，為了“増力”，曲柄回轉(zhuǎn)中心可在過(guò)搖桿活動(dòng)鉸鏈、垂直于搖桿鉛垂位置的直線上適當(dāng)選取，以改善機(jī)構(gòu)在下沖頭極限位置附近的傳力

40、性能。根據(jù)搖桿的三個(gè)極限位置（±2度和另一極限位置）。設(shè)定與之對(duì)應(yīng)的曲柄的三個(gè)位置，其中兩個(gè)對(duì)應(yīng)于搖桿的兩個(gè)極限位置，曲柄應(yīng)在與連桿共線的位置，曲柄另一個(gè)位置可根據(jù)保壓時(shí)間來(lái)設(shè)定，因此可根據(jù)兩連桿的三組對(duì)應(yīng)位置來(lái)設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)完成后，應(yīng)檢查曲柄存在條件，若不滿足要求，則 從新選擇曲柄回轉(zhuǎn)中心，也可以在選擇曲柄回轉(zhuǎn)中心以后，根據(jù)搖桿兩位置時(shí)和連桿共線的條件，確定連桿和曲柄長(zhǎng)度，在檢查搖桿在鉛垂位置±2度時(shí)，注意曲柄對(duì)

41、應(yīng)轉(zhuǎn)角是否滿足保壓時(shí)間要求。曲柄回轉(zhuǎn)中心距搖桿鉛垂位置愈遠(yuǎn)，機(jī)構(gòu)行程速比系數(shù)愈小，沖頭在下極限位置附近的位移變化愈小，但機(jī)構(gòu)尺寸大。</p><p>　　由上述分析可知，壓片機(jī)機(jī)構(gòu)有三個(gè)分支：一為實(shí)現(xiàn)上沖頭運(yùn)動(dòng)的主加壓機(jī)構(gòu)；二為實(shí)現(xiàn)下沖頭運(yùn)動(dòng)的輔助加壓機(jī)構(gòu)；三是實(shí)現(xiàn)料篩運(yùn)動(dòng)的上、下料機(jī)構(gòu)。此外，當(dāng)各機(jī)構(gòu)按運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖確定的相位關(guān)系安裝以后，應(yīng)能作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，故在機(jī)構(gòu)之間還需設(shè)置能調(diào)整相位的環(huán)節(jié) (也可能是機(jī)構(gòu))。要

42、完成上述幾種機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，對(duì)課程設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，工作量太大，因此，這里也只就其中的一個(gè)機(jī)構(gòu)——主加壓機(jī)構(gòu)敘述其設(shè)計(jì)過(guò)程。</p><p>　　實(shí)現(xiàn)上沖頭運(yùn)動(dòng)的主加壓機(jī)構(gòu)應(yīng)有下述幾種基本運(yùn)動(dòng)功能：</p><p>　?、?上沖頭要完成每分鐘10次往復(fù)移動(dòng)運(yùn)動(dòng)，所以機(jī)構(gòu)的主動(dòng)構(gòu)件轉(zhuǎn)速應(yīng)為10 r¤min，若以電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)力，則主加壓機(jī)構(gòu)應(yīng)有運(yùn)動(dòng)縮小的功能；</p><p

43、>　　② 因上沖頭是往復(fù)運(yùn)動(dòng)，故機(jī)構(gòu)要有運(yùn)動(dòng)交替的功能；</p><p>　?、?原動(dòng)機(jī)的輸出運(yùn)動(dòng)是轉(zhuǎn)動(dòng)，上沖頭是直移運(yùn)動(dòng)，所以機(jī)構(gòu)要有運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的功能；</p><p>　?、?因有保壓階段，所以機(jī)構(gòu)上沖頭在下移行程末端有較長(zhǎng)的停歇或近似停歇的功能；</p><p>　?、?因沖頭壓力較大，所以希望機(jī)構(gòu)具有增力的功能，以增大有效作用力，減小原動(dòng)機(jī)的功率。<

44、;/p><p><b>　　圖6：上沖頭</b></p><p>　　極位夾角=，==1.18，</p><p>　　==,=,2×-2××cos=100</p><p><b>　　=170.7</b></p><p><b>　　=&#

