機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1

1、湖南大學(xué)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目：平面印刷機(jī)設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí)：機(jī)械制造及其自動(dòng)化5班學(xué)號(hào)姓名：20110401513顧友忠20112601609黃旮20111102303張勁夫20110401525張毛鵬指導(dǎo)老師：陳敏均設(shè)計(jì)日期：2013年7月11日目錄1設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)42總功能分析53執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇與比較64傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇與比較75原動(dòng)機(jī)的選擇116機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖137機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖158機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)179小結(jié)2310參考文獻(xiàn)251. 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)平面印刷機(jī)工作要求 ：刷墨滾筒2離開(kāi)蘸墨滾筒后，蘸墨滾筒1轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，然后停止轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)刷墨滾筒滾過(guò)勻墨圓

2、盤7后，勻墨圓盤7后轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，然后停止轉(zhuǎn)動(dòng)。刷墨滾筒2離開(kāi)蘸墨滾筒同時(shí)，壓板6開(kāi)始向右擺動(dòng)，當(dāng)刷墨滾筒到達(dá)位置2（右極限位置），壓板6到達(dá)剛好擺動(dòng)極限位置，夾紙框4相對(duì)壓板6向左擺動(dòng)一個(gè)角度，以便裝卸書(shū)頁(yè)。刷墨滾筒2由位置2返回到位置1（與蘸墨滾筒1接觸）時(shí)，壓板6擺至左極限位置，剛好與鉛字印版3相接觸。完成印刷一頁(yè)，即印刷機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)。原始參數(shù)：印刷數(shù)量 30/min，蘸墨滾筒，勻墨圓盤7每次轉(zhuǎn)過(guò)60，90度，壓板擺角45度印刷面積480x325mm，最大工作阻力矩100Nm蘸墨，勻墨各0.02kw 刷墨，壓印個(gè)0.35kw2. 總功能分解功能要求，運(yùn)動(dòng)要求，平壓印刷機(jī)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單

3、，體積小，印刷速度慢，大多采用人工輸紙方式。適用于印刷八開(kāi)以下的印件，如各種商標(biāo)、說(shuō)明書(shū)、包裝紙盒、圖書(shū)封面、彩色插頁(yè)等。70°油輥印頭油盤工作原理 平壓印刷機(jī)工作時(shí)平面鉛字版固定在垂直位置，平板印頭繞其固定軸心擺動(dòng)，當(dāng)擺動(dòng)到垂直位置時(shí)，與版面接觸進(jìn)行壓印，等壓印頭傾斜位置時(shí)，取出印紙并放入待印的紙張，同時(shí)，鉛字版在著墨。功能分解圖1-1平壓印刷機(jī)工作情況示意圖進(jìn)行功能分解，即將整個(gè)工藝動(dòng)作過(guò)程分解成若干個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)（稱分功能或功能元），它們按一定的動(dòng)作順序來(lái)完成印刷。圖1-1是平壓印刷機(jī)主要部件的工作情況示意圖，其工藝動(dòng)作過(guò)程要求如下：1）印頭：往復(fù)擺動(dòng)，具有急回特性。2）油輥

4、：在油盤處粘墨，給鉛字刷墨（直線軌跡）。3）油盤：使油輥上粘墨均勻。 運(yùn)動(dòng)方案構(gòu)思 由于只有一個(gè)動(dòng)力源，因而實(shí)現(xiàn)三個(gè)功能運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)必須聯(lián)動(dòng)，并且其主要?jiǎng)幼鞅仨殔f(xié)調(diào)。要首先 構(gòu)思實(shí)現(xiàn)動(dòng)作要求的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，然后勾劃描述各機(jī)構(gòu)動(dòng)作協(xié)調(diào)配合關(guān)系的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖，最后按執(zhí)行路線連成整機(jī)，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。3. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇與比較壓板擺動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇曲柄滑塊機(jī)構(gòu)常用于將曲柄的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為滑塊的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng);或者將滑塊的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為曲柄的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)特性分析是當(dāng)已知各構(gòu)件尺寸參數(shù)、位置參數(shù)和原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí),研究機(jī)構(gòu)其余構(gòu)件上各點(diǎn)的軌跡、位移、速度、

5、加速度等,從而評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)是否滿足工作性能要求,機(jī)構(gòu)是否發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉等。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)具有運(yùn)動(dòng)副為低副,各元件間為面接觸,構(gòu)成低副兩元件的幾何形狀比較簡(jiǎn)單,加工方便,易于得到較高的制造精度等優(yōu)點(diǎn),因而我們選擇了曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為排版擺動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。蘸墨滾筒擺動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與勻墨油盤轉(zhuǎn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易加工，工作可靠，轉(zhuǎn)角準(zhǔn)確，機(jī)械效率高。但是其動(dòng)程不可調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)角不能太小，槽輪在起、停時(shí)的加速度大，有沖擊，并隨著轉(zhuǎn)速的增加或槽輪槽數(shù)的減少而加劇，故不宜用于高速，多用來(lái)實(shí)現(xiàn)不需經(jīng)常調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)位角度的轉(zhuǎn)位運(yùn)動(dòng)。因此我們選擇槽輪機(jī)構(gòu)作為蘸墨滾筒擺動(dòng)與勻墨油盤轉(zhuǎn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。刷墨滾筒擺動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)由壓板聯(lián)動(dòng)的四

