干粉压片机毕业设计方案.doc

目录
摘要 1
第一章 绪论 2
1.1干粉压片机概述 2
1.2中国外基础研究情况 2
1.3设计思绪和方法 3
1.3.1研究步骤 3
1.3.3研究方法和方法 3
第二章 干粉压片机设计要求 4
2.1 干粉压片机数据要求 4
2.2 干粉压片机研究方法和结果 4
第三章 工艺过程分析 5
3.1工艺动作分解 5
3.2 运动分析 5
3.3 功效分解 7
第四章 方案提出和比较 8
4.1各功效单元解 8
4.2 方案分析和初步筛选 8
4.3 方案对比和评价 9
第五章 减速系统设计 14
5.1电动机选择 14
5.1.1电动机类型 14

5.1.2实施机构所需功率 14
5.1.3电动机功率 14
5.2传动比确实定，各轴功率和带传动设计 15
5.2.1传动比确实定 15
5.2.2计算各轴转速个功率 15
5.2.3设计V型带轮结构和尺寸和校对 16
5.3齿轮设计和校对 18
附：减速箱三视图 23
第六章 上冲头机构三维设计 24
6.1 齿轮箱结构和尺寸确定 24
6.1.1齿轮箱作用和工作原理 24
6.1.2两齿轮尺寸确定 24
6.2 六杆机构三维设计 24
6.2.1软件介绍说明 24
6.2.2四杆机构三维设计 25
6.2.3摇杆长度 28
6.2.4经过图解法求出六杆机构中曲柄和连杆长度 28
6.2.5检验曲柄存在条件 28
6.2.6三维仿真设计 29
第七章 上冲头机构设计 32
7.1 凸轮部分设计 32
7.1.1凸轮基圆确实定 32
7.1.2滚子圆形运动轮廓确实定 32
7.1.3滚子半径确实定 32
7.1.4凸轮实际轮廓确定 33
7.2 曲柄滑块三维建模设计 33
7.2.1机构运动轨迹 33
7.2.2零件建模和仿真设计 33
第八章 下冲头机构三维设计 37
8.1 下冲头凸轮机构设计 37
8.2 机构零件建模和仿真设计 38
第九章 总结 42
参考文件 43
致谢 44

外文原文及翻译………………………………………………………... 45

干粉压片机设计
摘要
此次干粉压片机设计首先对该机定义进行了明确，而且对中国外干粉压片机研究历程进行了回顾同时对研究现实状况进行了分析比较；依据之前干粉压片机设计经验进行了总结和回顾，提出了下冲头、上冲头、送料、筛料、推片等一系列工艺动作过程需要机构可选类别，在确保达成设计工艺动作基础上兼顾经济性，环境保护性等特点进行了机构设计，为了让电机输出足够扭矩，设计了一级圆柱齿轮和二级圆柱齿轮传动减速箱。在设计过程中使用了常规CAD绘制图纸，同时为了让各个机构运动愈加简单直观，经过三维软件Soldiworks进行设计机构仿真运动。
关键词：干粉压片机；减速器；冲头

The design of powder tablet machine
Abstract
The powder tablet press machine is designed first of a clear definition, and the course of the study in powder tablet press at home and abroad were reviewed research status simultaneously analyzed and compared. According to dry before tableting machine design experience summary and review of proposed lower punch, upper punch, a series of process action feeding, screening materials, films and other processes needed to push agencies optional categpory, taking into account the economic action in the design process to ensure that reached on the basis of environmental protection and other characteristics of the design agency, in order to allow sufficient torque output of the motor is designed with two primary spur gear cylindrical gear reducer. In the design process, using a conventional CAD drawings, while the various agencies in order to allow more movement simple and intuitive, motion simulation of three-dimensional software design agency Solidworks.
Keyword: the powder tablet press machine, reducer, formed punch

