1、閩南理工學院創新實訓活動說明書題 目：物料壓片機加壓機構系 別 光 電 系 專 業 機械設計制造及其自動化 班 級 0820143 學 號 082014327/28/29/30 姓 名 徐華標、莊駿為 朱雄、 薄靖宇 指導教師 黃長增 完成時間 2011.5.12 評定成績 目 錄1 . 設計題目 32 . 設計方案選擇 42.1設計方案一 42.2設計方案二 42.3設計方案三53 . 最終選定方案具體設計5-12包含三個方面的內容： 計算公式及數據處理 所選方案機構運動簡圖工作循環圖及其分析4. 小組總結 135. 參考資料 13Part 機械創新設計設計題目設計某物料壓片機的加壓機構。其

2、工藝流程為：（1） 干粉料均勻篩入圓桶形型腔（圖a）；（2） 下沖頭下沉3mm，預防上沖頭進入型腔時把粉料撲出（圖b）；（3） 上下沖頭同時加壓（圖c），并加壓一段時間；（4） 上沖頭退出，下沖頭隨后頂出壓好的片坯（圖d）；（5） 料篩推出片坯（圖e）。其設計參數為：沖頭壓力 150 KN ； 生產率每分鐘25片；機器運轉不均勻系數10%；驅動電機可任選。設計任務：（1） 設計出運動原理圖（2） 上下沖頭和送料機構三者能夠協調配合（3） 從功能，作用性能，動力性能，經濟性以及結構緊湊等考慮能夠盡量做到最優Part 物料壓片機加壓機構的方案選擇2.1 設計方案一方案圖如下所示：設計者：朱雄2.2

3、 設計方案二方案圖如下所示：設計者：徐華標2.3 設計方案三方案圖如下所示: 設計者：莊駿為、薄靖宇Part 最終選定方案具體設計在選定的方案中，我們根據其功能，作用性能，動力性能，經濟性以及結構緊湊等從中選用方案三為最終且為最佳的方案。方案一和方案二雖然都可行，但方案一由于是凸輪和齒輪機構的結構，計算起來不太方便，而且動力性能和作用性能都不如第三種方案，故方案一列為備選方案。而方案二由于下沖頭無法達到預期的運動效果，即與上沖頭無法達到理想的配合，同時要用到多臺電動機來達到很好的協調效果，在經濟上將耗費大量的金錢，故方案二淘汰。對于方案三，我們所采用的運動結構簡圖如下圖所示：對最終確定的方案圖

4、的結構分析:1、上沖壓機構 2、料斗 3、下沖壓機構 4、同步齒形鏈傳動 5、送料機構 6、同步鏈傳動3.1 計算公式及數據處理A、上沖頭的設計及對其運動的分析 設計思路:根據設計要求可知可得上沖頭的運動規律圖，如下所示： （注：S上為零的一段即為上沖頭保壓階段，要求時間大約為0.4s）上沖頭的大致構思圖如下： 又為了使上沖頭在極限位置處停留大約4s實現保壓，我們要滿足搖桿在鉛垂位置的±2°范圍內滑塊的位移量0.4mm的條件。由此可以得到搖桿的的長度r式中：=L/r 即連桿與搖桿的長度之比(取12)假設為1，我們取搖桿處在正2°的極限位置，則在這2°內讓

5、其的位移量0.2mm在這里我取為0.2mm（圖形逆時針旋轉90°）列出方程：2Xcos2°=2X-0.2 解得X=165mm 即L3=L4=165mm 滿足條件。我們假定上沖頭的位移在90100,則有165(1-cosA)=45,得到A=43.3°，這里我們可以取為45°。我們設X：曲柄中心與上沖頭導路中心的距離，則 (x+165sin45°)2+(165-165cos45°)2=(L1+L2)2 (1)如圖（a） （a) (L1sin45°)2+（L1cos45°+x）2 =l2 (2）如圖（ b） （b）我們假

6、設l1與水平位置成45°，根據關系，我們設x=176mm,由(1),(2)式可以得到L1=71mm,L2=226mm。B、下沖頭的設計及對其運動的分析位移161616161613總轉角0°30°60°90°110°120°位移15.518181821.224.4總轉角140°160°180°200°220°240°位移27.630.834161616總轉角260°280°300°320°340°360°下沖

