2687 干粉壓片機的設計

2687 干粉壓片機的設計,干粉,壓片,設計 1xxxxxx畢業(yè)設計說明書題 目： 干粉壓片機的設計 學 院： xxxxxx 專 業(yè)：機械設計制造及其自動化學 號： xxxxxx 姓 名： xxxxxx 指導教師： xxxxxx 完成日期： 2012 年 5 月 27 日 2xxxxxx畢業(yè)論文（設計）任務書論文（設計）題目： 干粉壓片機的設計 學號： xxxxxx 姓名： xxxxxx 專業(yè)： 機械設計制造及其自動化 指導教師： 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；機器運轉(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）要求保壓一定時間，保壓時間約占整個循環(huán)時間的 1/10。 （5）分析干粉壓片機工作原理和技術要求及構(gòu)思方案（含方案比較） 。 （6）完成干粉壓片機傳動系統(tǒng)的設計、機構(gòu)設計和結(jié)構(gòu)設計。主要零部件的受力分析和強度計算。繪制所設計方案的機構(gòu)運動簡圖；繪制干粉壓片機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）設計說明書一份，電子文檔一份。 （8）英文文獻翻譯（含原文） 。要求：原文 5000 個單詞以上，中文翻譯要求通順。 二、重點研究的問題（1）干粉壓片機總體方案設計（含加壓機構(gòu)、送料機構(gòu)等） 。 （2）干粉壓片機傳動系統(tǒng)的設計。 （3）主執(zhí)行機構(gòu)設計（機構(gòu)選型）及其結(jié)構(gòu)設計。 3三、進度安排各階段完成的內(nèi)容 起止時間1 收集資料、查詢相關文獻 2012 年 1 月 8 日～2 月 20 日2 掌握干粉壓片機工作原理和技術要求，進行方案構(gòu)思與設計 2012 年 2 月 21 日～ 3 月 8 日3完成傳動系統(tǒng)及機構(gòu)設計和主要零件設計計算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計 2012 年 5 月 3 日～5 月 15 日6 撰寫畢業(yè)設計說明書及英文文獻翻譯 2012 年 5 月 16 日～ 5 月 26 日7 交畢業(yè)設計說明書，準備答辯 2012 年 5 月 27 日～ 5 月 28日四、應收集的資料及主要參考文獻主要的收集資料有：機械設計手冊、干粉壓片機相關文獻 [1]朱保利，吳暉等編.機械原理課程設計指導書.南昌航空工業(yè)學院出版，2004 . [2]孟憲源，姜琪主編.機構(gòu)構(gòu)型與應用.機械工業(yè)出版社，2004 . [3]侯珍秀主編.機械系統(tǒng)設計.哈爾濱工業(yè)大學出版社，2000 . [4]黃繼昌、徐巧魚等編.實用機械機構(gòu)圖冊.人民郵電出版社，1996. [5] 張維凱，王曙光. AutoCAD2007 中文版標準教程．北京:清華大學出版社，2007. [6] 濮良貴，紀名剛.機械設計（第八版）.北京：高等教育出版社，2007. [7] 孫恒,陳作模.機械原理(第七版)。北京：高等教育出版社，2006. [8] 成大先主編.機械設計手冊.北京：化學工業(yè)出版社，2004. 4xxxxxx畢業(yè)論文（設計）評閱表學號 xxxxxx 姓名 xxxxxx 專業(yè) 機械制造設計及其自動化 畢業(yè)論文（設計）題目： 干粉壓片機的設計 評價項目評 價 內(nèi) 容選題1.是否符合培養(yǎng)目標，體現(xiàn)學科、專業(yè)特點和教學計劃的基本要求，達到綜合訓練的目的；2.難度、份量是否適當；3.是否與生產(chǎn)、科研、社會等實際相結(jié)合。能力1.是否有查閱文獻、綜合歸納資料的能力；2.是否有綜合運用知識的能力；3.是否具備研究方案的設計能力、研究方法和手段的運用能力；4.是否具備一定的外文與計算機應用能力；5.工科是否有經(jīng)濟分析能力。論文（設計）質(zhì)量1.立論是否正確，論述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴謹合理；實驗是否正確，設計、計算、分析處理是否科學；技術用語是否準確，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，有無觀點提煉，綜合概括能力如何；3.有無理論價值或?qū)嶋H應用價值，有無創(chuàng)新之處。綜合評價 評閱人： 2009 年 5 月 日5xxxxxx畢業(yè)論文（設計）鑒定意見學號： xxxxxx 姓名： xxxxxx 專業(yè)： 機械制造設計及其自動化 畢業(yè)論文（設計說明書） 頁 圖 表 張論文（設計）題目： 干粉壓片機的設計 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，干粉壓片機綜述。第二部分：機械方案設計，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)設計，包括四大模塊設計連接部分的設計以及機械的的整體布局。第四部分：計算與校核，包括齒輪、軸、鍵、緊固件的受力分析，電動機及減速器的選擇，軸的設計與計算，軸承的選擇與校核。6指導教師評語指導教師： 年 月 日答辯簡要情況及評語答辯小組組長： 年 月 日答辯委員會意見答辯委員會主任： 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 設計特色 ...............................................................................................................................31.3.1 研究內(nèi)容 ...................................................................................................................31.3.2 預期達到的目標 .......................................................................................................