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1、 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題 目: 自動(dòng)打印機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 院 (系): 機(jī)械與電氣工程學(xué)院 專 業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名: 學(xué) 號(hào): 指導(dǎo)教師: 職 稱: 2011年6月9日目錄目 錄I1 題目12.1 設(shè)計(jì)題目12.2 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求12.3 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)22.4運(yùn)動(dòng)方案構(gòu)思·······23 機(jī)構(gòu)方案分析與優(yōu)化比較23.11 送料機(jī)構(gòu)方案123.12送料機(jī)構(gòu)方案233.13送料機(jī)構(gòu)方案343.21打印機(jī)構(gòu)方案153.22打印機(jī)構(gòu)方案263.23打印機(jī)構(gòu)方案373.3輸出機(jī)構(gòu)方案83.4打印機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖··
2、···········································94 轉(zhuǎn)換功能圖 95運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 106 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 117solidworks畫(huà)出的
3、機(jī)構(gòu)三維圖··································138總結(jié)149參考文獻(xiàn)15一、題目:自動(dòng)打印機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)題目以及任務(wù)2.1 設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)自動(dòng)打印機(jī)機(jī)構(gòu)2.1.1 功能要求及工藝動(dòng)作分解提示1)總功能要求:在產(chǎn)品上打印記號(hào)2
4、)工作原理及工藝動(dòng)作分解:自動(dòng)打印機(jī)系統(tǒng)的工作原理及工藝動(dòng)作如流程圖所示,該系統(tǒng)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸上的三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu),完成送料、夾緊和打印、輸出的任務(wù)。自動(dòng)打印機(jī)系統(tǒng)的系統(tǒng)功能圖如下所示。自動(dòng)打印機(jī)系統(tǒng)送料、夾緊打印輸出執(zhí)行構(gòu)件作間隙運(yùn)動(dòng)執(zhí)行構(gòu)件作間隙運(yùn)動(dòng)執(zhí)行構(gòu)件作間隙運(yùn)動(dòng)直線或曲線運(yùn)動(dòng)停止直線或曲線運(yùn)動(dòng)直線或曲線運(yùn)動(dòng)停止停止2.2設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1)本題設(shè)計(jì)的時(shí)間為一周。2)明確機(jī)構(gòu)功能要求以及進(jìn)行功能分解。3)構(gòu)思系統(tǒng)方案(至少兩個(gè)以上),進(jìn)行方案比較評(píng)價(jià),選出較優(yōu)方案。4)按工藝動(dòng)作過(guò)程擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。5) 繪制系統(tǒng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖。6)編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。7)要求機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,運(yùn)動(dòng)靈活可靠、
5、易于加工制造。2.3 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)1)紙盒尺寸,長(zhǎng)為100150mm,寬70100mm,高30950mm2)產(chǎn)品重量為510N3)自動(dòng)打印機(jī)的生產(chǎn)率為80次/min。2.4 運(yùn)動(dòng)方案構(gòu)思1) 實(shí)現(xiàn)送料夾緊功能的機(jī)構(gòu)可以采用凸輪機(jī)構(gòu)或有一定停歇運(yùn)動(dòng)的連桿機(jī)構(gòu)。當(dāng)送料、夾緊機(jī)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(dòng),維持推緊力(前有擋塊擠壓),待打印機(jī)構(gòu)執(zhí)行件打完印后,被推出。2) 實(shí)現(xiàn)打印功能的機(jī)構(gòu)可以采用平面連桿機(jī)構(gòu)或直動(dòng)(擺動(dòng))凸輪機(jī)構(gòu)。3) 實(shí)現(xiàn)輸出功能的機(jī)構(gòu)可以采用與送料、夾緊機(jī)構(gòu)相類似的連桿或凸輪機(jī)構(gòu)。為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu),可考慮固定定位擋塊,而將輸出運(yùn)動(dòng)與送料運(yùn)動(dòng)的方向互相垂直。4) 自動(dòng)
