物料壓片機(jī)加壓機(jī)構(gòu)設(shè)計說明書

1、閩南理工學(xué)院創(chuàng)新實訓(xùn)活動說明書題 目：物料壓片機(jī)加壓機(jī)構(gòu)系 別 光 電 系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班 級 0820143 學(xué) 號 082014327/28/29/30 姓 名 徐華標(biāo)、莊駿為 朱雄、 薄靖宇 指導(dǎo)教師 黃長增 完成時間 2011.5.12 評定成績 目 錄1 . 設(shè)計題目 32 . 設(shè)計方案選擇 42.1設(shè)計方案一 42.2設(shè)計方案二 42.3設(shè)計方案三53 . 最終選定方案具體設(shè)計5-12包含三個方面的內(nèi)容： 計算公式及數(shù)據(jù)處理 所選方案機(jī)構(gòu)運動簡圖工作循環(huán)圖及其分析4. 小組總結(jié) 135. 參考資料 13Part 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計設(shè)計題目設(shè)計某物料壓片機(jī)的加壓機(jī)構(gòu)。其

2、工藝流程為：（1） 干粉料均勻篩入圓桶形型腔（圖a）；（2） 下沖頭下沉3mm，預(yù)防上沖頭進(jìn)入型腔時把粉料撲出（圖b）；（3） 上下沖頭同時加壓（圖c），并加壓一段時間；（4） 上沖頭退出，下沖頭隨后頂出壓好的片坯（圖d）；（5） 料篩推出片坯（圖e）。其設(shè)計參數(shù)為：沖頭壓力 150 KN ； 生產(chǎn)率每分鐘25片；機(jī)器運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)10%；驅(qū)動電機(jī)可任選。設(shè)計任務(wù)：（1） 設(shè)計出運動原理圖（2） 上下沖頭和送料機(jī)構(gòu)三者能夠協(xié)調(diào)配合（3） 從功能，作用性能，動力性能，經(jīng)濟(jì)性以及結(jié)構(gòu)緊湊等考慮能夠盡量做到最優(yōu)Part 物料壓片機(jī)加壓機(jī)構(gòu)的方案選擇2.1 設(shè)計方案一方案圖如下所示：設(shè)計者：朱雄2.2

3、 設(shè)計方案二方案圖如下所示：設(shè)計者：徐華標(biāo)2.3 設(shè)計方案三方案圖如下所示: 設(shè)計者：莊駿為、薄靖宇Part 最終選定方案具體設(shè)計在選定的方案中，我們根據(jù)其功能，作用性能，動力性能，經(jīng)濟(jì)性以及結(jié)構(gòu)緊湊等從中選用方案三為最終且為最佳的方案。方案一和方案二雖然都可行，但方案一由于是凸輪和齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，計算起來不太方便，而且動力性能和作用性能都不如第三種方案，故方案一列為備選方案。而方案二由于下沖頭無法達(dá)到預(yù)期的運動效果，即與上沖頭無法達(dá)到理想的配合，同時要用到多臺電動機(jī)來達(dá)到很好的協(xié)調(diào)效果，在經(jīng)濟(jì)上將耗費大量的金錢，故方案二淘汰。對于方案三，我們所采用的運動結(jié)構(gòu)簡圖如下圖所示：對最終確定的方案圖

4、的結(jié)構(gòu)分析:1、上沖壓機(jī)構(gòu) 2、料斗 3、下沖壓機(jī)構(gòu) 4、同步齒形鏈傳動 5、送料機(jī)構(gòu) 6、同步鏈傳動3.1 計算公式及數(shù)據(jù)處理A、上沖頭的設(shè)計及對其運動的分析 設(shè)計思路:根據(jù)設(shè)計要求可知可得上沖頭的運動規(guī)律圖，如下所示： （注：S上為零的一段即為上沖頭保壓階段，要求時間大約為0.4s）上沖頭的大致構(gòu)思圖如下： 又為了使上沖頭在極限位置處停留大約4s實現(xiàn)保壓，我們要滿足搖桿在鉛垂位置的±2°范圍內(nèi)滑塊的位移量0.4mm的條件。由此可以得到搖桿的的長度r式中：=L/r 即連桿與搖桿的長度之比(取12)假設(shè)為1，我們?nèi)u桿處在正2°的極限位置，則在這2°內(nèi)讓

5、其的位移量0.2mm在這里我取為0.2mm（圖形逆時針旋轉(zhuǎn)90°）列出方程：2Xcos2°=2X-0.2 解得X=165mm 即L3=L4=165mm 滿足條件。我們假定上沖頭的位移在90100,則有165(1-cosA)=45,得到A=43.3°，這里我們可以取為45°。我們設(shè)X：曲柄中心與上沖頭導(dǎo)路中心的距離，則 (x+165sin45°)2+(165-165cos45°)2=(L1+L2)2 (1)如圖（a） （a) (L1sin45°)2+（L1cos45°+x）2 =l2 (2）如圖（ b） （b）我們假

6、設(shè)l1與水平位置成45°，根據(jù)關(guān)系，我們設(shè)x=176mm,由(1),(2)式可以得到L1=71mm,L2=226mm。B、下沖頭的設(shè)計及對其運動的分析位移161616161613總轉(zhuǎn)角0°30°60°90°110°120°位移15.518181821.224.4總轉(zhuǎn)角140°160°180°200°220°240°位移27.630.834161616總轉(zhuǎn)角260°280°300°320°340°360°下沖

