機(jī)械原理課程設(shè)計自動蓋章機(jī)設(shè)計解讀

1、湖南工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計資料袋機(jī)械工程學(xué)院學(xué)院（系、部）2014 學(xué)年第丿學(xué)期課程名稱機(jī)械原理課程設(shè)計指導(dǎo)教師XXX 職稱 教授學(xué)生姓名 XXX 專業(yè)班級XXX 學(xué)號 XXX題 目自動蓋章機(jī)的設(shè)計成 績起止日期 2014年_5_月22 日2014年_6_月18_日目 錄清單序號材料名稱資料數(shù)量備注1課程設(shè)計任務(wù)書12課程設(shè)計說明書13課程設(shè)計圖紙若干張456機(jī)械原理設(shè)計說明書自動蓋章機(jī)起止日期： 2014年5月22日至2014年6月18_日學(xué)生 姓名XXX班級XXX學(xué)號XXX成績指導(dǎo)教師（簽字）機(jī)械工程學(xué)院（部）2014 年 6 月 18 日目錄0. 設(shè)計任務(wù)書 41. 功能分解 42. 機(jī)構(gòu)的選

2、用 53. 機(jī)構(gòu)的組合 54. 方案詳述 135. 機(jī)構(gòu)的設(shè)計 146.傳動方案設(shè)計 197. 總結(jié) 218 參考資料 22湖南工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書2013 2014 學(xué)年第 2 學(xué)期機(jī)械工程學(xué)院(系、部)機(jī)械專業(yè)XXX 班級課程名稱：機(jī)械原理課程設(shè)計設(shè)計題目：自動蓋章機(jī)的設(shè)計完成期限：自 2014 年_5_月 22日至2014年_6月日共4周內(nèi) 容 及 任 務(wù)設(shè)計任務(wù)(1) 可采用目前傳統(tǒng)印章(不用印泥)，適用于常用的幾種辦公印章結(jié)構(gòu)形狀；(2) 實現(xiàn)在單頁A3 ,B4，B5氏上蓋章，紙的厚度為常見厚度，最大容許裝紙量不 少于100張；(3) 紙面蓋章位置可任意調(diào)節(jié)；(4) 每分鐘蓋章次數(shù)

3、不少于10頁；電源電壓為220V;(6) 對于工作中出現(xiàn)的非正常情況或危險情況具有保護(hù)措施；(7) 適合于桌面工作，操作簡單安全，蓋章質(zhì)量可靠，工作噪音低，結(jié)構(gòu)輕巧， 外形美觀。設(shè)計提示(1) 將紙盒中的一疊紙分成單頁的方法很多，如靠機(jī)械推拉，離心力，摩擦力， 靜電等分離紙張。(2) 在蓋章的瞬間要求紙靜止；因此，紙的輸送機(jī)構(gòu)應(yīng)含有間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)。進(jìn)度安排起止日期工作內(nèi)容5.22-5.30構(gòu)思該機(jī)械運(yùn)動方案6.1-6.15運(yùn)動分析及作圖6.15-6.18整理說明書與答辯主要參考資料:1朱理.機(jī)械原理M.北京：高等教育出版社，2008 : 15-200:2鄒慧君.機(jī)械原理課程設(shè)計M.北京：高等教育

4、出版社，2009 : 15-250指導(dǎo)教師：XXX 2014年6月18 日、功能分解為了實現(xiàn)在紙盒上自動打印記號的總功能，可將總功能分解為如下功能: 紙盒送到蓋章的工位的功能； 紙盒在蓋章工位定位功能； 蓋章機(jī)的蓋章功能； 蓋章后的輸出功能、機(jī)構(gòu)的選用根據(jù)前述設(shè)計要求，并且根據(jù)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及相容性要求，確定運(yùn)動的執(zhí)行 元件一一紙張輸送機(jī)構(gòu)，定位機(jī)構(gòu)，蓋章機(jī)構(gòu)，輸送機(jī)構(gòu)，選用相應(yīng)的機(jī)構(gòu)來 實現(xiàn)各項運(yùn)動的功能，。自動蓋章機(jī)的機(jī)構(gòu)選型功能執(zhí)行構(gòu)件工藝動作執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸送紙張紙張輸送機(jī)構(gòu)水平往復(fù)運(yùn)動凸輪機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)紙盒定位定位機(jī)構(gòu)垂直間歇往復(fù) 運(yùn)動凸輪機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)蓋章蓋章機(jī)構(gòu)鉛直間歇往復(fù) 運(yùn)動凸輪機(jī)構(gòu)連桿機(jī)

