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1、. . . . .机械原理课程设计设计说明书机械原理课程设计说明书设计题目：平面印刷机设计专业班级：机械制造及其自动化5班学号姓名：20110401513顾友忠20112601609黄 旮20111102303张劲夫20110401525张毛鹏指导老师：陈敏均设计日期：2013年7月11日目录1设计任务书42总功能分析53执行机构的选择与比较64传动机构的选择与比较75原动机的选择116机械系统运动简图137机械系统运动循环图158机构设计179小结2410参考文献291. 设计任务书平面印刷机工作要求 ：刷墨滚筒2离开蘸墨滚筒后，蘸墨滚筒1转过一个角度，然后停止转动；当刷墨滚筒滚过匀墨圆盘7
2、后，匀墨圆盘7后转过一个角度，然后停止转动。刷墨滚筒2离开蘸墨滚筒同时，压板6开始向右摆动，当刷墨滚筒到达位置2（右极限位置），压板6到达刚好摆动极限位置，夹纸框4相对压板6向左摆动一个角度，以便装卸书页。刷墨滚筒2由位置2返回到位置1（与蘸墨滚筒1接触）时，压板6摆至左极限位置，刚好与铅字印版3相接触。完成印刷一页，即印刷机完成一个工作循环。原始参数：印刷数量 30/min，蘸墨滚筒，匀墨圆盘7每次转过60，90度，压板摆角45度印刷面积480x325mm，最大工作阻力矩100Nm蘸墨，匀墨各0.02kw 刷墨，压印个0.35kw2. 总功能分解功能要求，运动要求，平压印刷机结构比较简单，体
3、积小，印刷速度慢，大多采用人工输纸方式。适用于印刷八开以下的印件，如各种商标、说明书、包装纸盒、图书封面、彩色插页等。70油辊印头油盘工作原理 平压印刷机工作时平面铅字版固定在垂直位置，平板印头绕其固定轴心摆动，当摆动到垂直位置时，与版面接触进行压印，等压印头倾斜位置时，取出印纸并放入待印的纸张，同时，铅字版在着墨。功能分解图1-1平压印刷机工作情况示意图进行功能分解，即将整个工艺动作过程分解成若干个执行构件的运动（称分功能或功能元），它们按一定的动作顺序来完成印刷。图1-1是平压印刷机主要部件的工作情况示意图，其工艺动作过程要求如下：1）印头：往复摆动，具有急回特性。2）油辊：在油盘处粘墨，
4、给铅字刷墨（直线轨迹）。3）油盘：使油辊上粘墨均匀。运动方案构思由于只有一个动力源，因而实现三个功能运动的机构必须联动，并且其主要动作必须协调。要首先构思实现动作要求的执行机构，然后勾划描述各机构动作协调配合关系的运动循环图，最后按执行路线连成整机，力求结构简单、紧凑。3. 执行机构的选择与比较压板摆动执行机构的选择曲柄滑块机构常用于将曲柄的回转运动变换为滑块的往复直线运动;或者将滑块的往复直线运动转换为曲柄的回转运动。对曲柄滑块机构进行运动特性分析是当已知各构件尺寸参数、位置参数和原动件运动规律时,研究机构其余构件上各点的轨迹、位移、速度、加速度等,从而评价机构是否满足工作性能要求,机构是否
5、发生运动干涉等。曲柄滑块机构具有运动副为低副,各元件间为面接触,构成低副两元件的几何形状比较简单,加工方便,易于得到较高的制造精度等优点,因而我们选择了曲柄滑块机构作为排版摆动执行机构。蘸墨滚筒摆动执行机构与匀墨油盘转动执行机构槽轮机构结构简单，易加工，工作可靠，转角准确，机械效率高。但是其动程不可调节，转角不能太小，槽轮在起、停时的加速度大，有冲击，并随着转速的增加或槽轮槽数的减少而加剧，故不宜用于高速，多用来实现不需经常调节转位角度的转位运动。因此我们选择槽轮机构作为蘸墨滚筒摆动与匀墨油盘转动的执行机构。刷墨滚筒摆动执行机构由压板联动的四杆机构运动精确，压板回程能够工作，充分利用了机构的运
6、动特性，提高了机械效率，但总的传动效率低，占用空间大。因此我们选择由压板联动的四杆机构作为刷墨滚筒摆动执行机构。4. 传动机构的选择与比较不成熟方案1不成熟方案2不成熟方案3机械传动机构，可以将动力所提供的运动的方式、方向或速度加以改变。 传动链传动：传递距离远、准确比如自行车；皮带传动：传递距离远但是功率损耗大易打滑比如输送带、水泵齿轮传动：传递距离短，但是动力大、精确。蜗杆传动是在空间交错的两轴间传递运动和动力的一种传动，两轴线间的夹角可为任意值，常用的为90。蜗杆传动用于在交错轴间传递运动和动力。行星齿轮传动，一个或一个以上齿轮的轴线绕另一齿轮的固定轴线回转的齿轮传动。行星齿轮传动的主要
7、特点是体积小，承载能力大，工作平稳；但大功率高速行星齿轮传动结构较复杂，要求制造精度高。链传动是啮合传动，平均传动比是准确的。它是利用链与链轮轮齿的啮合来传递动力和运动的机械传动。带轮传动图带传动具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力，且其造价低廉、不需润滑、维护容易等特点，在近代机械传动中应用十分广泛。摩擦型带传动能过载打滑、运转噪声低，但传动比不准确（滑动率在2%以下）；同步带传动可保证传动同步，但对载荷变动的吸收能力稍差，高速运转有噪声。 带传动除用以传递动力外，有时也用来输送物料、进行零件的整列等。 带轮传动图带传动特点：优点：传动平稳、结构简单、成本低、
