创新课程设计肥皂压花机的设计说明书.doc

目 录

1、任务设计书……………………………1

2、运动方案的评估与选择………………2

3、传动系统的设计………………………3

4、零件三维图与尺寸设计………………5

5、三维总图………………………………11

6、实验心得………………………………12

7、参考书目………………………………12

一、 任务设计书
1、实际规定及工艺动作过程
设计肥皂压花机，其功能是在肥皂块上运用模具压制花纹和字样，如图1（a）所示，按一定比例将切制好的肥皂块3由推杆4送至压模工位，下模具1上移，将肥皂块推至固定的上模具2下方，靠压力在肥皂块上、下两面同时压制出图案，下模具返回时，顶杆5将肥皂块推出，如图1（b）所示，完毕一个运动循环。

图1 肥皂压花机的工作原理图
2、原始数据
每分钟压制50块肥皂。
3、设计方案提醒
执行构件的运动均为做往复运动的构件，可采用曲柄滑块机构、锥齿轮机构等来实现。传动系统部分可参考《机械原理课程设计》第4章关于肥皂压花机的有关内容。
4、设计任务
（1）根据工艺动作规定拟定运动循环图。
（2）进行肥皂压花机的选型，实现动作的配合。
（3）机械运动方案的评估和选择。
（4）根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动系统方案。
（5）对传动机构和执行机构进行运动尺寸的设计。

二、运动方案的评估和选择
方案一

图2
由图2所示，右模具2充当滑块与左模具1同时推动挤压肥皂3完毕压花过程，压花完毕则推模4把肥皂送出，循环工作。
优点；省略若干机构，使整个工作更简朴化。
缺陷；不好拟定右模具与左模具的平衡。
方案二

图3
由图3所示，左模具固定，再加两块挡板，挡板7固定在左模具上、挡板8使用弹簧相连、弹簧一端固定在垫板8上、穿过挡板7固定在与左模具相连的固定板上。工作过程是右模具2推动肥皂3至固定的左模具挤压，压花完毕后右模具退回来、弹簧把肥皂弹出来，再有推模4把已经压花完毕的肥皂推出，循环工作。
优点；省略的一部分执行机构使传动系统更简朴、节省成本，且不用考虑平衡问题。
两个方案相比较还是方案二更合理，方案二为最佳方案。所以肥皂压花机的设计选择方案二。

三、 传动系统的设计
肥皂压花机是在肥皂块上运用模具压制花纹和字样的自动机，其机械传动系统的机构如图4所示。按一定比例切制好的肥皂块3由推杆10送至压模工位，同时挤压，靠压力在肥皂块左、右两面同时压制出图案，右模具返回时，曲柄滑块机构11将肥皂推出，完毕一个运动循环。
1、传动路线分析
肥皂压花机的工作部分涉及2套执行机构，分别完毕规定的动作。曲柄滑块机构9完毕肥皂块送进与压花运动，曲柄滑块机构10完毕成品移动工作。两个运动互相协调，连续工作。因整机功率不大，故共用一台电动机。考虑执行机构工作频率较低，故须采用减速器传动装置。减速装置被2套执行机构共用，由两级齿轮传动组成。传动系统中锥齿轮传动用于改变传动方向。

1—左模具；2—右模具；3—肥皂块；4—推模具；8—锥齿轮传动；5—弹簧；6、7—挡板；9、10—曲柄滑块机构；11—齿轮减速器； 12—电动机
图4 肥皂压花机传动系统设计方案

2、传动比的计算
取电动机的转速n=1000r/min
=1000/50=20
选用二级齿轮减速器
由于=（1.3~1.5） 取=1.5
1.5 =20 =＞=3.65
则=1.5 =1.5x3.65=5.48
选取齿轮齿数分别为=25 =91 =20 =110
则实际传动比=110/20=5.5 =91/25=3.64
实际总传动比=5.5x3.64=20.02

