机械原理课程设计压片机设计说明书14页word.docx

1、机械原理课程设计压片机设计说明书14页word机械设计创新设计要练说，得练听。听是说的前提，听得准确，才有条件正确模仿，才能不断地掌握高一级水平的语言。我在教学中，注意听说结合，训练幼儿听的能力，课堂上，我特别重视教师的语言，我对幼儿说话，注意声音清楚，高低起伏，抑扬有致，富有吸引力，这样能引起幼儿的注意。当我发现有的幼儿不专心听别人发言时，就随时表扬那些静听的幼儿，或是让他重复别人说过的内容，抓住教育时机，要求他们专心听，用心记。平时我还通过各种趣味活动，培养幼儿边听边记，边听边想，边听边说的能力，如听词对词，听词句说意思，听句子辩正误，听故事讲述故事，听谜语猜谜底，听智力故事，动脑筋，出主

2、意，听儿歌上句，接儿歌下句等，这样幼儿学得生动活泼，轻松愉快，既训练了听的能力，强化了记忆，又发展了思维，为说打下了基础。 题目：干粉压片机这个工作可让学生分组负责收集整理,登在小黑板上,每周一换。要求学生抽空抄录并且阅读成诵。其目的在于扩大学生的知识面,引导学生关注社会,热爱生活,所以内容要尽量广泛一些,可以分为人生、价值、理想、学习、成长、责任、友谊、爱心、探索、环保等多方面。如此下去,除假期外,一年便可以积累40多则材料。如果学生的脑海里有了众多的鲜活生动的材料,写起文章来还用乱翻参考书吗? 学校：语文课本中的文章都是精选的比较优秀的文章,还有不少名家名篇。如果有选择循序渐进地让学生背诵

3、一些优秀篇目、精彩段落,对提高学生的水平会大有裨益。现在,不少语文教师在分析课文时,把文章解体的支离破碎,总在文章的技巧方面下功夫。结果教师费劲,学生头疼。分析完之后,学生收效甚微,没过几天便忘的一干二净。造成这种事倍功半的尴尬局面的关键就是对文章读的不熟。常言道“书读百遍,其义自见”,如果有目的、有计划地引导学生反复阅读课文,或细读、默读、跳读,或听读、范读、轮读、分角色朗读,学生便可以在读中自然领悟文章的思想内容和写作技巧,可以在读中自然加强语感,增强语言的感受力。久而久之,这种思想内容、写作技巧和语感就会自然渗透到学生的语言意识之中,就会在写作中自觉不自觉地加以运用、创造和发展。 院系：

4、机电学院专业：工程机械班级：09级2班设计者：指导老师：胡启国2019年5月 前言1.1 干粉压片机的概述干粉压片机是指利用传动系统将电动机的转速降低带动执行机构对粉末物质采取上下进行加压而成片状。根据干粉压片机的传动系统和执行机构不同，干粉压片机可以分为单片式压片机，旋转式压片机，亚高速旋转式压片机、全自动高速压片机以及旋转式包芯压片机。干粉压片机的使用行业很广泛。如制药厂、电子元件厂、陶瓷厂、化工原料厂等等，而且压片机还能用来做冲压设备。压片机在欧美压片机出现的较早。而在国内到1949年，上海市的天祥华记铁工厂仿造成英国式33冲压片机；1951年，根据美国16冲压片机改制成国产18冲压片机

5、，这是国内制造的最早制药机械；1957年，设计制造了ZP25-4型压片机；1960年，自行设计制造成功60-30型压片机，具有自动旋转、压片的功能。同年还设计制造了ZP33型、ZP19型压片机。 “七五”期间，航空航天部206所HZP26高速压片机研制成功。1980年，上海第一制药机械厂设计制造了ZP-21W型压片机，达到国际上世纪80年代初的先进水平，属国内首创产品。1987年，引进联邦德国Fette公司微机控制技术，设计制造了P3100-37型旋转式压片机，具有自动控制片剂重量、压力、自动数片、自动剔除废片等功能，封闭结构严密、净化程度达到GMP要求。2019，年上海天祥健台制药机械有限公

6、司研发了ZP100系列旋转式压片机、GZPK100系列高速旋转式压片机。进入21世纪，随着GMP认证的深入，完全符合GMP的ZP系列旋转式压片机相继出现：上海的ZP35A、山东聊城的ZP35D等。高速旋转式压片机在产量、压力信号采集、剔废等技术上有了长足的发展，最高产量一般都大于300000片/小时，最大预压力20kN，最大主压力80kN或10080kN。譬如，北京国药龙立科技有限公司的GZPLS-620系列高速旋转式压片机、上海天祥健台制药机械有限公司的GZPK3000系列高速旋转式压片机、北京航空制造工程研究所的PG50系列高速旋转式压片机等。随着制造加工工艺水平、自动化控制技术的提高以及

