机械原理课程设计
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机械原理课程设计
赵春花 机械设计教研室（行政楼1215）
ຫໍສະໝຸດ Baidu
一、设计题目
• 设计压片成形机
– 是将具有一定湿度的粉末状原料（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。可以压制陶瓷圆形片坯、药 剂片等。 – 机器的整个工作过程:送料、压形、出腔、 脱离。
• 压片成形机的工艺动作
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。
式中：
：摇杆滑块机构中连杆与摇杆长度之比，一般取 l － 2 。
（2）确定摇杆两极限位置 根据上冲头的行程长度，即可得摇杆的另一极限位置，摇杆 的摆角以小于 60度为宜。 （3）确定曲柄、连杆以及机架 设计曲柄摇杆机构时，为了“增力”，曲柄的回转中心可在 过摇杆活动铰链、垂直于摇杆铅垂位置的直线上适当选取，以改 善机构在冲头下极限位置附近的传力性能。
编写）
三、说明书内容 1、设计题目 （见指导书P126，包括图8.2） 2、设计要求 （见指导书P127） 3、运动方案评估（上、下冲头设计、选择方案，要分 析出各自的优缺点）
4、运动循环图设计 5、连杆机构尺寸计算 （见指导书P127） 6、凸轮机构尺寸计算 6.1 基圆半径的确定 6.2 偏心距的确定 四、附录 附录1：运动循环图（A4纸） 附录2：上冲头机构运动简图（A3纸） 附录3：下冲头凸轮机构轮廓图（三号图纸A3纸， 画法参见指导书P46） 五、参考文献
三、设计内容和设计步骤
1、根据工艺动作要求和协调要求拟定运动循环图（A4） 2、选择和确定各执行机构的机构形式： 上、下冲头初选三种机构，比较其优缺点，各选中一种设 计并画出机构示意图； 3、对选用的机构进行尺寸计算： 若选用连杆机构，则必须确定各构件长度。 若选用凸轮机构，则必须确定基圆半径和偏心距。 4、绘制机构运动简图（上冲头机构和下冲头机构）（A3） 若选用连杆机构，则根据前面计算的各构件长度，必须画 出连杆机构的两个极限位置和一个一般位置。 若选用凸轮机构，则根据已确定的基圆半径和偏心距，利 用反转法画出凸轮的轮廓线（理论轮廓线和实际轮廓线) 。 5、编写设计说明书。
15片/min 20片/min
• 原始数据
1、冲头压力 2、生产率 3、机器运转不均匀系数 4、电机转速 15t 10～20片/min 0.05～0.10 950～1500rpm
二、设计要求
• 上冲头、下冲头、送料筛的设计要求
（ 1 ）上冲头完成往复直线运动（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 0.4s 左右。因冲头上升 后要留有料筛进人的空间，故冲头行程为 90 － 100mm 。因冲头 压力较大，因而加压机构应有增力功能（如图 a 所示）。 （ 2 ）下冲头先下沉 3 mm ，然后上升 8 mm ，加压后停歇保压， 继而上升 16 mm ，将成形片坯顶到与台内平齐后停歇，待料筛将 片坯推离冲头后，再下移 21 mm ，到待料位置（如图 b 所示）。 （ 3 ）料筛在模具型腔上方往复振动筛料，然后向左退回。待批 料成型并被推出型腔后，料筛在台面上右移约 45 － 50 mm ，推卸 片坯（如图 c 所示）。
（a）根据摇杆的三个极限位置（ 位置和另一极限位置）， 设定与之对应的曲柄三个位置，其中两个对应于摇杆的两个极 限位置，曲柄应在与连杆共线的位置，曲柄另一个位置可根据 保压时间来设定，因此可根据两连架杆的三组对应位置来设计 此机构。设计完成后，应检查曲柄存在条件，若不满足要求， 则重新选择曲柄回转中心。 （b）先选择曲柄回转中心，然后根据摇杆两极限位置时曲柄 和连杆共线的条件，确定连杆和曲柄长度。在检查摇杆在铅垂 位置正负2度时，注意曲柄对应转角是否满足保压时间要求。 曲柄回转中心距摇杆铅垂位置愈远，机构行程速比系数愈小， 冲头在下极限位置附近的位移变化愈小，但机构尺寸愈大。
2、凸轮机构尺寸计算(课本P55) • 确定基圆半径（假设e=0）
ds d 2 rb s e tg
• 再确定偏心距
2
五、设计说明书
一、封面 （写法参见指导书P7，全班统一打印，写明姓名、 班级、学号） 二、目录 （设计说明书完成后根据各部分内容所在页码最后
四、参数计算
1、连杆尺寸计算(见指导书P128)
（1）确定r、l 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 范围内滑块的位移量生成的位移量小于等于0.4mm 。 据此可得摇杆长度
分组
生产率 10片/min 12片/min 学生 0621131（1-9） 0621132（1-9） 0621131（10-19） 0621132（10-19） 0621131（20-29） 0621132（20-29） 0621131（30-33） 011111101(史艳霖) 0621132（30-33） 011110419(罗贺江)