四、零件三维图与尺寸设计
一、工作台与左模具
图5

图6
弹簧
图7
经测量，发现大部分肥皂的长为100mm、宽为40mm、高为60mm，故取肥皂
长100mm、宽40mm、高60mm
查表已知、肥皂与钢板的摩擦因素μ=0.26
肥皂体积V=10x6x4x=2.4x
查表得、肥皂密度ρ=1.21xkg/
每块肥皂m=ρV=0.2904kg
设当弹簧在肥皂与左模具紧贴时的压缩量为1cm
f=mgμ=0.2904x10x0.26=0.755N
=kx≥0.755 0.01≥0.775 =＞75.5N/m
取k=80N/m=80xN/mm
设线径d=1mm工作圈数n=10
又k=1000d/xn ……① c=D-d/d ……②
得D=9.87mm 取D=10mm
所以弹簧的自由度为左模具长度和弹簧压缩的量的总和
即=4=1=5cm

挡板6、7

图8 挡板7
总长为102mm、宽为60mm厚2mm，中空长60mm、宽40mm
圆的直径为10mm、到两边的距离为10mm，贯穿

图9 挡板8
总长100mm、宽60mm、厚2mm，中空长60mm、宽40mm
圆的直径10mm、到两边的距离10mm
曲柄滑块机构10与左模具

图10

图11
如图11所示；
1、AB=200mm BC=400mm AD=100mm
当ABC在同一条直线上时，滑块运营的位置为极限位置
① 当AB、BC不重叠时 AC=60cm 则CD==591.6mm
② 当AB、BC不重叠时 AC=20cm 则CD==173.2mm
所以滑块在工作台上的移动的距离为591.6-173.2=418.4mm
2、肥皂的长100mm、宽40mm、高60mm
假定滑块的形状和肥皂同样则滑块即右模具的长为100mm、高为60mm、宽为40mm
肥皂与左模具紧贴时的极限位置CD=591.6mm
设定左模具为宽为40mm，则CE=40+40+20=100mm
由于此时 CD=591.6mm 则DE=CD+CE=691.6mm
考虑到误差的因素故取DE=700mm
曲柄滑块机构11与推模具

图12

图13
如图13所示 AB=50mm BC=180mm AF=100mm
当运营到最大位置时 则 CF===20.7
当运营到最小位置时 则 CF`===8.3

长轴、短轴

图14 长轴

图15 短轴

锥齿轮配合
由于两运动机构是同步运动的
所以两轮传动比=1 即δ2=δ1=
即用两相同的锥齿轮配合传动
选用齿数Z=20 =60mm的齿轮
则m=/Z=60/20=3
齿顶高=m=3
齿根高=1.2m=3.6
齿顶圆直径=-2cosδ=60+2x3x/2=64.2mm
齿根圆直径=-2cosδ=60-2x3.6x/2=54.9mm
锥距R=m/2=3x/2=42.4mm
齿宽B≤R/3=42.4/3=14.14 取B=10mm
两个锥齿轮配合

五、三维总图

图16

六、实验心得
我很庆幸可以由老师指点做完这次创新实验，本次实验给我带来了是无尽的欢乐，而老师的指导和教导则是一笔宝贵的财富。我把在实验期间的点点滴滴串联起来，在这样短暂的时间里，我的观念、我的心态、我的能力在逐渐地发生变化，从中也领悟到作为一个设计者，一定要戒骄戒躁，要时刻一种学习的态度来对待自己的学习，注重经验的积累。

我在实验中增长了见识，也知道自己的局限性，我们要回到课本来充实自己、填补缺口。
以上就是我本次实验的心得体会，我相信在以后的实习、工作中一定会有所提高的。

七、参考文献
《机械原理课程设计》 主编 李瑞琴 电子工业出版社2023.6
《机械制图》 主编 郭记林 大连理工大学出版社 2023.9
《机械设计课程设计》 主编 王旭 机械工业出版社 2023.8
《机械设计》 主编 李建功 机械工业出版社 2023.5
《机械原理》 主编 孙恒 机械工业出版社 2023.5

有需要图的请加我QQ 无需要钱，仅为东华理工的学弟学妹么做点奉献