機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)壓片機(jī)設(shè)計(jì)說明書_第1頁
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文檔簡介

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)題目:干粉壓片機(jī)學(xué)校:洛陽理工學(xué)院院系:機(jī)電工程系專業(yè):計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造班級:z設(shè)計(jì)者:李騰飛(組長) 李鐵山 杜建偉指導(dǎo)老師:張旦聞2010年1月1日星期五 課 程 設(shè) 計(jì) 評 語課程名稱:干粉壓片機(jī)的機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目:干粉壓片機(jī)設(shè)計(jì)成員:李騰飛(組長) 李鐵山 杜建偉指導(dǎo)教師:張旦聞指導(dǎo)教師評語: 2010年1月1日 星期五前言干粉壓片機(jī)裝配精度高,材質(zhì)優(yōu)良耐磨損,穩(wěn)定可靠,被公認(rèn)為全國受歡迎產(chǎn)品。特別是現(xiàn)在的小型干粉壓片機(jī),市場前景很好。很多小型企業(yè)不可能花高價(jià)去買大型的,而且得不嘗試,所以小型壓片機(jī)更少中小型企業(yè)青睞。例如蚊香廠、魚藥

2、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)給您帶來良好的企業(yè)效應(yīng)。編者:洛陽理工學(xué)院 第二小組日期:2010年1月1日 星期五目 錄一. 設(shè)計(jì)題目 51.工作原理以及工藝過程 52.原始數(shù)據(jù)以及設(shè)計(jì)要求 5二. 設(shè)計(jì)題目的分析 51. 總功能分析 52. 總功能分解 53. 功能元求解 64. 運(yùn)動(dòng)方案確定 75. 方案的評價(jià) 96. 運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 107. 尺度計(jì)算 118.下沖頭對心直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī) 139.下沖頭對心直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)的位移曲線 1

3、3三. 干粉壓片機(jī)各部件名稱以及動(dòng)作說明 14四. 參考書目 14五. 新得體會(huì) 14一、設(shè) 計(jì) 題 目干粉壓片機(jī)1.1、 工作原理及工藝動(dòng)作過程干粉壓片機(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 × 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。其工藝動(dòng)作的分解如圖11圖11 工藝動(dòng)作分解( 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 。( 2 ) 下沖頭下沉 4mm ,以防上沖頭進(jìn)入型腔時(shí)

4、把粉料撲出。( 3 ) 上沖頭進(jìn)入型腔 4mm 。( 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 。( 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。( 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)。1.2、 設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求(1) 精壓成形制品生產(chǎn)率為每分鐘 24 件;(2) 行程速比系數(shù) K=1.2(3) 被壓工件的外形是直徑為 26 mm ,厚度為 5mm 的圓形片坯二、設(shè)計(jì)題目分析2.1、總功能分析根據(jù)題目要求,要最終將干粉壓

5、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: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。2.2、總功能分解 該干粉壓片機(jī)通過一定的機(jī)械能把原料(干粉)壓制成成品,其功能分解如圖21圖21 總功能分解設(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:(1) 送料機(jī)構(gòu):為 間歇直線運(yùn)動(dòng) , 這一動(dòng)作可以通過凸輪上升段完成(2) 篩料:要求篩子往復(fù)震動(dòng)(3) 推出片坯:下沖頭上升推出成型的片坯(4) 送成品:通過凸輪推動(dòng)篩子來將成型的片坯擠到滑道(5) 上沖頭往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),最好實(shí)行快速返回等特性。

6、(6) 下沖頭間歇直線運(yùn)動(dòng)。例如下表所示的樹狀功能圖:圖22樹狀功能分解2.3、根據(jù)功能的要求,進(jìn)行功能元求解干粉壓片機(jī)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖如下:圖23運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能干粉壓片機(jī)運(yùn)動(dòng)方案選擇矩陣如圖24 運(yùn)動(dòng)方案圖24 運(yùn)動(dòng)方案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*4*3*3=576種。從此方案中剔除明顯不合理的,在進(jìn)行綜合評價(jià):是否滿足運(yùn)動(dòng)要求;是否滿足載要求;運(yùn)動(dòng)精度;制造工藝;安全性;是否滿足動(dòng)力源、生產(chǎn)條件等限制。根據(jù)題目要求,功能元減速A而言,帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),噪聲小,能緩和沖擊, 有過載保護(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

7、選用帶傳動(dòng)或蝸桿傳動(dòng)。減速B :齒輪或蝸桿傳動(dòng)能滿足定速比傳動(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)。對于上沖頭運(yùn)動(dòng)C ,要實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線移動(dòng),還有考慮急回特性。因此選曲柄滑塊或搖桿機(jī)構(gòu) 。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,對承載能力要求低,故采用凸輪或蝸桿機(jī)構(gòu)。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。綜上所述,可初步確定兩個(gè)方案, 如表中實(shí)線、虛線所示的方案方案1 : A3+B4+C3+D1+E2方案2 : A1+B3+C4+D2+E22.4、

8、運(yùn)動(dòng)方案的確定方案示意圖如下:圖25 方案一圖26 方案二2.5、方案評價(jià)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的擬訂和設(shè)計(jì),最終要求通過分析比較以提供最優(yōu)的方案。一個(gè)方案的優(yōu)劣通過系統(tǒng)綜合評價(jià)來確定。下面用機(jī)械選型的評價(jià)體系,它可用視圖的方法來表示:根據(jù)個(gè)評價(jià)指標(biāo)相互關(guān)系,建立評價(jià)模型為:H=U1*U2*U3*U4*U5在式中U1=S1+S2 U2=S3+S4+S5+S6 U3=S7+S8+S9+S10 U4=S11+S12+S13+S14 U5=S15+S16+S17 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。根據(jù)題目要求,功能元比較如 表 1

