2687 干粉壓片機(jī)的設(shè)計(jì)

2687 干粉壓片機(jī)的設(shè)計(jì),干粉,壓片,設(shè)計(jì) 1xxxxxx畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書題 目： 干粉壓片機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué) 院： xxxxxx 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué) 號： xxxxxx 姓 名： xxxxxx 指導(dǎo)教師： xxxxxx 完成日期： 2012 年 5 月 27 日 2xxxxxx畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書論文（設(shè)計(jì)）題目： 干粉壓片機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué)號： xxxxxx 姓名： xxxxxx 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： xxxxxx 系主任： xxxxxx 一、主要內(nèi)容及基本要求 （1）將干粉壓制成直徑為 30mm、厚度為 5mm 的圓形片坯。 （2）每分鐘生產(chǎn) 25 片；沖頭壓力 150kN；機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的不均勻系數(shù)小于 10%；上沖頭總位移 90～100mm。（3）回程的平均速度為工作行程速度的 1.2 倍(行程速比系數(shù) K=1.2)。 （4）要求保壓一定時(shí)間，保壓時(shí)間約占整個(gè)循環(huán)時(shí)間的 1/10。 （5）分析干粉壓片機(jī)工作原理和技術(shù)要求及構(gòu)思方案（含方案比較） 。 （6）完成干粉壓片機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主要零部件的受力分析和強(qiáng)度計(jì)算。繪制所設(shè)計(jì)方案的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖；繪制干粉壓片機(jī)的裝配圖及主要的零件圖。要求圖紙工作量 2.5 張 A0 圖紙以上（AutoCAD 繪圖） 。 （7）設(shè)計(jì)說明書一份，電子文檔一份。 （8）英文文獻(xiàn)翻譯（含原文） 。要求：原文 5000 個(gè)單詞以上，中文翻譯要求通順。 二、重點(diǎn)研究的問題（1）干粉壓片機(jī)總體方案設(shè)計(jì)（含加壓機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)等） 。 （2）干粉壓片機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 （3）主執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（機(jī)構(gòu)選型）及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 3三、進(jìn)度安排各階段完成的內(nèi)容 起止時(shí)間1 收集資料、查詢相關(guān)文獻(xiàn) 2012 年 1 月 8 日～2 月 20 日2 掌握干粉壓片機(jī)工作原理和技術(shù)要求，進(jìn)行方案構(gòu)思與設(shè)計(jì) 2012 年 2 月 21 日～ 3 月 8 日3完成傳動(dòng)系統(tǒng)及機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和主要零件設(shè)計(jì)計(jì)算2012 年 3 月 9 日～ 3 月 31 日4 繪制裝配圖和零件圖草圖 2012 年 4 月 1 日～5 月 2 日5 完成裝配圖和零件圖的設(shè)計(jì) 2012 年 5 月 3 日～5 月 15 日6 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書及英文文獻(xiàn)翻譯 2012 年 5 月 16 日～ 5 月 26 日7 交畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書，準(zhǔn)備答辯 2012 年 5 月 27 日～ 5 月 28日四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)主要的收集資料有：機(jī)械設(shè)計(jì)手冊、干粉壓片機(jī)相關(guān)文獻(xiàn) [1]朱保利，吳暉等編.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.南昌航空工業(yè)學(xué)院出版，2004 . [2]孟憲源，姜琪主編.機(jī)構(gòu)構(gòu)型與應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社，2004 . [3]侯珍秀主編.機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì).哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2000 . [4]黃繼昌、徐巧魚等編.實(shí)用機(jī)械機(jī)構(gòu)圖冊.人民郵電出版社，1996. [5] 張維凱，王曙光. AutoCAD2007 中文版標(biāo)準(zhǔn)教程．北京:清華大學(xué)出版社，2007. [6] 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）.北京：高等教育出版社，2007. [7] 孫恒,陳作模.機(jī)械原理(第七版)。北京：高等教育出版社，2006. [8] 成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004. 4xxxxxx畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評閱表學(xué)號 xxxxxx 姓名 xxxxxx 專業(yè) 機(jī)械制造設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目： 干粉壓片機(jī)的設(shè)計(jì) 評價(jià)項(xiàng)目評 價(jià) 內(nèi) 容選題1.是否符合培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的；2.難度、份量是否適當(dāng)；3.是否與生產(chǎn)、科研、社會(huì)等實(shí)際相結(jié)合。能力1.是否有查閱文獻(xiàn)、綜合歸納資料的能力；2.是否有綜合運(yùn)用知識的能力；3.是否具備研究方案的設(shè)計(jì)能力、研究方法和手段的運(yùn)用能力；4.是否具備一定的外文與計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力；5.工科是否有經(jīng)濟(jì)分析能力。論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1.