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1、机械原理课程设计任务书 一、设计题目设计平台印刷机的版台的传动机构1及滚筒的传动机构2。平台印刷机的工作原理是复印原理，即将铅版上凸出的痕迹借助于油墨压印到纸张上。平台印刷机一般由输纸、着墨（即将油墨均匀涂抹在嵌于版台上的铅版上）、压印、收纸等四部分组成。如图所示（1），平台印刷机的压印动作是在卷有纸张的滚筒与嵌有铅版的半台之间进行的。整部机器中各机构的运动均由同一电动机驱动。运动由电动机经过减速装置I 后分成两路，一路经传动机构1带动版台作往复直线运动，另一路经传动机构2带动滚筒作回转运动。当版台与滚筒接触时，在纸张上压印出字迹或图形。版台工作行程中有三个区段。在第一区段中，送纸、着墨机构相
2、继完成输纸、着墨作业；在第二区段，滚筒和版台完成压印动作；在第三区段中，收纸机构进行收纸作业。二、技术参数和设计要求 （1）要求构思合适的机构反感实现平台印刷机的主运动；版台作往复直移运动，滚筒作连续或间歇转动；（2）为了保证印刷质量，要求在压印过程中，滚筒与版台之间无相对滑动，即在压印区段，滚筒表面点的线速度与版台的移动速度相等； （3）为保证整个幅面上的印痕浓淡一致，要求版台在压印区内的速度变化限制在一定的范围内（应尽可能小）；（4）平台印刷机分为低速型和高速型两种类型，两种类型任选一种进行设计。低速型所要求实现的生产率19202000张/小时、版台往复运动的行程长度为730mm，压印区段
3、长度为440mm，滚筒直径为232mm，电动机功率为1.5kw，转速为940r/min。高速型所要求实现的生产率为40005000张/小时、版台往复运动的行程长度为795mm，压印区段长度为415mm，滚筒直径为350mm，电动机功率为3.0kw，转速为1450 r/min。 （5）要求机构传动性能良好，结构紧凑，制造方便。三、设计任务（1）进行版台的传动机构1及滚筒的传动机构2的选型；（2）根据动作顺序和协调要求拟订运动循环图；（3）根据选定的原动机构和执行机构的运动参数拟定机械传动方案；（4）机械运动方案评定和选择；（5）对机械传动系统和执行机构进行尺寸计算；（6）进行上机分析，检验设计方
4、案（7）画出机械运动方案简图、运动循环图和传动方案图；（8）完成设计计算说明书一份。四、工作计划与进度安排步骤内容要求时间1上课、熟悉题目分组、了解题目、查找资料1天2方案设计、分析一人一方案、分组比较2天3尺寸综合、绘图图解法、解析法等2天4上机计算上机调试出结果3天5整理说明书、图纸说明书统一格式1天6答辩交说明书、图纸1天教学负责人： 指导教师： 年 月 日 辽东学院机械原理课程设计 目录一、平台印刷机的工作原理及设计要求1二、机构运动简图或设计方案的拟定和比较2三、机构尺寸的设计6四、运动循环图21五、传动系统方案设计22六、设计总结23参考文献24一、平台印刷机的工作原理及设计要求1
5、.工作原理及工艺动作过程 平台印刷机的工作原理是复印原理，即将铅版上凸出的痕迹借助于油墨压印到纸张上，平台印刷机一般有输纸、着墨（即将油墨均匀涂抹在嵌于版台上的铅版上）、压印、收纸等四部分组成。2、原始数据及设计要求 要求构思合适的机构方案实现平台印刷机的主运动：版台作往复直移运动，滚筒作连续间歇转动 为了保证印刷质量，要求在压印过程中，滚筒与版台之间无相对滑动，即在压印区段，滚筒表面点的线速度与版台移动速度相等。 为保证整个幅面上的印痕浓淡一致，要求版台在压印区内的速度变化限制在一定的范围内（应尽可能小）； 不同类型的平台印刷机的要求实现的生产率（即每小时印刷张数），版台往复运动的行程长度及
6、其他设计参数要求机构传动性能良好，结构紧凑，制造方便注：平台印刷机设计参数分低速型和高速型，低速型所要求实现的生产率19202000张/小时、版台往复运动的行程长度为730mm，压印区段长度为440mm，滚筒直径为232mm，电动机功率为1.5kw，转速为940r/min。高速型印刷生产率为40005000张/小时、版台往复运动的行程长度为795mm，压印区段长度为415mm，滚筒直径为350mm，电动机功率为3.0kw，转速为1450 r/min。二、机构运动简图或设计方案的拟定和比较根据任务要求，为便于版台与滚筒的运动达到俩功能好的配合与要求，现比较以下设计方案：1、版台运动执行机构选型：