第一章 绪论
1.1干粉压片概述：
干粉压片机基础原理是是指传动系统带动实施机构对粉末物质采取上下进行加压形成片状结构。干粉压片机能够分为单片式压片机，旋转式压片机，亚高速旋转式压片机、全自动高速压片机和旋转式包芯压片机等种类。
干粉压片机装配精度高，材质优良耐磨损，稳定可靠，干粉压片机应用从有制药厂、电子元件厂，陶瓷厂，化工原料厂等，也可改善行异形冲模压片制作。国民经济各个部门迫切需要多种多样性能好、能耗低、质优价廉、机械产品，比如在蚊香厂、鱼药饲料厂、消毒剂厂、催化剂厂等全部需要这类设备进行辅助加工，应运而生小型干粉压片机受这些中小企业青睐。面对现在中国压片机现实状况：压片机规格众多、数量大；操作简单；技术含量较低，技术创新后力不足压片机设备现实状况：中国明确了高速高产、密闭性、模块化、自动化、规模化及优异检测技术是国外压片机技术最关键发展方向。
1.2中国外基础研究现实状况：
压片机中国1949年，上海市天祥华记铁工厂仿造成英国式33冲压片机；1951年，依据美国16冲压片机改制成国产18冲压片机；1957年，ZP25-4型压片机；1960年，自行设计制造成功60-30型压片机和ZP33型、ZP19型压片机。在“七五”期间，航空航天部206所HZP26高速压片机研制成功。1980年，上海第一制药机械厂设计制造了ZP-21W型压片机受到好评。1987年微机控制技术应用后设计制造了P3100-37型旋转式压片机，含有自动控制片剂重量、压力、自动数片、自动剔除废片等功效，结构优势显著。1997，年上海天祥健台制药机械研发了ZP100系列旋转式压片机、GZPK100系列高速旋转式压片机。进入二十一世纪，ZP系列旋转式压片机相继出现：比较优异有上海ZP35A、山东聊城ZP35D等。经过多年发展高速旋转式压片机在产量、压力信号采集、剔废等技术上有了长足发展，最高产量通常全部大于300000片/小时，最大预压力20kN，最大主压力80kN或10080kN。譬如，现在还出现了部分特殊用途压片机。比如试验室用ZP5旋转式压片机、用于干粉压片干粉旋转式压片机、用于火药片剂防爆型ZPYG51系列旋转式压片机等。压片机发展是不停前进，现在主流发展方向是高速高产、密闭性、模块化、自动化、规模化和检测技术应用模式。
1.3设计思绪和方法
1.3.1研究步骤
首先分析了干粉压片机工作原理，总体方案由压制机构和送料机构两部分组成，经过对送料机构和压制机构集中类别方法构思和比较后确定了较为合理和优异一个，方案确定后进行具体传动机构设计和传送系统设计，最终对关键传动机构进行了三维造型经过Solidworksmotion功效应用，模拟关键运动机构运动模式。经过严密原理分析和合理三维模拟制作出基础压片机结构，该机用料经济有很好结构强度，达成预期功效要求，外观设计美观。
1.3.2研究方法和方法：
查阅相关资料，培养感性认识；具体了解分析各个机构设计、工作原理，加以创新，绘制草图，提出初步设计理念；和老师同学交流讨论，处理难题，比较方案，反复修改；整理结果，编写正式设计说明书，绘制工程图。

第二章 干粉压片机设计要求
此次设计干粉压片机要求是将干粉状物质经过压片机完成送料、压制、推料等一系列预定工艺过程完成设计要求。这么设计干粉压片机能够应用于药片等压制有广大应用前景。机械整个工作过程经过减速机构减速和实施机构相互配合自动完成。研究重难点在于需要将各个减速机构设计和传动过程中实施机构凸轮设计研究和各个机构之间相互配合关系设计。
2.1 干粉压片机设计数据要求：
（1）将干粉压制成直径为30mm、厚度为5mm圆形片坯。
（2）每分钟生产25片；冲头压力150kN；机器运转不均匀系数小于10%；上冲头总位移90～100mm。
（3）回程平均速度为工作行程速度1.2倍(行程速比系数K=1.2)。
（4）要求保压一定时间，保压时间约占整个循环时间1/10。
2.2 设计过程和结果：
（1）分析干粉压片机工作原理和技术要求及构思方案（含方案比较）。
（2）完成干粉压片机传动系统设计、机构设计和结构设计。关键零部件受力分析和强度计算。绘制所设计方案机构运动简图；绘制干粉压片机装配图及关键零件图。要求图纸工作量2.5张A0图纸以上（AutoCAD绘图）。
（3）设计说明书一份，电子文档一份。
（4）英文文件翻译（含原文）。要求：原文5000个单词以上，汉字翻译要求通顺。

