压片成型机课程设计Word下载.docx
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刘凤然
所在院系
专业、年级、班
设计要求:
(1)精压成形制品生产率为每分钟20件;
(2)行程速比系数K=1.2
学生应完成的工作:
设计干粉压片机
(1)送料机构:
为间歇直线运动,这一动作可以通过凸轮上升段完成
(2)筛料:
要求筛子往复震动
(3)推出片坯:
下冲头上升推出成型的片坯
(4)送成品:
通过凸轮推动筛子来将成型的片坯挤到滑道
(5)上冲头往复直线运动,最好实行快速返回等特性。
(6)下冲头间歇直线运动。
参考文献阅读:
(1)孙桓、陈作模主编.机械原理.高等教育出版社,2006,第七版
(2)朱保利、吴晖等编.机械原理课程设计指导书.南昌航空工业学院出版,2004
工作计划:
一、思考(6.7)
二、画图(6.8-6.11)
三、写说明书(6.12-6.13)
任务下达日期:
2010年6月7日
任务完成日期:
2010年6月13日
指导教师(签名):
学生(签名):
目录
一.设计题目………………………………………………………………5
1.工作原理以及工艺过程……………………………………………5
2.原始数据以及设计要求……………………………………………5
二.设计题目的分析………………………………………………………6
1.总功能分析…………………………………………………………6
2.总功能分解…………………………………………………………6
3.功能元求解…………………………………………………………6
4.运动方案确定………………………………………………………7
5.方案的评价…………………………………………………………8
6.运动循环图…………………………………………………………10
7.尺度计算……………………………………………………………11
8.下冲头对心直动滚子推杆盘形凸轮机………………………………12
9.下冲头对心直动滚子推杆盘形凸轮机的位移曲线…………………12
三.压片成形机各部件名称以及动作说明………………………………13
四.参考书目………………………………………………………………13
五.新得体会………………………………………………………………13
1.1、设计题目
压片成形机
1.2、工作原理及工艺动作过程
压片成型机的功用是将不加粘结剂的干粉料(如陶瓷干粉、药粉)定量送入压形置压制成φ×
h圆型片坯,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。
其工艺动作的分解如图1—1
图1—1工艺动作分解
(1)料筛在模具型腔上方往复振动,将干粉料筛入直径为80mm、深度为10mm的筒形型腔,然后向左退出45mm。
(2)下冲头下沉4mm,以防上冲头进入型腔时把粉料扑出。
(3)上冲头进入型腔4mm。
(4)上、下冲头同时加压,各移动12mm,将产生压力,要求保压一定时间,保压时约占整个循环时间的1/10。
(5)上冲头退回,下冲头随后以稍慢速度向上运动,顶出压好的片坯。
(6)为避免干涉,待上冲头向上移动90mm后,料筛向右运动推走片坯,接着料筛往复振动,继续下一个运动循环。
1.2、设计原始数据及设计要
(1)精压成形制品生产率为每分钟20片;
(3)被压工件的外形是直径为80mm,厚度为5mm的圆形片坯
2.1、总功能分析
根据题目要求,要最终将干粉压制成片坯。
若要求获得质量较好的成品,可采用诸多方法。
下面采用黑箱法进行分析:
由黑箱法分析可得到:
为了达到高效、方便的目的,采用机械自动加工的方法比较好,因此本题采用了自动加工的方法压制片坯。
2.2、总功能分解
该干粉压片机通过一定的机械能把原料(干粉)压制成成品,其功能分解如图2—1
图2—1总功能分解
设计压片成型机,其总功能可以分解成以下几个工艺动作:
(1)送料机构:
2.3、根据功能的要求,进行功能元求解
