机械原理课程设计_粉末成形牙机

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1、机械原理课程设计1.设计题目及任务：1.1设计题目设计粉末成型压机，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。该机器可以压制陶瓷圆形片坯、药剂（片）等。 如上图所示，粉末成型压机的工艺动作是：30机械原理课程设计(1)送粉器运动到圆筒上方将下冲头托上来的压片推至左侧，同时干粉料均匀筛入圆筒形型腔，下冲头同时下降（图1）。(2)送粉器退至右侧，下冲头下降停止后上冲头开始向下运动并挤压粉料（图2）。(3)上冲头上升后下冲头将压好的压片送出，同时送粉器已经装好下次的粉料准备

2、推送压片。上冲头、下冲头、送料筛的设计要求是：1.上模冲压制机构应具有以下的运动特性：快速接近粉料，慢速等速压制，压制到位后停歇(约0.4秒左右)保压或接近压制行程终点时在放慢速度而起到保压作用。2.脱模机构应使下模冲顶出距离准确，复位时要求速度快而冲击小。3.送粉机构要求严格遵守压制周期的运动规律。进一步要求：让上模冲和下模冲的运动规律可调。主要技术参数要求：1.每分钟压制次数为10-40次；2.压坯最大直径为45mm；3.上模冲最大行程为110mm；4.送粉器行程为115mm；5.脱模最大行程为45mm；6.压制及脱模能力最大为58kN；1.2设计任务(1

3、)粉末成型压机一般至少包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构在内的三种机构。(2)画出机器的运动方案简图与运动循环图。拟定运动循环图时，可执行构件的动作起止位置可根据具体情况重叠安排，但必须满足工艺上各个动作的配合，在时间和空间上不能出现“干涉”。(3)设计凸轮机构，自行确定运动规律，选择基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径。计算凸轮廓线。(4)设计计算齿轮机构。(5)对连杆机构进行运动设计。并进行连杆机构的运动分析，绘出运动线图。(6)编写设计计算说明书。(7)机器的计算机演示验证。30机械原理课程设计2.总体方案：2.1各个执行件之间的距离尺寸设计：压坯直径为

4、45mm，由各个执行件的尺寸可得上下模的旋转中心距离=上模冲曲柄长度+上模冲连杆长度+上模冲高度+压片高度+下模冲高度+下模冲推杆长度+滚子半径+近休半径=55+140+50+45+20+50+10+45=415mm传动机构设计：本方案把每分钟压制次数定为20次，电动机转速选970r/min。由于三个执行机构在一个周期内都是转一圈，而他们的周期T=60/40=3s，三个执行件的原动件角速度都为w=20r/min。所以它们与电动机的传动比都为i=20/970.2.2总体模型建立根据机构的各个执行件的运动规律设计出来相应的尺寸后就可以使整个机构协调运动了。只要安装

5、起始位置符合所设计的要求，就可以建立以下整体机构运动模型。详细运动流程见运动流程图。30机械原理课程设计2.3运动循环图30机械原理课程设计3.各部分机构分析3.1上模冲压机构上冲头完成直线往复运动（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0.4秒左右。最大行程为110mm。上冲头下移加压保压提升角度范围0~5π/65π/6~7π/67π/6~2π运动位移简图如下：四连杆冲压机构上冲模机构由一个曲柄摇杆机构和一个三杆滑块机构并联，可实现如下功能：曲柄1做回转运动，带动摇杆3在一定范围内摆动，并且具有急回特性。摇杆3与连杆4铰接，进而带动冲

6、头5做直线运动。上冲模在冲压完成后停歇0.3~0.4S，之后有一个急回过程。此方案不仅具有以上功能，还能克服停歇时间较短和保压能力不足的问题。设计选定LCD=LBC=L4=200mm，上冲模的行程为100mm。即构件2,3,4的长度均为200mm。先对曲柄摇杆机构进行作图分析：图130机械原理课程设计图23.1.1运动尺寸设计行程速比系数K=210/150=1.4,由公式K=(180°+θ)/(180°-θ)=1.4。极位夹角θ=15°假定CD杆运动到竖直位置时，AB杆与BC杆恰好共线，且此时B’C’与水平方向的夹角为30°。B’C’与B”C”分别是BC杆运动

7、的两个极限位置。进而计算出杆CD的摆动角为41.4°。在三角形C’C”D中，由余弦定理得C’C”=141。AB’与B’C’共线，A铰链的位置在直线B”C”上，现假设LAB=X，则有AC’=200+X。还有AB”与B”C”重合，则AC”=200-X。在三角形AC’C”中，由余弦定理得：COS∠C”C’B’=[(200+X)^2+(200-X)^2-114^2]/[2x(200+X)*(200-X)]解得X=71.3mm即曲柄1的长度约等于71mm。最后得到的上冲模机构简图如下图3。图330机械原理课程设计3.1.2运动模型建立：图4计算得LAD=242mm、LA

8、E=LAB+LBC=268.8mm、A