机械原理平压印刷机课程设计.docx
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机械原理平压印刷机课程设计
湖南工业大学
课程设计
资料袋
机械工程学院(系、部)第二学年第二学期
课程名称机械原理课程设计指导教师邹培海职称教授
学生姓名吕超专业班级机械1010学号10405701011
题目平压印刷机设计
成绩起止日期2012年6月8日~2012年6月15日
目录清单
序号
材料名称
资料数量
备注
1
课程设计任务书
1
2
课程设计说明书
1
3
课程设计图纸
若干
张
3
5
6
机械原理课程设计
设计说明书
平压印刷机设计
起止日期:
2012年6月8日至2012年6月15日
学生姓名
吕超
班级
机械1010
学号
成绩
指导教师(签字)
机械工程学院(部)
2012年6月15日
0.课程设计任务书…………………………………………2
1.设计题目…………………………………………………3
2.工作原理和工艺动作分解………………………………3
3.平压印刷机的功能分析与设计过程……………………5
4.机构的选型………………………………………………6
5.设计方案…………………………………………………9
6.主方案印刷机构的尺寸设计……………………………12
7.动力简图及传递分………………………………………14
8.机械传动系统的速比和变速机构………………………14
9.动力系统参数及工作流程图……………………………15
10.平压印刷机三维图设计…………………………………17
11.参考资料…………………………………………………18
12.设计总结…………………………………………………18
湖南工业大学
课程设计任务书
2011—2012学年第2学期
机械工程学院(系、部)机械类专业机械1010班级
课程名称:
机械原理课程设计
设计题目:
平压印刷机设计
完成期限:
自20012年6月8日至2012年6月15日共1周
内
容
及
任
务
一、设计的任务与主要技术参数
平压印刷机是一种简易的印刷机,适合于印刷各种8开以下的印刷平。
它的工作原理:
将油墨刷在固定的平面签字版上,然后将装夹了白纸的平板印头紧密接触而完成一次印刷。
其工作过程犹如盖章,平压印刷机中的“图章”是不动的,纸张贴近时完成一次印刷。
平压印刷机需要实现三个动作:
装有白纸的印头往复摆动,油辊在固定签字版上上下滚动使油辊油墨均匀。
其余设计参数是:
1)实现印头、油辊、油盘运动机构由一个电动机带动,通过传动系统使其具有1600~1800r/h的印刷能力;
2)电动机的功率P=0.75kw、转速n=910r/min,电动机可以放在机架的左侧或底部;
3)印头的摆角为70°,印头的返回行程和工作行程的平均速度之比K=1.118;
3)油辊摆杆自垂直位置运动到铅字版下端的摆角为110°;
5)油盘直径为300mm,油辊的起始位置就在油盘的边缘;
6)要求机构的传动性能良好,结构紧凑,易于制造;
二、设计工作量
要求:
对设计任务课题进行工作原理和工艺动作分解,根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图,进行执行机构选型,构思该机械运动方案,并进行的选择和评定,确定机械运动的总体方案,根据任务书中的技术参数,确定该机械传动系统的速比和变速机构,作出机构运动简图,对相关执行机构的具体尺度进行分析与设计。
进
度
安
排
起止日期
工作内容
6.8-5.11
构思该机械运动方案
5.11-6.14
运动分析及作图
6.15
整理说明书与答辩
主要
参考
资料
[1]朱理.机械原理[M].北京:
高等教育出版社,2008:
15-200
[2]邹慧君.机械原理课程设计[M].北京:
高等教育出版社,2009:
15-250
指导教师:
邹培海2012年6月15日