5、構(gòu)紙張輸送輸送機(jī)構(gòu)垂直間歇往復(fù) 運(yùn)動凸輪機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)三、機(jī)構(gòu)組合紙張輸送機(jī)構(gòu)備選方案一：機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：此方案采用凸輪機(jī)構(gòu)+搖桿滑塊機(jī)構(gòu)，當(dāng)凸輪的 旋轉(zhuǎn)時，推桿將繞支架擺動，從而帶動滑塊在來回運(yùn)擺動。通過將 凸輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成滑塊的有急回運(yùn)動的間歇往復(fù)運(yùn)動來實現(xiàn) 間歇送料的目的。優(yōu)點(diǎn)：凸輪的使用容易實現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動規(guī)律， 滑塊急回運(yùn)動 不明顯，對紙盒的沖擊小。缺點(diǎn)：凸輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動導(dǎo)致?lián)u桿的擺動角度較小，滑塊行程 較短，對紙盒的撞擊速度不大，極易導(dǎo)致不能使紙盒送到預(yù)訂的打 印工位，工作效率低。備選方案二：X 7/7機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：此方案采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，當(dāng)曲柄等速轉(zhuǎn)動時，從動件變速往復(fù)擺動，該機(jī)構(gòu)可在曲柄長

6、度一定的情況下， 使執(zhí)行構(gòu)件滑塊獲得較大的行程。通過將軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成滑塊的有急回特性的 往復(fù)移動，可實現(xiàn)間歇送料的功能。優(yōu)點(diǎn)：均為低副，其運(yùn)動副元素為面接觸，壓力較小，承載能 力較大，潤滑好，磨損小，加工制造容易，且連桿機(jī)構(gòu)中的低副一般 是幾何封閉，對保證工作的可靠有利。此機(jī)構(gòu)中滑塊在兩個極限位置 時其瞬時速度為零，避免了當(dāng)把紙盒送到工位出產(chǎn)生機(jī)械上的沖擊， 從而避免了對紙盒的損害。此機(jī)構(gòu)被設(shè)置成偏置的，能實現(xiàn)快進(jìn)慢回 或慢進(jìn)快回的運(yùn)動特性。此設(shè)計中我們選擇快進(jìn)慢回的運(yùn)動特性。缺點(diǎn)：機(jī)構(gòu)的類型數(shù)據(jù)需精確，不然會對紙盒產(chǎn)生沖擊定位機(jī)構(gòu)：備選方案一:構(gòu)特點(diǎn)：此方案通過上置的凸輪機(jī)構(gòu)，推動滾子導(dǎo)

7、桿，控制定位桿的伸出或縮進(jìn)，從而控制物塊運(yùn)動或靜止優(yōu)點(diǎn)：凸輪機(jī)構(gòu)可以實現(xiàn)各種復(fù)雜的運(yùn)動要求，而且結(jié)構(gòu) 簡單、緊湊。易于控制，導(dǎo)桿的長度可以自由設(shè)定，凸輪的行程不 致太大，便于加工制造。還可以控制輸出，作為輸出機(jī)構(gòu)。缺點(diǎn)：需要彈簧的拉伸才能保證推桿緊貼凸輪運(yùn)動， 有一定的能量損失。備選方案二:機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：此方案采用凸輪+連桿機(jī)構(gòu)，通過將凸輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動轉(zhuǎn)換成定位桿的垂直方向的往復(fù)運(yùn)動， 從而實現(xiàn)對工件進(jìn)行定位的 目的。優(yōu)點(diǎn)：機(jī)構(gòu)簡單，便于制造，節(jié)約成本。由于凸輪的近休和遠(yuǎn) 休位置，可以在定位時停留一段時間，保證了打印的精度，避免了打 印時物塊移動導(dǎo)致的打印不清晰或打印不明顯的現(xiàn)象。缺點(diǎn)：這樣的凸輪

8、制造難度較大，而且易磨損，容易損壞凸輪, 需經(jīng)常更換，也就增加了成本。凸輪的行程較大時，才能保證打印頭 遠(yuǎn)離工件一定的距離。蓋章機(jī)構(gòu): 備選方案一:機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：此機(jī)構(gòu)由推桿滾子凸輪、彈簧和連桿等構(gòu)成。在 此機(jī)構(gòu)中，通過凸輪+連桿機(jī)構(gòu)將轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成連桿的往 復(fù)擺動，從而實現(xiàn)打印功能。優(yōu)點(diǎn)：機(jī)構(gòu)傳動路線較短，打印時可以產(chǎn)生一定的間歇，打印更清晰準(zhǔn)確；通過主軸即可帶動打印，改變凸輪廓線即可改變打印時間，易于控制；加工簡單缺點(diǎn)：打印時占用空間較大，也需彈簧拉伸作用使?jié)L子推桿 緊貼凸輪運(yùn)動。凸輪的行程不大時，打印時距離工件較小，形成較 大時，凸輪尺寸較大，占用空間較多。打印頭下部需裝有重物，使 打

