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 (8)

6.附录 (11)

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。

（3） 上、下冲头同时加压，并保持一段时间。

（4） 上冲头退出，下冲头随后顶出压好的片坯。

（5） 料筛推出片坯。

料型

下冲头 粉2

3 片

下下

上冲5

上冲头

8 片坯

21

3

3.压片成形机设计数据

电动机转速/（r/min）：1450；生产率/(片/min)：10；

冲头压力/N：150 000；机器运转不均匀系数/δ：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：

说明：此方案使

用曲柄摇杆机构和摇

杆滑块机构串接而成，

结构简单、轻盈，能满

足保压要求，并能够轻

松达到上冲头的行程

要求。

综合以上三个方案的优缺点，认为是使用方案三进行设计是比较好的选择。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±2°范围内滑块的位移量≤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

选用方案

五、设计步骤

5-1.上冲头机构设计：

1. 设定摇杆长度

选取λ=1.5 代入公式 ：r ≤︒-︒-+-2sin 2cos 14

.022λλ

得r ≤394㎜

∴选取r=390㎜;

∴L =r ×λ

=390×1.5=585㎜; 2. 确定摇杆摆角根据右图，可知行程的计算公式为

h=L-[r ×cos α+22)sin α×(r L --r]

此时h=100㎜

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

h

如图所示，AB为曲柄，BC为连杆，DC为摇杆；

DC0是摇杆在摆角最大时的位置；

DC12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 AC0 = BC-AB

∴AB=97㎜ BC=171㎜

测量出∠B1AB1'=80°，为保压角

4.检验曲柄存在条件

CD=390mm，AB=97mm, BC=171mm, AD(机架)=462mm

满足杆长之和定理，即AD+AB

曲柄 97㎜曲柄连杆 171㎜

摇杆390㎜滑块连杆L 585 ㎜

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：

s d ds

r -=αφtan

为了使机构能顺利工作，规定了压力角的许用值[α]，在使α≤[α]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，[α]=30°～38° 摆动从动件，[α]= 40°～45 下冲头凸轮机构为移动从动件 α=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ρmin=1.15mm.ρ＜0.8ρmin.所以，此处取滚子半径ρ=9.2mm.