平壓印刷機(jī)-機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告書

/XX民族大學(xué)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書平壓印刷機(jī)起止日期：2012年6月18日至2012年6月30日學(xué)生姓名班級學(xué)號成績指導(dǎo)教師<簽字>機(jī)械工程學(xué)院〔系2012年06目錄一、平壓印刷機(jī)的功能及設(shè)計(jì)要求3二、工藝動作分解4三、運(yùn)動機(jī)構(gòu)的選擇與比較5四、設(shè)計(jì)方案一6五、設(shè)計(jì)方案二〔主方案7六、動力傳動分析11七、動力系統(tǒng)參數(shù)12八、運(yùn)動循環(huán)圖12九、方案評價13十、參考資料13一：平壓印刷機(jī)的功能及設(shè)計(jì)要求1.功能總功能要求：印制各種資料名片表格。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(jī)中的"圖章"是不動的,紙張貼近時完成印刷。3平壓印刷機(jī)的主要工藝動作：裝有白紙的平面印頭往復(fù)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。2.原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求1實(shí)現(xiàn)印頭、油輥、油盤運(yùn)動的機(jī)構(gòu)由一個電動機(jī)帶動,通過傳動系統(tǒng)使其具1600-1800次/h印刷能力。2電動機(jī)功率N=0.75kW、轉(zhuǎn)速n電=910r/min,電動機(jī)可放在機(jī)架的左側(cè)或底部。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(yùn)動到鉛字版下端的擺角為1100。油盤直徑為400mm,油輥起始位置就在油盤邊緣。6要求機(jī)構(gòu)的傳動性能良好,結(jié)構(gòu)緊湊,易于制造。二：工藝動作分解1.根據(jù)上述分析,平壓印刷機(jī)要求完成的工藝動作有以下四個動作：1裝夾白紙：采用手動加紙。2印頭擺動：采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu),與油輥的滾動行成聯(lián)動。3油輥滾動：采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu),與印頭的擺動行成聯(lián)動。4油盤轉(zhuǎn)動：用一對渦輪蝸桿傳動,和不完全齒輪機(jī)構(gòu)。2.平壓機(jī)構(gòu)的基本構(gòu)造：圖2-2注：圖中油盤右側(cè)邊緣應(yīng)與處于豎直位置的油輥表面相交其中為印頭擺角,為油輥擺角。因此,平壓印刷機(jī)的運(yùn)動方案設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮印頭擺動、油輥滾動、油盤轉(zhuǎn)動這三個機(jī)構(gòu)的選型和設(shè)計(jì)問題。三：運(yùn)動機(jī)構(gòu)的選擇與比較傳動機(jī)構(gòu)的選擇與比較印頭的擺動優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)四桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單,制作精度低,運(yùn)動精度高,可以承受較大的壓力,裝配容易,適合低速運(yùn)動效率較低,占用空間大導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)小的整體構(gòu)架能實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的預(yù)期運(yùn)動較難做到較小的級位夾角,且需要用齒輪機(jī)構(gòu)嚙合,變速體積大,質(zhì)量大凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單,合理的輪廓表面設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)復(fù)雜的機(jī)械運(yùn)動,高副接觸,不能承受過大壓力不能承受較大壓力,制造復(fù)雜,適合高速機(jī)構(gòu)傳動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇與比較油輥的擺動優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)與印頭聯(lián)動的四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