機械原理課程設(shè)計---自動打印機機構(gòu)設(shè)計

1、<p><b>　　課程設(shè)計說明書</b></p><p>　　題 目： 自動打印機機構(gòu)設(shè)計 </p><p>　　院 （系）： 機械與電氣工程學院 </p><p>　　專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 </p><p>　　學生姓名： </p&

2、gt;<p>　　學 號： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　職 稱： </p><p><b>　　2011年6月9日</b></p><p><b>

3、　　目錄</b></p><p><b>　　目 錄I</b></p><p><b>　　1 題目1</b></p><p>　　2.1 設(shè)計題目1</p><p>　　2.2 設(shè)計任務(wù)及要求1</p><p>　　2.3 設(shè)計數(shù)據(jù)2</p

4、><p>　　2.4運動方案構(gòu)思……………………………………………………·······2</p><p>　　3 機構(gòu)方案分析與優(yōu)化比較2</p><p>　　3.11 送料機構(gòu)方案12</p><p>　　3.12送料機構(gòu)方案23</p><p&g

5、t;　　3.13送料機構(gòu)方案34</p><p>　　3.21打印機構(gòu)方案15</p><p>　　3.22打印機構(gòu)方案26</p><p>　　3.23打印機構(gòu)方案37</p><p>　　3.3輸出機構(gòu)方案8</p><p>　　3.4打印機結(jié)構(gòu)簡圖····

6、3;····································&#

7、183;···9</p><p>　　4 轉(zhuǎn)換功能圖 9</p><p>　　5運動循環(huán)圖 10</p><p>　　6 機構(gòu)設(shè)計 11</p><p>　　7solidworks畫出的機構(gòu)三維圖·········&#

8、183;························13</p><p>　　8總結(jié)…………………………………………………………………………14</p>&l

9、t;p><b>　　9參考文獻15</b></p><p>　　一、題目：自動打印機機構(gòu)設(shè)計</p><p>　　二、設(shè)計題目以及任務(wù)</p><p><b>　　2.1 設(shè)計題目</b></p><p><b>　　設(shè)計自動打印機機構(gòu)</b></p>&

10、lt;p>　　2.1.1 功能要求及工藝動作分解提示</p><p>　　1）總功能要求：在產(chǎn)品上打印記號</p><p>　　2）工作原理及工藝動作分解：自動打印機系統(tǒng)的工作原理及工藝動作如流程圖所示，該系統(tǒng)由電機驅(qū)動主軸上的三個執(zhí)行機構(gòu)，完成送料、夾緊和打印、輸出的任務(wù)。自動打印機系統(tǒng)的系統(tǒng)功能圖如下所示。</p><p>　　2.2設(shè)計任務(wù)及要求<

11、/p><p>　　1）本題設(shè)計的時間為一周。</p><p>　　2）明確機構(gòu)功能要求以及進行功能分解。</p><p>　　3）構(gòu)思系統(tǒng)方案（至少兩個以上），進行方案比較評價，選出較優(yōu)方案。</p><p>　　4）按工藝動作過程擬定運動循環(huán)圖。</p><p>　　5) 繪制系統(tǒng)機械運動方案簡圖。</p>

12、<p>　　6）編寫設(shè)計說明書。</p><p>　　7）要求機構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單緊湊，運動靈活可靠、易于加工制造。</p><p><b>　　2.3 設(shè)計數(shù)據(jù)</b></p><p>　　1）紙盒尺寸，長為100—150mm，寬70—100mm，高30—950mm</p><p>　　2）產(chǎn)品重量為5—10N&

13、lt;/p><p>　　3）自動打印機的生產(chǎn)率為80次/min。</p><p>　　2.4 運動方案構(gòu)思</p><p>　　1） 實現(xiàn)送料——夾緊功能的機構(gòu)可以采用凸輪機構(gòu)或有一定停歇運動的連桿機構(gòu)。當送料、夾緊機構(gòu)的執(zhí)行構(gòu)件將產(chǎn)品推至指定位置，執(zhí)行構(gòu)件停止不動，維持推緊力（前有擋塊擠壓），待打印機構(gòu)執(zhí)行件打完印后，被推出。</p><p>

14、　　2） 實現(xiàn)打印功能的機構(gòu)可以采用平面連桿機構(gòu)或直動（擺動）凸輪機構(gòu)。</p><p>　　3） 實現(xiàn)輸出功能的機構(gòu)可以采用與送料、夾緊機構(gòu)相類似的連桿或凸輪機構(gòu)。為簡化結(jié)構(gòu)，可考慮固定定位擋塊，而將輸出運動與送料運動的方向互相垂直。</p><p>　　4） 自動打印機系統(tǒng)采用一個電機驅(qū)動主軸控制三個機構(gòu)的執(zhí)行構(gòu)件完成各自的功能運動。如何將三個執(zhí)行機構(gòu)的主動件均固定在主軸上而達到設(shè)計要