立論是否正確，論述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理；實(shí)驗(yàn)是否正確，設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語是否準(zhǔn)確，符號是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范；2.文字是否通順，有無觀點(diǎn)提煉，綜合概括能力如何；3.有無理論價(jià)值或?qū)嶋H應(yīng)用價(jià)值，有無創(chuàng)新之處。綜合評價(jià) 評閱人： 2009 年 5 月 日5xxxxxx畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）鑒定意見學(xué)號： xxxxxx 姓名： xxxxxx 專業(yè)： 機(jī)械制造設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說明書） 頁 圖 表 張論文（設(shè)計(jì)）題目： 干粉壓片機(jī)的設(shè)計(jì) 內(nèi)容提要：第一部分：概述，包括課題的來源，課題研究的目的及意義，國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，干粉壓片機(jī)綜述。第二部分：機(jī)械方案設(shè)計(jì)，包括減速模塊、上、下沖頭模塊、送料模塊。第三部分：總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括四大模塊設(shè)計(jì)連接部分的設(shè)計(jì)以及機(jī)械的的整體布局。第四部分：計(jì)算與校核，包括齒輪、軸、鍵、緊固件的受力分析，電動(dòng)機(jī)及減速器的選擇，軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算，軸承的選擇與校核。6指導(dǎo)教師評語指導(dǎo)教師： 年 月 日答辯簡要情況及評語答辯小組組長： 年 月 日答辯委員會(huì)意見答辯委員會(huì)主任： 年 月 日7目錄摘要 ......................................................................................................................................................1第一章 引言 ........................................................................................................................................21.1 選課依據(jù)及課題的意義 .......................................................................................................21.2 國內(nèi)外基本研究情況 ...........................................................................................................21.3 設(shè)計(jì)特色 ...............................................................................................................................31.3.1 研究內(nèi)容 ...................................................................................................................31.3.2 預(yù)期達(dá)到的目標(biāo) .......................................................................................................31.3.3 完成課題的方案和主要措施 ...................................................................................31.3.4 主要特色 ...................................................................................................................4第二章 課程設(shè)計(jì)題目 ........................................................................................................................52.1 原始數(shù)據(jù) ..............................................................................................................................52.2 設(shè)計(jì)要求 ..............................................................................................................................5第三章 設(shè)計(jì)題目分析 ........................................................................................................................63.1 工藝動(dòng)作分解 .......................................................................................................................63.2 運(yùn)動(dòng)分析 ...............................................................................................................................73.3 功能分解 ..............................................................................................................................8第四章 方案確定 ..............................................................................................................................104.1 各功能單元的解 .................................................................................................................104.2 列出部分可選方案并篩選 ................................................................................................104.3 方案評價(jià) ............................................................................................................................114.4 作概念圖 .............................................................................................................................13第五章 減速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ..................................................................................................................145.