15噸壓片機課程設計說明書

1、<p>　　機械原理課程設計說明書</p><p>　　設計題目 15噸壓片機設機 </p><p>　　機械設計制造及其制動化 專業(yè) 一班</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一. 設計題目 ……………………………………

2、………………………… 3</p><p>　　1.工作原理以及工藝過程 …………………………………………… 3</p><p>　　2.原始數(shù)據(jù)以及設計要求 …………………………………………… 3</p><p>　　二. 設計題目的分析 ……………………………………………………… 3</p><p>　　1. 總功能分析 ………

3、………………………………………………… 3</p><p>　　2. 總功能分解 ………………………………………………………… 3</p><p>　　3. 功能元求解 ………………………………………………………… 4</p><p>　　4. 運動方案確定 ……………………………………………………… 6</p><p>　　5. 方

4、案的評價 ………………………………………………………… 7</p><p>　　6. 運動循環(huán)圖 ………………………………………………………… 8</p><p>　　7. 尺度計算 …………………………………………………………… 9</p><p>　　8.下沖頭對心直動滾子推桿盤形凸輪機……………………………… 11</p><p&

5、gt;　　9.下沖頭對心直動滾子推桿盤形凸輪機的位移曲線………………… 11</p><p>　　三. 干粉壓片機各部件名稱以及動作說明 ……………………………… 12</p><p>　　四. 參考書目 ……………………………………………………………… 12</p><p>　　五. 新得體會 ……………………………………………………………… 12<

6、/p><p><b>　　一、設 計 題 目</b></p><p><b>　　壓片機</b></p><p>　　1.1、 工作原理及工藝動作過程</p><p>　　壓片機的功用是將不加粘結劑的干粉料（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

7、。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。</p><p>　　其工藝動作的分解如圖1—1</p><p>　　圖1—1 工藝動作分解</p><p>　?。?1 ） 料篩在模具型腔上方往復振動，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><

8、;p>　?。?2 ） 下沖頭下沉 4mm ，以防上沖頭進入型腔時把粉料撲出。</p><p>　　（ 3 ） 上沖頭進入型腔 4mm 。</p><p>　?。?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 。</p><p>　　（ 5 ） 上沖頭退回，下沖頭隨后以稍慢速度向上運動，頂出壓好

9、的片坯。</p><p>　　（ 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，接著料篩往復振動，繼續(xù)下一個運動循環(huán)。</p><p>　　1.2、 設計原始數(shù)據(jù)及設計要求</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>

10、<p>　　(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、設計題目分析</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

11、行分析：</p><p>　　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。</p><p><b>　　2.2、總功能分解</b></p><p>　　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</p><p>　　圖2

12、—1 總功能分解</p><p>　　設計干粉壓片機，其總功能可以分解成以下幾個工藝動作：</p><p>　　(1) 送料機構：為 間歇直線運動 , 這一動作可以通過凸輪上升段完成</p><p>　　(2) 篩料：要求篩子往復震動</p><p>　　(3) 推出片坯：下沖頭上升推出成型的片坯</p><p>

13、;　　(4) 送成品：通過凸輪推動篩子來將成型的片坯擠到滑道</p><p>　　(5) 上沖頭往復直線運動，最好實行快速返回等特性。</p><p>　　(6) 下沖頭間歇直線運動。</p><p>　　例如下表所示的樹狀功能圖：</p><p>　　圖2—2樹狀功能分解</p><p>　　2.3、根據(jù)功能的

14、要求，進行功能元求解</p><p>　　干粉壓片機運動轉換功能圖如下：</p><p>　　圖2—3運動轉換功能</p><p>　　干粉壓片機運動方案選擇矩陣如圖2—4 運動方案</p><p><b>　　圖2—4 運動方案</b></p><p>　　由上表所列矩陣可知，可能的運動方案數(shù)目

15、為N=4*4*4*3*3=576種。</p><p>　　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。</p><p>　　根據(jù)題目要求，功能元減速A而言，帶傳動結構簡單，運轉平穩(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

16、帶傳動或蝸桿傳動。</p><p>　　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。應用范圍廣，承載能力大的優(yōu)點，故選齒輪或蝸桿傳動。</p><p>　　對于上沖頭運動C ，要實現(xiàn)往復直線移動，還有考慮急回特性。因此選曲柄滑塊或搖桿機構 。</p><p>　　送料機構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

17、桿機構。</p><p>　　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，故采用凸輪機構完成下沖頭的動作。</p><p>　　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</p><p>　　方案1 ： A3+B4+C3+D1+E2</p><p>　　方案2 ：

18、 A1+B3+C4+D2+E2</p><p>　　2.4、運動方案的確定</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>

19、<b>　　2.5、方案評價</b></p><p>　　機械運動方案的擬訂和設計，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</p><p>　　過系統(tǒng)綜合評價來確定。</p><p>　　下面用機械選型的評價體系，它可用視圖的方法來表示：</p><p>　　根據(jù)個評價指標相互關系，建立評價模型為：H=U

