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1、 自动机械设计课程设计说明书全套CAD图纸，联系 153893706设计题目：粉末压力成型机传动系统的设计专业班级：姓 名：学 号：指导教师：教 研 室： 目 录一 设计任务书及要求. (1)二 机构选择 . (3) 三机构设计及其运动分析计算 . (4)四 总体设计 . . (7)1. 运动方案示意图设计 . . (7)2.方案比较. (8)3.方案确定. (8)五 选择电动机. (10)六 总体传动比的分配. (11)七 关键机构设计. (12)八、设计总结. (21)九、参考文献. (22)十 致谢. (22) 任务说明书一、课程设计任务和要求1、课程设计的目的及意义自动机械设计这门课程
2、是机械专业的一门主要专业课程，学习完这门课程之后同学们在脑中应该对机械系统设计有一个总体的框架。为了加深对这门课程的更深入的理解及运用，充分发挥创造性思维和想象能力，灵活应用各种设计方法和技巧，以便设计出新颖、灵巧、高效的机械产品，培养学生对理论知识的综合应用能力和实践动手能力，安排课程设计这一教学实践环节。通过课程设计进一步培养学生的设计能力、理论联系实际的能力，同时巩固复习前面学过的理论知识，为后续的毕业设计打下一定的理论基础。2、本次自动机械设计课程设计的设计题目：粉末压力成型机传动系统的设计机械运动方案的设计是机械产品设计的第一步，也是决定产品质量、水平高低、性能优劣和经济效益好坏的关
3、键环节之一。它是根据功能原理方案中提出的工艺动作过程及各个动作的运动规律要求，选择相应的若干个执行机构，并按一定的顺序把它们组合成机械运动示意图，最终确定出机械运动简图。3、设计任务（1通过对设计内容和要求分析，可以归纳出本设计的主要功能为自动上料功能、自动压力功能、自动出料功能。通过查阅资料得知粉末压力机分为单冲式压力机与多冲式压力机，由于多冲式压力机的凸模数量较多，在这里我选择单冲式压力机。（1）单冲式粉末压力机的工作原理该压力成型机用于实现对粉末材料进行压力加工而达到成型的目的，并能实现自动出料以便于完成后续工作。粉末压力成型机如上图所示。送料：通过槽轮的停歇时间达到上料的目的。冲压：凹
4、模不动，凸模下行压制粉末。推出压坯：凸模上行归位，顶料杆通过固定凸轮上升推出成型的压坯。送出成品：通过槽轮的停歇出料并进入下个循环。上述四个动作很简单，关键是时间的配合要非常的恰当，这样一来就对机构提出了较高的要求。二、机构选择1、设计参数公称工作压力 Fg = 20 kN ；工作行程 Sg = 40 mm ； 工作行程误差 1% ； 生产率 120 件/ 分钟； 顶料杆行程 h = 100 mm ； 凸模行程 120mm； 产品的尺寸 LBH20010050mm粉末材料密度 转盘驱动力 F=1000N2、根据上冲模、下冲模和送粉器这三个执行构件动作要求和结构特点，可以选择以下结构。 上冲模曲
5、柄导杆滑块结构偏置曲柄滑块机构凸轮推杆机构 顶料杆凸轮推杆机构 推料器偏置曲柄滑块机构圆柱凸轮机构摇杆机构根据上表可以求出粉末成型机运动方案总数为N=313=9种。根据运动方案设计中的分析，我们选择的方案如下：（1）. 由设计要求可知上模冲机构应具有以下特性：快速接近粉料，慢速等速压制，压制到位后停歇片刻起到保压作用。要实现往复直线移动，还有考虑急回特性。因此考虑选凸轮机构 。（2）.顶料杆为固定移动凸轮和推杆组成。其功能为：推出压坯。在上冲模冲压的时候下冲模是停歇的，此时推杆可以靠在机架上，而上冲模的作用力就不会作用到凸轮上。可以实现间歇要求，可靠性高。（3）.推料器是偏置曲柄滑块机构。其功
6、能为：送料和推离压坯同时实现，并且具有间歇特性。其总体机构设计简图如下：三、机构设计及其运动分析计算（1）上冲模凸轮设计和运动分析。上冲模在0.2s内快速接近粉料进行压制，保压0.05s，在0.25s0.4s回程运动，在0.4s0.5s内推杆位移不变，等待送粉器推出成品、重新加入料粒，准备进入下一个循环周期，上冲模最大行程设计为120mm，由此初期确定的上冲模大致位移、速度、时间图像如下图： 一个周期中上冲模大致位移、速度随时间变化的图像凸轮机构的尺寸设计过程如下：由运动周期图像得出：凸轮的运动周期为0.5s。推程时间为0.2s，远休止时间为0.05s，回程时间为0.15s，近休止时间为0.1