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 .....................................................................................................................145.1.1 電動(dòng)機(jī)類型 .............................................................................................................145.1.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需功率 .................................................................................................145.1.3 電動(dòng)機(jī)功率 .............................................................................................................145.1.4 主要特色 .................................................................................................................155.2 傳動(dòng)比的確定，各軸功率以及帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) .....................................................................165.2.1 傳動(dòng)比的確定 .........................................................................................................165.2.2 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速個(gè)功率 .........................................................................................165.2.3 設(shè)計(jì) V 型帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸和校對 .....................................................................165.3 齒輪設(shè)計(jì)和校對 .................................................................................................................18附：減速箱三視圖 ....................................................................................................................24第六章 上沖頭機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ..................................................................................................................256.1 齒輪箱的結(jié)構(gòu)和尺寸確定 ................................................................................................256.1.1 齒輪箱的作用和工作原理 .....................................................................................256.1.2 兩齒輪的尺寸確定 .................................................................................................256.2 六桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ................................................................................................................256.2.1 設(shè)定搖桿長度 .........................................................................................................256.2.2 確定搖桿擺角 .........................................................................................................2686.2.3 通過圖解法求出六桿機(jī)構(gòu)中的曲柄和連桿長度 .................................................266.2.4 檢驗(yàn)曲柄存在的條件 .............................................................................................27附：齒輪箱三視圖 ....................................................................................................................28六桿機(jī)構(gòu)三視圖 ................................................................................................................29第七章 