机械原理课程设计压片机

机械原理课程设计
说明书
设计题目______________ 压片成形机_______________ 汽车工程系汽车工程（中美）专业汽车工程
班号0621081班设计者
______________ 王佩
玉
指导教师韩丽华
2010 年7月2日
目录
1. 设计题目 (3)
2. 设计要求 (3)
3. 运动方案评估 (3)
4. 设计内容 (6)
5. 设计步骤
6. 附录
机械原理课程设计
――压片成形机
一、.设计题目
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。

片
坯
3. 压片成形机设计数据
电动机转速/ （r/min ）：1450; 生产率1（片/min）：10；
冲头压力/N : 150 000 ; 机器运转不均匀系数/ 0.10 ;
二、设计要求
1. 上冲头完成往复直移运动（铅垂上下），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。

三.运动方案评估
上冲头设计方案
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：凸轮旋转带动滚子
运动，使杆1与杆2运动，使上冲头上下往复运动，
完全能达到保压要求。

但上冲头行程要求有
90~100mm凸轮机构尺寸将会变得很大很笨重。

压片机的设计
方案3:
下冲头与料筛设计方案 四、设计内容 1.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，为了保压， 要求摇杆在铅垂位置的土 2°范围内滑块的位移量w 0.4mm 此方案中，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。

1.绘制加压机构的机构运动简图
选用方
说明：此万案使 柄摇杆机构和摇杆滑 构串接而成，结构简 盈，能满足保压要求， 够轻松达到上冲头的 要求。

综合以上三个方案的优
(■:
用曲 块机
单、轻 并能 行程
缺点， * E
是比较好的选择。

认为是使用万案三进行 设计
五、设计步骤
5-1.上冲头机构设计:
1. 设定摇杆长度
选取入=1.5 代入公式：r
0.4
[-2 ■ 2
1 亠:.cos2H；' ri n2
得r < 394 mm
•••选取r=390 mm;
• L =r X 入
=390 X 1.5=585 m;
2. 确定摇杆摆角根据右图，可知行程的计算公式为h=L-[r X coso+ .. L2 -(r xsin a2-r]
此时h=100 mm
算的摆角为32。

与测量出的图中摆角大小相等•••题设要求摆角小于60°
•满足要求。

3. 通过图解法求出曲柄摇杆机构中曲柄与连杆的长度如图所示，AB为曲柄，BC为连杆，DC为摇杆；
DC是摇杆在摆角最大时的位置;
DG2是摇杆与铅垂方向夹角为2°的位置；
DC3是摇杆铅垂时的位置；
由题意、：• AC2 = AB+ BC AC 0 = BC-AB
二AB=97mm BC=171 mm
测量出/ BAB' =80°,为保压角
4. 检验曲柄存在条件
CD=390mm AB=97mm, BC=171mm, A机架）=462mm
满足杆长之和定理，即AD+ABvCD+BC,确保了曲柄的存在综上所述上冲头机构的尺寸设计如下：
曲柄97 m 曲柄连杆171 m
摇杆390 m 滑块连杆L 585 m
5-2.凸轮的设计：
1. 凸轮基圆的确定
由运动循环图最大斜率40.1
因为此设计中的凸轮均为对心凸轮，则基圆半径公式为:
为了使机构能顺利工作，规定了压力角的许用值[a]，在使aW [ a ]的前提下，选取尽你可能小的基圆半径。

根据工程实践的经验，推荐推程时许用压力角取以下数值：移动从动件，[a ]=30 °〜38°摆动从动件，[a ]= 40 °〜45
下冲头凸轮机构为移动从动件 a =40°
基圆半径rb=26.8mm.
2. 凸轮轮廓的确定
将凸轮基圆以每份10°平均分割，根据下冲头循环图，确定每一段的升程与回程曲线。

特别指出，期中160° ~240。

为保压段，此段保持1.33秒的休止。

3. 滚子半径的确定
在330°这两点曲率半径相对较小的地方画尽量小的圆来确定其最小半
径p min=1.15mm.pV 0.8 p min.所以，此处取滚子半径p =9.2mm.
六.心得与体会
在一周多的实习设计过程中，我发现了许多的问题，，在设计的过程中有许多我们平时都不太重视的东西，也有很多的难题，再这一周多里我们每个人都是互相询问和帮助，这给了我很大的动力，有的不懂我们就会再一起讨论问题，设计完了我们就会回到宿舍去画图。

设计的过程中，我感触最深的当属查阅了很多次设计书和指导书。

为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，一次次翻阅机械设计书是十分必要的，同时也是必不可少的。

这次的机械设计我学到了很多以前在书本没有学到的东西，知识有了较大的提升，特别是对干粉压片机的结构原理与设计分析更加清楚深刻。

真用铅笔来做
图真的很困难，怪不得大家都喜欢CAD在这次课程设计中，充分利用了所学的机械原理知识，根据设计要求和设计分析，选用'组合成机械系统运动方案，从而设计出结构简单，制造方便，性能优良，工作可靠的机械系统。

这次课程设计让我充分体会到设计需要大胆创新这一层面。

创新也是一个国家、一个社会、一个企业必不可少的，设计中的创新需要高度和丰富的创造性思维，没有创造性的构思，就没有产品的创新，产品也就不具有市场竞争性。

在设计过程中，虽然我们的创新是简显的，但这也锻炼了我们的能力，更指明了我们努力的方向。

整个设计我基本上还满意，由于水平有限，难免会有错误，还望老师批评指正。

希望答辩时，老师多提些问题，由此我可用更好地了解到自己的不足，以便课后加以弥补。