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 課程設計題目 ........................................................................................................................52.1 原始數(shù)據(jù) ..............................................................................................................................52.2 設計要求 ..............................................................................................................................5第三章 設計題目分析 ........................................................................................................................63.1 工藝動作分解 .......................................................................................................................63.2 運動分析 ...............................................................................................................................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 ............................................................................................................................114.4 作概念圖 .............................................................................................................................13第五章 減速系統(tǒng)的設計 ..................................................................................................................145.1 電動機的選擇 .....................................................................................................................145.1.1 電動機類型 .............................................................................................................145.1.2 執(zhí)行機構(gòu)所需功率 .................................................................................................145.1.3 電動機功率 .............................................................................................................145.1.4 主要特色 .................................................................................................................155.2 傳動比的確定，各軸功率以及帶傳動設計 .....................................................................165.2.1 傳動比的確定 .........................................................................................................165.2.2 計算各軸的轉(zhuǎn)速個功率 .........................................................................................165.2.3 設計 V 型帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸和校對 .....................................................................165.3 齒輪設計和校對 .................................................................................................................18附：減速箱三視圖 ....................................................................................................................24第六章 上沖頭機構(gòu)設計 ..................................................................................................................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 六桿機構(gòu)的設計 ................................................................................................................256.2.1 設定搖桿長度 .........................................................................................................256.2.2 確定搖桿擺角 .........................................................................................................2686.2.3 通過圖解法求出六桿機構(gòu)中的曲柄和連桿長度 .................................................266.2.4 檢驗曲柄存在的條件 .............................................................................................27附：齒輪箱三視圖 ....................................................................................................................28六桿機構(gòu)三視圖 ................................................................................................................29第七章 上沖頭機構(gòu)設計 ..................................................................................................................307.1 凸輪部分設計 ....................................................................................................................307.1.1 凸輪基圓的確定 .....................................................................................................307.1.2 滾子圓形運動輪廓的確定 .....................................................................................307.1.3 滾子半徑的確定 .....................................................................................................317.1.4 凸輪實際輪廓確定 .................................................................................................317.2 曲柄滑塊機構(gòu)機構(gòu)設計 ....................................................................................................31附：送料機構(gòu)三視圖 ................................................................................................................33第八章 下沖頭機構(gòu)設計 ..................................................................................................................348.1 下沖頭凸輪設計 ................................................................................................................34附：下沖頭機構(gòu)三視圖 ............................................................................................................35第九章 機構(gòu)生產(chǎn)調(diào)節(jié)說明 ..............................................................................................................36小結(jié) ....................................................................................................................................................37參考文獻 ............................................................................................................................................39致謝 ....................................................................................................................................................409 1 摘要本文對國內(nèi)外干粉壓片機的研究水平進行了綜合評述，并且做出對比；提出了一套干粉壓片機的設計方案；將模塊化設計理念引入方案中，提出了干粉壓片機向易拆卸易組裝的發(fā)展方向，并具體對每個模塊進行了設計。