机械原理课程设计参考实例

3．根据工艺动作拟订运动循环图
对于 15 吨压片机运动循环图主要是确定送料， 筛料，和上冲头冲压，下冲头冲压四个执行构件的先 后顺序，相位，以利对各执行构件的设计，装配和调 试。
循环图
3．根据工艺动作拟订运动循环图
4．机构选型
根据上，下冲头和送料机，筛料机这四个执行构件动作要求和结 构特点，可以选择以下机构。
1.2功能要求及工作原理
(1）总功能要求: 将干粉料压制成圆形片胚 （2）工作原理: 15吨压片机系统的工作原理及工艺动作分解如图5.1所示 。移动粉筛3至模具1的型腔上方等待装料，并将上一循环 已成型的工件2推出（卸料）；然后粉筛震动，将粉料筛 入型腔；下冲头5下沉一定深度，以防止上冲头4向上压制 时将粉料扑出；然后上冲头向下，下冲头向上加压，并在 一定时间内保持一定的压力；而后上冲头快速退出，下冲 头随着将成型的工件推出型腔 。
6.机械传动系统的速比和变速机构
根据选定的驱动电机的转速和冲压机的生产能力以及要 求达 到 的运 转 效率 。 它的 机 械传 动 系统 的 总速 比 为： I=940/25=37.6 第一级皮带减速 I=3 z1=17 z2=51 第二级齿轮减速 I=3.176 z1=17 z2=54 第三级齿轮减速 I=3.94 z2’=17 z3=67
原理图
1.2功能要求及工作原理
1.3原始数据和设计要求
（1） 被压工件的外形是直径为 34mm，厚度为5mm的圆形片 坯。 （2）冲头压力为15吨（150000N）。 （3）生产率为每分钟25片 （4）机器运转不均匀系数为10%。 （5）驱动电动机的功率为2.2kw,940r/min （6） 上冲头行程为90～100mm 下冲头 5 先下沉 3mm ，然后上升 8mm 后停歇 ( 保压 ) ， 继而上 升16mm后停歇,等粉筛将片坯推离冲头后下移21mm； 粉筛 3 在模具 1 的上方往复振动筛料，然后向左退回，待坯 料成形并被推出型腔后，粉筛复在台面上右移约45～50mm推卸成形 片坯。
速度
加速度 位移
速度
加速度
位移
下冲头凸轮
h=2h1 1 正弦 δ0=2δ1 s=h1[δ/δ1sin(πδ/δ1 )/π] v=h1ω[1cos(πδ/δ1)]/ δ1 a=πh1ω^2sin(πδ/δ1) / δ1 2 等速 s=h(1-δ/δ0’) v=-hω/δ0’ a=0 3 等速 s=h(1-δ/δ0’) v=hω/δ0’ a=0 4停 s=h v=0 a=0
15吨压Hale Waihona Puke Baidu机
１.设计题目
1.1设计目的 1.2功能要求及工作原理 1.3原始数据和设计要求
１.１设计目的 机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、 运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和 形状尺寸以及润滑方式等进行构思、分析和计算，并 将其转化为制造依据的工作过程。 机械设计是机械产品生产的第一步，是决定机械产品 性能的最主要环节，整个过程蕴涵着创新和发明。为 了综合运用机械原理课程的理论知识，分析和解决与 本课程有关的实际问题，使所学知识进一步巩固和加 深，我们参加了此次的机械原理课程设计。
上冲头
曲柄导杆 偏置曲柄 蜗轮蜗杆 滑块机构 滑块机构 机构
下冲头
固定转动 凸轮机构
锯齿状凸 偏 置 曲 柄 蜗轮蜗杆 滑块机构 轮 机构 锯齿状凸 弹簧曲柄 轮 滑块机构
送料机
筛料机
5．机械运动方案的选择和评定
根据上面所示的四个执行构件的机构形态，可以 求出15吨压片机的运动方案数为： N=3*1*3*2=18 根据2中的分析，我们原本选定上冲头为偏置曲柄 滑块机构，而下冲头为固定移动凸轮，送料机和筛料机都 选为锯齿状凸轮。这样比较简单。但是在实际操作中，我 们发现锯齿状凸轮难以制作，所以我们又改为偏置曲柄滑 块机构，具体机构简图见7中。
5 等速
6 停
7 等速
s=h(1-δ /δ 0’) v=hω /δ 0’ a=0 s=h v=0 a=0 s=h(1-δ /δ 0’) v=-hω /δ 0’ a=0
8 正弦
s=h[1s/s0+sin(2π δ /δ 0’) /2π ] v=hω [cos(2π δ /δ 0’)-1]/ δ 0’ a=-2π hω ^2sin(π δ /δ 0’)/ δ 0’^2
方案三： 上冲头为偏心曲柄滑块
8.机构运动分析
上冲头参数： H=90mm k=1.5 θ =36 e=40 ω =25r/min 理论 a=39.5mm b=77.5mm 实际 a=39.7mm b=89.52mm
速度 加速度 位移
速度
加速度
位移
滑块
滑块参数： H=80mm 理论 a=30.5mm 实际 a=36.2mm k=1.5 θ =36 b=86.5mm b=67mm e=50
7.机械运动方案简图
方案一： 上冲头为蜗杆蜗轮带动的偏置滑块,这个也是我 们采用的方案。
按已选定的三个执行机构的形式组成的机械运动方案，画出它的机构运动示意图 如下图所示：
方案二： 曲柄滑块+弹簧 振动，蜗轮蜗杆进退
主视图
侧视图
上图中为第二种方案的侧视图和主视图，也是计划中能圆 满完成各种要求的，主视图两个滑块推动筛子左右移动，而侧 视图中带有弹簧和一个曲柄滑块让筛子能在指定位置前后振动， 达到筛料的目的。上冲头使用偏置滑块，而下冲头使用凸轮机 构。
2.运动方案设计
工作原理和工艺动作分解 (1) 送料：这一动作可以通过凸轮上升段完 成 (2 筛料：要求筛子往复震动 (3) 冲压：上冲头向下冲压粉料，下冲头向 上挤压粉料 (4) 推出片坯：下冲头上升推出成型的片坯 (5) 送成品：通过凸轮推动筛子来将成型的 片坯挤到滑道
上述五个动作，冲压和推出片坯相对简单，关键是 要将送料和筛料两个过程时间要配合的非常恰当，这 样来说就对机构提出较高的要求。 我们设计过两个方案，一个是用曲柄滑块（左右方 向）来推动筛子前行，等它到达预定的地方，我们在 用一个带有弹簧的滑块（前后方向）来推动，实现前 后振动的目的；但是这样做有一个很大的缺陷，就是 加上一个前后方向的机构将会对solidworks造型产生 较大的困难，而且多一个机构就又需要多一个动力引 进，时间配合上就比较烦琐。
振动机构
我们设计了一个能在某一段时间内实现 往复震动的凸轮，那就是在凸轮的边缘某段 设计成锯齿状，这样就节省机构和避免造型 的烦琐，但是它也有一个缺陷，那就是由于 它们是高副接触，磨损比较严重。相对第一 种方案来说，它还是比较实际和简便，所以 我们选择了第二种。
振动图
振动图