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1、课程设计课程名称： 自动打印机 学 院： 机械工程学院 专 业： 机械制造 姓 名： 学 号： 年 级： 08级 任课教师： 2011年 1 月 13日 摘要机械原理课程设计是使学生较全面、系统巩固和加深机械原理课程的基本原理和方法的重要环节,学生通过此次设计,学习机构运动方案的确定,培养分析向设计机械能力,以及开发创新的能力.以机械系统方案设计与拟定为结合点,进一步巩固和另深学生所学的理论知识. 明确课程设计目的、步骤，根据自己的设计题目对设计内容进行分析，确定输入，输出件运动型式（即功能原理分析）。关键字: 机构运动分析 机构结构设计 曲柄滑块 凸轮设计目录1、前言11课程设计任务书32电
2、动机的选择53传动机构的选择与比较6 3.1 最终方案及循环图63.2 机构传动图83.3 动功能转化图93.4 各个减速器功能单元及动功能转化图9 4. 机械系统运动方案的拟订和选优104.1机械系统功能图104.2功能分解图104.3备选方案115. 最终选择方案156. 机械系统的运动循环图167. 机构的设计与运动分析及各机构具体尺寸的确定177.1 送料机构177.2 打印头杆组参数197.3 固定与输出机构208. 自编的主程序，子程序及编程框图以及运行后的结果208.1 计算机辅助设计功能逻辑图208.2 VB程序22设计总结27附录28一、凸轮选取281.1 凸轮（一）的选取2
3、81.2凸轮（二）的选取30二、VB运动分析图31 三、机构运动图32参考文献33前言随着科学技术的发展，工业生产水平的不断发展和人们生活条件的不断改善，消费者的价值观念变化很快，市场需求出现多样化的特征，机械产品的种类日益增多，同时这些机械产品的寿命周期也相应缩短，企业为了赢得市场，必须不断开发符合市场需求的产品。新产品的开发包括产品的设计与制造，其中设计是产品开发的第一步，是决定产品的性能、质量、水平、市场竞争力和经济效益的最主要因素。机械产品的设计是对产品的功能、工作原理、系统运动方案、机构的运动与动力设计、机构的结构尺寸、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思
4、分析与计算，并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。其中机械产品的功能、工作原理、系统运动方案、机构的运动与动力设计、机构的结构尺寸、力和能量的传递方式等设计内容是机械原理课程的教学内容。机械原理课程设计是机械原理课程的一个重要实践性教学环节同时又是机械类专业人才培养计划中的一个相对独立的设计实践，在培养学生的机械综合设计能力及创新意识与能力方面起到十分重要的作用。通过课程设计这一环节使学生更好的掌握和加深理解本课程的基本理论和方法进一步提高学生查阅技术资料，绘制工程图和应用计算机的能力。在课程设计中要重视培养学生创新设计的能力。我们将从机构的运动学以及机器的动力学入手,研究机构运动的
5、确定性和可能性,并进一步讨论的组成原理.,从几何的观点来研究机构各点的轨迹、位移、速度和加速度的求法,以及按已知条件来设计新的机构的方法。机械原理课程设计所研究的问题又可归纳为二类: (1) 根据已有的机构和主要参数来分析该机构和所组成机构的各 种特性,即结构分析,运动分析。(2) 根据预期的各种特性来确定新的机构的形式,结构和参数,即机构的设计问题.,如机构的运动设计,机构的平衡设计以及速度的调节。 计算机的应用为此次课程设计提供方便,我们可以利用Visual Basic作图,从而能看到机构的仿真运动。这算是我们开始学习专业的第一次亲自实践过程。贵州大学机械工程学院一、机械原理课程设计任务书
6、题号5自动打印机设计1.1 工作原理及工艺动作过程在某商品包装好的纸盒上，为了某种需要而在商品上打印一种记号。它的主要动作有三个：送料到达打印工位，然后打印记号，最后将产品输出。1.2 原始数据和设计要求（1） 纸盒尺寸：长100150mm、宽70100mm、高3050mm。；（2） 产品重量：510N；（3） 自动打印机的生产率：80次/min；（4） 要求机构的结构简单紧凑、运动灵活可靠、易于制造加工。1.3 设计方案提示1)实现送料夹紧功能的机构可以采用凸轮机构或有一定停歇时间的连杆机构。当送料、夹紧机构的执行构件将产品推至指定位置，执行构件停止不动，维持推紧力(前有挡块挤压)，待打印机