上沖頭機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ..................................................................................................................307.1 凸輪部分設(shè)計(jì) ....................................................................................................................307.1.1 凸輪基圓的確定 .....................................................................................................307.1.2 滾子圓形運(yùn)動(dòng)輪廓的確定 .....................................................................................307.1.3 滾子半徑的確定 .....................................................................................................317.1.4 凸輪實(shí)際輪廓確定 .................................................................................................317.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ....................................................................................................31附：送料機(jī)構(gòu)三視圖 ................................................................................................................33第八章 下沖頭機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ..................................................................................................................348.1 下沖頭凸輪設(shè)計(jì) ................................................................................................................34附：下沖頭機(jī)構(gòu)三視圖 ............................................................................................................35第九章 機(jī)構(gòu)生產(chǎn)調(diào)節(jié)說明 ..............................................................................................................36小結(jié) ....................................................................................................................................................37參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................................39致謝 ....................................................................................................................................................409 1 摘要本文對國內(nèi)外干粉壓片機(jī)的研究水平進(jìn)行了綜合評述，并且做出對比；提出了一套干粉壓片機(jī)的設(shè)計(jì)方案；將模塊化設(shè)計(jì)理念引入方案中，提出了干粉壓片機(jī)向易拆卸易組裝的發(fā)展方向，并具體對每個(gè)模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：干粉壓片機(jī)；模塊化；易拆卸易組裝。AbstractConduct a comprehensive review of domestic and foreign dry powder tablet machine level, and make a comparison; the design of a dry powder to the tablet press; will introduce the concept of modular design, powder tablet press to easy direction of development, demolition and easy assembly and specific for each module design.Key words: dry tabletting machine; modular; easy disassembly and easy assembly. 2 一、引言1.1 選 課 的 依 據(jù) 及 課 題 的 意 義 ：根 據(jù) 大 學(xué) 四 年 本 科 教 育 要 求 ， 此 次 設(shè) 計(jì) 為 大 學(xué) 教 育 的 必 修 課 程 之 一 。 其 目 的 ：一 方 面 ， 學(xué) 校 完 成 對 本 科 四 年 制 學(xué) 生 所 學(xué) 知 識 的 一 次 檢 測 與 評 估 ， 同 時(shí) 也 是 對 學(xué) 校教 育 制 度 和 教 育 內(nèi) 容 的 一 次 審 視 與 強(qiáng) 化 ； 其 次 ， 這 次 設(shè) 計(jì) 也 是 對 大 學(xué) 生 自 身 的 一 次大 學(xué) 總 結(jié) 和 鍛 煉 ， 為 今 后 走 向 工 作 崗 位 ， 走 向 社 會(huì) 做 的 一 次 鋪 墊 ； 再 次 ， 如 今 社 會(huì)各 企 業(yè) 單 位 和 服 務(wù) 類 單 位 對 應(yīng) 屆 大 學(xué) 畢 業(yè) 生 的 動(dòng) 手 、 獨(dú) 立 思 考 和 團(tuán) 隊(duì) 協(xié) 作 等 能 力 非常 重 視 ， 所 以 此 次 設(shè) 計(jì) 對 大 學(xué) 生 的 畢 業(yè) 與 就 業(yè) ， 積 極 成 功 的 融 入 社 會(huì) 顯 得 尤 為 重 要 。干 粉 壓 片 機(jī) 具 有 裝 配 精 度 高 ， 材 質(zhì) 優(yōu) 良 耐 磨 損 ， 穩(wěn) 定 可 靠 等 優(yōu) 點(diǎn) ， 從制藥廠到電子元件廠，陶瓷廠，化工原料廠等都有應(yīng)用，還可以改裝進(jìn)行異形沖模壓片，具有 廣 闊 的 市 場 前 景 。 