機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)---干粉壓片機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、<p>　　課程名稱(chēng)：干粉壓片機(jī)的機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)題目：干粉壓片機(jī)</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　干粉壓片機(jī)裝配精度高，材質(zhì)優(yōu)良耐磨損，穩(wěn)定可靠，被公認(rèn)為全國(guó)受歡迎產(chǎn)品。特別是現(xiàn)在的小型干粉壓片機(jī)，市場(chǎng)前景很好。很多小型企業(yè)不可能花高價(jià)去買(mǎi)大型的，而且得不嘗試，所以小型壓片機(jī)更少

2、中小型企業(yè)青睞。例如蚊香廠、魚(yú)藥飼料廠、消毒劑廠、催化劑廠都相繼使用。本機(jī)還可改為異形沖模壓片。由于該機(jī)型相對(duì)于其他機(jī)型壓力較大，壓片速度適中，因而受到生產(chǎn)奶片、鈣片、工業(yè)、電子異形片的廠家歡迎。相信本廠品會(huì)給您帶來(lái)良好的企業(yè)效應(yīng)。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一. 設(shè)計(jì)題目 ……………………………………………………………… 5&

3、lt;/p><p>　　1.工作原理以及工藝過(guò)程 …………………………………………… 5</p><p>　　2.原始數(shù)據(jù)以及設(shè)計(jì)要求 …………………………………………… 5</p><p>　　二. 設(shè)計(jì)題目的分析 ……………………………………………………… 5</p><p>　　1. 總功能分析 ……………………………………………

4、…………… 5</p><p>　　2. 總功能分解 ………………………………………………………… 5</p><p>　　3. 功能元求解 ………………………………………………………… 6</p><p>　　4. 運(yùn)動(dòng)方案確定 ……………………………………………………… 7</p><p>　　5. 方案的評(píng)價(jià) ………………………

5、………………………………… 9</p><p>　　6. 運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 ………………………………………………………… 10</p><p>　　7. 尺度計(jì)算 …………………………………………………………… 11</p><p>　　8.下沖頭對(duì)心直動(dòng)滾子推桿盤(pán)形凸輪機(jī)……………………………… 13</p><p>　　9.下沖頭對(duì)心

6、直動(dòng)滾子推桿盤(pán)形凸輪機(jī)的位移曲線(xiàn)………………… 13</p><p>　　三. 干粉壓片機(jī)各部件名稱(chēng)以及動(dòng)作說(shuō)明 ……………………………… 14</p><p>　　四. 參考書(shū)目 ……………………………………………………………… 14</p><p>　　五. 新得體會(huì) ……………………………………………………………… 14</p><

7、;p><b>　　一、設(shè) 計(jì) 題 目</b></p><p><b>　　干粉壓片機(jī)</b></p><p>　　1.1、 工作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程</p><p>　　干粉壓片機(jī)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(jī)器的整個(gè)工

8、作過(guò)程（送料、壓 形脫離）均自動(dòng)完成。該機(jī)器可以壓制陶瓷圓形片坯、藥劑（片）等。</p><p>　　其工藝動(dòng)作的分解如圖1—1</p><p>　　圖1—1 工藝動(dòng)作分解</p><p>　?。?1 ） 料篩在模具型腔上方往復(fù)振動(dòng)，將干粉料篩入直徑為 26mm 、深度為 30m m的筒形型腔，然后向左退出 45 mm 。</p><p>　

9、?。?2 ） 下沖頭下沉 4mm ，以防上沖頭進(jìn)入型腔時(shí)把粉料撲出。</p><p>　?。?3 ） 上沖頭進(jìn)入型腔 4mm 。</p><p>　?。?4 ） 上、下沖頭同時(shí)加壓，各移動(dòng) 12mm ，將產(chǎn)生壓力，要求保壓一定時(shí)間，保壓時(shí)約占整個(gè)循環(huán)時(shí)間的 1/10 。</p><p>　?。?5 ） 上沖頭退回，下沖頭隨后以稍慢速度向上運(yùn)動(dòng)，頂出壓好的片坯。<

10、;/p><p>　　（ 6 ） 為避免干涉，待上沖頭向上移動(dòng) 90mm 后，料篩向右運(yùn)動(dòng)推走片坯，接著料篩往復(fù)振動(dòng)，繼續(xù)下一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)。</p><p>　　1.2、 設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求</p><p>　　(1) 精壓成形制品生產(chǎn)率為每分鐘 24 件；</p><p>　　(2) 行程速比系數(shù) K=1.2</p><p&

