平壓印刷機設(shè)計說明書

1、目 錄第一章 設(shè)計任務(wù)書。2第二章 功能分解與運動循環(huán)圖。3第三章 機械運動方案的選擇比較。4第四章 電動機選定及擬訂機械傳動方案擬定。8第五章 執(zhí)行機構(gòu)尺寸的綜合。9第六章 往復擺動執(zhí)行機構(gòu)進行運動分析。13第七章 附錄。14附錄1 MATLAB計算位移、速度、加速度的（.M文件）程序與圖片。14附錄2 位移，速度，加速度MATLAB繪圖程序及圖片。15附錄3位移，速度，加速度的C語言程序及其圖片結(jié)果。16附錄4油輥運動（印頭）設(shè)計的C語言程序與結(jié)果圖片。18附錄5印頭與油輥連接四桿機構(gòu)的MATLAB程序與圖片。20第八章 課程設(shè)計小結(jié)。22第九章 參考文獻。23第一章 設(shè)計任務(wù)書1設(shè)計題目

2、平壓印刷機運動方案和主要機構(gòu)設(shè)計。2 工作原理及工藝動作過程平壓印刷機是一種簡易印刷機，適用于印刷八開以下的印刷品。它的工作原理：將油墨刷在固定的平面鉛字版上，然后將裝了白紙的平面印頭緊密接觸而完成一次印刷。其工作過程猶如蓋圖章，平壓印刷機中的“圖章”是不動的，紙張貼近時完成印刷。平壓印刷機需要實現(xiàn)三個動作：裝有白紙的平面印頭往復擺動，油輥在固定鉛字版上上下滾動，油盤轉(zhuǎn)動使油輥上油墨均勻。3 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求1） 實現(xiàn)印頭、油輥、油盤運動的機構(gòu)由一個電動機帶動，通過傳動系統(tǒng)使其具1600-1800次/h印刷能力。2） 電動機功率N=0.75kW、轉(zhuǎn)速n電=910r/min，電動機可放在機架的

3、左側(cè)或底部。3） 印頭擺角為700，印頭返回行程和工作行程的平均速度之比K=1.118。4） 油輥擺動自垂直位置運動到鉛字版下端的擺角為1100。5） 油盤直徑為400mm，油輥起始位置就在油盤邊緣。6） 要求機構(gòu)的傳動性能良好，結(jié)構(gòu)緊湊，易于制造。7）4 設(shè)計任務(wù)1) 確定總功能，并進行功能分解。2) 根據(jù)工藝動作要求擬定運動循環(huán)圖。3) 進行印頭、油輥、油盤機構(gòu)及其相互連接傳動的選型。4) 按選定的電動機及執(zhí)行機構(gòu)運動參數(shù)擬訂機械傳動方案。5) 畫出機械運動方案簡圖。（A1）6) 對執(zhí)行機構(gòu)進行尺寸綜合。7) *對往復擺動執(zhí)行機構(gòu)進行運動分析，繪制從動件位移、速度、加速度線圖。（A3）8)

4、 編寫設(shè)計說明書。第二章 功能分解與運動循環(huán)圖一：本機構(gòu)實現(xiàn)三個動作。1.裝有白紙的平面印頭往復擺動2.油輥在固定鉛字板上上下滾動3.油盤轉(zhuǎn)動使油輥上油墨均勻二：功能分解與運動循環(huán)圖：1.主軸轉(zhuǎn)動，油輥向下運動，印頭離開固定鉛字板返回（可以取出打印了的紙張），油盤轉(zhuǎn)動涂抹油輥；2.油輥離開油盤，涂抹固定鉛字板，印頭還處于返回行程，油盤停止；3.油輥向上返回，印頭向固定鉛字板靠近，處于工作行程油盤輥還處于靜止狀態(tài)；4.油輥繼續(xù)向上，油盤開始轉(zhuǎn)動，涂抹油輥，印頭繼續(xù)靠近固定鉛字板完成打印，油輥回到起始位置，完成一次印刷過程。第三章 機械運動方案的選擇比較一執(zhí)行機構(gòu)的機構(gòu)類型1.印頭、油輥、油盤機構(gòu)