特 別 是 隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的飛躍發(fā)展，國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門迫切需要各種各樣性能好、能耗低、質(zhì)優(yōu)價(jià)廉、的機(jī)械產(chǎn)品。尤其是很多中小企業(yè)例如蚊 香 廠 、 魚 藥 飼 料 廠 、 消 毒 劑 廠 、 催 化 劑 廠 等 不 可 能 得 不 償 失 地 采 購 大 型 設(shè) 備 ，因 此 小 型 干 粉 壓 片 機(jī) 更 受 這 些 中 小 企 業(yè) 的 青 睞 。 干 粉 壓 片 機(jī) 與 現(xiàn) 實(shí) 生 活 息 息 相 關(guān) 設(shè)計(jì) 干 粉 壓 片 機(jī) 一 方 面 能 培 養(yǎng) 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 素 養(yǎng) ， 更 是 加 強(qiáng) 對 我 們 務(wù) 實(shí) 精 神 的 教 育 。為了培養(yǎng)學(xué)生的開發(fā)和創(chuàng)新機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力，高等學(xué)校工科本科《機(jī)械原理課程教學(xué)基本要求》中對機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)提出的要求是：“結(jié)合一個(gè)簡單的機(jī)械系統(tǒng)，綜合運(yùn)用所學(xué)理論和方法，使學(xué)生受到擬定機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的初步訓(xùn)練，并能對方案中的某些機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)?！蓖ㄟ^綜合運(yùn)用機(jī)械原理及相關(guān)課程所學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行對壓片機(jī)機(jī)構(gòu)方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)，是學(xué)生第一次用已學(xué)過的知識較全面地對一項(xiàng)工程實(shí)際的應(yīng)用問題，從任務(wù)分析、調(diào)查研究、方案比較、方案確定、繪制出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖、進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)分析與設(shè)計(jì)的基本訓(xùn)練，可以鞏固加深對機(jī)械原理課程內(nèi)容的理解，初步掌握機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的方法并對機(jī)械設(shè)計(jì)的全過程有個(gè)初步了解，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，并對學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新方法進(jìn)行了初步的調(diào)練，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)、查閱資料和獨(dú)立工作的能力，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)運(yùn)用團(tuán)隊(duì)精神集體解決技術(shù)難點(diǎn)的能力，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決實(shí)際工程問題的能力。 3 1.2 國內(nèi)外基本研究情況：壓片機(jī)在歐美出現(xiàn)較早，經(jīng)過近一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，歐美已經(jīng)形成了完善、先進(jìn)的技術(shù)體系，其產(chǎn)品自動(dòng)化程度高，符合 FDA 及 21 CFR PART 11 的要求。并且在根據(jù)市場反饋，逐漸確立了高速高產(chǎn)化、工藝環(huán)節(jié)密閉化、人流物流隔離化、在位清洗、4 21 CFR Part 11 技術(shù)應(yīng)用、模塊化、自動(dòng)化、規(guī)?；皺z測診斷技術(shù)遠(yuǎn)程化先進(jìn)化等新的發(fā)展方向，產(chǎn)品高新技術(shù)含量不斷提升，機(jī)械、氣、液、光、磁等一體的自動(dòng)化技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、傳感器技術(shù)、新材料技術(shù)等在壓片機(jī)上得到廣泛的應(yīng)用。我國的壓片機(jī)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造水平近幾年得到長足的發(fā)展，但與國際先進(jìn)水平還存在很大差距。國內(nèi)現(xiàn)狀是：壓片機(jī)規(guī)格眾多，數(shù)量大，操作簡單，清洗方便，更換快捷，然而產(chǎn)品重復(fù)開發(fā)嚴(yán)重，技術(shù)含量較低，技術(shù)創(chuàng)新后勁不足，人才危機(jī)蔓延。國產(chǎn)壓片機(jī)發(fā)展任重道遠(yuǎn)。1.3 設(shè)計(jì)特色1.3.1 研究內(nèi)容：分析干粉壓片機(jī)的工作原理和技術(shù)，構(gòu)思總體方案（包括壓制機(jī)構(gòu)和送料機(jī)構(gòu)）以及方案的比較，傳送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。1.3.2 預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)：兼顧用料經(jīng)濟(jì)型和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，達(dá)到其功能要求，結(jié)構(gòu)美觀實(shí)用。1.3.3 完成課題的方案和主要措施：第一階段：查閱相關(guān)資料，培養(yǎng)感性認(rèn)識；第二階段：具體了解分析各個(gè)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、工作原理，加以創(chuàng)新，繪制草圖，提出初步設(shè)計(jì)理念；第三階段：與老師同學(xué)交流討論，解決難題，比較方案，重復(fù)修改；第四階段：整理結(jié)果，編寫正式的設(shè)計(jì)說明書，繪制工程圖。 4 1.3.4 主要特色：結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)便宜，操作方便，便于改裝。 5 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)題目畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：干粉壓片機(jī)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)干粉壓片機(jī)，將具有一定濕度的粉狀物料定量送入壓片成形位置，經(jīng)過壓制后脫離該位置。