11、gt;　　(3) 被壓工件的外形是直徑為 26 mm ，厚度為 5mm 的圓形片坯</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)題目分析</b></p><p><b>　　2.1、總功能分析</b></p><p>　　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(jìn)行分析：<

12、;/p><p>　　由黑箱法分析可得到：為了達(dá)到高效、方便的目的，采用機(jī)械自動(dòng)加工的方法比較好，因此本題采用了自動(dòng)加工的方法壓制片坯。</p><p><b>　　2.2、總功能分解</b></p><p>　　該干粉壓片機(jī)通過(guò)一定的機(jī)械能把原料（干粉）壓制成成品，其功能分解如圖2—1</p><p>　　圖2—1 總功能分

13、解</p><p>　　設(shè)計(jì)干粉壓片機(jī)，其總功能可以分解成以下幾個(gè)工藝動(dòng)作：</p><p>　　(1) 送料機(jī)構(gòu)：為 間歇直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) , 這一動(dòng)作可以通過(guò)凸輪上升段完成</p><p>　　(2) 篩料：要求篩子往復(fù)震動(dòng)</p><p>　　(3) 推出片坯：下沖頭上升推出成型的片坯</p><p>　　(4)

14、 送成品：通過(guò)凸輪推動(dòng)篩子來(lái)將成型的片坯擠到滑道</p><p>　　(5) 上沖頭往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，最好實(shí)行快速返回等特性。</p><p>　　(6) 下沖頭間歇直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　例如下表所示的樹(shù)狀功能圖：</p><p>　　圖2—2樹(shù)狀功能分解</p><p>　　2.3、根據(jù)功能的要求，進(jìn)行功能

15、元求解</p><p>　　干粉壓片機(jī)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖如下：</p><p>　　圖2—3運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能</p><p>　　干粉壓片機(jī)運(yùn)動(dòng)方案選擇矩陣如圖2—4 運(yùn)動(dòng)方案</p><p><b>　　圖2—4 運(yùn)動(dòng)方案</b></p><p>　　由上表所列矩陣可知，可能的運(yùn)動(dòng)方案數(shù)目為N=4*4*

16、4*3*3=576種。</p><p>　　從此方案中剔除明顯不合理的，在進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)：是否滿(mǎn)足運(yùn)動(dòng)要求；是否滿(mǎn)足載要求；運(yùn)動(dòng)精度；制造工藝；安全性；是否滿(mǎn)足動(dòng)力源、生產(chǎn)條件等限制。</p><p>　　根據(jù)題目要求，功能元減速A而言，帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲小，能緩和沖擊， 有過(guò)載保護(hù)作用，安裝維修要求不高成本底。齒輪傳動(dòng)工作可靠，效率高，易制造和精確加工。 故可選用帶傳動(dòng)或蝸桿傳

17、動(dòng)。</p><p>　　減速B ：齒輪或蝸桿傳動(dòng)能滿(mǎn)足定速比傳動(dòng)要求，且精度較高。應(yīng)用范圍廣，承載能力大的優(yōu)點(diǎn)，故選齒輪或蝸桿傳動(dòng)。</p><p>　　對(duì)于上沖頭運(yùn)動(dòng)C ，要實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線(xiàn)移動(dòng)，還有考慮急回特性。因此選曲柄滑塊或搖桿機(jī)構(gòu) 。</p><p>　　送料機(jī)構(gòu)D主要作用是將胚料送到加工位置，且能實(shí)現(xiàn)間歇要求，對(duì)承載能力要求低，故采用凸輪或蝸桿機(jī)構(gòu)。<

18、;/p><p>　　下沖頭運(yùn)動(dòng)E雖然需要較高的承載能力，但下沖頭中可以加兩個(gè)擋板來(lái)增加其承載能力，且 要實(shí)現(xiàn)間歇要求，可靠性好，故采用凸輪機(jī)構(gòu)完成下沖頭的動(dòng)作。</p><p>　　綜上所述，可初步確定兩個(gè)方案， 如表中實(shí)線(xiàn)、虛線(xiàn)所示的方案</p><p>　　方案1 ： A3+B4+C3+D1+E2</p><p>　　方案2 ： A1+B3+

19、C4+D2+E2</p><p>　　2.4、運(yùn)動(dòng)方案的確定</p><p><b>　　方案示意圖如下：</b></p><p><b>　　圖2—5 方案一</b></p><p><b>　　圖2—6 方案二</b></p><p><b&g