6、桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精確，壓板回程能夠工作，充分利用了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性，提高了機(jī)械效率，但總的傳動(dòng)效率低，占用空間大。因此我們選擇由壓板聯(lián)動(dòng)的四桿機(jī)構(gòu)作為刷墨滾筒擺動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。4. 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇與比較不成熟方案1不成熟方案2不成熟方案3機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以將動(dòng)力所提供的運(yùn)動(dòng)的方式、方向或速度加以改變。 傳動(dòng)鏈傳動(dòng)：傳遞距離遠(yuǎn)、準(zhǔn)確比如自行車；皮帶傳動(dòng)：傳遞距離遠(yuǎn)但是功率損耗大易打滑比如輸送帶、水泵齒輪傳動(dòng)：傳遞距離短，但是動(dòng)力大、精確。蝸桿傳動(dòng)是在空間交錯(cuò)的兩軸間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的一種傳動(dòng)，兩軸線間的夾角可為任意值，常用的為90°。蝸桿傳動(dòng)用于在交錯(cuò)軸間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。行星齒輪傳動(dòng)，一個(gè)或一個(gè)以上

7、齒輪的軸線繞另一齒輪的固定軸線回轉(zhuǎn)的齒輪傳動(dòng)。行星齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)是體積小，承載能力大，工作平穩(wěn)；但大功率高速行星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，要求制造精度高。鏈傳動(dòng)是嚙合傳動(dòng)，平均傳動(dòng)比是準(zhǔn)確的。它是利用鏈與鏈輪輪齒的嚙合來(lái)傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)。帶輪傳動(dòng)圖帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、能緩沖吸振、可以在大的軸間距和多軸間傳遞動(dòng)力，且其造價(jià)低廉、不需潤(rùn)滑、維護(hù)容易等特點(diǎn)，在近代機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用十分廣泛。摩擦型帶傳動(dòng)能過(guò)載打滑、運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲低，但傳動(dòng)比不準(zhǔn)確（滑動(dòng)率在2%以下）；同步帶傳動(dòng)可保證傳動(dòng)同步，但對(duì)載荷變動(dòng)的吸收能力稍差，高速運(yùn)轉(zhuǎn)有噪聲。 帶傳動(dòng)除用以傳遞動(dòng)力外，有時(shí)也用來(lái)輸送物料、進(jìn)行零件的整

8、列等。 帶輪傳動(dòng)圖帶傳動(dòng)特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、使用維護(hù)方便、 有良好的撓性和彈性、過(guò)載打滑。 缺點(diǎn)：傳動(dòng)比不準(zhǔn)確、帶壽命低、軸上載荷較大、傳動(dòng)裝置外部尺寸大、效率低。因此，帶傳動(dòng)常適用于大中心距、中小功率、帶速v =525m/s， i7的情況。 原動(dòng)機(jī)的選擇 以電動(dòng)機(jī)為原動(dòng)件，作為動(dòng)力輸入，通過(guò)帶傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)兩級(jí)減速，最終動(dòng)力在一個(gè)錐齒輪上，此時(shí)曲柄與該錐齒輪固結(jié)。一方面，通過(guò)一個(gè)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)壓板的擺動(dòng)。另一方面，通過(guò)一對(duì)錐齒輪嚙合，使動(dòng)力源的旋轉(zhuǎn)方向改變，使得動(dòng)力向上輸入，并最終傳至圓盤，最終實(shí)現(xiàn)圓盤的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)壓板擺動(dòng)，將壓板作為動(dòng)力，一方面，通過(guò)一個(gè)搖桿機(jī)構(gòu)

9、，實(shí)現(xiàn)槽輪機(jī)構(gòu)的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，另一方面，通過(guò)另一個(gè)搖桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)滾墨圓筒的擺動(dòng)。一般機(jī)械采用第二類原動(dòng)機(jī)。在有高壓供給系統(tǒng)的場(chǎng)合可采用液壓馬達(dá)；在有壓縮空氣站及供氣系統(tǒng)的場(chǎng)合，可用氣壓馬達(dá)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。因此我們選用電動(dòng)機(jī)作為平面印刷機(jī)的原動(dòng)機(jī)。5. 1 凸輪機(jī)構(gòu) 0.95-0.972 棘輪機(jī)構(gòu) 0.95-0.973 槽輪機(jī)構(gòu) 0.95-0.974 不完全齒輪機(jī)構(gòu) 0.96-0.985 聯(lián)軸器 0.95-0.99機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖6. 機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖1運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖27. 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)壓板曲柄滑塊機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作精度要求不高，運(yùn)動(dòng)精度高，可以承受較大的壓力，裝配容易