機(jī)械的整個(gè)工作過程均自動(dòng)完成。該干粉壓片機(jī)可壓制陶瓷藥劑的圓形片坯。2.1 原始數(shù)據(jù)如下：（1）片坯尺寸：=30mm、=5mm；（2）生產(chǎn)速率 25 片/min、沖頭壓力=150kN、運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù) δ≤[δ] =10%；（3）行程速比系數(shù) K=1.2，保壓時(shí)間占整個(gè)循環(huán)周期的 1/10。2.2 設(shè)計(jì)要求：（1）分析干粉壓片機(jī)工作原理和技術(shù)要求及構(gòu)思方案（含方案比較）；（2）完成干粉壓片機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主要零部件的受力分析和強(qiáng)度計(jì)算。繪制所設(shè)計(jì)方案的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖；繪制干粉壓片機(jī)的裝配圖及主要的零件圖。要求圖紙工作量 2.5 張 A0 圖紙以上（AutoCAD 繪圖）；（3）設(shè)計(jì)說明書一份，電子文檔一份；（4）英文文獻(xiàn)翻譯（含原文）。要求：原文 5000 個(gè)單詞以上，中文翻譯要求通順。 6 三、設(shè)計(jì)題目分析3.1 工藝動(dòng)作的分解：其工藝動(dòng)作分解流程如圖 3.1：圖 3.1 工藝動(dòng)作的分解流程（1）篩料斗在型腔上方小行程往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將粉料篩入的圓筒形型腔； 7 （2）下沖頭下沉，粉料上平面隨之下降，防止上沖頭進(jìn)入型腔時(shí)撲出粉料，同時(shí)篩料斗開始向補(bǔ)料位置運(yùn)動(dòng)；（3）上沖頭下降進(jìn)入型腔，篩料斗到達(dá)補(bǔ)料位置；（4）上下沖頭同時(shí)加壓，各移動(dòng)，產(chǎn)生沖模壓力，最終停止并保壓 1/10 周期，同時(shí)下料閥門打開，下一次生產(chǎn)的粉料開始補(bǔ)充進(jìn)入篩料斗；（5）上沖頭退出型腔，下沖頭隨后上升將壓好的片坯頂出型腔，篩料斗補(bǔ)料完畢開始向壓片位置運(yùn)動(dòng)；（6）為避免干涉，篩料斗到達(dá)壓片位置，并將片坯推出壓片位置進(jìn)入滑道后，下沖頭再下降高度。3.2 運(yùn)動(dòng)分析：從 3.1 可以看出：上沖頭基本運(yùn)動(dòng)為：下降-遠(yuǎn)休-上升-近休；上沖頭基本運(yùn)動(dòng)為：上升-中停-上升-遠(yuǎn)休-下降-中停-下降-近休；篩料斗的基本運(yùn)動(dòng)為：向右-震動(dòng)-向左-停歇。從整個(gè)機(jī)械的角度來看，它是一種時(shí)序式組合機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，因此要擬定三個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。以該主動(dòng)件的轉(zhuǎn)角位橫坐標(biāo)（0°～360°），以機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件的位移為縱坐標(biāo)畫出位移曲線如圖 3.2： 8 圖 3.2 運(yùn)動(dòng)循環(huán)簡圖運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖上的位移曲線主要著眼于運(yùn)動(dòng)的起始位置，而非其精確的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。篩料斗從壓片位置經(jīng)排出粉料后退回左邊補(bǔ)料位置停歇（如圖中①）。下沖頭下沉（如圖中②）。下沖頭下沉完畢，上沖頭可下移至型腔入口處（如圖中③）。等上沖頭下平面略低于臺(tái)面時(shí)，下沖頭同時(shí)開始上升，上下沖頭同時(shí)對粉料兩面加壓（如圖中④）。然后兩沖頭停歇保壓（如圖中⑤），保壓時(shí)間約為 0.24s，即相當(dāng)于主動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng) 36°左右。以后，上沖頭快速退回至起始位置，下沖頭稍慢地上升至上表面與臺(tái)面平齊，頂出成品片坯（如圖中⑥）。下沖頭停歇待卸片坯時(shí)，篩料斗已經(jīng)到達(dá)型腔上方并將成品片坯推出至滑道上（如圖中⑦）。最后，下沖頭下移，同時(shí)料篩小行程往復(fù)震動(dòng)將粉料篩入型腔中（如圖中⑧），最終進(jìn)入下一循環(huán)。3.3 功能分解：該干粉壓片機(jī)通過一定的機(jī)械能將原料（粉狀物料）壓制成成品，其功能分解如圖 3.3：圖 3.3設(shè)計(jì)該干粉壓片機(jī)，其總共能可分解成以下幾個(gè)工藝動(dòng)作：（1）送料：本質(zhì)為間歇直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可通過凸輪完成；（2）篩料：要求篩料斗小行程往復(fù)運(yùn)動(dòng)；（3）從型腔推出片坯：通過下沖頭上升可完成；（4）送出成品：篩料斗從側(cè)面將成品片坯擠推入滑道；（5）上沖頭間歇往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，有急回等特性；（6）下沖頭間歇往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。 9 可作樹狀功能圖 3.4：圖 3.4 樹狀功能圖 10 四、方案確定4.1 各功能單元的解：針對功能單元再求功能單元的解，求滿足執(zhí)行元?jiǎng)幼鞯臋C(jī)構(gòu)。這個(gè)步驟也稱為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形式設(shè)計(jì)，或執(zhí)行機(jī)構(gòu)的行綜合。該過程采用“發(fā)散性思維”，將滿足功能單元的所有“物理效應(yīng)”的解都作為初步的解一一列出。如果一個(gè)功能單元有 m 個(gè)解決原理，而每一種原理有 n 個(gè)，經(jīng)排列組合則該功能單元的解可以有 mn 個(gè)方案。把各個(gè)功能單元的解建立在一個(gè)直角坐標(biāo)上，便形成了一個(gè)“形態(tài)學(xué)矩陣”，通過該矩陣可以組合若干方案，然后再做評優(yōu)選優(yōu)。