機械原理課程設(shè)計精選Word版

整理為word格式整理為word格式整理為word格式機械原理課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：壓片成形機整理為word格式整理為word格式整理為word格式機械工程系機械工程及自動化專業(yè)0111091班10號設(shè)計者：陳夏君指導(dǎo)老師：許勇2011年6月30號目錄設(shè)計題目…………1.1設(shè)計條件………1.2原始數(shù)據(jù)………設(shè)計要求…………上沖頭設(shè)計方案評估……………運動循環(huán)圖設(shè)計…………………整理為word格式整理為word格式整理為word格式連桿機構(gòu)尺寸計算………………5.1設(shè)計要求……………………5.2設(shè)計過程……………………凸輪機構(gòu)尺寸計算………………6.1基圓半徑的確定……………6.2滾子半徑的確定……………7.心得體會……………附錄：附錄一：運動循環(huán)圖……附錄二：上沖頭機構(gòu)運動簡圖…………附錄三：下沖頭凸輪輪廓圖……………設(shè)計題目設(shè)計自動壓片成形機，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)壓制成形后脫離該位置。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。設(shè)計數(shù)據(jù)見下表。方案號電動機轉(zhuǎn)速/（r/min)生產(chǎn)率/(片/min)成品尺寸（Φ×d）/(mm,mm)沖頭壓力/N機器運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)/δm沖/kgm桿/kg整理為word格式整理為word格式整理為word格式A145010100×601500000.10125B9701560×351000000.08104C9702040×201000000.05931.1設(shè)計條件如圖1.1所示，壓片成形機的工藝動作是：干粉料均勻篩入圓筒形型腔（圖1.1a）。下沖頭下沉3mm，預(yù)防上沖頭進入型腔時粉料撲出（圖1.1b）。上、下沖頭同時加壓（圖1.1c），并保持一段時間。上沖頭退出，下沖頭隨后頂出壓好的片坯（圖1.1d）。料篩推出片坯（圖1.1a）。1整理為word格式整理為word格式整理為word格式圖1.1壓片成形機工藝動作上沖頭、下沖頭、送料篩的設(shè)計要求是：上沖頭完成往復(fù)直移運動（鉛錘上下），下移至終點后有短時間的停歇，起保壓作用，保壓時間為0.4s左右。因沖頭上升后要留有料篩進入的空間，故沖頭行程為90-100mm。因沖頭壓力較大，因而加壓機構(gòu)應(yīng)有增力功能（如圖8.2a所示）。下沖頭先下沉3mm，然后上升8mm,加壓后停歇保壓，繼而上升16mm，將成形片坯頂?shù)脚c臺面平齊后停歇，待料篩將片坯推離沖2整理為word格式整理為word格式整理為word格式頭后，再下移21mm，到待料位置（如圖1.2b所示）。料篩在模具型腔上方往復(fù)振動篩料，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（如圖1.2c所示）。上沖頭、下沖頭與送篩的動作關(guān)系見下表。上沖頭進退送料篩退進休進遠休下沖頭退進休進遠休1.2原始數(shù)據(jù)沖頭壓力150KN生產(chǎn)率10片/min機器運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)0.10電機轉(zhuǎn)速1450r/m設(shè)計要求（1）壓片成形機一般至少包括連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)在內(nèi)的三種機構(gòu)。