6、打印機(jī)系統(tǒng)采用一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸控制三個(gè)機(jī)構(gòu)的執(zhí)行構(gòu)件完成各自的功能運(yùn)動(dòng)。如何將三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件均固定在主軸上而達(dá)到設(shè)計(jì)要求是該方案一大難題。三、 機(jī)構(gòu)方案分析與優(yōu)化比較3.11送料機(jī)構(gòu)方案1:機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下: 方案分析:凸輪作為整個(gè)機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件輸出運(yùn)動(dòng)。此機(jī)構(gòu)是對(duì)擺動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)的擴(kuò)展,從而在保證擺桿擺動(dòng)角度一定的情況下,改變擺動(dòng)的方向,實(shí)現(xiàn)預(yù)期運(yùn)動(dòng)的效果。 優(yōu)點(diǎn):凸輪在其近休止和遠(yuǎn)休止時(shí)有一定的停歇時(shí)間,從而保證打印時(shí)工件處于靜止?fàn)顟B(tài);其次,在設(shè)計(jì)時(shí),使其推程運(yùn)動(dòng)角大于回程運(yùn)動(dòng)角,這樣可以方便使送料機(jī)構(gòu)具有急回運(yùn)動(dòng)特性,提高機(jī)械生產(chǎn)效率。 缺點(diǎn):直角擺桿推動(dòng)物件時(shí),軌跡為一圓弧,使得輸出不平穩(wěn)
7、,且凸輪的計(jì)算、設(shè)計(jì)較復(fù)雜,增加了工作量。3.12送料機(jī)構(gòu)方案2機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下:方案分析:利用滑塊的直線運(yùn)動(dòng)及急回特性優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;由于滑塊做平面直線運(yùn)動(dòng),所以輸送物件平穩(wěn)。缺點(diǎn):曲柄滑塊機(jī)構(gòu)不能實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng),與之配合的工作臺(tái)結(jié)構(gòu)要求復(fù)雜,且不具備急回運(yùn)動(dòng)特性,導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低。3.13送料機(jī)構(gòu)方案3機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下:方案分析:通過(guò)帶輪和直齒輪和斜齒輪進(jìn)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(guò)傳輸桶,并利用槽輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)其傳輸?shù)酱蛴」の?。?yōu)點(diǎn):有一定的停歇時(shí)間,從而保證打印時(shí)工件處于靜止?fàn)顟B(tài);輸送物件平穩(wěn);同樣,在設(shè)計(jì)的時(shí)候注意推程運(yùn)動(dòng)角和回程運(yùn)動(dòng)角之間的大小關(guān)系,就可使該機(jī)構(gòu)
8、有急回運(yùn)動(dòng)特性,從而提高機(jī)械效率。缺點(diǎn):運(yùn)動(dòng)鏈有點(diǎn)長(zhǎng)送料機(jī)構(gòu),最終我們選擇方案33.21打印機(jī)構(gòu)方案1:機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下 方案分析:此機(jī)構(gòu)中,轉(zhuǎn)盤式工作臺(tái)與棘輪固聯(lián),ABCD位移空間四桿機(jī)構(gòu)?;瑝KD作為主動(dòng)件。當(dāng)滑塊D上升時(shí)搖桿AB順時(shí)針擺動(dòng),并通過(guò)棘爪帶動(dòng)機(jī)輪和工作臺(tái)順時(shí)針轉(zhuǎn)位。當(dāng)沖頭下降進(jìn)行沖壓時(shí),搖桿逆時(shí)針擺動(dòng),則棘爪在輪上滑動(dòng),工作臺(tái)不動(dòng)。 優(yōu)點(diǎn):實(shí)現(xiàn)了間歇運(yùn)動(dòng) 缺點(diǎn):對(duì)于一個(gè)自動(dòng)打印機(jī)來(lái)說(shuō),有點(diǎn)大材小用;而且此機(jī)構(gòu)在造型時(shí)較為復(fù)雜,增加了工作量。3.22打印機(jī)構(gòu)方案2機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下:方案分析:此圖為實(shí)際機(jī)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(lái)設(shè)計(jì)凸輪輪廓,可
9、使該機(jī)構(gòu)消除剛性沖擊,僅存在柔性沖擊。同樣,在設(shè)計(jì)的時(shí)候注意推程運(yùn)動(dòng)角和回程運(yùn)動(dòng)角之間的大小關(guān)系,就可使該機(jī)構(gòu)有急回運(yùn)動(dòng)特性,從而提高機(jī)械效率。優(yōu)點(diǎn):工作臺(tái)為一簡(jiǎn)單的平板,造型簡(jiǎn)單,制造工藝簡(jiǎn)潔。而且尺寸大小居中,適合于打印機(jī)構(gòu)的外形特點(diǎn)。缺點(diǎn):工作臺(tái)與滑塊間如果摩擦較小,由于工件存在慣性,有可能導(dǎo)致在打印記號(hào)時(shí)對(duì)位不準(zhǔn),影響整批工件的外觀、質(zhì)量。3.23打印機(jī)構(gòu)方案3方案分析:當(dāng)產(chǎn)品送至打印工位時(shí),使打印頭完成下降-打印(停歇)-抬起 -停歇的運(yùn)動(dòng),當(dāng)產(chǎn)品打好記號(hào)后,輸出機(jī)構(gòu)便將產(chǎn)品輸出優(yōu)點(diǎn):此過(guò)程具有急回運(yùn)動(dòng)特性,從而提高機(jī)械生產(chǎn)率;打印錘的上升、下降速度可以改變;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造工藝簡(jiǎn)易;