系(教研室)主任:
王菊槐20012年6月15日
1.设计题目:
平压印刷机机构设计
1.1设计原理:
平压印刷机是一种简易的印刷机,适合于印刷各种8开以下的印刷平。
它的工作原理:
将油墨刷在固定的平面签字版上,然后将装夹了白纸的平板印头紧密接触而完成一次印刷。
其工作过程犹如盖章,平压印刷机中的“图章”是不动的,纸张贴近时完成一次印刷。
平压印刷机需要实现三个动作:
装有白纸的印头往复摆动,油辊在固定签字版上上下滚动使油辊油墨均匀。
1.2设计要求:
1)实现印头、油辊、油盘运动机构由一个电动机带动,通过传动系统使其具有1600~1800r/h的印刷能力;
2)电动机的功率P=0.75kw、转速n=910r/min,电动机可以放在机架的左侧或底部;
3)印头的摆角为70°,印头的返回行程和工作行程的平均速度之比K=1.118;
3)油辊摆杆自垂直位置运动到铅字版下端的摆角为110°;
5)油盘直径为400mm,油辊的起始位置就在油盘的边缘;
6)要求机构的传动性能良好,结构紧凑,易于制造;
2.工作原理和工艺动作分解
2.1工作原理和工艺动作分解
一、根据工艺过程,机构应具有:
1.印头往复摆动;
2.油辊上下滚动;
3.油盘转动;
二、根据需要达到的要求工作原理为:
将油墨定量输送至墨盘,令墨盘作间歇运动,使墨辊醺墨时能较均匀地得到供墨;墨辊沿墨盘面和铜锌板面上下运动,完成醺墨和刷墨动作;放有白纸的压印板绕一固定点来回摆动,其工作行程中点使白纸与涂有油墨的铜锌板压合,完成印刷工艺。
当空回行程便可取出成品。
(1)根据要求及其工作原理可知,带有白纸的印头的压板绕一固定点来回摆动,因为其一个极点位置在竖直位置,极位夹角的值为70°,8开以下的印制品取印刷长度为440mm就能满足其印刷要求,因此印头的行程应该为S=440mm,其简图和位移线图如图2-1所示:
图2-1
(2)根据要求及工作原理可知,油辊绕一固定点上下滚动从而实现其在印刷板上下滚动,因为其一个极点位置在竖直位置,其极位夹角值为110°,而由要求得出的油辊的摆杆的长度大约为550mm,因此油辊的行程应该为S=738mm,其简图和位移线图如图2-2所示:
图2-2
3.平压印刷机的功能分析与设计过程
3.1平压印刷机的功能分析
由上述分析可知知:
平压印刷机功能分解
将油墨定量输送至墨盘
墨盘做间歇运动使墨辊均匀的得到供墨
墨辊上下运动完成刷墨和醺墨
放有白纸的压印板与铜锌板压合
短暂停歇时取出成品完成一次印刷
图3-1平压印刷机的功能分析图
3.2平压印刷机的设计过程:
实现平压印刷机印刷运动的机构应有下面几种基本功能:
1.在印刷的极位有短暂的停歇,这样可以方便的取出印刷成品。
2.装有白纸的印头往复摆动。
3.油辊在固定铅字版上上下滚动。
4.油盘转动使油辊上油墨均匀。
5.我们设计的平压印刷机的生产效率是每小时1600~1800次/h。
4.机构的选型
4.1实现印刷功能应具备以下几种基本功能:
①印头需要有短暂的间歇以便于将白纸取取出。
2印头机构要有往复运动。
3油辊需要在印刷板上上下滚动且不能与印头的运动发生干涉,即印头离开印刷板时油辊就开始进入印刷板进行刷油。
由目前所学的知识来说,实现上述运动用的机构可能会有:
四杆机构、凸轮机构、导杆机构、曲柄滑块机构等。
实现上述运动后还得考虑到如何使其运动得到更好的传递,表4-1是可能用到的简单机构。
印头的摆动
优点
缺点
四杆机构
结构简单,制作精度底,运动精度高,可以承受较大压力,
装配容易适合低速运动
效率较低,占用空间大
凸轮机构
结构简单
不能承受较大压力,制造复杂,适合高速机构传动
导杆机构
机构较小
较难做到较小的极位夹角,且需要用齿轮机构啮合变速体积大,质量大
下表4-2是油辊可能用到的机构:
油辊的摆动
优点
缺点
四杆机构
结构简单,制造容易,运动精度高,可以承受较大压力,装配容易,应用于中低速.
