平压印刷机设计说明书

1机械原理课程设计计算说明书设计题目：平压印刷机设计学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：陈旋学号：13099941126起迄日期：2015.7.20~2015.7.31指导教师：于影佳木斯大学课程设计2目录前言............................................................3摘要………………………………………………………………………………51设计任务……………………………………………………………………....51.1设计要求…………………………………………………………………..51.2原始数据…………………………………………………………………..51.3工艺动作与功能分解……………………………………………………..61.4机构选型…………………………………………………………………..72机械运动方案的拟定………………………………………………………….92.1机械运动方案的拟定……………………………………………………..92.2方案的评价………………………………………………………………..122.3方案的确定………………………………………………………………..123执行系统的协调分析及运动循环图………………………………………….134机构尺寸的确定及设计计算………………………………………………….144.1机构总体尺寸确定………………………………………………………..144.2曲柄摇杆机构的设计……………………………………………………..154.3双摇杆机构的设计………………………………………………………..174.4槽轮机构的设计…………………………………………………………..194.5皮带齿轮机构的设计...................................................................................215机构运动分析.....................................................................................................236设计总结……………………………………………………………………….24参考文献………………………………………………………………………….263前言世界印刷机械自20世纪80年代以来取得了较大的发展。20多年来，印刷机械的发展经历了三个阶段。第一阶段是20世纪80年代初至90年代初期，这一阶段是胶印印刷工艺发展的鼎盛时期.这一时期的单张纸胶印机最大印刷速度为10000印/小时。一台四色印刷机印刷前的预调整准备时间一般为2小时左右。印刷机自动控制主要集中于自动结纸、自动收纸、自动清洗、墨色的自动检测及墨量自动调节以及套准遥控等方面。这一时期除了单色、双色机外，每个单张纸胶印机制造厂商几乎都还具有四色机的制造能力，多数制造商都能够制造纸张翻转机构，进行双面印刷。第二阶段是20世纪90年代初至20世纪末。进入20世纪90年代，以单张纸胶印机为标志，国际上印刷机械设计制造水平向前迈进了一大步。与第一阶段的机型相比，新一代机型的速度进一步提高，由10000印/小时提高到15000印/小时，印前预调整时间也由第一阶段的2小时左右大大缩短为15分钟左右。机器的自动化水平和生产效率也大大提高。进入21世纪以来印刷机械迎来第三个发展阶段。单张纸胶印机的某些机型可以达到17000—18000印/小时，但制造厂商并不极力追求印刷机最大印刷速度的提高，而是通过信息技术的应用，进一步缩短印前准备时间和更换活件的时间追求更高生产效率。在印刷机械自动化方面，网络化、生产集成化、数字化工作流程、与管理信息系统(MIS)的链接等技术成为开发的重点。