TY-470印刷机设计说明书

机械原理课程设计说明书设计题目TY-460自动平台印刷机主运动机构分析与设计分院：机械工程学院班级：学号：设计者：指导老师：2013年07月11日一、结构参考数据..............................................................................................................-1-1、机器的工作性能指标..................................................................................................-1-2、工作原理及主运动机构简介......................................................................................-1-3、结构参考数据（mm）................................................................................................-2-二、设计内容......................................................................................................................-3-1、滚筒传动链的参数设计和运动分析..........................................................................-3-（1）设计变位齿轮1、2.........................................................................................-3-（2）双曲柄GHMN的位置、速度、传动角变化情况........................................-4-2、平台传动链的机构选型、参数设计和运动分析......................................................-4-（1）设计曲柄长度LDE...........................................................................................-4-（2）双曲柄机构ABCD及曲柄连杆机构DEF位置、速度、传动角变化情况-5-3、同步补偿凸轮的设计..................................................................................................-5-（1）滚筒圆周位移曲线与平台位移曲线图..........................................................-5-（2）滚筒圆周圆周速度曲线与平台速度曲线图..................................................-5-（3）同步区的选取..................................................................................................-6-（4）位移补偿曲线图设计......................................................................................-6-（5）主凸轮的设计..................................................................................................-7-（6）回凸轮的设计..................................................................................................-7-三、心得体会......................................................................................................................-8--1-一、结构参考数据1、机器的工作性能指标①印刷速度：每小时4500印张。②印刷幅面：320mm×850mm。③滚筒尺寸：Φ280mm×1000mm。2、工作原理及主运动机构简介平台轮转式印刷机是通过平台的往复直线运动和印刷滚筒的连续回转运动实现印刷功能的。印刷的版面安装在平台上，印刷纸张被逐页送上滚筒。在平台的工作行程中，有一段区域（称为压印区），版面与滚筒圆柱面相切，并且通过传动机构，使铅板的线速度与滚筒的圆周速度相等，从而在纸张上印出清晰的版面文本。在平台的返回行程中，滚筒上已印好的成品由下料机构传送到输送带上送出，同时印刷机的递纸机构将后续的带印纸张从给料台传送到滚筒的边缘，被滚筒上的卡子夹住后卷入滚筒、进入印刷状态。滚筒每回转一周，平台就往复运动一次，完成一次印刷过程。“TY-460自动平台轮转印刷机主运动机构简图”中给出了平台处于左端极限位置时机器的主运动机构简图。机器的运转动力是从输入轴A输入，曲柄AB是原动件，齿轮1与曲柄AB固连。滚筒的回转运动是经由齿轮副1、2，双曲柄机构GHMN，齿轮副3、4传动而实现的（其中齿轮2与曲柄GH固连，齿轮3与曲柄MN固连）。在该路传动链中引入双曲柄机构GHMN是为了使滚筒实现变速的回转运动，从而使压印区内滚筒的圆周速度与平台的线速度基本相同。