压片机机械课程设计大作业

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课程设计任务书初稿

1. 设计目的

为培养学生的创新设计能力，本次课程设计的对象是粉料压片机，设计目标是希望在给定的工况下使其能够按要求地实现压片功能并有寿命要求。

二、设计参数要求（C8题）

1.原动机选择三相交流异步电动机，同步转速为1500r/min或1000r/min。

2.该机械系统要求设计为单自由度的机械

3.压片时的最大阻力为6000N

4.生产率为每分钟压制35片，即冲头每分钟往复运动35次

5.模具厚度为h=50mm，药片厚度3mm，料斗高度30mm，压缩距离38mm，压片过程持续1/6周期。

6.允许工作端速度误差±5%。

7.可靠度要求为90%，传动装置的使用寿命预定为10年，单班制，每班工作8小时。

要求采用的传动装置如下图1.1

图1.1 V带传动单极蜗杆减速器

三、 设计内容

1.机构系统运动方案的设计

2. 上冲头加压机构尺度综合

由已知数据可知，压片机分为三个机构：上压头、下压头以及进给机构。其中要求设计的六杆机构位于上压头机构中，因此设计六杆机构的长度，首先需要确定压片的行程要求。由压片的工艺流程如下图所示：

其中具体的执行机构如下图：

已知料斗的高度为30mm，模具的厚度为50mm，粉料需要才从38mm压至3mm，因此可按照上压头最后压至模具中间位置为最大行程处，因此上压头的最小行程为：

30mm（料斗高度）+50/2（模具高度的一半）-3mm/2（药片高度的一半）=53.5mm

所以首先保证最终位置满足条件，且为上压头与料斗提供余量即取上压头行程为65mm，由此开始设计六杆机构。

首先用inventor草图绘制了基本的六杆机构模型如下图

具体分析见下图

3. 上冲头加压机构运动分析

根据由杆长设计得出的数据，

根据以下程序绘制位移，速度，加速度曲线

clear;

clc ;

lac=100;

lcd=lac;

lbe=38.5;

lce=162.4;

f=inline(‘(100+100*sin(x)-38.5*cos(a))^2+(100-100*cos(x)-38.5*sin(a))^2-162.4^2’);

tol=1e-10;

m=0:pi/72:2*pi;

num=[ ];

for j=1:145

a=m(j);

x1=-0.2;

x2=1.28;

x=(x1+x2)/2;

for i=1:lac

if abs(f(a,x))<tol break;

elseif(f(a,x1)*f(a,x)<0) x2=x;

elseif(f(a,x1)*f(a,x)>=0) x1=x;

end

x=(x1+x2)/2;

end

num=[num;x];

end

c=num;

s=lac*cos(c)+sqrt(lcd^2-10000*(sin(c)).^2)-lac;

v=diff(s);

a=diff(v);

subplot(3,1,1);

plot(m,s,’m-‘,’LineWidth’,1.5);

set(gca,’XTick’,0:pi/2:2*pi);

set(gca,’XTicklabel’,{‘0′,’pi/2′,’pi’,’3pi/2′,’2pi’});

axis([0 6.5,-100 100]);

title(‘位移曲线 ‘);

xlabel(‘角度’);

ylabel(‘Y(mm)’) ;

legend(‘s ‘,’Location’,’NorthEast’);

grid on;

subplot(3,1,2);

plot(m(2:145),v,’b:’,’LineWidth’,1.5);

set(gca,’XTick’,0:pi/2:2*pi);

set(gca,’XTicklabel’,{‘0′,’pi/2′,’pi’,’3pi/2′,’2pi’});

axis([0 6.5,-5 5]);

title(‘速度曲线’)

xlabel(‘角度 ‘);

ylabel(‘v（mm/s）’);

legend(‘v’,’Location’,’NorthEast’);

grid on;

subplot(3,1,3);

plot(m(3:145),a,’r–‘,’LineWidth’,1.5);

set(gca,’XTick’,0:pi/2:2*pi);

set(gca,’XTicklabel’,{‘0′,’pi/2′,’pi’,’3pi/2′,’2pi’});

axis([0 6.5,-0.5 0.5]);

title(‘加速度曲线’);

xlabel(‘角度’);

ylabel(‘a(mm/s2)’);

legend(‘a’,’Location’,’SouthEast’);

grid on;

4. 上冲头加压机构受力分析

由各杆件为二力杆，受拉压，受力分析如下