機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)——壓片成型機(jī)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題目：壓片成型機(jī)設(shè)計(jì)</p><p>　　院 － 系： 工學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化 <

2、/p><p>　　年 級： 2011級 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　學(xué) 號： </p>

3、;<p>　　一、設(shè)計(jì)題目：壓片成形機(jī)</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）定量送入壓型位置，經(jīng)壓制成形后(厚5mm)脫離該位置。機(jī)器的整個(gè)工作過程（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。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表格如表1所示。</p><p>　　表1 壓片成形機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) </p><p&

4、gt;　　圖1 壓片成形機(jī)工藝動(dòng)作 </p><p>　　如圖1所示，壓片成形機(jī)的工藝動(dòng)作是：</p><p>　　1. 料篩在模具型腔上方往復(fù)振動(dòng)篩料，將干粉料均勻篩入圓筒形型腔，然后退回（圖1a ）。</p><p>　　2. 下沖頭下沉3mm，預(yù)防上沖頭進(jìn)入型腔時(shí)粉料撲出（圖1b ）。</p><p>　　3. 上、下沖頭同時(shí)加壓（圖1

5、c ），下沖頭上升8mm，上沖頭下降11mm，保持0.4s。</p><p>　　4. 上沖頭退出，下沖頭繼續(xù)上升16mm，將成形片坯頂?shù)脚c臺面平齊后停歇（圖1d ）。</p><p>　　5. 片坯被推出（圖1e ），下沖頭再下移21mm到待料位置（圖1b）。</p><p>　　6. 因上沖頭上升后要留有料篩進(jìn)入的空間，故其行程為90-100mm。因沖頭壓力較大

6、，因而加壓機(jī)構(gòu)應(yīng)有增力功能。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1. 壓片成形機(jī)一般至少包括凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)在內(nèi)的三種機(jī)構(gòu)；至少設(shè)計(jì)出三種能實(shí)現(xiàn)該分類機(jī)運(yùn)動(dòng)形式要求的機(jī)構(gòu)。 </p><p>　　2. 設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)，并確定其傳動(dòng)比分配（皮帶傳動(dòng)傳動(dòng)比 i ≈ 2 ，每級齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)比 i ≤ 7.5 ）。

7、</p><p>　　3. 畫出機(jī)器的運(yùn)動(dòng)方案示意圖，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖與運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖時(shí)，執(zhí)行構(gòu)件的動(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>　　4. 設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)，自行確定從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律，選擇凸輪基圓半徑，校核其最大壓力角，計(jì)算凸輪廓線。</p><p>　　5. 設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪機(jī)

8、構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)。</p><p>　　6. 對壓片成型機(jī)進(jìn)行三維造型和動(dòng)態(tài)仿真，并畫出料篩，上，下沖頭的位移，速度和加速度曲線。</p><p>　　7. 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。</p><p><b>　　二、機(jī)器功能分析</b></p><p>　　1. 上沖頭完成往復(fù)直移運(yùn)動(dòng)（鉛錘上下），下移至終點(diǎn)后有短時(shí)間的停歇，起

9、保壓作用，保壓時(shí)間為0.4秒左右。因沖頭上升后要留有料篩進(jìn)入的空間，故沖頭行程為90～100mm 。因沖頭壓力較大，因而加壓機(jī)構(gòu)應(yīng)有增力功能（圖2a ）。</p><p>　　2. 下沖頭先下沉3mm，然后上升8mm，加壓后停歇保壓，繼而上升16mm，將成型片坯頂?shù)脚c臺面平齊后停歇，待料篩將片坯推離沖頭后，再下移21mm，到待料位置（圖 2b）。</p><p>　　3. 料篩在模具型腔上

10、方往復(fù)振動(dòng)篩料，然后向左退回。待批料成型并被推出型腔后，料篩在臺面上右移約45～50mm，推卸片坯（2c）。</p><p><b>　　S上 </b></p><p><b>　　Φ</b></p><p>　　S下 (a)</p><p><b>　　Φ</b

