平壓印刷機(jī)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　2009 — 2010 學(xué)年第 2 學(xué)期</p><p>　　機(jī)械工程 學(xué)院（系、部） 機(jī)械設(shè)計(jì) 專業(yè) 081 班級(jí)</p><p>　　課程名稱： 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)

2、 </p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 平壓印刷機(jī) </p><p>　　完成期限：自 2010 年 7 月 2 日至 2010 年 7月 10 共 1周</p>&

3、lt;p>　　指導(dǎo)教師（簽字）： 2010 年 月 日</p><p>　　系（教研室）主任（簽字）： 年 月 日</p><p><b>　　機(jī)械原理 課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>

4、;　　設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　起止日期： 2010 年 7 月 2 日 至 2010 年 7 月 10 日</p><p><b>　　機(jī)械工程學(xué)院（部）</b></p><p>　　2010年 07月 10 日</p><p><b>　　機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)</b&

5、gt;</p><p><b>　　平壓印刷機(jī)</b></p><p><b>　　姓名: </b></p><p><b>　　學(xué)號(hào)：</b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師： </b></p><p>　　時(shí)間：2010年

6、7月</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、平壓印刷機(jī)的功能及設(shè)計(jì)要求3</p><p>　　二、工藝動(dòng)作分解4</p><p>　　三、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇與比較5</p><p><b>　　四、設(shè)計(jì)方案一6</b></p>&

7、lt;p>　　五、設(shè)計(jì)方案二（主方案）7</p><p>　　六、動(dòng)力傳動(dòng)分析11</p><p>　　七、動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)12</p><p>　　八、運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖12</p><p><b>　　九、方案評(píng)價(jià)13</b></p><p><b>　　十、參考資料13<

8、;/b></p><p><b>　　平壓印刷機(jī)</b></p><p>　　一：平壓印刷機(jī)的功能及設(shè)計(jì)要求</p><p><b>　　1.功能</b></p><p>　　平壓印刷機(jī)是一種簡易印刷機(jī)，適用于印刷八開以下的印刷品。</p><p>　　工作原理：將油墨

9、刷在固定的平面鉛字版上，然后將裝了白紙的平面印頭緊密接觸而完成一次印刷。其工作過程猶如蓋圖章，平壓印刷機(jī)中的“圖章”是不動(dòng)的，紙張貼近時(shí)完成印刷。</p><p>　　3）平壓印刷機(jī)的主要工藝動(dòng)作：裝有白紙的平面印頭往復(fù)擺動(dòng)，油輥在固定鉛字版上上下滾動(dòng)，油盤轉(zhuǎn)動(dòng)使油輥上油墨均勻。</p><p>　　2.原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求</p><p>　　1）實(shí)現(xiàn)印頭、油輥、油

10、盤運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)由一個(gè)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，通過傳動(dòng)系統(tǒng)使其具1600-1800次/h印刷能力。</p><p>　　2）電動(dòng)機(jī)功率N=0.75kW、轉(zhuǎn)速n電=910r/min，電動(dòng)機(jī)可放在機(jī)架的左側(cè)或底部。</p><p>　　印頭擺角為700，印頭返回行程和工作行程的平均速度之比K=1.118。</p><p>　　4）油輥擺動(dòng)自垂直位置運(yùn)動(dòng)到鉛字版下端的擺角為1100。&l

11、t;/p><p>　　油盤直徑為400mm，油輥起始位置就在油盤邊緣。</p><p>　　6）要求機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)性能良好，結(jié)構(gòu)緊湊，易于制造。</p><p><b>　　二：工藝動(dòng)作分解</b></p><p>　　1.根據(jù)上述分析，平壓印刷機(jī)要求完成的工藝動(dòng)作有以下四個(gè)動(dòng)作：</p><p>　　1

