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1、湖南工业大学课程设计资料袋机械工程学院（系、部）第 二 学年第 二 学期课稈名称 机械原理课稈设计 指导教师 邹培海 职称 教授 学牛姓名吕超专业班级机械1010学号题 目平压印刷机设计成 绩起止日期2012年丄月旦日 2012年丄月日目录清单序号材料名称资料数量备注1课程设计任务书12课程设计说明书13课程设计图纸若干张356机械原理课程设计设计说明书平压印刷机设计起止日期： 2012年6月8日至 2012 年 6月15日学 生 姓 名吕超班级机械1010学号成绩指导教师（签字）机械工程学院（部）2012年 6月15日目录0.课程设计任务书21. 设计题目32. 工作原理和工艺动作分解33.
2、 平压印刷机的功能分析与设计过程54. 机构的选型65设计方案96. 主方案印刷机构的尺寸设计127. 动力简图及传递分148. 机械传动系统的速比和变速机构149. 动力系统参数及工作流程图1510. 平压印刷机三维图设计171 1 .参考资料1 81 2 .设计总结 1 8湖南工业大学课程设计任务书2011 2012学年第 2 学期机械工程学院（系、部） 机械类 专业 机械1010班级课程名称： 机械原理课程设计设计题目： 平压印刷机设计完成期限：自20012 年6月丄日至2012 年丄月 15日共丄周内容及任务一设计的任务与主要技术参数平压印刷机是一种简易的印刷机，适合于印刷各种8开以下
3、的印刷平。它的工作原理：将 油墨刷在固定的平面签字版上，然后将装夹了白纸的平板印头紧密接触而完成一次印刷。其工 作过程犹如盖章，平压印刷机中的“图章”是不动的，纸张贴近时完成一次印刷。平压印刷机需要实现三个动作：装有白纸的印头往复摆动，油辊在固定签字版上上下滚动 使油辊油墨均匀。其余设计参数是：1）实现印头、油辊、油盘运动机构由一个电动机带动，通过传动系统使其具有16001800r/h 的印刷能力；2）电动机的功率P=、转速n=910r/min，电动机可以放在机架的左侧或底部；3）印头的摆角为70,印头的返回行程和工作行程的平均速度之比K=；3）油辊摆杆自垂直位置运动到铅字版下端的摆角为110
4、；5）油盘直径为300mm，油辊的起始位置就在油盘的边缘；6）要求机构的传动性能良好，结构紧凑，易于制造；二设计工作量要求：对设计任务课题进行工作原理和工艺动作分解，根据工艺动作和协调要求拟定运动循 环图，进行执行机构选型，构思该机械运动方案，并进行的选择和评定，确定机械运动的总体 方案，根据任务书中的技术参数，确定该机械传动系统的速比和变速机构，作出机构运动简图，对相关执行机构的具体尺度进行分析与设计。进 度 安 排起止日期工作内容构思该机械运动方案运动分析及作图整理说明书与答辩主要 参考 资料1 朱理机械原理M.北京：高等教育出版社，2008： 15-2002 邹慧君机械原理课程设计M.北
5、京：咼等教育出版社，2009： 15-250指导教师： 2012年6 月15 日系（教研室）主任： 20012年6月15日1设计题目：平压印刷机机构设计设计原理：平压印刷机是一种简易的印刷机，适合于印刷各种 8 开以下的印刷平。它 的工作原理：将油墨刷在固定的平面签字版上，然后将装夹了白纸的平板印头 紧密接触而完成一次印刷。其工作过程犹如盖章，平压印刷机中的“图章”是 不动的，纸张贴近时完成一次印刷。平压印刷机需要实现三个动作：装有白纸的印头往复摆动，油辊在固定签 字版上上下滚动使油辊油墨均匀。设计要求：1）实现印头、油辊、油盘运动机构由一个电动机带动，通过传动系统使其 具有 16001800
6、r/h 的印刷能力；2）电动机的功率P=、转速n=910r/min，电动机可以放在机架的左侧或底 部；3）印头的摆角为 70，印头的返回行程和工作行程的平均速度之比 K=；3）油辊摆杆自垂直位置运动到铅字版下端的摆角为 110；5）油盘直径为400mm，油辊的起始位置就在油盘的边缘；6）要求机构的传动性能良好，结构紧凑，易于制造；2. 工作原理和工艺动作分解工作原理和工艺动作分解一、根据工艺过程，机构应具有：1. 印头往复摆动；2. 油辊上下滚动；3. 油盘转动；二、根据需要达到的要求工作原理为：将油墨定量输送至墨盘，令墨盘作间歇运动，使墨辊醺墨时能较均匀地得 到供墨；墨辊沿墨盘面和铜锌板面上
7、下运动，完成醺墨和刷墨动作；放有白纸 的压印板绕一固定点来回摆动，其工作行程中点使白纸与涂有油墨的铜锌板压 合，完成印刷工艺。当空回行程便可取出成品。（1）根据要求及其工作原理可知，带有白纸的印头的压板绕一固定点来回 摆动，因为其一个极点位置在竖直位置，极位夹角的值为 70，8 开以下的印 制品取印刷长度为 440mm 就能满足其印刷要求，因此印头的行程应该为 S=440mm，其简图和位移线图如图2-1所示：图 2-1（2）根据要求及工作原理可知，油辊绕一固定点上下滚动从而实现其在印 刷板上下滚动，因为其一个极点位置在竖直位置，其极位夹角值为 110，而 由要求得出的油辊的摆杆的长度大约为55
