压片成形机说明书

目录一、工作原理及工艺动作过程 (1)1.1工作原理 (1)二、上冲头的设计 (2)2.1 上冲头方案选择 (2)2.2 总体想法 (2)2.3上冲头所有方案 (2)三、下冲头的设计 (5)3.1下冲头的构思 (5)3.2凸轮轮廓的确定 (5)四、计算传动比 (6)4.1压片成型机的数据 (6)五、心得体会 (8)六、参考文献 (9)七、附录 (10)7.1附录1：运动循环图（A4纸） (10)7.2附录2：上冲头机构运动简图（A3纸） (10)7.3附录3：下冲头凸轮机构轮廓图（A3纸） (10)一、工作原理及工艺动作过程1.1工作原理该自动旋转式压片成形机自动旋转式压片成形机适用于制药、食品、轻化工等行业将适合于制片的各种干燥的颗粒状原料制成圆形片（如药片）（1）送料机构：为间歇直线运动,这一动作可以通过凸轮上升段完成（2）筛料：要求筛子往复运动放料（3）推出片坯：下冲头上升推出成型的片坯（4）送成品：通过凸轮推动筛子来将成型的片坯挤到滑道（5）上冲头往复直线运动，最好实行快速返回等特性（6）下冲头间歇直线运动自动压片机的功能是将不加粘结剂的干粉料（如圆形方糖、药粉）定量送入压形置压制成10 ×5 圆型片坯，经压制成形后脱离该位置。

机器的整个工作过程（送料、压形脱离）均自动完成。

该机器可以压制圆形片坯、药剂（片）等。

其工艺动作的分解如下图：1）干粉料均匀筛入圆筒形型腔如图（1）。

2）下冲头下沉，预防上冲头进入型腔时粉料扑出如图（3）。

3）上、下冲头同时加压，并保持一段时间如图（4）。

4）上冲头退出，下冲头随后顶出压好的片坯如图（5）。

5）料筛推出片坯如图（6）。

二、上冲头的设计2.1 上冲头方案选择上冲头完成往复直移运动（铅锤上下），下移至终点后有短时间的停歇，起保压作用，保压时间为0.4 秒左右。

因冲头上升后要留有料筛进入的空间，故冲头行程为90 ～100mm 。

因冲头压力较大，因而加压机构应有增力功能。

2.2 总体想法A、上冲头行程为100（mm）。

B、上冲头完成往复直移运动，下移至终点后有短时间的停歇，起保压作用，保压时间为0.47秒。

C、因冲头压力较大，因而加压机构应有增力功能2.3上冲头所有方案方案一：特点：这方案选择的是凸轮机构进进行设计，其中有一个高副和2个低副，自由度为1，可以满足设计保压要求，但是保压时会有下压力不足的缺点，同时制造过程麻烦，凸轮和滚子之间为点接触易磨损。

方案二：特点：采用齿轮传动，优点传动比恒定，但是齿轮传动需要较多润滑油，工作过程和加工齿轮的过程很繁杂。

故排除该方案。

方案三：采用曲柄连杆机构，经过分析，结构简单，且能达到设计要求，选用（如右图）方案为最佳方案。

A．确定设计方案B．设计采用CATIA软件设计，只需确定各杆件长度即可完成设计。

C．设定上冲头要求行程为100mm，其中杆A比杆D设计要求大于等于1：2小于等于1：1。

且要满足以下公式 :o o 2sin 2cos 14.0r 22---+≤λλ取67.1=λ，可得：mm 7.410r ≤所以取A=r=150mm ，D=L=250mm ，,D ．设计要求中上下冲头需要有保压时间为0.47s ，此时保压角度为：o42推算杆A 左极限位置到垂直位置角度为2°。

由CA TIA 制图得出右极限位置与垂直位置角度为56°，满足不易超过60°的要求。

B A DC +≤+，所以存在曲柄。

计算形成速比系数 K=180+10/180-10=1.117 具有急回特性。

E ．为确定杆B 杆C 的长度需先确定右侧机架的位置暂定右侧机架至AD 杆垂直距离为384mm 。

由CATIA 软件计算距离，列式：B+C=400 B-C=335 得出 B=367.5mm C=32.5mm ， 曲柄连杆长367.5mm 曲柄长：32.5mm至此，四杆ABCD 都已确定，手绘出图形。

（制图过程及成图见附录二）同时，绘出上冲头、下冲头和料筛的运动循环图，（成图见附录一）三、下冲头的设计3.1下冲头的构思下冲头机构作往复上下直线运动， 当料筛将粉料均匀筛入圆筒形型腔，下冲头先下沉3mm 待上冲头进入圆筒形型腔后，再上升8mm 并保压，压片成型后，再上升16mm 推出成品，并远休等待振动筛推出成品，最后一再下降21mm 等待筛料。