7、压片机使用厂家各种不同的特殊需求，各种特殊用途的压片机也相继出现。譬如，实验室用ZP5旋转式压片机、用于干粉压片的干粉旋转式压片机、用于火药片剂的防爆型ZPYG51系列旋转式压片机等。国内压片机的现状：（1）压片机规格众多、数量大；（2）操作简单；（3）技术含量较低，技术创新后力不足。国外压片机的现状：高速高产、密闭性、模块化、自动化、规模化及先进的检测技术是国外压片机技术最主要的发展方向。1.2 干粉压片机的研究现状1.2.1 压片机动力学分析及力的优化文献6阐述了主加压机构的运动学分析。对机构进行运动学分析可采用图解法分析和解析法分析在此，我们采用解析法，应用c语言程序进行分析。杆组法运动

8、学分析原理，由机构的组成原理可知，任何平面机构都可分解为原动件、基本杆组和机架三个部分，每一个原动件为一个单杆构件分别对单杆构件和常见的基本杆组进行运动学分析， 并编制成相应的子程序，在对整个机构进行运动分析时，根据机构组成情况的不同，依次调用这些子程序，从而完成对整体机构的运动分析。文献10阐述了各种方案的拟定。根据各功能元的解， 动力源可以采用电动机、汽油机、蒸汽透平机、液压机、气动马达等；上下加压则可采用凸轮机构、齿轮机构、连杆机构、液压缸等；送料可采用连杆机构、齿轮机构、槽轮机构等这样可组合的方案达上百种。文献7阐述了谐响应分析。分析动态响应实际上是解一个完整的动力学方程，它是一个二阶

9、常系数线性微分方程:Mx(t)+cx(t)+Kx(t)=P(t)式中：M 、c、K-质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵。x(t)、x(t)、x ( t)-结点的加速度、速度和位移向量，它们均为时间的函数。fP(t)卜一激振力向量，也是时问的函数。谐响应分析是用于确定线性结构在承受随时问按正弦规律变化载荷时稳态响应的一种技术。分析的目的是计算出结构在谐波激振力下的响应，即位移响应与应力响应，并得到系统的动态响应与系统激振力频率的曲线，称为幅频曲线。压片机工作时，冲头和压轮周期性接触，这样就会造成有周期性的激振力作用在整个结构上。当激振力的频率与压片机的固有频率接近时，就会发生共振。共振现象的发生不但不

10、能保证冲压的加工精度，还会对冲头和压轮以致整个机床造成严重破坏，这是一定要避免的。通过以上分析，可以得到以下结论: (1)经过力的优化以后，避免了在第一、二阶固有频率处的共振现象的发生，虽然优化后，第三阶固有频率处的位移比其他频率处较大(18xlO4)，但小于优化前该频率处的位移(21xlO4)，更远远小于机器共振时的(1。6x10一)，振动量降低了接近1O倍。(2)经过力的优化以后，由于对整体结构不存在激振力，所以一、二、四、五阶振型不会对动态性能产生影响。(3)由于该压片机的实际工作转数在每分钟4O一6O转之间，即工作频率为48 73Hz之间，而优化后在96HZ处振动量较大，远离工作频率范

11、围，所以，机器处于安全良好的工作区域范围，具有良好的动态性能。通过对压片机的模态分析，动力学谐响应分析，得出了压片机在不同工作频率范围下的响应，在此基础上对整体结构进行了力的优化，有效的抑制了共振现象的发生，解决了机器工作时振动和噪音的问题，分析结果对压片机的设计具有很实用的理论参考价值。文献13阐述了冲压机构杆件的优化设计。冲压机构的应用非常广泛，以干粉压片机为例，其中的冲压机构对压痕机的性能影响很大。它要求机构中的滑块在工艺行程中速度尽可能均匀且施加于曲柄的平衡力矩尽可能小，为此有必要对各构件进行优化分析。运动及受力分析。冲压机构，由一曲柄摇杆机构及一摇杆滑块机构组成的多杆机构。采用解析法