45、215;=241.42</b></p><p>　　=÷cos-=95.67</p><p>　　+ ≤+ ，滿足周轉(zhuǎn)副條件</p><p>　　3.2下沖頭加壓機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　下沖頭機(jī)構(gòu)和料篩機(jī)構(gòu)，也可照上述方法選定方案，由于上沖頭在下移行程的末端還有停歇和增力的附加要求，所以對(duì)方案要再作增改。</

46、p><p>　　要使機(jī)構(gòu)從動(dòng)件(執(zhí)行構(gòu)件)在行程末端停歇，即運(yùn)動(dòng)速度為零，大致有下述幾種方法：</p><p>　　①  使機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)副或運(yùn)動(dòng)鏈暫時(shí)脫離，這可采用基本機(jī)構(gòu)的變異機(jī)構(gòu)，如槽輪機(jī)構(gòu)(圖2-13 b)。也可采用換向機(jī)構(gòu)或離合器（圖2-13 c），當(dāng)換向輪處于中間位置時(shí)，從動(dòng)件A、B— 螺桿停歇。</p><p>　?、?如圖2-12中方案一

47、、三用轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪推動(dòng)從動(dòng)件，則與從動(dòng)件行程末端相應(yīng)的凸輪廓線用同心圓弧廓線時(shí)，從動(dòng)件在行程末端停歇。曲線導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) (圖2-13 a) 也有同樣的作用。</p><p>　　③ 在機(jī)構(gòu)串聯(lián)組合時(shí)，使兩機(jī)構(gòu)的從動(dòng)件均在速度零位時(shí)串接。因?yàn)樗俣攘阄桓浇乃俣纫话阋草^小，這就使得串聯(lián)組合機(jī)構(gòu)輸出構(gòu)件的速度在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)接近為零。如圖7方案四所示。</p><p>　　④ 用其它方式組合機(jī)構(gòu)。如用軌

48、跡點(diǎn)串聯(lián)時(shí)，當(dāng)軌跡點(diǎn)在直線段或圓弧段上運(yùn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件停歇。并聯(lián)組合時(shí)，將兩個(gè)輸入構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相加，可使輸出構(gòu)件的速度在預(yù)定區(qū)域接近于零。</p><p>　　下沖頭機(jī)構(gòu)和料篩機(jī)構(gòu)，也可照上述方法選定方案，不再詳述。前者因位移不大，運(yùn)動(dòng)規(guī)律復(fù)雜，可考慮用凸輪機(jī)構(gòu)；后者因要完成振動(dòng)動(dòng)作，所以可用凸輪機(jī)構(gòu)完成小振動(dòng)動(dòng)作，用串聯(lián)的連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換和放大。</p><p><b>　

49、　3.3 凸輪設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　機(jī)構(gòu)循環(huán)要求</b></p><p>　　表3：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)要求</p><p>　?、佼?dāng)推桿2推程時(shí)，凸輪2為高速輕載，查表有，應(yīng)該選用正弦加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律， （0＜φ＜150）</p><p><b>　?、诋?dāng)推桿2遠(yuǎn)休時(shí)：</b>

50、</p><p>　　S2=192.2mm （150＜φ＜180）</p><p>　　③當(dāng)推桿2回程時(shí)，凸輪2為低速重載，查表9-1，應(yīng)該選用余弦加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，（180＜φ＜330）</p><p><b>　　④當(dāng)推桿2近休時(shí)：</b></p><p>　　S4=0 （330＜φ＜360）</

51、p><p>　　正余弦加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律如下圖所示：</p><p>　　圖7 ：余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律 圖8： 正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律</p><p>　　凸輪設(shè)計(jì)圖如下所示：</p><p><b>　　圖9.凸輪輪廓曲線</b></p><p>　　3.4料篩構(gòu)件的設(shè)計(jì)</p>

52、;<p><b>　　圖10：料篩</b></p><p>　　+-cos-cos=50</p><p><b>　　tan=</b></p><p><b>　　=、=</b></p><p>　　聯(lián)立可解得：=49.63、=85.97</p>

