機械設(shè)計--平版印刷機

1、 機電一體化綜合訓(xùn)練-機械系統(tǒng)方案分析與設(shè)計說明書平臺印刷機機構(gòu)的設(shè)計 設(shè)計題目: 平臺印刷機機構(gòu)設(shè)計_ 班 級: _0000000000 _ 姓 名: _00000 _ 學(xué) 號: _ 200000000 同組其他人員: _000000000000 指導(dǎo)教師: 0000000000000000000000 完成時間: _2012、06、29_目 錄一、工作原理3二、機器的運動方案分析及選擇4（一）設(shè)計數(shù)據(jù)4（二）設(shè)計基本要求4（三）主傳動運動方案分析及選擇4（四）方案比較及組合9（五）運動循環(huán)圖10三、平臺打印機機構(gòu)系統(tǒng)凸輪從動件的設(shè)計11四、機器運動簡圖14五、機械設(shè)計總結(jié)與感想14一、工作

2、原理平臺印刷機的工作原理是復(fù)印原理，即將鉛板上凸出的痕跡借助于油墨壓印到紙張上。平臺印刷機一般由輸紙、著墨（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6-9所示，平臺印刷機的壓印動作是在卷有紙張的卷筒與嵌有鉛板的版臺之間進行的。整部機器中各機構(gòu)的運動均由同一電動機驅(qū)動。運動由電動機經(jīng)過減速裝置i后分成兩路，一路經(jīng)傳動機構(gòu)帶動版臺作往復(fù)直移運動，另一路經(jīng)傳動機構(gòu)帶動滾筒作回轉(zhuǎn)運動。當(dāng)版臺與滾筒接觸時，在紙張上壓印出字跡或圖形。版臺工作行程中有三個區(qū)段。在第一區(qū)段中，送紙、著墨機構(gòu)相繼完成輸紙、著墨作業(yè)；在第二區(qū)段中，滾筒和版臺完成壓印動作；在第三區(qū)段中，收紙機構(gòu)進行收紙

3、作業(yè)。圖-1二、機器的運動方案分析及選擇 (一)設(shè)計數(shù)據(jù)表1設(shè)計的各種參數(shù)低速型高速型印刷生產(chǎn)率(張/小時)1920200040004500版臺行程長度/mm730795壓印區(qū)段長度/mm440415滾筒直徑/mm232360功率/KW1.53轉(zhuǎn)速/（r/min）9401450(二)設(shè)計基本要求（1）要求構(gòu)思合適的機構(gòu)方案實現(xiàn)平臺印刷機的主運動：版臺作往復(fù)直移運動，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，滾筒表面點的線速度與版臺移動速度相等。（3）為保證整個幅面上的印痕濃淡一致，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、?。?；（4）要求機構(gòu)傳動性能良好，結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便。（三）主傳動運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。這些運動要求不一定都能得到滿足。但一定要保證版臺和滾筒在壓印段內(nèi)保持純滾動關(guān)系，即滾筒表面點的線速度和版臺速度相等，這可在運動鏈中加入運動補償機構(gòu)，使兩者運動達到良好的配合。由此出發(fā)構(gòu)思方案。（1）版臺傳動機構(gòu)方案方案一：六桿機構(gòu)。圖-2所示六桿機構(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。有擴大行

5、程的作用；但由于構(gòu)件數(shù)較多，故機構(gòu)剛性差，不宜用于高速；此外，此機構(gòu)的分析計算比較復(fù)雜。圖 -2圖 -3方案二：曲柄滑塊機構(gòu)與齒輪齒條機構(gòu)的組合。圖-3所示機構(gòu)由偏置曲柄滑塊機構(gòu)與齒輪齒條機構(gòu)串聯(lián)組合而成。其中下齒條為固定齒條，上齒條與版臺固連在一起。此組合機構(gòu)最重要的特點是版臺行程比鉸鏈中心點的行程大一些。此外，由于齒輪中心(相當(dāng)于滑塊的鉸鏈中心)的軌跡對于點偏置。所以上齒條的往復(fù)運動有急回運動。方案三：雙曲柄機構(gòu)、曲柄滑塊機構(gòu)與齒輪齒條機構(gòu)的串聯(lián)組合 圖-4所示組合機構(gòu)的下齒條也是可移動的齒條。故可由下齒條輸入另一運動，以得到所需的合成運動；當(dāng)不考慮下齒條的移動時，上齒條(即版臺)運動的行

6、程也是轉(zhuǎn)動副中心點的行程的2倍。這里用兩個連桿機構(gòu)串聯(lián)主要是考慮到用曲柄滑塊機構(gòu)滿足版臺的行程要求，而用雙曲柄機構(gòu)滿足版臺在壓印區(qū)中近似勻速的要求和回程時的急回特性要求。圖 -4圖 -5方案四：齒輪可作軸向移動的齒輪齒條機構(gòu)。圖-5所示齒輪齒條機構(gòu)的上、下齒條均為可移動的齒條且都與版臺固接在一起。當(dāng)采用凸輪機構(gòu)(圖中未示出)撥動齒輪沿其軸向滑動時，可使齒輪時而和上齒條嚙合時而和下齒條嚙合，從而實現(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。這將有利于提高印刷質(zhì)量，使整個印刷幅面的印痕濃淡一致。但由于齒輪的撥動機構(gòu)較復(fù)雜，故只在印刷幅面較大（如），對印痕濃淡均勻性要求較高時采用。（2