12、）裝夾白紙：采用手動(dòng)加紙。</p><p>　　2）印頭擺動(dòng)：采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，與油輥的滾動(dòng)行成聯(lián)動(dòng)。</p><p>　　3）油輥滾動(dòng)：采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，與印頭的擺動(dòng)行成聯(lián)動(dòng)。</p><p>　　4）油盤轉(zhuǎn)動(dòng)：用一對(duì)渦輪蝸桿傳動(dòng)，和不完全齒輪機(jī)構(gòu)。</p><p>　　2.平壓機(jī)構(gòu)的基本構(gòu)造：</p><p>&l

13、t;b>　　圖2-2</b></p><p>　　注：圖中油盤右側(cè)邊緣應(yīng)與處于豎直位置的油輥表面相交</p><p>　　其中為印頭擺角，為油輥擺角。</p><p>　　因此，平壓印刷機(jī)的運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮印頭擺動(dòng)、油輥滾動(dòng)、油盤轉(zhuǎn)動(dòng)這三個(gè)機(jī)構(gòu)的選型和設(shè)計(jì)問題。</p><p>　　三：運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇與比較</p&

14、gt;<p>　　傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇與比較</p><p>　　執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇與比較</p><p><b>　　四：設(shè)計(jì)方案一</b></p><p><b>　　機(jī)構(gòu)簡圖</b></p><p><b>　　圖4-1</b></p><p>

15、;<b>　　2.方案描敘及評(píng)價(jià)</b></p><p>　　如圖，印頭與油輥均采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，按給定的設(shè)計(jì)要求和機(jī)構(gòu)的急回特性，印頭的擺角為70°，級(jí)位夾角為10°，油輥的擺角為110°，為使印頭與油輥工作協(xié)調(diào)，避免運(yùn)動(dòng)時(shí)兩者發(fā)生干涉，取油輥的級(jí)位夾角為20°</p><p>　　按此方案設(shè)計(jì)的構(gòu)件結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，但是運(yùn)

16、轉(zhuǎn)速度不平穩(wěn)，不利于涂墨均勻，對(duì)印刷機(jī)的印刷質(zhì)量有很大的影響，且印頭與油輥需分別控制，傳動(dòng)性能差，效率低下。</p><p>　　五：設(shè)計(jì)方案二（主方案）</p><p><b>　　1.設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　1）通過一個(gè)滑塊的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)搖桿的同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)</p><p>　　2）滑塊通過一個(gè)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)

17、來驅(qū)動(dòng)</p><p>　　3）滑塊正反行程時(shí)間的計(jì)算</p><p>　　因?yàn)橛☆^返回行程與工作行程的平均速度之比即印頭的行程速比系數(shù)K=1.118</p><p>　　又K=（180°+/（180°-） （）</p><p>　　所以印頭的級(jí)位夾角，</p><p>　　又已知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n電=

18、910 r/min</p><p>　　所以印頭轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為34*60/910=2.242（″）（注：總傳動(dòng)比為34）</p><p>　　由于印頭與滑塊聯(lián)動(dòng)，所以滑塊來回移動(dòng)的頻率為2.242″，滑塊正反行程時(shí)間之比=K</p><p>　　設(shè)滑塊反行程時(shí)間y″，正行程時(shí)間x″</p><p>　　有 x+y=2.242 </p>

19、;<p><b>　　x/y=1.118</b></p><p>　　反行程y=1.059″正行程x=1.183″</p><p><b>　　2.印頭的尺寸計(jì)算</b></p><p><b>　　級(jí)位夾角為10°</b></p><p>　　根據(jù)機(jī)構(gòu)

20、倒置法確定E點(diǎn)位置，取EF垂直FO2且FO2與EF固接，然后再E點(diǎn)鉸接鉸鏈，以此來實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的聯(lián)動(dòng)</p><p><b>　　圖5-2</b></p><p><b>　　根據(jù)余弦定理有</b></p><p>　　AE2=X2+AF2-2* X*AF*cos34°</p><p>　　B

21、C2=X2+BD2-2*X*BD*cos80°</p><p><b>　　AE=BC</b></p><p><b>　　X=45mm</b></p><p>　　3.油輥與印頭的整體尺寸</p><p><b>　　圖5-3</b></p><

