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1、闽南理工学院创新实训活动说明书题 目：物料压片机加压机构系 别 光 电 系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 0820143 学 号 082014327/28/29/30 姓 名 徐华标、庄骏为 朱雄、 薄靖宇 指导教师 黄长增 完成时间 2011.5.12 评定成绩 - 1 -目 录1 . 设计题目 32 . 设计方案选择 42.1 设计方案一 42.2 设计方案二 42.3 设计方案三53 . 最终选定方案具体设计5-12包含三个方面的内容： 计算公式及数据处理 所选方案机构运动简图工作循环图及其分析4. 小组总结 135. 参考资料 13- 0 -Part 机械创新设计设计题目设计
2、某物料压片机的加压机构。其工艺流程为：（1） 干粉料均匀筛入圆桶形型腔（图 a） ；（2） 下冲头下沉 3mm，预防上冲头进入型腔时把粉料扑出（图 b） ；（3） 上下冲头同时加压（图 c） ，并加压一段时间；（4） 上冲头退出，下冲头随后顶出压好的片坯（图 d） ；（5） 料筛推出片坯（图 e） 。其设计参数为：冲头压力 150 KN ； 生产率每分钟 25 片；机器运转不均匀系数 10%；驱动电机可任选。设计任务：（1） 设计出运动原理图（2） 上下冲头和送料机构三者能够协调配合（3） 从功能，作用性能，动力性能，经济性以及结构紧凑等考虑能够尽量做到最优- 1 -Part 物料压片机加压机
3、构的方案选择2.1 设计方案一方案图如下所示：设计者：朱雄2.2 设计方案二方案图如下所示：设计者：徐华标- 2 -2.3 设计方案三方案图如下所示:设计者：庄骏为、薄靖宇Part 最终选定方案具体设计在选定的方案中，我们根据其功能，作用性能，动力性能，经济性以及结构紧凑等从中选用方案三为最终且为最佳的方案。方案一和方案二虽然都可行，但方案一由于是凸轮和齿轮机构的结构，计算起来不太方便，而且动力性能和作用性能都不如第三种方案，故方案一列为备选方案。而方案二由于下冲头无法达到预期的运动效果，即与上冲头无法达到理想的配合，同时要用到多台电动机来达到很好的协调效果，在经济上将耗费大量的金钱，故方案二
4、淘汰。对于方案三，我们所采用的运动结构简图如下图所示：- 3 -对最终确定的方案图的结构分析:1、上冲压机构 2、料斗 3、下冲压机构 4、同步齿形链传动 5、送料机构 6、同步链传动3.1 计算公式及数据处理A、上冲头的设计及对其运动的分析设计思路:根据设计要求可知可得上冲头的运动规律图，如下所示：- 4 -（注：S 上为零的一段即为上冲头保压阶段，要求时间大约为0.4s）上冲头的大致构思图如下：又为了使上冲头在极限位置处停留大约 4s 实现保压，我们要满足摇杆在铅垂位置的2范围内滑块的位移量0.4mm 的条件。由此可以得到摇杆的的长度 r 式中： =L/r 即连杆与摇杆的长度之比2sin2
5、cos14.0( 取 12) 假设为 1，我们取摇杆处在正 2的极限位置，则在这 2内让其的位移量0.2mm 在这里我取为 0.2mm（图形逆时针旋转 90）- 5 -列出方程：2Xcos2=2X-0.2 解得 X=165mm 即 L3=L4=165mm 满足条件。我们假定上冲头的位移在 90100,则有 165(1-cosA)=45,得到 A=43.3，这里我们可以取为 45。我们设 X：曲柄中心与上冲头导路中心的距离，则(x+165sin45)2+(165-165cos45)2=(L1+L2)2 (1)如图（a）- 6 -（a)(L1sin45)2+（L1cos45+x） 2 =l2 (2
6、）如图（ b） （b）我们假设 l1 与水平位置成 45，根据关系，我们设 x=176mm,由(1),(2)式可以得到 L1=71mm,L2=226mm。B、下冲头的设计及对其运动的分析- 7 -位移 16 16 16 16 16 13总转角 0 30 60 90 110 120位移 15.5 18 18 18 21.2 24.4总转角 140 160 180 200 220 240位移 27.6 30.8 34 16 16 16总转角 260 280 300 320 340 360下冲头凸轮机构C、送料机构的凸轮机构速度设定任务书中的已知条件：冲头压力为 150KN；生产率为每分钟 25 片
