平台印刷机设计

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1、平台印刷机设计_课程设计平台印刷机设计一、课程设计任务（1）根据工艺动作要求拟定运动循环图；（2）进行版台的传动机构和滚筒传动机构的选型； （3） 机械运动方案的评定和选择；（4）根据选定的原动机和执行机构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） 画出机械运动方案简图；（7） 对执行机构进行运动分析，画出运动线图，进行运动 模拟； （8） 编写设计计算说明书。二、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。平台印刷机一般由输纸、着墨（即将油 墨均匀涂抹在嵌于

2、版台上的铅版上）、压印、收纸等四部分组成。 如图 1 所示，平台印刷机的压印动作是在卷有纸张的滚筒与嵌有 铅版的版台之间进行的。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 机构丨带动版台作往复直移运动，另一路经传动机构II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 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。 本题目 主要考虑版台的传动机构丨及滚筒的传动机构II。(2) 为了保证印刷质量，要求在压印过程中，滚筒与

3、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；(3) 为保证整个印刷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) 不同类型的平台印刷机所要求实现的生产率(即每小时 印刷张数)、版台往复运动的行程长度及其它设计参数见下表：(5) 要求机构传动性能良好，结构紧凑，制造方便。 四、参 考设计方案在设计过程中我们考虑了用六杆机构、曲柄摇杆齿轮齿条机 构、凸轮机构来达到设计要求，每种方案都有各自的优缺点，通 过计算仿真我们选取最经济、效率最高的最优方案。4.1、版台运动机构 4.1.1、六杆机构 六杆机构能够实现多种运动轨迹曲

4、线和运动规律，且低副不 易磨损而又易于加工，以及能由本身几何形状保持接触等特点， 因此也可以利用六杆机构来实现版台主运动。缺点是六杆机构的 惯性力及惯性力矩难以完全平衡，且较难准确的实现任意预期运 动规律，不宜做高速运动，设计方法也比较复杂。4.1.2、曲柄摇杆机构-齿轮齿条组合机构 通过摇杆的摆动控制齿轮的左右移动，这种机构类似于六杆 机构，加工比较容易，有急回特性。但不适合高速。机构其速度 不好控制，且计算复杂，需要用_ 语言编程解对应的方程。曲柄 部分承受很大的力，这对曲柄的材料就有一定要求，也应该考虑 一下经济性。图2 4.1.3、凸轮机构考虑到版台主运动，要求版台做往复直线运动，且为

5、了保证 印刷质量要求版台在印刷区段内速度变化在尽可能小的一个范 围。在凸轮机构从动件的运动规律取决于凸轮机构轮廓的设计， 一次多项式运动规律又称等速运动规律，它从动件的运动规律满 足匀速要求，所以我们考虑用凸轮机构实现版台的主运动。通过 凸轮机构的运动方程，通过CAXA绘图功能中“公式曲线”命令， 把运动方程以极坐标形式输入到 “公式曲线”的菜单中生成凸轮 轮廓线，把得到的轮廓线保存为.dwg格式，再用solidworks打 开拉伸得到满足要求凸轮，用solidworks中插件Cosmosmotion 运动仿真生成凸轮从动件的速度时间图、加速度时间图、位移时 间图。4.2、滚筒运动机构为了保证

6、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，滚筒线速度与版台线速度相等。如果 用曲柄摇杆机构或是六杆机构来设计滚筒的运动，则很难保证滚 筒与版台之间无相对运动。而齿轮齿条组合却可以解决这个难题 且设计简单、结构紧凑、易于实现。所以我们采用齿轮齿条设计 滚筒的运动机构。五、设计方案的确定通过分析以上各个机构的优缺点，凸轮从动件的一次多项式 的运动规律满足匀速运动的要求，而齿轮齿条机构相配合能实现 机构间无相对运动。综合评估后我们选定以凸轮机构实现版台的 主运动，以齿轮齿条机构实现滚筒的运动。设计方案图5.1 凸轮轮廓的设计设计低速型印刷机，根据设计要求知道，低速型每小时

7、印刷 1920-2022 年张，则版台一个运动来回印刷一张，凸轮机构运动 一周。得到凸轮转速n=33r/min，周期T=1.8182s。根据文献 1 一次多项式运动规律(等速运动规律)(0,260 )，在推程阶段，最大推程h为100mm,基圆直径100mm.可以得到从动件在推程时的运动方程：t (t) 50260100260a 0(2)在回程极端， (0,100 )，其方程： (t) 150 t100100a 0启动CAXA，点击“公式曲线”命令，在菜单中以极坐标的形 式输入凸轮的轮廓方程，生成凸轮轮廓曲线。将生成的轮廓曲线保存为.dwg格式的文件，然后用 solidworks 打开此文件，拉

8、伸生成符合要求的凸轮机构。 5.2、 带轮尺寸的设计带轮 n1=940r/min ,通过公式得：n1d2n2d1设计 d1=80mm,d2=400mm,求得 n2=188r/min 5.3、齿轮尺 寸的设计由 n3=n2=188r/min,n5=n4=33r/minn3d4n4d3设计齿轮d4=400mm，即得到d3=70.2128mm根据版台最大行程 730mm 且凸轮最大推程 h=100mm： hd6 730.所以， d6 7.3d7 d7设计d7=40mm,d6=292mm,即可满足要求。齿条11长度设计为200mm,版台齿条10长度设计为900mm。 5.4、机座尺寸设计根 据 要 求 设 计 O1O2=700mm,O3O4=235.1064mm. 0407=600mm，杆长 9 长约 550mm。六、机构的运动分析 按照上文设计好的尺寸，绘制出机构的三维图，启动 solidworks, 调用 solidworks 的 Cosmosmotion 插件对机构 进行仿真分析，得到它的速度时间图、位移时间图、加速度时间 图。