動精確,印頭回程時工作,充分利用了機(jī)構(gòu),提高了機(jī)構(gòu)效率機(jī)構(gòu)效率低下四桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單,容易制造,運(yùn)動精度高,可以承受較大壓力,裝配容易,應(yīng)用于中低速場合為保證兩輪轉(zhuǎn)動的配合,制造較復(fù)雜,尺寸大,機(jī)構(gòu)效率低凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單,合理的輪廓表面設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)復(fù)雜的機(jī)械運(yùn)動,高副接觸,不能承受過大壓力凸輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)角要小于90°,故還需一個齒輪傳動機(jī)構(gòu)變換角度,機(jī)構(gòu)效率低導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)整體構(gòu)架小導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)角要小于90°,故還需一個齒輪傳動機(jī)構(gòu)變換角度,機(jī)構(gòu)效率低四：設(shè)計(jì)方案一機(jī)構(gòu)簡圖圖4-12.方案描敘及評價如圖,印頭與油輥均采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu),按給定的設(shè)計(jì)要求和機(jī)構(gòu)的急回特性,印頭的擺角為70°,級位夾角為10°,油輥的擺角為110°,為使印頭與油輥工作協(xié)調(diào),避免運(yùn)動時兩者發(fā)生干涉,取油輥的級位夾角為20°按此方案設(shè)計(jì)的構(gòu)件結(jié)構(gòu)簡單,易于制造,但是運(yùn)轉(zhuǎn)速度不平穩(wěn),不利于涂墨均勻,對印刷機(jī)的印刷質(zhì)量有很大的影響,且印頭與油輥需分別控制,傳動性能差,效率低下。五：設(shè)計(jì)方案二〔主方案1.設(shè)計(jì)思路1通過一個滑塊的運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)兩個搖桿的同時轉(zhuǎn)動2滑塊通過一個曲柄滑塊機(jī)構(gòu)來驅(qū)動3滑塊正反行程時間的計(jì)算因?yàn)橛☆^返回行程與工作行程的平均速度之比即印頭的行程速比系數(shù)K=1.118又K=〔180°+/〔180°-〔所以印頭的級位夾角,又已知電動機(jī)轉(zhuǎn)速n電=910r/min所以印頭轉(zhuǎn)動的頻率為34*60/910=2.242〔″〔注：總傳動比為34由于印頭與滑塊聯(lián)動,所以滑塊來回移動的頻率為2.242″,滑塊正反行程時間之比=K設(shè)滑塊反行程時間y″,正行程時間x″有x+y=2.242x/y=1.118反行程y=1.059″正行程x=1.183″2.印頭的尺寸計(jì)算級位夾角為10°根據(jù)機(jī)構(gòu)倒置法確定E點(diǎn)位置,取EF垂直FO2且FO2與EF固接,然后再E點(diǎn)鉸接鉸鏈,以此來實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的聯(lián)動圖5-2根據(jù)余弦定理有AE2=X2+AF2-2*X*AF*cos34°BC2=X2+BD2-2*X*BD*cos80°AE=BCX=45mm3.油輥與印頭的整體尺寸圖5-34.油輥機(jī)架和油盤位置的確定1A、B、C三點(diǎn)位置確定O1位置2油盤傾角為63°,且油盤右邊緣與處于豎直位置的油輥相交圖5-4〔圖中單位均為cm5.曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的尺寸計(jì)算圖5-5極位夾角為10°取偏心距e=64mm如圖所示,可得圓的半徑r=160/〔2*sin10°,圓心到水平直線AB的距離h=160/〔2*tan10°,過機(jī)架O點(diǎn)作一條水平直線,圓心到水平線AB的垂線截這條直線的長度h1=,又AO2=642+〔h1-802BO2=642+〔h1+802AO=180.18BO=334.61BC=257.40OC=77.226.