22、p>　　4.油輥機(jī)架和油盤位置的確定</p><p>　　1）A、B、C三點(diǎn)位置確定O1位置</p><p>　　2）油盤傾角為63°，且油盤右邊緣與處于豎直位置的油輥相交 </p><p>　　圖5-4（圖中單位均為cm）</p><p>　　5.曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的尺寸計(jì)算</p><p><b&g

23、t;　　圖5-5</b></p><p>　　級(jí)位夾角為10°取偏心距e=64mm</p><p>　　如圖所示，可得圓的半徑r=160/（2*sin10°），圓心到水平直線AB的距離h=160/（2*tan10°），過機(jī)架O點(diǎn)作一條水平直線，圓心到水平線AB的垂線截這條直線的長度h1=，又</p><p>　　AO2=64

24、2+（h1-80）2</p><p>　　BO2=642+（h1+80）2</p><p>　　AO=180.18 BO=334.61</p><p>　　BC= 257.40 OC=77.22</p><p><b>　　6.油盤運(yùn)動(dòng)</b></p><p>　　1）采用一對(duì)渦輪蝸桿傳動(dòng)，保

25、證傾斜面內(nèi)油盤的轉(zhuǎn)動(dòng)</p><p>　　2）利用不完全齒輪機(jī)構(gòu)，使油盤間歇性的轉(zhuǎn)動(dòng)，提高傳動(dòng)效率</p><p>　　由圖6-2及動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)可知，帶動(dòng)油盤作間歇性轉(zhuǎn)動(dòng)的不完全齒輪的參數(shù)如下：</p><p>　　主動(dòng)輪E的分度圓直徑d是36mm，從動(dòng)輪F的分度圓直徑d是144mm，兩輪的模數(shù)m=2</p><p>　　從運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖可知，當(dāng)

26、主動(dòng)輪E轉(zhuǎn)一圈即360°時(shí)，從動(dòng)輪F轉(zhuǎn)5/24圈即75°</p><p>　　又齒輪齒數(shù)z=d/m ，所以若齒輪E、F為一般常規(guī)齒輪時(shí)，齒數(shù)分別為18、72</p><p>　　現(xiàn)假設(shè)齒輪E的齒為不完全，其完整齒數(shù)為X，其余部分為凸鎖止弧，齒輪F所有齒全部為內(nèi)凹鎖止弧</p><p><b>　　則</b></p>

27、;<p>　　X*360°=72*75°（X）</p><p>　　因此不完全齒輪的設(shè)計(jì)為：</p><p>　　主動(dòng)輪：直徑36mm，模數(shù)2 ，齒數(shù)為15，其余為凸鎖止弧</p><p>　　從動(dòng)輪：直徑144mm，模數(shù)2 ，齒數(shù)為72，即所有齒全部轉(zhuǎn)換成與主動(dòng)輪相嚙合的凹鎖止弧</p><p>　　7.主

28、方案最終機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡圖</p><p><b>　　圖5-7</b></p><p><b>　　8.主方案評(píng)價(jià)</b></p><p>　　1）傳動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)性能好，有利于油輥沾墨、刷墨和印頭印刷</p><p>　　2）尺寸小、重量輕，機(jī)構(gòu)簡單，容易制造，使用壽命長</p><

29、p>　　3）油輥與印頭由一個(gè)滑塊來控制，傳動(dòng)效率高</p><p>　　與方案一比較即知，應(yīng)采用方案二作為主方案。</p><p><b>　　六：動(dòng)力傳動(dòng)分析</b></p><p><b>　　1.總傳動(dòng)比的確定</b></p><p>　　因?yàn)橛∷C(jī)的印刷能力為1600-1800次/小時(shí)

30、，所以印刷頻率為2.00″-2.25″，即曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為2.00″-2.25″</p><p>　　已知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n電=910 r/min</p><p>　　設(shè)傳動(dòng)比為X，則X*60/910（2.00，2.25）</p><p>　　X（30.33,34.13）</p><p>　　為便于設(shè)計(jì)與計(jì)算，取傳動(dòng)比為34</p>

