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机械原理课程设计
说明书
设计题目
压片成形机
汽车工程系汽车工程（中美）专业 汽车工程 班号 0621081 班
设计者
王佩玉
指导教师
丽华
2010 年 7 月 2 日
S.
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目
录
1.设计题目………………………………………………………3 2.设计要求………………………………………………………3 3.运动方案评估…………………………………………………3 4.设计容………………………………………………………6 5.设计步骤………………………………………………………8 6.附录……………………………………………………………11
曲柄 97 ㎜
曲柄连杆 171 ㎜
摇杆 390 ㎜
滑块连杆 L 585 ㎜
5-2.凸轮的设计：
1.凸轮基圆的确定
由运动循环图最大斜率 40.1
S.
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... ....源自因为此设计中的凸轮均为对心凸轮，则基圆半径公式为：
r
ds d tan
s
为了使机构能顺利工作，规定了压力角的许用值[α]，在使α≤[α] 的前提下，选取尽你可能小的基圆半径。根据工程实践的经验，推荐 推程时许用压力角取以下数值： 移动从动件，[α]=30°～38° 摆动从动件，[α]= 40°～45 下冲头凸轮机构为移动从动件 α=40° 基圆半径 rb=26.8mm. 2.凸轮轮廓的确定
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五、设计步骤
5-1.上冲头机构设计：
1. 设定摇杆长度 选取λ=1.5 代入公式 ：r
≤
0.4
1 cos 2
2
s
2
in
2
得 r≤394 ㎜
∴选取 r=390 ㎜;
h
∴L =r×λ
=390×1.5=585 ㎜;
2. 确定摇杆摆角根据右图，可知行程的计算公式为 h=L-[r×cosα+ L2 (r ×sinα)2 -r] 此时 h=100 ㎜
S.
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综合以上三个方案的优缺点，认为是使用方案三进行设计是比较好的选择。
下冲头与料筛设计方案
四、设计容
1. 选择方案 由于压片成形机的工作压力较大，行程较短，一般采用肘杆式增力冲压机构
作为主体机构。它是由曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构串接而成。先设计摇杆滑块 机构，为了保压，要求摇杆在铅垂位置的±2°围滑块的位移量≤0.4mm。此方
S.
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一、.设计题目
机械原理课程设计
——压片成形机
1.压片成形机介绍 设计自动压片成形机，将具有一定湿度的粉状原料（如瓷干粉、药粉）定量
送入压形位置，经圧制成形后脱离位置。机器的整个工作过程（送料、压形、脱 离）均自动完成。该机器可以压制瓷圆形片坯、药剂（片）等。
2.压片成形机的工艺动作
DC3 是摇杆铅垂时的位置；
由题意: ∵AC2 = AB+ BC AC0 = BC-AB
∴AB=97 ㎜
BC=171 ㎜
测量出∠B1AB1'=80°，为保压角
4. 检验曲柄存在条件 CD=390mm，AB=97mm, BC=171mm, AD(机架)=462mm
满足杆长之和定理，即 AD+AB<CD+BC,确保了曲柄的存在。 综上所述 上冲头机构的尺寸设计如下：
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3.压片成形机设计数据
电动机转速/（r/min）：1450；
生产率/(片/min)：10；
冲头压力/N：150 000；
机器运转不均匀系数/δ：0.10；
二、设计要求
1. 上冲头完成往复直移运动（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 0.4s 左右。因冲头上升后要留有料筛进入的空间，故
冲头行程为 100mm。因冲头压力较大，因而加压机构应有增力能力。
2. 下冲头先下沉 3mm，然后上升 8mm，加压后停歇保压，继而上升 16mm，
将成形片坯顶到与台面平齐后停歇，待料筛将片坯推离冲头后，再下移
21mm，到待料位置。
3. 料筛在模具型腔上方往复振动筛料，然后向左退回。待坯料成型并被推出型
将凸轮基圆以每份 10°平均分割，根据下冲头循环图，确定每 一段的升程与回程曲线。特别指出，期中 160°~240°为保压段， 此段保持 1.33 秒的休止。
3.滚子半径的确定
在 330°这两点曲率半径相对较小的地方画尽量小的圆来确定 其最小半径ρmin=1.15mm.ρ＜0.8ρmin.所以，此处取滚子半径ρ =9.2mm.
算的摆角为 32°与测量出的图中摆角大小相等
∵题设要求摆角小于 60°
∴满足要求。
3. 通过图解法求出曲柄摇杆机构中曲柄与连杆的长度
S.
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如图所示，AB 为曲柄，BC 为连杆，DC 为摇杆；
DC0 是摇杆在摆角最大时的位置；
DC12 是摇杆与铅垂方向夹角为 2°的位置；
（1） 干粉料均匀筛入圆筒形型腔。 （2） 下冲头下沉 3mm，预防上冲头进入型腔是粉料扑出。 （3） 上、下冲头同时加压，并保持一段时间。 （4） 上冲头退出，下冲头随后顶出压好的片坯。 （5） 料筛推出片坯。
粉
料
料
筛
片
坯
2
1
下
型
冲
3
腔
头
下冲头
上冲头
S.
...
21
3
上冲 头
下 冲 头
片坯
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腔后，料筛在台面上右移约 45~50mm，推卸片坯。
三.运动方案评估 上冲头设计方案
方案 1
S.
说明：杆 1 带动杆 2 运动，杆 2 使滑块 往复运动，同时带动杆 3 运动，从而达 到所要求的上冲头的运动。此方案可以 满足保压要求，但是上冲头机构制作工 艺复杂，磨损较大，且需要加润滑油，
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S.
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案中，料筛采用凸轮机构，可使其达到往复振动的运动效果；下冲头也采用凸轮 机构，可达到保压效果，且此方案的稳定性较好，故选用此方案。
若选用连杆机构，必须确定各构件的长度；选用凸轮机构，必须确定凸轮的 理论轮廓线和实际轮廓线。
1. 绘制加压机构的机构运动简图
选用方案
S.
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工作过程中污损比较严重。
方案 2 说明：凸轮旋转带动滚子运动，使
杆 1 与杆 2 运动，使上冲头上 下往复运动，完全能达到保压 要求。但上冲头行程要求有 90~100mm，凸轮机构尺寸 将会变得很大很笨重。
压片机的设计
方案 3： 说明：此方案使
用曲柄摇杆机构和摇 杆滑块机构串接而成， 结构简单、轻盈，能满 足保压要求，并能够轻 松达到上冲头的行程 要求。