平臺印刷機(jī)的主傳動機(jī)構(gòu)說明書(低速)

1、機(jī)械原理課程設(shè)計機(jī)械原理課程設(shè)計題 目:平臺印刷機(jī)的版臺主傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計低速系 別：專 業(yè):機(jī)械設(shè)計制造及其自動化班 級:設(shè)計者:指導(dǎo)教師:目錄、工作原理3二、機(jī)器的運(yùn)動方案分析及選擇3（一）設(shè)計基本要求3（二）主傳動運(yùn)動方案分析及選擇4（三）方案比較及組合7三、機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的尺寸設(shè)計7（一）曲柄滑塊運(yùn)動尺寸設(shè)計7（二）凸輪的設(shè)計7（三）機(jī)構(gòu)運(yùn)動、位移、速度、加速度分析8四、數(shù)據(jù)驗(yàn)證分析15五、機(jī)器運(yùn)動簡圖17六、運(yùn)動循環(huán)圖18七、傳動系統(tǒng)方案設(shè)計19八、總結(jié)與感想20九、參考文獻(xiàn)21一、工作原理平臺卬刷機(jī)的工作原理是復(fù)卬原理，即將鉛板上凸出的痕跡借助于油墨圧卬到紙張 0平臺卬刷機(jī)一般由輸紙、著墨（

2、即將油墨均勻涂抹在嵌于版臺上的鉛板上）、壓印、 收紙等四部分組成。如圖69所示，平臺印刷機(jī)的壓印動作是在卷有紙張的卷簡與嵌冇 鉛板的版臺Z間進(jìn)行的。整部機(jī)器屮各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動均由同一電動機(jī)驅(qū)動。運(yùn)動由電動機(jī) 經(jīng)過減速裝置i后分成兩路，一路經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)1帶動版臺作往復(fù)直移運(yùn)動，另一路經(jīng)傳 動機(jī)構(gòu)IT帶動滾簡作回轉(zhuǎn)運(yùn)動。當(dāng)版臺與滾筒接觸時，在紙張上斥印出字跡或圖形。版 臺工作行程中有三個區(qū)段。在第一區(qū)段中，送紙、著墨機(jī)構(gòu)相繼完成輸紙、著墨作業(yè)； 在第二區(qū)段中，滾簡和版臺完成壓印動作；在第三區(qū)段中，收紙機(jī)構(gòu)進(jìn)行收紙作業(yè)。伎動機(jī)構(gòu)I滾筒減速裝置i二、機(jī)器的運(yùn)動方案分析及選擇（一）設(shè)計基本要求（1）要求構(gòu)思合

3、適的機(jī)構(gòu)方案實(shí)現(xiàn)平臺卬刷機(jī)的主運(yùn)動：版臺作往復(fù)直移運(yùn)動，滾筒 作連續(xù)間歇轉(zhuǎn)動（2）為了保證印刷質(zhì)量，要求在壓印過程中，滾筒與版臺之間無相對滑動，即在壓印 區(qū)段，滾筒表面點(diǎn)的線速度與版臺移動速度相等。（3）為保證整個幅而上的印痕濃淡一致，要求版臺在壓印區(qū)內(nèi)的速度變化限制在一定 的范圍內(nèi)（應(yīng)盡可能?。?；（4）平臺印刷機(jī)分為低速型和髙速型兩種類型，兩種類型任選一種進(jìn)行設(shè)計。低速型 所要求實(shí)現(xiàn)的成產(chǎn)率192CT2000張/小時、版臺往復(fù)運(yùn)動的行程長度為730mm,斥卬區(qū) 段長度為440mni,滾筒直徑為232mm,電動機(jī)功率為1. 5KW,轉(zhuǎn)速為940r/mino高速型 所要求實(shí)現(xiàn)的成產(chǎn)率400045