第三章 工艺过程分析
3.1工艺动作分解：
干粉压片机功用是将不加粘结剂干粉料压制成f30´5圆型片坯其工艺动作分解步骤图3-1：

图3-1 工艺动作分解步骤
1．料筛在模具型腔上方往复振动，将干粉料筛入直径为30筒形型腔，然后向左退出。
2．下冲头下沉y2，以防上冲头进入型腔时把粉料扑出。
3．上冲头进入型腔y2。
4．上、下冲头同时加压，各移动（y1-h）/2，将产生冲模压力F，要求保压1/10运动周期，同一时间打开下料阀门，下一个循环待用粉料进入补充筛料斗。
5．上冲头退出到型腔外部，下冲头随即以稍慢速度向上运动，顶出压好片坯。
6．为预防干涉发证，待上冲头向上移动H后，料筛向右运动推走片坯，接着料筛往复振动，继续下一个运动循环。

3.2 运动部件运动轨迹分析：
对步骤图动作要求进行研究后发觉要实现我们预定额动作要求基础能够将动作进行分解，对每一部分进行分析判定:
上冲头基础运动为：下降-远休-上升-近休；
上冲头设计设计关键需要进行两方面考虑：一，本能够考虑使用曲柄滑块机构进行运动实现，不过运动过程中有中间停顿过程所以不进行该机构选择。二，考虑使用凸轮机构进行设计能够发觉上冲头要产生较大压力才能完成压制过程，而凸轮机构产生压力比较小，不能完成设计要求。最终一确定用平面六杆机构作为上冲头实施机构。压力角在工作过程中不能过大，可经过改变两个连杆支点之间距离和杆长度来调整，调整时要考虑到上冲头在保压时段时间最少要占整周时间1/10，即让冲头在离极限位置0.4mm范围内主动杆要转过最少36度。
下冲头基础运动为：上升-中停-上升-远休-下降-中停-下降-近休；
下冲头运动过程进行分析后能够发觉:首次上升距离为（y1－h）/2,第二次上升距离为(y1－h)/2+y2+h，最终一次下降距离为y2，因为该过程包含到较多设计要求而且考虑现在行程已经是能够确定所以选择凸轮机构进行设计。凸轮机构外形是设计重难点，凸轮轮廓线设计过程中能够想象凸轮静止不动，推杆相对于凸轮作反转运动；同时又在其导轨内作预期运动，推杆在完成该复合运动时所形成顶尖轨迹就是凸轮廓线。这时基础凸轮设计方法。
筛料斗基础运动为：向右-震动-向左-停歇。
筛料斗设计能够从她运动工艺要求进行考虑：震动实现是设计过程中首先要进行考虑问题，通常情况下震动实现有以下多个机构方法：1，经过用一段凸轮弯曲起伏外形来让料筛进行震动。2，料筛运动到导槽处加入振荡机构对料筛进行振动。方案对比后发觉第二种较为复杂同时不轻易完成，所以采取方法1较为合理。
从整个机械角度来看，它是一个时序式组合机构系统，所以要确定三个机构运动循环图。
以该主动件转角位横坐标（0°～360°），机构实施构件位移为纵坐标做三个
机构直线式工作循环图：

图3-2 运动循环图

筛料斗从压片位置经排出粉料后退回左边补料位置停歇。下冲头下沉。下冲头下沉完成，上冲头可下移至型腔入口处。等上冲头下平面略低于台面时，下冲头同时开始上升，上下冲头同时对粉料两面加压。然后两冲头停歇保压，保压时间约为0.24s，即相当于主动件转动36°左右。以后，上冲头快速退回至起始位置，下冲头稍慢地上升至上表面和台面平齐，顶出成品片坯。下冲头停歇待卸片坯时，筛料斗已经抵达型腔上方并将成品片坯推出至滑道上。最终，下冲头下移，同时料筛小行程往复震动将粉料筛入型腔中，最终进入下一循环。
3.3功效分解：
该干粉压片机经过一定机械能将原料（粉状物料）压制成成品

