粉末压力成型机传动系统的设计.docx

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粉末压力成型机传动系统的设计

目录

一设计任务书及要求………………………...………………….

（1）

二设计任务分析………………………………..…..……………

（2）

三总体设计………………………………...………………….....（3）

1.运动方案示意图设计……………………………..……….（3）

2.方案比较………………………………..…………………（4）

3.方案确定…………………………..………………………（4）

四工作循环图设计………………………..…………………….（4）

五选择电动机…………………………..………………………..（7）

六总体传动比的分配…………………………..………………..（7）

七关键机构设计……………………..…………………………..（7）

八、设计总结……………………………………..………………（9）

九、参考文献…………………..………………………………....（10）

十致谢………………………………………………………….（10）

一、课程设计任务和要求

1、课程设计的目的及意义

自动机械设计这门课程是机械专业的一门主要专业课程，学习完这门课程之后同学们在脑中应该对机械系统设计有一个总体的框架。

为了加深对这门课程的更深入的理解及运用，充分发挥创造性思维和想象能力，灵活应用各种设计方法和技巧，以便设计出新颖、灵巧、高效的机械产品，培养学生对理论知识的综合应用能力和实践动手能力，安排课程设计这一教学实践环节。

通过课程设计进一步培养学生的设计能力、理论联系实际的能力，同时巩固复习前面学过的理论知识，为后续的毕业设计打下一定的理论基础。

2、本次自动机械设计课程设计的设计题目：

粉末压力成型机传动系统的设计

机械运动方案的设计是机械产品设计的第一步，也是决定产品质量、水平高低、性能优劣和经济效益好坏的关键环节之一。

它是根据功能原理方案中提出的工艺动作过程及各个动作的运动规律要求，选择相应的若干个执行机构，并按一定的顺序把它们组合成机械运动示意图，最终确定出机械运动简图。

3、设计任务

（1）该机的工作原理

该压力成型机用于实现对粉末材料进行压力加工而达到成型的目的，并能实现自动出料以便于完成后续工作。

粉末压力成型机如图所示。

（2）设计参数

公称工作压力Fg=20kN；

工作行程Sg=40mm；

工作行程误差±1%；

生产率120件/分钟；

顶料杆行程h=100mm；

凸模行程120mm；

产品的尺寸L×B×H＝200×100×50mm

粉末材料密度

转盘驱动力F=1000N

（3）设计要求及设计内容

设计内容：

①选择压力机构和顶料机构的类型，拟定传动方案，进行机械运动方案的比较、优化；

②根据工艺动作拟定工作循环图；

③绘制机械运动方案示意图；

④确定机器的驱动功率，选择合适的原动机；

⑤编写设计计算说明书。

（4）设计任务

✧粉末压力成型机传动系统装配图，图纸1张（2号图幅）；

✧工作台运动（设计成回转式工作台）、顶料杆运动、压头运动的工作循环图（3号图幅）；回转工作台具有运动和停歇两个工作阶段。

在停歇阶段，各个工位完成各自的加工动作；在回转阶段，工作台运转到下一个工位。

为实现工作台的运转与停歇，应考虑能实现单向间歇转动的机构，如棘轮机构、槽轮机构、凸轮式间歇运动机构、不完全齿轮机构等。

选择的依据是各种机构的承载能力、运动动力特性、定位情况

✧等。

✧回转工作台的定位是一个应认真考虑的问题。

在停歇阶段，工作台应能可靠并精确地定位，否则就不能保证各工位正确的工作。

必要时应设计专门的定位装置，以保证足够的定位精度。

✧工作台部装图、间歇运动机构部装图（棘轮机构图、槽轮机构、圆柱凸轮）（2号图幅）；

✧齿轮、分配轴等零件图（4号图幅）；

✧设计说明书1份。

二．设计分析

粉末压力成型机传动系统主要任务是协调凸模，转盘和顶杆三个机构之间的运动关系，以实现下料，压力成型和卸料的工作循环。

工作台转盘的间歇回转运动可用槽轮，棘轮，不完全齿轮实现；凸模的上下往复运动可用凸轮，曲柄滑块机构实现；而顶杆机构可用凸轮等机构实现。

传动系统的实际就是就是要解决如何将这三个机构连接起来，达到实际生产的目的。

三．总体设计

1．运动方案示意图设计

方案1

方案2

2．方案比较

方案一：

采用曲柄滑块机构来实现凸模的往复运动，用不完全齿轮来实现工作转盘的间歇运动，用凸轮实现顶料杆的运动。

方案二：

采用凸轮实现凸模的往复运动，用槽轮实现工作转盘的间歇转动，顶料杆的运动同上。

3.方案确定

方案一的曲柄滑块不能实现实际要求的运动轨迹，如停歇、加速、减速等，所以不满足粉末压力成型要求，而凸轮可以很好的满足实际生产的要求；不完全齿轮虽然结构简单，制造方便，但是运动开始结束时速度有突变，冲击较大，而槽轮没有角速度冲击，相对性能较好，适于中低速机构。