（2）畫出機器的運動方案簡圖與運動循環(huán)圖。擬定運動循環(huán)圖時，執(zhí)行機構(gòu)的動作起止位置可根據(jù)具體情況重疊安排，但必須滿足工藝上各個動作的配合，在時間和空間上不能出現(xiàn)干涉。3整理為word格式整理為word格式整理為word格式（3）設(shè)計凸輪機構(gòu)、自行確定運動規(guī)律，選擇基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑，計算凸輪廓線。（4）設(shè)計計算齒輪機構(gòu)。（5）對連桿機構(gòu)進行運動設(shè)計。并進行連桿機構(gòu)的運動分析，繪出運動線圖。如果是采用連桿機構(gòu)作為下沖壓機構(gòu)，還應(yīng)進行連桿機構(gòu)的動態(tài)靜力分析，計算飛輪轉(zhuǎn)到慣量。（6）編寫設(shè)計計算說明書。（7）學(xué)生可進一步完成完成機器的計算機演示驗證、凸輪的數(shù)控加工等。方案一評估：采用曲柄搖桿機構(gòu)。此方案既能提供比較大的工作壓力，也有保壓功能。同時行程較短。它可通過改變各桿長度，從而方便的調(diào)整整個運動中的位移量和壓力角。可得到比較好的運動規(guī)律，尺寸和運動的幅度也不太大；又因為它是全低副機構(gòu)，宜用于低速、重載場合。運動循環(huán)圖設(shè)計（詳見附錄一）連桿機構(gòu)尺寸計算（詳見附錄二）5.1設(shè)計要求上沖頭行程約為100mm。根據(jù)上沖頭的行程長度，即可得搖桿的另一極限位置，搖桿的擺角以小于60°為宜。設(shè)計曲柄搖桿機構(gòu)時，為了“增力”，曲柄的回轉(zhuǎn)中心可在過搖桿活動鉸鏈、垂直于搖桿鉛垂位置的直線上適當(dāng)選取，以改善機構(gòu)在沖頭下極限位置附近的傳力性能。根據(jù)搖桿的三個極限位置（整理為word格式整理為word格式整理為word格式±2°位置和另一個極限位置），設(shè)定與之對應(yīng)的曲柄三個位置，其中兩個對應(yīng)于搖桿的兩個極限位置，曲柄應(yīng)在與連桿共線的位置，曲柄另一個位置可根據(jù)保壓時間來設(shè)定，因此可根據(jù)兩連架桿的三組對應(yīng)位置來設(shè)計此機構(gòu)。設(shè)計完成后，應(yīng)檢查曲柄存在條件，若不滿足要求，則重新選擇曲柄回轉(zhuǎn)中心。也可以在選擇曲柄回轉(zhuǎn)中心以后，根據(jù)搖桿兩個極限位置時曲柄和連桿共線的條件，確定連桿和曲柄長度。在檢查搖桿在鉛垂位置±2°時，注意曲柄對應(yīng)轉(zhuǎn)角是否滿足保壓時間要求。曲柄回轉(zhuǎn)中心距搖桿鉛垂位置越遠，機構(gòu)行程速比系數(shù)越小，沖頭在下極限位置附近的位移變化越小，但機構(gòu)尺寸越大。75.2設(shè)計過程上沖頭機構(gòu)采用曲柄滑塊機構(gòu)的形式，但因為上沖頭是主壓機構(gòu)，所以還必須采用增力機構(gòu)。（1）由于壓片成形機的工作壓力較大，行程較短，一般采用肘桿式增力沖壓機構(gòu)作為主體機構(gòu)。它是由曲柄搖桿機構(gòu)和搖桿滑塊機構(gòu)串接而成。先設(shè)計搖桿滑塊機構(gòu)，為了保壓，要求搖桿在鉛垂位置的±2°范圍內(nèi)滑塊的位移量≤0.4mm。據(jù)此可得搖桿長度：整理為word格式整理為word格式整理為word格式式中：為搖桿滑塊機構(gòu)中連桿與搖桿長度之比，一般取1~2。已知生產(chǎn)率為20片/min，則每3秒生產(chǎn)一片，即電動機每3秒轉(zhuǎn)一圈，所以W1=2π/3（rad/s），取λ=1，所以L=r。