4.2 列出部分可選方案并篩選：根據(jù) 3.2 的分析，已經(jīng)比較了解干粉壓片機(jī)各個(gè)部分的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，為實(shí)現(xiàn)其要求，可對每個(gè)機(jī)構(gòu)列出方案：表 4.1 各分部方案選擇矩陣功能元分解功能元 1 2 3 4一次減速 a 帶傳動(dòng)減速 蝸桿減速 齒輪減速 鏈傳動(dòng)減速二次減速 b 帶傳動(dòng)減速 鏈傳動(dòng)減速 齒輪減速 蝸桿減速上沖頭 c 凸輪機(jī)構(gòu) 曲柄導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu) 偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 六桿機(jī)構(gòu)送料機(jī)構(gòu) d 移動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu) 渦輪蝸桿機(jī)構(gòu) 凸輪曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)下沖頭 e 雙導(dǎo)桿間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 移動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu) 曲線槽導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 雙凸輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)由該表可知，可選擇的運(yùn)動(dòng)方案一共有 4 的四次方種。然而其中肯定有明顯不合理的，因此進(jìn)行組合，剔除不合理的選項(xiàng)，結(jié)合實(shí)際進(jìn)行綜合評價(jià)：要求滿足運(yùn)動(dòng)要求；要求滿足承載要求；要求滿足運(yùn)動(dòng)精度要求；要求制造工藝簡便；要求滿足安全生產(chǎn)要求；要求滿足動(dòng)力源，還有生產(chǎn)條件的限制。 11 根據(jù)題目要求，有以下對比：對于一次減速功能元：帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單，傳動(dòng)平穩(wěn)，緩沖吸震，有過載保護(hù)，適合壓片機(jī)的工作環(huán)境。并且由于其價(jià)格低廉，安裝維修方便且噪聲小，因此優(yōu)先選擇；蝸桿傳動(dòng)備選；齒輪傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠且壽命長，傳動(dòng)比穩(wěn)定，但是安裝進(jìn)度要求高，價(jià)格昂貴且不宜用于傳動(dòng)距離過大的場合，故淘汰；鏈傳動(dòng)不適合壓片機(jī)的工作環(huán)境，故淘汰。對于二次減速功能元：齒輪和蝸桿都滿足定速比傳動(dòng)要求，且精度較高，承載能力大。故可選用；帶傳動(dòng)鏈傳動(dòng)、不適宜該環(huán)境，故淘汰。對于上沖頭功能元：要實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，且要滿足急回特性，淘汰曲柄導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)；由于滑塊需要油脂潤滑，污損嚴(yán)重且磨損較大，故淘汰；由于凸輪加工靈活，滿足要求，然而上沖頭行程較大，凸輪尺寸會(huì)相應(yīng)很大很笨重，故備選；六桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、輕盈，能滿足保壓要求，并且輕松達(dá)到上沖頭形成要求，故優(yōu)先選擇。對于送料功能元：由于承載力要求較低，故無需偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；由于行程較大，故單純的凸輪機(jī)構(gòu)或渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)也過于笨重，；因此選擇凸輪加曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。對于下沖頭功能元：下沖頭運(yùn)動(dòng)較復(fù)雜，且負(fù)載較大，故淘汰曲線槽導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)；雙導(dǎo)桿間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)易磨損且污染大，故淘汰。雙凸輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)加工成本高，故備選；單凸輪機(jī)構(gòu)可優(yōu)先。綜上所述，可確定最優(yōu)方案是 a1+b3+c4+d3+e2、另有若干可選項(xiàng)備用。4.3 方案評價(jià)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的擬定和設(shè)計(jì)，最終要求通過分析比較以提供最優(yōu)方案。一個(gè)方案的優(yōu)劣只有通過系統(tǒng)綜合評價(jià)來確定。下面用機(jī)械選型的評價(jià)體系，可用視圖方法表示為圖 4.1： 12 圖 4.1 評價(jià)體系圖根據(jù)各個(gè)評價(jià)指標(biāo)的相互關(guān)系，建立評價(jià)模型為：H=U1*U2*U3*U4*U5，U1=S1+S2、U2=S3+S4+S5+S6、U3=S7+S8+S9+S10、U4=S11+S12+S13+S14、U5=S15+S16+S17根據(jù)各個(gè)機(jī)構(gòu)的指標(biāo)好壞可分為五等，分別對應(yīng)分?jǐn)?shù)為 1、0.75、0.5、0.25、0。因此可做表 4.2：表 4.2 各指標(biāo)評分表評價(jià)性能指標(biāo)具體指標(biāo) 帶傳動(dòng) 齒輪機(jī)構(gòu) 曲桿滑塊 六桿機(jī)構(gòu) 凸輪機(jī)構(gòu) 渦輪蝸桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律 0.75 0.75 0.75 0.25 0 0.75功能 傳動(dòng)精度 1 1 1 0.75 0.75 1應(yīng)用范圍 0.75 1 0.75 0.75 0.75 1可調(diào)性 1 0.25 0.5 0.75 0.25 0.25運(yùn)動(dòng)精度 0.75 0.75 0.75 1 0.75 1工作性能 承載能力 1 1 1 0.75 0.25 1加速峰值 0 0 0.75 0.75 0.25 0噪音 1 1 0.5 0.75 0.25 0.75耐磨性 0.75 0.75 0.5 0.75 0 0.75可靠程度 可靠性 1 1 1 1 1 1制造難度 0.75 0.25 1 1 0 0.25誤差敏感性 0 0 0 1 0 0調(diào)整方便性 0.75 1 0.75 1 0.25 1工藝性能耗大小 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5尺寸 0.25 0.75 0.75 0.25 0.75 0.75 13 重量 0.75 0.25 0.75 0.75 0.25 0.25其他結(jié)構(gòu)復(fù)雜度 1 0.5 0.5 1 0 0經(jīng)過計(jì)算，最終方案 a1+b3+c4+d3+e2 得分最高，確定為最優(yōu)方案。 14 4.4 作概念圖 4.2：圖 4.2 概念圖 15 五、減速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：5.1 電動(dòng)機(jī)的選擇：5.1.1 電動(dòng)機(jī)類型：按照工作要求和工作條件選用 Y 系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，額定電壓 380V。5.1.