8、0mm，因此油辊的行程应该为 S=738mm，其简图和位移线图如图2-2所示：图 2-23. 平压印刷机的功能分析与设计过程平压印刷机的功能分析由上述分析可知知：平压印刷机功能 一 将油墨定量输送至墨盘墨盘做间歇运动使墨辊均匀的得到供墨墨辊上下运动完成刷墨和醺墨放有白纸的压印板与铜锌板压合平压印刷机的设计过程：实现平压印刷机印刷运动的机构应有下面几种基本功能：1. 在印刷的极位有短暂的停歇，这样可以方便的取出印刷成品2. 装有白纸的印头往复摆动。3. 油辊在固定铅字版上上下滚动。4. 油盘转动使油辊上油墨均匀。5. 我们设计的平压印刷机的生产效率是每小时16001800次/h。4. 机构的选型
9、实现印刷功能应具备以下几种基本功能： 印头需要有短暂的间歇以便于将白纸取取出。 印头机构要有往复运动。 油辊需要在印刷板上上下滚动且不能与印头的运动发生干涉，即印头离 开印刷板时油辊就开始进入印刷板进行刷油。由目前所学的知识来说，实现上述运动用的机构可能会有：四杆机构、凸 轮机构、导杆机构、曲柄滑块机构等。实现上述运动后还得考虑到如何使 其运动得到更好的传递，表 4-1 是可能用到的简单机构。印头的摆动优点缺点四杆机构结构简单，制作精度底， 运动精度高,可以承受较 大压力，装配容易适合低速运动效率较低，占用空间大凸轮机构结构简单不能承受较大压力，制造 复杂，适合高速机构传动导杆机构机构较小较难
10、做到较小的极位夹 角，且需要用齿轮机构啮 合变速体积大，质量大下表4-2 是油辊可能用到的机构：油辊的摆动优点缺点四杆机构结构简单，制造容易，运 动精度高,可以承受较大 压力，装配容易,应用于 中低速.为保证两转动的配合，制 造较复杂,尺寸大 机构效率低。导杆机构机构较小凸轮机构的转角要小于 90度，故还需一个齿轮 传动机构变换角度， 机构效率低凸轮机构机构简单转角要小于90度，故还需个齿轮传动机构变 换角度，机构效率低表 4-3 简单机构的附图四杆机构导杆机构凸轮机构曲柄滑块机构5. 设计方案BlBE2AlalAii-八利用凸轮带动印头的 来回摆动，通过一连 杆带动油辊的上下滚利用曲柄滑块机
11、构的滑块 通过两根连杆来带动印头 和油辊的运动印刷机设计方案的评定方案一：曲柄摇杆机构与槽轮的串联机构工作原理：印头和油辊的来回滚动由曲柄机构来完成，当印头印完后，油辊开始进入准备刷油，两者的角速度相反从而不会相互干扰。优点：机构简单 易于制造。缺点：印头、油辊需分别控制，传动性能差；运转速度不平稳，不利于涂 墨均匀；方案二： 凸轮通过油盘与齿轮的串联机构 工作原理；由凸轮带动印头运动，印头始终贴近凸轮运动，通过一个连杆 控制油辊运动，通过主动凸轮的运动来带动油盘的转动，从动转盘通过一个齿 轮与转盘连接。优点：结构比较紧凑。 缺点：凸轮传动效率差，加工不便，容易磨损。 方案三：曲柄滑块机构的串
12、联机构 工作原理：通过滑块的运动来实现两个摇杆的同时转动，滑块通过一个曲 柄滑块机构来驱动。优点：传动平稳，设计简单、方便，尺寸小、重量轻。 缺点：滑块只做瞬时的停歇运动，与前面的方案相比有点缺陷，但始终优 点居多。总结：最终选择方案三比较合适。6. 主方案印刷机构的尺寸设计印头的尺寸计算图 6-1确定D点位置，然后在D点铰接铰链，以次来实现机构的联动11根据余弦定理：e1 e2 eBD 2=X2+BC 2-2*X*BC *cos33111AD 2=X2+AC 2-2*X*AC *cos79222BD =AD 联立eo方程即可解得x的值（这里不做详细的计算），即可以确定BD和AD。同理可以解出
13、油辊的上的X1的值和连杆的长度，这样就确定了 12印头和油辊以及两连杆的尺寸。曲柄滑块机构的尺寸计算图 6-2e1 按照设计要求极位夹角为 10e2 为使结构更为紧凑在运动中不发生干涉取偏心距 e=70mme3 为使结构更为紧凑,及在体积上的约束去 s=160 根据上述条件，运用已学知识确定两极限位置的X+Y，及X-Y的值从而确 定曲柄滑块机构的曲柄和连杆的长度7. 动力传递简图及分析图 7-1马达转速是曲柄的 32 倍经过一对直径比是的带轮来降低 1/倍速度，用一对分度圆直径比、是 4 的齿轮 来降低1/4 倍速度，得到满足要求的曲柄转速8. 机械传动系统的速比和变速机构i总二il*i2二*
14、432（910/32二min,从而可以知道每小时完成的印刷次数是n=*60 心1706，满足要求）第一级传动经过一对直径比是的带轮来降低1/倍速度，从而可知传动比i1=; 第二级传动用一对分度圆直径比、是4的齿轮来降低1 /4倍速度，从而知传动比 为i2=4，得到满足要求的曲柄转速；9. 动力系统参数及工作流程图动力系统参数模数m直径D/mm转速n/r/s带轮130带轮2主动轴120轴220轴320轴420齿轮B5300齿轮A575齿轮E120齿轮F180圆锥齿轮C5200圆锥齿轮D5200图 9-1工作流程图马达转动通过带的转 动带动主轴转动圆锥齿轮带动4转动rf轴5带动间歇机构按经过，印刷完成一次照运动系数运动
