贵州大学机械原理课程设计压片成型机指导教师：戴明

目录

1.课题概述 (2)

2.方案对比及优选 (3)

3.机构参数计算 (8)

三维建模 (12)

5.凸轮设计 (13)

6.连杆运动学分析 (14)

7.总结 (16)

8.附录 (17)

9.参考文献 (26)

压片成型机

一、.课题概述

1.压片成形机介绍

设计自动压片成形机，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，经圧制成形后脱离位置。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。

2.压片成形机的工艺动作

（1）干粉料均匀筛入圆筒形型腔。

（2）下冲头下沉3mm，预防上冲头进入型腔是粉料扑出。

（3）上冲头退出，下冲头随后顶出压好的片坯。

（4）料筛推出片坯。

3.设计要求

(1).上冲头完成往复直移运动（铅垂上下）。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能力。

(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，将成形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。

(3).料筛在模具型腔上方往复振动筛料，然后向左退回。待坯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。

二.方案对比及优选

上冲头方案设计与分析：

方案1

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2

说明：六杆机构（由摇杆滑块和曲柄摇杆组成）

评估：可计算机构自由度F=3*5-2*7=1，此机构是一个六杆机构，曲柄为主动件，带动摇杆摇动及滑块上下运动，其有增力功能，机构简单。

综合以上两个方案的优缺点，认为是使用方案二进行设计是比较好的选择。

送料机构方案设计与分析：

主要作用是将坯料送至加工位置，且能实现往复运动要求，故有以下方案可供选择。方案一：曲柄滑块机构

评估：计算机构自由度F=3*3-2*4=1，此机构能坯料送至加工位置，而且有急回特性，但是不是很容易筛料，不太理想。

方案二：凸轮滑块机构

评估：计算机构自由度F=3*3-（2*3+1）-1=1此机构能将坯料送至加工位置，不但能够做往复运动，而且容易筛料，结构简单，易于控制。

综上，选择方案二，自由度F=3n-(2pl+ph)=1。

下冲头方案设计与分析：

方案一：

运用曲柄连杆机构实现下冲头的往复移动。但实现不了下冲头的间歇运动。

方案二：

为了更好的实现工作，下冲头需要较高的承受能力。

凸轮机构（对心直动滚子推杆凸轮机构），结构简单，有较高的承受能力，还能实现

间歇运动，满足运动要求。自由度F=3n-(2pl+ph),3*3-（2*3+1）-1=1，故可以选择。选择方案

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，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。

若选用连杆机构，必须确定各构件的长度；选用凸轮机构，必须确定凸轮的理论轮廓线和实际轮廓线。

确定设计方案

根据上面对各机构选择的最佳方案，最终选用方案为：

三、机构参数计算

A.减速机构的设计及尺寸计算

根据选定的驱动电机的转速n=1440r/min和生产率为20片/min，所以机械传动系统的总速比为：I=1440/20=72

为方便配合各个机构的运动规律，总方案中齿轮1、2、3、4四个的转速均设定为20r/min，另外5、6、7三个齿轮的转速设定为40r/min，则行星轮系的齿轮设计如下：

各齿轮压力角和模数均取标准值：α=20 m=1 ha*=1 c*=，Z1=20 Z2=32 Z3=45 Z4=71

在行星轮系中：

nH=1440r/min

i3H=1-i31H=1-( Z3·Z1)/( Z2·Z4)=20/1440=1/72

又iH3= nH / n3=72

所以n3=20r/min

综上可以刚好使齿轮一的转速为20r/min，故可以直接使用。

B.连杆的设计与分析

连杆的分析主要为上冲头中的六连杆部分，它事由两个四杆机构组成，分别是摇杆滑块机构与曲柄摇杆机构，曲柄为主动件，带动摇杆摇动及滑块上下运动，完成上冲头的动作过程。

1、摇杆滑块（图形如下）

假设AB=150mm BC=250mm,已知H=100mm

如图C

2

点为上冲头运动的最低点，根据冲头行程H=100mm，作图：可得冲头的起始运

动点C

1位置，如图所示，再以A为圆心，AB长为半径画弧，另以C

1

为圆心，BC长为半

径画弧，两段圆弧交点即为Ｂ１点，用直尺量取摆角Φ＝54°。

2、曲柄摇杆

假设机构的行程速比系数K= ，则极位夹角θ=180°（K+1）/（K-1）=36°，又由上已知摇杆AB＝150mm，摆角Φ＝54°，θ=36°，则可设计一个四杆机构。如下所示。

作图：

（1）以任意点A作任意Φ角度的B1点和B2点

（2）连接B1点和B2点，过B1点作线段B1B2的垂线，再以B2点量取与B1B2线成夹