機械原理課程設計說明書設計題目壓片成形機

上海工程技術大學（機械原理）課程設計目錄一、設計題目221.1設計背景1.2壓片成型機的介紹1.3壓片成型機的工藝動作1.4壓片成型機的數據234二、設計要求42.1上、下沖頭及送料篩的設計要求2.2運動循環圖44三、運動方案評估53.1主運動機構選型與分析比較四、運動循環圖設計510101012141515151515五、設計步驟5.1上沖頭的尺寸設計：5.2下沖頭的尺寸設計：六、心得體會七、參考文獻八、附錄8.1附錄1：運動循環圖（A4紙）8.2附錄2：上沖頭機構運動簡圖（A3紙）8.3附錄3：下沖頭凸輪機構輪廓圖（A3紙）1

上海工程技術大學（機械原理）課程設計機械原理課程設計——壓片成型機一、設計題目1.1設計背景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，并將其轉化成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，整個過程蘊含著創新和發明。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，使所學的知識進一步鞏固和加強，我們參加了此次的機械原理課程設計——壓片成型機設計。1.2壓片成型機的介紹設計自動壓片成形機，是將具有一定濕度的粉狀原料（如陶瓷干粉、藥粉）定量送入壓形位置，經壓制成形后脫離該位置。機器的整個工作過程（送料、壓形、脫離）均自動完成。該機器可以壓制陶瓷圓形片坯、藥劑（片）等。2

上海工程技術大學（機械原理）課程設計1、料篩將粉料篩入型腔中，同時上沖頭下移；2、下沖頭下沉3mm，防止壓入時粉料撲出；3、上下沖頭同時加壓，并保壓0.3～0.6s；4、上沖頭退出的同時，下沖頭頂出片胚；5、料篩推出片胚，再次重復1～5的動作。

上海工程技術大學（機械原理）課程設計1.4壓片成型機的數據電動機轉速/970（r/min）生產率/(片/min)20沖頭壓力/N150,000機器運轉不均勻系數/δ0.05二、設計要求2.1上、下沖頭及送料篩的設計要求1.上沖頭完成往復直移運動（鉛錘上下），下移至終點后有短時間的停歇，起保壓作用，保壓時間為0.47秒左右。因沖頭上升后要留有料篩進入的空間，故沖頭行程為100mm。因沖頭壓力較大，因而加壓機構應有增力功能（圖d）。2.下沖頭先下沉3mm，然后上升8mm，加壓后停歇保壓，繼而上升16mm，將成型片坯頂到與臺面平齊后停歇，待料篩將片坯推離沖頭后，再下移21mm，到待料位置（圖b/c/d）。3.料篩在模具型腔上方往復振動篩料，然后向右退回。待批料成型并被推出型腔后，料篩在臺面上右移約45～50mm，推卸片坯（圖d）。2.2運動循環圖草圖如下4

上海工程技術大學（機械原理）課程設計說明：桿1帶動桿2運動，桿2使滑塊往復運動，同時帶動桿3運動，從而達到所要求的上沖頭的運動。此方案可以滿足保壓要求，但是上沖頭機構制作工藝復雜，磨損較大，且需要加潤滑油，工作過程中污損比較嚴重。5

上海工程技術大學（機械原理）課程設計說明：此方案使用曲柄搖桿機構和搖桿滑塊機構串接而成，結構簡單、輕盈，能滿足保壓要求，并能夠輕松達到上沖頭的行程要求。對上述三種方案進行對比和分析第三種方案最為有效，傳動效果好且能夠達到設計的要求。故選第三種：曲柄連桿機構，作為上沖頭。6

上海工程技術大學（機械原理）課程設計綜上所述下沖頭的機構宜選第二種方案最為有效，合理的設計凸輪及擺桿能夠很容易的實現料篩的動作。7

上海工程技術大學（機械原理）課程設計8

上海工程技術大學（機械原理）課程設計3.14組合方案評估9

上海工程技術大學（機械原理）課程設計四、運動循環圖設計詳情請見附錄一五、設計步驟5.1上沖頭的尺寸設計：5.1.1尺寸計算1.設定搖桿長度：0.4選取λ=2代入公式：r1cos2sin2得r≤417㎜∴選取r=400㎜;∴Lr4002800mm10