關鍵詞：干粉壓片機；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 四 年 本 科 教 育 要 求 ， 此 次 設 計 為 大 學 教 育 的 必 修 課 程 之 一 。 其 目 的 ：一 方 面 ， 學 校 完 成 對 本 科 四 年 制 學 生 所 學 知 識 的 一 次 檢 測 與 評 估 ， 同 時 也 是 對 學 校教 育 制 度 和 教 育 內(nèi) 容 的 一 次 審 視 與 強 化 ； 其 次 ， 這 次 設 計 也 是 對 大 學 生 自 身 的 一 次大 學 總 結(jié) 和 鍛 煉 ， 為 今 后 走 向 工 作 崗 位 ， 走 向 社 會 做 的 一 次 鋪 墊 ； 再 次 ， 如 今 社 會各 企 業(yè) 單 位 和 服 務 類 單 位 對 應 屆 大 學 畢 業(yè) 生 的 動 手 、 獨 立 思 考 和 團 隊 協(xié) 作 等 能 力 非常 重 視 ， 所 以 此 次 設 計 對 大 學 生 的 畢 業(yè) 與 就 業(yè) ， 積 極 成 功 的 融 入 社 會 顯 得 尤 為 重 要 。干 粉 壓 片 機 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 ， 從制藥廠到電子元件廠，陶瓷廠，化工原料廠等都有應用，還可以改裝進行異形沖模壓片，具有 廣 闊 的 市 場 前 景 。 特 別 是 隨著科學技術和工業(yè)生產(chǎn)的飛躍發(fā)展，國民經(jīng)濟各個部門迫切需要各種各樣性能好、能耗低、質(zhì)優(yōu)價廉、的機械產(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 備 ，因 此 小 型 干 粉 壓 片 機 更 受 這 些 中 小 企 業(yè) 的 青 睞 。 干 粉 壓 片 機 與 現(xiàn) 實 生 活 息 息 相 關 設計 干 粉 壓 片 機 一 方 面 能 培 養(yǎng) 機 械 設 計 素 養(yǎng) ， 更 是 加 強 對 我 們 務 實 精 神 的 教 育 。為了培養(yǎng)學生的開發(fā)和創(chuàng)新機械產(chǎn)品設計能力，高等學校工科本科《機械原理課程教學基本要求》中對機械原理課程設計提出的要求是：“結(jié)合一個簡單的機械系統(tǒng)，綜合運用所學理論和方法，使學生受到擬定機械運動方案的初步訓練，并能對方案中的某些機構(gòu)進行分析和設計。”通過綜合運用機械原理及相關課程所學內(nèi)容，進行對壓片機機構(gòu)方案創(chuàng)新設計，是學生第一次用已學過的知識較全面地對一項工程實際的應用問題，從任務分析、調(diào)查研究、方案比較、方案確定、繪制出機構(gòu)運動簡圖、進行機械運動和動力學分析與設計的基本訓練，可以鞏固加深對機械原理課程內(nèi)容的理解，初步掌握機械系統(tǒng)方案設計的方法并對機械設計的全過程有個初步了解，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，并對學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新方法進行了初步的調(diào)練，培養(yǎng)學生自學、查閱資料和獨立工作的能力，同時培養(yǎng)學生學運用團隊精神集體解決技術難點的能力，培養(yǎng)學生運用計算機技術解決實際工程問題的能力。 3 1.2 國內(nèi)外基本研究情況：壓片機在歐美出現(xiàn)較早，經(jīng)過近一個世紀的發(fā)展，歐美已經(jīng)形成了完善、先進的技術體系，其產(chǎn)品自動化程度高，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 技術應用、模塊化、自動化、規(guī)?；皺z測診斷技術遠程化先進化等新的發(fā)展方向，產(chǎn)品高新技術含量不斷提升，機械、氣、液、光、磁等一體的自動化技術、數(shù)控技術、傳感器技術、新材料技術等在壓片機上得到廣泛的應用。我國的壓片機設計、生產(chǎn)制造水平近幾年得到長足的發(fā)展，但與國際先進水平還存在很大差距。國內(nèi)現(xiàn)狀是：壓片機規(guī)格眾多，數(shù)量大，操作簡單，清洗方便，更換快捷，然而產(chǎn)品重復開發(fā)嚴重，技術含量較低，技術創(chuàng)新后勁不足，人才危機蔓延。國產(chǎn)壓片機發(fā)展任重道遠。1.3 設計特色1.3.1 研究內(nèi)容：分析干粉壓片機的工作原理和技術，構(gòu)思總體方案（包括壓制機構(gòu)和送料機構(gòu)）以及方案的比較，傳送系統(tǒng)的設計，主執(zhí)行機構(gòu)設計以及結(jié)構(gòu)設計。1.3.2 預期達到的目標：兼顧用料經(jīng)濟型和結(jié)構(gòu)強度，達到其功能要求，結(jié)構(gòu)美觀實用。1.3.3 完成課題的方案和主要措施：第一階段：查閱相關資料，培養(yǎng)感性認識；第二階段：具體了解分析各個機構(gòu)的設計、工作原理，加以創(chuàng)新，繪制草圖，提出初步設計理念；第三階段：與老師同學交流討論，解決難題，比較方案，重復修改；第四階段：整理結(jié)果，編寫正式的設計說明書，繪制工程圖。 4 1.3.4 主要特色：結(jié)構(gòu)簡單，造價便宜，操作方便，便于改裝。 5 二、畢業(yè)設計題目畢業(yè)設計題目：干粉壓片機的設計設計干粉壓片機，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。機械的整個工作過程均自動完成。該干粉壓片機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，保壓時間占整個循環(huán)周期的 1/10。2.2 設計要求：（1）分析干粉壓片機工作原理和技術要求及構(gòu)思方案（含方案比較）；（2）完成干粉壓片機傳動系統(tǒng)的設計、機構(gòu)設計和結(jié)構(gòu)設計。主要零部件的受力分析和強度計算。