印刷機課程設計

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1、 機械原理課程設計說明書 設計題目 TY-460自動平臺印刷機主運動機構分析與設計 分院： 工程學院 班級： 學號： 設計者： 指導老師：

2、 20 年 月 日 24 目錄 一、 機器性能指標、工作原理及參數(shù) 3 1、 機器的工作性能指標 3 2、 工作原理及主運動機構簡介 3 3、 參考數(shù)據(jù)（mm） 3 二、 設計內容 4 1、 滾筒傳動鏈的參數(shù)設計和運動分析 4 （1） 設計變位齒輪1、2 4 （2） 雙曲柄GHMN的傳動角變化曲線 5 （3） 滾筒位移速度變化曲線 7 2、 平臺傳動鏈的機構選型、參數(shù)設計和運動分析 11 （1） 確定曲柄長度

3、11 （2） 雙曲柄ABCD的傳動角變化曲線 12 （3） 平臺位移變化曲線和速度變化曲線 15 3、 同步補償凸輪機構設計 18 （1） 確定機構的初始角 18 （2） 確定同步區(qū) 18 （3） 平臺位移補償量曲線 19 （4） 設計凸輪機構復位區(qū) 20 （5） 設計主凸輪（右推凸輪10）的輪廓 22 （6） 回凸輪（左推凸輪11）的輪廓設計 22 4、 機構主運動簡圖繪制 23 三、 心得體會 24 一、 機器性能指標、工作原理及參數(shù) 1、 機器的工作性能指標 印刷速度：每小時4500印張 印刷幅面：320mm*850mm 滾筒尺寸：280mm*

4、1000mm 2、 工作原理及主運動機構簡介 平臺輪轉式印刷機是通過平臺的往復直線運動和印刷滾筒的連續(xù)回轉運動實現(xiàn)印刷功能的。印刷的版面安裝在平臺上，印刷紙張被逐頁送上滾筒。在平臺的工作行程中，有一段區(qū)域（稱為壓印區(qū)），版面與滾筒圓柱面相切，并且通過傳動機構，使鉛板的線速度與滾筒的圓周速度相等，從而在紙張上印出清晰的版面文本。在平臺的返回行程中，滾筒上已印好的成品由下料機構傳送到輸送帶上送出，同時印刷機的遞紙機構將后續(xù)的帶印紙張從給料臺傳送到滾筒的邊緣，被滾筒上的卡子夾住后卷入滾筒、進入印刷狀態(tài)。滾筒每回轉一周，平臺就往復運動一次，完成一次印刷過程。 印刷機主機構運動圖中給出了平臺處于左

5、端極限位置時機器的主運動機構簡圖。機器的運轉動力是從輸入軸A輸入，曲柄AB是原動件，齒輪1與曲柄AB固連。滾筒的回轉運動是經(jīng)由齒輪副1、2，雙曲柄機構GHMN，齒輪副3、4傳動而實現(xiàn)的（其中齒輪2與曲柄GH固連，齒輪3與曲柄MN固連）。在該路傳動鏈中引入雙曲柄機構GHMN是為了使?jié)L筒實現(xiàn)變速的回轉運動，從而使壓印區(qū)內滾筒的圓周速度與平臺的線速度基本相同。 3、 參考數(shù)據(jù)（mm） =116，=100，=100，=37 =100，=100，=95，=40， m =4，=，==140，=100，e=50，=520， CDE=177 主凸輪基圓半徑=90，滾子半徑=25 二、 設計內容

6、 1、 滾筒傳動鏈的參數(shù)設計和運動分析 （1） 設計變位齒輪1、2 37mm， e =50mm， e-13mm =289.3mm ，=20，m=4mm， 與相近 標準中心距：==m=288 ==72 =arccos=20.7 inv=tan-=0.0149 inv=tan-=0.0166 變位系數(shù)和： =( inv- inv)(+)/(2tan)=0.3363 中心距變動系數(shù)：y=(-)/m=0.325 齒頂高降低系數(shù)：y=()-y=0.0113 =0.16815 ==144mm =cos=135.316mm =+(+-y)m=148.6274mm =

