機械原理課程設計說明書設計題目 壓片成形機 目 錄1.設計題目32.設計要求33. 設計過程34.設計內容6 5.設計步驟86.附錄11機械原理課程設計壓片成形機前言機械設計是一個逐步求精和細化的過程，隨著設計過程的發(fā)展，產品結構和參數(shù)將逐漸清晰和不斷完善。設計方案是多解的，能夠滿足一定功能和要求的設計方案不是唯一的，所以機械設計過程也是一個創(chuàng)新的過程。機械設計根據使用要求對機械的工作原理、結構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸以及潤滑方式等進行構思、分析和計算，并將其轉化為制造依據。機械設計是機械產品生產的第一步，是決定機械產品性能的最主要環(huán)節(jié)，整個過程蘊涵著創(chuàng)新和發(fā)明。為了進一步掌握機械原理課程的理論知識，將課堂所學知識運用于實踐，理解和加深機械原理和設計方法，為今后專業(yè)課程的學習打一定基礎，我們積極參加了這次機械創(chuàng)新設計。一、.設計題目1.1干粉壓片機的概述干粉壓片機是指利用傳動系統(tǒng)將電動機的轉速降低帶動執(zhí)行機構對粉末物質采取上下進行加壓而成片狀。根據干粉壓片機的傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機構不同，干粉壓片機可以分為單片式壓片機，旋轉式壓片機，亞高速旋轉式壓片機、全自動高速壓片機以及旋轉式包芯壓片機。干粉壓片機的使用行業(yè)很廣泛。如制藥廠、電子元件廠、陶瓷廠、化工原料廠等等，而且壓片機還能用來做沖壓設備。壓片機在歐美壓片機出現(xiàn)的較早。而在國內到1949年，上海市的天祥華記鐵工廠仿造成英國式33沖壓片機；1951年，根據美國16沖壓片機改制成國產18沖壓片機，這是國內制造的最早制藥機械；1957年，設計制造了ZP25-4型壓片機；1960年，自行設計制造成功60-30型壓片機，具有自動旋轉、壓片的功能。同年還設計制造了ZP33型、ZP19型壓片機?！捌呶濉逼陂g，航空航天部206所HZP26高速壓片機研制成功。1980年，上海第一制藥機械廠設計制造了ZP-21W型壓片機，達到國際上世紀80年代初的先進水平，屬國內首創(chuàng)產品。1987年，引進聯(lián)邦德國Fette公司微機控制技術，設計制造了P3100-37型旋轉式壓片機，具有自動控制片劑重量、壓力、自動數(shù)片、自動剔除廢片等功能，封閉結構嚴密、凈化程度達到GMP要求。1997，年上海天祥健臺制藥機械有限公司研發(fā)了ZP100系列旋轉式壓片機、GZPK100系列高速旋轉式壓片機。進入21世紀，隨著GMP認證的深入，完全符合GMP的ZP系列旋轉式壓片機相繼出現(xiàn)：上海的ZP35A、山東聊城的ZP35D等。高速旋轉式壓片機在產量、壓力信號采集、剔廢等技術上有了長足的發(fā)展，最高產量一般都大于300000片/小時，最大預壓力20kN，最大主壓力80kN或10080kN。譬如，北京國藥龍立科技有限公司的GZPLS-620系列高速旋轉式壓片機、上海天祥健臺制藥機械有限公司的GZPK3000系列高速旋轉式壓片機、北京航空制造工程研究所的PG50系列高速旋轉式壓片機等。隨著制造加工工藝水平、自動化控制技術的提高以及壓片機使用廠家各種不同的特殊需求，各種特殊用途的壓片機也相繼出現(xiàn)。譬如，實驗室用ZP5旋轉式壓片機、用于干粉壓片的干粉旋轉式壓片機、用于火藥片劑的防爆型ZPYG51系列旋轉式壓片機等。國內壓片機的現(xiàn)狀：（1）壓片機規(guī)格眾多、數(shù)量大；（2）操作簡單；（3）技術含量較低，技術創(chuàng)新后力不足。國外壓片機的現(xiàn)狀：高速高產、密閉性、模塊化、自動化、規(guī)?；跋冗M的檢測技術是國外壓片機技術最主要的發(fā)展方向。1.2、工作原理及工藝動作過程干粉壓片機的功用是將不加粘結劑的干粉料（如陶瓷干粉、藥粉）定量送入壓形置壓制成h圓型片坯，經壓制成形后脫離該位置。