5、類型機構(gòu)名稱可選的機構(gòu)類型印頭曲柄搖桿（四桿機構(gòu)），凸輪，曲柄滑塊油輥曲柄搖桿（四桿機構(gòu)），曲柄滑塊油盤不完全齒輪，槽輪2.連接傳動類型方案方案一：兩個曲柄搖桿分別實現(xiàn)印頭和油輥的運動1）曲柄搖桿機構(gòu)可以實現(xiàn)印頭的往復擺動（相應的尺寸計算見附錄4 ）印頭曲柄搖桿機構(gòu)圖（單位：cm）3）曲柄搖桿機構(gòu)可以實現(xiàn)油輥的往復擺動（相應的尺寸計算見附錄4 ）曲柄曲柄搖桿機構(gòu)圖（單位：cm）4）兩個曲柄搖桿分別實現(xiàn)印頭和油輥的運動組合圖相互獨立時印頭和油輥的運動組合圖方案二：由凸輪帶動印頭運動,印頭的擺動又作為油輥的主動件，將印頭和油輥的運動聯(lián)系起來，推程和回程角度經(jīng)過計算分別為190（計算為360*1.1

6、18/2.118）、170（計算為360/2.118）, 滿足k=1.118,印頭始終貼近凸輪運動。凸輪帶動時印頭和油輥的運動組合圖方案三：由同一個滑塊組成三個曲柄滑塊，兩個分別實現(xiàn)印頭和油輥相應角度的轉(zhuǎn)動，另一個曲柄滑塊用于傳動。曲柄滑塊帶動時印頭和油輥的運動組合圖方案四：用曲柄搖桿使印頭轉(zhuǎn)動，然后用與印頭相連的搖桿作為主動件與油輥構(gòu)成四桿機構(gòu)實現(xiàn)油輥的相應角度轉(zhuǎn)動。（最終使用方案）聯(lián)動時印頭和油輥的運動組合圖3.方案間的比較：1. 對于方案一，兩個曲柄搖桿單獨作用，機構(gòu)簡單，制造容易，傳遞載荷較大；但運轉(zhuǎn)速度不平穩(wěn)，印頭、油輥需分別控制，傳動性能差。2對于方案二，凸輪帶動，機構(gòu)緊湊；制造復

7、雜，凸輪傳動效率差，加工不便，容易磨損。3. 對于方案三，曲柄滑塊帶動，傳動平穩(wěn)，機構(gòu)簡單；但作用力集中于滑塊，易損壞。4. 對于 方案四，兩個四桿機構(gòu)經(jīng)過連接實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)緊湊，機構(gòu)簡單，制造容易，工作可靠，傳遞載荷較大。相比下，方案四相對與方案一實現(xiàn)了印頭和油輥的聯(lián)動，避免了干涉碰撞；相對與方案二結(jié)構(gòu)簡單，加工容易；相對與方案三作用力不在同一個點上，不易損壞；選擇方案四最好。4.圓盤轉(zhuǎn)動間歇機構(gòu)的比較選擇1）不完全齒輪：結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，從動件可實現(xiàn)較大范圍的單向間歇傳動，但嚙合開始和終止時有沖擊，傳動不平穩(wěn)2）槽輪間歇機構(gòu)：結(jié)構(gòu)簡單，從動件轉(zhuǎn)位較平穩(wěn)，而且可實現(xiàn)任意等時的單向間歇轉(zhuǎn)動，當撥

8、盤轉(zhuǎn)速較高時，動載荷較大相比之下，油盤轉(zhuǎn)速不大，撥盤轉(zhuǎn)速也不高，沒有出現(xiàn)動載荷較大的情況，傳動又平穩(wěn)，所以選擇槽輪間歇機構(gòu)作為圓盤轉(zhuǎn)動間歇機構(gòu)的比較好第四章 電動機選定及擬訂機械傳動方案擬訂1.周期的選定1.根據(jù)印頭往復擺動的要求：1）印頭返回行程和工作行程的平均速度之比K=1.118，可算出極位夾角為10；2）由傳動系統(tǒng)使其具1600-1800次/h印刷能力及印頭返回行程和工作行程的平均速度之比K=1.118的要求；假設(shè)一個周期為2.118 S ，得到的印刷能力為1700次/h，符合要求。2.電動機的選定：查機械原理課程設(shè)計的電動機表得0.75kw，910r/min的電動機型號為Y90S6。

