机械设计课程设计Word文档下载推荐.docx
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1.4压片成型机的数据.....................................4
二、设计要求............................................6
2.1上、下冲头及送料筛的设计要求...........................6
2.2运动循环图...........................................6
三、运动方案评估.......................................7
3.1主运动机构选型与分析比较..............................8
四、设计步骤...........................................12
4.1上冲头的尺寸设计.....................................12
4.2下冲头的尺寸设计.....................................12
五、机构运动简图........................................16
六、心得体会...........................................16
七、参考文献...........................................18
机械原理课程设计——压片成型机
一、设计题目
1.1设计背景
机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸以及润滑方式等进行构思、分析和计算,并将其转化成为制造依据的工作过程。
机械设计是机械产品生产的第一步,是决定机械产品性能的最主要环节,整个过程蕴含着创新和发明。
为了综合运用机械原理课程的理论知识,分析和解决与本课程有关的实际问题,使所学的知识进一步巩固和加强,我们参加了此次的机械原理课程设计——压片成型机设计。
1.2压片成型机的介绍
设计自动压片成形机,是将具有一定湿度的粉状原料(如陶瓷干粉、药粉)定量送入压形位置,经压制成形后脱离该位置。
机器的整个工作过程(送料、压形、脱离)均自动完成。
该机器可以压制陶瓷圆形片坯、药剂(片)等。
1.3压片成型机的工艺动作
1、料筛将粉料筛入型腔中,同时上冲头下移;
2、下冲头下沉3mm,防止压入时粉料扑出;
3、上下冲头同时加压,并保压0.3~0.6s;
4、上冲头退出的同时,下冲头顶出片胚;
5、料筛推出片胚,再次重复1~5的动作。
工艺动作图
1.4压片成型机的数据
电动机转速/(r/min)
970
生产率
20
冲头压力
150000
机器运转不均匀系数
0.05
二、设计要求
2.1上、下冲头及送料筛的设计要求
1.上冲头完成往复直移运动(铅锤上下),下移至终点后有短时间的停歇,起保压作用,保压时间为0.47秒左右。
因冲头上升后要留有料筛进入的空间,故冲头行程为100mm。
因冲头压力较大,因而加压机构应有增力功能(图d)。
2.下冲头先下沉3mm,然后上升8mm,加压后停歇保压,继而上升16mm,将成型片坯顶到与台面平齐后停歇,待料筛将片坯推离冲头后,再下移21mm,到待料位置(图b/c/d)。
3.料筛在模具型腔上方往复振动筛料,然后向右退回。
待批料成型并被推出型腔后,料筛在台面上右移约45~50mm,推卸片坯(图d)。
2.2运动循环图
草图如下
三、运动方案评估
3.1主运动机构选型与分析比较
3.1.1上冲头方案设计
方案一:
曲柄滑块
说明:
杆1带动杆2运动,杆2使滑块往复运动,同时带动杆3运动,从而达到所要求的上冲头的运动。
此方案可以满足保压要求,但是上冲头机构制作工艺复杂,磨损较大,且需要加润滑油,工作过程中污损比较严重。
方案二:
凸轮滚子
凸轮旋转带动滚子运动,使杆1与杆2运动,使上冲头上下往复运动,完全能达到保压要求。
但上冲头行程要求有90~100mm,凸轮机构尺寸将会变得很大很笨重。
方案三:
曲柄摇杆
此方案使用曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构串接而成,结构简单、轻盈,能满足保压要求,并能够轻松达到上冲头的行程要求。
对上述三种方案进行对比和分析第三种方案最为有效,传动效果好且能够达到设计的要求。
故选第三种:
曲柄连杆机构,作为上冲头。
3.1.2送料机构方案设计
此方案用凸轮机构,由于料筛行程很大故凸轮的基圆半径很大,在筛动过程中圆柱凸轮受到的冲击也很大,所以不宜采用,但由于计算方面的问题,我采用此机构。
此方案由凸轮机构和摆杆滑块机构组合而成,容易实现筛的动作,但凸轮加工复杂,料筛振动时对凸轮冲击很大,要求要合理的设计凸轮。