機器的整個工作過程（送料、壓形脫離）均自動完成。該機器可以壓制陶瓷圓形片坯、藥劑（片）等。其工藝動作的分解如圖11圖11工藝動作分解（1）料篩在模具型腔上方往復振動，將干粉料篩入直徑為26mm、深度為30mm的筒形型腔，然后向左退出45mm。（2）下沖頭下沉3mm，以防上沖頭進入型腔時把粉料撲出。（3）上沖頭進入型腔4mm。（4）上、下沖頭同時加壓，各移動12mm，將產生壓力，要求保壓一定時間，保壓時約占整個循環(huán)時間的1/10。（5）上沖頭退回，下沖頭隨后以稍慢速度向上運動，頂出壓好的片坯。（6）為避免干涉，待上沖頭向上移動90mm后，料篩向右運動推走片坯，接著料篩往復振動，繼續(xù)下一個運動循環(huán)。1.3壓片機工藝流程壓片機是將陶瓷干粉或煤粉料壓制成厚度為5mm的圓形片坯。其工藝流程是：(1)干粉料均勻篩入團筒形型腔(圖a)；(2)下沖頭下沉3mm，預防上沖頭進入型腔時將粉料撲出(圖b)；(3)上、下沖頭同時加壓(圖c)，并保壓一段時間；(4)上沖頭退出，下沖頭隨后頂出壓好的片坯(圖d)；(5)料篩推出片坯。1.4.壓片成形機設計數(shù)據電動機轉速/（r/min）：1450； 生產率/(片/min)：10；沖頭壓力/N：150 000； 機器運轉不均勻系數(shù)/：0.10； 下沖頭上沖頭85321二、設計要求1.將陶瓷干粉料直接34mm,厚度5mm的圓形片坯后，接料裝箱運走。2設計參數(shù)：沖頭壓力為15噸（150000N）；生產率為每分鐘25片； 驅動電機的功率為1.7KW2.8KW，轉速n=940r/min1410r/min。3.工藝過程 （1）干粉料均勻篩入圓筒形型腔。 （2）下沖頭下沉3，以防止上沖頭向下進入型腔時講粉料撲出 （3）上、下沖頭同時加壓，并保壓一段時間（0.4s左右）。 （4）上沖頭退出，下沖頭隨后頂出壓好的片坯。 （5）料篩推離壓好的片坯。（6）接料并裝箱。三設計過程 3.1、總功能分析根據題目要求，要最終將干粉壓制成片坯。若要求獲得質量較好的成品，可采用諸多方法。下面采用黑箱法進行分析：由黑箱法分析可得到：為了達到高效、方便的目的，采用機械自動加工的方法比較好，因此本題采用了自動加工的方法壓制片坯。3.2、總功能分解該干粉壓片機通過一定的機械能把原料（干粉）壓制成成品，其功能分解如圖21圖21總功能分解設計干粉壓片機，其總功能可以分解成以下幾個工藝動作： (1)送料機構：為間歇直線運動,這一動作可以通過凸輪上升段完成(2)篩料：要求篩子往復震動(3)推出片坯：下沖頭上升推出成型的片坯(4)送成品：通過凸輪推動篩子來將成型的片坯擠到滑道(5)上沖頭往復直線運動，最好實行快速返回等特性。(6)下沖頭間歇直線運動。例如下表所示的樹狀功能圖：圖22樹狀功能分解3.3、根據功能的要求，進行功能元求解干粉壓片機運動轉換功能圖如下：3.4運動方案評估 上沖頭設計方案 方案1說明：桿1帶動桿2運動，桿2使滑塊往復運動，同時帶動桿3運動，從而達到所要求的上沖頭的運動。此方案可以滿足保壓要求，但是上沖頭機構制作工藝復雜，磨損較大，且需要加潤滑油，工作過程中污損比較嚴重。方案2說明：凸輪旋轉帶動滾子運動，使桿1與桿2運動，使上沖頭上下往復運動，完全能達到保壓要求。但上沖頭行程要求有90100mm，凸輪機構尺寸將會變得很大很笨重。方案3： 說明：此方案使用曲柄搖桿機構和搖桿滑塊機構串接而成，結構簡單、輕盈，能滿足保壓要求，并能夠輕松達到上沖頭的行程要求。綜合以上三個方案的優(yōu)缺點，認為是使用方案三進行設計是比較好的選擇。 下沖頭與料篩設計方案 如自己畫的四、 設計內容4.1選擇方案由于壓片成形機的工作壓力較大，行程較短，一般采用肘桿式增力沖壓機構作為主體機構。它是由曲柄搖桿機構和搖桿滑塊機構串接而成。先設計搖桿滑塊機構，為了保壓，要求搖桿在鉛垂位置的2范圍內滑塊的位移量0.4mm。此方案中，料篩采用凸輪機構，可使其達到往復振動的運動效果；下沖頭也采用凸輪機構，可達到保壓效果，且此方案的穩(wěn)定性較好，故選用此方案。