赵春花 机械设计教研室（行政楼1215）
ຫໍສະໝຸດ Baidu
一、设计题目
• 设计压片成形机
– 是将具有一定湿度的粉末状原料（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。可以压制陶瓷圆形片坯、药 剂片等。 – 机器的整个工作过程:送料、压形、出腔、 脱离。
• 压片成形机的工艺动作
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。
式中：
：摇杆滑块机构中连杆与摇杆长度之比，一般取 l － 2 。
（2）确定摇杆两极限位置 根据上冲头的行程长度，即可得摇杆的另一极限位置，摇杆 的摆角以小于 60度为宜。 （3）确定曲柄、连杆以及机架 设计曲柄摇杆机构时，为了“增力”，曲柄的回转中心可在 过摇杆活动铰链、垂直于摇杆铅垂位置的直线上适当选取，以改 善机构在冲头下极限位置附近的传力性能。
编写）
三、说明书内容 1、设计题目 （见指导书P126，包括图8.2） 2、设计要求 （见指导书P127） 3、运动方案评估（上、下冲头设计、选择方案，要分 析出各自的优缺点）
4、运动循环图设计 5、连杆机构尺寸计算 （见指导书P127） 6、凸轮机构尺寸计算 6.1 基圆半径的确定 6.2 偏心距的确定 四、附录 附录1：运动循环图（A4纸） 附录2：上冲头机构运动简图（A3纸） 附录3：下冲头凸轮机构轮廓图（三号图纸A3纸， 画法参见指导书P46） 五、参考文献
三、设计内容和设计步骤
1、根据工艺动作要求和协调要求拟定运动循环图（A4） 2、选择和确定各执行机构的机构形式： 上、下冲头初选三种机构，比较其优缺点，各选中一种设 计并画出机构示意图； 3、对选用的机构进行尺寸计算： 若选用连杆机构，则必须确定各构件长度。 若选用凸轮机构，则必须确定基圆半径和偏心距。 4、绘制机构运动简图（上冲头机构和下冲头机构）（A3） 若选用连杆机构，则根据前面计算的各构件长度，必须画 出连杆机构的两个极限位置和一个一般位置。 若选用凸轮机构，则根据已确定的基圆半径和偏心距，利 用反转法画出凸轮的轮廓线（理论轮廓线和实际轮廓线) 。 5、编写设计说明书。
15片/min 20片/min
• 原始数据
1、冲头压力 2、生产率 3、机器运转不均匀系数 4、电机转速 15t 10～20片/min 0.05～0.10 950～1500rpm
二、设计要求
• 上冲头、下冲头、送料筛的设计要求
（ 1 ）上冲头完成往复直线运动（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 0.4s 左右。因冲头上升 后要留有料筛进人的空间，故冲头行程为 90 － 100mm 。因冲头 压力较大，因而加压机构应有增力功能（如图 a 所示）。 （ 2 ）下冲头先下沉 3 mm ，然后上升 8 mm ，加压后停歇保压， 继而上升 16 mm ，将成形片坯顶到与台内平齐后停歇，待料筛将 片坯推离冲头后，再下移 21 mm ，到待料位置（如图 b 所示）。 （ 3 ）料筛在模具型腔上方往复振动筛料，然后向左退回。待批 料成型并被推出型腔后，料筛在台面上右移约 45 － 50 mm ，推卸 片坯（如图 c 所示）。
（a）根据摇杆的三个极限位置（ 位置和另一极限位置）， 设定与之对应的曲柄三个位置，其中两个对应于摇杆的两个极 限位置，曲柄应在与连杆共线的位置，曲柄另一个位置可根据 保压时间来设定，因此可根据两连架杆的三组对应位置来设计 此机构。设计完成后，应检查曲柄存在条件，若不满足要求， 则重新选择曲柄回转中心。 （b）先选择曲柄回转中心，然后根据摇杆两极限位置时曲柄 和连杆共线的条件，确定连杆和曲柄长度。在检查摇杆在铅垂 位置正负2度时，注意曲柄对应转角是否满足保压时间要求。 曲柄回转中心距摇杆铅垂位置愈远，机构行程速比系数愈小， 冲头在下极限位置附近的位移变化愈小，但机构尺寸愈大。
2、凸轮机构尺寸计算(课本P55) • 确定基圆半径（假设e=0）
ds d 2 rb s e tg
• 再确定偏心距
2
五、设计说明书
一、封面 （写法参见指导书P7，全班统一打印，写明姓名、 班级、学号） 二、目录 （设计说明书完成后根据各部分内容所在页码最后
四、参数计算
1、连杆尺寸计算(见指导书P128)
（1）确定r、l 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 范围内滑块的位移量生成的位移量小于等于0.4mm 。 据此可得摇杆长度
分组
生产率 10片/min 12片/min 学生 0621131（1-9） 0621132（1-9） 0621131（10-19） 0621132（10-19） 0621131（20-29） 0621132（20-29） 0621131（30-33） 011111101(史艳霖) 0621132（30-33） 011110419(罗贺江)