毕业设计论文压片机结构设计.doc

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1、摘 要本设计源于实际生产中需要对粉末进行压型加工，压片机整体主要包括：压片机构、拨饼回转机构、进料机构和出料机构。本设计主要结合压饼加工工艺，对压片机的整体方案进行设计，采用电动驱动凸轮连杆机构实现压饼的功能与动作。针对结构和数据等方面进行了数据及公式校核和凸轮运动学分析，以分析作为辅助设计和选型的依据，最后通过CAD绘制零件及装配图并进行设计。最终分析数据和图纸文件成果，得出本设计的结构和选型从设计原理上是稳定可靠的。关键词：压片机；凸轮机构；自动化全套图纸加V信153893706或扣 3346389411AbstractThe design is originated from the n

2、eed for pressing processing of tea in actual production. The whole machine includes: pressing mechanism, paddle turning mechanism, feeding mechanism and discharging mechanism.This design mainly combines the punching process, designs the whole scheme of the tea press, and uses the electric drive cam

3、linkage mechanism to realize the function and action of punching. The data and formula checking and cam kinematics analysis are carried out in view of structure and data. The analysis is used as the basis of auxiliary design and selection. Finally, the parts and assembly drawings are drawn and desig

4、ned by CAD.Finally, the data and the results of drawing documents are analyzed, and the structure and selection of this design are stable and reliable in design principle.Key words : Tea Press; Cam mechanism; automationIII目 录摘 要IAbstractII第一章 绪论11.1 设计的目的和意义11.2 发展现状及趋势11.2.1 研究现状11.2.2 现有几种设备的对比21.

5、3 研究内容与设计目标41.3.1 设计目标51.3.2 研究内容6第二章 整体方案的确定72.1 整体方案的确定72.1.1 设计需求72.1.2 动作工艺顺序82.1.3 总体方案的确定8第三章 压片机的结构设计83.1 传动装置的结构设计83.1.1 设计数据83.1.2 机械运动分析83.1.3 设计方案的选择93.1.4 传动装置的结构103.1.5 电机的选择113.2 拨饼的结构与校核133.2.1 拨饼装置的结构133.2.2 拨饼装置的校核163.3 压饼的结构与校核183.3.1 压饼装置的结构183.3.2 压饼装置的校核193.4 下压头的结构与校核193.4.1 下压

6、头装置的结构203.4.2 下压头装置的校核213.5 机架的设计 22第四章 结论25参考文献26致谢27IV第一章 绪论1.1 研究的目的及意义自动化的更新和变革是随着需求的提出而改变的。本次设计的应用方面也是随着设计的提出而开始的。经调研一种需求是需要自动压饼的机器，原有的压饼还是采用人工的方式进行操作和加工。此时需要将压饼的操作加入机械的方式便为自动压饼，该方式的实现可以从一定程度上解决当前压饼质量的问题，以及一些人为操作开支大的问题。此外采用机器设备对其压饼的边缘的质量也有了很大的改善。所以采用本次设计具有很大的意义所在。针对本设计的压片机其从大方向划分其属于自动化的设备2。无论是何

7、种加工，加入自动化的理念对其手工操作就是一种压击，其无论是在生产成本上还是效率上均存在一定的优势。自动化设备的结构设计也是属于一种前瞻性的技术，其每一方面的设计均可谓是新颖。通过生产过程中对加工设备的自动化改变，其战略上的意义不仅是减少工人劳动强度那么简单，其还可以实现整体的行业的自动化水平。在本次设计的压压过程中，已经凸显了采用设备的优越性，其也具有一定的广阔的前景。本设计的初衷为设计一款粉末压饼设备。不仅在工人劳动强度方面，而且在对生产效率方面均有很大的提升。关于本次设计的意义也同样存在。其可以在电气控制以及机械方面得到很好的锻炼，能够实现对相关课程学习的实习的机会。该机器为典型的机械的产