9、印頭垂直打印，否則打印時會出現(xiàn)摩擦痕跡。尺寸計算時有一定 困難。備選方案二：機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：此方案采用凸輪連桿機(jī)構(gòu)，將凸輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成打印桿的垂直方向的往復(fù)運(yùn)動，從而實現(xiàn)對機(jī)構(gòu)進(jìn)行打印的目的。優(yōu)點(diǎn)：機(jī)構(gòu)簡單，便于制造，節(jié)約成本。由于凸輪的近休和遠(yuǎn) 休位置，可以在打印時停留一段時間，保證了打印的清晰度，避免了 打印時一閃而過的打印不清晰或打印不明顯的現(xiàn)象。這樣的凸輪制造 難度過不大，且不易磨損，也就不需要高強(qiáng)度的合金，節(jié)約了成本。 凸輪的行程不用很大，就能保證打印頭遠(yuǎn)離工件一定的距離。缺點(diǎn)：需要彈簧的拉伸才能保證推桿緊貼凸輪運(yùn)動， 有一定的 能量損失。輸送機(jī)構(gòu)：備選方案一：機(jī)構(gòu)特點(diǎn):此方案的輸出采

10、用凸輪+連桿機(jī)構(gòu)，通過將凸輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成連桿的旋轉(zhuǎn)擺動，來實現(xiàn)輸出的目的。優(yōu)點(diǎn)：機(jī)構(gòu)傳動路線短，輸出的速度相對較快。缺點(diǎn)：機(jī)構(gòu)的桿件形狀較為復(fù)雜，計算較為困難，易出現(xiàn)打印 位置不水平，使打印出現(xiàn)偏差。桿件需要完全的剛性，連接時也需要 較緊，不能有錯位。桿件的分布設(shè)置難度較大，桿件的強(qiáng)度要求也較 大。備選方案二:機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：此方案通過上置的凸輪機(jī)構(gòu)，推動滾子導(dǎo)桿，控制 定位桿的伸出或縮進(jìn)，從而控制物塊運(yùn)動或靜止。優(yōu)點(diǎn)：凸輪機(jī)構(gòu)可以實現(xiàn)各種復(fù)雜的運(yùn)動要求，而且結(jié)構(gòu)簡單、 緊湊。易于控制，導(dǎo)桿的長度可以自由設(shè)定，凸輪的行程不致太大， 便于加工制造。缺點(diǎn)：需要彈簧的拉伸才能保證推桿緊貼凸輪運(yùn)動，有一

11、定的能量損失。四、方案詳述確定最終傳動方案及確定原因最終方案：選擇原因：1）齒輪傳動機(jī)構(gòu)較為穩(wěn)定，傳動比穩(wěn)定。2）蓋章處印章升程較小，根據(jù)杠桿原理采用凸輪機(jī)構(gòu)連接桿 組較為合適。3）紙張輸送處用偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有急回特性，曲柄的回轉(zhuǎn)中 心位于滑塊導(dǎo)路上方，這樣可以實現(xiàn)，快速送料，慢速返回的性能， 且能保證送料行程的距離。當(dāng)滑塊把紙盒送到工位之前滑塊的運(yùn)動速度是逐漸減小的而且送到工位時的瞬時速度為零，從而減少了機(jī)械沖 擊對紙盒損害4）用凸輪機(jī)構(gòu)連接三角形推塊，可同時實現(xiàn)輸出物料和固定 當(dāng)前印蓋物料，節(jié)省空間，簡化機(jī)構(gòu).5）機(jī)構(gòu)簡單成本較低且易于裝配。五、機(jī)構(gòu)設(shè)計：紙張輸送機(jī)構(gòu)：曲柄滑塊尺寸確定：

12、在本機(jī)構(gòu)中設(shè)置行程速比系數(shù) K=2,偏距e=50mm滑 塊行程為120mnm由公式日=180匕 可以求得，該曲柄滑塊的極位K +1夾角二=60，用作圖法求出曲柄AB連桿BC的長度，：D步驟一：作出行程長GC2=120mm作C1C2的垂直平分線，以GC2的 長為半徑畫圓，與垂直平分線交于點(diǎn)D,作C1C2D的外接圓，則C1C2在 圓上的任意對應(yīng)角為V -60D步驟二：，過Ci點(diǎn)作與C1C2距離為50mm勺直線與圓交于點(diǎn)A,連接ACi、AC2,以A為圓心，ACi為半徑交AC2于點(diǎn)E。步驟三：作C2E的垂直平分線，量取1/2 C2E的長度，以A為圓 心畫圓，交AC2于B2點(diǎn)，交ACi的延長線于Bi點(diǎn)。