4、00張/小時、版臺往復(fù)運(yùn)動的行程長度為795mni,壓印區(qū) 段長度為415nini,滾筒直徑為350mm,電動機(jī)功率為3. 0KW,轉(zhuǎn)速為1450r/mino（5）要求機(jī)構(gòu)傳動性能良好，結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便。（二）主傳動運(yùn)動方案分析及選擇根據(jù)前述設(shè)計要求，我們選用低速型，版臺應(yīng)作往復(fù)移動，行程較大，且盡可能使 工作行程中有一段勻速運(yùn)動（壓印區(qū)段），并有急回特性；滾筒作間歇（滾停式）或連續(xù)（有 勻速段）轉(zhuǎn)動。這些運(yùn)動要求不一定都能得到滿足。但一定要保證版臺和滾筒在斥印段內(nèi) 保持純滾動關(guān)系，即滾筒表而點(diǎn)的線速度和版臺速度相等，這可在運(yùn)動鏈中加入運(yùn)動補(bǔ) 償機(jī)構(gòu)，使兩者運(yùn)動達(dá)到良好的配合。由此出發(fā)構(gòu)思方

5、案。1、版臺傳動機(jī)構(gòu)方案方案一：六桿機(jī)構(gòu)。圖39所示六桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)比較簡單，加工制造比較容易；作 住復(fù)移動的構(gòu)件5 （即版臺）的速度是變化的，有急回特性。有擴(kuò)大行程的作用；但由 F構(gòu)件數(shù)較多，故機(jī)構(gòu)剛性差，不宜用J嘀速；此外，此機(jī)構(gòu)的分析計算比較復(fù)雜。7圖3-9圖 3-10方案二：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)與齒輪齒條機(jī)構(gòu)的組合。圖310所示機(jī)構(gòu)由偏置曲柄滑塊機(jī) 構(gòu)與齒輪齒條機(jī)構(gòu)串聯(lián)組合血成。其屮卜齒條為固定齒條，上齒條與版臺固連在一起。 此組合機(jī)構(gòu)最斎要的特點(diǎn)是版臺行稈比餃鏈中心點(diǎn)C的行程大一些。此外，由于齒輪屮 心C湘當(dāng)于滑塊的錢鏈中心）的軌跡對于點(diǎn)4偏置。所以上齒條的往復(fù)運(yùn)動有急口|運(yùn)動。方案三：雙曲柄

6、機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)與齒輪齒條機(jī)構(gòu)的串聯(lián)組合圖341所示組合 機(jī)構(gòu)的下齒條也是可移動的齒條。故可由下齒條輸入另一運(yùn)動，以得到所需的合成運(yùn)動; 當(dāng)不考慮下齒條的移動時，上齒條（即版臺）運(yùn)動的行程也是轉(zhuǎn)動副中心點(diǎn)的行程的2 倍。這里用兩個連桿機(jī)構(gòu)串聯(lián)主要是考慮到用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)滿足版臺的行程要求，而用 雙曲柄機(jī)構(gòu)滿足版臺在壓印區(qū)中近似勻速的耍求和回程時的急回特性耍求。條均為町移動的齒條.且都與版臺固接在一起。當(dāng)采用凸輪機(jī)構(gòu)（圖中未示出）撥動齒輪 沿英軸向滑動時，可使齒輪時而和上齒條嚙介時而和下齒條嚙介，從而實(shí)現(xiàn)版臺的往 復(fù)移動。若齒輪作勻速轉(zhuǎn)動，則版臺作勻速往復(fù)移動。這將冇利于提高印刷質(zhì)量，使整 個卬