8、品，所应用的结构也为机械类型典型的结构。所以针对本次设计，可以在机械方面有很大的设计空间。 1.2 发展现状及趋势1.2.1 研究现状从机械的产生到目前已经发展有上百年的历史，基本上各行各业均离不开机械设备，尤其是在工农业以及军工行业，均有很广泛的应用3。机械化水平也是衡量一个国家实力水平的参数。随着社会需求的加大，一些新兴的领域的出现促使着机械设备的发展和不断地自我完善，本次设计所需的压片机机械也正是最好的例证。在目前的工业环境下，推广自动化的机械机构是实际生产所必须的。自动压片机可以作为生产自动化设备的一种。自动化设备的目的便是减少人员的参与，令机器在无人的情况自行操作实现产品加工的过程。

9、采用机械可以实现生产效率的增加，在生产过程中实现稳、准、快等几大要素。工农业以及科学研究领域目前对自动设备的普及率已经高达百分之八十，目前还处于进一步的研发当中，许多企业已经尝到了自动化设备加工所带来的红利，尤其在危险的行业领域应用也是人工无法比拟的。科学技术涵盖了机械设计学科，而机械设计学科又是科学技术发展的推动力，所以自从改革开放以来，我国在科技方面以及经济发展均有飞速的发展，正是如此，才把机械制造作为国家的支柱产业。从资料上对压片机的认知可以得出，在国内已经认识道路关于工业现代化概念的普及，已经召开相关的高新技术会议进行讨论。经会后，许多新技术和项目也也随之进行，其场面也很火爆。从整体的

10、会议可以看出，关于工业发展会议召开的目的就是为了相关应用设备的普及以及对相关知识的认识。从进一步提高工厂各个方面自动化的水平。随着科技的进步与发展，人们对材料压饼的生产提出了更高的要求，因此压饼的压片机需要不断改进以满足更高标准的生产需求和技术需求。市场上现有的蜗轮传动压片机整机轻便，噪音小，操作简单，很受市场欢迎，但是其压力有限，没有可以对大饼进行压压的蜗轮式压片机，受到压力限制，压片机压饼直径只能在一定范围以内，并且很多原料存在加料困难情况，这样一来，适用的材料范围很有限。此外，对于学校、实验室等科研单位来说，需要适用更多种的材料、更大的压力、更大的孔径并且加料过程顺畅的压片机，满足这些要

11、求的压片机才是最常理想的选择。自从我国的工业起步后，其随着外部压片机参数的进入，已经逐步摆脱了由模仿抄袭的阶段，已经有了一定程度的创新，并自主压片机也有所使用。这种发展是国内未来的发展方向。国内方面设计压片机由很多技术还很老套，虽然已经引进了相关技术，但在一些加工制造水平上中国还有一定的差距，一些加工设备还是达不到相关的设计和使用的要求，所以即使是设计出来了很难做到批量的生产加工，所以针对此方面国内还需要进一步加强其在制造方面的能力。当然，随着国内生产总值的提高，科技的飞快的进步，同时加上国家大力支持的科技创新，这些整体的动力足以可以实现科技的腾飞，压片机技术再也不用老旧的技术了。我国再计算机

12、行业发展也很优秀，这些都是促进设计研发的有效手段。目前国际社会乃至中国在设计方面均采用了许多先进的模拟软件，包括分析软件，建模软件等都在设计过程中不可或缺的力量。我国粉末加工机械工业起步较晚，经历了改革开放后才到达了高潮。主要因其此时的国外合资的压片机被引进了进来。压片机和机械部件一样，都是经历了一个开始模防到自己创新研发的过程。涉及压片机的相关设计计算，其在研发的外围要求也比较高，所以该设计单位一般都为大型的有经济能力的企业上。压片机技术的发展式和一些企业和国外企业进行合作研究开始的，这种模式对研发速度和能力上均有创新。目前我国在压片机方面式有成果存在的。但整体水平还是具有一定的差距。主要体

13、现在了基础的设计措施和硬件上的不足，致使发展缓慢。但到目前，随着市场应用的加大，一些的企业也参与了设计和研发，致使了驱动整体的水平加块。目前我国在压片机的新技术上也仍在发展状态下，目前国家正在着力于科技强国的政策，想必该政策也会带动一部分企业，给其研发的动力，在一定基础上把这项设计投入进来，以可以提升设计效果，将产品得到更大的应用。国外压片机的发展尤其起步较早，其发展也到了一定的程度。目前国外的发展状态是该压片机可以实现模块化的整合，可以对不同性能规格以及基础技术都组合到一起。尤其是在技术层次上，其可以实现在实验室内进行模拟分析设计，通过有限元等分析手段完善设计，减少和缩短了设计周期，从一定程