7、由设计要求，版台应作较大行程往复运动，且尽可能便工作行程中有一段匀速运动（压印区段）。并有急回特性，可以采用平面六杆机构、曲柄滑块机构齿轮出挑组合机构、双曲柄曲柄滑块齿轮齿条组合机构、齿轮可作轴向移动的齿轮齿条机构等。（1）六杆机构的结构比较简单，加工制造比较容易，且有急回特性和扩大行程的作用。但由于构件数较多，经济够刚性差，不易用于高速，对此机构的分析计算比较复杂 因此，可将基本机构组合起来加以考虑满足设计要求，具体方案可构思如下：方案1： 曲柄滑块齿轮齿条组合机构。如图2-1 所示机构由偏置曲柄滑块机构与齿轮齿条机构串联而成，其中齿条为固定齿条，上齿条与版台固定在一起，该组合机构的主要特点
8、：由齿轮齿条机构实现运动的放大，版台行程是滑块铰链中心点c的行程两倍；而偏置曲柄滑块机构便上齿条（版台）的往复运动是有急回特性。图2-1方案2：六杆机构，结构简单，加工制造容易，按台的速度是变化的，有急回特性。图2-2方案3：齿轮可作轴向移动的齿轮齿条机构 其齿轮齿条机构的上下齿条均可移动，且都与版台固接在一起，当采用凸轮机构的拨动齿轮沿其轴向滑动时，可使齿轮时而与上齿条哈合，而与下齿条哈合，实现版台的往复以内动。若齿轮做等速转动，则版台作等速往复运动。这将有利于提高印刷质量，使整个印刷幅面的印痕浓淡一致。但由于齿轮的拨动机构较复杂，故只在印刷幅面较大，且对饮恨浓淡均匀性要求较高的采用。图2-
9、32、滚筒回转机构的选型（1）转停式滚筒的齿轮齿条传动机构。如图2-4所示，由版上的齿条带动滚筒上的齿轮实现版台和滚筒间的纯滚动。该机构结构简单，易于保证速度同步的要求，但当版台空回时，滚筒应停止转动，因而需要增加滚筒与版台间的脱离机构和版台的定位机构，以便版台空回时滚筒与版台脱离并定位。滚筒与版台运动的脱离装置可采用棘轮式超越离合器，滚筒的定位装置可采用图2-5所示的凸轮定位机构。由于滚筒的时转时停，惯性力矩较大，故不宜用于高速。 图2-4图2-5 （2）等速滚筒的齿轮传动机构，如图2-6所示。滚筒是由齿轮机构直接带动的，因而其运动速度是常量。当与其配合的版台由非匀速机构带动时，很难满足速度
10、的同步要求，因而这种滚筒机构一般只与版台等速移动机构（如齿轮可作轴向移动的齿轮齿条机构）配合使用。图2-6（3）连续转动滚筒的双曲柄机构，如图2-7，为双曲柄机构与齿轮机构串联组成的滚筒回转机构，滚筒非等速转动，但当设计合适时，滚筒在压印区段的转速变化可以比较平缓，既保证了印刷质量又因这种机构的滚筒作连续转动，其动态性能比转停式好。所以，根据用户每小时印刷19202000张的设计要求，保持滚筒与版台在印刷区段内保持纯滚动并有往复急回运动。考虑了机构构造简单、成本低等条件，版台选择方案1，滚筒选择方案1。 图2-7三、机构尺寸的设计1.凸轮的设计因曲柄与凸轮为同一输入轴，转速相同，当版台移动的距
11、离为440mm。即印刷过程结束。要求滚筒被抬起，当曲柄转过110度时完成印刷过程。所以设基圆半径为80mm，推杆行进10mm凸轮运动规律如下： 运动角 运动规律0-80 等速上升10mm80-190 推杆远休止190-270 等速返回10mm270-360 推杆近休止推程：等速运动规律 s=h/0 0取80 01020304050607080s01.252.53.7556.757.58.7510回程：等速运动规律 s=h（1-）/0 0取8001020304050607080s108.757.56.7553.752.51.250 图3-12、位移、速度、加速度分析示意图 3-2位移图3-3速度
12、图3-4加速度3-5线图四、运动循环图曲柄：从0200是版台前进，200360版台返回。凸轮：040推程，40160远休，160240回程，240330近休，330360推程。滚筒：040慢慢下压，40160压印，160360不工作。图4-1 运动循环图五、传动系统方案设计为了满足不同的工作需要，仅用一对齿轮组成的齿轮机构往往是不够的，需用由一系列齿轮所组成的齿轮机构来传动。这里用的就是轮系。1 原动机的选择：由工作状况，选择低速型，印刷生产率19202000张/小时，电动机功率1.5KW 。转速为940r/min，所以选择Y系列三相异步电动机的Y100L6。其额定功率为1.5KW，满载转速940r/min。2 总传动比的计算：总传动比为电动机转速与曲柄转速之比。因曲柄每转一周印刷一张为一个周期。所以 n=1980/60=33张/min I=nH/n=940/33=28.53 各级传动比的计算：第一级传动比 i1=3第二级传动比 i2=3第三级传动比 i3=3.2设z1=20 所以Z2=60 Z3=20 Z4=60 Z5=20 Z6=64实际传动比为 is=333.2=28.8曲柄实际转速为 ns=nH/ is=940/28.8=32.6r/min