20、1*U2*U3*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

21、加法原則。</p><p>　　根據(jù)題目要求，功能元比較如 表 —1 ：方案中機構的性能、特點、評價</p><p><b>　　表 —1</b></p><p>　　表示上述兩個機構方案的評價指標體系、評價值及計算結果。表中，所以的指標值分為 5 個等 級 ：“ 很好 ” 、 “ 好 ” 、 “ 較好 ” 、 “ 不太好 ” 、 “ 不好 ”

22、 ，分別用 1 、 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、運動循環(huán)圖</b></p><p>

23、;　　從上述工藝過程可以看出，由主動件到執(zhí)行件有三支機構系統(tǒng)順序動作，畫出 運</p><p>　　動傳遞框圖如下圖2—7</p><p><b>　　圖2—7 循環(huán)圖</b></p><p>　　從整個機器的角度上看，它是一種時序式組合機構系統(tǒng)，所以要擬訂運動循環(huán) 圖 。以該主動件的轉角為橫坐標（ 0~360 ），以機構執(zhí)行構件的位移為縱坐標

24、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) 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

25、當于主動件轉 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 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)。</p><p><b>　　2.7、尺度計算</b></p><p>

26、<b>　　A. 上沖頭</b></p><p><b>　　B. 下沖頭</b></p><p>　　C. 對心直動滾子推桿盤形凸輪機構</p><p><b>　　D. 曲柄滑塊機構</b></p><p><b>　　E 曲柄滑塊機構</b><

27、/p><p><b>　　F. 蝸輪蝸桿機構</b></p><p><b>　　G. 蝸輪蝸桿機構</b></p><p><b>　　H.料篩</b></p><p><b>　　I.圓錐齒輪</b></p><p><b&g

28、t;　　J. 圓錐齒輪</b></p><p>　　K.L 傳動齒輪M.傳動齒輪N.傳動蝸桿O.電動機</p><p>　　圖2—8 方案說明圖</p><p>　　執(zhí)行機構的尺寸計算</p><p>　　根據(jù)選定的驅動電機 ( 在圖中沒畫出 ) 的轉速 n=940r/min 和 生產(chǎn)率為 24 件 / 分鐘， 它傳動系統(tǒng)的總速

29、比為： I=940/24 =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)均取標準值 α =20 m=5</p><p>　　第一級皮帶減速 I= 4 z1=17 z2= 68</p>&

30、lt;p>　　第二級齒輪減速 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/m

31、in=n 5</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.

32、5°=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>　　綜合以上計算可得

33、定軸輪系傳動 7 個齒輪設計如表—3：</p><p><b>　　表—3</b></p><p>　　2.8、下沖頭對心直動滾子推桿盤形凸輪機</p><p><b>　　圖2—9 凸輪機構</b></p><p>　　2.9、下沖頭對心直動滾子推桿盤形凸輪機的位移曲線</p>&l

34、t;p>　　圖2—10 位移曲線</p><p>　　三、干粉壓片機動作說明</p><p>　　各級傳動都為齒輪或蝸輪蝸桿傳動，傳動精度高，運動可靠；上沖頭由曲柄滑塊機構帶動運動精度高，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，

35、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。所以要求 C 、 D 、 E 轉速同步，且轉速均為 24r/min 。</p><p><b>　　四、參考書目</b></p><p>　　（ 1 ）孫桓、 陳作模主編 《機械原理》高等教育出版社， 2000</p>

36、<p>　?。?2 ）朱保利、吳暉等編 《機械原理課程設計指導書》 南昌航空工業(yè)學院出版</p><p>　?。?3 ）孟憲源、姜琪主編 《機構構型與應用》 機械工業(yè)出版社， 2004</p><p>　?。?4 ） 侯珍秀主編 《機械系統(tǒng)設計》 哈爾濱工業(yè)大學出版社， 2000</p><p>　?。?5 ）黃繼昌、徐巧魚等編 《實用機械機構圖冊》

37、人民郵電出版社， 1996</p><p><b>　　五、心得體會</b></p><p>　　這是我們步入大學之后的第一次做課程設計，但在張老師的指導和同學的互相幫助下還是按時完成了設計。這次設計讓我體會很深，也學到了很多新東西。 </p><p>　　在這次課程設計中，充分利用了所學的機械原理知識，根據(jù)使用要求和功能分析，選用組合成機械系

38、統(tǒng)運動方案，從而設計出結構簡單， 組合成機械系統(tǒng)運動方案，制造方便，性能優(yōu)良，工作可靠的機械系統(tǒng)。 </p><p>　　這次課程設計，不僅讓我們把自己所學的知識運用到實際生活中去， 設計一些對社會有用的機構，也讓我們深刻體會到團體合作的重要性，因為在以后的學習和工作中，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。</p><p>　　這次課程設計在張老