7、頭凸輪機構C、送料機構的凸輪機構速度設定 任務書中的已知條件：沖頭壓力為150KN；生產率為每分鐘25片；機器運轉不均勻系數10%。 我們所設計的送料機構的凸輪每轉一圈就完成一次對物料的配送，加工和完成的全部過程，故此凸輪機構的運轉速度為每分鐘25圈。位移02018201820總轉角0°30°35°40°45°50°位移18200000總轉角55°60°90°120°150°180°位移000000總轉角210°240°270°300°

8、330°360°送料機構的凸輪機構工作循環圖：對于物料壓片機的運動循環圖中送料機構、上沖頭和下沖頭之間的相互聯系可知：設控制上沖頭的齒輪齒數Z1，下沖頭齒輪齒數Z3，控制送料機構齒輪齒數Z2，上述三齒輪的傳動比為1:1:1，其中它們的轉速均為每分鐘25轉。上述的齒數為Z1= Z2= Z3=25。同時從另一個方面來講，因為要接上一個電動機，使電動機所提供的動力分到上沖頭，下沖頭和料篩三部分工作執行機構，并能夠達到協調工作。因此我們采用鏈傳動和單級減速器相結合的傳動系統，其中電動機通過減速器傳動齒輪來完成上沖頭的動作，同時與上沖頭連接的減速器齒輪又通過鏈傳動到送料機構的移動凸輪

9、上，最后通過該移動凸輪鏈傳動到下沖頭的移動凸輪上。（注：電動機的轉速為1000r/min，要求的生產率為25片。）將上沖頭、下沖頭、送料機構的工作循環圖表達在一張圖紙上則為下圖所示：Part 小組總結此次課程設計是在我們小組成員的共同努力發揮集體的智慧、全力合作完成的。回顧這一周時間的設計歷程和自己及組員的辛勤努力,再看一下我們的成果,心中充滿了不盡的喜悅和自豪。我們仔細地研究了任務書中有關物料壓片機的工作流程并分析原理，從各方面都大膽提出了自己的想法并進行一定的討論和嘗試。 由于這是第一次自主進行對一些簡單的機械進行創新設計,我們一開始都無從下手，不知從何開始。在度過了半天茫無頭緒的思索之后

10、，終于我們慢慢摸索出了第一套方案，并將方案通過計算分析認真研究，雖然可行，但在計算上卻是有一定的難度。因此我們決定繼續設計看是否有更好的設計方案，真是功夫不負有心人，我們后面接連想出了至少四種方案，并都得到了指導老師的肯定。最后小組經過激烈的討論評價得出最終方案設計，選擇方案三是合理的。在這次課程設計的整個過程中，我們充分利用了所學的機械原理知識，根據使用要求和功能分析，選用組合成機械系統運動方案，從而設計出結構簡單， 組合成機械系統運動方案，制造方便，性能優良，工作可靠，計算便捷的機械系統。 這次課程設計，讓我們深刻體會到團體合作的重要性。在以后的學習和工作中，但靠我們自己個人的力量是遠遠不

11、夠的，積聚大家的智慧，才能創造出令人滿意的產品來。拓寬了我們的知識面，開發了我們想象的空間，創新思維得到全面的提高。總之，這次課程設計讓我獲得了很多，既有那難能可貴的團隊精神，也有那循序漸進，一絲不茍的研究精神，更有那不斷開拓進取的思維創新。我們組的成員有：徐華標、莊駿為、朱雄、薄靖宇。其中，徐華標同學負責的是方案三中的尺寸設計計算及方案一的設計，朱雄同學負責的是方案二的設計以及說明書和最終確定方案圖紙的打印工作，莊駿為和薄靖宇則共同合作完成說明書的編寫，方案三的設計以及圖像的繪制。Part 參考資料1、安子軍 主編 機械原理，北京，國防工業出版社，20092、鄒慧君 主編 機械原理課程設計手冊，北京，高等教育出版社，19983、張永