10、省料。缺點(diǎn):運(yùn)動(dòng)鏈較長(zhǎng);穩(wěn)定性有待提高。打印機(jī)構(gòu),最終我們選擇方案3 3.31輸出機(jī)構(gòu)方案直接在工作臺(tái)上開(kāi)槽,利用工作臺(tái)與槽輪配合,產(chǎn)品經(jīng)打印后運(yùn)送到凹槽處被推壓出去,省工,省料。3、4打印機(jī)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖綜上所述,根據(jù)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全可靠及實(shí)際的可能性四個(gè)方面的內(nèi)容,選用方案機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下。4、 轉(zhuǎn)換功能圖五、運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖在同一時(shí)間段,工作轉(zhuǎn)臺(tái)與打印機(jī)構(gòu)的同步化循環(huán)圖如下圖所示(工作轉(zhuǎn)臺(tái)與間歇機(jī)構(gòu)的從動(dòng)盤同軸轉(zhuǎn)動(dòng))帶輪連 續(xù) 運(yùn) 動(dòng)撥盤連 續(xù) 運(yùn) 動(dòng)槽輪停轉(zhuǎn)停托盤停轉(zhuǎn)?;瑝K 向上 向下 向上 向下 向上圓盤連續(xù)運(yùn)動(dòng)六、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì): 減速-送料-打印-輸出 1、減速: 通過(guò)帶輪和直齒輪和斜齒輪進(jìn)行減速,從
11、而分別保證打印和傳輸速度。 2、 送料:利用包裝紙盒自身重量,通過(guò)傳輸桶,并利用槽輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)其傳輸?shù)酱蛴」の? 打?。寒?dāng)產(chǎn)品送至打印工位時(shí),使打印頭完成下降-打印(停歇)-抬起 -停歇的運(yùn)動(dòng)。輸出:當(dāng)產(chǎn)品打好記號(hào)后,輸出機(jī)構(gòu)便將產(chǎn)品輸出。7、 solidworks畫(huà)出的機(jī)構(gòu)三維圖七、總結(jié)通過(guò)這次課程設(shè)計(jì),我對(duì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)加深了理解與認(rèn)識(shí)。對(duì)連桿機(jī)構(gòu),凸輪機(jī)構(gòu)和齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí),學(xué)到了一些實(shí)踐性的東西。這次是第一次工程制圖的課程設(shè)計(jì)。我沒(méi)有什么經(jīng)驗(yàn),拿到課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū),我大致瀏覽了一下:設(shè)計(jì)任務(wù):(1)繪制機(jī)構(gòu)原理簡(jiǎn)圖1張(2)編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)份(格式見(jiàn)附件,有統(tǒng)一要求)(附
12、: 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)內(nèi)容順序如下)1目錄(標(biāo)題及頁(yè)次)2設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)3機(jī)構(gòu)功能要求及功能分解4機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖5機(jī)構(gòu)形態(tài)學(xué)矩陣及求解6機(jī)構(gòu)方案分析與優(yōu)化比較7機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析8總結(jié)9參考資料 對(duì)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟及方法,其中包括選擇模型,運(yùn)動(dòng)方案的確定,運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的分析和整體設(shè)計(jì)等,并提高了我的計(jì)算,分析,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),繪圖以及查閱和使用文獻(xiàn)的綜合能力。其次,對(duì)于一些在機(jī)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(gè)認(rèn)識(shí),例如傳動(dòng)比的分配,各種參數(shù)的選擇等,參數(shù)不同對(duì)結(jié)果的影響很大,甚至實(shí)現(xiàn)不了要求的運(yùn)動(dòng)動(dòng)作。通過(guò)自己對(duì)各種參數(shù)的選擇,了解了這些參數(shù)的選擇方法。 最后,通過(guò)這一次的課程設(shè)計(jì),我明白自己對(duì)本課程的很多概念沒(méi)有做到真正的理解,所以造成設(shè)計(jì)時(shí)的茫然。所以,這就要求我在以后的學(xué)習(xí)中,在理解概念的基礎(chǔ)上,把握課程的本質(zhì),踏踏實(shí)實(shí)學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí),能做到學(xué)有所用。這一次課程設(shè)計(jì)我們是兩人一組的,我們認(rèn)真探討,共同進(jìn)步,雖然本次課程設(shè)計(jì)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(huì)成為人生道路上一道亮麗的風(fēng)景線 八、參考文獻(xiàn)1 孫桓.機(jī)械原理M.北京:高等教育出版社,2001.2 鄒慧君,張青.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊(cè)(第二版)M.北京:高等教育出版社,
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