图3-3 总功效分解
设计该干粉压片机，其总共能可分解成以下多个工艺动作：
（1）送料：本质为间歇直线往复运动，可经过凸轮完成；
（2）筛料：要求筛料斗小行程往复运动；
（3）从型腔推出片坯：经过下冲头上升可完成；
（4）送出成品：筛料斗从侧面将成品片坯挤推入滑道；
（5）上冲头间歇往复直线运动，有急回等特征；
（6）下冲头间歇往复直线运动。
可作树状功效图3-4：
图3-4树状功效图
第4章 方案提出和比较
4.1各功效单元解：
实施机构形式设计是能够多个多样，为了不遗漏任何一个结构方案模式能够采取将单步功效单元进行分解列出，然后每一步功效单元可能方案相互自由组合后即可得出最大化方案集合。比如一个功效单元有m个处理原理，而每一个原理有n个，经排列组合则该功效单元解能够有mn个方案。假如把每个功效单元解建立在一个直角坐标上，就产生一个独立“形态学矩阵”，依据矩阵横纵向组合方法即可得到最大化功效数量集合。

4.2方案分析和初步筛选：
依据前面4.1进行分析方法现列出全部功效单元可能数量进行组合，以下表所表示：
表4.1 各分部方案选择矩阵
功效
元
功效元分解
1
2
3
4
一次减速a
带传动减速
蜗杆减速
齿轮减速
链传动减速
二次减速b
带传动减速
链传动减速
齿轮减速
蜗杆减速
上冲头c
凸轮机构
曲柄导杆滑块机构
偏置曲柄滑块机构
六杆机构
送料机构d
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
下冲头e
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

从表中能够发觉存在显著不合理机构组合方法能够进行首先删除减小挑选范围，同时结合实际生产中机构组合评价进行筛选：运动要求；承载要求；运动精度要求工艺简便；安全生产；动力源，同时考虑生产条件限制条件，综合以上各个原因后进行机构择优选择。
从表中左侧栏一次减速、二次减速、上冲头、送料机构、下冲头各个机构模式结合此次压片机设计实际工艺动作需要进行分析以下：
一次减速功效元：带传动结构简单，传动平稳，缓冲吸震，适合压片机工作环境。价格低廉，安装维修方便，噪声小，能够优优异行选择；蜗杆传动比大，传动噪音小，不过装配要求高，价格相对较贵，可备选；齿轮传动效率高，结构紧凑，工作可靠且寿命长，传动稳定，不过安装较为麻烦同时，成本过高，此次较大传动距离不适合该方案，故淘汰；链传动噪音大，传动相对没有皮带传动平稳，不适合压片机工况，故淘汰。
对于二次减速功效元：齿轮和蜗杆传动稳定，属于定速比传动同时精度较高能够很好满足工况要求，可选择；带传动链传动、不宜该环境，故淘汰。
对于上冲头功效元：依据前面分析可知机构必需满足往复直线运动，急回特征，同时因为滑块需要油脂润滑，污损严重且磨损较大，所以淘汰曲柄导杆滑块机构；相比之下凸轮加工工艺性好，不过上冲头行程较大，凸轮尺寸将较大，故备选；而备选六杆机构结构简单、轻盈，能满足保压要求，故优先选择。
对于送料功效元：选择是凸轮加曲柄滑块组合机构，这么避免了出现单独使用时尺寸较大，很粗笨缺点。
对于下冲头功效元：下冲头机构运动特点是复杂，负载大，故淘汰曲线槽导杆机构；而双导杆间歇运动机构依据以往实际生产经验可知污染较大，不适合该压片机构实际生产故淘汰。相比之下双凸轮联动机构加工成本高，故备选；而单凸轮机构可优先。

4.3方案比较和评价
机械运动方案确实定和设计，能够依据4.2内分析，从备选方案和优先选择方案和可选方案中进行方案组合列出多个备选方案以下，进行选择。
方案一：图4—1所表示
1 曲柄连杆机构 2、13 涡轮 3、12蜗杆 4、8、10皮带轮 5 皮带 6 齿轮
7 减速箱 9 电动机 11 圆柱凸轮 14 下冲头 15 料筛 16 上冲头
图4—1 方案一运动简图
动作说明:
1. 压片成形机经皮带轮1级减速，减速器2级减速后由齿轮带动圆柱凸轮转动，使料筛作往复运动。由两皮带轮分别带动两蜗轮蜗杆机构。
2. 两涡轮蜗杆分别带动曲柄连杆机构、凸轮机构运动。
3. 曲柄连杆机构和摇杆滑块机构串联组成肘杆机构，是上冲头作往复运动，并实现加压。凸轮机构带动下冲头，使其作往复运动。
方案二：
运动方案图4—2所表示