综上所述下冲头的机构宜选第二种方案最为有效,合理的设计凸轮及摆杆能够很容易地实现筛料的动作。
3.1.3下冲头机构方案设计
此方案由曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构组合而成,结构简单,制造方便,但不易实现下冲头的几个休止动作,故不宜采用。
此机构由对心式盘形凸轮机构构成,可实现下冲头的运动轨迹,由于下冲头行程较短,故宜于采用。
综上所述,宜选用第二方案更合理,且很容易实现下冲头的动作。
3.14组合方案评估
由于压片成形机的工作压力较大,行程较短,一般采用肘杆式增力冲压机构作为主体机构。
它是由曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构串接而成。
先设计摇杆滑块机构,为了保压,要求摇杆在铅垂位置的±
2°
范围内滑块的位移量≤0.4mm。
此方案中,料筛采用凸轮机构,可使其达到往复振动的运动效果;
下冲头也采用凸轮机构,可达到保压效果,且此方案的稳定性较好,故选用此方案。
四、设计步骤
4.1上冲头的尺寸设计:
4.1.1尺寸计算
1.设定摇杆长度:
选取λ=2代入公式r,得r;
故选取r=400mm;
故L=λr=4002=800mm
2.确定摇杆摆角根据上图,可知行程的计算公式为hL[rcoa]
此时h=100㎜,L=800mm,r=400mm
算的摆角33.9与测量出的图中摆角大小相等又∵题设要求摆角小于60°
∴满足要求。
3.通过图解法求出曲柄摇杆机构中曲柄与连杆的长度
如图所示AB为曲柄,BC为连杆,DC为摇杆;
DC1是摇杆在摆角最大时的位置;
DC是摇杆与铅垂方向夹角为2°
的位置;
由题意,因为:
AC1ABBC
ACBCAB
又因为有图测得AC1285mmAC530mm测得AB=122.5㎜BC=407.5㎜测量出保压角为∠B1AB1'
=57°
检验曲柄存在条件:
CD=400mm,AB=122.5mm,BC=407.5mm,AD(机架)=600mm满足杆长之和定理,即AD+AB<
CD+BC,确保了曲柄的存在。
综上所述上冲头机构的尺寸设计如下:
曲柄122.5㎜曲柄连杆407.5㎜
摇杆400㎜滑块连杆800㎜
4.1.2上冲头机构结构简图
详情请见附录二
4.2下冲头的尺寸设计:
4.2.1凸轮的尺寸计算
1.凸轮的基圆半径计算
由运动循环图可以得在推程过程中最大的斜率为22.9
因为此设计中的凸轮均为对心凸轮,则基圆半径公式为:
r=
为了使机构能顺利工作,规定了压力角的许用值[α],在使α≤[α]的前提下,选取尽你可能大的基圆半径。
根据工程实践的经验,推荐推程时许用压力角取以下数值:
移动从动件,30~38摆动从动件,40~50
所以下冲头凸轮机构为移动从动件30
解得基圆半径为:
23.7mm
2.凸轮轮廓的确定
将凸轮基圆以每份5°
平均分割,根据下冲头循环图,确定每一段的升程与回程曲线。
特别指出,期中157~230为保压段,此段保持0.61秒的休止。
3.滚子半径的确定
在270°
这两点曲率半径相对较小的地方画尽量小的圆来确定其最小半径=9.1mm,ρ<0.8所以,此处取滚子半径ρ=7.2mm.
所以滚子半径取7mm
五、机构运动简图
六、心得体会
为期近两周的的课程设计即将结束了,在这两周的时间里,我从这个课程设计中学到了很多东西,同时也遇到了很多困难,经过不断的研究与探索以及咨询老师和同学,问题一个一个的得以解决,我的课程设计的越来越明朗。
我感触最深的当属进了无数次图书馆,查阅了很多次机械原理设计书和指导书。
为了让自己的设计更加完善,更加符合工程标准,一次次翻阅设计指导书是十分必要的,同时也是必不可少的。
这次课程设计让我充分体会到设计需要大胆创新这一层面。
创新也是一个国家、一个社会、一个企业必不可少的,设计中的创新需要高度和丰富的创造性思维,没有创造性的构思,就没有产品的创新,产品也就不具有市场竞争性。
在设计过程中,虽然我们的创新是简显的,但这也锻炼了我们的能力,更指明了我们努力的方向。
坦言,若没有模板,没有参考,让我自己想,让我自己设计,恐怕我很难在短短近两周内设计出这些东西,可我只是想表达出自己能够做出的设计的水平,即使现在水平很不好,甚至很烂,但是经过不断的积累和锻炼,坚信我也能成优秀的工程师。
没有经历挫折怎么能够成长,没有经历风雨怎能看到美丽的彩虹,没有经过破茧的长痛怎能有那偏偏蝶舞。
每一个成功的背后付出的都是血的代价。
课程设计虽然困难多多,但是同样的也会是欢乐多。
只有我们认真的细心的做好每一步,哪怕最后失败也是虽败犹荣。
七、参考文献
[1]彭文生.机械设计[M].高等教育出版社,2008-11.
[2]裘建新.机械原理课程设计[M].高等教育出版社,2010-7.
[3]孙桓.机械原理.[M].高等教育出版社,2013-4.