此外，为了适应人们对高档彩色印刷品的需求，8色组甚至10色组的多色组双面印刷、附加联线印后加工功能成为各类单张纸胶印机（包括小胶印机、DI直接制版机以及大型胶印机）的开发趋势，而且技术日臻成熟，该类型印刷机已经开始挤占原本属于卷筒纸印刷机的一部分市场。据欧洲印刷及纸加工机械制造商协会联合会（EUMAPRINT）统计数字表明，由于受世界经济不景气影响，德、法、美、意、瑞士等七国印刷机械设备2002年的销售比2001年下降了13.08%。从经济景气指数分析，欧美及中国、俄罗斯、日本等11个国家中，只有中国、俄罗斯是上升的趋势，其余均是下降的，其中，德国2002年的销售额约为68亿美元，比2001年下降了12%；美国的销售额约为22.7亿美元，比2001年下降了16%；英国2002年的销售额比2001年下降了24%，约为10.64亿美元；意大利则下降了8%，约为7.63亿美元。而2001年印刷机械设备年产值排在前5位的国家则分别为：德国77.3亿美元、日本39.18亿美元、美国27.02亿美元、英国14亿美元、意大利8.29亿美佳木斯大学课程设计4元。2001年印刷机械设备出口前5位的国家分别为：德国63.25亿美元、日本15.78亿美元、美国12.46亿美元、意大利10.6亿美元、英国9.4亿美元。2001年印刷机械设备进口前6位分别为：美国22亿美元、中国13亿美元、德国12.28亿美元、意大利9.22亿美元、英国9.2亿美元、日本7.98亿美元。2002年中国印刷机械市场一花独放，印刷机械设备的销售额增长了13.8%，成为世界印刷及设备器材制造商的必争之地。另据德国机械设备制造商协会（VDMA）印刷分会最新统计，2003年德国印刷机械行业产值约70亿欧元，比2002年下降了13%。其中印刷机械占48亿欧元，纸张加工机械占11亿欧元，其余为纸张生产机械。目德国印刷技术仍居世界领先地位，其全球市场占有率超过30%，产品出口率高达80%，主要出口到美国、中国和欧盟成员国。2003年德国对华出口印刷机械3.7亿欧元，占德国印刷机械出口总额的9.8%，中国已成为德印刷机械第二大单一出口市场。而美国仍是德国印刷机械最大的进口国，占德国印刷机械出口总额的1/6。现代印刷机一般由装版、涂墨、压印、输纸等机构组成。它在工作时先将要印刷的文字和图像制成印版，装在印刷机上，然后由人工或印刷机把墨涂敷于印版上有文字和图像的地方，再直接或间接地转印到纸或其他承印物上，从而复制出与印版相同的印刷品。印刷机按印版形式分为凸版、平版、凹版和孔版印刷机；安装版和压印结构分为平压平式、圆压平式和圆压圆式印刷机。印刷机的功能是使印版图文部分的油墨，转移到承印物的表面。印刷机一般由输纸、输墨、印刷、收纸等装置组成。平版印刷机还有输水装置。印刷机的种类很多，可以按以下五个方面来分类：一、按照版面型式分为：凸版印刷机，平版印刷机，凹版印刷机，孔版印刷机；二、按照纸张的尺寸规格分为：平版纸或单张纸印刷机，卷筒纸印刷机；三、按照印刷色数分为：单色印刷机，双色印刷机，多色印刷机；四、按照印刷幅面分为“八开印刷机，四开印刷机，对开印刷机，全张印刷机、超全张印刷机等；五、印刷机的分类方法虽然很多，但是，印刷机的核心部分是印刷装置的压印机构，因此，依据施加压力的方式，一般所印刷机分为平压平型、圆压平型、圆压圆型、斜压平型。本次设计就是平压印刷机机构设计。佳木斯大学课程设计5摘要我所设计的是题目一平压印刷机机构设计，我所设计的方案由曲柄摇杆机构和双摇杆机构串联，前者实现印头的运动，后者实现油辊的运动。墨盘的运动由槽轮机构来完成。这三个机构由一个电机带动，并且协调运动。曲柄转动一周印纸一张，循环运动。1、设计任务1.1设计要求(1)根据功能要求，确定工作原理和绘制系统功能图。(2)按工艺动作过程拟定运动循环图。(3)构思系统运动方案(至少3个以上)，进行方案评价，选出较优方案。(4)对传动机构和执行机构进行尺寸设计。(5)绘制系统机械运动方案简图。(6)编写设计说明书，附源程序和计算结果。