7、-(+-)m=139.6726mm 名稱 代號 齒輪1、2各項數(shù)值大小 模數(shù) m 4mm 齒數(shù) z 72 壓力角 20.7 變位系數(shù) x 0.16815 分度圓半徑 r 144mm 基圓半徑 135.316mm 齒頂圓半徑 148.6274mm 齒根圓半徑 139.6726mm 表 11 齒輪1、2參數(shù)表 （2） 雙曲柄GHMN的傳動角變化曲線 圖 11 雙曲柄機構GHMN的傳動角變化圖 AB轉角 傳動角 0 52 30 40 60 36 90 42 120

8、54 150 68 180 81 210 89 240 88 270 88 300 79 330 66 表 12 雙曲柄機構GHMN的傳動角變化表 圖 12 雙曲柄機構GHMN的傳動角變化曲線 圖 13 雙曲柄機構GHMN的最小傳動角驗證圖 檢驗最小傳動角是否小于 HMN中HN最小時，最??； NG，GH重合時，HN最小 => 所以機構GHMN的傳動性能好，符合要求。 （3） 滾筒位移速度變化曲線 AB轉角 滾筒線位移（mm） 0 0 30 74.72 60 184.87 90 306.941 1

9、20 411.09 150 497.893 180 572.796 210 637.972 240 693.916 270 741.742 300 784.583 330 827.761 360 879.646 表 13滾筒周向位移變化表 圖 14滾筒周向位移變化曲線 AB轉角 滾筒線速度（mm/s） 0 905.391 30 1381.215 60 1854.342 90 1721.496 120 1414.961 150 1203.525 180 1048.452 210 907.452 240 77

10、3.259 270 669.404 300 628.994 330 686.417 360 905.391 表 14滾筒圓周速度變化表 圖 15滾筒圓周速度變化曲線 每小時4500印張，1.25圈/s， =7.854rad/s HG分別轉過160，210時，滾筒周向位移和圓周速度 圖 16 滾筒周向位移變化曲線和圓周速度計算圖 轉過160時 = =0.7854m/s ==4.8267m/s ==0.7792m/s ==1.1483

11、m/s 轉過210時 =0.7854m/s ==4.9747m/s ==0.6177m/s ==0.9103m/s =(360-146)* *=523mm =(360-99)* *=637.7mm 2、 平臺傳動鏈的機構選型、參數(shù)設計和運動分析 （1） 確定曲柄長度 給定平臺的行程為620mm，確定曲柄連桿機構DEF中的曲柄長度 平臺行程為620mm，F(xiàn)點行程是平臺的一半，為310mm 圖 21 曲柄長度計算圖 從上圖可知，310=- 運用二分法，y=- 154

12、57 X=154.5時，y=310.58 =154.25 X=154.25時，y=310.077 =154.125 X=154.125時，y=309.8 =154.1875 X取154.1875 =154.1875mm （2） 雙曲柄ABCD的傳動角變化曲線 求雙曲柄ABCD的傳動角變化曲線，檢驗雙曲柄機構ABCD的最小傳動角是否小于 圖 22 雙曲柄ABCD的傳動角變化圖 AB轉角 傳動角 0 86 30 85 60 80 90 83 120 89 150 77 180 64 210 52 240 47

13、270 50 300 60 330 73 表 21 雙曲柄ABCD的傳動角變化表 圖 23 雙曲柄ABCD的傳動角變化曲線 圖 24 雙曲柄ABCD的最小傳動角驗證圖 DB最小時，最小 AD，AB共線時，DB最小 =47>20 （3） 平臺位移變化曲線和速度變化曲線 AB轉角 平臺位移（mm） 0 0 30 49.366 60 160.1 90 282.109 120 391.489 150 485.452 180 564.6 210 615.842 240 594.643 270 452.791 300

14、 236.045 330 61.042 360 0 表 22 平臺位移變化表 圖 25 平臺位移變化曲線 AB轉角 平臺速度（mm/s) 0 0 30 1346.144 60 1842.936 90 1760.048 120 1519.327 150 1304.867 180 1042.482 210 381.3 240 -1175.35 270 -2956.68 300 -3216.04 330 -1849.02 360 0 表 23 平臺速度變化 圖 26 平臺

15、速度變化曲線 圖 27 平臺位移速度計算圖 =154.1875mm =7.854rad/s =0.911m/s AB轉過160時 使用瞬心法， ==9.0816rad/s =*=0.5563m/s =5.563375rad/s =*=0.8578m/s 運用投影法， cos21=sin42 =0.6148m/s =2=1.2296m/s AB轉過210時 使用瞬心法， =11.2658rad/s =0.8858m/s =8.8583rad/s =1.3658m/s 運用投影法， cos11=sin8 =0.1936m/s =2=

