机械原理课程设计

湖南工业大学

课程设计

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学院（系、部） 20 ~ 20 学年第学期

课程名称指导教师职称

学生姓名专业班级学号

题目

成绩起止日期年月日～年月日

目录清单

机械原理

设计说明书

15吨压片机的加压机构设计

起止日期： 2009 年 6 月 28 日至 2009 年 7 月 2 日学生姓名

班级

学号

成绩

指导教师(签字)

机械工程学院（部）

2009年 5 月29 日

目录（黑体，三号，居中）

0.设计任务书（黑体，三号） (2)

1.工作原理和工艺动作分解 (3)

2.根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图 (3)

3.执行机构选型……………………………………………

4.机械运动方案的选择和评定……………………………

5.机械传动系统的速比和变速机构………………………

6.机构运动简图……………………………………………

7. 主加压机构的尺度设计…………………………………

8主加压机构三维建模…………………………………

9,主加压机构速度与加速度分析（分析一个位置）……..

10.参考资料………………………………………………….

11.设计总结…………………………………………………

湖南工业大学

课程设计任务书

2010 —2011 学年第 2 学期

机械工程学院（系、部）材料成型专业材1 班级

课程名称：机械原理课程设计

设计题目：15吨压片机的加压机构设计

完成期限：自 2010 年 7 月 5 日至 2010 年 7 月 9 日共 1 周

指导教师：邹培海 2010 年6 月1 日

系（教研室）主任：王菊槐 2010 年6 月 10 日

1. 工作原理和工艺动作分解（黑体，小三号，居中）

（宋体，小四，行距20磅）根据任务书的要求，该机械的应有的工艺过程是，机构应具有一个模具(圆筒形型腔)和三个执行构件(一个上冲头，一个下冲头和一个料筛)。三个执行构件的运动形式为：

(1)上冲头完成往复(铅垂上下)直移运动，下移至终点后有短时间的停歇，起保压作用，因冲头上升后要留有料筛进入的空间，故冲头行程约为90一100mm。若机构主动作一转完成一个运动循环，则上冲头位移线图的形状大致如图1-1所示。

图1-1 上冲头位移线图

(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持料筛将片坯推离冲头后再下移21mm到待装料位置。其位移线图大致如图1-2所示。

图1-2下冲头位移线图

(3)料筛在模具型腔上方往复振动筛料，然后向左退回，待坯料成形并被推出型腔后，料筛复在台面上右移约45—50mm推卸成形片坯，其位移线图大致如图1-3所示。

图1-3料筛位移线图

2.根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图

拟定运动循环图的目的是确定各机构执行构件动作的先后顺序、相位，以利于设计、装配和调试。

上冲头加压机构主动件每转完成一个运动循环所以拟订运动循环图时，以该主动件的转角作为横坐标(0°、360°)，以各机构执行构件的位移为纵坐标作出位移曲线。运动循环图的位移曲线主要着眼于运动的起迄位置，根据上述表述作出压片机的运动循环图如图2-1所示。

图2-1 压片机的运动循环图

3.执行机构选型

由上述分析可知，压片机机构有右三个分支：一为实现上冲头运动的主加压机械二为实现下冲头运动的辅助加压机构；三是实现料筛运动的上、下科机构。此外，当各机构按运动循环图确定的相位关系安装以后应能作适当的调整，故在机构之间还需设置能调整相位的环节(也可能是机构)。

主加压机构设计过程：

实现上冲头运动的主加压机构应有下述几种基本运动功能：

1)：冲头要完成每分钟25次往复移动运动，所以机构的主动构件转速应为

25r／min，以电动机作为原动力，则主加压机构应有运动缩小的功能

2)因上冲头是往复运动，故机构要有运动交替的功能

3)原动机的输出运动是转动，上冲头是直移运动，所以机构要有运动转换的

功能

4)因有保压阶段，所以机构上冲头在下移行程末端有较长的停歇或近似停歇的功能；

5)因冲头压力较大，所以希望机构有增力的功能，以增大有效作用力，减小原动机的功率。

先取上述(1)、(2)、(3)三种必须具备的功能来组成机构方案。若每一功

能仅由一类基本机构来实现，如图3-1所示，可组合成3*3*3＝27种方案。

图3-1压片机的功能-技术矩阵图

按给定的条件，上冲头在下移行程的末端还有停歇和增力的附加要求，尽

量使机构简单等等要求来选择方案。

选出如下图3-2所示的四种方案作为评选方案。

图3-2 上冲头的方案构思图

4.机械运动方案的选择和评定

图3-2所示的方案一、三都采用了凸轮机构。凸轮机构虽能得到理想的运动规律，但要使从动件达到90一100mm的行程，凸轮的向径比较大，于是凸轮机构的运动空间也较大。而且凸轮与从动件是高副接触，不宜用于低速、大压力的场合。

图3-2所示的方案二采用曲柄滑块机构，曲柄长度仅为滑块行程的一半，机构结构简洁，尺寸较小，但滑块在行程末端只作瞬时停歇，运动规律不理想。

图3-2所示的方案四，将曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构串联，则可得到比较好的运动规律，尺寸也不致过大。又因为它是全低副机构，宜用于低速、重载。所以选择方案四。