帶入上式得：r≤328.3mm。取：r=300mm，L=300mm。根據(jù)推程為100mm，可從鉛垂推出一個極限位置。左偏2°，有可以推出另一個極限位置。即確定C1、C2和E1、E2的位置。為求機構(gòu)擁有急回特性，量得AC1和AC2分別為300mm和143.86mm。得到AB=78.07mm，BC=221.93mm。校對部分參數(shù)：DC1與鉛垂的位置夾角φ=34°≤60°，符合要求。E1E3=600-2*[Cos(2°)*300]=0.3655E1E3=0.3655mm＜0.4mm，符合要求。整個機構(gòu)的保壓時間為0.4s，此時原動件位置DCE變化到位置DC1E1，再回到原來位置。保壓時間約為0.4s，此時原動件轉(zhuǎn)速角度為360×0.4/6=24°左右。就是圖中從AB3到AB4所轉(zhuǎn)過的角度，量取的∠B3AB4=52°符合設(shè)計要求。從AB3到AB1轉(zhuǎn)過的角度∠B3AB1=175°，為上沖頭保壓之前，原動件AB轉(zhuǎn)過的角度。（6）完成機構(gòu)運動簡圖。整理為word格式整理為word格式整理為word格式6.凸輪機構(gòu)尺寸計算（詳見附錄三）6.1基圓半徑的確定凸輪基圓半徑的公式為：根據(jù)運動循環(huán)圖中下沖頭S與φ的變化關(guān)系，以及推程和回程的許用壓力角，可得基圓半徑rb。當(dāng)e=0時，如下：回程3mmds/dφ=-3/10=-0.3α=75°得rb=2.92mm推程8mmds/dφ=8/20=0.4α=30°得rb=7.31mm推程16mmds/dφ=16/20=0.8α=30°得rb=14.61mm程21mmds/dφ=-21/60=-0.35α=75°得rb=20.91mm取最大值，得rb=20.91mm。根據(jù)實際加工工藝，凸輪不宜過小，故本次設(shè)計中取rb=22mm為了減小推程壓力角，應(yīng)將從動件導(dǎo)路向推程相對運動速度瞬心的同側(cè)偏置。但必須注意，用導(dǎo)路偏置法雖然可減小推程壓力角，但同時增大回程壓力角，所以偏距e不宜過大。本設(shè)計中偏距e=10mm。綜上得出凸輪理論輪廓曲線的重要參考數(shù)據(jù)為：rb=22mme=10mm整理為word格式整理為word格式整理為word格式然后可用反轉(zhuǎn)法，對照運動循環(huán)圖，畫出凸輪理論輪廓。6.2滾子直徑的確定由6.1可得凸輪理論輪廓，但輪廓上有8個尖點，這些尖點會導(dǎo)致從動件有一定的沖擊，從而導(dǎo)致下沖頭運動失真。因此要用圓弧經(jīng)行過渡。滾子半徑rT≤0.8ρmin，此時實際輪廓為平坦的曲線。若rT=ρmin，在凸輪實際輪廓上會出現(xiàn)尖點，尖點會改變原定的運動規(guī)律。若rT＞ρmin，實際輪廓曲線產(chǎn)生交點，交點以上的輪廓曲線在實際加工時會被切去，使這一運動規(guī)律無法實現(xiàn)。綜上原理，設(shè)計滾子直徑為4m在原有凸輪理論輪廓上畫滾子運動軌跡。滾子經(jīng)過的最里面的曲線即為凸輪實際輪廓。（詳見附錄三）7.心得體會這次的機械設(shè)計，就我的想法而言，具有一點的難度。但同時，這次的設(shè)計具有很大的發(fā)揮空間，每個人的設(shè)計都是不一樣的。每個人都有自己的特點，特色。這樣的一個機會，是發(fā)展我們思維，開拓我們大腦的好時機。這次設(shè)計就凸輪而言，有無限的可能。每個人都有自己心中的數(shù)據(jù)，而這就是人與人之間的不同。這世界上，沒有2個人是一摸一樣的。我們通過這次的機械設(shè)計，不僅僅要對機械設(shè)計有新的認識，對機械原理課上老師教的，書本上寫的那些知識也是一次考驗。只有擁有一定的理論能力