10、適合低速運(yùn)動(dòng)，但效率低且占空間大。經(jīng)比較分析，四桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，設(shè)計(jì)方便，且傳動(dòng)精度能夠滿足預(yù)定的運(yùn)動(dòng)要求，且對(duì)加工的精度要求不高，成本較其它構(gòu)件低，因此決定選擇四桿機(jī)構(gòu)。根據(jù)已知條件，作出下圖，曲柄支點(diǎn)在圓周上，它的位置決定傳力性能，現(xiàn)設(shè)AC1=x，x作為變量，一旦確定了A點(diǎn)的位置，a、b和e也就確定。下面找出a、b和e與設(shè)計(jì)變量x之間的關(guān)系 在AC1C2中 （1） 因?yàn)?所以 又因?yàn)?所以 將 代入 (1) 刷墨滾同雙搖桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)（由壓板聯(lián)動(dòng)的四桿機(jī)構(gòu)）：運(yùn)動(dòng)精確，壓板回程能夠工作，充分利用了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性，提高了機(jī)械效率，但總的傳動(dòng)效率低，占用空間大。通過(guò)對(duì)以上四種執(zhí)行機(jī)構(gòu)

11、進(jìn)行比較分析，四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)可靠，盡管傳動(dòng)效率較低，但能較好的滿足傳遞運(yùn)動(dòng)要求，而凸輪機(jī)構(gòu)加工和設(shè)計(jì)都比較復(fù)雜，導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)干涸需要學(xué)額外的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，對(duì)于四桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)與壓板聯(lián)動(dòng)時(shí)，機(jī)構(gòu)效率較高，且能使機(jī)構(gòu)更加緊湊，因此，我們最終選定了與壓板聯(lián)動(dòng)的四桿機(jī)構(gòu)。蘸墨滾筒棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，運(yùn)動(dòng)可靠且容易在較大范圍內(nèi)調(diào)整棘輪軸每次轉(zhuǎn)過(guò)的角度大小，但是在工作時(shí)有較大的沖擊和噪聲，而且運(yùn)動(dòng)的精度較差且易磨損，不宜用于高速場(chǎng)合，因此我們不選用棘輪機(jī)構(gòu)；而不完全齒輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，每次轉(zhuǎn)過(guò)角度可調(diào)，但是加工精度要求高，而且不存在止回構(gòu)件，因此我們也拒絕了不完全齒輪機(jī)構(gòu)；盡管凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

12、定位精度高，機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，可適應(yīng)高速高精度的分度機(jī)構(gòu)，但是其加工精度要求高，對(duì)裝配、調(diào)整要求嚴(yán)格。相比于以上三種，槽輪雖然傳動(dòng)時(shí)存在柔性沖擊，且槽輪的轉(zhuǎn)動(dòng)不是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，精確度稍低，但是它機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形尺寸小，機(jī)械傳動(dòng)效率高，并能平穩(wěn)、間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)可靠，能夠滿足運(yùn)動(dòng)要求，因此決定選擇槽輪機(jī)構(gòu)。勻墨油盤轉(zhuǎn)動(dòng)槽輪間歇機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)盡管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、運(yùn)動(dòng)可靠，且容易在較大范圍內(nèi)調(diào)整棘輪軸每次轉(zhuǎn)過(guò)的角度的大小，主動(dòng)關(guān)系可互換，動(dòng)程可在較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，動(dòng)停時(shí)間比可通過(guò)選擇合適的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，但是工作時(shí)有較大的沖擊和噪聲，而且運(yùn)動(dòng)精度較差，不宜用于高速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合；而不完全齒輪機(jī)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)

13、單，制造容易，每次轉(zhuǎn)過(guò)角度可調(diào)，但是加工精度要求高，且主、從動(dòng)輪進(jìn)入嚙合時(shí)速度有突變，沖擊力較大；凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)盡管定位精度高，機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，可適應(yīng)高速高精度的分度機(jī)構(gòu)，動(dòng)載荷小，無(wú)剛性和柔性沖擊，適合高速運(yùn)轉(zhuǎn)，無(wú)需定位裝置，定位精度高，但加工精度要求高，對(duì)裝配、調(diào)整要求嚴(yán)格。最終我們選擇確定了槽輪機(jī)構(gòu)，原因是其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形尺寸小，機(jī)械效率高，并能較平穩(wěn)地、間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位，雖然傳動(dòng)時(shí)尚存在柔性沖擊，槽輪的轉(zhuǎn)動(dòng)不是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并且要與刷墨滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行配合，難度較高，常用語(yǔ)速度不太高的場(chǎng)合但是其機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，對(duì)角度的掌控性好，傳遞效率高，加工較方便，因此最終選定了槽輪機(jī)構(gòu)。小結(jié)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是機(jī)械原理課程很重要的一個(gè)組成部分，通過(guò)課程設(shè)計(jì)可以鞏固課本上的理論知識(shí)，將所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行一個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)用，而且進(jìn)一步了解一臺(tái)機(jī)器的是怎么做出來(lái)的，它的功能實(shí)現(xiàn)原理是怎樣的。這對(duì)我們以后的設(shè)計(jì)實(shí)踐是一個(gè)很好