图4—2 方案二运动简图
1 电动机 2、3齿轮 4、5圆锥齿轮 6、17凸轮机构
7、19蜗杆 8、18蜗轮 9皮带轮 10皮带 11曲柄滑块机构
12弹簧 13、振动筛 14、上冲头 15、圆筒型腔 16、下冲头
动作说明：
压片机在电动机带动下，经过齿轮、圆锥齿轮、蜗轮蜗杆机构将动力传到两个
凸轮机构上。
两凸轮又分别控制振动筛和凸轮机构，凸轮经过皮带传动带动曲柄滑块机构，
最终带动上冲头、振动筛、下冲头运动起来，从而使整个机构工作起来。

方案三：
运动方案图4—3所表示；
图4—3 方案三运动简图
A:上冲头 B：下冲头 C对心直动推杆盘形凸轮机构
D：凹槽凸轮 E：料筛 F：圆柱凸轮 G： 电动机 H：齿轮
I：圆锥齿轮 J：涡轮蜗杆 K：进料口
动作说明：
由电动机G输出原动力传给H齿轮，齿轮H经过三对锥齿轮分别传动，经过锥齿轮传动F圆柱凸轮转动带动E料筛左移，原料经过K进料口送入料筛。对心直动推杆盘形凸轮机构转动使下冲头下移。经过圆柱凸轮推进料筛右移把原料送到压料胚口原料进入压料桶内以后E料筛又左移装料。经过传动杆带动涡轮蜗杆j带动D凹槽凸轮机构使上冲头向下压同时下冲头向上压并保持一段时间。上冲头上移回原位，下冲头向上把压好成品推出压料胚。料筛继续送料同时经过料筛前铲头推到出料口，同时下冲头下移料进压料胚。经过以上运动完成压料，以后继续反复。
将列出三种方案经过分析和比较后择优进行选择，综合考虑传动动作要求和实际工作工况，从节省成本和环境保护要素进行考虑后发觉方案一在三个方案中对比后，发觉其能够实现干粉压片及设计功效情况下兼顾了成本原因，有效做好了噪音低，传动比可靠，环境污染小，工作平稳等要素，所以选择方案一作为此次设计方案。

表4.2 各方案比较
方 案 评 比
方案
评价

性能
方案一
方案二
方案三
工作性能
应用范围较广
可调性高
运转精度大
应用范围广
可调性高
运转精度通常
应用范围广
可调性通常
运转精度通常
传动性能
传动性强
速度范围大

噪声小
传动比大
承载能力通常
传动平稳
噪音小

经济性
经济性通常
结构简单
经济性好
经济性通常
结构紧凑性
很好
通常
好

第五章 减速系统设计：
5.1电动机选择：
5.1.1电动机类型：
根据工作要求和工作条件选择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。
5.1.2电动机功率：
选择依据：
电动机所需工作功率：
——工作机有效功率，单位（KW）。
——从动机到工作输送带间总效率。
故
其中：V带传动效率；
直齿轮传动8级效率（油润滑）；
滚子轴承效率（脂润滑正常）；
弹性联轴器；
5.1.3选择电动机
因为该机械为制药机械，关键针对工厂设计，故采取380V额定电压，异步电机较直流电机实用方便，价格低廉，故采取三相电容开启异步电动机作为动力源。电机型号YB2-160M2-8，其特征参见下表5.1：
表5.1 电机参数
型号
YB2-160M2-8

额定
功率kW
5.5
电流（380V）A
13.4
转速r/min
750

效率%

负载
100
83
0.75
83.7
0.50
82.8
功率因数
赔偿
COSφ

负载
1.00
0.75
0.75
0.67
0.50
0.55
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/s
2.8
转动惯量kg.m²
0.61
尺寸mm
200*200*300