13、步驟四：量取B2C2的長度即為連桿BC的長度，ABi的長度即為曲 柄AB的長度。AB=43mm,BC=94m因送料機(jī)構(gòu)為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，從動齒輪充當(dāng)曲柄，所以從動錐齒輪的直徑不少于86mm即從動錐齒輪的齒數(shù)不可少于2936,故所選的齒數(shù)合適。蓋章機(jī)構(gòu)：凸輪機(jī)構(gòu)根據(jù)生產(chǎn)效率得出10次/ min，主軸轉(zhuǎn)速為1.05rad/s。打印凸輪的行程可任意設(shè)定，不可太大，否則將增加成本，本設(shè)計中 取H=10mn基圓半徑為20mm偏心距e=0,近休角為180度，推程角 為60度，遠(yuǎn)休角為60度，回程角為60度。定位機(jī)構(gòu)（輸出機(jī)構(gòu)）：凸輪機(jī)構(gòu)輸出時，紙盒推至一半以上將發(fā)生傾斜，如圖所示:假設(shè)定位時，定位檔桿只擋到

14、紙盒的一半位置，即20mm貝y輸出時，由于傾斜做用，擋板需要上升的距離為 （50、2-20）、51mm故打印 凸輪的行程需很大，凸輪的行程不少于51mm本設(shè)計中取H=60mm因 基圓半徑增大，可見小壓力角，從而改善機(jī)構(gòu)的傳動機(jī)構(gòu)的傳力特性， 但系事機(jī)構(gòu)的尺寸也會增大，故取此凸輪的基圓半徑為60mm偏心距e=0,近休角為60度，推程角為30度，遠(yuǎn)休角為210度，回程角為 60度。六：傳動方案設(shè)計:電動機(jī)減速3 減速4紙張輸送的往復(fù)移動印章間歇往復(fù)移動定位機(jī)間歇往復(fù)移動輸出機(jī)間歇往復(fù)移動傳動裝置參數(shù)：所選取的齒輪傳動的齒輪均為漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪，其模數(shù) m=3壓 力角=20，齒頂高系數(shù)h；=1.0，標(biāo)

15、準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的頂隙系數(shù) 八0.25，錐齒輪的頂隙系數(shù) 八0.2。減速1為皮帶輪傳動，主動輪直徑為130mm從動齒輪的直徑為 390mm傳動比為3。減速2為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪嚙合，主動輪齒數(shù)為18，從動齒輪的齒數(shù)為72，傳動比為4。減速3為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪嚙合，主動輪齒數(shù)為18，從動齒輪的齒數(shù)為72，傳動比為4。減速4為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪嚙合，主動輪齒數(shù)為 18,從動齒輪 的齒數(shù)為54,傳動比為3。送料機(jī)構(gòu)采用錐齒輪，嚙合齒數(shù)均為 36齒運(yùn)動循環(huán)圖及運(yùn)動分析：1. 運(yùn)動循環(huán)表輸送送料退回定位向下停停向上蓋章停向下停向上停輸出推出停停推出2. 運(yùn)動循環(huán)圖七、總結(jié)機(jī)械原理課程設(shè)計這是我入大學(xué)的一次做課

16、程設(shè)計。 開始我 不知道什么是課程設(shè)計， 因此有些茫然和不知所措， 在查閱了大量資 料和跟小組成員的合作下還是按時完成了設(shè)計。 這次課程設(shè)計讓我體 會很深，也學(xué)到了很多新東西?！凹埳系脕斫K覺淺，覺知此事要躬 行”，不經(jīng)過實踐，我們又怎么能將書里的知識與實際聯(lián)系在一起。 在這次課程設(shè)計中， 充分利用了所學(xué)的機(jī)械原理知識， 根據(jù)設(shè)計要求 和運(yùn)動分析，選用合理的分析方案，從而設(shè)計出比較合理的機(jī)構(gòu)來。 這次課程設(shè)計，不僅讓我們把自己所學(xué)的知識運(yùn)用到實際生活中去， 設(shè)計一些對社會有用的機(jī)構(gòu)，也讓我們深刻體會到團(tuán)體合作的重要 性，因為在以后的學(xué)習(xí)和工作中， 但靠我們自己個人的力量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不 夠的，必須積聚大家的智慧，才能創(chuàng)造出令人滿意的產(chǎn)品來。通過這 次試驗我才親身體會到自己學(xué)的知識與實際動手之間還有一定的差 距。首先在畫圖方面，如何布局才能使圖讓人清晰易懂，不顯得空曠 和不浪費(fèi)紙張。 其實要事先想好在哪一部分畫什么， 并確定相應(yīng)的比 例尺。在對結(jié)構(gòu)進(jìn)行力的分析的時候，首先要確定各桿的運(yùn)動方向， 再確定其受力方向。 在畫圖的時候要力求精確， 只有這樣才能使計算 結(jié)果與實際相差不大。 在畫