7、刷幅面的印痕濃淡一致。但由丁齒輪的撥動機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，故只在卬刷輔血鮫大（如 2*2加J ,對印痕濃淡均勻性要求較高時采用。2、滾簡傳動機(jī)構(gòu)方案圖 3-13圖 3-14方案一：齒輪齒條機(jī)構(gòu)（轉(zhuǎn)停式滾筒的傳動機(jī)構(gòu)）。圖3-13所示的滾筒是由版臺上的 齒條帶動滾筒上的齒輪轉(zhuǎn)動的，因而可保證滾筒表而點(diǎn)的線速度和版臺速度在壓印區(qū)段 完全等的要求.此種機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，易于保證速度同步的要求。但當(dāng)版臺空回時，滾簡應(yīng) 停止轉(zhuǎn)動，因而應(yīng)設(shè)骨滾簡與版臺運(yùn)動的脫離裝置（如滾簡與齒輪間裝單向離合器等單向 運(yùn)動裝置）及滾筒的定位裝置（如圖3-14）o由于滾筒時轉(zhuǎn)時停，慣性力矩校大，不宜用于 高速。方案二：齒輪機(jī)構(gòu)。

8、圖3J5所示的滾筒是由電動機(jī)通過帶傳動及齒輪減速后，由齒 輪機(jī)構(gòu)直接帯動的。因而其運(yùn)動速度是常量。當(dāng)與其配合的版臺由非勻速機(jī)構(gòu)（如前述版 臺傳動機(jī)構(gòu)方案1、2、3帶動時，很難滿足速度同步的要求，因血止匕種機(jī)構(gòu)方案一般只 和版臺傳動機(jī)構(gòu)方案4（圖3-12）配合使用。雙曲柄機(jī)構(gòu)圖 3-15圖 3-16方案三：雙曲柄機(jī)構(gòu)。圖3H6所示為雙曲柄機(jī)構(gòu)與齒輪機(jī)構(gòu)串聯(lián)組成的滾簡傳動機(jī) 構(gòu)。此傳動機(jī)構(gòu)為非勻速運(yùn)動機(jī)構(gòu)，但當(dāng)設(shè)計合適時，可使?jié)L簡在斥卬區(qū)段的轉(zhuǎn)速變化 平緩，這樣既可保證印刷質(zhì)量，乂可減小滾筒直徑。因?yàn)檫@種機(jī)構(gòu)的滾筒作連續(xù)轉(zhuǎn)動， 所以其動態(tài)性能比轉(zhuǎn)停式性能簡好。值得指出的是：印刷機(jī)主傳動機(jī)構(gòu)方案I、

9、II中應(yīng)加設(shè)滾筒與版臺的運(yùn)動脫離機(jī) 構(gòu)及滾筒定位機(jī)構(gòu)；在按主傳動機(jī)構(gòu)方案IV設(shè)計時，為了保證滾筒表而點(diǎn)的線速度與 版臺往復(fù)運(yùn)動速度在斥印區(qū)段完全一致，一般應(yīng)加設(shè)運(yùn)動補(bǔ)償機(jī)構(gòu)。如圖347所示凸輪 補(bǔ)償機(jī)構(gòu)。其 它設(shè)計方案可 由學(xué)生自行構(gòu) 思。圖 3-17（三）方案比較及組合我們設(shè)計的是低速型，各版臺傳動機(jī)構(gòu)和滾筒傳動機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)在閘述方案時已 詳細(xì)說明，這不再重復(fù)，綜合比較我們選用版臺傳動機(jī)構(gòu)選方案二，滾筒傳動機(jī)構(gòu)選方 案一的組介。三、機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的尺寸設(shè)計（一）曲柄滑塊運(yùn)動尺寸設(shè)計符號說明：e曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏距，1為連桿長r為曲柄長度，&為極位角,由版臺的行程H = 730得曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的行程為73

10、0/2=365,杳資料知仝值在2.8到4之間，值在0.3到0.4之間我們?nèi)?rrle一=4,= 0.4 ,結(jié)合數(shù)學(xué)解三角形知識能得：rrr = 178, / = 712,e = 71.2,6 = 7由此得行程系數(shù)：180 + 0K = 1.08180-0（二）凸輪的設(shè)計因曲柄與凸輪為同一輸入軸，轉(zhuǎn)速相同，當(dāng)版臺移動的距離為440nun即印刷過程結(jié)束。要求滾簡被抬起，推桿行進(jìn)20mnio凸輪運(yùn)動規(guī)律如下：運(yùn)動角當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)過113度時完成卬刷過程。所以設(shè)基圓半徑為40mm,運(yùn)動規(guī)律0-74等速上升20mm74-187推柑遠(yuǎn)休止187-261等速返回20mm261-360推桿近休止我們參照機(jī)械原理教材