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需功率：工作周期：單個(gè)沖頭周期做功：單個(gè)沖頭功率：上下沖頭功率：考慮到運(yùn)動(dòng)副摩擦和料篩運(yùn)動(dòng)所需的功率：5.1.3 電動(dòng)機(jī)功率：選擇依據(jù)： （ 電 動(dòng) 機(jī) 的 工 作 功 率 ）電 動(dòng) 機(jī) 的 額 定 功 率 ded PP?)(電動(dòng)機(jī)所需工作功率： ???wd——工作機(jī)的有效功率，單位（KW）。w——從動(dòng)機(jī)到工作輸送帶間的總效率。??故其中：V 帶傳動(dòng)效率 ；96.01??直齒輪傳動(dòng) 8 級效率（油潤滑） ；97.02??滾子軸承效率（脂潤滑正常） ；83彈性聯(lián)軸器 ；9.04?因此因此5.1.4 選擇電動(dòng)機(jī) 16 由于該機(jī)械為制藥機(jī)械，主要針對工廠設(shè)計(jì)，故采用 380V 額定電壓，又異步電機(jī)較直流電機(jī)實(shí)用方便，價(jià)格低廉，故采用三相電容啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源。電機(jī)型號 YB2-160M2-8，其特性參見下表 5.1：表 5.1 電機(jī)參數(shù)型號 YB2-160M2-8功率 kW 5.5電流（380V）A13.4額定轉(zhuǎn)速 r/min 7501.00 830.75 83.7效率% 負(fù)載0.50 82.81.00 0.750.75 0.67功率因數(shù)補(bǔ)償COSφ負(fù)載0.50 0.55堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 1.9堵轉(zhuǎn)電流倍數(shù) 6最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 2.2噪聲 dB（A） 68振動(dòng)等級 mm/s 2.8轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 kg.m2 0.61尺寸 mm 200*200*3005.2 傳動(dòng)比的確定，各軸功率以及帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 17 5.2.1 傳動(dòng)比的確定：由設(shè)計(jì)要求可知，電動(dòng)機(jī)的給定轉(zhuǎn)速，而生產(chǎn)率的給定值為 25 片/min，即執(zhí)行轉(zhuǎn)速。故總傳動(dòng)比大小可確定根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》中關(guān)于 V 型帶傳動(dòng)比分配原則：由于 V 型帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不宜太大，一般≤7，故可分配=2.5，則。故可采用兩級減速箱，，。5.2.2 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速和功率①各軸的轉(zhuǎn)速：電機(jī)輸出軸：減速箱 I 軸：減速箱 II 軸：減速箱 III 軸：②各軸功率：由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表 9.2 查得，帶傳動(dòng)的效率；直齒輪傳動(dòng) 8 級的效率；滾子軸承的效率，又，故：軸 III 所需功率：軸 II 所需功率：軸 I 所需功率：5.2.3 設(shè)計(jì) V 型帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸和校對①確定計(jì)算功率：其中 ——計(jì)算功率，kW；——工作情況系數(shù)；——所需傳遞的額定功率，kW； 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 8-7，載荷變動(dòng)較大，空、輕載啟動(dòng)，選取則②選擇 V 帶型，小帶輪轉(zhuǎn)速，。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 8-11 選擇 A 型 V 帶。取，因此，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 8.8 進(jìn)行圓整選擇。 18 ③驗(yàn)證帶速度：由于 5m/s＜＜25m/s，故 V 帶合適。④確定中心距 a 和基準(zhǔn)長度:因?yàn)橐虼巳∮捎伞稒C(jī)械設(shè)計(jì)》表 8-2 選取基帶長度⑤計(jì)算實(shí)際中心距 a：350小帶輪上包角：因此符合設(shè)計(jì)驗(yàn)證條件，故設(shè)計(jì)方案合理。⑥確定 V 型帶的根數(shù) Z：計(jì)算單根 V 型帶的額定功率：由且，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 8-4b 得。根據(jù) 和 Z 型帶查表 8-4b 得 。4,min140??rn kwP03.??查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 8-5 得 ，查表 8-2 得 ，92.0?K16LK故有 PL 4..92.)3.()(0r ?????計(jì)算 V 型帶的根數(shù) Z：故取 4 根05.421.)(0r ??LAcaz?⑦計(jì)算單根 V 型帶得初拉力的最小值 ：min0)(F由表 8-3 得 Z 型帶的單位長度 ，kgq6.所以：應(yīng)使帶得實(shí)際初拉力 。min0)(?⑧計(jì)算壓軸力：壓軸力的最小值 19 ⑨帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：帶輪材料采用 HT200，由于大帶輪的基準(zhǔn)直徑故采用輪輻式；由于小帶輪的安裝直徑 d=96，查的小帶輪為實(shí)心輪。5.3 齒輪設(shè)計(jì)和校對：①第一對齒輪設(shè)計(jì)（類型、材料、精度、齒數(shù)）選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)；由于干粉壓片機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，所以采用 8 級精度（GB10095-88）；查《機(jī)械設(shè)計(jì)》10-1 表，選擇一級小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，二級大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS，二者材料硬度差為40HBS。選擇二級小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS，三級大齒輪材料為 45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS。選擇一級小齒輪牙數(shù) ，二級大齒輪齒數(shù) 。261?z 78326212 ????ziz， 取選擇二級小齒輪牙數(shù) ，二級大齒輪齒數(shù) 。1044z， ?、诎待X輪面接觸強(qiáng)度計(jì)算：參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》10-9a 公式，即3 211 )][(2.HZuTKdEdtt ?????確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值：選擇載荷系數(shù) =1.3