平压印刷机--机械原理课程设计

机械原理课程设计说明书设计题目：平压印刷机专业：机械设计制造及其自动化姓名、学号指导教师：2013年9月9日目录第一章综述..............................................................................................................31.1设计题目及简单工艺分析...............................................................................31.2原始数据及设计要求......................................................................................31.3设计任务...........................................................................................................3第二章机械运动方案的选择和评定......................................................................42.1工艺动作分解...................................................................................................42.2机构的选择.......................................................................................................42.2.1方案一....................................................................................................52.2.2方案二（主方案）.................................................................................6第三章执行机构的运动分析及方案设计............................................................63.1.1总传动比的确定............................................................................................63.1.2传动示意图....................................................................................................73.2.1印头..............................................................................................................83.2.2油辊............................................................................................................133.3.3油盘............................................................................................................18第四章系统的运动循环图和运动方案布置图..................................................214.1运动循环图.....................................................................................................214.2运动方案布置图.............................................................................................21第五章心得体会....................................................................................................22第六章参考文献....................................................................................................23第一章综述1.1设计题目及简单工艺分析平压印刷机是一种简易印刷机，适合于印刷各种八开以下的印刷品。它的工作原理：将油墨刷在固定的平面铅字版上，然后将装夹了白纸的平板印头紧密接触而完成一次印刷。其工作过程犹如盖图章，平压印刷机中的“图章”是不动的，纸张贴近时完成印刷。平压印刷机需实现三个动作：装有白纸的印头往复摆动，油辊在固定铅字版上上下滚动，油盘转动使油辊上油墨均匀。1.2原始数据及设计要求1）实现印头、油辊、油盘运动的机构由一个电动机带动，通过传动系统使其具有1600—1800次／h印刷能力。2）电动机功率N=0.75kW、转速n电=910r／min，电动机可放在机架的左侧或底部。3）印头摆角为70º，印头返回行程和工作行程的平均速度之比K=1.118。