繪制所設計方案的機構(gòu)運動簡圖；繪制干粉壓片機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）設計說明書一份，電子文檔一份；（4）英文文獻翻譯（含原文）。要求：原文 5000 個單詞以上，中文翻譯要求通順。 6 三、設計題目分析3.1 工藝動作的分解：其工藝動作分解流程如圖 3.1：圖 3.1 工藝動作的分解流程（1）篩料斗在型腔上方小行程往復運動，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，防止上沖頭進入型腔時撲出粉料，同時篩料斗開始向補料位置運動；（3）上沖頭下降進入型腔，篩料斗到達補料位置；（4）上下沖頭同時加壓，各移動，產(chǎn)生沖模壓力，最終停止并保壓 1/10 周期，同時下料閥門打開，下一次生產(chǎn)的粉料開始補充進入篩料斗；（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，篩料斗補料完畢開始向壓片位置運動；（6）為避免干涉，篩料斗到達壓片位置，并將片坯推出壓片位置進入滑道后，下沖頭再下降高度。3.2 運動分析：從 3.1 可以看出：上沖頭基本運動為：下降-遠休-上升-近休；上沖頭基本運動為：上升-中停-上升-遠休-下降-中停-下降-近休；篩料斗的基本運動為：向右-震動-向左-停歇。從整個機械的角度來看，它是一種時序式組合機構(gòu)系統(tǒng)，因此要擬定三個機構(gòu)的運動循環(huán)圖。以該主動件的轉(zhuǎn)角位橫坐標（0°～360°），以機構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件的位移為縱坐標畫出位移曲線如圖 3.2： 8 圖 3.2 運動循環(huán)簡圖運動循環(huán)圖上的位移曲線主要著眼于運動的起始位置，而非其精確的運動規(guī)律。篩料斗從壓片位置經(jīng)排出粉料后退回左邊補料位置停歇（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面時，下沖頭同時開始上升，上下沖頭同時對粉料兩面加壓（如圖中④）。然后兩沖頭停歇保壓（如圖中⑤），保壓時間約為 0.24s，即相當于主動件轉(zhuǎn)動 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面平齊，頂出成品片坯（如圖中⑥）。下沖頭停歇待卸片坯時，篩料斗已經(jīng)到達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，同時料篩小行程往復震動將粉料篩入型腔中（如圖中⑧），最終進入下一循環(huán)。3.3 功能分解：該干粉壓片機通過一定的機械能將原料（粉狀物料）壓制成成品，其功能分解如圖 3.3：圖 3.3設計該干粉壓片機，其總共能可分解成以下幾個工藝動作：（1）送料：本質(zhì)為間歇直線往復運動，可通過凸輪完成；（2）篩料：要求篩料斗小行程往復運動；（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）上沖頭間歇往復直線運動，有急回等特性；（6）下沖頭間歇往復直線運動。 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)行元動作的機構(gòu)。這個步驟也稱為執(zhí)行機構(gòu)的形式設計，或執(zhí)行機構(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”的解都作為初步的解一一列出。如果一個功能單元有 m 個解決原理，而每一種原理有 n 個，經(jīng)排列組合則該功能單元的解可以有 mn 個方案。把各個功能單元的解建立在一個直角坐標上，便形成了一個“形態(tài)學矩陣”，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各個部分的運動規(guī)律，為實現(xiàn)其要求，可對每個機構(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 帶傳動減速 蝸桿減速 齒輪減速 鏈傳動減速二次減速 b 帶傳動減速 鏈傳動減速 齒輪減速 蝸桿減速上沖頭 c 凸輪機構(gòu) 曲柄導桿滑塊機構(gòu) 偏置曲柄滑塊機構(gòu) 六桿機構(gòu)送料機構(gòu) d 移動凸輪機構(gòu) 渦輪蝸桿機構(gòu) 凸輪曲柄滑塊機構(gòu) 偏置曲柄滑塊機構(gòu)下沖頭 e 雙導桿間歇運動機構(gòu) 移動凸輪機構(gòu) 曲線槽導桿機構(gòu) 雙凸輪聯(lián)動機構(gòu)由該表可知，可選擇的運動方案一共有 4 的四次方種。然而其中肯定有明顯不合理的，因此進行組合，剔除不合理的選項，結(jié)合實際進行綜合評價：要求滿足運動要求；要求滿足承載要求；要求滿足運動精度要求；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：帶傳動結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)，緩沖吸震，有過載保護，適合壓片機的工作環(huán)境。并且由于其價格低廉，安裝維修方便且噪聲小，因此優(yōu)先選擇；蝸桿傳動備選；齒輪傳動效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠且壽命長，傳動比穩(wěn)定，但是安裝進度要求高，價格昂貴且不宜用于傳動距離過大的場合，故淘汰；鏈傳動不適合壓片機的工作環(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要求，且精度較高，承載能力大。故可選用；帶傳動鏈傳動、不適宜該環(huán)境，故淘汰。對于上沖頭功能元：要實現(xiàn)往復直線運動，且要滿足急回特性，淘汰曲柄導桿滑塊機構(gòu)；由于滑塊需要油脂潤滑，污損嚴重且磨損較大，故淘汰；由于凸輪加工靈活，滿足要求，然而上沖頭行程較大，凸輪尺寸會相應很大很笨重，故備選；六桿機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、輕盈，能滿足保壓要求，并且輕松達到上沖頭形成要求，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構(gòu)；由于行程較大，故單純的凸輪機構(gòu)或渦輪蝸桿機構(gòu)也過于笨重，；因此選擇凸輪加曲柄滑塊機構(gòu)。