上海工程技術大學（機械原理）課程設計2.確定搖桿擺角根據上圖，可知行程的計算公式為hL[rcoaL2rsinr]2此時h=100㎜L=800mmr=400mm算的擺角33.9與測量出的圖中擺角大小相等又∵題設要求擺角小于60°∴滿足要求。3.通過圖解法求出曲柄搖桿機構中曲柄與連桿的長度如圖所示，AB為曲柄，BC為連桿，DC為搖桿；11

上海工程技術大學（機械原理）課程設計是搖桿在擺角最大時的位置；DC1DC是搖桿與鉛垂方向夾角為2°的位置；由題意:∵ACABBC1ACBCAB又因為有圖測得測得AC285mmAC530mm1AB=122.5㎜BC=407.5㎜測量出保壓角為∠B1AB1'=57°檢驗曲柄存在條件：CD=400mm，AB=122.5mm,BC=407.5mm,AD(機架)=600mm滿足桿長之和定理，即AD+AB<CD+BC,確保了曲柄的存在。綜上所述上沖頭機構的尺寸設計如下：曲柄122.5㎜搖桿400㎜曲柄連桿407.5㎜滑塊連桿800㎜5.1.2上沖頭機構結構簡圖詳情請見附錄二5.2下沖頭的尺寸設計：5.2.1凸輪的尺寸計算1.凸輪的基圓半徑計算由運動循環圖可以得在推程過程中最大的斜率為22.912

上海工程技術大學（機械原理）課程設計因為此設計中的凸輪均為對心凸輪，則基圓半徑公式為：dsdsrtan為了使機構能順利工作，規定了壓力角的許用值[α]，在使α≤[α]的前提下，選取盡你可能大的基圓半徑。根據工程實踐的經驗，推薦推程時許用壓力角取以下數值：移動從動件，30~38擺動從動件，40~50所以下沖頭凸輪機構為移動從動件30解得基圓半徑.為r23.7mmb2.凸輪輪廓的確定將凸輪基圓以每份5°平均分割，根據下沖頭循環圖，確定每一段的升程與回程曲線。特別指出，期中157~230為保壓段，此段保持0.61秒的休止。3.滾子半徑的確定在270°這兩點曲率半徑相對較小地方畫的盡量小的圓來確定其最小半徑ρmin=9.1mm.ρ＜0.8ρmin.所以，此處取滾子半徑ρ=7.2mm.所以滾子半徑取7mm5.2.2下沖頭機構結構簡圖詳情請見附錄三13

上海工程技術大學（機械原理）課程設計六、心得體會為期近兩周的的課程設計即將結束了，在這兩周的時間里，我從這個課程設計中學到了很多東西，同時也遇到了很多困難，經過不斷的研究與探索以及咨詢老師和同學，為題一個一個的得以解決，我的課程設計的越來越明朗。我感觸最深的當屬查閱了很多次設計書和指導書。為了讓自己的設計更加完善，更加符合工程標準，一次次翻閱機械設計書是十分必要的，同時也是必不可少的。這次課程設計讓我充分體會到設計需要大膽創新這一層面。創新也是一個國家、一個社會、一個企業必不可少的，設計中的創新需要高度和豐富的創造性思維，沒有創造性的構思，就沒有產品的創新，產品也就不具有市場競爭性。在設計過程中，雖然我們的創新是簡顯的，但這也鍛煉了我們的能力，更指明了我們努力的方向。坦言，若沒有模板，沒有參考，讓我自己想，讓我自己設計，恐怕我很難在短短近兩周內設計得出六桿肘桿式機構和擺動從動件盤形凸輪——搖桿滑塊機構，可我只是想表達出自己能夠做出的設計的水平，即使現在水平很不好，甚至很爛，但是經過不斷的積累和鍛煉，堅信我也能成優秀的工程師。沒有經歷挫折怎么能夠成長，沒有經歷風雨怎能看到美麗的彩虹，沒有經過破繭的長痛怎能有那偏偏蝶舞。每一個成功的背后付出的都是血的代價。課程設計雖然困難多多，但是同樣的也會是歡樂多。只有我們認真的細心的做好每一步，哪怕最后失敗也是雖敗猶榮。14

上海工程技術大學（機械原理）課程設計七、參考文獻主編名稱出版社出版