11、></p><p>　　S料 (b)</p><p><b>　　Φ</b></p><p><b>　　(c)</b></p><p><b>　　圖2 設(shè)計(jì)要求 </b></p><p>　　上沖頭、下沖頭與

12、送料篩的動(dòng)作關(guān)系見表2。 </p><p><b>　　表2 動(dòng)作關(guān)系</b></p><p><b>　　三、運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1上沖頭運(yùn)動(dòng) </p><p><b>　　方案1：</b></p>&

13、lt;p>　　A,B,C,D四個(gè)桿件，D上固連上沖頭，該機(jī)構(gòu)滿足加壓機(jī)構(gòu)應(yīng)有的增力功能。但是此機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)比較麻煩，尤其是各個(gè)桿件的尺寸設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算比較繁瑣，而且比較容易發(fā)生各個(gè)桿件之間的干涉。</p><p><b>　　方案2：</b></p><p>　　1為渦輪蝸桿，2為偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)簡單，產(chǎn)生的壓力較大，滿足上沖頭的增力要求，傳動(dòng)比較平穩(wěn)、準(zhǔn)確，

14、但是成本較高 ，效率比較低。</p><p><b>　　方案3：</b></p><p>　　渦輪蝸桿和曲柄導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)，滿足上沖頭的設(shè)計(jì)要求，但較復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性不好，造價(jià)較高。</p><p><b>　　綜上選擇方案2</b></p><p><b>　　3.2下沖頭運(yùn)動(dòng)<

15、/b></p><p><b>　　方案1：</b></p><p>　　凸輪機(jī)構(gòu)，下沖頭的設(shè)計(jì)要求有三個(gè)休止階段，即：藥粉進(jìn)入型腔后下沖頭下降3mm并休止，壓制完成后的休止和將藥片推出型腔時(shí)的休止。選用凸輪機(jī)構(gòu)就能很好地實(shí)現(xiàn)此運(yùn)動(dòng)要求，而且設(shè)計(jì)方便，容易實(shí)現(xiàn)，但是機(jī)構(gòu)的磨損較大。</p><p><b>　　方案2：</

16、b></p><p>　　曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，1為滑塊，2為沖頭，該方案摩擦較大，且產(chǎn)生較大壓力，易磨損，運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性不高。</p><p><b>　　綜上選擇方案1。</b></p><p><b>　　3.3料篩運(yùn)動(dòng)</b></p><p><b>　　方案1：</b>&

17、lt;/p><p>　　四桿機(jī)構(gòu)，可以完成基本動(dòng)作，造價(jià)相對便宜，但不能很好的完成篩料過程，而且運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性不夠，故不是理想的選擇。</p><p><b>　　方案2：</b></p><p>　　該機(jī)構(gòu)在充分利用凸輪機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，加入了創(chuàng)新思維，使得料篩到達(dá)型腔上方時(shí)來回小幅度震動(dòng)，完成篩料動(dòng)作，而且運(yùn)動(dòng)比較平穩(wěn)，但是蝸輪蝸桿傳動(dòng)效率較低，且造

18、價(jià)很高，在要求不高的情況下可以選用皮帶代替。</p><p>　　四、運(yùn)動(dòng)方案擬定及運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖</p><p>　　組裝方案三（祝義貴）：</p><p>　　A:電動(dòng)機(jī) B:蝸桿機(jī)構(gòu) C:上沖頭 D:與連桿滑塊機(jī)構(gòu)固連的帶輪 E:料篩 F:下沖頭 G:與凸輪機(jī)構(gòu)固連的帶輪</p><p><b>

19、;　　動(dòng)作過程:</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)A轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)B帶動(dòng)上沖頭上下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)與蝸桿機(jī)構(gòu)固連的帶輪通過皮帶傳動(dòng)給D，從而帶動(dòng)料篩E運(yùn)動(dòng)，另一方面帶輪D通過皮帶使帶輪G運(yùn)動(dòng)，通過其固連的凸輪使得下沖頭F完成動(dòng)作過程</p><p>　　帶輪D運(yùn)動(dòng)，通過連桿帶動(dòng)料篩移動(dòng)，使得藥粉進(jìn)入型腔，而后料篩移開</p><p>　　凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)下