若選用連桿機構，必須確定各構件的長度；選用凸輪機構，必須確定凸輪的理論輪廓線和實際輪廓線。4.2繪制加壓機構的機構運動簡圖五、設計步驟51.上沖頭機構設計：1. 設定搖桿長度h選取=1.5 代入公式 ：r得r394 選取r=390;L =r=3901.5=585;2. 確定搖桿擺角根據右圖，可知行程的計算公式為h=L-rcos+-r 此時h=100算的擺角為32與測量出的圖中擺角大小相等題設要求擺角小于60滿足要求。3. 通過圖解法求出曲柄搖桿機構中曲柄與連桿的長度如圖所示，AB為曲柄，BC為連桿，DC為搖桿；DC0是搖桿在擺角最大時的位置；DC12是搖桿與鉛垂方向夾角為2的位置；DC3是搖桿鉛垂時的位置；由題意: AC2 = AB+ BC AC0 = BC-ABAB=97 BC=171測量出B1AB1=80，為保壓角4. 檢驗曲柄存在條件 CD=390mm，AB=97mm, BC=171mm, AD(機架)=462mm滿足桿長之和定理，即AD+AB<CD+BC,確保了曲柄的存在。綜上所述 上沖頭機構的尺寸設計如下：曲柄 97 曲柄連桿 171搖桿390 滑塊連桿L 585 5-2.凸輪的設計：1.凸輪基圓的確定由運動循環(huán)圖最大斜率 40.1因為此設計中的凸輪均為對心凸輪，則基圓半徑公式為：為了使機構能順利工作，規(guī)定了壓力角的許用值，在使的前提下，選取盡你可能小的基圓半徑。根據工程實踐的經驗，推薦推程時許用壓力角取以下數(shù)值：移動從動件，=3038 擺動從動件，= 4045下沖頭凸輪機構為移動從動件 =40基圓半徑rb=26.8mm.2.凸輪輪廓的確定將凸輪基圓以每份10平均分割，根據下沖頭循環(huán)圖，確定每一段的升程與回程曲線。特別指出，期中160240為保壓段，此段保持1.33秒的休止。3.滾子半徑的確定在330這兩點曲率半徑相對較小的地方畫盡量小的圓來確定其最小半徑min=1.15mm.0.8min.所以，此處取滾子半徑=9.2mm.六心得與體會在一周多的實習設計過程中，我發(fā)現(xiàn)了許多的問題，在設計的過程中有許多我們平時都不太重視的東西，也有很多的難題，再這一周多里我們每個人都是互相詢問和幫助，這給了我很大的動力，有的不懂我們就會再一起討論問題，設計完了我們就會回到宿舍去畫圖。設計的過程中，我感觸最深的當屬查閱了很多次設計書和指導書。為了讓自己的設計更加完善，更加符合工程標準，一次次翻閱機械設計書是十分必要的，同時也是必不可少的。這次的機械設計我學到了很多以前在書本沒有學到的東西，知識有了較大的提升，特別是對干粉壓片機的結構原理與設計分析更加清楚深刻。真用鉛筆來做圖真的很困難，怪不得大家都喜歡CAD。在這次課程設計中，充分利用了所學的機械原理知識，根據設計要求和設計分析，選用組合成機械系統(tǒng)運動方案，從而設計出結構簡單，制造方便，性能優(yōu)良，工作可靠的機械系統(tǒng)。這次課程設計讓我充分體會到設計需要大膽創(chuàng)新這一層面。創(chuàng)新也是一個國家、一個社會、一個企業(yè)必不可少的，設計中的創(chuàng)新需要高度和豐富的創(chuàng)造性思維，沒有創(chuàng)造性的構思，就沒有產品的創(chuàng)新，產品也就不具有市場競爭性。在設計過程中，雖然我們的創(chuàng)新是簡顯的，但這也鍛煉了我們的能力，更指明了我們努力的方向。整個設計我基本上還滿意，由于水平有限，難免會有錯誤，還望老師批評指正。希望答辯時，老師多提些問題，由此我可用更好地了解到自己的不足，以便課后加以彌補。六心得與體會回顧起此課程設計，至今我仍感慨頗多，從理論到實踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。實驗過程中，也對團隊精神的進行了考察，讓我們在合作起來更加默契，在成功后一起體會喜悅的心情。果然是團結就是力量，只有互相之間默契融洽的配合才能換來最終的完美結果。