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1、機械原理課程設計 說明書 設計題目 壓片成形機 汽車工程系汽車工程（中美）專業(yè) 汽車工程 班號 0621081班 設計者 王佩玉 指導教師 韓麗華

2、 2010年7月2日 目 錄 1.設計題目………………………………………………………3 2.設計要求………………………………………………………3 3.運動方案評估…………………………………………………3 4.設計內(nèi)容………………………………………………………6 5.設計步驟………………………………………………………8 6.附錄……………………………………………………………11 機械原理課程設計 ——壓片成形機 一、.設計題目 1.壓片成形機介紹 設計自動壓

3、片成形機，將具有一定濕度的粉狀原料（如陶瓷干粉、藥粉）定量送入壓形位置，經(jīng)圧制成形后脫離位置。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。 2.壓片成形機的工藝動作 （1） 干粉料均勻篩入圓筒形型腔。 下沖頭 上沖頭 （2） 下沖頭下沉3mm，預防上沖頭進入型腔是粉料撲出。 （3） 上、下沖頭同時加壓，并保持一段時間。 （4） 上沖頭退出，下沖頭隨后頂出壓好的片坯。 （5） 料篩推出片坯。 片坯 下沖頭 料篩 型腔 下沖頭 粉料 21 3 5 下沖頭 上沖頭 8 片坯 2

4、1 3 3.壓片成形機設計數(shù)據(jù) 電動機轉(zhuǎn)速/（r/min）：1450； 生產(chǎn)率/(片/min)：10； 沖頭壓力/N：150 000； 機器運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)/δ：0.10； 下沖頭 上沖頭 8 5 3 21 二、設計要求 1. 上沖頭完成往復直移運動（鉛垂上下），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100mm。因沖頭壓力較大，因而加壓機構(gòu)應有增力能力。 2. 下沖頭先下沉3mm，然后上升8mm，加壓后停歇保壓，繼而上

5、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頭后，再下移21mm，到待料位置。 3. 料篩在模具型腔上方往復振動篩料，然后向左退回。待坯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。 三.運動方案評估 上沖頭設計方案 方案1 說明：桿1帶動桿2運動，桿2使滑塊往復運動，同時帶動桿3運動，從而達到所要求的上沖頭的運動。此方案可以滿足保壓要求，但是上沖頭機構(gòu)制作工藝復雜，磨損較大，且需要加潤滑油，工作過程中污損比較嚴重。 方案2 說明：凸輪旋轉(zhuǎn)帶動滾子運動，使桿1與桿2運動，使上沖頭上下往復運動，完全能達到保壓要求。但上沖頭

6、行程要求有90~100mm，凸輪機構(gòu)尺寸將會變得很大很笨重。 壓片機的設計 方案3： 說明：此方案使用曲柄搖桿機構(gòu)和搖桿滑塊機構(gòu)串接而成，結(jié)構(gòu)簡單、輕盈，能滿足保壓要求，并能夠輕松達到上沖頭的行程要求。 綜合以上三個方案的優(yōu)缺點，認為是使用方案三進行設計是比較好的選擇。 下沖頭與料篩設計方案 四、設計內(nèi)容 1. 選擇方案 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)。

7、它是由曲柄搖桿機構(gòu)和搖桿滑塊機構(gòu)串接而成。先設計搖桿滑塊機構(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。此方案中，料篩采用凸輪機構(gòu)，可使其達到往復振動的運動效果；下沖頭也采用凸輪機構(gòu)，可達到保壓效果，且此方案的穩(wěn)定性較好，故選用此方案。 若選用連桿機構(gòu)，必須確定各構(gòu)件的長度；選用凸輪機構(gòu)，必須確定凸輪的理論輪廓線和實際輪廓線。 1. 繪制加壓機構(gòu)的機構(gòu)運動簡圖 選用方案 五、設計步驟 5-1.上沖頭機構(gòu)設計： 1. 設定搖桿長度 h 選取λ=1.5 代入公式 ：r≤ 得r≤394㎜ ∴選取r=390㎜; ∴L

8、 =rλ =3901.5=585㎜; 2. 確定搖桿擺角根據(jù)右圖，可知行程的計算公式為 h=L-[rcosα+-r] 此時h=100㎜ 算的擺角為32與測量出的圖中擺角大小相等 ∵題設要求擺角小于60 ∴滿足要求。 3. 通過圖解法求出曲柄搖桿機構(gòu)中曲柄與連桿的長度 如圖所示，AB為曲柄，BC為連桿，DC為搖桿； DC0是搖桿在擺角最大時的位置； DC12是搖桿與鉛垂方向夾角為2的位置； DC3是搖桿鉛垂時的位置； 由題意: ∵AC2 = AB+ BC AC0 = BC-AB ∴AB=97㎜ BC=171㎜ 測量出∠B1AB1=80，為保壓角

9、 4. 檢驗曲柄存在條件 CD=390mm，AB=97mm, BC=171mm, AD(機架)=462mm 滿足桿長之和定理，即AD+AB

10、基圓半徑。根據(jù)工程實踐的經(jīng)驗，推薦推程時許用壓力角取以下數(shù)值： 移動從動件，[α]=30～38 擺動從動件，[α]= 40～45 下沖頭凸輪機構(gòu)為移動從動件 α=40 基圓半徑rb=26.8mm. 2.凸輪輪廓的確定 將凸輪基圓以每份10平均分割，根據(jù)下沖頭循環(huán)圖，確定每一段的升程與回程曲線。特別指出，期中160~240為保壓段，此段保持1.33秒的休止。 3.滾子半徑的確定 在330這兩點曲率半徑相對較小的地方畫盡量小的圓來確定其最小半徑ρmin=1.15mm.ρ＜0.8ρmin.所以，此處取滾子半徑ρ=9.2mm. 六．心得與體會 在一周多的實習設計

11、過程中，我發(fā)現(xiàn)了許多的問題，，在設計的過程中有許多我們平時都不太重視的東西，也有很多的難題，再這一周多里我們每個人都是互相詢問和幫助，這給了我很大的動力，有的不懂我們就會再一起討論問題，設計完了我們就會回到宿舍去畫圖。設計的過程中，我感觸最深的當屬查閱了很多次設計書和指導書。為了讓自己的設計更加完善，更加符合工程標準，一次次翻閱機械設計書是十分必要的，同時也是必不可少的。 這次的機械設計我學到了很多以前在書本沒有學到的東西，知識有了較大的提升，特別是對干粉壓片機的結(jié)構(gòu)原理與設計分析更加清楚深刻。真用鉛筆來做圖真的很困難，怪不得大家都喜歡CAD。在這次課程設計中，充分利用了所學的機械原理知識，

12、根據(jù)設計要求和設計分析，選用`組合成機械系統(tǒng)運動方案，從而設計出結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，性能優(yōu)良，工作可靠的機械系統(tǒng)。 這次課程設計讓我充分體會到設計需要大膽創(chuàng)新這一層面。創(chuàng)新也是一個國家、一個社會、一個企業(yè)必不可少的，設計中的創(chuàng)新需要高度和豐富的創(chuàng)造性思維，沒有創(chuàng)造性的構(gòu)思，就沒有產(chǎn)品的創(chuàng)新，產(chǎn)品也就不具有市場競爭性。在設計過程中，雖然我們的創(chuàng)新是簡顯的，但這也鍛煉了我們的能力，更指明了我們努力的方向。 整個設計我基本上還滿意，由于水平有限，難免會有錯誤，還望老師批評指正。希望答辯時，老師多提些問題，由此我可用更好地了解到自己的不足，以便課后加以彌補。 12