7、构执行件打完印记后，被推走。 2)实现打印功能的机构可以采用平面连杆机构或直动(摆动)凸轮机构。 3)实现输出功能的机构可以采用与送料、夹紧机构相类似的机构。为简化结构，可考虑固定定位挡块，而将输出运动与送料运动的方向互相垂直。 4)自动打印机系统采用一个电机驱动主轴控制三个机构的执行构件完成各自的功能运动，如何将三个执行机构的主动件均固定在主轴上而达到设计要求是需要认真考虑的。1.4 设计任务（1） 按工艺动作要求拟定运动循环图；（2） 进行送料夹紧机构、打印机构和输出机构的选型；（3） 机械运动方案的评定和选择：(至少两个以上)，进行方案评价，选出较优方案。（4） 按选定的原动机和执行机构
8、的运动参数拟定机械传动方案，分配传动比，并在图纸上画出传动方案图；（5） 对机械传动系统和执行机构进行运动尺寸计算；（6） 绘制系统机械运动方案简图；（7） 对执行机构进行运动分析，画出运动线图；（8） 编写设计计算说明书。二、电动机的选择型号功率/kw电流/A转速/(r/min)满载效率/%功率因数/(cos/)Y2-132S-637.496081.00.76堵转电流/实际电流堵转转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩652.12.1选择的电动机的额定功率必须满足负载要求，而且必须保证在启动时可以顺利地运行，对于电动机来说，转速选择960r/min合适，可以保证运行的稳定性。另外转速也不可过高，这
9、样造成功率因素过低，这也是不经济的。电动机的运动参数为转速。电动机的速度越高，其尺寸和质量也就越大，价格也就越高，但当执行构件的速度较低时，若选用高速电动机，势必需要大减速比的减速装置，反而可能会造成机械传动系统的过分庞大和制造成本的显著增加。在此机械运动中执行构件要求的效率不是很大，经过多方面的考虑我选960转/min的电动机。型号为Y2-132S-6三、传动机构的选择与比较3.1最终方案及循环图机械系统中传动机构是由原动机输出的机械能动、传递给执行机构并实现能量的分配，转速的改变和运动形式的改变等作用的中间装置。传动机构常见的有齿轮传动机构，摩擦传动机构，带传动机构，他们的特点如下：（1）
10、齿轮传动：齿轮传动机构是现代机械系统中应用最为广泛的一种。它可以用来传递空间任意两轴之间的运动和力，而且传动准确，平衡，稳定，机械效率高，使用寿命长，工作可靠。（2）摩擦传动：摩擦传动的主要功能是通过两构件之间的摩擦来传递运动和动力的，其主要优点是机构简单，而且实现无级变速传动，同时，当过载时，由于两轮间可发生滑动，因而不致造成机器的损坏。但是，这种传动的最大缺点是传动不准确，同时，由传动过程中两轮必须压紧，以求产生足够大的摩擦力而达到传动的目的，所以两轮子、容易疲劳破坏，而且传动的机械效率也比较低。（3）带传动：这种传动机构是靠带拥护带轮之间的摩擦力来传动的，它的主要优点是机构简单，传动平稳
11、，造价低廉以及缓冲吸震等，可用于传递距离较远的两轴间的运动，且与摩擦轮转动一样也有过载保安性。但是由于不能安全避免带与带轮之间的相对滑动，所以传动的精度比较低。此外，为了使带与带轮间产生足够的摩擦里，必张紧在两轮上，这将增大带轮轴中的压力，从而加大轴承轴颈的磨损，并降低了机械效率。3.1.1选择原因：（1）摩檫传动精确度低，且传递不稳定，故不用此传动.（2）送料定位输出盖章，各原动件存在一定的距离，用齿轮带传动，可以保证传递运动的精确性，而且可以满足各原动件之间的定位要求。 （3）选择齿轮作为减速元件，理由是传动准确，平衡，稳定，机械效率高。（4）因为电机转速是960r/min，生产率是80个
12、/ min，所以传动比是12：1。3.1.2最后选择：齿轮传动、带传动3.1.3 齿轮选择列表根据曲柄摇杆的大致长度为74，故选择模数为3，齿数为22的锥齿轮Z7与摇杆安装配合。m=3 a=20齿轮号模数压力角齿数Z132090Z232030Z332040Z432020Z532080Z632033Z7320223.2 机构传动图3.3各个减速器功能单元及动功能转化图3.4运动功能转化图四、机械系统运动方案的拟订和选优4.1机械系统功能图为了实现自动打印功能，可将功能分解为如下的分功能：1送料功能 2打印功能 3输出功能4.2功能分解图：自动打印机功能自动送料功能自动输出功能自动打印功能4.3备选方案:4.3.1备选方案一:机构特点：送料和打印均采用凸轮连杆机构优点：机构简单，便于制造，节约成本。缺点：印章时由于惯性原因以及送料及定位都采用同一凸轮，导致定位不准确。另外这样的凸轮制造难度过大，而且易磨损，为保证一定的耐磨性就需要高强度的合金，也就增加了成本。4.3.2备选方案二:机构特点：送料采用6杆机构 打印和输出采用凸轮连杆机构优点：机构传动路线短，印章的