4）油辊摆杆自垂直位置运动至铅字版下端的摆角为110º。5）油盘直径为400mm，油辊的起始位置就在油盘边缘。6）要求机构的传动性能良好，结构紧凑，易于制造。1.3设计任务1）根据工艺动作要求拟定运动循环圈。2）进行印头、油辊、油盘机构及其相互连接传动的选型。3）机械运动方案的评定和选择。4）按选定的电动机及执行机构运动参数拟定机械传动方案。5）画出机械运动方案简图。6）对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。第二章机械运动方案的选择和评定2.1工艺动作分解根据课题要求，平压印刷机完成的工艺动作有以下四个动作：1）装夹白纸：采用手动加纸。2）印头摆动：与油辊的滚动行成联动。3）油辊滚动：与印头的摆动行成联动。4）油盘间歇转动。2.2机构的选择印头摆动机构优点缺点四杆机构机构简单，制作精度高可以承载较大压力效率低下，占用空间大凸轮机构结构简单不能承载较大压力，制造复杂油辊的摆动优点缺点四杆机构结构简单，制造容易，运动精度高机械效率低凸轮机构转角要小于90度，效率低2.2.1方案一印头：凸轮摆杆机构油辊：凸轮摆杆机构油盘：槽轮机构和斜齿轮机构方案一由于采用了凸轮机构，若要使从动件达到110°的摆角，则凸轮机构的向径要设计的很大，这样实施起来比较困难2.2.2方案二（主方案）印头：皮带传动和曲柄摇杆机构油辊：曲柄摇杆机构油盘：不完全齿轮和涡轮蜗杆机构方案二由于采用了齿轮传动和皮带传动，传动平稳，适合这种低速重载的情形。印头与油辊均采用曲柄摇杆机构，按给定的设计要求和机构的急回特性，印头的摆角为70°，级位夹角为10°，油辊的摆角为110°，为使印头与油辊工作协调，避免运动时两者发生干涉，取油辊的级位夹角为20°第三章执行机构的运动分析及方案设计3.1.1总传动比的确定因为印刷机的印刷能力为1600-1800次/小时，所以印刷频率为2.00″-2.25″，即曲柄转动的频率为2.00″-2.25″取频率为2.00″已知电动机转速n电=910r/min，故要使印头和油辊达到印刷要求，则必须使转速降低至30r/min.此时总传动比n=910/30≈30:1,分别采用由第一级传动比为7.5的带传动和第二级传动比为4的双齿轮传动组成的减速器降速。3.1.2传动示意图3.2.1印头平压印刷机印头机构由传动带带动曲柄摇杆机构，使印头做有急回特性的往复运动。平压印刷机是由一个电动机带动，通过传动系统使其具有1600-1800次印刷能力，所以印刷机有差不多30次/min的印刷能力，即工作行程和返回行程时间为2s。假设工作行程时间为x，返回行程时间为y；即x+y=2s。(1)又因为印头返回行程和工作行程平均速度之比k=1.118.所以（xy11）=1.118(2)由（1）、（2）得x=1.0557s，y=0.9443s.印头具有急回特性，是由传动带带动曲柄摇杆机构，因为k=1.118,；又因为k=)180()180(00所以=10.030，即极位夹角为10.030.如图虚线和实线表示曲柄摇杆结构2个极位；假设印头长度为800mm，角θ=200.设曲柄AB长为b，连杆BC长为a，AD为c。由几何位置关系可得：C=800cos200+（a-b）cosθ①8002+c2=(a+b)2②tan(θ+100)=c1③又因为θ=200，所以算出a=1137.32mm,b=462.68mm,c=1385.68mm。印头机构尺寸示意图：AB=462.68mmBC=1137.32mmCD=800mmRe=200mm然后用VB对印头机构进行运动分析与综合图像分析：角位移图：速度图：加速度图：印头机构运动循环图：3.2.2油辊油辊摆杆自垂直位置运动至铅字版下端的摆角为110º现在已给出A,D的相对位置和AG,DC的长：AF=180，FD=340，AG=260，CD=460。由勾股定理可得AC=AB+BC=820，而AG=BC-BA=260由上述两式可以计算得：AB=280，BC=540则得到如下图：AB=280mmBC=540mmCD=460mmDE=800mmAD=400mm画出杆件AB在不同位置时的各个杆件情况：根据VB软件可以得到油辊的角位移，速度，加速度图像：油辊的角速度图像：油辊的速度图像：油辊的加速度图像：3.3.3油盘油盘的方案设计及动力分析一﹑执行机构————油盘油盘要实现间歇运动，通过不完全齿轮和涡轮蜗杆机构来实现。①不完全齿轮机构结构简单，制造容易，适用②蜗杆传动平稳，啮合冲击小，可改变动力方向，也适用二﹑机构运动示意图主动轮直径da=160mm，齿数为5，从动轮直径db=160mm,齿数为20，即A轮转动时间的1/4为B轮转动两轮模数m均为4涡轮蜗杆的传动比为1:1三﹑油盘的组成，工作原理和功能首先，由电动机带动的A轮转动，在0.5秒内带动B轮转动，B轮的转动引起涡轮的转动，涡轮蜗杆传动的换向使油盘出现转动。四﹑油盘的运动循环图五﹑油盘的图像分析角位移示意图速度变化曲线加速度曲线第四章系统的运动循环图和运动方案布置图4.1运动循环图4.2运动方案布置图（见大图）第五章心得体会机械原理课程设计也将结束，经过两周的奋斗，我们小组终于将其完成了。课程设计中有苦有乐，苦是因为课程设计有点累，但当自己看着手中完成的设计成果，心中的苦也被成功的喜悦冲淡。课程设计是对我们专业知识的实践训练，是我们工作前必不可少的一环节。课程设计是对我们学习的机械原理的知识的巩固，通过设计，我们能发现自己在专业知识中的一些缺陷，能让我们更好的学习和理解机械原理。在实践中学习，在学习中实践，在两周的实践内，从开始不知如何下手，到最后分工明确，有条不紊的完成设计，我学会了团队合作，在和同学的合作交流中，我们最大限度的发挥了自己的优点，弥补了自己的不足。知识必须通过实践应用才能实现价值。第六章参考资料.《机械原理》朱理主编高等教育出版社,《机械原理课程设计手册》邹慧君主编高等教育出版社《机械原理课程》盛永胜主编清华大学出版社