下凸轮的设计 将采用对心直动滚子凸轮机构。

设计凸轮参数：基圆半径220tan e r s e d d s-+±=φα压力角的许用值[]α，在使[]αα≤的前提下，选取可能大的基圆半径。

由于移动重动件的[].38~30o o =α为最佳。

所以选择o 30=α来计算。

得mm 53.11r 0≥。

将凸轮基圆o10平均分，根据下冲头循环图，确定出升程、回程、远休止、近休止的轮廓图。

取基圆半径mm 70r 0=, 偏距e=0 ,推杆行程h=21mm ，其中滚子半径min 8.0ρρ〈滚，所以此处选择mm 10=ρ。

运用凸轮反转法画出滚子凸轮的理论轮廓线。

3.2凸轮轮廓的确定根据（附录二）中的下冲头运动循环图可知运动规律为：序号 凸轮转动角度 推杆运动规律 1 0～120° 等加速下降3mm2 120°～152° 近休3 152°～170° 等加速上升8mm4 170°～212° 静止不动5 212°～260° 等加速上升16mm6 260°～280° 远休7 280°～320° 等加速下降21mm 8320°～360°静止等待筛料根据运动循环图制作出滚子凸轮（成图见附录三）四、计算传动比4.1压片成型机的数据4.2传动比分配齿轮的压力角和模数分别取o20=α、m=3.电机转速r/min 970成产效率 （片/min ） 15冲头压力./N100000 机器运转不均匀系数δ0.05M 冲/kg9M 杆/kg3第一级为皮带传动：电动机皮带轮半径R=60， 4.1291=R ，由公式R R n I 111n ==，得到234.31=I ,min /3007.6420970n 11r R R n =⨯=⨯=第二级齿轮传动：min /300n '''1''1'11r n n n ====，选择：20'1=Z1002=Z '222'12n Z Z n I == 所以min /6010020300n '2r =⨯=第三级齿轮传动:由设计要求可知min /15n 3'365r n n n ====，所以必须有4n 3'23==n I 取30'2=Z 则1203=Z ，由以上计算可得该定轴轮系中所有齿轮的基本参数见下表：齿轮模数m 齿数Z转速r/min分度圆直径d'1Z 3 20 300 60 ''1Z 3 4 300 12 '''1Z3 30 300 90 2Z3 100 60 300 '2Z3 30 60 90 3Z312015360Z 3 30 300 90 4Z 3 4 300 12'4Z 3 80 15 240 5Z 3 80 15 240 6五、心得体会：通过学习《机械原理》，暑期的机械原理课程设计就用上了，我们设计的是一台全自动的压片成型机，从无到有的感觉真的很奇妙，这次机械设计课程设计历时了一个半星期，时间上虽有些紧张，做设计的时候有些东西也是现学现卖。

但这样的安排可以让我们利用一整段时间巩固和学习新的知识，把所学运用到实际设计当中。

在所学理论知识的基础上也充分的发挥了创造性。

各类资料的查询也熟练了很多。

在实际的设计过程中，我也遇到了许多的困难，不过经过我的努力，一点点克服了困难，最终作出了成品，我们还是很高兴的。

在这其间机械原理再一次证明了它理论的强大，使我更加了解机械的基本工作原理和性能，知道设计机械并不很容易，在设计过程中我们遇到了不少的困难，但我们还是在知道老师的帮助和自己的努力下克服困难，知难而上，按时完成了交给我们的任务。

在我参考其他的设计时，我觉得我跟他们的思路稍有不同，有些是我还真的从没想到过，但是在通过自己的仔细分析后，取长补短，得出了很多完美的结论，但部分地方还有很多的缺点和不足，即使如此，却依然给了我创造和设计的信心。

我们感谢老师的指导和教育，在学校学习多数是原理，原理是基础，创新是核心，我会通过努力更加的加强我个人的创新意识，在未来的学习生活中取得更好的成绩，并通过自身的不断努力争取做一个合格的设计者！通过这次机械原理课程设计，提高了我们综合运用机械原理课程理论的能力，培养了分析和解决一般机械运动实际问题的能力，并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。

掌握了一些常用执行机构、传动机构或简单机器的设计方法和过程。

六、参考文献[1]彭文生、李志明、黄华梁主编。

机械设计（第二版）；高等教育出版社，2008.11[2]陆宁、樊江玲主编。

机械原理（第2版）；清华大学出版社，2012[3]机械原理课程设计指导书；高等教育出版社，2005[4]石永刚，徐振华编著。

凸轮机构设计。

上海：上海科学技术出版社，199510。