14、度上减少了成本。该方式在零件数量和设计时间上均有一定的优势。国外先进技术的较为成熟，其主要最新的研究模式和趋势如下：（1） 采用并行工程开发模式该开发模式可以显示同种类型不同种类的研发设计工作。从一定程度上在设计时间和产品的成本质量以及市场竞争力方面有很大的优势。这方面较为主要的国家为DANA为代表的意大利企业。这种的研发速度较块。（2）产品的模态分析模态分析应用是设计该类产品鼻部可少的。其技术也是最为先进的技术。该技术主要是针对机械部件震动分析方面的。其部分可以代替以前的大量的设计和计算，针对产品的参数可以做到系统的分析和优化，能在设计程度上金大可能其达到实际应用的情况，其准确率很高。（3）

15、针对压片机的有限元分析针对压片机方面的分析是一项较为复杂的过程。该过程目前可以实现不需要对模型简化处理，其基本可以接近了实际所可能发生的情况。在本分析中有很多国内外专家均在研究其参数化，整体化的软件，以指导应用设计。（4）高性能压片机压片机在性能上也在逐步完善，其产生了许多高性能的压片机，像湿式的散热的，带间隙补偿的等多功能的压片机。这些都是先进的压片机技术，都是从实际应用中来，进一步改善设计的成果。（5） 压片机上的电子智能控制技术电子控制技术加入压片机当于给压片机加上了大脑，不仅可以感知驱动的状态还能进一步解决这些方面的不足。例如在安全性，舒适性以及操作性方面，这对这些方面会有很大的提升。

16、整体发现，我国国内的压片机的设计技术和基础研发速度赶不上国外的一些国家，但也有一定的成果。虽然有部分还是在借鉴国外的技术，主要因其国外的技术在稳定性方面有一定的优势。所以设计研发都是这个过程，相信经历了一段时间的借鉴和应用后，其技术也会逐步提升上来，以实现了自主设计和研发的目的。二十世纪，陈爱戎采用了有限元参数化设计研究方法对压片机做了系统的分析，其结合了目前压片机所对应的功能和结构方面，采用数据表的形式，将不同种结构形式的压片机做了参数化的数据分析，为设计人员垫定了基础，有了研发的经验参考。专机的专业化参数化系统的研发开始于2005年，该参数化系统是在研究了各种多元化需求以及结构，数据以及功

17、能之后进行的系统设计，且在设计过程设计简单，有应用实例参考。针对压片机方面的研究设计已经上升到了参数化设计的层次上了，2006年丁律辉编辑可以通过参数化仿真分析的软件，可以实现软件的自动建模和分析，搭载的功能十分多，可以作为一个系统应用。2011年孙瑞峰利用 Visual Basic 6.0软件开发了压片机的设计应用分析，可以实现自动的装配，分析等。压片机再应用过程中，其转向部较为容易断裂，针对该问题2011年马宇、苏二伟进行了该模型的计算和分析，从软件分析的角度上得出此处出问题的因素，进一步提供改善和加强的方案。国外方面，由于工业革命时期的因素，各个工业都较早地有了发展，尤其是在当时看来的汽

18、车工业。三维，二维软件层出不穷，却来越得到设计人员尤其是在国外人员的喜爱，尤其是在工业初期。采用相关的软件进行压片机辅助设计已经是设计趋势。针对其压片机的研究壳采用的设计研发办法有很多种，像现代应用的软件，不仅可以进行建模设计，还可以进行仿真分析，这就大大加快了研发的进度。自从自动阶段的兴起，许多配套的公司均在应用现代的设计方法，在企业也是如此。有限元的分析方法利用在了该设计方面，已经基本是上每个设计人员的必备，目前该软件还不能做到十分智能。本课题上的分析是较复杂的。该过程目前可以实现不需要对模型简化处理，其基本可以接近了实际所可能发生的情况。在本分析中有很多国内外专家均在研究其参数化，整体化