11、中第九章第三節(jié)中擺動滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)用解析法作出了凸輪的輪廓，如下：(三) 機(jī)構(gòu)運(yùn)動、位移、速度.加速度分析(1)示意圖（2）運(yùn)動分析圖曲柄由0轉(zhuǎn)到3600 -59120 一219。EF；辰盤贋貓瀏BI；諏隔T5T?!輅入數(shù)據(jù)曲柄長(L1)輸出數(shù)捋K值I滄塊D磁滑快竝移洽塊速度示立圖 丫運(yùn)動分飯運(yùn)動銭圖動玄仿真1 0038321584.1761007037 212動程737.5976縮矽比例侷距(e)曲柄角速度(31)|3 455涪除-441 6329 -422 6271 -404 IT23 -386 2563 -358 8661 -35! 9882 -335 6085 -319 7125

12、 -304 2855 -289.3124-260.6685 -248.9675 -233.6607 220.7333 -208.1707 -195.9588 -184.0835 -172.5309 -161.2877計算分析線圖仿具曲柄潸塊瓠構(gòu)的運(yùn)動分析及動態(tài)偽其輸入數(shù)括曲柄長(L1)示意國運(yùn)動分析運(yùn)動竣國動鳶仿真輸出數(shù)長K值90假距角速慶3)確定|1滑快位移滑決速度滑塊力聽度162.2369-ISO 34072137 9582161.5043-139 6772083 1289160.8249129 28422030 7394160.1973-119 15011980 7233159.6203

13、-109 26281933 014159.0927-99.6111887 5453158.6132-90. 18341844 2517158.1809-80.96921803 0684157.7946-71 95791763 9318157.4534-53.13931726.7801157.1562-54.50361691 5524156.9023-4&04111658 19156.6906-37.74261626. 635815.5206 29 59921596 8346156.3913-21.60191568.733156.302-13.74261542.2798156.2522& 012

14、81517.4258156.24111.59541494 1235156.26819.08961472.3278156.332716. 47741451 99551.00383：38. 77O4&1684 17J7037 212堀放比例動程737. 597(曲柄潟決機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析及動玄仿貝590僞距（31）p 455確定300 -359示競!8 丫運(yùn)動分析；丫運(yùn)動銭國動奩仿崑4118992638737 4 8 2 4 52 3 5 0 6 41572.3235 1595.196 1618.9818 1643 6809 1669.2925 1695.8154 1723. 2473 1751.58

15、52 1780. 8251 1810.9616 1841.9879 1873.8950 1906.6755 1940.3148 1974.7999 2010.1144 2046.2394 2083.1533 2120.8315 2159.24621.00383：38 7704滑塊段大速度I 1684.17?| 7037 21J擁| 737. 5976縮放比例轍入數(shù)是曲柄長(L1)示意國|運(yùn)動分析運(yùn)動錢圖動奈仿真100（31）確定涪除650. 09391400.5686-1255.9543657.15431393.7971-1424.16836M.1784J368.1763-1592 06656

16、71.16181377.7083-1759 4608678.10031368.3961-1926 1708684 98961358.2436-2092 0234691.82551347.2558-2256 8531693. 60371335.4375-2420.502705. 32021322.7959-2582.8196711.97071309.3377-2743 6&3718.55121295.0708-2902.8964725.05751280.0036-3060.3914731.485712641452-3216.026573T. 83181247.5053-3369.6871744.