压片成型机运动转换功能图如下:
图2—2运动转换功能
图2—3运动方案
由上表所列矩阵可知,可能的运动方案数目为N=4*4*4*3*3=576种。
从此方案中剔除明显不合理的,在进行综合评价:
是否满足运动要求;
是否满足载要求;
运动精度;
制造工艺;
安全性;
是否满足动力源、生产条件等限制。
根据题目要求,功能元减速A而言,带传动结构简单,运转平稳,噪声小,能缓和冲击,有过载保护作用,安装维修要求不高成本底。
齿轮传动工作可靠,效率高,易制造和精确加工。
故可选用带传动或蜗杆传动。
减速B:
齿轮或蜗杆传动能满足定速比传动要求,且精度较高。
应用范围广,承载能力大的优点,故选齿轮或蜗杆传动。
对于上冲头运动C,要实现往复直线移动,还有考虑急回特性。
因此选曲柄滑块或摇杆机构。
送料机构D主要作用是将胚料送到加工位置,且能实现间歇要求,对承载能力要求低,故采用凸轮或蜗杆机构。
下冲头运动E虽然需要较高的承载能力,但下冲头中可以加两个挡板来增加其承载能力,且要实现间歇要求,可靠性好,故采用凸轮机构完成下冲头的动作。
综上所述,可初步确定两个方案,如表中实线、虚线所示的方案
方案1:
A3+B4+C3+D1+E2
方案2:
A1+B3+C4+D2+E2
2.4、运动方案的确定
运动方案示意图如下:
图2—5方案一
图2—6方案二
2.5、方案评价
机械运动方案的拟订和设计,最终要求通过分析比较以提供最优的方案。
一个方案的优劣通过系统综合评价来确定。
下面用机械选型的评价体系,它可用视图的方法来表示:
根据个评价指标相互关系,建立评价模型为:
H=U1*U2*U3*U4*U5
在式中U1=S1+S2U2=S3+S4+S5+S6
U3=S7+S8+S9+S10U4=S11+S12+S13+S14U5=S15+S16+S17
上述表达式表示U1、U2、U3、U4、U5各指标之间采用了乘法原则,而它们之间用了加法原则。
根据题目要求,功能元比较如表—1:
方案中机构的性能、特点、评价
表—1
性能指标
具体指标
评价
带传动
齿轮机构
曲杆滑块机构
简单六杆机构
凸轮机构
蜗轮蜗杆机构
A功能
A1运动规律
定比传动
定比传动和移动
任意性较差能达到有限精度
基本上任意
A2传动精度
高
较高
B工作性能
B1应用范围
较广
广
B2可调性
很好
较差
一般
较好
B3运动精度
B4承载能力
大
较大
较小
C
C1加速度峰值
小
C2噪音
C3耐磨性
差
C4可靠性
可靠
D
D1制造难度
较易
较难
易
难
D2制造误差敏感性
敏感
不敏感
D3调整方便性
较方便
较便
方便
较麻烦
D4能耗大小
E
E1尺寸
E2重量
较轻
较重
E3结果复杂度
简单
复杂
表示上述两个机构方案的评价指标体系、评价值及计算结果。
表中,所以的指标值分为5个等级:
“很好”、“好”、“较好”、“不太好”、“不好”,分别用1、0.75、0.5、0.25、0表示。
如表—2:
表—2
评价指标
系统工程评价法
方案一
方案二
U1
S1
0.75
S2
1
U2
S3
S4
0.5
S5
S6
U3
S7
S8
S9
S10
U4
S11
S12
S13
S14
U5
S15
S16
S17
H值
85.31
56.95
由表中H值可知,方案1较方案2好,故可优先选用方案1为最终方案。
2.6、运动循环图
从上述工艺过程可以看出,由主动件到执行件有三支机构系统顺序动作,画出运
动传递框图如下图2—7
图2—7循环图
从整个机器的角度上看,它是一种时序式组合机构系统,所以要拟订运动循环图。
以该主动件的转角为横坐标(0~360),以机构执行构件的位移为纵坐标画出位移曲线。
运动循环图上的位移曲线主要着眼于运动的起迄位置,而不是其精确的运动规律。
料筛从推出片坯的位置经加料位置加料后退回最左边(起始位置)停歇。
下冲头即下沉4mm(如下图中②)。
