平压印刷机课程设计说明书

学号成绩课程设计说明书系别机电工程系专业机械设计制造及其自动化方向塑料模具课程名称机械原理课程设计学号姓名指导教师题目名称平压印刷机设计时间2011年09-11月2011年11月21日目录1一、工作原理及工艺动作过程...........................1二、原始数据及设计要求与任务.....................1三、功能分解..................................2四、绘制机械循环图.............................2五、机构选型及传动方案设计.......................4六、传动系统及计算.............................7七、运动分析.................................10八、课程设计的感受............................14九、参考资料.................................151一、工作原理及工艺动作过程平压印刷机是一种简易印刷机，适用于印刷八开以下的印刷品。它的工作原理：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。平压印刷机需要实现三个动作：装有白纸的平面印头往复摆动，油辊在固定铅字版上上下滚动，油盘转动使油辊上油墨均匀。二、原始数据及设计要求与任务1、设计数据与要求1、实现印头、油辊、油盘运动的机构由一个电动机带动，通过传动系统使其具1600-1800次/h印刷能力。2、电动机功率N=0.75kW、转速n电=910r/min，电动机可放在机架的左侧或底部。3、印头摆角为700，印头返回行程和工作行程的平均速度之比K=1.118。4、油盘直径为400mm，油辊起始位置就在油盘边缘。5、要求机构的传动性能良好，结构紧凑，易于制造。2、设计任务1、确定总功能，并进行功能分解。2、根据工艺动作要求拟定运动循环图。3、进行印头、油辊、油盘机构及其相互连接传动的选型。4、按选定的电动机及执行机构运动参数拟订机械传动方案。5、画出机械运动方案简图。6、对执行机构进行尺寸综合。7、对往复摆动执行机构进行运动仿真分析，绘制从动件位移、速度、加速度线图。8、编写设计说明书。（用A4纸张，封面用标准格式）70°油辊印头油盘图12三、功能分解功能分解，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，给铅字刷墨（直线轨迹）。3、油盘：给油辊均匀粘墨。四、绘制机械循环图（a）3（b）（c）图2运动循环图4五、机构选型及传动方案设计1、机构选型要求机构选型就是选择或创造出满足执行构件运动和动力要求的机构。在进行机构选型和组合时，首先应熟悉各种基本机构和常用机构的功能、结构和特点，然后根据工艺动作过程及各个动作的运动规律要求等选择执行机构。（1）印头运动需要有急回特性，可采用曲柄摇杆机构，摆动从动件凸轮机构。（2）油辊只是简单的直线运动，可采用凸轮机构，曲柄摇杆机构。（3）油盘具有间歇运动特征，采用不完全齿轮，槽轮机构，棘轮机构。2、方案设计分析以油辊或印头作为定标件，印头需要有急回特性。为了避免出现干涉现象，油辊设计也具有急回特性。而且，油辊需要与油盘接触粘墨，故需要短时间静止在粘墨位置。（1）曲柄摇杆机构的特点：1、结构简单2、制作精度底,运动精度高,可以承受较大压力3、装配容易，适合低速运动4、效率较低，占用空间大（2）凸轮的优点：1、设计简单，适应性强，可以实现从动件的复杂运动规律要求。2、结构简单紧凑，控制准确有效，运动特性好，使用方便。3、性能稳定，故障少，维护保养方便。缺点：凸轮与从动件为高副接触，易于磨损，可调性差，加工比较困难。（3）槽轮机构的特点：优点：结构简单，工作可靠，在圆销进入齿合和退出齿合时，传动较平稳‘能准确控制传动角度。缺点：由于槽轮在启动和停止时加速度变化大，有冲击，且随槽数减小，转速增高而加剧，不适合高速场合。（4）不完全齿轮的特点：与其他间歇运动机构相比，不完全齿轮机构具有结构简单，设计灵活等特点。5方案机构选择：油辊的传动机构选择曲柄摇杆双摇杆凸轮变杆长评价项目评价等级完成实现目标功能优优优工作原理的先进性优优优工作效率的高低优良良运转精度的高低优良优方案的复杂程度良优良方案的实用性优优良方案的可靠性优良良方案的新颖性优优优方案的经济性优优良方案的绿色性优优良综上所述：选曲柄摇杆机构较好印头传动机构选择曲柄摇杆摆动从动件凸轮评价项目评价等级完成实现目标功能优优工作原理的先进性优优工作效率的高低优优运转精度的高低良优方案的复杂程度良良方案的实用性优优方案的可靠性优优方案的新颖性良优方案的经济性优良方案的绿色性优优综上所述：选摆动从动件凸轮机构较好油盘传动机构选择槽轮机构棘轮机构不完全齿轮评价项目评价等级6完成实现目标功能优良优工作原理的先进性优良优工作效率的高低优良优运转精度的高低优良优方案的复杂程度良良优方案的实用性优良优方案的可靠性优良优方案的新颖性优良优方案的经济性优良优方案的绿色性优良优综上所述：选不完全齿轮机构较好综上：按照题目要求，各机构应协调运动。