油盤運(yùn)動1采用一對渦輪蝸桿傳動,保證傾斜面內(nèi)油盤的轉(zhuǎn)動2利用不完全齒輪機(jī)構(gòu),使油盤間歇性的轉(zhuǎn)動,提高傳動效率由圖6-2及動力系統(tǒng)參數(shù)可知,帶動油盤作間歇性轉(zhuǎn)動的不完全齒輪的參數(shù)如下：主動輪E的分度圓直徑d是36mm,從動輪F的分度圓直徑d是144mm,兩輪的模數(shù)m=2從運(yùn)動循環(huán)圖可知,當(dāng)主動輪E轉(zhuǎn)一圈即360°時,從動輪F轉(zhuǎn)5/24圈即75°又齒輪齒數(shù)z=d/m,所以若齒輪E、F為一般常規(guī)齒輪時,齒數(shù)分別為18、72現(xiàn)假設(shè)齒輪E的齒為不完全,其完整齒數(shù)為X,其余部分為凸鎖止弧,齒輪F所有齒全部為內(nèi)凹鎖止弧則X*360°=72*75°〔X因此不完全齒輪的設(shè)計(jì)為：主動輪：直徑36mm,模數(shù)2,齒數(shù)為15,其余為凸鎖止弧從動輪：直徑144mm,模數(shù)2,齒數(shù)為72,即所有齒全部轉(zhuǎn)換成與主動輪相嚙合的凹鎖止弧7.主方案最終機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡圖圖5-78.主方案評價1傳動平穩(wěn),傳動性能好,有利于油輥沾墨、刷墨和印頭印刷2尺寸小、重量輕,機(jī)構(gòu)簡單,容易制造,使用壽命長3油輥與印頭由一個滑塊來控制,傳動效率高與方案一比較即知,應(yīng)采用方案二作為主方案。六：動力傳動分析1.總傳動比的確定因?yàn)橛∷C(jī)的印刷能力為1600-1800次/小時,所以印刷頻率為2.00″-2.25″,即曲柄轉(zhuǎn)動的頻率為2.00″-2.25″已知電動機(jī)轉(zhuǎn)速n電=910r/min設(shè)傳動比為X,則X*60/910〔2.00,2.25X〔30.33,34.13為便于設(shè)計(jì)與計(jì)算,取傳動比為34因此曲柄的轉(zhuǎn)動頻率為34*60/910=2.242符合印刷頻率2.傳動比的分配由總傳動比可知電動機(jī)的轉(zhuǎn)速是曲柄的34倍1經(jīng)過一對直徑比為8.5的帶輪來降低1/8.5倍速度,用一對分度圓直徑比是4的齒輪來降低1/4的倍速度,得到滿足傳動比的曲柄轉(zhuǎn)速2通過一對渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)把軸1的水平轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成軸3的豎直轉(zhuǎn)動〔保持傳動比不變,然后用一對分度圓直徑比是4的不完全齒輪來降低1/4的倍速度,得到滿足傳動比的間歇機(jī)構(gòu)〔油盤機(jī)構(gòu)圖6-2七：動力系統(tǒng)參數(shù)模數(shù)m直徑D/mm轉(zhuǎn)速N/r/s帶輪130帶輪2255主動軸1251.7843軸2250.4461軸3251.7843軸4250.4461齒輪A52000.4461齒輪B5501.7843齒輪E2361.7843齒輪F21440.4461圓錐齒輪C52001.7843圓錐齒輪D52001.7843八：運(yùn)動循環(huán)圖印頭與油輥機(jī)構(gòu)已知印頭與油輥由一個滑塊來帶動,滑塊又通過一個級位夾角10°的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)來驅(qū)動如圖5-7,當(dāng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動到圖示位置時,設(shè)周轉(zhuǎn)副O(jiān)3所對應(yīng)的軸的轉(zhuǎn)角為分配軸轉(zhuǎn)角,并令此時的分配軸轉(zhuǎn)角為0°,以逆時鐘方向?yàn)檎?。所以?dāng)滑塊由B滑動到A時,分配軸往逆時鐘方向轉(zhuǎn)過170°,印頭退回,油輥給鉛字版刷油墨當(dāng)滑塊由B滑回到A時,分配軸繼續(xù)往逆時鐘方向轉(zhuǎn)過190°,印頭印字,油輥退回從油盤上沾墨油盤機(jī)構(gòu)如圖5-4,此時油輥處于豎直位置,也是運(yùn)動的最右端,油輥與油盤的右邊緣相接,油盤直接為40cm,油盤與油輥的夾角為63°,油輥的長度為56cm當(dāng)油輥運(yùn)動到油盤的最左端時,設(shè)油盤截油輥的長度為X,油輥轉(zhuǎn)過的角度為根據(jù)余弦定理,X2=402+562-2*40*56*cos63°X=52〔cmCos=〔562+X2-402/〔2*56*X又由于油輥的擺角為110°,油輥在退回過程中沾墨,此過程中分配軸往逆時鐘方向轉(zhuǎn)過190°,所以在油輥沾墨的這一段時間內(nèi)分配軸轉(zhuǎn)過的角度=〔43.3/110*190=75〔°平壓印刷機(jī)的運(yùn)動循環(huán)圖〔直線型分配軸轉(zhuǎn)角0°50°100°150°170°200°250°285°300°360°印頭機(jī)構(gòu)印頭退回印頭印字油輥機(jī)構(gòu)油輥給鉛字版刷油墨油輥退回沾油墨油盤機(jī)構(gòu)油盤靜止油盤轉(zhuǎn)動九：方案評價運(yùn)動的精確性：由于印頭和油輥的曲柄滑塊聯(lián)動機(jī)構(gòu)都是按照使傳動系統(tǒng)具有1600-