9、:方案中機(jī)構(gòu)的性能、特點(diǎn)、評價(jià)表 1性能指標(biāo)具體指標(biāo)評價(jià)帶傳動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)曲桿滑塊機(jī)構(gòu)簡單六桿機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)A功能A1運(yùn)動(dòng)規(guī)律定比傳動(dòng)定比傳動(dòng)和移動(dòng)定比傳動(dòng)任意性較差能達(dá)到有限精度基本上任意定比傳動(dòng)和移動(dòng)A2傳動(dòng)精度高高高較高較高高B工作性能B1應(yīng)用范圍較廣廣較廣較廣較廣廣B2可調(diào)性很好較差一般較好較差較差B3運(yùn)動(dòng)精度較高較高較高高較高高B4承載能力大大大較大較小大CC1加速度峰值小小較大較大較小小C2噪音小小一般較小較大較小C3耐磨性較好較好一般較好差較好C4可靠性可靠可靠可靠可靠可靠可靠DD1制造難度較易較難易易難較難D2制造誤差敏感性敏感敏感敏感不敏感敏感敏感D3調(diào)整方便性較方便較

10、便較方便方便較麻煩方便D4能耗大小一般一般一般一般一般一般EE1尺寸較大較小較小較大較小較小E2重量較輕較重較輕較輕較重較重E3結(jié)果復(fù)雜度簡單一般一般簡單復(fù)雜復(fù)雜表示上述兩個(gè)機(jī)構(gòu)方案的評價(jià)指標(biāo)體系、評價(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 :“ 很好 ” 、 “ 好 ” 、 “ 較好 ” 、 “ 不太好 ” 、 “ 不好 ” ,分別用 1 、 0.75 、 0.5 、 0.25 、 0 表示。如表2:表2評價(jià)指標(biāo)系統(tǒng)工程評價(jià)法方案一方案二U1S10.750.75S210.75U2S310.75S40.750.5S50.751S60.750.75U3S70.750.75S80.75

11、0.5S90.750.5S100.750.75U4S110.750.5S120.50.5S130.750.5S140.50.5U5S150.750.75S160.50.75S170.750.75H值85.3156.95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。 2.6、運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖從上述工藝過程可以看出,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,畫出 運(yùn)動(dòng)傳遞框圖如下圖27圖27 循環(huán)圖從整個(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)( 0360 ),以機(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

12、移曲線主要著眼于運(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 )。下沖頭下沉完畢,上沖頭可下移到型腔入口處(如圖 中 ),待上沖頭到達(dá)臺面下 4mm 處時(shí),下沖頭開始上升,對粉料兩面加壓,這時(shí),上、下沖頭各移動(dòng) 12mm (如圖中 ),然后兩沖頭停歇保壓(如圖中 ),保壓時(shí) 間約 0.2s ,即相當(dāng)于主動(dòng)件轉(zhuǎn) 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(dòng)到和臺面平齊,頂出成形片坯( 如圖中 ) 。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 ) 。然后,下沖頭下

13、移 24cm 的同時(shí),料 篩振動(dòng)使篩中粉料篩入形腔( 如圖中 ) 而進(jìn)入下一循環(huán)。2.7、尺度計(jì)算A. 上沖頭B. 下沖頭C. 對心直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)D. 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)E 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)F. 蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)G. 蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)H.料篩I.圓錐齒輪J. 圓錐齒輪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)圖28 方案說明圖執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸計(jì)算根據(jù)選定的驅(qū)動(dòng)電機(jī) ( 在圖中沒畫出 ) 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=940/24 =39.2 k=1.2=180°*( k-1)/(k+1)=180°*(1.2-1)

14、/(1.2+1)=16.4°以下壓力角和模數(shù)均取標(biāo)準(zhǔn)值 =20 m=5第一級皮帶減速 I= 4 z1=17 z2= 68第二級齒輪減速 I= 9.8 z1=17 z2= 167已知如圖:n1=n1=n1=24 r/min ; n5 =n6=24 r/min取蝸桿齒數(shù) z 3 =z 5 =4,則查表可知:d=50mm, =21°4805; z 6 =z 4 =53,則 :n 5=n 6 z 6 /z 5 =318r/min=n 5N 3 =n 4 z 4 /z 3 =318r/min=n 3取 z 5 =20 z 3 =17 z 2 =30 則 z 1 =n 5 z 5 /n

15、 1 =265 ;d=mz=1325mm3=arctan17/30=29.5°2 =90°-29.5°=60.5°n2 =n2=n3 =z3/z2 =318*17/30=184r/min取 z 2 =15 則 z 1 =115, 1 =arctan15/115=7.43° 2 =90° -7.43° =82.57°綜合以上計(jì)算可得定軸輪系傳動(dòng) 7 個(gè)齒輪設(shè)計(jì)如表3:表32.8、下沖頭對心直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī) 圖29 凸輪機(jī)構(gòu)2.9、下沖頭對心直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)的位移曲線圖210 位移曲線三、干粉壓片機(jī)動(dòng)作說明

16、各級傳動(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)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 。四、參考書目( 1 )孫桓、 陳作模主編 機(jī)械原理高等教育出版社, 2000( 2 )朱保利、吳暉等編 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 南昌航空工業(yè)學(xué)院出版( 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( 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( 5 )黃繼昌、徐巧魚等編 實(shí)用機(jī)械機(jī)構(gòu)圖冊 人民郵電出版社, 1996五、心得體會(huì)這是我們步入大學(xué)之后的第一次做課程設(shè)計(jì),但在張老師的指導(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。 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,根據(jù)

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