1、.115噸壓片機噸壓片機.2.設計題目設計題目 o1.1設計目的設計目的 o1.2功能要求及工作原理功能要求及工作原理 o1.3原始數據和設計要求原始數據和設計要求 .3.設計目的設計目的機械設計是根據使用要求對機械的工作原理、結構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸以及潤滑方式等進行構思、分析和計算，并將其轉化為制造依據的工作過程。機械設計是機械產品生產的第一步，是決定機械產品性能的最主要環節，整個過程蘊涵著創新和發明。為了綜合運用機械原理課程的理論知識，分析和解決與本課程有關的實際問題，使所學知識進一步鞏固和加深，我們參加了此次的機械原理課程設計。.41.21.2功能要

2、求及工作原理功能要求及工作原理 (1）總功能要求:將干粉料壓制成圓形片胚 （2）工作原理:15噸壓片機系統的工作原理及工藝動作分解如圖5.1所示。移動粉篩3至模具1的型腔上方等待裝料，并將上一循環已成型的工件2推出（卸料）；然后粉篩震動，將粉料篩入型腔；下沖頭5下沉一定深度，以防止上沖頭4向上壓制時將粉料撲出；然后上沖頭向下，下沖頭向上加壓，并在一定時間內保持一定的壓力；而后上沖頭快速退出，下沖頭隨著將成型的工件推出型腔 。原理圖原理圖 .51.21.2功能要求及工作原理功能要求及工作原理 .61.3原始數據和設計要求原始數據和設計要求（1） 被壓工件的外形是直徑為被壓工件的外形是直徑為34m

3、m，厚度為，厚度為5mm的圓形片的圓形片坯。坯。 （2）沖頭壓力為）沖頭壓力為15噸（噸（150000N）。）。（3）生產率為每分鐘）生產率為每分鐘25片片（4）機器運轉不均勻系數為）機器運轉不均勻系數為10%。（5）驅動電動機的功率為）驅動電動機的功率為2.2kw,940r/min（6 6）各執行構件的運動參數為：）各執行構件的運動參數為： 上沖頭行程為上沖頭行程為9090100mm100mm； 下沖頭下沖頭5 5先下沉先下沉3mm3mm，然后上升，然后上升8mm8mm后停歇后停歇( (保壓保壓) )， 繼而上繼而上升升16mm16mm后停歇后停歇, ,等粉篩將片坯推離沖頭后下移等粉篩將片坯

4、推離沖頭后下移21mm21mm； 粉篩粉篩3 3在模具在模具1 1的上方往復振動篩料，然后向左退回，待坯的上方往復振動篩料，然后向左退回，待坯料成形并被推出型腔后，粉篩復在臺面上右移約料成形并被推出型腔后，粉篩復在臺面上右移約454550mm50mm推卸成形推卸成形片坯。片坯。 .72.2.運動方案設計運動方案設計 工作原理和工藝動作分解工作原理和工藝動作分解o(1)(1)送料：這一動作可以通過凸輪上升段完成o(2(2 篩料：要求篩子往復震動o(3)(3)沖壓：上沖頭向下沖壓粉料，下沖頭向上擠壓粉料o(4)(4) 推出片坯：下沖頭上升推出成型的片坯o(5)(5) 送成品：通過凸輪推動篩子來將成

5、型的片坯擠到滑道.8上述五個動作，沖壓和推出片坯相對簡單，關鍵是要將送料和篩料兩個過程時間要配合的非常恰當，這樣來說就對機構提出較高的要求。我們設計過兩個方案，一個是用曲柄滑塊（左右方向）來推動篩子前行，等它到達預定的地方，我們在用一個帶有彈簧的滑塊（前后方向）來推動，實現前后振動的目的；但是這樣做有一個很大的缺陷，就是加上一個前后方向的機構將會對solidworks造型產生較大的困難，而且多一個機構就又需要多一個動力引進，時間配合上就比較煩瑣。.93 3根據工藝動作擬訂運動循環圖根據工藝動作擬訂運動循環圖 對于對于1515噸壓片機運動循環圖主要是確定送料，噸壓片機運動循環圖主要是確定送料，篩

6、料，和上沖頭沖壓，下沖頭沖壓四個執行構件的先篩料，和上沖頭沖壓，下沖頭沖壓四個執行構件的先后順序，相位，以利對各執行構件的設計，裝配和調后順序，相位，以利對各執行構件的設計，裝配和調試。試。循環圖循環圖.103 3根據工藝動作擬訂運動循環圖根據工藝動作擬訂運動循環圖.114機構選型機構選型 根據上，下沖頭和送料機，篩料機這四個執行構件動作要求和結構特點，可以選擇以下機構。上沖頭上沖頭 曲柄導桿曲柄導桿滑塊機構滑塊機構偏置曲柄偏置曲柄滑塊機構滑塊機構蝸輪蝸桿蝸輪蝸桿機構機構下沖頭下沖頭 固定轉動固定轉動凸輪機構凸輪機構 送料機送料機鋸齒狀凸鋸齒狀凸輪輪偏 置 曲 柄偏 置 曲 柄滑塊機構滑塊機構