對于下沖頭功能元：下沖頭運動較復雜，且負載較大，故淘汰曲線槽導桿機構(gòu)；雙導桿間歇運動機構(gòu)易磨損且污染大，故淘汰。雙凸輪聯(lián)動機構(gòu)加工成本高，故備選；單凸輪機構(gòu)可優(yōu)先。綜上所述，可確定最優(yōu)方案是 a1+b3+c4+d3+e2、另有若干可選項備用。4.3 方案評價機械運動方案的擬定和設計，最終要求通過分析比較以提供最優(yōu)方案。一個方案的優(yōu)劣只有通過系統(tǒng)綜合評價來確定。下面用機械選型的評價體系，可用視圖方法表示為圖 4.1： 12 圖 4.1 評價體系圖根據(jù)各個評價指標的相互關系，建立評價模型為：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)各個機構(gòu)的指標好壞可分為五等，分別對應分數(shù)為 1、0.75、0.5、0.25、0。因此可做表 4.2：表 4.2 各指標評分表評價性能指標具體指標 帶傳動 齒輪機構(gòu) 曲桿滑塊 六桿機構(gòu) 凸輪機構(gòu) 渦輪蝸桿運動規(guī)律 0.75 0.75 0.75 0.25 0 0.75功能 傳動精度 1 1 1 0.75 0.75 1應用范圍 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運動精度 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)復雜度 1 0.5 0.5 1 0 0經(jīng)過計算，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)的設計：5.1 電動機的選擇：5.1.1 電動機類型：按照工作要求和工作條件選用 Y 系列三相籠型異步電動機，全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，額定電壓 380V。5.1.2 執(zhí)行機構(gòu)所需功率：工作周期：單個沖頭周期做功：單個沖頭功率：上下沖頭功率：考慮到運動副摩擦和料篩運動所需的功率：5.1.3 電動機功率：選擇依據(jù)： （ 電 動 機 的 工 作 功 率 ）電 動 機 的 額 定 功 率 ded PP?)(電動機所需工作功率： ???wd——工作機的有效功率，單位（KW）。w——從動機到工作輸送帶間的總效率。??故其中：V 帶傳動效率 ；96.01??直齒輪傳動 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 選擇電動機 16 由于該機械為制藥機械，主要針對工廠設計，故采用 380V 額定電壓，又異步電機較直流電機實用方便，價格低廉，故采用三相電容啟動異步電動機作為動力源。電機型號 YB2-160M2-8，其特性參見下表 5.1：表 5.1 電機參數(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% 負載0.50 82.81.00 0.750.75 0.67功率因數(shù)補償COSφ負載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振動等級 mm/s 2.8轉(zhuǎn)動慣量 kg.m2 0.61尺寸 mm 200*200*3005.2 傳動比的確定，各軸功率以及帶傳動設計 17 5.2.1 傳動比的確定：由設計要求可知，電動機的給定轉(zhuǎn)速，而生產(chǎn)率的給定值為 25 片/min，即執(zhí)行轉(zhuǎn)速。故總傳動比大小可確定根據(jù)《機械設計》中關于 V 型帶傳動比分配原則：由于 V 型帶傳動的傳動比不宜太大，一般≤7，故可分配=2.5，則。故可采用兩級減速箱，，。5.2.2 計算各軸的轉(zhuǎn)速和功率①各軸的轉(zhuǎn)速：電機輸出軸：減速箱 I 軸：減速箱 II 軸：減速箱 III 軸：②各軸功率：由《機械設計課程設計指導書》表 9.2 查得，帶傳動的效率；直齒輪傳動 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 設計 V 型帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸和校對①確定計算功率：其中 ——計算功率，kW；——工作情況系數(shù)；——所需傳遞的額定功率，kW； 根據(jù)《機械設計》表 8-7，載荷變動較大，空、輕載啟動，選取則②選擇 V 帶型，小帶輪轉(zhuǎn)速，。由《機械設計》圖 8-11 選擇 A 型 V 帶。取，因此，由《機械設計》表 8.8 進行圓整選擇。 18 ③驗證帶速度：由于 5m/s＜＜25m/s，故 V 帶合適。④確定中心距 a 和基準長度:因為因此取由由《機械設計》表 8-2 選取基帶長度⑤計算實際中心距 a：350小帶輪上包角：因此符合設計驗證條件，故設計方案合理。⑥確定 V 型帶的根數(shù) Z：計算單根 V 型帶的額定功率：由且，根據(jù)《機械設計》表 8-4b 得。根據(jù) 和 Z 型帶查表 8-4b 得 。4,min140??rn kwP03.??查《機械設計》表 8-5 得 ，查表 8-2 得 ，92.0?K16LK故有 PL 4..92.)3.()(0r ?????計算 V 型帶的根數(shù) Z：故取 4 根05.421.)(0r ??LAcaz?⑦計算單根 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：應使帶得實際初拉力 。min0)(?⑧計算壓軸力：壓軸力的最小值 19 ⑨帶輪的結(jié)構(gòu)設計：帶輪材料采用 HT200，由于大帶輪的基準直徑故采用輪輻式；由于小帶輪的安裝直徑 d=96，查的小帶輪為實心輪。5.3 齒輪設計和校對：①第一對齒輪設計（類型、材料、精度、齒數(shù)）選用直齒圓柱齒輪傳動；由于干粉壓片機為一般工作機器，速度不高，所以采用 8 級精度（GB10095-88）；查《機械設計》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輪面接觸強度計算：參考《機械設計》10-9a 公式，即3 211 )][(2.HZuTKdEdtt ?????確定公式內(nèi)各計算數(shù)值：選擇載荷系數(shù) =1.3