17、0919750.2821230.09421211.9226-3521 2&51 -3670 6588756.33851193.0018-3817 7725762.3174768.1952773.96821173.34371152.96021131.8642-3962.5169 -4104 8077 -4244.5662I滑塊位移儈塊速度I沿塊加連度00383：38. 7704滑塊最大速度1684 .血計算| 分祈| 鉄閔| 仿貝縮放比例rn-W曲柄淪快機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析及動奩仿宜輸入數(shù)捋曲柄長（L1）示意圖丫運(yùn)彥分疑 廠詞麗丫動態(tài)仿取鎬岀數(shù)據(jù)K值100曲柄角逋度（31）3.455滑塊位移滑塊速度滑

18、塊加連度549.7196-6499 342516.6947-6571 3443483.3144-6639 9602449.5961-6705 176415.5568-6768 9789381.2138-6825 3569346.5846-6880 2986311.6864-6931 7934276.5368-6979 8313241.1531-7024 402520S.5531-7065 4979169.7541-7103 1087133.774-7137 226397 6303-7167 842561 3407-7194 949224 9231-7218 5384-11.6049-7238

19、602248.2253-72S5 1328-84.9203-7268 1223-121.6719-7277.5628_309100365303887507308660753831511 5802578023.4566868687878787878888888388888838 7704最罠番度1684.ire7037.212737 597E計算| 分析| 線田縮放比例RT-（3）運(yùn)動線形圖（4）運(yùn)動仿真圖四、數(shù)據(jù)驗(yàn)證分析其次，我們探究Illi柄滑塊中滑塊的位移及速度。建立直角坐標(biāo)系，先建立相關(guān)位移函數(shù)，由圖可得:s - r cos 0 + yjl2 - (Z sin

20、6 - e) =r cos wt + yjr - (/ sin wt - e)1則：ds.wrcosvvZ(rsin wt - e)v = = wr sin wt/(I t I 】J f r e i n t 。、亠將 w 二 3.3rad I s.r = 078加， = 0.071 加，/ = 0.712加代入得V = -0.587 sin 航-嚴(yán)？ cM(0.178 siz一 0.071) a/0.7122 -(0.178sin hr-0.071)2我們用數(shù)學(xué)軟件Mathematics 5.0作出其圖像如下:由圖看出其類似正統(tǒng)曲數(shù)，但我們近似認(rèn)為其是折線，折線斜率則為加速度 由圖可算出：a

21、= I Am / s?由此可估算版臺運(yùn)動一次時間：t q 1 02s根據(jù)我們的設(shè)計要求1920-2000張/小時，可得人約0.6張/s再加上日常生活常識，充分說明了這些數(shù)據(jù)是合理的。五、機(jī)器運(yùn)動簡圖mm625六、運(yùn)動循環(huán)圖曲柄：從0187是版臺前進(jìn),187360版臺返回滾筒：32337回落，37150壓印，150224抬起，224 -323抬起后停止七、傳動系統(tǒng)方案設(shè)計為了滿足不同的工作需要，僅用一對齒輪組成的齒輪機(jī)構(gòu)往往是不夠的，需用由一 系列齒輪所組成的齒輪機(jī)構(gòu)來傳動。這里用的就是輪系。1. 原動機(jī)的選擇：由工作狀況，選擇低速型，印刷生產(chǎn)率19202000張/小時，電動機(jī) 功率1.5KW。轉(zhuǎn)速為940r/min,所以選擇Y系列三相異步電動機(jī)的Y100L6o其額 定功率為1. 50,滿載轉(zhuǎn)速940r/mino2. 總傳動比的計算：總傳動比為電動機(jī)轉(zhuǎn)速與曲柄轉(zhuǎn)速Z比。因曲柄每轉(zhuǎn)一周印刷一張 為一個周期。所以n=l920/60=32 張/minI=nH/n=940/32=29. 43. 各級傳動比的計算：第一級傳動比i)=4. 7第二級傳動比i2=2.5第三級傳動比1尸2.5第一級為帶傳動，設(shè)zl=20所以Z尸50Z訐20Z尸50 Z產(chǎn)20 Z