六心得與體會通過此次課程設計，使我更加扎實的掌握了有關方面的知識，在設計過程中雖然遇到了一些問題，但經過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經驗不足。實踐出真知，通過親自動手制作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。改正，不斷領悟，不斷獲取。最終的檢測調試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”的知行觀。這次課程設計終于順利完成了，在設計中遇到了很多問題，最后在老師的指導下，終于游逆而解。在今后社會的發(fā)展和學習實踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠不可能得到社會及他人對你的認可六心得與體會 在已度過的一年半大學生活里我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)基礎課。我們在課堂上把握的僅僅是專業(yè)基礎課的理論面，如何往面對現(xiàn)實中的各種機械設計？如何把我們所學到的專業(yè)基礎理論知識用到實踐中往呢？我想做類似的大作業(yè)就為我們提供了良好的實踐平臺。在做本次課程設計的過程中，我感慨最深確當屬查閱了很多次設計書和指導書。為了讓自己的設計更加完善，更加符合工程標準，一次次翻閱機械設計書是十分必要的，同時也是必不可少的。我們做的是課程設計，而不是藝術家的設計。藝術家可以拋開實際，盡情在幻想的世界里翱翔，我們是工程師，一切都要有據可依.有理可尋，不切實際的構想永遠只能是構想，永遠無法升級為設計。記得我曾經設計了一個很“藝術化”的減速器箱蓋吊鉤，然后找老師詢問，結果馬上被老師否定了，由于這樣的設計，理論上可用，實際上加工困難，增加產品本錢。所以我們工程師搞設計不要以為自己是藝術家，除非是外形包裝設計。作為一名專業(yè)學生把握一門或幾門制圖軟件同樣是必不可少的，固然本次課程設計沒有要求用autoCAD制圖，但我卻在整個設計過程中都用到了它。用cad制圖方便簡潔，易修改，速度快，我的設計，大部分尺寸都是在cad上設計出來的，然后按這尺寸畫在圖紙上。這樣，有了尺寸就能很好的控制圖紙的布局。 另外，課堂上也有部分知識不太清楚，于是我又不得不邊學邊用，時刻鞏固所學知識，這也是我作本次課程設計的第二大收獲。整個設計我基本上還滿足，由于水平有限，難免會有錯誤，還看老師批評指正。希看答辯時，老師多提些題目，由此我可用更好地了解到自己的不足，以便課后加以彌補。六心得與體會1.理論和實踐同等重要。理論能指導實踐，使你能事半功倍，實踐能上升成為理論，為以后的設計打下基礎。從校門走出后,一定要重視實踐經驗的積累,要多學多問。把學校學習的專業(yè)知識綜合的應用起來，這非常重要。2.機械設計需要個人不斷積累不斷思考，不能為了機械而機械，一定要有自己的想法，形成自己的風格，也要有創(chuàng)新。3.現(xiàn)在純機械已經越來越少了,一般要求我們會一點電或者控制方面的知識了,還有就是會3D繪圖和有限元分析也好好學學。4.做事的態(tài)度很重要!凡事都要全力以赴，認真努力去做!5.把技術搞好就必須安心的學習，虛心向別人請教，耐心的對待每一個問題，不放過任何一個自己遇到的問題，要善于發(fā)現(xiàn)問題。6.設計人員要不斷的學習新知識，完善自己的知識結構，活到老學到老!7.對國外的新設備要跟蹤,在設計上要有創(chuàng)新,搞設計的人一定要穩(wěn)重,小心,仔細,對自己的設計要多提問題,有點自問自答的感覺!8.多到車間，多與一線老工人交流交流，你會發(fā)現(xiàn)讓你豁然開朗的感覺的!9.多多幫助你能幫上的人，這是雙贏的行為!10.外語非常重要，特別是口語。行業(yè)的專業(yè)英語也非常重要，這將對你看國外的資料以及與國外的技術人員交流有很大的幫助!21