19、的软件，以指导应用设计。现在许多国外的专家部分也在研究新的有限元的操作系统，该系统实现可以利用参数化分析的方法，只要输入一些车型参数便可以自动进行分析，得出分析结果的。除了有限元，目前同步发展的还有CAD/CAE 集成技术，其新车的底盘就采用了这种技术。模态分析应用是设计该类产品必部可少的。其技术也是最为先进的技术。该技术主要是针对机械部件震动分析方面的。其部分可以代替以前的大量的设计和计算，针对产品的参数可以做到系统的分析和优化，能在设计程度上金大可能其达到实际应用的情况，其准确率很高。对产品的模态分析不仅对设计人员有很强的指导意义，其在现实的整体的软件分析水平上也有很大的促进的意义。所以目

20、前很多大专院校也纷纷针对此项内容进行开发和设计，其目前分析软件的完善程度已经很好，在实际应用方面已经达到了使用的要求。1.2.2 现有几种设备的对比随着时代的变迁，压饼设备也是不断发展的，发展过程中主要经历了以下的过程：阶段一：是一种适用于压片机用途的调节压力的机构8，其结构为压片机的偏心轮套、压片机的偏心轮铜套、压片机的偏心轮、压片机的上压杆、压片机的压力调整定位块及压片机的压力调整螺栓，压片机的偏心轮铜套设在偏心轮套内，压片机的偏心轮套设在压片机的偏心轮铜套内，且压片机的偏心轮套与压片机的偏心轮铜套之间设有摩擦缓压圈。压片机的偏心轮套构成有两块夹板，压片机的上压杆一端嵌入两块夹板之间，压片

21、机的上压杆穿过压片机的上压杆及两块夹板的螺钉与压片机的偏心轮套连接。压片机的偏心轮套的侧壁设有弧形缺口，压力调整定位块设置在偏心轮套外侧壁且位于弧形缺口处，压力调节螺栓穿过压力调整定位块和弧形缺口后与偏心轮铜套连接。基于上述内容的状况，需进一步了解零件压饼方面的不足和先进的零件压饼的技术。 阶段二：由石宝山设计开发的一种压击式零件钻孔器8，其具有一管体，该管体一端设有一挡止部，另端具有一压饼端，该管体于挡止部与压饼端间设有一阻挡部，该管体的挡止部与阻挡部间，设有一较重的滑块，该滑块与管体为滑动配合，借助滑块在管体上下滑移的重力加速度所产生的压击力撞击阻挡部，使压饼端在零件壳上压开孔。该设计是新

22、型操作方式，其特点是方便、安全，且可提高零件压饼的效率。 资料显示，专利文件中CN202589345U表述了一种零件开孔结构5，与本次设计相关联，其结构为包含了开孔套件和零件固定套件；其开孔套件的结构有：联接杆、与联接杆一端连接的手柄及与联接杆另一端连接的麻花钻；其固定套件的结构包括弹力网和置于弹力网下方并与弹力网固接的橡胶垫。因此，亟需提出一种构思不同的结构的压片机械，以对上述设计进行优化。阶段三：一种由中国热带农业科学院零件研究所设计开发的零件钻床9，其结构包括手柄、空心钻板和包有空心钻板的钻筒。手柄与空心钻板顶部固定连接，空心钻板与钻筒以螺纹形式配合，空心钻板与钻筒的底端设有多个刃口。当

23、钻筒旋转时，首先固定钻孔的位置。通过转动手柄带动空心钻板底部的刀饼转动，对零件进行钻孔。此时可通过空心钻板将断件挤出，防止断件卡住空心钻板。该实用新型结构简单、体积小、成本低、操作方便且重复使用效率高。阶段四：中国热带农业科学院零件研究所设计开发的另一种零件钻孔装置10，该机器包括电机、旋转轴、钻孔器。电机与旋转轴连接，旋转轴与钻孔器连接，所述钻孔器为中空圆筒，中空圆筒底端设有锯齿牙，中空圆筒内设有若干卡位部，卡位部包括卡块和弹性元件，卡块前端可转动安装在中空圆筒内，卡块后端通过弹性元件与中空圆筒内连接。通过电机带动中空圆筒转动，中空圆筒底端的锯齿牙钻开零件，中空圆筒内设有的若干卡位部用来卡住