20、t;　　2.5、方案評(píng)價(jià)</b></p><p>　　機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的擬訂和設(shè)計(jì)，最終要求通過(guò)分析比較以提供最優(yōu)的方案。一個(gè)方案的優(yōu)劣通</p><p>　　過(guò)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)來(lái)確定。</p><p>　　下面用機(jī)械選型的評(píng)價(jià)體系，它可用視圖的方法來(lái)表示：</p><p>　　根據(jù)個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)相互關(guān)系，建立評(píng)價(jià)模型為：H=U1*U2*U3

21、*U4*U5</p><p>　　在式中U1=S1+S2 U2=S3+S4+S5+S6</p><p>　　U3=S7+S8+S9+S10 U4=S11+S12+S13+S14 U5=S15+S16+S17 </p><p>　　上述表達(dá)式表示 U1 、 U2 、 U3 、 U4 、 U5 各指標(biāo)之間采用了乘法原則，而它們之間用了加法原則。&l

22、t;/p><p>　　根據(jù)題目要求，功能元比較如 表 —1 ：方案中機(jī)構(gòu)的性能、特點(diǎn)、評(píng)價(jià)</p><p><b>　　表 —1</b></p><p>　　表示上述兩個(gè)機(jī)構(gòu)方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、評(píng)價(jià)值及計(jì)算結(jié)果。表中，所以的指標(biāo)值分為 5 個(gè)等 級(jí) ：“ 很好 ” 、 “ 好 ” 、 “ 較好 ” 、 “ 不太好 ” 、 “ 不好 ” ，分別用 1

23、 、 0.75 、 0.5 、 0.25 、 0 表示。如表—2：</p><p><b>　　表—2</b></p><p>　　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。 </p><p><b>　　2.6、運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖</b></p><p>　　從上述工

24、藝過(guò)程可以看出，由主動(dòng)件到執(zhí)行件有三支機(jī)構(gòu)系統(tǒng)順序動(dòng)作，畫(huà)出 運(yùn)</p><p>　　動(dòng)傳遞框圖如下圖2—7</p><p><b>　　圖2—7 循環(huán)圖</b></p><p>　　從整個(gè)機(jī)器的角度上看，它是一種時(shí)序式組合機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，所以要擬訂運(yùn)動(dòng)循環(huán) 圖 。以該主動(dòng)件的轉(zhuǎn)角為橫坐標(biāo)（ 0~360 ），以機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件的位移為縱坐標(biāo)畫(huà)出位移曲線(xiàn)。

25、運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖上的位移曲線(xiàn)主要著眼于運(yùn)動(dòng)的起迄位置，而不是其精確的運(yùn)動(dòng)規(guī) 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 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(dá)臺(tái)面下 4mm 處時(shí)，下沖頭開(kāi)始上升，對(duì)粉料兩面加壓，這時(shí)，上、下沖頭各移動(dòng) 12mm （如圖中 ④ ），然后兩沖頭停歇保壓（如圖中 ⑤ ），保壓時(shí) 間約 0.2s ，即相當(dāng)于主動(dòng)件轉(zhuǎn)

26、36 度左右。以后，上沖頭先開(kāi)始退出，下沖頭稍后并稍慢地身上移動(dòng)到和臺(tái)面平齊，頂出成形片坯（ 如圖中 ⑥ ） 。下沖頭停歇待卸片坯時(shí)，料篩已推進(jìn)到形腔上方推卸片坯（ 如圖中 ⑦ ） 。然后，下沖頭下移 24cm 的同時(shí)，料 篩振動(dòng)使篩中粉料篩入形腔（ 如圖中 ⑧ ） 而進(jìn)入下一循環(huán)。</p><p><b>　　2.7、尺度計(jì)算</b></p><p><b&g

27、t;　　A. 上沖頭</b></p><p><b>　　B. 下沖頭</b></p><p>　　C. 對(duì)心直動(dòng)滾子推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)</p><p><b>　　D. 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　　E 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)</b></p>

28、<p><b>　　F. 蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　　G. 蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　　H.料篩</b></p><p><b>　　I.圓錐齒輪</b></p><p><b>　　J.