8、使用维护方便、 有良好的挠性和弹性、过载打滑。 缺点：传动比不准确、带寿命低、轴上载荷较大、传动装置外部尺寸大、效率低。因此，带传动常适用于大中心距、中小功率、带速v =525m/s， i7的情况。 原动机的选择以电动机为原动件，作为动力输入，通过带传动，齿轮传动两级减速，最终动力在一个锥齿轮上，此时曲柄与该锥齿轮固结。一方面，通过一个曲柄摇杆机构，实现压板的摆动。另一方面，通过一对锥齿轮啮合，使动力源的旋转方向改变，使得动力向上输入，并最终传至圆盘，最终实现圆盘的间歇转动。此时压板摆动，将压板作为动力，一方面，通过一个摇杆机构，实现槽轮机构的间歇转动，另一方面，通过另一个摇杆机构实现滚墨圆筒
9、的摆动。一般机械采用第二类原动机。在有高压供给系统的场合可采用液压马达；在有压缩空气站及供气系统的场合，可用气压马达机械系统运动简图。因此我们选用电动机作为平面印刷机的原动机。V带传动1=0.94圆柱直齿轮传动（8级精度）2=0.97凸轮机构传动3=0.95-0.97棘轮机构传动4=0.950.97四杆机构传动5=0.969槽轮机构传动6=0.950.97不完全齿轮传动7=0.96-0.981号路线带轮-齿轮-锥齿轮-槽轮 电机的输入功率P1=0.0235kw2号路线带轮-齿轮- 曲柄滑块-刷墨筒 电机的输入功率P2=0.1kw3号路线带轮-齿轮-曲柄滑块-双摇杆-槽轮 电机的输入功率P3=0
10、.0236kw4号路线带轮-齿轮-曲柄滑块-双摇杆-压板 电机的输入功率P4=0.41kw算得电机输入功率 P=P1+P2+P3+P4=0.8671kw电机的转速计算：由公式注：n为电机的转速；（最终的传动比为带轮的传动比乘以齿轮的传动比）； 为执行构件的转速（由给定条件可知=30r/min）。又知=24；=46；故总的传动比=824。因此n=（824）*=（240720）r/min综合P=0.8671kw，n=（240720）r/min；经查电机选型手册可得：选定的电机的型号为：Y2-100L2-8-11 （功率为1.1kw，额定转速为700r/min） 符合要求，下面将对电机的传动比进行分
11、配：由于选定电机额定转速为700r/min，故=n/=23.3，故选定带轮传动比为=4，齿轮传动比=5.83。 5. 1 凸轮机构 0.95-0.972 棘轮机构 0.95-0.973 槽轮机构 0.95-0.974 不完全齿轮机构 0.96-0.985 联轴器 0.95-0.99机械系统运动简图机械系统运动简图1局部6.整体图机械系统运动循环图运动循环图1运动循环图27. 机构设计压板曲柄滑块机构四杆机构：结构简单、制作精度要求不高，运动精度高，可以承受较大的压力，装配容易适合低速运动，但效率低且占空间大。经比较分析，四杆机构结构简单，工作可靠，设计方便，且传动精度能够满足预定的运动要求，且
12、对加工的精度要求不高，成本较其它构件低，因此决定选择四杆机构。曲柄滑块机构如图所示，图中AB为曲柄，设其长度为a，BC为连杆，长度为b，偏心距为e,设k=1.4 H为滑块移动的距离。而K=(180+)/(180-)； 所以 =30根据参数作出下图，C1和C2为滑块的左右极限位置 为极位夹角 在AC1C2中 （1） 因为 所以 又因为 所以 将 代入 (1) 印头压下的时候，t=1.667S,印头压回的时候：t=0.833ST总=2s刷墨滚同双摇杆机构四杆机构（由压板联动的四杆机构）：运动精确，压板回程能够工作，充分利用了机构的运动特性，提高了机械效率，但总的传动效率低，占用空间大。通过对以上四
13、种执行机构进行比较分析，四杆机构运动可靠，尽管传动效率较低，但能较好的满足传递运动要求，而凸轮机构加工和设计都比较复杂，导杆机构干涸需要学额外的传动机构，对于四杆机构，当与压板联动时，机构效率较高，且能使机构更加紧凑，因此，我们最终选定了与压板联动的四杆机构。蘸墨滚筒棘轮机构棘轮机构结构简单，制造容易，运动可靠且容易在较大范围内调整棘轮轴每次转过的角度大小，但是在工作时有较大的冲击和噪声，而且运动的精度较差且易磨损，不宜用于高速场合，因此我们不选用棘轮机构；而不完全齿轮机构结构简单，制造容易，每次转过角度可调，但是加工精度要求高，而且不存在止回构件，因此我们也拒绝了不完全齿轮机构；尽管凸轮式间歇运动机构定位精度高，机构结构紧凑，可适应高速高精度的分度机构，但是其加工精度要求高，对装配、调整要求严格。相比于以上三种，槽轮虽然传动时存在柔性冲击，且槽轮的转动不是匀速转动，精确度稍低，但是它机构结构简单，外形尺寸小，机械传动效率高，并能平稳、间歇