5.2传动比确实定，各轴功率和带传动设计
5.2.1传动比确实定：
由设计要求可知，电动机给定转速，而生产率给定值为25片/min，即实施转速。
故总传动比大小可确定
依据《机械设计》（文件[1]）中相关V型带传动比分配标准：因为V型带传动传动比不宜太大，通常≤7，故可分配=2.5，则。故可采取两级减速箱。
取i带=2.5（V 带传动比 i=2~4 合理）
∴i=i总/i带=30/2.5=12
由课程设计图 7-2，取高速级传动比为 i = 4，那么
低速级传动比 i2=i轮/i1=12/4=3，取i2=3.
实际总传动比 i=2.5x4x3=30
传动滚筒实际转速 n'= nm/ i'=1440/30=48r / min
5.2.2计算各轴转速和功率
①各轴转速：
电机输出轴：1440
减速箱I轴：nⅡ=nⅠ/i带=1440/2.5=576(r/min)
减速箱II轴：nⅢ=nⅡ/i齿=576/4=144(r/min)
减速箱III轴：nⅣ=nⅢ/i齿=144/3=48(r/min)
②各轴功率：
由《机械设计课程设计指导书》表9.2查得，带传动效率；直齿轮传动8级效率；滚子轴承效率，又，故：
计算各轴得输入功率 PⅠ=4.34kW
轴Ⅰ（带轮输入轴）PⅡ=PⅠ×η带=4.34×0.96=4.17KW
轴Ⅱ（减速器高速轴） PⅢ=PⅡ×η轴承×η齿轮=4.17×0.99×0.97=4.00KW
轴Ⅲ（减速器低速轴）PⅣ=PⅢ×η轴承×η齿轮=4.00×0.99×0.97=3.84KW
5.2.3设计V型带轮结构和尺寸和校对
①确定计算功率：
其中——计算功率，kW；
——工作情况系数；
——所需传输额定功率，kW；
依据《机械设计》（文件[1]）表8-7，载荷变动较大，空、轻载开启，
选择KA=1.1
则Pd = KAPx=1.1×4.34=4.774KW
②选择V带型，小带轮转速，。由《机械设计》（文件[1]）图8-11选择A型V带。取，所以，由《机械设计》（文件[1]）表8.8进行圆整选择。
③验证带速度：
带速V：V=πdd1n1/60×1000
=π×112×1440/60×1000
=8.39m/s
因为5m/s＜＜25m/s，故V带适宜。
④确定中心距a和基准长度:
因为0. 7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)
0. 7(112+280)≤a0≤2×(112+280)
所以有：274.3mm≤a0≤779mm
所以取确定中心距a≈a0+(Ld-Ld0)/2=500+(1600-1629.522)/2=485.239mm
由《机械设计》（文件[1]）表8-2选择基带长度
⑤计算小带轮上包角：
α1=180°-(dd2-dd1)/a×57.3°
=180°-(280-112)/485.239×57.3°=160.1615°>120°（适用）
所以符合设计验证条件，故设计方案合理。
⑥确定V型带根数Z：
计算单根V型带额定功率：
由且，依据《机械设计》（文件[1]）表8-4b得。
依据和Z型带查表8-4b得。
查《机械设计》（文件[1]）表8-5得，查表8-2得，
故有
计算V型带根数Z：
故取4根
⑦计算单根V型带得初拉力最小值：
由表8-3得Z型带单位长度，
所以：
F0=156.41N
应使带得实际初拉力。
⑧带轮结构设计：
带轮材料采取HT200，因为大带轮基准直径故采取轮辐式；因为小带轮安装直径d=96，查小带轮为实心轮。

5.3齿轮设计和校对：
①第一对齿轮设计（类型、材料、精度、齿数）
选择直齿圆柱齿轮传动；
因为干粉压片机为通常工作机器，速度不高，所以采取8级精度（GB10095-88）；
查《机械设计》（文件[1]）10-1表，选择一级小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，二级大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。选择二级小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，三级大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。
选择一级小齿轮牙数，二级大齿轮齿数。选择二级小齿轮牙数，二级大齿轮齿数。
②按齿轮面接触强度计算：
参考《机械设计》（文件[1]）10-9a公式，即

确定公式内各计算数值：
选择载荷系数=1.3；
计算小齿轮传输转矩：

由《机械设计》表10-7可知，选择齿宽系数φd=0.9
由《机械设计》表10-6查得材料弹性影响系数
由《机械设计》图10-21d按齿面硬度查得小齿轮接触疲惫强度极限；大齿轮接触疲惫强度极限。
计算应力循环次数