53、<p><b>　　圖11</b></p><p><b>　　==69.28</b></p><p><b>　　==49.57</b></p><p>　　其中，，以上單位均是毫米（mm)。</p><p>　　3.5方案整體尺寸設(shè)計(jì)</p><

54、;p>　　方案是由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)串聯(lián)而成的組合機(jī)構(gòu)，屬構(gòu)件固接式串聯(lián)組合。今將第一個(gè)機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件 (在速度為零的位置) 和第二個(gè)機(jī)構(gòu)的輸入構(gòu)件 (在其輸出構(gòu)件速度接近為零時(shí)的位置) 固接起來(lái)，即機(jī)構(gòu)串聯(lián)起來(lái)，那么，在這個(gè)位置附近（一段較長(zhǎng)時(shí)間）組合機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件將近似停歇。其原理說(shuō)明如下：</p><p>　　假設(shè)已知曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律s-j2， b所示為該機(jī)構(gòu)正處于滑塊速度接近于零的位置

55、；曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律y1-j1如圖c實(shí)線所示，而圖d所示為該機(jī)構(gòu)搖桿OA¢A¢正處于速度為零的位置。若將圖b、d所示的兩個(gè)機(jī)構(gòu)就在圖示位置串聯(lián)，則串聯(lián)以后構(gòu)件OAA和OA¢A¢成為一個(gè)構(gòu)件 (圖e)，因此，第一個(gè)機(jī)構(gòu)中的jl和第二個(gè)機(jī)構(gòu)中的j2有如下關(guān)系</p><p>　　式中j0為一常數(shù)，所以若將圖c的坐標(biāo)j1用j2表示，則相當(dāng)于曲線平移了一個(gè)距離j0 (如虛線所示

56、)。當(dāng)s-j2和y1-j2如圖a、c所示安排時(shí)，則沿圖中箭頭所示定向從 得 ，由 得s¢，而從 、 得到y(tǒng)1-s曲線上的一點(diǎn)，依此可得出一條y1-s曲線。從圖a、c的局部放大圖f中可知，在y1由b-c-0-a的區(qū)域內(nèi)(轉(zhuǎn)角約70°)，滑塊的位移s約在接近零的一個(gè)很小的范圍 (約0.37 mm) 內(nèi)運(yùn)動(dòng)，依靠運(yùn)動(dòng)副的間隙，可近似認(rèn)為這時(shí)滑塊是停歇的。</p><p>　　由此看來(lái)，若使s-j2曲

57、線上s為零的附近的一段曲線變化比較平緩，y1-j1曲線在y1的最小值附近的曲線也比較平緩的話，滑塊近似停歇所占的y1角就比較大；又為了使構(gòu)件A¢B¢受的力小些，同時(shí)也使機(jī)構(gòu)能得到比較合理的布置，可將曲柄搖桿機(jī)構(gòu)OA¢A¢B¢OB¢整個(gè)繞 逆時(shí)針向轉(zhuǎn)一個(gè)角度j0，如圖g所示，這并不影響機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能，反而改善了構(gòu)件 的受力條件。</p><p>　　根據(jù)上

58、述分析，該機(jī)構(gòu)可按如下步驟設(shè)計(jì)：</p><p>　　(1) 確定曲柄滑塊機(jī)構(gòu)尺寸。根據(jù)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)特性(圖a)，l＝l／r愈小，在s ＝ 0處的位移變化愈大，所以應(yīng)選較大的l； 但 l 愈大，從s = 0到90~100 mm的位移所需曲柄的轉(zhuǎn)角q也愈大；又因?yàn)榍桥c曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中的搖桿串聯(lián)的，而搖桿的轉(zhuǎn)角應(yīng)小于180°，且希望取小一些為好。所以，應(yīng)取一個(gè)合適的曲柄長(zhǎng)度和 l 值，滿足滑塊有90~l0

59、0 mm的行程而曲柄轉(zhuǎn)角則在60°左右，同時(shí)在j2 ＝178°~182°的范圍內(nèi)滑塊位移不大于0.4 mm或更小 (可近似看作滑塊停歇)。如圖所示。</p><p>　　(2) 確定曲柄搖桿機(jī)構(gòu)尺寸。在壓片位置，機(jī)構(gòu)應(yīng)有較好的傳動(dòng)角。所以，當(dāng)搖桿在OAA位置時(shí)，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的連桿AB¢與OAA的夾角應(yīng)接近90°。此時(shí)，OB¢若選在AB¢的延長(zhǎng)線