为保证两转动的配合,制造较复杂,尺寸大
机构效率低。
导杆机构
机构较小
凸轮机构的转角要小于90度,故还需一个齿轮传动机构变换角度,
机构效率低
凸轮机构
机构简单
转角要小于90度,故还需一个齿轮传动机构变换角度,
机构效率低
表4-3简单机构的附图
四杆机构
导杆机构
凸轮机构
曲柄滑块机构
5.设计方案
5.1综合上述要求功能及动作的分解分析总体得出三种设计方案:
方案
设计方案简图
一
利用两个曲柄摇杆机构来完成印头的左右摆动和油辊的上下滚动
二
利用凸轮带动印头的来回摆动,通过一连杆带动油辊的上下滚动
三
利用曲柄滑块机构的滑块通过两根连杆来带动印头和油辊的运动
5.2印刷机设计方案的评定
方案一:
曲柄摇杆机构与槽轮的串联机构
工作原理:
印头和油辊的来回滚动由曲柄机构来完成,当印头印完后,油辊开始进入准备刷油,两者的角速度相反从而不会相互干扰。
优点:
机构简单易于制造。
缺点:
印头、油辊需分别控制,传动性能差;运转速度不平稳,不利于涂墨均匀;
方案二:
凸轮通过油盘与齿轮的串联机构
工作原理;由凸轮带动印头运动,印头始终贴近凸轮运动,通过一个连杆控制油辊运动,通过主动凸轮的运动来带动油盘的转动,从动转盘通过一个齿轮与转盘连接。
优点:
结构比较紧凑。
缺点:
凸轮传动效率差,加工不便,容易磨损。
方案三:
曲柄滑块机构的串联机构
工作原理:
通过滑块的运动来实现两个摇杆的同时转动,滑块通过一个曲柄滑块机构来驱动。
优点:
传动平稳,设计简单、方便,尺寸小、重量轻。
缺点:
滑块只做瞬时的停歇运动,与前面的方案相比有点缺陷,但始终优点居多。
总结:
最终选择方案三比较合适。
6.主方案印刷机构的尺寸设计
6.1印头的尺寸计算
滑块反行程取时间1s,正行程时间为1.118s,完成一次印刷2.118s,符合1600~1800/h。
图6-1
确定D1点位置,然后在D1点铰接铰链,以次来实现机构的联动
根据余弦定理:
BD12=X2+BC12-2*X*BC1*cos33°
AD22=X2+AC22-2*X*AC2*cos79°
BD1=AD2
联立
方程即可解得X的值(这里不做详细的计算),即可以确定BD1和AD2。
同理可以解出油辊的上的X1的值和连杆的长度,这样就确定了印头和油辊以及两连杆的尺寸。
6.2曲柄滑块机构的尺寸计算
图6-2
按照设计要求极位夹角为10°
为使结构更为紧凑在运动中不发生干涉取偏心距e=70mm
为使结构更为紧凑,及在体积上的约束去s=160
根据上述条件,运用已学知识确定两极限位置的X+Y,及X-Y的值从而确定曲柄滑块机构的曲柄和连杆的长度
7.动力传递简图及分析
图7-1
马达转速是曲柄的32倍
经过一对直径比是8.03的带轮来降低1/8.03倍速度,用一对分度圆直径比、是4的齿轮来降低1/4倍速度,得到满足要求的曲柄转速
8.机械传动系统的速比和变速机构
i总=i1*i2=8.03*4≈32(910/32=28.43r/min,从而可以知道每小时完成的印刷次数是n=28.43*60≈1706,满足要求)
第一级传动经过一对直径比是8.03的带轮来降低1/8.03倍速度,从而可知传动比i1=8.03;
第二级传动用一对分度圆直径比、是4的齿轮来降低1/4倍速度,从而知传动比为i2=4,得到满足要求的曲柄转速;
9.动力系统参数及工作流程图
9.1动力系统参数
模数m
直径D/mm
转速n/r/s
带轮1
30
带轮2
240.9
主动轴1
20
轴2
20
0.4721
轴3
20
1.8859
轴4
20
0.4721
齿轮B
5
300
0.4721
齿轮A
5
75
1.8859
齿轮E
1
20
1.8859
齿轮F
1
80
0.4721
圆锥齿轮C
5
200
1.8859
圆锥齿轮D
5
200
1.8859
图9-1
9.2工作流程图
图9-2
10.平压印刷机的三维图设计
平压印刷机三维视图
平压印刷机爆破视图
11.参考资料
[1]朱理.机械原理[M].北京:
高等教育出版社,2008:
15-200
[2]邹慧君.机械原理课程设计[M].北京:
高等教育出版社,2009:
15-250
12设计总结
经过一周的课程设计,总算勉勉强强的把课程设计给完成了,在一开始的时候真的不知道该从那里着手,后来在和同组的另外两个同学的讨论下总算知道该如何下手了,但是我们又面临了一个棘手的问题,很多软件的使用都忘记的差不多了,特别是还有个三维图,这个需要用到我们还没有接触过的proe,其他的用到的软件比如:
word,cad等,只要自己好好琢磨一下可能就会了。
在设计过程中真的是错误百出,有点想放弃的了,准备直接XX一篇然后自己修改一下算了,但看着别人都在查资料、画图、讨论,我的心里一下涌现了一个问题:
“你比别人差吗?
答案是:
我不仅可以在学习上比他们强,我更可以在知识的运用上比他们强。
”于是我继续我的奋斗,碰到不会的首先自己想,想不出来就查资料,查不到就XX,就这样,虽然其中也出现不少的错误,但是这些错误现在就是我的动力,“我相信错着错着也就对了”。
在这次设计的过程中,虽然曾经想过放弃、虽然曾经很累很幸苦,但是看着自己的设计结果我知足了,在此期间我也复习了很多软件的使用,还有那些分析和处理问题的宝贵经验,作为一名即将迈向“机械设计”这条道路的学生,我想这应该是一个很好的开始,更重要的是“无论碰到什么错误、什么困难,都不要放弃”,要始终坚信一句话:
“错着错着也就对了,困难过着过着也就会幸福了。
”
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