15、求是該方案一大難題。</p><p>　　三、 機構(gòu)方案分析與優(yōu)化比較</p><p>　　3.11送料機構(gòu)方案1：</p><p><b>　　機構(gòu)簡圖如下：</b></p><p>　　方案分析：凸輪作為整個機構(gòu)的主動件輸出運動。此機構(gòu)是對擺動凸輪機構(gòu)的擴展，從而在保證擺桿擺動角度一定的情況下，改變擺動的方向，實現(xiàn)

16、預(yù)期運動的效果。</p><p>　　優(yōu)點：凸輪在其近休止和遠休止時有一定的停歇時間，從而保證打印時工件處于靜止狀態(tài)；其次，在設(shè)計時，使其推程運動角大于回程運動角，這樣可以方便使送料機構(gòu)具有急回運動特性，提高機械生產(chǎn)效率。</p><p>　　缺點：直角擺桿推動物件時，軌跡為一圓弧，使得輸出不平穩(wěn)，且凸輪的計算、設(shè)計較復(fù)雜，增加了工作量。</p><p>　　3.1

17、2送料機構(gòu)方案2</p><p><b>　　機構(gòu)簡圖如下：</b></p><p>　　方案分析：利用滑塊的直線運動及急回特性</p><p>　　優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單；由于滑塊做平面直線運動，所以輸送物件平穩(wěn)。</p><p>　　缺點：曲柄滑塊機構(gòu)不能實現(xiàn)間歇運動，與之配合的工作臺結(jié)構(gòu)要求復(fù)雜，且不具備急回運動特性，導致

18、生產(chǎn)效率降低。</p><p>　　3.13送料機構(gòu)方案3</p><p><b>　　機構(gòu)簡圖如下：</b></p><p>　　方案分析：通過帶輪和直齒輪和斜齒輪進行減速，從而分別保證打印和傳輸速度，利用包裝紙盒自身重量,通過傳輸桶,并利用槽輪機構(gòu)帶動其傳輸?shù)酱蛴」の弧?lt;/p><p>　　優(yōu)點：有一定的停歇時間，從

19、而保證打印時工件處于靜止狀態(tài)；輸送物件平穩(wěn)；同樣，在設(shè)計的時候注意推程運動角和回程運動角之間的大小關(guān)系，就可使該機構(gòu)有急回運動特性，從而提高機械效率。</p><p><b>　　缺點：運動鏈有點長</b></p><p>　　送料機構(gòu)，最終我們選擇方案3</p><p>　　3.21打印機構(gòu)方案1：機構(gòu)簡圖如下</p><

20、p>　　方案分析：此機構(gòu)中，轉(zhuǎn)盤式工作臺與棘輪固聯(lián)，ABCD位移空間四桿機構(gòu)?；瑝KD作為主動件。當滑塊D上升時搖桿AB順時針擺動，并通過棘爪帶動機輪和工作臺順時針轉(zhuǎn)位。當沖頭下降進行沖壓時，搖桿逆時針擺動，則棘爪在輪上滑動，工作臺不動。</p><p>　　優(yōu)點：實現(xiàn)了間歇運動</p><p>　　缺點：對于一個自動打印機來說，有點大材小用；而且此機構(gòu)在造型時較為復(fù)雜，增加了工作量。

21、</p><p>　　3.22打印機構(gòu)方案2</p><p><b>　　機構(gòu)簡圖如下：</b></p><p>　　方案分析：此圖為實際機構(gòu)的左視圖。改變凸輪輪廓，即可改變打印錘的上升、下降速度。以余弦函數(shù)來設(shè)計凸輪輪廓，可使該機構(gòu)消除剛性沖擊，僅存在柔性沖擊。同樣，在設(shè)計的時候注意推程運動角和回程運動角之間的大小關(guān)系，就可使該機構(gòu)有急回運動

22、特性，從而提高機械效率。</p><p>　　優(yōu)點：工作臺為一簡單的平板，造型簡單，制造工藝簡潔。而且尺寸大小居中，適合于打印機構(gòu)的外形特點。</p><p>　　缺點：工作臺與滑塊間如果摩擦較小，由于工件存在慣性，有可能導致在打印記號時對位不準，影響整批工件的外觀、質(zhì)量。</p><p>　　3.23打印機構(gòu)方案3</p><p>　　方案

23、分析：當產(chǎn)品送至打印工位時,使打印頭完成下降---打印(停歇)---抬起 ---停歇的運動，當產(chǎn)品打好記號后，輸出機構(gòu)便將產(chǎn)品輸出</p><p>　　優(yōu)點：此過程具有急回運動特性，從而提高機械生產(chǎn)率；打印錘的上升、下降速度可以改變；結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝簡易；省料。</p><p>　　缺點：運動鏈較長；穩(wěn)定性有待提高。</p><p>　　打印機構(gòu)，最終我們選擇方

24、案3</p><p>　　3.31輸出機構(gòu)方案</p><p>　　直接在工作臺上開槽，利用工作臺與槽輪配合，產(chǎn)品經(jīng)打印后運送到凹槽處被推壓出去，省工，省料。</p><p>　　3、4打印機機構(gòu)簡圖</p><p>　　綜上所述，根據(jù)技術(shù)、經(jīng)濟、安全可靠及實際的可能性四個方面的內(nèi)容，選用方案機構(gòu)簡圖如下。</p><p&