24、被钻开的零件，防止掉入零件内，该机器采用电动钻孔替代了传统的刀具开孔，提高了刀具开孔的安全性，解决了刀具开孔导致零件受创面大的问题，同时也解决了开孔处不干净、开孔速度较慢的问题。上述四个专利技术都采用了简易的打孔结构形式，主要由于机械的结构形式收纳便捷，且是比较清洁的能源设备，所以对本设计的构思起到了很大的参考作用。本设计采用以下结构设计出一种新型的凸轮传动压片机，压片机包括电源开关、电机、上下压头、凸轮箱、升降凸轮、偏心轮、偏心凸轮和主机架。电源开关安装在主机架侧面，电机顶部通过主传动机构与凸轮箱连接，凸轮箱上端设有手轮，蜗轮箱一端与主轴连接，偏心凸轮设置在偏心轮内，上压头固定在偏心轮下部，

25、上压头通过中模与下压头连接，中模底部设有中模台板，中模设有均化器，均化器通过活动杆与移料杆连接，移料杆固定在升降凸轮的左下部，解决了物料的流动性，调整不便以及由压力过高致使机器被卡住的问题，该机器整机主体结构精巧。1.3 研究内容与设计目标1.3.1 设计目标 本次设计，初步可以掌握机械设计方面的流程，尤其是针对本设计所需内容。同时在设计过程中遇到的问题也可以通过采取查取资料等方式有效地解决。1.3.2 研究内容1）该类型压片机主要研究的内容：结合实际所需，针对压饼作业的需要，拟定压片机的结构方案，以及原理。针对计算数据和结果进行图纸方面的绘制。包含零件和装配图文件。结合发放的任务书内容，最终

26、完成：（1）针对压片机的国内外资料，了解其相关的工作原理和使用功能方面的进展。（2）拟定本次压片机的总体方案，涉及了外形设计以及结构的设计。（3）针对CAD软件的应用，将计算和选型结果转化为图纸。（4）结合设计过程，修正压片机相关错误内容，结合图纸错误和说明书错误并进行改正。2）研究技术路线规划压片机的技术规划如图1所示依据文献资料以及实际需求，整理研究方向结合主体结构进行方案的拟定针对方案内容进行结构细化验算和校核结构，进行图纸的绘制整理资料，完善设计图1 技术路线规划第二章 整体方案的确定2.1 拟定其整体方案的确定2.1.1 设计需求压片机，因其只有一副压模，可压缩茶饼，固称之为压片机。

27、本此设计的压片机是一种台式电动连续压饼的机器，可实现压饼，自动出料，拨料。2.1.2 动作工艺顺序拟定动作工艺顺序：压头进行压压成型，成形后，由出饼机构顶出，再由拨饼机构将饼弹出。拨饼为一体结构，往复进行。 图2 动作顺序2.1.3 总体方案的确定本设计的压片机的具体相关结构，如图3所示：本设计的压片机主要由传动装置、拨饼装置、压饼装置、出饼装置等部分组成。1）传动装置：进行几大装置的动力连接。2）拨饼装置：是拨饼，将压好孔的材料拨出。3）上压装置：压饼的机构，进行压饼运动。4）下压出饼装置：将压饼的废料从模具里顶出。凸轮上压拨片机构传动下压出片机构图3 压片机第三章 压片机的结构设计3.1

28、传动装置的结构设计3.1.1 设计要求1. 将料压成直径为15mm，厚度为5mm的圆形饼，具体参数如下： 图4 压饼零件图上冲最大行程为150mm，装料高度150mm，压饼速度为5模/min，工作压力为25t。3.1.2 机械运动分析从图5可以看出：1）上压头的基本运动为：下降-远休-上升-近休；2）下压头的基本运动为：中停-下降-近休-中停-上升-远休-下降；3）筛料斗的基本运动为：向右-震动-向左-停歇。该方案包含了三个机构，所以也需要拟定三个运动循环图。以该主动件的转角为横坐标（0360），以机构执行构件的位移为纵坐标绘制出位移曲线图5：图5 运动循环简图整体运动循环图体现了其运动的状况

29、其动作顺序是下压头下压之后，上压头提升，下压头提升至一定距离后，上压头将件顶出。3.1.3 设计方案的选择各执行机构应包括：实现上压头运动的主加压机构、实现下压头运动的顶出机构、拨饼机构。各执行机构必须能满足工艺上的运动要求，可以有多种不同型式的机构供以选用，如连杆机构、凸轮机构等。设计方案：表1 设计方案表方案一方案二方案三方案四上压头凸轮机构曲柄导杆滑块机构偏置曲柄滑块机构六杆机构拨饼机构移动凸轮机构涡轮蜗杆机构凸轮曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构下压头双导杆间歇运动机构移动凸轮机构曲线槽导杆机构双凸轮联动机构由表1可知，可选择的运动方案一共有种，最终选择凸轮机构。3.1.4 传动装置的结构