7、頭凸輪機(jī)構(gòu)C、送料機(jī)構(gòu)的凸輪機(jī)構(gòu)速度設(shè)定 任務(wù)書中的已知條件：沖頭壓力為150KN；生產(chǎn)率為每分鐘25片；機(jī)器運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)10%。 我們所設(shè)計的送料機(jī)構(gòu)的凸輪每轉(zhuǎn)一圈就完成一次對物料的配送，加工和完成的全部過程，故此凸輪機(jī)構(gòu)的運轉(zhuǎn)速度為每分鐘25圈。位移02018201820總轉(zhuǎn)角0°30°35°40°45°50°位移18200000總轉(zhuǎn)角55°60°90°120°150°180°位移000000總轉(zhuǎn)角210°240°270°300°

8、330°360°送料機(jī)構(gòu)的凸輪機(jī)構(gòu)工作循環(huán)圖：對于物料壓片機(jī)的運動循環(huán)圖中送料機(jī)構(gòu)、上沖頭和下沖頭之間的相互聯(lián)系可知：設(shè)控制上沖頭的齒輪齒數(shù)Z1，下沖頭齒輪齒數(shù)Z3，控制送料機(jī)構(gòu)齒輪齒數(shù)Z2，上述三齒輪的傳動比為1:1:1，其中它們的轉(zhuǎn)速均為每分鐘25轉(zhuǎn)。上述的齒數(shù)為Z1= Z2= Z3=25。同時從另一個方面來講，因為要接上一個電動機(jī)，使電動機(jī)所提供的動力分到上沖頭，下沖頭和料篩三部分工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并能夠達(dá)到協(xié)調(diào)工作。因此我們采用鏈傳動和單級減速器相結(jié)合的傳動系統(tǒng)，其中電動機(jī)通過減速器傳動齒輪來完成上沖頭的動作，同時與上沖頭連接的減速器齒輪又通過鏈傳動到送料機(jī)構(gòu)的移動凸輪

9、上，最后通過該移動凸輪鏈傳動到下沖頭的移動凸輪上。（注：電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為1000r/min，要求的生產(chǎn)率為25片。）將上沖頭、下沖頭、送料機(jī)構(gòu)的工作循環(huán)圖表達(dá)在一張圖紙上則為下圖所示：Part 小組總結(jié)此次課程設(shè)計是在我們小組成員的共同努力發(fā)揮集體的智慧、全力合作完成的。回顧這一周時間的設(shè)計歷程和自己及組員的辛勤努力,再看一下我們的成果,心中充滿了不盡的喜悅和自豪。我們仔細(xì)地研究了任務(wù)書中有關(guān)物料壓片機(jī)的工作流程并分析原理，從各方面都大膽提出了自己的想法并進(jìn)行一定的討論和嘗試。 由于這是第一次自主進(jìn)行對一些簡單的機(jī)械進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計,我們一開始都無從下手，不知從何開始。在度過了半天茫無頭緒的思索之后

10、，終于我們慢慢摸索出了第一套方案，并將方案通過計算分析認(rèn)真研究，雖然可行，但在計算上卻是有一定的難度。因此我們決定繼續(xù)設(shè)計看是否有更好的設(shè)計方案，真是功夫不負(fù)有心人，我們后面接連想出了至少四種方案，并都得到了指導(dǎo)老師的肯定。最后小組經(jīng)過激烈的討論評價得出最終方案設(shè)計，選擇方案三是合理的。在這次課程設(shè)計的整個過程中，我們充分利用了所學(xué)的機(jī)械原理知識，根據(jù)使用要求和功能分析，選用組合成機(jī)械系統(tǒng)運動方案，從而設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單， 組合成機(jī)械系統(tǒng)運動方案，制造方便，性能優(yōu)良，工作可靠，計算便捷的機(jī)械系統(tǒng)。 這次課程設(shè)計，讓我們深刻體會到團(tuán)體合作的重要性。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(yuǎn)遠(yuǎn)不

11、夠的，積聚大家的智慧，才能創(chuàng)造出令人滿意的產(chǎn)品來。拓寬了我們的知識面，開發(fā)了我們想象的空間，創(chuàng)新思維得到全面的提高?？傊?，這次課程設(shè)計讓我獲得了很多，既有那難能可貴的團(tuán)隊精神，也有那循序漸進(jìn)，一絲不茍的研究精神，更有那不斷開拓進(jìn)取的思維創(chuàng)新。我們組的成員有：徐華標(biāo)、莊駿為、朱雄、薄靖宇。其中，徐華標(biāo)同學(xué)負(fù)責(zé)的是方案三中的尺寸設(shè)計計算及方案一的設(shè)計，朱雄同學(xué)負(fù)責(zé)的是方案二的設(shè)計以及說明書和最終確定方案圖紙的打印工作，莊駿為和薄靖宇則共同合作完成說明書的編寫，方案三的設(shè)計以及圖像的繪制。Part 參考資料1、安子軍 主編 機(jī)械原理，北京，國防工業(yè)出版社，20092、鄒慧君 主編 機(jī)械原理課程設(shè)計手冊，北京，高等教育出版社，19983、張永