由《机械设计》（文件[1]）10-19图，取解除疲惫寿命系数
计算接触疲惫许用应力：
取失效概率为1%，安全系数s=1

②计算：
试计算小齿轮分度圆直径带入中较小值：

计算圆周速度：

计算齿宽b：

计算齿宽和齿高之比：
模数
齿高
所以齿宽和齿高之比
计算载荷系数：
依据通常情况选择8级精度，查《机械设计》（文件[1]）图10-8可得，动载系数=1.1 直齿轮；
由《机械设计》（文件[1]）表10-2查得使系数.50；
由《机械设计》（文件[1]）表10-4用插值法查得8级精度、小齿轮相对称位置时
由，查《机械设计》（文件[1]）图10-13得；故载荷系数
按实际载荷系数校正所得分度圆直径，由《机械设计》（文件[1]）10-10a得：

计算模数m

③按齿根弯曲疲惫强度计算：
由弯曲强度设计计算公式：

确定公式内各计算数值：
由《机械设计》（文件[1]）中图10-20查得小齿轮弯曲疲惫强度极限；大齿轮弯曲疲惫强度极限。
由《机械设计》（文件[1]）图10-18取弯曲寿命系数；
计算弯曲疲惫许用应力
取弯曲疲惫安全系数，得

计算载荷系数：
查取齿形系数：
由《机械设计》（文件[1]）表10-5查得
计算大、小齿轮并加以比较

大齿轮数值大。
设计计算
对比计算结果，由曲面接触疲惫强度计算模数大于由齿根弯曲疲惫强度计算模数，因为齿轮模数大小关键取决于弯曲疲惫强度所决定承载能力，而齿面接触疲惫强度所决定承载能力，仅和齿轮直径（即模数和齿数乘积）相关，可取由弯曲强度算得模数1.63并就近圆整为，按接触疲惫强度算得分度圆直径，，算出小齿轮齿数: ，大齿轮齿数: ，取。
④几何尺寸计算：
计算分度圆直径：

计算中心距：

计算齿轮宽度：

取；齿轮1和2几何尺寸以下：

⑤验算设计：
由设计过程知，故该设计满足不发生根切条件；
重合度验算：
由

则
即该设计满足重合度条件要求。

同理：二级减速齿轮1齿轮2尺寸以下：

图5.1 减速箱三视图

第六章 上冲头机构设计
6.1齿轮箱结构和尺寸确定
61.1齿轮箱作用和工作原理：
齿轮箱是经过在不完全齿轮，依据运动时间和停歇时间要求在从动轮上作出和主动轮相啮合轮齿。其它部分为锁止圆弧。当两轮齿进入啮合时，和齿轮传动一样，无齿部分由锁止圆弧定位使从动轮静止，从而实现从动轮远休。
主动轮和从动轮传动比i=0.9，然而主动轮有十分之一周期位做齿，所以从动轮休止主动轮十分之一个周期，故主动轮和从动轮实际周期相同。
6.1.2两齿轮尺寸确定：
参考5.3，不难得出：齿轮箱齿轮1齿轮2尺寸以下：

6.2六杆机构三维设计：
6.2.1 Solidworks软件介绍
   Solidworks企业是专业从事三维机械设计、工程分析和产品数据管理软件开发和营销跨国企业，其软件产品Solidworks提供一系列三维（3D）设计产品，帮助设计师降低设计时间，增加正确性，提升设计创新性，并将产品愈加快推向市场。
Solidworks软件组成：
1.2D到3D转换工具
将2D工程图拖到SolidWorks工程图中功效；支持包含外部参考可反复使用2D几何；视图折叠工具，能够从DWG资料产生3D模型。
2.内置零件分析
测试零件设计，分析设计完整性。
3.机器设计工具
含有整套熔接结构设计和文件工具，和完全关联钣金功效。
4.模具设计工具
测试塑料射出制模零件可制造性。
5.消费产品设计工具
保持设计中曲率连续性，和产品薄壁内凹零件，可加速消费性产品设计。
6.对现成零组件线上存取
让3D CAD系统使用者透过市场上领先线上目录使用现在零组件。
7.模型组态管理
在一个文件中产生零件或零组件模型多个设计改变，简化设计反复使用。
8.零件模型建构
利用伸长、旋转、薄件特征、进阶薄壳、特征复制排列和钻孔来产生设计。
9.曲面设计
使用有导引曲线叠层拉伸和扫出产生复杂曲面、填空钻孔，拖曳控制点以进行简单相切控制。直观地修剪、延伸、图化、缝织曲面、缩放和复制排列曲面。
6.2.2 六杆机构三维建模设计
为了愈加好进行设计并能够进行参数修改，愈加好完善设计所以各个运动机构设计采取三维建模设计方案