采用凸轮控制油辊或印头的运动比较好，因为速度的调整比较方便。尤其是凸轮运动可以设计成使油盘和油辊充分的时间结合。相反地，采用四杆机构不能做到这点。运动简图如下：7六、传动系统及计算选用上述方案进行仿真，根据选定的驱动电机的转速和平压印刷机的生产能力，经过3次减速使得运动机构满足运动条件使其具1800次/h印刷能力。它的机械传动系统的总传动比为：910i=3030，分配传动比如下：第一部分采用V带减速，其传动比为12.5i；第二部分采用V带减速传动，其传动比为21i；第三部分采用带传动，其传动比为32.5i；第四部分采用不完全齿轮传动，其传动比为44.8i；然后第三部分带动盘型凸轮实现油棍的滑动和印头的摆动。由于只能用一个电动机带动机构的运动，油盘运动的机构由皮带传动，第四部分采用不完全齿轮带动油盘间歇转动。1、带1传动设计根据传动比为12.5i，可以选出带传动的基本数据：带轮基准直径180dmm，2200dmm，根数Z=3。中心距取：a=500mm2、带2传动设计根据传动比为21i，可以选出带传动的基本数据：带轮基准直径23200ddmm，根数Z=3。中心距取：a=780mm3、带3传动设计根据传动比为32.5i，可以选出带传动的基本数据：带轮基准直径2200dmm，34*200500dimm，中心距取：a=980mm4、齿轮传动设计齿轮传动比：gi=1ii总=302.5=12gi=1i42ii，得4i=4.8221910n364==364==12.13i2.5n30nn电末，；82400z12.13==2=6dz2DD多不完全少油，不完全齿数比：（1）高速级齿轮：模数m=3；小齿轮齿数120/45zzi齿轮分度圆直径：160d（2）低速级齿轮：模数m=4;取齿轮齿数25630z；齿轮分度圆直径：2120d5、凸轮机构设计根据题目要求，印头返回行程和工作行程的平均速度之比K=1.118，油辊与油盘需要短时间刷墨。机构具有1600--1800次/n的印刷能力，若为1800次/n，则周期T＝2S，n＝0.5r/s。再根据印头的最大摆动角度位置，利用几何作图方法找出凸轮转动中心点，根据运动时间要求画出两段弧线，利用UG的桥接功能画出凸轮。（2）设计效果图示：图7凸轮设计6、印头设计印头与油辊需要协调运动，当油辊上升到最高点时，印头处于垂直位置。如下图所示用一连杆将油辊与印头连接，实现运动状态的传递。为了避免出现死点，如下图所示，连杆设计的位置略偏斜9(c)图8印头设计设计过程：印头的摆动主要通过连杆与油辊相连接，借助油辊的上下移动作为驱动来源。为了避免出现死点位置，将连杆BC(如上图所示)向左偏置50mm。设杆AB为X，印头的摆动角度为70°，且杆AC=314mm。杆BC长为222(800)50BClX在三角形ABC中，根据余弦定理有：2220314231470BClXXCOS，求得X=367mm。7、油盘机构设计只有在油辊与油盘接触的时候，油盘才转动，这样可省去不必要的能量损失，故油盘要求有间歇运动，所以用不完全齿轮驱动。C10七、运动分析为了验证这个设计机构的可行性，我们应用UG运动仿真对各机构进行运动分析，从而绘制出各从动件位移、速度、加速度曲线图。1、油辊的位置—时间图图11112、油辊的速度—时间图图123、油辊的加速度—时间图图13124、印头的速度—时间图图145、油盘的速度—时间图13图156、运动仿真图160.98秒时印头与印版角度最大70度14图17油盘给油辊上油八、课程设计的感受通过本次课程设计，又使我对机械设计的方法、步骤、思路、有一定的了解与认识。作为一个机械设计人员，应具备严谨的工作态度和团结协作的工作作风。这次的设计的时间短，设计任务是要求把三个机构通过一个动力源做到协调运行。通过查阅书本、资料，观察各地方相应的结构，我逐渐获得思路。设计思路很容易就想出了好几种，但用UG软件进行运动仿真时就不完全能演示出来了，从而剔除了一些不可行的设计方案。设计第一个机构时非常简单，主要是一个简单的运动轨迹。但到了设计第二个的机构的时候就有点不知所措了，后来进过翻阅书本，了解更多的机构，使我豁然开朗。对于这次的课程设计，使我明白到，我们对机构的认识还不够深。我们应该多了解各种机械设备的结构，开豁眼界，做到能快速的设计出各种具有协调运动的机构。设计中遇到了很多问题，但通过与同学和老师的交流后，都一一解决，使我们之间的关系更加密切，培养出团结互助的良好学风。同时，使我们对自己的专业有了进一步的了解。15经过多次的检查，我发现问题不是一次的检查就能发现的，必须通过查阅相关资料，了解正确的表达方法，做到认真检查，不遗漏。谢谢老师们对我的指导和帮助!九、参考资料（1）.《机械基础综合课程设计》孔凌嘉等主编北京理工大学出版社。（2）.《机械原理》课本张春林主编高等教育出版社。（3）.《机械设计》课本谭庆昌赵洪志主编高等教育出版社。（4）.《机械原理课程设计手册》牛鸣岐等主编重庆大学出版社。（5）.《机械原理课程设计指导书》裘建新主编高等教育出版社。