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干粉压片机机械传动系统设计与分析

更新时间:2009-2-9:  来源:毕业论文

干粉压片机机械传动系统设计与分析
一  任务书

设计题目: 干粉压片机机械传动系统设计与分析
(干粉压片机的功用是将不加粘结剂的干粉料压制成h圆型片坯)
干粉压片机的原始数据:
方案 h(mmmm) n1(rpm) H(mm) F(N) y1(mm) y2(mm)
I 265 25 95 15000 21 3

工作条件:三班制,连续运转,每台电动机同时带动50组冲头。
使用期限:十年,大修期三年
生产批量:小批量生产(少于十台)
生产条件:中等规模机械厂制造,可加工7~8级精度的齿轮及蜗轮
动力来源:电力,三相交流(220/380V)
转速的容许误差:±5%

设计主要任务:
1、画机械运动方案简图
2、选择原动机及传动机构
3、根据工艺动作顺序和协调要求拟订运动循环图
4、对传动机构和执行机构进行运动尺寸综合及运动分析
5、设计压片机中减速器部分
6、飞轮转动惯量的计算
7、编写设计说明书
二 工作原理分析
(A)干粉压片机的功用是将不加粘结剂的干粉料压制成h圆型片坯,其工艺动作的分解如下图所示:
(1) 料筛在模具型腔上方往复振动,将干粉料筛入直径为、深度为y1的筒形型腔,然后向左退出45mm。
(2) 下冲头下沉y2,以防上冲头进入型腔时把粉料扑出。
(3) 上冲头进入型腔y2。
(4) 上、下冲头同时加压,各移动(y1-h)/2,将产生压力F,要求保压一定时间,保压时间约占整个循环时间的1/10。
(5) 上冲头退回,下冲头随后以稍慢速度向上运动,顶出压好的片坯。
(6) 为避免干涉,待上冲头离开平台H且下冲头上平面与平台平齐时,料筛才向右运动推走片坯,接着下冲头下沉、料筛往复振动,继续下一个运动循环。


(B)分析
1.上冲头
从上面的示意图中可以看出,上冲头的基本运动为:下降-停歇-上升。考虑方面:一,保压的时有停歇,因而不宜用曲柄滑块机构,以为曲柄滑块机构运动中只产生瞬间的停歇。二,上冲头运动时要产生较大的压力,而凸轮机构产生的压力比较小,因而不宜选择凸轮机构。由上面两点分析,可以考虑用平面六连杆机构作为上冲头的执行机构,即将一个RRR杆组与一个RRP杆组串连而获得的一个机构。考虑到工作时压力角不宜过大,此时可以通过改变两个串连杆组的支点之间的距离以及某些杆的长度来调整,并在调整的同时要考虑到上冲头在保压时段的时间至少要占整周时间的1/10(即使冲头在离极限位置0.4mm范围内的主动杆要转过至少36度)。

2.下冲头
从上面的示意图中可以看出下冲头的基本运动为:上升-停歇-上升-停歇-下降-停歇-下降-停歇,首次上升的距离为(y1-h)/2,第二次上升的距离为(y1-h)/2+y2+h,最后一次下降的距离为y2,考虑到此运动的复杂性,以及每次上升下降的距离已经确定,此时宜选用凸轮机构比较容易实现所需的运动。在设计凸轮轮廓线时,可假设凸轮静止不动,,而使推杆相对于凸轮作反转运动;同时又在其导轨内作预期运动,作出推杆在这种复合运动中的一系列位置,则其尖顶的轨迹就是要求的凸轮廓线。这就是凸轮廓线设计方法的基本原理。在凸轮机构中,压力角是影响凸轮结构受力情况的一个重要参数。压力角越大则凸轮机构中的作用力越大,对心的凸轮升程时压力角较大,而正偏置能使凸轮升程的压力角减小,所以要采用正偏置。在回程时,由于这时使推杆运动的不是凸轮对推杆的作用力,故允许采用较大的压力角。
3.料筛
料筛的基本运动为:向右-震动-向左-停歇,设计此运动时最主要考虑的因素时震动如何实现,根据以前所学的知识,震动可以分为两类方式实现:1,通过料筛自身的结构来实现,如在用一段凸轮的弯曲起伏的外形来实现。2,可以通过外部结构来实现,如可以在料筛运动到导槽处加入振荡机构对料筛进行振动。上述两种方法中第2种方法实现比方法1难度大,并且实现起来可靠性没有方法1好,并且某些外部机构振荡的同时还需耗能,所以采用方法1较为合理。
料筛处凸轮机构设计时最主要考虑振动阶段凸轮外形的设计,为了使凸轮外形曲线容易表达和震动各段能够频率一样,我选择用正弦曲线Asin(wt)来实现,通过改变正弦曲线表达式中的峰值A可以控制振子运动时振动的强度,改变其中的w的值可以控制每次振动的时间。
根据以上分析以及这一段时间的设计,现列出三个机构的运动循环图: 
三 执行机构的选型及形态学矩阵
形态学矩阵
料筛 图(1) 图(2) 图(3)
上冲头 图(4) 图(5) 图(6)
下冲头 图(7) 图(8)204

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