30、传动装置的结构如图6所示：拨饼机构的槽型凸轮压压机构出饼机构凹槽凸轮机构减速电机图6 传动装置的结构压片机中的旋转机构主要有凸轮，轴承座，联轴器和电机构成。主要原理是电机提供动力，通过联轴器和轴承座上的轴承的支撑的连接和作用下，实现压压动作。 图7 凸轮结构 该凸轮机构为回转式的圆盘形凸轮。其内部有孔和环槽，用于导轮运转作用。3.1.5 电机的选择 针对电机方面，由于本设计为结构的压片机，所以采用减速电机的机构形式。按照工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，额定电压380V。1）计算执行机构所需功率：计算工作周期：T=60/n1=60/25=2.4s 计算个压头周

31、期做功：W=F*(y1-h)*2/2=15000*(21-5)/1000*2/2=240J 计算个压头功率：P实际=W/T=240/2.4=100W 计算上下压头功率：考虑到运动副摩擦和料筛运动所需的功率：P实际=2*P平均=200W 2）计算电动机功率：选型原则：择得出其工作功率：工作机的有效功率，位（KW）。从动机到工作输送带间的总效率。所以其中：V带传动效率1=0.96； 圆柱齿轮传动8级效率（油润滑）2=0.97； 滚子轴承效率（脂润滑正常）3=0.99； 弹性联轴器4=0.99； 锥齿轮的传动效率5=0.94；因此总的传动装置的效率=1*22*32*4*5=0.841；3）选择电动机

32、本次设计场合应用在工厂，所以可选采用380V额定电压，采用三相电容启动异步电动机作为动力源。电机型号YB2-160M2-8，其特性参见下表1：表2 电机参数型号YB2-160M2-8额定功率kW5.5电流（380V）A13.4转速r/min750效率%负载1.00830.7583.70.5082.8功率因数补偿COS负载1.000.750.750.670.500.55堵转转矩倍数1.9堵转电流倍数6最大转矩倍数2.2噪声dB（A）68振动等级mm/s2.8转动惯量kg.m0.61尺寸mm200*200*3004） 计算选择减速比结合相关的设计要求可知，电动机的给定转速为750r/min，而生产

33、率的给定值为25饼/min，即执行转速。减速箱输出轴：n=25r/min 3.2 拨饼的结构与校核3.2.1拨饼装置的结构如图8拨饼装置的结构如下：凸轮连杆拨饼图8 拨饼装置的结构该结构主要是在凸轮运动的作用下实现其拨饼在一定角度的波动。图9 凸轮结构 图10 拨饼结构 图11 连杆结构 图12 连杆结构图13 连杆结构3.2.2拨饼装置的校核1） 计算拨饼摆动角度 已知压压机所压压的饼直径为15mm，设计需要将拨饼将饼完全拨出，则选择取20mm.则20mm直径的饼对应的摆角度为23度。图14 拨饼装置的结构2）选定摇杆长度尺寸：拟定选取参数 经公式： 得出计算结果为：r263mm；所以取r=

34、260mm；则L=r*0.4=260*0.4=105mm；3）依据行程摇杆摆角验算已知行程为h=100mm 经计算其摆角为23与上述结果相同。4）通过图解法求出曲柄与连杆的长度:如下图所示，图15 连杆简图图中绘制的AB为曲柄结构，绘制的BC为连杆结构，绘制的DC为摇杆机构，绘制的DC1是摇杆处于其摆角最大时的位置；所以：因为AC=AB+BC AC=BC-AB 则AB=50mm BC=162mm绘制测算出BAB=170，该角度为保压角。5）检验曲柄存在的条件：CD=260mm，AB=50mm，BC=162mm，AD=335mm；符合杆长之和定理，所以AD+ABCD+BC，确保了曲柄的存在。最终