9、3.傳動比的計算：1）印頭和油輥2.118S完成一次印刷，即印頭和油輥執(zhí)行機構(gòu)的轉(zhuǎn)速為1/2.118r/s, 經(jīng)計算得傳動比為32（即910/60/(1/2.118)）；2）油盤油盤的轉(zhuǎn)動采用對稱式的，即主動齒輪旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，從動輪完成1/2轉(zhuǎn)，經(jīng)計算得傳動比為64（即910/60/(0.5/2.118)）。4.機械運動方案簡圖的繪制5.換向齒輪的參數(shù)：m=2.5mm,z1=12,z2=32第五章 執(zhí)行機構(gòu)尺寸的綜合1.確定油輥的位置：根據(jù)油輥和油盤的要求，首先在360百科搜索到八開紙的尺寸，正度為389mm*273mm,固定鉛字板的尺寸設(shè)計為400mm*400mm,相應尺寸經(jīng)計算了l=20/si

10、n200 =54.95cm,設(shè)計如下圖油輥、油盤和固定鉛字板相對位置圖（單位：cm）2印頭油輥連接四桿機構(gòu)的計算比較與選擇：（相應的尺寸計算過程見附錄5）（1） 93度的印頭油輥連接四桿機構(gòu)(2) 92度的印頭油輥連接四桿機構(gòu)（該尺寸比例傳動角較好）(3) 91.5度的印頭油輥連接四桿機構(gòu)(4) 91度的印頭油輥連接四桿機構(gòu)(5) 89度的印頭油輥連接四桿機構(gòu)3圓盤轉(zhuǎn)動間歇機構(gòu)4) 最終機構(gòu)尺寸綜合第六章 往復擺動執(zhí)行機構(gòu)進行運動分析1.印頭和油輥的加速度、速度和位移的走勢是一樣的，印頭的返回行程與工作行程的平均速度之比是K=1.118；油輥從最低位置向上與從起始位置向下到最低位置的平均速度之

11、比也是K=1.118。2.對往復擺動執(zhí)行機構(gòu)進行運動分析，繪制從動件位移、速度、加速度線圖（起始位置為00）（具體計算過程見附錄1、2、3）3.還有一種簡單重復，工作量極大地方法：主動曲柄每旋轉(zhuǎn)100（或者5），就畫出印頭和油輥的位置，量出位移按順序在Excle的一列上記錄好好，然后用公式求出速度，求出速度了再求加速度，最后描點連線。附錄1MATLAB計算位移、速度、加速度的（.M文件）程序與圖片按照課本3839頁的公式寫的，但結(jié)果與實際有誤差1.相關(guān)計算程序.M文件l1=0.0050;%l1,l2,l3,l4與書本相同,單位為 米l2=0.03263;l3=0.0100;l4=0.02943

12、;a11=30.0%a1為主動桿的位移角度,單位為 度a1=(a11/180.0*pi);%a1為主動桿的位移角度,單位為radw1=2.0*pi/2.118;%w1為主動桿的角速度A=2*l1*l3*sin(a1);B=2*l3*(l1*cos(a1)-l4);C=l22-l12-l32-l42+2*l1*l4*cos(a1);a3=(atan(A-sqrt(A2+B2-C2)/(B-C)/2 %注意正負號，求從動桿位移a2=asin(l3*sin(a3)-l1*sin(a1)/l2);%求連桿位移w3=w1*l1*sin(a1-a2)/(l3*sin(a3-a2)%求從動桿角速度w2=-w

13、1*l1*sin(a1-a3)/(l2*sin(a2-a3);%求連桿角速度u3=(w12*l1*cos(a1-a2)+w22*l2-w32*l3*cos(a3-a2)/(l3*sin(a3-2)%求從動桿角加速度2.相關(guān)計算的圖片附件2位移，速度，加速度MATLAB繪圖程序及圖片1.相關(guān)計算程序.M文件x=0,10,30,60,90,120,150,190,210,240,270,300,330,360,370;y=45,40,47,52,66,83,98,110,97,85,70,61,55,45,40 ;%分別寫入相對應的位移，速度，加速度值 figure(1)plot(x,y)hold