60、上，則AB¢受力最小。故在此線上選一適當(dāng)位置作OB¢。具體選定OB¢的位置時(shí)，可再考慮急回特性的要求，或搖桿速度接近零的區(qū)域中位移變化比較平緩的要求。它與機(jī)構(gòu)尺寸的大致關(guān)系是：行程速度變化系數(shù)K或q1愈大，在位置A時(shí)的位移變化較大 (圖b )，所以O(shè)B¢距點(diǎn)A遠(yuǎn)一些好，但又受到機(jī)構(gòu)尺寸和急回特性的限制，不能取得太遠(yuǎn)。選定OB¢以后，可定出與OAA兩個(gè)位移j3、j4（或I、II、III三個(gè)

61、位置）對(duì)應(yīng)的OB¢B¢的兩個(gè)位移y3、y4（或I、II、III三個(gè)位置）。按上述命題設(shè)計(jì)出曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的尺度，角j0為兩機(jī)構(gòu)串聯(lián)的相位角。設(shè)計(jì)結(jié)果如圖11所示。其后，再對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，可得到機(jī)構(gòu)正確的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。最后，再回到運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖上，檢查它與其它執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)有否干涉的情況出現(xiàn)。必要時(shí)可修正運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。</p><p>　　圖8： 設(shè)計(jì)尺寸尺寸圖</p>&l

62、t;p><b>　　4、小結(jié)</b></p><p>　　此設(shè)計(jì)將曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)串聯(lián)，則可得到比較好的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，尺寸也不致過(guò)大。又因?yàn)樗侨透睓C(jī)構(gòu)，宜用于低速、重載的場(chǎng)合。方案的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，所以是比較適宜的。</p><p>　　至于下沖頭機(jī)構(gòu)和料篩機(jī)構(gòu)，也可照上述方法選定方案，不再詳述。前者因位移不大，運(yùn)動(dòng)規(guī)律復(fù)雜，可考慮用凸輪機(jī)構(gòu)；后者因要完成振

63、動(dòng)動(dòng)作，所以可用凸輪機(jī)構(gòu)完成小振動(dòng)動(dòng)作，用串聯(lián)的連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換和放大。</p><p>　　同時(shí)可以對(duì)機(jī)構(gòu)的有關(guān)尺寸進(jìn)行改進(jìn)，這便于節(jié)省成本，尤其是各個(gè)桿件以及凸輪的設(shè)計(jì)尺寸都相對(duì)較大，也可以將帶傳動(dòng)改為齒輪傳動(dòng)提高傳動(dòng)效率和強(qiáng)度。</p><p><b>　　5、致謝</b></p><p>　　在這次課程設(shè)計(jì)的撰寫過(guò)程中，我從中學(xué)習(xí)到

64、很多東西，對(duì)于以往所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行了一次綜合運(yùn)用，讓我對(duì)以往的知識(shí)進(jìn)行了鞏固。在此也十分感謝張老師之前對(duì)我們仔細(xì)指導(dǎo)。同時(shí)我還要感謝在我設(shè)計(jì)期間給我極大關(guān)心和支持的同學(xué)和朋友。老師一絲不茍的指導(dǎo)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時(shí)三載，卻給以終生受益無(wú)窮之道。這次設(shè)計(jì)是一次再系統(tǒng)學(xué)習(xí)的過(guò)程，也是自己開拓創(chuàng)新的好機(jī)會(huì)</p><p><b>　　6、參考文獻(xiàn)</b>

65、;</p><p>　　[1] 孫恒，陳作模。機(jī)械原理（第六版）。北京：高等教育出版社，2001.5</p><p>　　[2] 李 笑 劉福利 陳 明。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書。哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004.7</p><p>　　[3] 牛鳴歧 王保民 王振甫。 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊(cè). 重慶：重慶大學(xué)出版社，2001</p><p&g