35、得出的尺寸计算为：曲柄50mm 曲柄连杆162mm 摇杆260mm 压头连杆105mm3.3 压饼装置的结构与校核3.3.1 压饼装置的结构压压机构如图16，上压饼装置的结构：压头模具图16 上压饼装置的机构本装置主要实现压饼，在压压机构和模具的作用下成形。 图17 压头3.3.2 压饼装置的校核本次设计的压片机的实际应用情况是其行程相对较短，但其压力相对大一些。所以其主体机构常常采用肘杆式增力压压机构。该机构主要的构成为曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构。二者经连接而成。针对摇杆滑块机构的设计方面，通过其一定2范围内滑块的位移量0.4mm的要求便可以得出其摇杆的长度数据。 式中:摇杆滑块机构中连杆与

36、摇杆长度之比，一般取12。针对实际结构，其上压头的行程长度决定其摇臂的极限位置尺寸。同时要求其摇臂的摆角应不大于60。针对曲柄摇杆机构的设计时候，为了实现其受力的加大，需要将摇杆设置在活动铰链的一条直线上，且其垂直于摇杆的垂直位置。针对曲柄的转动中心也要适当进行选择，主要是用于提高传力压头的下限。针对其摇杆的多个的极限位置进行细化和设置。整体设置完成后，需要验证和检验曲柄的存在条件是否合适。如果不合格的情况下，需要在找曲柄的转动中心位置。其连杆和曲柄的长度也是结合其曲柄转动中心位于几个极限位置是否共线的情况来确定。曲柄的相应角度是否符合保压时间的要求是需要看摇杆在垂直位置2的状态下的。曲柄传动

37、中心和机构的行程速比系数有直接关系，其呈反比的关系。1）摇杆长度计算选取=1.2计算并代入公式： 得此处设计r选取200mm所以 2）确定摇杆摆角可知行程的计算公式为： 设h=100mm，则可得出摆角为与图解法所得出摆角大小相等，又因为题设要求摆角小于，所以设计满足要求。通过图解法求出曲柄摇杆机构中曲柄与连杆的长度：结合图15所示，AB为曲柄，BC为连杆，DC为摇杆，DC2为摇杆铅锤时的位置，DC1与DC2的夹角为2，DC2是摇杆DC的左极限位置，DC0是摇杆的右极限位置AC2=AB2+B2C2=328mmAC0=B0C0-AB0=188mm通过计算可得：AB=70mmBC=258mm经测量，

38、 为稳压角。3）检验曲柄存在条件曲柄连杆BC=258mm，曲柄AB=70mm，摇杆CD=200，滑块连杆CE=240mm，机架AD=368mm，满足杆长之和定理，即AD+ABCD+BC3.4 下压头装置的结构与校核3.4.1 下压头装置的结构如图18，出饼装置的结构：出饼凸轮连杆顶出头图18 出饼装置的结构 该装置主要实现将饼的顶出。在出饼凸轮机构和连杆的作用下在装置下方使其压饼顶出。3.4.2下压头装置的校核该结构选用偏置式凸轮机构并不利于手工绘图，因此本人选用对心式凸轮机构。1）基圆半径r0的确定：根据相关的凸轮机构的压力角公式： e=0，则取最大所需压力角为30，再根据运动循环图上最大斜

39、率：=22.91可得r0大于等于16mm既可。为了方便作图，取=70mm。综上所述可得重要参数=70mm，e=0mm，根据反转法，对照运动循环图，画出凸轮机构的机构运动简图。2）相关滚子直径的确定从理论的线来看，如果压片机的凸轮理论廓线是呈现内凹的状态时候，此时的压片机凸轮工作廓线的曲率半径的计算应为：理论廓线的曲率半径加上滚子半径r。只有满足此种状态，其不在乎辊子半径的大小，凸轮运动实时都可以体现出来。当凸模凸轮的理论廓线为凸时，凸轮工作轮廓的曲率半径a等于理论轮廓的曲率半径与滚子半径R之间的差值。在这种情况下，如果=R，工作轮廓的曲率半径为零，即工作轮廓具有尖点，即磨尖现象；R时，工作轮廓