16、0.3873m/s =256.79mm =307.87mm =2=513.58mm =2=615.74mm 3、 同步補償凸輪機構設計 （1） 確定機構的初始角 綜合分析滾筒圓周速度曲線和平臺速度曲線，確定兩組雙曲柄機構的對應初始位置角 、 初始為57.109，=116 （2） 確定同步區(qū) 同步區(qū)內滾筒圓周的線位移應大于印刷幅面的寬度320mm，建議取460mm左右。 AB轉過34時，平臺速度與滾筒速度相等，以34為同步區(qū)起點 查附錄，87.349+460=547.349 同步區(qū)終點取170 同步區(qū)：34~170 （3） 平臺位移補償量曲線

17、 綜合分析滾筒的圓周位移曲線和平臺位移曲線之差值，確定平臺的位移補償量曲線 AB轉角 平臺線位移差（mm） 滾筒線位移差（mm） 相減之差（mm) 位移補償量（mm） 34～35 3.275 3.268 0.007 0.007 35～40 17.185 16.997 0.188 0.195 40～45 18.338 18.054 0.284 0.479 45～50 19.234 19.008 0.226 0.705 50～55 19.889 19.804 0.085 0.79 55～60 20.326 20.39 -0.

18、064 0.726 60～65 20.567 20.736 -0.169 0.557 65～70 20.64 20.837 -0.197 0.36 70～75 20.57 20.715 -0.145 0.215 75～80 20.381 20.407 -0.026 0.189 80～85 20.101 19.965 0.136 0.325 85～90 19.75 19.411 0.339 0.664 90～95 19.349 18.827 0.522 1.186 95～100 18.914 18.218 0.696

19、 1.882 100～105 18.463 17.616 0.847 2.729 105～110 18.005 17.036 0.969 3.698 110～115 17.548 16.484 1.064 4.762 115～120 17.101 15.968 1.133 5.895 120～125 16.666 15.487 1.179 7.074 125～130 16.248 15.041 1.207 8.281 130～135 15.842 14.624 1.218 9.499 135～140 15.451 1

20、4.238 1.213 10.712 140～145 15.068 13.877 1.191 11.903 145～150 14.688 13.536 1.152 13.055 150～155 14.306 13.214 1.092 14.147 155～160 13.909 12.908 1.001 15.148 160～165 13.487 12.614 0.873 16.021 165～170 13.026 12.33 0.696 16.717 表 31 位移補償量表 圖 31 位移補償量曲線 （4） 設計凸輪

21、機構復位區(qū) 設計凸輪機構復位區(qū)從動件運動規(guī)律和相應的凸輪轉角，并繪制全工作循環(huán)的從動件運動位移曲線圖。復位區(qū)的凸輪轉角可取100，以便減小凸輪機構的回程壓力角。 h=16.717mm 正弦加速度運動曲線規(guī)律既無剛性沖擊也無柔性沖擊，所以選用正弦加速度運動規(guī)律。 S=h 0<<100，=100 復位區(qū)（） 回程位移（mm） 0 16.717 10 16.60926459 20 15.90473338 30 14.23434283 40 11.59759327 50 8.362739551 60 5.126268052 70 2.485282496

22、 80 0.809654145 90 0.100882025 100 0 表 32 復位區(qū)從動件運動位移表 圖 32復位區(qū)從動件運動位移曲線圖 圖 33全工作的從動件運動位移曲線圖 （5） 設計主凸輪（右推凸輪10）的輪廓 圖 34 主凸輪（右推凸輪10）的輪廓圖 （6） 回凸輪（左推凸輪11）的輪廓設計 設計回凸輪（左推凸輪11）的輪廓，要求與主凸輪有相同的最大徑向尺寸，并確定的大小 >90*2+16.717=196.717mm 取200mm 圖 35回凸輪（左推凸輪11）的輪廓圖 4、 機構主運動簡圖繪制 圖 41機構主運動簡圖 三、 心得體會 在整個機械原理課程設計中，讓我鞏固了機械原理基本知識和CAD的知識，了解了平臺輪轉印刷機的主運動機構原理，使我體會到了以后工作中要面對的東西，也讓我認識到自己的CAD畫圖水平還有待提高。