由以上分析最终选择方案二。

四．工作循环图设计

由设计要求知凸模工作形成Sg=40mm，而生产率为120件/分钟，故Tp=0.5s。

粉末压力成型机各执行机构的运动循环图

由于顶料杆的运动是转盘的间歇运动和圆盘凸轮造成的，所以顶料杆和转盘的运动是同步的。

A1-A2-A3，B1-B2-B3,分别是同步点。

由同步点A1-A2-A3，B1-B2-B3，偏差时间Δt取0.025S，画粉末压力成型机的工作循环图。

Tp=0.5秒满足生产率的要求

五．选择电动机

凸模的公称工作压力Fg=20KN，

而行程速度由工作循环图知V=40mm/0.1s=0.4m/s，则P1=Fg*V=8000w,

驱动工作台所需力F取1000N,工作转盘半径取350mm，

则P2=Tω=FRω=2200w

则P=P1+P2=10200w

根据运动方案估算电动机应该大于19200w，故最终选取Y系列三相异步电动机160M1,

同步转速1500r/s,满载转速1440r/s,额定功率11Kw。

六．总体传动比分配

带轮传动比i取3，圆柱齿轮传动比i取4，锥齿轮传动比i取2，则凸轮轴的转速为120r/min,而槽轮拨销轴的转速为60r/min.

七．关键机构尺寸设计

（1）凸轮机构采用对心式，轮廓尺寸用运动循环图作图发设计，基圆半径取125mm,满足压力角要求。

由于工作载荷为20KN，所以与凸轮接触的轴承选用圆柱磙子轴承NU204E,d=20,D=47,B=14,基本载荷Cr25.8KN.

凸轮厚度取40mm

（2）

槽数z=4，拨销数m=2,

槽轮中心距a=400mm,

主动圆销：

半径r=15mm,回转半径R1=400sin=283mm,锁止弧半径Rx

张角=

槽轮外圆半径R2==283mm

槽深h=196mm

（3）圆锥齿轮模数m取2.5，齿数分别为25和75.

圆柱直齿轮模数m取2，齿数分别为22和88.

（4）工作台转盘直径700mm，厚度140mm.

（5）顶料杆杆长110mm.

八．设计总结

今年可谓认真复习，悉心思索，终于在规定时间的最后时刻完成了全部设计任务。

在为期一个星期的时间里，我翻遍了《机械设计》、《自动机械设计》《机械原理》等书，反复计算，设计方案，绘制草图，对着AutoCAD三天三夜……当然，在这期间还是得到周围同学的细心提点与耐心指导。

一个人在两星期内完成这次设计不可谓不艰辛，然而，我却从这两星内学到了许多以前都没来得及好好学的关键内容，而且在实践中运用，更是令我印象深刻，深切体会到机械这门课程并非以前所想像的那样纸上谈兵。

所有理论、公式都是为实践操作而诞生的。

庆幸自己终于认真独立地做了一次全面的机械设计，真的，从中学到了很多很容易被忽视的问题、知识点，甚至还培养了自己的耐心细心用心的性格。

从一页页复习课本，一次次计算数据，一遍遍修改机构示意图，一遍遍打印机构运动简图，这些都是我从来未曾独立做过的。

我喜欢对着电脑学习和生活，这是一门跟我的兴趣一致的课程，操作性很强，让我更容易掌握知识．最后一次作业，我花了很多心思，基本上灵感来了就会打开电脑画图．由于水平有限，请老师指点不足之处．每次作业，自己都能看见进步，心里也很安慰．我希望能更深入更宽泛学习有关机械设计的知识．相信自己以后做出来的设计会更精彩．

九参考文献

1东南大学机械学学科组郑文纬吴克坚主编。

机械原理。

高等教育出版社。

2任工昌郑甲红主编。

机械原理课程学习指南。

西北大学出版社。

3成大先主编。

机械设计手册（单行本）机构。

北京化学工业出版社2004/1

4曹龙华蒋希成主编。

平面连杆机构综合北京高等教育出版社1990

5尚久浩主编。

自动机械设计北京中国轻工业出版社2002

十致谢

这次设计的顺利按时完成，需要感谢很多同学和老师，尤其我的指导老师张浩，设计期间您给了我很多的帮助和建议，您的耐心和亲切让我很感动，在此致以我深深的谢意，祝张老师一切都好！