7、）滾筒傳動機構(gòu)方案圖 -6圖 -7方案一：齒輪齒條機構(gòu)(轉(zhuǎn)停式滾筒的傳動機構(gòu))。圖-6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，因而可保證滾筒表面點的線速度和版臺速度在壓印區(qū)段完全等的要求此種機構(gòu)的特點是結(jié)構(gòu)簡單，易于保證速度同步的要求。但當(dāng)版臺空回時，滾筒應(yīng)停止轉(zhuǎn)動，因而應(yīng)設(shè)置滾筒與版臺運動的脫離裝置(如滾筒與齒輪間裝單向離合器等單向運動裝置)及滾筒的定位裝置(如圖-7)。由于滾筒時轉(zhuǎn)時停，慣性力矩校大，不宜用于高速。方案二：齒輪機構(gòu)。圖-8所示的滾筒是由電動機通過帶傳動及齒輪減速后，由齒輪機構(gòu)直接帶動的。因而其運動速度是常量。當(dāng)與其配合的版臺由非勻速機構(gòu)(如前述版臺傳動機構(gòu)方案1、

8、2、3帶動時，很難滿足速度同步的要求，因而此種機構(gòu)方案一般只和版臺傳動機構(gòu)方案4(圖-5)配合使用。 圖-8圖 -9方案三：雙曲柄機構(gòu)。圖-9所示為雙曲柄機構(gòu)與齒輪機構(gòu)串聯(lián)組成的滾筒傳動機構(gòu)。此傳動機構(gòu)為非勻速運動機構(gòu)，但當(dāng)設(shè)計合適時，可使?jié)L筒在壓印區(qū)段的轉(zhuǎn)速變化平緩，這樣既可保證印刷質(zhì)量，又可減小滾筒直徑。因為這種機構(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。（四）方案比較及組合 表2.版臺傳動機構(gòu)與滾筒傳動機構(gòu)方案的組合機械系統(tǒng)運動方案一二三四版臺傳動機構(gòu)曲柄滑塊-齒輪齒條組合機構(gòu)雙曲柄-曲柄滑塊-齒輪齒條組合機構(gòu)齒輪可作軸向移動的齒條機構(gòu)六桿機構(gòu)滾筒回轉(zhuǎn)機構(gòu)轉(zhuǎn)停式滾筒的齒輪齒條傳

9、動機構(gòu)等速滾筒的齒輪傳動機構(gòu)連續(xù)轉(zhuǎn)動滾筒的雙曲柄機構(gòu)等速滾筒的齒輪傳動機構(gòu)方案一的設(shè)計矩陣為一。版臺運動（主運動）由曲柄滑塊齒輪齒條組合機構(gòu)完成，具有急回特性和行程擴大功能，結(jié)構(gòu)較緊湊，設(shè)計簡單。滾筒的停轉(zhuǎn)式回轉(zhuǎn)由齒輪齒條機構(gòu)實現(xiàn)，可以保證滾筒表面點的線速度和版臺速度在壓印區(qū)段完全相等。滾筒與齒輪間裝有單向離合器，以實現(xiàn)滾筒的單向運動。采用凸輪機構(gòu)定位，保證印刷機構(gòu)每個運動循環(huán)中滾筒停歇位置相同。為使版臺回程時版臺不與停歇機構(gòu)接觸，滾筒下部被削掉一點。方案二的設(shè)計矩陣為二。版臺運動（主運動）由雙曲柄曲柄滑塊齒輪齒條組合機構(gòu)組成，具有急回特性和行程擴大功能，并滿足了版臺在壓印區(qū)近視等速的要求，結(jié)

10、構(gòu)較緊湊，機構(gòu)設(shè)計復(fù)雜。滾筒的連續(xù)轉(zhuǎn)動由雙曲柄機構(gòu)與齒輪機構(gòu)串聯(lián)組成的傳動機構(gòu)完成，雖然是非等速運動機構(gòu)，但當(dāng)設(shè)計合適時，連續(xù)轉(zhuǎn)動式滾筒的動態(tài)性能比停轉(zhuǎn)式滾筒好。方案三的設(shè)計矩陣為三。版臺運動（主傳動）由齒輪作軸向移動的齒輪齒條機構(gòu)完成，版臺作等速往返移動，印刷質(zhì)量較高。但齒輪的撥動機構(gòu)較復(fù)雜，且存在沖擊。滾筒的連續(xù)運動由齒輪機構(gòu)完成，該機構(gòu)只能與版臺等速機構(gòu)組合使用。方案四的設(shè)計矩陣為四。版臺運動（主傳動）由六桿機構(gòu)完成，版臺作近視勻速壓印前進，急速退回運動，具有急回特性，但是無法擴大行程，滿足了機構(gòu)設(shè)計的急回特性。滾筒的連續(xù)轉(zhuǎn)動由雙曲柄機構(gòu)與齒輪機構(gòu)串聯(lián)組成的傳動機構(gòu)完成，雖然是非等速運動