下冲头下沉完毕,上冲头可下移到型腔入口处(如图中③),待上冲头到达台面下4mm处时,下冲头开始上升,对粉料两面加压,这时,上、下冲头各移动12mm(如图中④),然后两冲头停歇保压(如图中⑤),保压时间约0.2s,即相当于主动件转36度左右。
以后,上冲头先开始退出,下冲头稍后并稍慢地身上移动到和台面平齐,顶出成形片坯(如图中⑥)。
下冲头停歇待卸片坯时,料筛已推进到形腔上方推卸片坯(如图中⑦)。
然后,下冲头下移24cm的同时,料筛振动使筛中粉料筛入形腔(如图中⑧)而进入下一循环。
2.7、尺度计算
执行机构的尺寸计算
根据选定的驱动电机(在图中没画出)的转速n=970r/min和生产率为20件/分钟,它传动系统的总速比为:
I=970/20=48.5k=1.2
θ=180°
*(k-1)/(k+1)=180°
*(1.2-1)/(1.2+1)=16.4°
以下压力角和模数均取标准值α=20m=5
第一级皮带减速I=4z1=17z2=68
第二级齿轮减速I=9.8z1=17z2=167
已知如图:
n1=n1′=n1〞=24r/min;
n5=n6=24r/min
取蜗杆齿数z3’=z5’=4,则查表可知:
d=50mm,θ=21°
48′05″;
z6=z4=53,则:
n5′=n6z6/z5′=318r/min=n5
N3’=n4z4/z3’=318r/min=n3
取z5=20z3=17z2’=30则z1’’=n5z5/n1’’=265;
d=mz=1325mm
δ3=arctan17/30=29.5°
δ2’=90°
-29.5°
=60.5°
n2’=n2=n3=z3/z2’=318*17/30=184r/min
取z2=15则z1=115,δ1=arctan15/115=7.43°
δ2=90°
-7.43°
=82.57°
综合以上计算可得定轴轮系传动7个齿轮设计如表—3:
表—3
2.8、下冲头对心直动滚子推杆盘形凸轮机
图2—9凸轮机构
2.9、下冲头对心直动滚子推杆盘形凸轮机的位移曲线
图2—10位移曲线
3压片成型机动作说明
各级传动都为齿轮或蜗轮蜗杆传动,传动精度高,运动可靠;
上冲头由曲柄滑块机构带动运动精度高,移动料筛H至下冲头的型腔上方等待装料,并将上一循环已成型的工件推出(卸料)然后料筛震动,将粉料筛入型腔,下冲头下沉一定深度Y,以防止上冲头向下压制时将粉料扑出然后上冲头继续向下,下冲头向上加压,并在一定时间内保持一定的压力;
而后上冲头快速退出下冲头随着将成型的工件推出型腔,这便完成了一个循环周期。
由于要求每分钟制成成品24件。
所以要求C、D、E转速同步,且转速均为24r/min。
4、参考书目
(1)孙桓、陈作模主编《机械原理》高等教育出版社,2000
(2)朱保利、吴晖等编《机械原理课程设计指导书》南昌航空工业学院出版
(3)孟宪源、姜琪主编《机构构型与应用》机械工业出版社,2004
(4)侯珍秀主编《机械系统设计》哈尔滨工业大学出版社,2000
(5)黄继昌、徐巧鱼等编《实用机械机构图册》人民邮电出版社,1996
5、心得体会
这是我们步入大学之后的第一次做课程设计,但在张老师的指导和同学的互相帮助下还是按时完成了设计。
这次设计让我体会很深,也学到了很多新东西。
在这次课程设计中,充分利用了所学的机械原理知识,根据使用要求和功能分析,选用组合成机械系统运动方案,从而设计出结构简单,组合成机械系统运动方案,制造方便,性能优良,工作可靠的机械系统。
这次课程设计,不仅让我们把自己所学的知识运用到实际生活中去,设计一些对社会有用的机构,也让我们深刻体会到团体合作的重要性,因为在以后的学习和工作中,但靠我们自己个人的力量是远远不够的,积聚大家的智慧,才能创造出令人满意的产品来。
这次课程设计在张老师的指导下和其他组员的协助下共同完成,如果没有他们的指导和协助很难把此次课程设计做好。
在此非常感谢张老师的指导和其他组员的协助。
指导教师评语:
课程设计报告成绩:
,占总成绩比例:
课程设计其它环节成绩:
环节名称:
,成绩:
总成绩:
指导教师签字:
年月日
本次课程设计负责人意见:
负责人签字: