一種藥品單沖壓片機的結(jié)構(gòu)設(shè)計含7張CAD圖
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研究概述,研究方法,設(shè)計簡述,一種藥片單沖壓片機的 結(jié)構(gòu)設(shè)計 畢業(yè)答辯,學(xué)號：,指導(dǎo)老師：,XXX,XX,答辯人：,XXX,班級：,XXX,論文結(jié)構(gòu),具體講述,畢設(shè)感悟,單沖壓片機是通過凸輪(或偏心輪)連桿機構(gòu)(類似沖床的工作原理)，使上、下沖產(chǎn)生相對運動而壓制藥片。單沖壓片機是間歇式生產(chǎn)，間歇加料，間歇出片，生產(chǎn)效率較低，適用于試驗室和大尺寸片劑生產(chǎn)。,“,”,研究概述,研究方法,設(shè)計簡述,論文結(jié)構(gòu),具體講述,畢設(shè)感悟,研究方法,設(shè)計簡述,,1,2,3,研究,研究目標(biāo),研究意義,研究的問題,壓片機在現(xiàn)代生活中應(yīng)用比較廣泛，其中以制藥行業(yè)最為突出。,對壓片機總體進行設(shè)計，對重要零部件進行創(chuàng)新，創(chuàng)新包括：結(jié)構(gòu)選擇、強度校核、材料選擇、減速機選擇等。其中對減速機做了細致的分析研究,主要研究的問題有：設(shè)計較為優(yōu)質(zhì)壓片機主體結(jié)構(gòu)、主要參數(shù)的選擇與設(shè)計凸輪的形狀、壓片機減速器的選擇。,研究概述,論文結(jié)構(gòu),具體講述,畢設(shè)感悟,1,2,3,查閱資料了解單沖壓片機的優(yōu)勢。,調(diào)研現(xiàn)在市場上主流的壓片機的結(jié)構(gòu)形式，了解其優(yōu)點與不足。,針對了解的資料設(shè)計主體結(jié)構(gòu)，并對主要不足零部件進行優(yōu)化。,研究概述,研究方法,設(shè)計簡述,論文結(jié)構(gòu),具體講述,畢設(shè)感悟,研究方法,具體講述,專題,主體,論文,參數(shù),傳動,設(shè)計簡述,論文結(jié)構(gòu),研究概述,畢設(shè)感悟,研究背景,研究方法,研究結(jié)果,問題討論,畢設(shè)感悟,論文緒論,A,B,C,感悟一,感悟二,感悟三,本次畢設(shè)是對我大學(xué)學(xué)習(xí)的考驗，各種理論與實踐綜合運用，是一次突破自我的挑戰(zhàn)。,對機器各個部件全方位的設(shè)計，包含的知識點眾多，需要考慮為問題繁多，充分鍛煉了我的細心程度。,做事需懂得協(xié)作，在做畢設(shè)過程中遇到了很多難解的問題，在導(dǎo)師與同學(xué)的幫助下得到了準(zhǔn)確快速的解決。,感謝聆聽,答辯人：,指導(dǎo)老師：,XX,XX,
一種藥品單沖壓片機的結(jié)構(gòu)設(shè)計
The Structure Design Of A Single Stamping Machine For Medicine.
摘要
單沖壓片機的工作原理跟沖床差不多，通過凸輪連桿機構(gòu)所能實現(xiàn)的功能來制造藥片，制出藥片的成果是由上、下沖的相對運動而產(chǎn)生的。并不是只有一副沖模工作的壓片機的叫單沖式，有兩副或者更多的沖摸工作也可以叫單沖式，但是當(dāng)多副沖模一起進行加壓，會導(dǎo)致機構(gòu)有很大的震動，對機構(gòu)的壽命也會有很大影響，一般不會使用。單沖壓片機無論生產(chǎn)，加料還是出片都是斷斷續(xù)續(xù)，因此生產(chǎn)速度比較慢，大尺寸的片劑可以用這個生產(chǎn)，在試驗室中也可以使用。
本論文中，先對給定的數(shù)據(jù)和壓片機的總功能進行分析，再對壓片機的工作原理進行研究，并擬定執(zhí)行構(gòu)件的運動形式和運動循環(huán)圖，之后確定主加壓機構(gòu)的方案，經(jīng)分析后主加壓機構(gòu)為曲柄滑塊結(jié)構(gòu)。后面還要對沖壓機構(gòu)、凸輪機構(gòu)和減速器進行設(shè)計，對于凸輪還需要用作圖法來設(shè)計凸輪輪廓，最后再對帶傳動進行設(shè)計，分析后采用V型帶。選擇帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗算帶數(shù)，在確定中心距和帶的基準(zhǔn)長度之后，最后開始設(shè)計帶輪。
其中減速器是比較重要的部分，首先對減速器傳動系統(tǒng)進行分析，然后確定減速器的裝配方案，接下來就要確定電機，電機為Y系列的三相異步電動機，在減速器的設(shè)計中，需要計算各級傳動比和效率，還要對各軸的轉(zhuǎn)速功率和轉(zhuǎn)矩進行計算，設(shè)計出各軸上的齒輪的大小。最后對軸進行設(shè)計和校核。
關(guān)鍵詞：單沖；壓片機；結(jié)構(gòu)設(shè)計。
Abstract
The working principle of single punching machine with punch, almost by CAM connecting rod mechanism can realize the function of manufacturing tablets, making the results of a pill is composed of upper and down relative motion. Is not only a pair of tablet press die work called single type, there are two or more blunt touch work can also be called single shot, but when many deputy press die together, can lead to agency has a lot of vibration, has a great influence on the organization's life will be, generally do not use. No matter the single stamping machine is produced, feeding or discharging are intermittent, so the production speed is relatively slow, large size tablets can be used in this production, in the laboratory can also be used.
This thesis, first, for a given data and analyzes the general function of machine, the study on the working principle of tablet press, and formulate implementation artifacts form of exercise and the movement cycle diagram, determine the main pressurized structure scheme, the analysis after pressurized structure for crank slide block structure. Later to carry on the design of stamping mechanism, CAM mechanism and reducer, for CAM also need to use graphic method to design the CAM contour, and then to design of belt transmission, after analyzing the V belt. Select the base diameter of the belt wheel and check the number of the belt. After determining the center distance and the base length of the belt, design the belt wheel finally.
Is the important part of reducer, the reducer drive system is analyzed, and then determine the reducer assembly scheme, and then determine the motor, motor for the Y series three-phase asynchronous motor, in the design of gear reducer, need to calculate the transmission ratio and efficiency at all levels, but also the speed of the axis power and torque calculation, the size of the design on the shaft of the gear. Finally, the shaft is designed and checked.
Keywords: single charge Tablet press Structural design
30
目錄
摘要 I
Abstract II
目錄 III
1 緒論 1
2 壓片機的整體構(gòu)思 2
2.1 分析題目 2
2.1.1 任務(wù)數(shù)據(jù) 2
2.1.2 總功能分析 2
2.2 運作原理 3
2.3 機械運動方案和機構(gòu)設(shè)計 4
2.3.1 設(shè)計執(zhí)行構(gòu)件的運動方式 4
2.3.2 擬訂運動循環(huán)圖 5
2.3.3 主加壓機構(gòu)方案的選定 6
2.3.4 評選機構(gòu)方案 7
3 設(shè)計沖壓機構(gòu) 9
4 凸輪機構(gòu)的設(shè)計 11
4.1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用 11
4.2 凸輪的種類 11
4.2.1 按形狀來分類凸輪 11
4.2.2 以從動件的樣子分類 11
4.3 凸輪的等速運動規(guī)律 11
4.4 設(shè)計凸輪輪廓的曲線 11
5 設(shè)計減速器 15
5.1 分析減速器的傳動系統(tǒng) 15
5.2 對減速器的裝配方案進行分析 15
5.3 分析并計算傳動系統(tǒng)運動 15
5.3.1 電機型號的選擇 15
5.3.2 對傳動裝置各級傳動比和效率進行計算 16
5.3.3 各軸的轉(zhuǎn)速功率和轉(zhuǎn)矩 16
5.3.4 設(shè)計高速軸上的齒輪 16
5.3.5 設(shè)計低速軸上的齒輪 19
5.4 對軸的設(shè)計 20
5.4.1 確定軸的最小直徑 20
5.4.2 設(shè)計軸的結(jié)構(gòu) 21
5.5 對軸進行校核 22
5.5.1 齒輪的力分析 22
5.5.2 分析支座反力 22
5.5.3 當(dāng)量彎矩 23
5.5.4 對強度校核 23
5.5.5 軸上載荷 23
6 設(shè)計帶傳動 26
6.1 設(shè)計傳動帶 26
6.1.1 對功率，選擇V帶型號確定計算 26
6.1.2 選取帶輪的基準(zhǔn)直徑并檢驗帶數(shù) 26
6.1.3 對中心距a和v帶的基準(zhǔn)長度進行計算 26
6.2設(shè)計帶輪 27
結(jié)論 29
致 謝 30
參考文獻 31
1 緒論
過去，有一對沖模就能組成壓片機。物料被做上下運動的沖頭從顆粒形狀壓制成片狀，對于像這樣的機器，我們稱之為單沖機器。電動花籃式壓片機后來漸漸地被發(fā)展出來。手動壓縮單向壓片依舊是這兩類型壓片機的工作原理，就是壓片時運動加壓的只有上沖，下沖是不會移動的。采用這樣的壓片方法，因為上沖和下沖的力不相同，所以產(chǎn)生了內(nèi)部密度不平衡的片劑，并且存在裂縫等問題。旋轉(zhuǎn)式多沖雙向壓片機的出現(xiàn)，就是解決以往發(fā)生的這種問題的單向壓片機的一種新壓片機。這樣的壓片機會上下沖加壓并且力道一致，有足夠的時間讓氣體從顆粒藥物中的?？着抛撸沟盟幤瑑?nèi)部的密度均勻性得到極大的提高，像藥片開裂的這種情況，發(fā)生的可能性就降低了很多。
單沖壓片機壓制藥片的工作原理是沖頭上下運動產(chǎn)生相對運動的結(jié)果，上下沖又是通過凸輪機構(gòu)的轉(zhuǎn)動來帶動。鏈輪傳動具有較大的傳動力和較低的損耗，并用于傳動部分。電動機傳出動力到減速箱后，再由減速箱進行減速，再傳遞給上沖和加料機構(gòu)，完成進料、壓縮、出料的過程是一個循環(huán)。單沖壓片機這種生產(chǎn)機器是間歇式的，生產(chǎn)率比較低。單沖壓片機可以用手搖壓片，也可以用電動機連續(xù)壓片，大尺寸的片劑可以用這個生產(chǎn)，在試驗室中也可以使用。
這些年我國的科學(xué)技術(shù)和人民生活的水平提升速度飛快，機械工業(yè)這方面在近幾年有了突破性的發(fā)展?，F(xiàn)在的人們更喜歡高品質(zhì)的產(chǎn)品，對品種的多樣化也有著更多的需求，因此產(chǎn)品推陳出新的速度也是越來越快?，F(xiàn)在企業(yè)提高生產(chǎn)的重要措施之一就是開發(fā)符合市場需求，合適現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進步的新產(chǎn)品。
在我們生活中壓片機的使用比較常見，這里面應(yīng)用的最多的是制藥領(lǐng)域。我畢業(yè)設(shè)計是設(shè)計一種藥品單沖壓片機，我的主要內(nèi)容是分析藥品單沖壓片機的結(jié)構(gòu)和運動。指導(dǎo)教師細心指教了我的畢業(yè)設(shè)計，并修改了對壓片機設(shè)計中有錯誤的地方。
2 壓片機的整體構(gòu)思
2.1 分析題目
2.1.1 任務(wù)數(shù)據(jù)
在任務(wù)書中加在沖頭上面的壓力有100000N ，平均下來每分鐘能夠生產(chǎn)20片藥片，平時機器在運作時有著百分之十的不均勻系數(shù)。任務(wù)書中的藥片重10g，且直徑達到20mm，厚度有5mm。整個機器對于藥片的壓縮率能夠達到百分之六點五。
2.1.2 總功能分析
（1） 總功能分析
片坯由干粉壓制形成。為了成品有較好的質(zhì)量。為了進行分析采用下式：
成品 機械加工 能量 + 干粉
通過上式我可以得到：采用機械自動加工的方法可以達到方便和高效率的要求，所以在制造片坯時使用自動化加工的方法。
（2） 分解總功能
對干粉壓片機的設(shè)計，它所有的機能分成幾個部分來完成，這幾部分分別是：
1.下沖頭在工作時，所看的是斷斷續(xù)續(xù)的直線運動。
2.通過凸輪的上升部分來完成送料這一動作，這就是機器的送料機構(gòu)，因為是通過凸輪完成，所以也是間歇直線運動。
3.篩料在機器工作的時候需要不停地來回振動。
4.在藥片成型之后，下沖頭會往上做直線運動從而將藥片給帶出。
5.送成品就是把形狀固定好的片坯擠到滑道，這動作是通過凸輪推動篩子來完成的。
6.機器在工作使需要有急回的特征，而上沖頭的來回直線運動正好可以將之實現(xiàn)。
以上可以用樹狀功能圖來體現(xiàn)：
藥片單沖
壓片機
上沖頭間歇
直線運動
下沖頭間歇
直線運動
送料機構(gòu)間歇
直線運動
簡歇運動
（急回特性）
間 歇
運 動
間 歇
運 動
圖2-1 樹狀功能圖
2.2 運作原理
通過壓制將粉末形成直徑是20mm且厚度是5mm的餅形坯件。其工藝過程如圖2-2所示：
圖2-2 干粉壓片機工藝過程
(1) 圓筒型腔內(nèi)的干粉由裝滿粉料的料篩在筒型腔的上面抖動好幾次后平均地拋入。
(2) 為了不讓干粉被甩出，因為空腔被上沖頭推入內(nèi)部，使下沖頭下沉3mm可以解決。
(3) 上沖頭和下沖頭一起加壓并持續(xù)一定的時間。
(4) 按下毛坯后，上沖頭先退出，毛坯通過后續(xù)的下沖頭退出。
(5) 成型后的藥片被下沖頭帶出后，再被由左而來的料篩給推出去。
圖2-3 壓片機傳動示意圖
2.3 機械運動方案和機構(gòu)設(shè)計
2.3.1 設(shè)計執(zhí)行構(gòu)件的運動方式
可以很輕易的看出應(yīng)該有三組機械傳動系統(tǒng)組成此壓片機，分別是加壓傳動系統(tǒng)、輔助加壓傳動系統(tǒng)和上下料傳動系統(tǒng)。這三組傳動系統(tǒng)中的三個執(zhí)行構(gòu)件分別為完成上沖頭運動的上沖頭、完成下沖頭運動的下沖頭和完成料篩運動的料篩，它們每一個的運動特征分別是：
(1) 上沖頭的直線運動是垂直的，向下移動到最低點后會停止一段時間， 這樣具有保壓的效果。又因料篩要在沖頭上升后可以進去，所以大約90~100mm的距離就是沖頭的行程。還會有較大的力施加在沖頭上。組織的運動周期相當(dāng)于活動部分的輪流。
(2) 下沖頭在機器運作時有著很重要的作用，它在對粉末進行加壓后，還要將藥片推到方便料篩動作的地方，因此會有復(fù)雜的運動規(guī)律。具體表現(xiàn)是它會先從初始位置先下降3mm，之后再直線向上8mm，與上沖頭同時對藥片進行加壓，最后會停下來進行保壓，在停歇之前將固定好形狀的片坯推到和平臺一樣齊的地方，為了讓片坯達到裝料的剛開始的位置，只好讓料篩下移21mm再推離沖頭之后。
(3) 料篩有著比較繁雜運動規(guī)律作，其做著水平直移運動。先在模具型腔的頂部來回抖動料篩，然后在向左前進，等坯料的形狀固定之后，再把它給推出型腔，最后，將篩子在臺面上向右移動45至50mm，并將固定形狀的平板推開?？煽闯隽虾Y沒有受多大的力。圖2-4所示是其位移線圖大致如下。
圖2-4 執(zhí)行構(gòu)件運動線圖
圖2-5 壓片機運動循環(huán)圖
2.3.2 擬訂運動循環(huán)圖
為了確定每個組件動作執(zhí)行的順序和階段，我設(shè)計了運動循環(huán)圖來解決它，隨后的設(shè)計，組裝和調(diào)試將變得更加容易。通過上述一系列過程動作，我可以設(shè)計一個運動循環(huán)圖來表示三個傳輸系統(tǒng)中三個執(zhí)行部件之間的協(xié)調(diào)協(xié)調(diào)關(guān)系，如圖5所示。因為主傳動系統(tǒng)是有上沖頭存在的系統(tǒng)，其原動件每一次運動循環(huán)便是轉(zhuǎn)一圈，因此我在制作運動循環(huán)圖時候，橫坐標(biāo)為原運動部件的旋轉(zhuǎn)角度（0°?360°），所作位移曲線上的縱坐標(biāo)是每一個執(zhí)行元件的位移，在位移曲線上不需要將執(zhí)行元件的運動規(guī)律給精準(zhǔn)的表示出來，執(zhí)行元件所做運動的開始與結(jié)束的位置才是這位移曲線所要重點表達的，因此位移曲線圖上都是一些直線段。
就圖2-4和圖2-5所示，料篩在結(jié)束粉末的填充后，會向左退出并停止工作一段時間。而下沖頭會在料篩退出的同時直線下降3mm。當(dāng)下沖頭下降時，沖頭可以在型腔入口處向下移動，并等待上沖頭移動到工作臺上方3mm處。下沖頭開始向上升起并對粉末的兩側(cè)加壓，這個時候上、下倆個沖頭各自都有了移動，之后，兩沖頭開始停止并保持壓力，保壓的時間差不多就是原動件轉(zhuǎn)了六分之一圈的時間，六分之一圈相當(dāng)于零點四秒。零點四秒后，保持加壓的上沖頭先一步開始向上退出，然后下沖頭被推出以便與工作臺齊平并緩慢向上移動，從而推出成形的坯料。卸下毛坯時，下沖頭停止并等待，毛坯推到型腔上以推動毛坯。當(dāng)藥片被料篩推出后，為了下一次的壓片，下沖頭開始垂直向下降了21mm，料篩也開始了新一輪的振動粉末。
2.3.3 主加壓機構(gòu)方案的選定
經(jīng)過仔細的研究可以知道，由三個分支組成了壓片機的機構(gòu)，第一個分支是讓上沖頭這個執(zhí)行元件完成加壓運動的主加壓機構(gòu)，它讓上沖頭實現(xiàn)了間隙性的往復(fù)直線運動；第二個分支是讓下沖頭這個執(zhí)行元件完成加壓推料的加壓輔助機構(gòu)，它也讓下沖頭實現(xiàn)了往復(fù)直線運動，但是卻有著更加復(fù)雜的運動規(guī)律；最后一個分支是讓料篩完成填充粉末、推出藥片的上、下料機構(gòu)，它讓料篩實現(xiàn)了振動和往復(fù)直線運動。
主加壓機構(gòu)用來完成上沖頭運動的基本運動功能應(yīng)該如下：
1 上沖頭的往復(fù)直線運動每分鐘要完成25次，所以該系統(tǒng)25r／min就是這個原動件轉(zhuǎn)速，若原動機用電動機來使用，將電動機的輸出轉(zhuǎn)速給降下來就是傳動系統(tǒng)所必須的。
2 因為作為執(zhí)行元件的上沖頭，其運動形式是來回的直線運動。而原動件所做的運動是圓周運動，因此傳動系統(tǒng)中需要有將圓周運動轉(zhuǎn)化成直線運動的功能。
3 因為機器在壓片的時候需要保持壓力一段時間，故需要有一段停歇或近似停歇功能提供上沖頭在下移至行程末端的時候。
4 由于受壓力大的是沖頭，力的增加是機構(gòu)的期望功能，因此可以增加有效力，并且不需要較大的原動機。
上沖頭在剛好接觸粉末的時候，上沖頭上所加的力應(yīng)該變大，并且在所在位置停留一段時間，因此對上面的計劃還要做進一步的修改。
圖2-6 七個壓片機加壓機構(gòu)的方案
因為機器中的執(zhí)行元件在運作時必須要有短暫靜止的情況，就是在那時沒有速度，可以用下面幾種方法來實現(xiàn)：
1 如圖2-6中從動件是被轉(zhuǎn)動凸輪推動的有個方案一和三，則同心弧型廓線被用與從動件行程結(jié)尾響應(yīng)的凸輪廓線的時候，在行程末端時從動件停歇一段時間。有同樣作用的有曲線導(dǎo)桿機構(gòu)如圖2-6a。
2 在基本機構(gòu)轉(zhuǎn)變的變異結(jié)構(gòu)中，有一些變異結(jié)構(gòu)可以讓機構(gòu)中的運動副短時間的離開，或者是讓運動鏈短時間的消失。能做到的變異機構(gòu)就有典型的槽輪機構(gòu)，如圖2-6b。其他的還有換向機構(gòu)，把換向輪放在中間的時候，螺桿這個執(zhí)行元件就會停止運動，如圖2-6c所示。
3 如果機構(gòu)使用串聯(lián)的方式拼接在一起，這種情況也是可以達到要求的。因為通過串聯(lián)拼接在一起的話，倆機構(gòu)的執(zhí)行元件必須都處于沒有速度的狀態(tài)。這樣的話作為輸出執(zhí)行元件的運動也會停止一段時間。就如同圖2-6方案四所表達的一樣。
到目前為止，在圖2-6所示的七種方案中所提出的功能要求，已經(jīng)考慮了非常充分。
2.3.4 評選機構(gòu)方案
按照前述的方案評比原則，最后獲知選用方案四是比較適宜的，這是仔細分析了各方案的優(yōu)缺點的結(jié)果。
雖然下沖頭的移動距離比較短，但是它有著較復(fù)雜的運動變化，再加上又全部是直線運動，因此選用凸輪結(jié)構(gòu)是最合適的；至于料篩結(jié)構(gòu)，因為它有著間歇這樣的運動，這動作也是可以用凸輪機構(gòu)來完成的，實現(xiàn)運動放大和轉(zhuǎn)換可以用串聯(lián)的連桿機構(gòu)。圖2-7所示的是壓片機的機構(gòu)簡圖如：
圖2-7 壓片機機構(gòu)簡圖
3 設(shè)計沖壓機構(gòu)
機器在壓片的時候需要很大的力，同時執(zhí)行元件的工作行程距離又短。對于這種情況應(yīng)該使用曲柄連桿機構(gòu)同時在串聯(lián)一個搖桿滑塊結(jié)構(gòu)的組合結(jié)構(gòu)才可以應(yīng)付，肘桿式增力沖壓機構(gòu)正好符合前面的要求。對于肘桿式增力沖壓機構(gòu)我想先設(shè)計搖桿滑塊結(jié)構(gòu)。
圖2-6的第四個方案所看到的組合結(jié)構(gòu)是構(gòu)件固接式的串聯(lián)組合。所串聯(lián)的倆個固件分別是曲柄搖桿機構(gòu)和曲柄滑塊機構(gòu)?，F(xiàn)在將沒有速度的曲柄搖桿和曲柄滑塊輸出機構(gòu)給固定地連接在一起，那么組合機構(gòu)的輸出機構(gòu)將在該位置附近大致停止更長時間。
根據(jù)以上，該機構(gòu)可以像下面所寫的順序來設(shè)計
1. 根據(jù)圖3-1我們可以看到當(dāng)λ變大的話，λ表示的是搖桿滑塊機構(gòu)中的連桿與搖桿長度之比，在s=0的地方位移變化就會更小。通過曲柄滑塊的這種特征，在確定曲柄滑塊大小的情況下，我們就要選擇較大的λ。
圖3-1 曲柄滑塊機構(gòu)和曲柄機構(gòu)的特征
S從0mm到100mm的移動距離和曲柄轉(zhuǎn)角θ所對應(yīng)，而曲柄轉(zhuǎn)角又和λ有關(guān)，當(dāng)λ越大，曲柄轉(zhuǎn)角也會越大。但是曲柄是要和搖桿串聯(lián)的，但是搖桿的轉(zhuǎn)角按要求要小于半圈，并且最好的是能小就小，所以曲柄長度和λ值應(yīng)取一個比較合適的才行， 90~100mm的距離滿足滑塊的行程，30°左右的大小則是曲柄的轉(zhuǎn)角，同時在φ2范圍為178°~182°內(nèi)，不大于0.4mm或更小是滑塊位移的距離。搖桿的大小可以據(jù)此獲取
(mm) （3-1）
一般來說我們?nèi)ˇ藶?，可以計算出L和r為200mm。
2. 在計算出滑塊機構(gòu)的尺寸后，接下來就是計算曲柄搖桿機構(gòu)的大小了。因為上沖頭的工作距離是100mm，使用搖桿的另外一個極限位置才是我們的選擇，小于60度的擺角對搖桿來說最合適。曲柄搖桿機構(gòu)設(shè)計時，為了“加力”需求，曲柄搖桿機構(gòu)做運動時根據(jù)搖桿活動的鉸鏈可判斷回轉(zhuǎn)中心，其位置在垂直于搖桿直線上擇取。讓沖頭在下極限地方時也可以有很好的傳力能力。對于操縱桿的正負2度和其他極限位置的三個位置，曲柄的位置與搖桿相應(yīng)，曲柄的兩個位置對應(yīng)了搖桿的倆極限地方，此時的曲柄處于與連桿共線的位置，我可以根據(jù)大約占整個循環(huán)時間的十分之一的保壓時間來確定曲柄另一個位置，所以這種機構(gòu)可以根據(jù)兩組連桿的相應(yīng)位置進行設(shè)計。當(dāng)曲軸和連桿共線時，這是搖桿兩個極端位置的條件，到此可以確定曲柄的長度為250mm，連桿的長度為590mm。想要沖頭在下極限地方的移動變化小，就需要機構(gòu)有更小的行程速比系數(shù)，而更小的行程速比系數(shù)可以讓曲柄回轉(zhuǎn)中心遠離搖桿鉛錘位置。但這樣會導(dǎo)致機構(gòu)變得很大。曲柄的轉(zhuǎn)速為每分鐘25.1轉(zhuǎn)。 主傳動系統(tǒng)可以根據(jù)以上來設(shè)計。
該機構(gòu)在壓縮位置應(yīng)具有較好的傳輸角度。因此，如果曲柄搖桿機構(gòu)的連桿AB'與搖桿之間的角度接近90°，則搖桿應(yīng)處于OAA位置。在這個時候，OB′的位置可以通過AB’的延長線來確定，因為當(dāng)OB’處于此延長線上時，這個時候AB’上的受力是最小的，在確定OB′位置的同時，我也可以對急回特性的要求再做思量，搖桿有個問題就是在沒有速度的地方要有緩慢的移動變化。它和機構(gòu)大小的關(guān)系是：想要在位置A時有比較大位移變化，就要越大的行程速度變化系數(shù)θ1或者K，所以O(shè)B′跟點A的距離越遠越好。在OB′確定之后，OB′B′的倆個移動位置ψ3和ψ4可通過OAA倆個移動位置φ3和φ4相對應(yīng)的給定出來。曲柄搖桿機構(gòu)的大小可以被上面來設(shè)計，并且兩個本體串聯(lián)的相角是角度φ0。圖3-2所示的就是設(shè)計結(jié)果。之后，能夠得到L3的長度為240mm，L4的長度為330mm，機構(gòu)的運動規(guī)律是通過對設(shè)計后的數(shù)據(jù)進行運動解析，這樣的運動規(guī)律才是正確的。
圖3-2 主加壓機構(gòu)設(shè)計
4 凸輪機構(gòu)的設(shè)計
4.1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用
凸輪機構(gòu)是由凸輪，從動件，框架和輔助裝置放在一起形成的高副機構(gòu)。凸輪是一種擁有曲線輪廓的構(gòu)件，是一種常見的恒速旋轉(zhuǎn)，晃動或運動。在凸輪輪廓控制從動件的情況下，從動件作往復(fù)移動或晃動這些提前設(shè)好的運動規(guī)律。
凸輪機構(gòu)有一個非常棒的地方，那就是對于想要復(fù)雜的運動規(guī)律，只要你事先做好相對應(yīng)的凸輪輪廓線，就可以很輕易的得到，并且結(jié)構(gòu)比較簡單又比較小。
凸輪在工作時，推桿與輪廓線的接觸是點或線接觸，這屬于高副，構(gòu)件很容易產(chǎn)生磨損，凸輪機構(gòu)的這個缺點導(dǎo)致了它不能用于傳力太大的情況。
4.2 凸輪的種類
4.2.1 按形狀來分類凸輪
凸輪因為形狀的不同分圓柱凸輪、移動凸輪、盤形凸輪等。
4.2.2 以從動件的樣子分類
從動件分按形狀為尖頂式、滾子式、平底這幾種。
另外還有如果按維持高副接觸分（鎖合）分為力鎖合和幾何鎖合。
4.3 凸輪的等速運動規(guī)律
如果啟動和最大行程加速度突然改變，從動件會發(fā)生很大的影響。像這樣的沖擊稱之為剛性沖擊。雖然實際材料會有彈性變形達不到剛性沖擊，但是沖擊仍然是很強烈的。一般不會在高速重載的場合使用。
4.4 設(shè)計凸輪輪廓的曲線
假設(shè)凸輪軸心O周邊有一個公共角速度在繞著它轉(zhuǎn)，這個角速度是施加在整個凸輪機構(gòu)上的。凸輪和推桿間的相對運動關(guān)系，因為相對運動原理沒有發(fā)生任何改變。但此時，凸輪將不會移動，凸輪軸心O周圍的框架也和推桿會一起轉(zhuǎn)動同時，推桿根據(jù)設(shè)定好的的運動規(guī)律在其導(dǎo)軌中移動?？梢钥闯觯瑥?fù)合運動的凸輪廓線就是推桿的尖頂軌跡。
凸輪輪廓利用作圖法來設(shè)計，擇取合適的比例，并用其直徑的一半畫圓;使用基圓半徑Ro=15mm凸輪，偏心距e=0mm，凸輪逆時針旋轉(zhuǎn)速度等于角速度，下表顯示了推桿的運動。
先作一些凸輪輪廓線以對應(yīng)推程。因為這樣，通過反轉(zhuǎn)方式的道理，凸輪機構(gòu)在凸輪移動的同時反轉(zhuǎn)，這個時候凸輪不會發(fā)生動作，推桿順時針旋轉(zhuǎn)并圍繞凸輪旋轉(zhuǎn)。順時針方向，我可以率先測量推動動作角度，當(dāng)分度值較大時，凸輪精度較低，反之精度較高然后根據(jù)一定的分度值將運動角度分成相等部分。并且通過推桿的運動，計算每個轉(zhuǎn)折點時推桿的移動值S。
1.下沖頭1進給機構(gòu)推桿的設(shè)計
（1）選取適當(dāng)?shù)谋壤?，并將其半徑用于圓;選擇基圓半徑Ro = 15mm凸輪，偏心率e = 0mm，凸輪逆時針旋轉(zhuǎn)速度等于角速度，下表4-1所展示的是推桿的狀態(tài)。
表4-1 下沖頭1推桿的運動規(guī)律
順序
凸輪轉(zhuǎn)多少圈
推桿的狀態(tài)
1
九分之二圈
在近處靜止
2
四分之一圈
向上移動3mm
3
十八分之十一圈
在遠處靜止
4
三十六分之二十三圈
向下移動3mm
5
一圈
在近處靜止
（2）提前作點凸輪輪廓線跟推程相對。因為這樣，通過反轉(zhuǎn)方式的道理，凸輪機構(gòu)在凸輪移動的同時反轉(zhuǎn)，這個時候凸輪不會發(fā)生動作，推桿順時針旋轉(zhuǎn)并圍繞凸輪旋轉(zhuǎn)。順時針方向，我可以率先測量推動動作角度，當(dāng)分度值較大時，凸輪精度較低，反之精度較高然后根據(jù)一定的分度值將運動角度分成相等部分。并且通過推桿的運動，計算推桿每次分點時推桿的移動量S。
（3）對零件進行畫圖。
2.下沖頭2進給機構(gòu)推桿的設(shè)計
（1）選取適當(dāng)?shù)谋壤?，并將其半徑用于圓;選擇基圓半徑Ro = 15mm凸輪，偏心率e = 0mm，凸輪逆時針旋轉(zhuǎn)速度等于角速度，下表4-2所展示的是推桿的狀態(tài)。
表4-2 下沖頭2推桿的運動規(guī)律
順序
凸輪轉(zhuǎn)多少圈
推桿的狀態(tài)
1
十二分之一圈
近處靜止
2
三十六分之七圈
向下移動8mm
3
十八分之十一圈
近處靜止
4
三十六分之二十三圈
向上移動21mm
5
四分之三圈
遠處靜止
6
九分之八圈
向下移動16mm
7
一圈
停止運動
（2）先作一些凸輪輪廓線以對應(yīng)推程。因為這樣，通過反轉(zhuǎn)方式的道理，凸輪機構(gòu)在凸輪移動的同時反轉(zhuǎn)，這個時候凸輪不會發(fā)生動作，推桿順時針旋轉(zhuǎn)并圍繞凸輪旋轉(zhuǎn)。順時針方向，我可以率先測量推動動作角度，當(dāng)分度值較大時，凸輪精度較低，反之精度較高然后根據(jù)一定的分度值將運動角度分成相等部分。并且通過推桿的運動，計算推桿每次分點時推桿的移動量S。
（3）對零件進行畫圖。
圖4-1 下沖頭凸輪
3.料篩進給機構(gòu)推桿的設(shè)計
（1）選取適當(dāng)?shù)谋壤?，并將其半徑用于圓;選擇基圓半徑Ro = 15mm凸輪，偏心率e = 0mm，凸輪逆時針旋轉(zhuǎn)速度等于角速度，下表4-3所展示的是推桿的狀態(tài)。
表4-3 料篩推桿的運動規(guī)律
順序
凸輪轉(zhuǎn)多少圈
推桿的狀態(tài)
1
四分之一圈
近處靜止
2
三十六分之十三圈
向上移動50毫米
3
十八分之十一圈
遠處靜止
4
十八分之十三圈
向下移動50毫米
5
一圈
近處靜止
（2）提前作點凸輪輪廓線跟推程相對。因為這樣，通過反轉(zhuǎn)方式的道理，凸輪機構(gòu)在凸輪移動的同時反轉(zhuǎn)，這個時候凸輪不會發(fā)生動作，推桿順時針旋轉(zhuǎn)并圍繞凸輪旋轉(zhuǎn)。順時針方向，我可以率先測量推動動作角度，當(dāng)分度值較大時，凸輪精度較低，反之精度較高然后根據(jù)一定的分度值將運動角度分成相等部分。并且通過推桿的運動，計算推桿每次分點時推桿的移動量S。
（3）對零件進行畫圖。
圖4-2 料篩凸輪
5 設(shè)計減速器
5.1 分析減速器的傳動系統(tǒng)
1、傳動系統(tǒng)處于電動機和工作的機構(gòu)之間，工作機的運動和動力全靠這個把原動機的傳過來，它有著減速的效果，并協(xié)調(diào)兩者的速度和扭矩。
2、工作壽命不短、結(jié)構(gòu)容易、方便制造、效率高、維護容易是傳動方案的特點。
3、電動機是用帶傳動的，工作機是用鏈條傳動的。在距高速軸遠的地方裝電動機，在距低速軸遠的地方裝工作機，這樣就確定了電動機和工作機的方位。
5.2 對減速器的裝配方案進行分析
把一開始卸掉的零件照排好的順序反過來裝回去這是按照先拆后裝的原則。
1.齒輪、聯(lián)軸器、軸、軸承是重要零件
2.通氣器、啟箱螺釘、窺視孔、定位銷、放油孔及放油螺塞都是附件
5.3 分析并計算傳動系統(tǒng)運動
要確定電機的型號，得先對總傳動比i的計算，還有總效率的計算；圖5-1是傳動系統(tǒng)簡圖：
圖 5-1 傳動簡圖
5.3.1 電機型號的選擇
根據(jù)機器運轉(zhuǎn)的條件：房間溫度是一定的，有很多的灰，二班到并且對某個方向不停地運作，在負載的情況下也不會有較大的振動，室內(nèi)的電源為380V的三相交流電，電動機有三千瓦的輸出功率。在滿載時轉(zhuǎn)速達到了每分鐘1500r。因此選擇型號為Y100L2-4的Y系列三相異步電動機，表4是其主要機能數(shù)據(jù)
表5-1 主要性能數(shù)據(jù)
種類
額定功率
滿載轉(zhuǎn)速
重量
Y100L2-4
2.8千瓦
每分鐘1430轉(zhuǎn)
38千克
5.3.2 對傳動裝置各級傳動比和效率進行計算
1、：
V帶傳動形狀的尺寸不宜太大，最初用，布局是按鋪開式的，思考到潤滑這一方面，兩個大齒輪直徑要幾乎差不多，通過展開式曲線可以知道：，
2、：
（5-1）
（5-2）
5.3.3 各軸的轉(zhuǎn)速功率和轉(zhuǎn)矩
看表5-2
表5-2 主要參數(shù)
軸的名字
功率P（kw）
轉(zhuǎn)矩T（N*m）
轉(zhuǎn)數(shù)n
r/min
傳動比
i
輸入
輸出
輸入
輸出
電動機輸出軸
3
20.03
1430
2.80
軸Ⅰ
2.88
2.82
53.76
52.68
510.71
5.50
軸Ⅱ
2.74
2.69
286．18
280.46
92.85
3.70
軸Ⅲ
2.60
2.55
994.63
974.74
25.10
5.3.4 設(shè)計高速軸上的齒輪
1. 對齒輪進行選取
a.
b.
c.對于材料的選取，小齒輪的材料可以通過機械設(shè)計教材選用為調(diào)質(zhì)過的40Cr，硬度有280HBS，調(diào)質(zhì)的45號鋼大齒輪材料硬度為240HBS，兩個材料硬度相差了40HBS。
d.
,
取
2．
通過設(shè)計計算公式進行試算，即
（5-3）
（1）
a.
b.
c.
d.
e.;強度極限;
f.
（5-4）
（5-5）
g. ;
h.
得
（5-6）
（5-7）
(2)計算
a. ，替換
b.v
（5-8）
c.b
（5-9）
d.b/h
數(shù)
（5-10）
高
（5-11）
（5-12）
f.
系數(shù);
，;
；
，查得;
（5-13）
g.，由式5.2得
（5-14）
h.m
（5-15）
3.
為
（5-16）
確定公式內(nèi)的各計算值
(1); ;
（2）; ；
（3）
S=1.4，得
（5-17）
（5-18）
(4) K
（5-19）
（5）
;
（6）
;
（7）并加以比較
（5-20）
（5-21）
經(jīng)過比較知道
（8）
（5-22）
對比計算結(jié)果，由彎曲能力所帶來的承載能力和齒輪模塊m的大小有關(guān)，而齒根彎曲疲勞強度得到的模數(shù)m小于由齒面接觸疲勞強度得到的模數(shù)，但是，齒輪的直徑?jīng)Q定了齒面接觸疲勞強度決定的承載能力，可以選擇由彎曲強度計算出的模數(shù)，并取最接近的整數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)值。分度圓的直徑計算為接觸強度,并計算出小齒輪的齒數(shù)
（5-23）
大齒輪齒數(shù),取。
4.
（1）
（5-24）
（5-25）
（3）距
（5-26）
（2）
取, 。
（5-27）
5.3.5 設(shè)計低速軸上的齒輪
：
大齒輪： 齒數(shù)，分度圓直徑，齒輪寬度；
小齒輪： 齒數(shù)，分度圓直徑， 齒輪寬度；
低速軸齒輪中心距。
圖5-1 大齒輪
5.4 對軸的設(shè)計
5.4.1 確定軸的最小直徑
，軸的扭轉(zhuǎn)強度條件是
（5-28）
式中： ———;
T———為Nmm；
———mm3
———r/min;
———Kw;
———mm；
———MPa
A0的意義是軸的截面大小
表5-3 軸常用幾種材料的及
軸的材料
Q235-A、20
Q275、35
（）
45
、 、
15-25
20-35
25-45
35-55
149-126
135-112
126-203
112-97
（5-29）
（5-30）
取
5.4.2 設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)
1. 制定軸部件的組裝方法并計算軸的每個部分的直徑和長度。
低速軸的第一段的直徑，第二段軸的直徑，這樣可以在第一段軸的右端形成一段肩部，滿足鏈輪需要軸向定位的要求。左端的定位可以用軸端擋圈來實現(xiàn)，通過軸端直徑可以獲得擋圈的直徑。軸和鏈輪配合的長度。
第三段根據(jù)參照工作要求，一開始在軸承產(chǎn)品的目錄中選擇0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的深溝球軸承6211。6211型軸承定位軸肩高h=6mm。
總寬度為20mm的軸承端蓋。鏈輪右端面和端蓋的外端面之間的距離，所以取。第四段軸的直徑，。
；。已知寬度為80mm的齒輪，，這個軸段應(yīng)該稍微的短于齒輪寬度，所以取。，那么軸環(huán)的直徑。軸環(huán)寬度，取。,。中間軸。 高速軸。到目前 為止，。
2.對軸上零件進行周向定位
平鍵聯(lián)接是齒輪和軸的周向定位的方式，由查得平鍵截面，并使用長度為63毫米的鍵槽切割機加工鍵槽，同時，為確保軸和齒輪對齊良好，可選擇以；同樣，，選擇的平鍵， 。來確保周向定位的，這個地方選擇軸的直徑公差是。
3. 計算軸上的圓角和倒角
軸端的倒角是，軸部圖上顯示軸肩的倒角半徑。
圖5-2 低速軸
5.5 對軸進行校核
5.5.1 齒輪的力分析
：
（5-31）
徑向力
（5-32）
5.5.2 分析支座反力
1.：；；
2.：
（5-33）
（5-34）
3.：
（5-35）
（5-36）
5.5.3 當(dāng)量彎矩
1.：
（5-37）
2.：
（5-38）
（5-39）
3.：
（5-40）
（5-41）
4.當(dāng)轉(zhuǎn)矩；取得：
5.：
（5-42）
=
（5-43）
5.5.4 對強度校核
軸的強度校核公式
（5-44）
其中：
1. d=55mm，所以選擇
2.因為軸的材料為45號鋼、調(diào)質(zhì)處理[1]P330取軸的許用彎曲應(yīng)力：
（5-45）
由上式（5-44）可知軸是
5.5.5 軸上載荷
圖（5-3）分析軸的載荷
軸承基本額定動載荷經(jīng)查表得C=43200N；基本額定靜載荷是Cor=29200N
圖 5-3 軸的載荷分析圖
上面字母代表的含義如下：
a.軸的計算 b.水平面、垂直面的受力 c.水平面垂直面的彎矩圖 d.合成彎矩圖
e.轉(zhuǎn)矩圖 f.當(dāng)量彎矩圖