7、s。可以得出：推程角度144，远休止角度36，回程角度108，近休止角度72。推杆的行程设计为120mm，因为还要考虑凸轮的速度加速度变化过程和压力角，设计凸轮基圆半径为125mm，所以近休止端和远休止端圆弧半径分别为125mm和250mm。运动过程分析：1.推程运动阶段（00.2s）： 072：快速接近， 推程80mm。加速度曲线为直线，加速度和惯性力在0和72这两个位置时过渡基本平稳，冲击力小，压力角满足要求，可以延长凸轮的使用寿命。速度较大，能满足快速接近粉料的设计要求。 72144：慢速压制，推程40mm。加速度变化曲线和快速接近一样，同为直线，减小了加速度，减小了惯性力。2.远休运动
8、阶段（0.2s0.25s）：144180：凸轮在远休止阶段，位移不变，速度和加速度都为0。能满足压制到位后停歇0.05s左右的保压时间。3.回程运动阶段（0.25s0.4s）： 180288：结合运动周期图可知，此时物料被送走，上冲模回程，由加速度图像可以看出此阶段运动加速度较小。运动过程平缓，冲击力小。4.近休止阶段（0.4s0.5s）： 288360：由周期图可知在这一阶段既要将粉末送到工作台，又要避免上冲模与推料器的冲突。设计近休止阶段时间为0.1s，能很好的解决送料问题，使得整个循环中有将近0.3s的加料时间，满足要求。综上所述，该凸轮机构设计合理，可以满足工作需要。（2）顶料杆凸轮设
9、计和运动分析。 设计要求：要求能实现往复运动，推出成型压坯距离准确，往复时要求速度快而冲击力小。设计凸轮的推程为45mm。 同上冲模，下冲模凸轮的运动周期为0.5s。其中近休止时间为0.325s推程时间为0.1s，远休为0.05s，回程时间为0.025s。即近休止角度234，推程角度为72，远休止角度为36，回程角度为18。因为还要考虑凸轮的速度加速度变化过程和压力角，顶料杆大致位移、速度、时间图像如下图：一个周期中上冲模大致位移、速度随时间变化的图像运动过程分析：1. 近休止运动阶段（0s0.325s）: 0234：根据周期图可知在这一阶段既要将料粒加入到工作台中去，又要避免与上冲模的推程冲
10、突。2. 推程阶段（0.325s0.425s）:234308：这个阶段成型的压坯被推出。3. 远休止阶段（0.425s0.475s）：308344：远休止阶段，凸轮位移不变，速度和加速度均为0。此时推料器将成型的压坯推出。时间设计合理，满足要求4. 回程阶段：（2.1s3.0s）：344360，下模进入回程阶段，运动过程平缓，冲击小。（1） 推料器的设计：设计要求：主要作用是将压制成型的粉料推出，且能实现往复循环运动和间歇运动的要求。因为承载能力要求低，且须实现往复式循环运动，故应采用曲柄滑块机构 。设计选定LAB=40mm，推料器的行程为115mm。设计推料器有急回特性，其极位角为30。做出
11、机构简图：（如下图所示）图23：推料器曲柄滑块机构简图 曲柄AB转动一圈需要的时间是一个周期，即0.5s。根据与上下模冲配合的时间设计出其位移、速度随时间变化的图像，如下图所示：送粉器位移、速度随时间变化的图像经计算得出：BC在0.7s时从B1C1开始向右运动，0.2s时运动到B2C2处，把成型的压坯推出，经过的角度为180-30=150；然后从B2C2返回到B1C1，经过的角度为180+30=2100,其中30为极位夹角。符合设计的要求。1. 由图知C1到C2为送粉阶段，比返程时间较短。极位夹角为C1.A.C2=30，设AB=L1=40，BC=L2，A.C1=L2-L1=L2-40，A.C2
12、=L2+L1=L2+40，C1C2=115.由余弦定理得：cos30= (L2-40)2+(L2+40)2-1152/2*(L2+40)*(L2-40)解得BC=L2=165mm。2. 现对机构进行运动分析：计算得：A.C1=L2-L1=125mm，A.C2=L1+L2=205mm。（2）设计参数公称工作压力 Fg = 20 kN ；工作行程 Sg = 40 mm ； 工作行程误差 1% ； 生产率 120 件/ 分钟； 顶料杆行程 h = 100 mm ； 凸模行程 120mm； 产品的尺寸 LBH20010050mm粉末材料密度 转盘驱动力 F=1000N三 总体设计 1 运动方案示意图设
13、计 方案1 方案22方案比较 方案一：采用曲柄滑块机构来实现凸模的往复运动，用不完全齿轮来实现工作转盘的间歇运动，用凸轮实现顶料杆的运动。 方案二：采用凸轮实现凸模的往复运动，用槽轮实现工作转盘的间歇转动，顶料杆的运动同上。3.方案确定 方案一的曲柄滑块不能实现实际要求的运动轨迹，如停歇、加速、减速等，所以不满足粉末压力成型要求，而凸轮可以很好的满足实际生产的要求；不完全齿轮虽然结构简单，制造方便，但是运动开始结束时速度有突变，冲击较大，而槽轮没有角速度冲击，相对性能较好，适于中低速机构。 由以上分析最终选择方案二。四工作循环图设计 由设计要求知凸模工作形成Sg=40mm，而生产率为120件/分钟，故Tp=0.5s。粉末压力成型机各执