11、機構(gòu)，但當(dāng)設(shè)計合適時，連續(xù)轉(zhuǎn)動式滾筒的動態(tài)性能比停轉(zhuǎn)式滾筒好。綜合考慮所有的方案，我們選擇方案一作為平臺印刷機機構(gòu)設(shè)計的方案。（五）運動循環(huán)圖 圖-10三、平臺印刷機機構(gòu)系統(tǒng)凸輪從動件的設(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440mm，即印刷過程結(jié)束。要求滾筒靜止，當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)過180度時完成印刷過程。所以取基圓半徑為80mm，滾子半徑為30mm,AD兩點的距離為340mm，則擺桿的長度為322mm。取擺桿擺角為20°。凸輪運動規(guī)律如下： 表3凸輪運動規(guī)律運動角0º-40º40º-120º120º-280º2

12、80º-360º運動規(guī)律等速返回擺動20º 推桿近休止等速前進擺動20º推桿遠休止圖 11 凸輪形狀圖由已知設(shè)定擺桿的長度為280.6mm，擺桿初始角度18.88º，擺角是20º。則取擺桿2的長度300mm，兩擺桿固定夾角41.12º，搖桿1長度為100mm。圖12擺桿長度設(shè)計圖由圖12此可以得出推桿的行程是138.5mm。得出組合圖,其中推桿長度由運動簡圖決定。圖13 凸輪傳動件機構(gòu)圖 14滾筒運動機構(gòu)齒條與版臺固連，滾筒和棘輪固連，滾筒只能正轉(zhuǎn)，當(dāng)齒輪反轉(zhuǎn)時滾筒靜止。滾筒下部削去極小的弧以防止版臺回程時與滾筒接觸，當(dāng)版臺

13、運動回到第二周期時，由凸輪傳動機構(gòu)對滾筒定位，然后開始第二次印刷。滾筒與齒輪由棘輪相連，當(dāng)齒輪反轉(zhuǎn)時滾筒靜止，并由推桿對滾筒定位。當(dāng)開始第二次印刷時，推桿急速退回。擋塊由彈簧和B點相連只能向下運動對滾筒起到定位作用，尺寸定為如圖。圖 15滾筒定位機構(gòu)四、機器運動簡圖圖-14五、機械設(shè)計總結(jié)與感想兩周的的機械原理課程設(shè)計現(xiàn)在告一段落了，在這期間感受頗深，感觸最深的就是“書到用時方恨少”，即使有些已經(jīng)學(xué)完了，但是差不多都忘了。然而在這當(dāng)中也學(xué)到了很多知識。這次機械原理課程設(shè)計中我們抽題抽到了平臺印刷機的設(shè)計，拿到課題后我們組仔細的研究了課題，對課題的傳動機構(gòu)進行了分類：版臺運動傳動機構(gòu)、滾筒壓印傳

14、動機構(gòu)、傳動系統(tǒng)機構(gòu)。我們在一起討論每個機構(gòu)系統(tǒng)可行的方案，并對每一個可行方案的優(yōu)缺點進行比較，最終選擇每個機構(gòu)的最優(yōu)方案組合，組成我們組最終的設(shè)計方案。我們組的成員就進行分工設(shè)計。我選擇了滾筒的定位裝置凸輪傳動件機構(gòu)設(shè)計，首先設(shè)計凸輪機構(gòu)，然后再進行傳動桿的設(shè)計。凸輪設(shè)計時，選擇凸輪的基圓半徑，初定擺角，然后根據(jù)凸輪的運動循環(huán)圖繪制出凸輪的運動圖。再根據(jù)凸輪的運動圖繪制凸輪的理論輪廓曲線，定擺桿1的長度。選定擺桿2的長度以及兩個擺桿的夾角，設(shè)計搖桿和推桿的長度。最后各個機構(gòu)系統(tǒng)組合成我們的課程設(shè)計機構(gòu)。在這次課程設(shè)計中有很多的感想，首先不僅增加了我的專業(yè)知識，更重要的是這次課程設(shè)計讓我更加學(xué)會如何將學(xué)的理論知識應(yīng)用于實踐，平時上課時間緊，所學(xué)內(nèi)容很多是理論，無法應(yīng)用于實踐，然而在這次課程設(shè)計過程中有很多知識學(xué)過，但一用到實踐就感覺到很不熟悉，甚至都不知道了，于是就不斷查課本，上網(wǎng)查資料。因此在這次實習(xí)中不僅增強了專業(yè)知識還讓我更加注重理論與實際的結(jié)合了。其次，長時間專注于課程設(shè)計讓我更加學(xué)會