14、 onplot(x,y,rx)2.相關(guān)計算的圖片附錄3位移，速度，加速度的C語言程序及其圖片結(jié)果按照課本3839頁的公式寫的，但結(jié)果與實際有誤差1.相關(guān)C語言程序：#include#includeint main()double p,l1,l2,l3,l4,i1,i2,i3,i11,i31,w1,w2,w3,u1,u2,u3,m,n,l;double y1,y2,y3,y4,j1,j2,j3,j11,j31,g1,wy1,wy2,wy3,uy1,uy2,uy3,my,ny,ly;p=3.1415927/180.0;l1=0.005000;l2=0.032632368;l3=0.010000;l

15、4=0.029432368;w1=2.0*p*180.0/2.118;i1=10.0*p;/改變角度求解/for(i1=0;i1361.0*p;i1=i1+5.0*p)/主動桿的旋轉(zhuǎn)角/m=2*l1*l3*sin(i1);n=2*l3*(l1*cos(i1)-l4);l=pow(l2,2)-pow(l1,2)-pow(l3,2)-pow(l4,2)+2*l1*l4*cos(i1);i3=2*(atan(m-sqrt(pow(m,2)+pow(n,2)-pow(l,2)/(m-l);/atan注意正負i2=asin(l3*sin(i3)-l1*sin(i1)/l2);w3=w1*l1*sin(i

16、1-i2)/(l3*sin(i3-i2);w2=-w1*l1*sin(i1-i3)/(l2*sin(i2-i3);u3=(pow(w1,2)*l1*cos(i1-i2)+pow(w2,2)*l2-pow(w3,2)*l3*cos(i3-i2)/(l3*sin(i3-i2);/加速度u2=-(pow(w1,2)*l1*cos(i1-i3)-pow(w2,2)*l2*cos(i2-i3)+pow(w3,2)*l3)/(l3*sin(i2-i3);/加速度i11=i1/p;/轉(zhuǎn)換回單位度i31=i3/p;/轉(zhuǎn)換回單位度 printf(i11=%f,i3=%f,w3=%f,u3=%f,i31=%fn,

17、i11,i3,w3,u3,i31);/印頭主動件的位移，從動件位移，從動件速度，從動桿件加速度/return 0;2.相關(guān)圖片附錄4油輥運動（印頭）設(shè)計的C語言程序與結(jié)果圖片根據(jù)課本136頁內(nèi)容編寫1.相關(guān)C語言計算程序#include#includeint main()double pi,a,b,c,d,bj,jj,g,m,n,ab,cd,abh,abc;pi=3.1415926;a=10.0; /主動曲柄c=13.0; /搖桿bj=110.0/2.0; /擺角的1/2jj=20.0; /極位夾角g=2.0*c*sin(bj*pi/180.0);b=sqrt(0.5*pow(g,2)-(1.

18、0+cos(jj*pi/180.0)*pow(a,2)/(1-cos(jj*pi/180.0);m=acos(pow(g,2)+4*a*b)/(2.0*g*(a+b); n=90.0*pi/180.0-m-bj*pi/180.0;d=sqrt(pow(a+b,2)+pow(c,2)-2.0*(a+b)*c*cos(n);ab=a+b;cd=c+d;abh=a+b;abc=b-a;printf(a=%fnb=%fnc=%fnd=%fn,a,b,c,d);printf(最長與最短桿長之和a+b=%fn其余兩桿長度之和c+d=%fn,ab,cd);printf(a與b之和 abh =%fna與b之差

19、 abc =%fn,abh,abc);return 0;2.相關(guān)計算圖片附錄5印頭與油輥連接四桿機構(gòu)的MATLAB程序與圖片根據(jù)課本134頁編寫1.相關(guān)計算過程 A=cos(pi*45/180) cos(0) 1;cos(pi*91.5/180) cos(pi*12/180) 1;cos(pi*155/180) cos(pi*40/180) 1; b=cos(pi*45/180) cos(pi*80/180) cos(pi*115/180);b=cos(pi*45/180) cos(pi*80/180) cos(pi*115/180); b=cos(pi*45/180) cos(pi*80/180) cos(pi*115/180); clear A=cos(pi*45/180) cos(0) 1;cos(pi*91.5/180) cos(pi*11.5/180) 1;cos(pi*155/180) cos(pi*40/180) 1; b=cos(pi*45/180) cos(pi*80/180) cos(pi*115/180);B=A b; B=A b; X=AbX = 0.