40、曲率半径为负值，此时工作轮廓将交叉。这将导致推杆不按照预期的运动规律移动，这称为变形。因此，对于外凸凸轮的轮廓曲线，应让滚子的半径比理论廓线的最小曲率半径 小。由于测量会存在一定的误差，因此为了保险起见，滚子直径应小于0.8mm。根据压片机凸轮机构的运动简图，本设计采用的滚子直径为10mm。 图19 对心直动辊子推杆盘形凸轮机构3.5 压片机机架的的设计设备的机架为整机的基础，其涉及的内容相对比较广泛。针对其设计主要结合其结构的强度和刚度进行。依据机械手册的介绍16，框架可划分为网架结构、框架结构、梁柱结构、板结构和箱壳结构。按制造方式可划分为：1.铸造机架2.焊接机架、3.螺栓式架4.铆接机

41、架5.压压机架6.锻造机架。铸造机架的特点是：其结构形状较为复杂，但它具有着良好的加工性能和优秀的抗震性能。故铸造机架常用于批量生产的箱体。焊接机架的特点是：结构较为简单且生产的周期短，尤其适合零件的小批量生产。螺栓机架对于大型的结构机架更加适应，因此在需要拆卸或移动的场合，螺栓机架存在广泛的应用。压压机架则主要适用于需要进行小批量生产、较轻负载并且结构较为简单机架。另外，车架的设计不仅要保证满足机械设计要求，还应满足人机工程学，也就是总成的比例、尺寸、平衡性、过渡性、稳定性以及回响性应与加工的特点和设计的要求相结合。据机械手册介绍，当工人需要站立工作时，应尽量避免操作工人弯腰和转弯。机床上的

42、大多数控制机构应放置在便于操作的区域。例如对于一个身高为175cm的男性操作员工来说，其工作区域最佳为82145cm，前方大约50的区域。站立时，做轻体力劳动，95-100cm是工作台最佳的尺寸。针对该机型的机架的设计时候，也要充分考虑其人机方面的问题。需要从操作的角度上考量关于整机的优化问题。从一定程度上满足要求。压片机的机架选用板式结构进行加工通过焊接的形式，来实现机架以及其刚度要求，强度的要求及稳定性的要求。同时综合考虑生产的空间布局以及生产操作的剩余空间。图20 机架第四章 结论压片机械在市场上可以找得到，其结构形式也多种多样，主要是各自会针对各自的生产领域而存在的。本次设计主要是结合

43、很对门类的知识进行的综合设计。该设计在本领域下也有一定的技术创新。在设计过程中针对效率和稳定性方面做了一定的优化设计。该压片机的方案也是借鉴于市场上已经成熟机器的基础上进行优化和改进的，本次设计良好的摒除了一些缺陷和不足，以达到了本设计的目的，整个压片机的结构的架构简小，完全可以满足部分材料压饼的需求。本次设计主要想法是结合市场上关于压饼圆饼的需求而去设计，整个设计主要以解决实际压压结构为主，本设计主要涵盖了以下几个方面：1) 首先是对设计相关的资料文献进行查询，通过归纳和总结了设计有关的背景，设计目的和意义，通过查询了几种相关的设计技术，再进行了对比之后进行本次设计。通过该历程则对设计打下了

44、很好的设计基础。2) 针对其动作顺序要求，进行总体方案的拟定。由于该工艺需求是进行压饼，拨饼的过程。所以相关的设计结构需要涵盖两个方面，在进行其总体方案的拟定时候，通过多种方案组合，最终选取了凸轮的结构。3) 最后进行了各个机构的结构设计和计算。4) 通过设计的相关数据进行CAD图纸的绘制。本次设计在经历了设计过程和步骤后，终于完成了。总结下来该设计的压片机械有如下的创新内容：整体机器的运动方式的革新，由于机构小巧，择采用了凸轮机构，实现了一定程度的调节。尽管该压片机器能够满足大部分的使用需要，但在使用过程中还需要对机器有了一定的改进。进一步地，该压片机可能还有许多需要优化的地方，尤其是涉及到该机的自动控制部分，需要进一步地加强和完善。图22 三维图参考文献1吴士平. 特种压片机床的关键技术研究D.武汉理工大学,2016.2李敏. 平板压片机有限元分析及优化设计D.山东建筑大学,2017.3狄希远,斯迎军. 压饼单元压饼稳定性分析与优化J. 电子工业专用设备,2020,49(02):57-61.4刘文艳. 全自动压片机的设计与应用J. 机械设计与制造,201