7、蝸輪蝸桿蝸輪蝸桿機構機構篩料機篩料機 鋸齒狀凸鋸齒狀凸輪輪彈簧曲柄彈簧曲柄滑塊機構滑塊機構 .12 根據上面所示的四個執行構件的機構形態，可以求出15噸壓片機的運動方案數為：N=3*1*3*2=18根據2中的分析，我們原本選定上沖頭為偏置曲柄滑塊機構，而下沖頭為固定移動凸輪，送料機和篩料機都選為鋸齒狀凸輪。這樣比較簡單。但是在實際操作中，我們發現鋸齒狀凸輪難以制作，所以我們又改為偏置曲柄滑塊機構，具體機構簡圖見7中。 5機械運動方案的選擇和評定機械運動方案的選擇和評定 .136.機械傳動系統的速比和變速機構機械傳動系統的速比和變速機構根據選定的驅動電機的轉速和沖壓機的生產能力以及要求達到的運轉

8、效率。它的機械傳動系統的總速比為： I=940/25=37.6第一級皮帶減速 I=3 z1=17 z2=51第二級齒輪減速 I=3.176 z1=17 z2=54第三級齒輪減速 I=3.94 z2=17 z3=67.147.機械運動方案簡圖機械運動方案簡圖 按已選定的三個執行機構的形式組成的機械運動方案，畫出它的機構運動示意圖。如下圖所示：方案一：方案一： 上沖頭為蝸桿蝸輪帶動的偏置滑塊上沖頭為蝸桿蝸輪帶動的偏置滑塊,這個也是我這個也是我們采用的方案。們采用的方案。.15方案二：方案二： 曲柄滑塊曲柄滑塊+彈簧彈簧 振動，蝸輪蝸桿進退振動，蝸輪蝸桿進退主視圖主視圖.16 上圖中為第二種方案的側

9、視圖和主視圖，也是計劃中能圓上圖中為第二種方案的側視圖和主視圖，也是計劃中能圓滿完成各種要求的，主視圖兩個滑塊推動篩子左右移動，而側滿完成各種要求的，主視圖兩個滑塊推動篩子左右移動，而側視圖中帶有彈簧和一個曲柄滑塊讓篩子能在指定位置前后振動，視圖中帶有彈簧和一個曲柄滑塊讓篩子能在指定位置前后振動，達到篩料的目的。上沖頭使用偏置滑塊，而下沖頭使用凸輪機達到篩料的目的。上沖頭使用偏置滑塊，而下沖頭使用凸輪機構。構。 側視圖側視圖.17方案三：方案三： 上沖頭為偏心曲柄滑塊上沖頭為偏心曲柄滑塊 .18.19上沖頭參數：上沖頭參數： H=90mm k=1.5 =36 e=40=36 e=40 =25r

10、/min =25r/min 理論理論 a=39.5mm b=77.5mma=39.5mm b=77.5mm 實際實際 a=39.7mm b=89.52mma=39.7mm b=89.52mm8.機構運動分析機構運動分析 速度 加速度位移.20速度速度 .21 加速度加速度 .22位移位移.23滑塊滑塊滑塊參數：滑塊參數： H=80mm k=1.5 =36 e=50H=80mm k=1.5 =36 e=50理論理論 a=30.5mm b=86.5mma=30.5mm b=86.5mm實際實際 a=36.2mm b=67mma=36.2mm b=67mm速度加速度位移.24速度速度 .25加速度加

11、速度.26位移位移 .27下沖頭凸輪下沖頭凸輪 h=2h1 0=211 正弦正弦 s=h1/1sin(/1)/ v=h11-cos(/1)/ 1 a=h12sin(/1)/ 12 等速等速 s=h(1-/0) v=-h/0 a=03 等速等速 s=h(1-/0) v=h/0 a=04 停停 s=h v=0 v=0 a=0 a=05 5 等速等速 s=h(1-/0)s=h(1-/0) v=h/0 v=h/0 a=0 a=06 6 停停 s=hs=h v=0 v=0 a=0 a=07 7 等速等速 s=h(1-/0)s=h(1-/0) v=-h/0 v=-h/0 a=0 a=08 8 正弦正弦 s=h1s/s0+sin(2/s=h1s/s0+sin(2/0)/20)/2 v=hcos(2/0)-1/ v=hcos(2/0)-1/ 00 a=- a=