12、，建立起3种目标函数，运用罚函数法进行程序编制及计算，进行优化设计。首先，按机构的组成原理将机构分解成若干基本杆组，对每一个基本杆组编制相应的运动分析和受力分析的子程序，对具体某一机构只须建立一个简单的主程序和调用相应的子程序即可。优化设计。采用有约束优化设计问题的间接求解方法中的罚函数法，编制程序suMT，编制目标函数子程序FuNC和约束函数子程序FNT，编制各基本杆组的运动和受力分析子程序。文献12阐述了连杆送料机构的运动优化。连杆机构推动的推板式送料装置能够实现冲压生产的自动送料，该机构与斜楔推动的推板式送料机构和杠杆推动的推板送料装置相比，可实现较大的行程“。设计连杆迭料机构所需考虑的

13、因素较多，直观性较差容易导致设计失误因此设计了用于优化机构各杆长、送料行程、送料加速度等的多目标函数，综合连杆机构成立的条件、机构大小限制、运动参数要求等建立约束条件，采用直观的可视化方法对优化结果和连杆送料机构的运动特性进行分析。目标函数的建立。根据结构要求，连杆机构的迭料行程ZI，在蠛跫M，330mm的前提下，尽量取较小值，以避免总体结构过大；送料的左半行程L：与右半行程L厶相围l连杆送料机构原理图当，以满足机构的对称性要求，因此设计第一目标函数为：Fl(x)=165-LL1+165+LL1冲床的工作频率为每分钟30次，为减少送料机构启动时所产生的冲击，使最大送料速度降低，设计送料最大加速

14、度，即开始的加速度A。与结束时的加速度4：满足第二目标函数：F2（x）=A1+A2该送料机构的摇杆长度L，将影响传动的效率，希望它的长度大些，同时不应使该机构因此而变得庞大，就此设计第三且标函数为：F3（x）=90-L3为控制机构的总体尺寸，需要对送料机构的连杆长度厶、支架高度进行限制，按实际情况确定第四目标函数为：F4（x）=L2-580第五目标函数为： F5（x）=L4-390依据各目标的重要性、数量级以及对优化结果的影响，确定各目标的加权因子分别为1、l、1、0.1、0.1。采用统一目标函数的加权组合法建立目标函数：F(x)=F1(x)+F2（x）+F3（x）+0.1F4（x）+0.1F

15、5（x）该优化模型对机构位置的优化效果良好可控制最大速度与加速度，以及在机构总体尺寸限制的情况下实现对各杆长度的优化。机构运动优化的结果能够满足工程使用的要求，利用该模型进行多目标优化是可行的。该连杆机构在启动时存在柔性冲击，其加速度特性难以得到根本改善，因此该机构只适合于低中速连续生产的场合。1.2.2 结构优化的发展和研究现状文献8阐述了国内外压片机的创新与研究。1.向高速高产量发展是压片机首要发展方向；2.全封闭的一体化的片剂成型系统是压片机的一个主要发展方向，目前国外的压片机十分注重输入、输出环节的密闭性，尽可能的减少交叉污染及粉尘飞扬，而国内大多数的压片机这个过程是敞开的，断裂的工序

16、致使压片机的粉尘和泄露是药厂的一个通病；3.集成化、模块化使Courtoy公司、Fette公司的压片机获得巨大进步；4. Courtoy压片机片重控制的新方法； 5. 21CFR Partll(电子记录和电子签名)在压片机上的应用；6.新颖的压片机及压片机技术层出不穷, (1)增加预压力, (2)为了最大程度的提高设备利用率，降低设备使用成本，使设备的清洗更规范，WIP(washinginplace)在位清洗的理念在更多的压片机上得到了贯彻。摘要：随着现代科技的发展，压片机涉及的行业越来越广泛，高科技、高效率，低成本已成为现代压片机的一个重要的发展趋势。与国外的压片机相比，我国生产的压片机规模

17、小、产量低、技术含量较低。干粉压片机是将干粉压制成直径为30mm，厚度为5mm的圆形片坯状的装置。本文以压片机为研究对象，以造价低、结构简单为基础，通过方案对比及力的分析,从而设计出合适的压片机。本文阐述了加压机构、送料机构及传动系统的设计过程。关键词：压片机；连杆加压机构；凸轮The Design of the Dry Powder tablet Pressing MachineABSTRACT: With the development of modem science and technology，tablet pressing machine is used in more and m

18、ore industries. High technology, high efficiency and low cost have become the most important trend of current tablet pressing machine. Compared with the tablet pressing machine of abroad, the tablet pressing machine made in china is smaller scale, lower yield, lower technology. Dry powder tablet pre

19、ssing machine is a machine that presses powder to a flat blank (30mm in diameter, 5mm in thickness) .Based on low cost and simple structure, to the study of the tablet pressing machine in the dissertation, contrast through the program and power analysis to design a suitable tablet pressing machine.