1.顶座关键作用是固定上杆上端点，建模设计以下

图6-1 定座三维
2.曲柄轮此处关键作用是转动后利用侧面凸轮曲点进行转动驱动整个机构进行运动。尺寸图所表示

图6-2 曲柄轮
3.上连杆和顶部支座相互连接，同时下端和中部连杆和凸轮连杆两点进行连接，尺寸图所表示。其它比如中部杆和下部推杆结构和建模方法类似。

图6-3 上连杆
4. 整个六杆机构建模完成后新建装配总图，对各个添加进入零部件进行配合约束，和尺寸进行约束定位，让整个装配体在轴向进行全部约束。在径向转动方向进行放松，为后续动画仿真制作做准备。

图6-4 约束和配合

图6-5 四杆机构三维外形

6.2.3设定摇杆长度：
选择 代入公式：
解得r≤263mm
故选择r=260mm
所以L=r*=260*0.4=105mm
可知行程计算公式为：
此时h=100mm
算摆角为23°和测量出图中摆角大小相符。
因为题设要求摆角小于60°，故满足要求。
6.2.4经过图解法求出六杆机构中曲柄和连杆长度:
图所表示，
AB为曲柄，BC为连杆，DC为摇杆，
DC’是摇杆在摆角最大时位置；
依题意：因为AC=AB+BC AC’=BC-AB
所以AB=50mm BC=162mm
测量出BAB’=170°，为保压角。
6.2.5检验曲柄存在条件：
CD=260mm，AB=50mm，BC=162mm，AD=335mm
满足杆长之和定理，即AD+AB＜CD+BC，确保了曲柄存在。
总而言之，上冲头六杆机构尺寸设计以下：
曲柄50mm 曲柄连杆162mm
摇杆260mm 冲头连杆105mm

六杆机构三视图6-6：

图6-6六杆机构三视图
6.2.6六杆机构仿真设计
Solidworks动画制作有两种：装配体运动(动画)及物理模拟(基础运动)。

图6-7 四杆机构仿真界面
一、装配体运动(动画)：装配体零部件之间相互运动，只跟零部件目前状态及位置相关，就是打开SolidWorks装配体才能够做动画。步骤以下：
首先点击SolidWorks界面左最下面Animator窗口(有时候会显示“运动算例”或“动画”)，Animator指是“运动算例”或“动画”。如想关闭运动算例窗口点击模型；如欲放下, 点击界面右下方双ν箭头；如欲撤消, 右击“运动算例”或“动画”弹出界面生成新运动算例项；假如出现“运动算例1”或“动画1”或“运动算例2”或“动画2”，能够把不要给它删除。点击运动算例有或动画或Animator，随即出现制作动画操作界面，包含时间轴（时间滑杆）及模型树（最左下区域）等。
首先设定动画运动总时间，并将运动时间加以分配。比如在0秒到10秒之间想要哪个零部件从一个位置移动到另一个位置，和零部件在此过程中显示状态等。首先要按下“自动键码”（这个很关键,因为它会在时间轴上自动放置一个键码），马达命令添加图所表示，为了方便观看效果，这里初步设定转速为20rpm。

图6-8 马达命令界面
点击计算命令进行简码重新计算，然后点击播放按钮进行播放，最终重新调整各个键码位置和相互之间运动联络。
点击保留按钮选择期望输出视频格式和视频大小等选项后即可

图6-9 视频输出
在暴风影音等主流视频播放软件中检验输出视频内容是否正确
附有六杆仿真动画视频AVI格式

第七章 送料机构设计
7.1凸轮部分