29、圓錐齒輪</b></p><p>　　K.L 傳動(dòng)齒輪M.傳動(dòng)齒輪N.傳動(dòng)蝸桿O.電動(dòng)機(jī)</p><p>　　圖2—8 方案說(shuō)明圖</p><p>　　執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸計(jì)算</p><p>　　根據(jù)選定的驅(qū)動(dòng)電機(jī) ( 在圖中沒(méi)畫(huà)出 ) 的轉(zhuǎn)速 n=940r/min 和 生產(chǎn)率為 24 件 / 分鐘， 它傳動(dòng)系統(tǒng)的總速比為： I=9

30、40/24 =39.2 k=1.2</p><p>　　θ=180°*( k-1)/(k+1)=180°*(1.2-1)/(1.2+1)=16.4°</p><p>　　以下壓力角和模數(shù)均取標(biāo)準(zhǔn)值 α =20 m=5</p><p>　　第一級(jí)皮帶減速 I= 4 z1=17 z2= 68</p><p>

31、;　　第二級(jí)齒輪減速 I= 9.8 z1=17 z2= 167</p><p>　　已知如圖：n1=n1′=n1〞=24 r/min ； n5 =n6=24 r/min</p><p>　　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&

32、lt;/p><p>　　N 3 ’ =n 4 z 4 /z 3 ’ =318r/min=n 3</p><p>　　取 z 5 =20 z 3 =17 z 2’ =30 則 z 1’’ =n 5 z 5 /n 1’’ =265 ；d=mz=1325mm</p><p>　　δ3=arctan17/30=29.5°δ2’ =90°-29.5°

33、=60.5°</p><p>　　n2’ =n2=n3 =z3/z2’ =318*17/30=184r/min</p><p>　　取 z 2 =15 則 z 1 =115, δ1 =arctan15/115=7.43° δ2 =90° -7.43° =82.57°</p><p>　　綜合以上計(jì)算可得定軸輪系傳動(dòng)

34、7 個(gè)齒輪設(shè)計(jì)如表—3：</p><p><b>　　表—3</b></p><p>　　2.8、下沖頭對(duì)心直動(dòng)滾子推桿盤(pán)形凸輪機(jī)</p><p><b>　　圖2—9 凸輪機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　2.9、下沖頭對(duì)心直動(dòng)滾子推桿盤(pán)形凸輪機(jī)的位移曲線(xiàn)</p><p>

35、　　圖2—10 位移曲線(xiàn)</p><p>　　三、干粉壓片機(jī)動(dòng)作說(shuō)明</p><p>　　各級(jí)傳動(dòng)都為齒輪或蝸輪蝸桿傳動(dòng)，傳動(dòng)精度高，運(yùn)動(dòng)可靠；上沖頭由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)精度高，移動(dòng)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(dòng)，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(shí)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(shí)間內(nèi)

36、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(gè)循環(huán)周期。由于要求每分鐘制成成品 24 件。所以要求 C 、 D 、 E 轉(zhuǎn)速同步，且轉(zhuǎn)速均為 24r/min 。</p><p><b>　　四、參考書(shū)目</b></p><p>　?。?1 ）孫桓、 陳作模主編 《機(jī)械原理》高等教育出版社， 2000</p><p

37、>　?。?2 ）朱保利、吳暉等編 《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》 南昌航空工業(yè)學(xué)院出版</p><p>　?。?3 ）孟憲源、姜琪主編 《機(jī)構(gòu)構(gòu)型與應(yīng)用》 機(jī)械工業(yè)出版社， 2004</p><p>　?。?4 ） 侯珍秀主編 《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2000</p><p>　?。?5 ）黃繼昌、徐巧魚(yú)等編 《實(shí)用機(jī)械機(jī)構(gòu)圖冊(cè)》 人民郵電出版社

38、， 1996</p><p><b>　　五、心得體會(huì)</b></p><p>　　這是我們步入大學(xué)之后的第一次做課程設(shè)計(jì)，但在xx老師的指導(dǎo)和同學(xué)的互相幫助下還是按時(shí)完成了設(shè)計(jì)。這次設(shè)計(jì)讓我體會(huì)很深，也學(xué)到了很多新東西。 </p><p>　　在這次課程設(shè)計(jì)中，充分利用了所學(xué)的機(jī)械原理知識(shí)，根據(jù)使用要求和功能分析，選用組合成機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案，

39、從而設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 組合成機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案，制造方便，性能優(yōu)良，工作可靠的機(jī)械系統(tǒng)。 </p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)，不僅讓我們把自己所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活中去， 設(shè)計(jì)一些對(duì)社會(huì)有用的機(jī)構(gòu)，也讓我們深刻體會(huì)到團(tuán)體合作的重要性，因?yàn)樵谝院蟮膶W(xué)習(xí)和工作中，但靠我們自己個(gè)人的力量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，積聚大家的智慧，才能創(chuàng)造出令人滿(mǎn)意的產(chǎn)品來(lái)。</p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)在xx老師的指導(dǎo)下