7、；机器运转不均匀系数 10%。我们所设计的送料机构的凸轮每转一圈就完成一次对物料的配送，加工和完成的全部过程，故此凸轮机构的运转速度为每分钟 25 圈。- 8 -位移 0 20 18 20 18 20总转角 0 30 35 40 45 50位移 18 20 0 0 0 0总转角 55 60 90 120 150 180位移 0 0 0 0 0 0总转角 210 240 270 300 330 360送料机构的凸轮机构工作循环图：- 9 -对于物料压片机的运动循环图中送料机构、上冲头和下冲头之间的相互联系可知：设控制上冲头的齿轮齿数 Z1，下冲头齿轮齿数 Z3，控制送料机构齿轮齿数 Z2，上述三
8、齿轮的传动比为 1:1:1，其中它们的转速均为每分钟 25 转。上述的齿数为 Z1= Z2= Z3=25。同时从另一个方面来讲，因为要接上一个电动机，使电动机所提供的动力分到上冲头，下冲头和料筛三部分工作执行机构，并能够达到协调工作。因此我们采用链传动和单级减速器相结合的传动系统，其中电动机通过减速器传动齿轮来完成上冲头的动作，同时与上冲头连接的减速器齿轮又通过链传动到送料机构的移动凸轮上，最后通过该移动凸轮链传动到下冲头的移动凸轮上。 （注：电动机的转速为 1000r/min，要求的生产率为 25 片。 ）将上冲头、下冲头、送料机构的工作循环图表达在一张图纸上则为下图所示：- 10 -Par
9、t 小组总结此次课程设计是在我们小组成员的共同努力发挥集体的智慧、全力合作完成的。回顾这一周时间的设计历程和自己及组员的辛勤努力,再看一下我们的成果,心中充满了不尽的喜悦和自豪。我们仔细地研究了任务书中有关物料压片机的工作流程并分析原理，从各方面都大胆提出了自己的想法并进行一定的讨论和尝试。由于这是第一次自主进行对一些简单的机械进行创新设计,我们一开始都无从下手，不知从何开始。在度过了半天茫无头绪的思索之后，终于我们慢慢摸索出了第一套方案，并将方案通过计算分析认真研究，虽然可行，但在计算上却是有一定的难度。因此我们决定继续设计看是否有更好的设计方案，真是功夫不负有心人，我们后面接连想出了至少四
10、种方案，并都得到了指导老师的肯定。最后小组经过激烈的讨论评价得出最终方案设计，选择方案三是合理的。在这次课程设计的整个过程中，我们充分利用了所学的机械原理知识，根据使用要求和功能分析，选用组合成机械系统运动方案，从而设计出结构简单，组合成机械系统运动方案，制造方便，性能优良，工作可靠，计算便捷的机械系统。 这次课程设计，让我们深刻体会到团体合作的重要性。在以后的学习和工作中，但靠我们自己个人的力量是远远不够的，积聚大家的智慧，才能创造出令人满意的产品来。拓宽了我们的知识面，开发了我们想象的空间，创新思维得到全面的提高。总之，这次课程设计让我获得了很多，既有那难能可贵的团队精神，也有那循序渐进，
11、一丝不苟的研究精神，更有那不断开拓进取的思维创新。我们组的成员有：徐华标、庄骏为、朱雄、薄靖宇。其中，徐华标同学负责的是方案三中的尺寸设计计算及方案一的设计，朱雄同学负责的是方案二的设计以及说明书和最终确定方案图纸的打印工作，庄骏为和薄靖宇则共同合作完成说明书的编写，方案三的设计以及图像的绘制。- 11 -Part 参考资料1、安子军 主编 机械原理 ，北京，国防工业出版社，20092、邹慧君 主编 机械原理课程设计手册 ，北京，高等教育出版社，19983、张永安 主编 机械原理课程设计指导 ，北京，高等教育出版社，19954、师忠秀，王继荣 主编 机械原理课程设计 ，北京，机械工业出版社，20035、杨黎明，杨志勤 主编 机械设计简明手册 ，北京，国防工业出版社，20086、吕庸厚，沈爱红 主编 组合机构设计与应用 ，北京，机械工业出版社，20087、张春林 主编 机械创新设计 ，北京，机械工业出版社，2010