1.2原始数据⑴实现印头、油辊、油盘运动的机构由一个电动机带动，通过传动系统使该机具有1600～1800次/小时的印刷能力。⑵电动机功率P＝0.8kw，转速n＝930r/min，电动机放在机架的左侧或底部，可自行决定。⑶根据印刷纸张幅面(280×406mm2)，最大印刷幅面为260×380mm2，设定LCD＝250mm。⑷印头摆角为70°，要求印头返回行程与工作行程的平均速度之比(行程速度变化系数)K＝1.118。⑸油辊摆角为110°，油辊在上极限位置时，恰与油盘的上边缘接触，油盘直径为400mm。佳木斯大学课程设计6⑹要求机构传动性能良好，即印头和油辊在两极限位置处的传动角g大于或等于许用传动角［g］＝40°。结构应紧凑，制造方便。1.3工艺动作与功能分解⑴总功能要求印制各种资料、名片、表格。⑵工作原理平压印刷机的工作原理及工艺动作分解如图1所示，将油墨定量输送至墨盘2,令墨盘作间歇转动，使墨辊1蘸墨时能较均匀地得到供墨；墨辊沿墨盘面和铜锌板面11上下运动，完成蘸墨和刷墨动作；放有白纸的压印板3绕一固定点D来回摆动，其工作行程终点使白纸与涂有油墨的铜锌板压合，完成印刷工艺。当空回行程时便可取出成品。图1佳木斯大学课程设计71.4机构选型1、对于整个平压印刷机机构来说，油辊、墨盘和印头要尽可能地协调运动起来，这样的话机械的效率才能更高，印刷的成本才能更低。2、在设计要求中要实现另印头、油辊、油盘运动的机构由一个电动机带动，题目只给出一个动力源，因此实现这些动作的机构必须联动。3、题目中要求印头摆角为70°，印头返回行程与工作行程的平均速度之比(行程速度变化系数)K＝1.118，这就表明印头运动需具有急回特性。4、油辊的运动是由摆杆AB带动的，又由于图中摆杆和油辊的特殊运动，在摆杆上有一可以伸缩杆长的弹簧机构，而且油辊还自我转动，这样可以使油辊蘸墨更均匀。5、题目中要求油盘作间歇转动，能够完成这项运动的机构有槽轮机构、棘轮机构、拨杆机构、不完全齿轮机构。6、完成这些运动的机构以及这些机构所连接成的整体机构均应力求结构简单、紧凑。对于平面印刷机可参考下表进行主要机构的选型：表1机构的选型种类佳木斯大学课程设计8表2印头机构的选型表3油辊机构的选型佳木斯大学课程设计92、机械运动方案的拟定2.1机械运动方案的拟定⑴由于只有一个动力源，因而实现三个功能运动的机构必须联动，并且其主要动作必须协调。要首先构思实现动作要求的执行机构，然后勾划描述各机构动作协调配合关系的运动循环图，最后按执行路线连成整机，力求结构简单、紧凑。⑵印头和油辊的运动由两个曲柄摇杆机构按时序式联接来实现。曲柄摇杆机构1实现印头的往复摆动；曲柄摇杆机构2实现油辊的往复摆动。电机带动双联齿轮输入运动，通过齿轮1、2分别驱动曲柄1和2。⑶印头和油辊的运动由曲柄摇杆机构和双摇杆机构的串联来实现。电机通过齿轮机构带动曲柄摇杆机构实现印头的往复摆动。同时，摇杆(印头)又带动另一摇杆实现油辊的往复摆动。⑷印头和油辊的运动由凸轮机构和连杆机构按时序式联接来实现。由凸轮驱动双摇杆机构完成印头的往复摆动；由同轴传动的凸轮2通过齿轮驱动摆杆摆动。调整两凸轮的相位和从动件的角位移以协调印头和油辊的运动。⑸实现油盘间歇运动的机构方案有很多，我选择槽轮机构。因为槽轮机构容易设计和制造。方案一：两个曲柄摇杆机构按时序式联接如图2所示，曲柄摇杆机构CHFD实现印头的往复摆动，且具有急回特性，极位夹角为10度。曲柄摇杆机构AGEB实现油辊的往复摆动,且需要两曲柄摇杆协调运动。电机带动双联齿轮2、4输入运动，通过齿轮1、3分别驱动曲柄1和6。此方案的优点是印头和油箱均有急回作用，且两套机构可分开进行位置调整。缺点是结构稍复杂一些。佳木斯大学课程设计10图2方案二：曲柄摇杆机构和双摇杆机构串联。如图3所示，曲柄摇杆机构BAED实现压印头的往复摆动(与方案I相同)，曲柄动力由电机通过齿轮机构输入。而双摇杆机构BCFD是以曲柄摇杆机构的从动件DE为主动件，使油辊实现往复摆动。它与方案Ⅰ比较，在满足同