31、<p>　　因此曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為34*60/910=2.242符合印刷頻率</p><p><b>　　2.傳動(dòng)比的分配</b></p><p>　　由總傳動(dòng)比可知電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是曲柄的34倍</p><p>　　1）經(jīng)過一對(duì)直徑比為8.5的帶輪來降低1/8.5倍速度，用一對(duì)分度圓直徑比是4的齒輪來降低1/4的倍速度，得到滿足傳動(dòng)比的曲

32、柄轉(zhuǎn)速</p><p>　　2）通過一對(duì)渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)把軸1的水平轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成軸3的豎直轉(zhuǎn)動(dòng)（保持傳動(dòng)比不變），然后用一對(duì)分度圓直徑比是4的不完全齒輪來降低1/4的倍速度，得到滿足傳動(dòng)比的間歇機(jī)構(gòu)（油盤機(jī)構(gòu)）</p><p><b>　　圖6-2</b></p><p><b>　　七：動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)</b></p>

33、<p><b>　　八：運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖</b></p><p><b>　　印頭與油輥機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　已知印頭與油輥由一個(gè)滑塊來帶動(dòng)，滑塊又通過一個(gè)級(jí)位夾角10°的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)來驅(qū)動(dòng)</p><p>　　如圖5-7，當(dāng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí)，設(shè)周轉(zhuǎn)副O(jiān)3所對(duì)應(yīng)的軸的轉(zhuǎn)角為分配軸轉(zhuǎn)角，并令

34、此時(shí)的分配軸轉(zhuǎn)角為0°，以逆時(shí)鐘方向?yàn)檎?lt;/p><p>　　所以當(dāng)滑塊由B滑動(dòng)到A時(shí)，分配軸往逆時(shí)鐘方向轉(zhuǎn)過170°，印頭退回，油輥給鉛字版刷油墨</p><p>　　當(dāng)滑塊由B滑回到A時(shí)，分配軸繼續(xù)往逆時(shí)鐘方向轉(zhuǎn)過190°，印頭印字，油輥退回從油盤上沾墨</p><p><b>　　油盤機(jī)構(gòu)</b></

35、p><p>　　如圖5-4，此時(shí)油輥處于豎直位置，也是運(yùn)動(dòng)的最右端，油輥與油盤的右邊緣相接，油盤直接為40cm ，油盤與油輥的夾角為63°，油輥的長度為56cm</p><p>　　當(dāng)油輥運(yùn)動(dòng)到油盤的最左端時(shí)，設(shè)油盤截油輥的長度為X ，油輥轉(zhuǎn)過的角度為</p><p>　　根據(jù)余弦定理，X2=402+562-2*40*56*cos63°</p&

36、gt;<p><b>　　X=52（cm）</b></p><p>　　Cos=（562+X2-402）/（2*56*X）</p><p>　　又由于油輥的擺角為110°，油輥在退回過程中沾墨，此過程中分配軸往逆時(shí)鐘方向轉(zhuǎn)過190°，所以在油輥沾墨的這一段時(shí)間內(nèi)分配軸轉(zhuǎn)過的角度=（43.3/110）*190=75（°）<

37、;/p><p>　　平壓印刷機(jī)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖（直線型）</p><p><b>　　九：方案評(píng)價(jià)</b></p><p>　　運(yùn)動(dòng)的精確性：由于印頭和油輥的曲柄滑塊聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)都是按照使傳動(dòng)系統(tǒng)具有</p><p>　　1600-1800次/h印刷能力來設(shè)計(jì)的，因此裝夾白紙的印頭擺動(dòng)的頻率也在1600-1800次/h之內(nèi)</

38、p><p>　　這種方案的優(yōu)勢(shì)是能夠集印刷和加油墨于一個(gè)工作平面中，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的應(yīng)用使機(jī)構(gòu)傳動(dòng)平穩(wěn)，用簡單的機(jī)構(gòu)完好地實(shí)現(xiàn)整個(gè)工藝過程。</p><p><b>　　十：參考資料</b></p><p>　　機(jī)械原理 朱理主編 高等教育出版社</p><p>　　機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊(cè) 鄒慧君主編 高等教育出版社</p