平台上固连有齿条7，其往复运动是经由双曲柄机构ABCD，曲柄边连杆机构DEF、齿轮齿条机构7、8、9实现的。设齿条9固定不动，则平台的线速度是齿轮8轴心F线速度的两倍。在该路传动链中采用双曲柄机构和偏置式曲柄连杆机构是为了获得速度变化较小的压印工作区段，并且尽可能延长工作行程的时间。因为工作循环的周期是由印刷机的工作速度指标所限定的，在周期不变的情况下，印刷工作行程时间较长（即平均行程速度比例系数较大），对提高印刷质量是有益的。调整双曲柄机ABCD几何尺寸及其与曲柄连杆机构DEF之间的安装角度∠CDE，可以改变平台运动的速度特性。-2-由于滚筒的变速回转运动和版台的往复直线运动是分别由两路独立的传动链驱动的，它们之间的相互关系可以通过控制两组双曲柄机构中主动曲柄的初始位置角φAB0、φGH0的大小得到确定。“V-φ关系曲线”中给出了相对位置较佳的滚筒圆周速度和平台速度变化曲线。由图可知，在两曲线的某一段区间上，速度值相差较小，可以作为压印工作区。然而印刷工作要求在压印区内滚筒圆周速度与平台线速度保持精确相同，为此引入一组凸轮补偿机构。“TY-460自动平台轮转印刷机主运动机构简图”中的对心滚子直动从动件共轭凸轮机构10－S1－11－S2－9就是用来对平台的运动加以补偿的，其中的两个共轭凸轮均与曲柄CD固连。经由凸轮10、11的回转，通过滚子推动齿条9运动，从而使平台在原来往复运动的基础上附加一个补偿运动，其目的是消除在压印区段中的速度差，使得平台在压印区中的运动速度与滚筒圆周速度处处相等。为可靠计，将压印区向两端分别延伸一段作为必须同步的区域，称为同步区。在同步区后，一次印刷工作已经完成，平台速度与滚筒圆周速度的同步要求解除。此时，为了使补偿齿条9回复到补偿运动前的初始位置，可以自由选用适当的从动件运动规律和相应的凸轮廓线使之复位。为了改善印刷过程中机器的动力性能，滚筒上固连的扇形齿轮5与平台上固连的齿条6在进入同步区时相互啮合，构成一组虚约束。3、结构参考数据（mm）ABL=116，BCL=100，CDL=100，DAL=37GHL=100，HML=100，MNL=95，NGL=40，m=4，1r=2r，3r=4r=140，8r=100，e=50，EFL=520，∠CDE=177。主凸轮基圆半径br=90，滚子半径gr=25-3-二、设计内容1、滚筒传动链的参数设计和运动分析（1）设计变位齿轮1、2两齿轮中心A、G不在同一水平位置上，由勾股定理可以算出两点的距离（即两齿轮的实际中心矩）为a′=2237-50290）（+=290.2912mm，α=20。，m=4mm。为了满足条件12rr=，齿轮采用了正变位处理。经计算，两齿轮的齿数都为72，则标准中心距：a=12m()2zz+=m1z=288mm实际啮合角为：α′=arcosaacos′α=21°12′27″；故变位系数和：12xx+=ααα2tan)zinv-inv21z+′）（（=0.5917；中心距变动系数：y=ma-a′=0.5728；齿顶高降低系数：△y=(12xx+)-y=0.0189；将变位系数对两个齿轮均匀分配，则：12xx==0.2958；则齿顶圆半径：ra=21mz1+(ha∗+1x-△y)m=149.1076mm；齿根圆半径：rf=21mz1-(ha∗+c∗-1x)m=140.18326mm；表1：传动齿轮几何尺寸参数表名称代号齿轮1、2各项数值大小模数m4mm齿数z72压力角α′21°12′27″实际中心距a′290.2912mm变位系数x0.2958分度圆半径r144mm齿顶圆半径ra149.1076mm齿根圆半径rf140.18326mm-4-（2）双曲柄GHMN的位置、速度、传动角变化情况由印刷机的印刷速度每小时4500印张可算出杆AB的转动角速度ω=7.85rad/s，因为齿轮1,2是半径相等的，故他们的角速度相同，即GH杆的角速度也是7.85rad/s。选择比例尺为lµ=0.002m/mm，vµ=0.020m·s-1/mm作图，则四连杆机构GHMN的12个位置图以及相应的速度矢量图，以及该机构的最小传动角的具体情况详见图“四连杆GHMN运动位置图及速度矢量图”。表2：四连杆GHMN12个位置速度、传动角变化情况AB转角（°）传动角（°）滚筒测量圆周速度(mm/s)滚筒理论圆周速度(mm/s)误差（%）备注051.5890.11905.3911.6903040.61388.211381.2150.51306036.91818.531854.3421.936090421694.741721.4961.5590120491414.741414.9610.0212015068.81223.161203.5251.63150180811058.111048.4520.9218021089.1913.68907.4520.6921024088769.26773.2590.5224027087.5677.89669.4041.2727030078.5633.68628.9940.7430033065.5686.74686.4170.0533057.10935.21827.371829.9440.1457.1092、平台传动链的机构选型、参数设计和运动分析（1）设计曲柄长度LDE平台的行程为给定的620mm，平台的两极限位置分别为杆DE与杆EF共线的时候，如“TY-460自动平台轮转印刷机主运动机构简图”所示为平台左极限位置。在机构9固定时，平台的速度为F点速度的2倍，行程也为F点的2倍，故F点的行程为310mm。设LDE=x，则由此分析可列方程31050)520(50)520(2222=−−−−+xxmm，-5-解此方程可得LDE=x=154.21mmm。（2）双曲柄机构ABCD及曲柄连杆机构DEF位置、速度、传动角变化情况此机构以杆AB为主动件，角速度ω=7.85rad/s在上面已经计算出来。选择比例尺为