：
（5-46）
（5-47）
所以
。
6 設(shè)計帶傳動
6.1 設(shè)計傳動帶
6.1.1 對功率計算和選擇V帶型號
（6-1）
Pca—
P —
KA —
6.1.2 選取帶輪的基準(zhǔn)直徑并檢驗帶數(shù)
1
因為帶輪的直徑較小，所以會使得傳動機構(gòu)緊湊，但是太小的直徑，將會讓帶的彎曲應(yīng)力變得很大，壽命會縮短，并且圓周力在一定轉(zhuǎn)矩下增加，會增加帶的數(shù)量，所以帶輪的直徑不能太小，應(yīng)使并且符合直徑系列。由式可計算大帶輪直徑。
初選，
2
如果帶的帶速太高，使離心力加大，帶輪和帶之間的正壓力會降低，傳輸能力也會下降，帶的使用壽命也會受到影響。所以，通常讓帶速的范圍在5~25m/s，不行的話就改變小帶輪直徑或轉(zhuǎn)速。
（6-2）
帶速在范圍內(nèi)，因此合格
6.1.3 中心距a和v帶的基準(zhǔn)長度的確定
1
（6-3）
得，故選mm
2
：
（6-4）
=1400mm,
3 a
：
（6-5）
4
帶傳動的工作能力將直接受到皮帶傳動的包角大小的影響，減小包角，就會降低傳動能力，容易打滑。在正常的情況下，小包角的是在小帶輪上，在小帶輪上總發(fā)生滑動，所以需要檢查小皮帶輪上的包角角度，使。如果不使，請增加中心距或者加裝張緊輪。
：
（6-6）
5
：
（6-7）
6
7
（6-8）
6.2設(shè)計帶輪
帶輪結(jié)構(gòu)符合要求是帶傳動的目的，重量輕，質(zhì)量分布要均勻，高轉(zhuǎn)速時需手動平衡，應(yīng)仔細加工輪槽的表面，帶的磨損得以減少。帶輪的圓周速度，選用材料通常用灰鑄鐵HT150或HT200。
輪緣、輪輻和輪轂三個地方組成V帶輪，為軸的直徑，使帶輪基準(zhǔn)直徑的時候，就會使用實心式結(jié)構(gòu)；當(dāng)時，使用輻板式結(jié)構(gòu)；當(dāng)時，使用孔板式結(jié)構(gòu)；當(dāng)時，使用輻條式結(jié)構(gòu)。
。
:
:
:
:
:
:
:
（6-9）
:
:當(dāng)時
當(dāng)時
圖6-1 V型帶輪
結(jié)論
單沖壓片機壓制藥片的工作原理是沖頭上下運動產(chǎn)生相對運動的結(jié)果，上下沖又是通過凸輪機構(gòu)的轉(zhuǎn)動來帶動。鏈輪傳動具有較大的傳動力和較低的損耗，并用于傳動部分。電動機傳出動力到減速箱后，再由減速箱進行減速，再傳遞給上沖和加料機構(gòu)，完成進料、壓縮、出料的過程是一個循環(huán)。
對于這次論文，我要先對給定的數(shù)據(jù)和它的總功能進行分析，再對它的工作原理進行研究，并擬定執(zhí)行構(gòu)件的運動形式和運動循環(huán)圖，之后確定主加壓機構(gòu)的方案，經(jīng)分析后主加壓機構(gòu)為曲柄滑塊結(jié)構(gòu)。后面還要對沖壓機構(gòu)、凸輪機構(gòu)和減速器進行設(shè)計，對于凸輪還需要用作圖法來設(shè)計凸輪輪廓，最后再對帶傳動進行設(shè)計，分析后采用V型帶。選擇帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗算帶數(shù)，在確定中心距和帶的基準(zhǔn)長度之后，最后開始設(shè)計帶輪。
其中減速器是比較大的一塊，要對減速器傳動系統(tǒng)進行分析，來確定減速器的裝配方案，接下來就要確定電機，電機為Y系列的三相異步電動機，在減速器的設(shè)計中，需要計算各級傳動比和效率，還要對各軸的轉(zhuǎn)速功率和轉(zhuǎn)矩進行計算，設(shè)計出個軸上的齒輪的大小。最后對軸進行設(shè)計和校核。
單沖壓片機這種生產(chǎn)機器是間歇式的，生產(chǎn)率比較低。單沖壓片機可以用手搖壓片，也可以用電動機連續(xù)壓片，大尺寸的片劑可以用這個生產(chǎn)，在試驗室中也可以使用。
本設(shè)計有壓片時機器穩(wěn)定，操作靈活輕便等優(yōu)點，主要用來進行研究試驗和小批量生產(chǎn)。
致 謝
指導(dǎo)教師代素梅老師在本次的畢業(yè)設(shè)計中，通過精心的指導(dǎo)讓我在生產(chǎn)實踐當(dāng)中能夠運用到所學(xué)的知識，在解決的一些實際的應(yīng)用問題中有著許多在書本上所不能夠解釋的。提高了我對問題的考慮、解決和克服的能力。這個畢業(yè)設(shè)計只是我未來工作的一個踏腳石和對自己所學(xué)的一個試煉。我打算用這個畢業(yè)設(shè)計讓我的學(xué)業(yè)有一個不錯的結(jié)局。
在最后，我要感謝指導(dǎo)老師，感謝父母，感謝同學(xué)在這次畢業(yè)設(shè)計中對我給予的幫助，沒有他們，我這次的畢業(yè)論文中的很多問題，也不會得到解決。甚至于有些問題我自己是無法發(fā)現(xiàn)的。對于在這次畢業(yè)設(shè)計中給予我?guī)椭娜藗儯抑?jǐn)表示由衷的感謝。
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