20、In this paper, it is showed that the design process of the pressure mechanism, the feeding mechanism and the transmission.Key Words: Tablet pressing machine; Pressure mechanism of the coupler; 前言2 摘要 6 一. 设计题目 81.工作原理以及工艺过程 82.原始数据以及设计要求 10二. 设计题目的分析 101. 总功能分析 102. 总功能分解 103. 功能元求解 114. 运动方案确定 125.

21、 方案的评价 146. 运动循环图 157. 尺度计算 168.下冲头对心直动滚子推杆盘形凸轮机 189.下冲头对心直动滚子推杆盘形凸轮机的位移曲线 19三. 干粉压片机各部件名称以及动作说明 19四. 参考书目 19五. 心得体会 19一、设计题目及目的干粉压片机机械设计是一个逐步求精和细化的过程，随着设计过程的发展，产品结构和参数将逐渐清晰和不断完善。设计方案是多解的，能够满足一定功能和要求的设计方案不是唯一的，所以机械设计过程也是一个创新的过程。机械设计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

22、为制造依据。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，整个过程蕴涵着创新和发明。为了进一步掌握机械原理课程的理论知识，将课堂所学知识运用于实践，理解和加深机械原理和设计方法，为今后专业课程的学习打一定基础，我们积极参加了这次机械创新设计。1.1、 工作原理及工艺动作过程干粉压片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 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11图11 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

23、直径为 26mm 、深度为 30m m的筒形型腔，然后向左退出 45 mm 。（ 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。压片机工艺流程压片机是将陶瓷干粉或煤粉料压制成厚度为5mm的圆形片坯。其工艺流程是：(1) 干粉料均匀筛入团筒形

24、型腔(图a)；(2) 下冲头下沉3mm，预防上冲头进入型腔时将粉料扑出(图b)；(3) 上、下冲头同时加压(图c)，并保压一段时间；(4) 上冲头退出，下冲头随后顶出压好的片坯(图d)；(5) 料筛推出片坯。1.2、 设计原始数据及设计要求（1） 压片成形机一般至少包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构在内的三种机构。（2） 画出机器的运动方案简图与运动循环图。拟定运动循环图时，执行构件的动作起止位置可根据具体情况重叠安排，但必须满足工艺上各个动作的配合，在时间和空间上不能出现干涉。（3） 设计凸轮机构，自行确定运动规律，选择基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径，计算凸轮廓线。（4） 设计计算齿轮

25、机构。（5） 对连杆机构进行运动设计。并进行连杆机构的运动分析，绘出运动线图。如果是采用连杆机构作为下冲压机构，还应进行连杆机构的动态静力分析，计算飞轮转动惯量。（6） 编写3000字左右的设计计算说明书。二、设计题目分析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21图21 总功能分解设计干粉压片机，其总功能可以分解

26、成以下几个工艺动作：(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。例如下表所示的树状功能图：图22树状功能分解2.3、根据功能的要求，进行功能元求解干粉压片机运动转换功能图如下：图23运动转换功能干粉压片机运动方案选择矩阵如图24 运动方案图24 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

27、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

28、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+E22.4、运动方案的确定方案示意图如下：图25 方案一图26 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+S2 U2=S3

29、+S4+S5+S6 U3=S7+S8+S9+S10 U4=S11+S12+S13+S14 U5=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定比传动任意性较差能达到有限精度基本上任意定比传动和移动A2传动精度高高高较高较高高B工作性能B1应用范围较广广较广较广较广广B2可调性很好较差一般较好较差较差B3运动精度较高较高较高高较高高B4承载能力大大大较大较小大CC1加速度峰值小小较大较大较小小C2噪音小小一般较小较大较小C3耐磨性较好较好一般较好差较好C4可靠性可靠可靠可靠可靠可靠可靠DD1制造难度较易较难易易难较难D2制造误差敏感性敏感敏感敏感不敏感敏感敏感D3调整方便性较方便较便较方便方便较麻烦方便D4能耗大小一般一般一般一般一般一般EE1尺寸较大较小较小较大较小较小E2重量较轻较重较轻较轻较重较重E3结果复杂度简单一般一般简单复杂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 ” 、