25、gt;<b>　　轉(zhuǎn)換功能圖</b></p><p><b>　　五、運動循環(huán)圖</b></p><p>　　在同一時間段，工作轉(zhuǎn)臺與打印機構(gòu)的同步化循環(huán)圖如下圖所示（工作轉(zhuǎn)臺與間歇機構(gòu)的從動盤同軸轉(zhuǎn)動）</p><p><b>　　六、機構(gòu)設(shè)計：</b></p><p>　　

26、減速---送料---打印---輸出 </p><p>　　1、減速： 通過帶輪和直齒輪和斜齒輪進行減速，從而分別保證打印和傳輸速度。</p><p><b>　　送料：</b></p><p>　　利用包裝紙盒自身重量,通過傳輸桶,并利用槽輪機構(gòu)帶動其傳輸?shù)酱蛴」の?</p><p>　　打印：當產(chǎn)品送至打印工位時,

27、使打印頭完成下降---打印(停歇)---抬起 ---停歇的運動。</p><p>　　輸出：當產(chǎn)品打好記號后，輸出機構(gòu)便將產(chǎn)品輸出。</p><p>　　solidworks畫出的機構(gòu)三維圖</p><p><b>　　七、總結(jié)</b></p><p>　　通過這次課程設(shè)計，我對機械原理課程設(shè)計加深了理解與認識。對連桿

28、機構(gòu)，凸輪機構(gòu)和齒輪機構(gòu)的運動特點有了進一步的認識，學到了一些實踐性的東西。這次是第一次工程制圖的課程設(shè)計。我沒有什么經(jīng)驗，拿到課程設(shè)計任務(wù)書，我大致瀏覽了一下：</p><p><b>　　設(shè)計任務(wù)：</b></p><p>　?。?）繪制機構(gòu)原理簡圖1張</p><p>　?。?）編寫設(shè)計說明書１份（格式見附件，有統(tǒng)一要求）</p&g

29、t;<p>　　(附: 設(shè)計說明書內(nèi)容順序如下)</p><p>　　1．目錄（標題及頁次）</p><p><b>　　2．設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　3．機構(gòu)功能要求及功能分解</p><p>　　4．機構(gòu)運動轉(zhuǎn)換功能圖</p><p>　　5．機構(gòu)形態(tài)學矩

30、陣及求解</p><p>　　6．機構(gòu)方案分析與優(yōu)化比較</p><p>　　7．機構(gòu)運動學、動力學分析</p><p><b>　　8．總結(jié)</b></p><p><b>　　9．參考資料 </b></p><p>　　對機械系統(tǒng)設(shè)計的步驟及方法，其中包括選擇模

31、型，運動方案的確定，運動學和動力學的分析和整體設(shè)計等，并提高了我的計算，分析，計算機輔助設(shè)計，繪圖以及查閱和使用文獻的綜合能力。</p><p>　　其次，對于一些在機械原理課程中提到的比較抽象或者很少提及的概念有了一個認識，例如傳動比的分配，各種參數(shù)的選擇等，參數(shù)不同對結(jié)果的影響很大，甚至實現(xiàn)不了要求的運動動作。通過自己對各種參數(shù)的選擇，了解了這些參數(shù)的選擇方法。</p><p>　　最

32、后，通過這一次的課程設(shè)計，我明白自己對本課程的很多概念沒有做到真正的理解，所以造成設(shè)計時的茫然。所以，這就要求我在以后的學習中，在理解概念的基礎(chǔ)上，把握課程的本質(zhì)，踏踏實實學習專業(yè)知識，能做到學有所用。</p><p>　　這一次課程設(shè)計我們是兩人一組的，我們認真探討，共同進步，雖然本次課程設(shè)計結(jié)束了，但我們一起奮斗的精神和這份寶貴的經(jīng)歷將會成為人生道路上一道亮麗的風景線</p><p>

33、<b>　　八、參考文獻</b></p><p>　　[1] 孫桓.機械原理[M].北京:高等教育出版社,2001.</p><p>　　[2] 鄒慧君，張青.機械原理課程設(shè)計手冊（第二版）[M].北京:高等教育出版社,2010.</p><p>　　[3] 王亮申，孫峰華等. TRIZ創(chuàng)新理論與應(yīng)用原理[M].北京:科學出版社,2010.&l

34、t;/p><p>　　[4] 斯克萊特.機械設(shè)計實用機構(gòu)與裝置圖冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2007.</p><p>　　[5] 樓錫銀. 機電產(chǎn)品綠色設(shè)計技術(shù)與評價[M]. 杭州：浙江大學出版社，2001.</p><p>　　[6]呂庸厚，沈愛紅.組合機構(gòu)設(shè)計與應(yīng)用創(chuàng)新[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2008.</p><p>　　[