機(jī)械院課程設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)

/目錄1、設(shè)計(jì)任務(wù)……………2１。1設(shè)計(jì)題目………21。２設(shè)計(jì)要求………２1.3設(shè)計(jì)任務(wù)………22、執(zhí)行機(jī)構(gòu)選定及其設(shè)計(jì)……………3２。1運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的分析及選用………３2.1.1壓板擺動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇………………32.1.2刷墨滾筒擺動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇…………4２．1.3蘸墨滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)………5２。1。4勻墨油盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)…………73、傳動(dòng)線(xiàn)路設(shè)計(jì)及電機(jī)的選擇………9３。1平壓印刷機(jī)初步傳動(dòng)線(xiàn)路………９３．２電機(jī)的選擇……………………9４、總體運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)…………………1３4．１系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)擬定………１３4.２運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖………………145、參考文獻(xiàn)…………146、心得體會(huì)…………15７、建議………………161.設(shè)計(jì)任務(wù)1。1設(shè)計(jì)題目:平壓印刷機(jī)的原理設(shè)計(jì)總體圖如下：1．2設(shè)計(jì)要求:(1)刷墨滾筒２離開(kāi)蘸墨滾筒后，蘸墨滾筒1轉(zhuǎn)過(guò)某一角度,然后停止轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)刷墨滾筒滾過(guò)均勻墨盤(pán)7后，均勻墨盤(pán)７轉(zhuǎn)動(dòng)某一角度，然后停止不動(dòng)。（2）、刷墨滾筒一離開(kāi)蘸墨滾筒的同時(shí)，壓板６開(kāi)始向右擺動(dòng)，當(dāng)刷墨滾筒滾到位置II時(shí)，壓板6開(kāi)始向右擺動(dòng),夾紙框4相對(duì)壓板向左擺動(dòng)某一角度，以便裝卸書(shū)頁(yè)、（3）刷墨滾筒２由位置II返回位置I應(yīng)完成任務(wù):(即與蘸墨滾筒１相接觸)時(shí)，壓板6向左擺動(dòng)至極限位置,剛好與鉛字印板3相接觸，此時(shí)則印完一張書(shū)頁(yè)，即印刷機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)。以后的動(dòng)作重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程.原始數(shù)據(jù)如下:印刷數(shù)量為３0張/分鐘在一個(gè)工作循環(huán)中，蘸墨滾筒1，均勻圓盤(pán)7先后分別轉(zhuǎn)動(dòng)６０°和9０°壓板6的最大擺角為4５°印刷面積為４80×325mm機(jī)器所受最大工作阻力矩Mr=1００Ｎｍ1。3設(shè)計(jì)任務(wù)：（1)完成總體方案設(shè)計(jì)(2）傳動(dòng)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（３)繪制總體運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖、運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖（４)編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(5）小組答辯材料2。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選定由于平壓印刷機(jī)是一個(gè)對(duì)運(yùn)動(dòng)精確度要求很高的機(jī)器，它是一種在多處運(yùn)動(dòng)時(shí)需要緊密配合的機(jī)器，因此我們可以認(rèn)為應(yīng)該選用可靠性較高的四桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)壓板的擺動(dòng),同時(shí)利用兩根與該四桿機(jī)構(gòu)連接的桿件組成一個(gè)六桿機(jī)構(gòu)，以帶動(dòng)刷墨滾筒進(jìn)行擺動(dòng)。夾紙框也用一個(gè)與壓板所用的四桿機(jī)構(gòu)相連的四桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行帶動(dòng),它能夠與壓板機(jī)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的配合。同時(shí)考慮到蘸墨滾筒每次轉(zhuǎn)動(dòng)60°的需要,在各種待選機(jī)構(gòu)中棘輪機(jī)構(gòu)既能滿(mǎn)足要求，成本也較低廉,故此我們決定采用棘輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)蘸墨滾筒的運(yùn)動(dòng)。由于槽輪機(jī)構(gòu)對(duì)角度的掌控性高,因此勻墨圓盤(pán)用槽輪機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn).2.1運(yùn)動(dòng)執(zhí)行構(gòu)件用到的機(jī)構(gòu)及分析：2。1。１壓板擺動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇：(1）四桿機(jī)構(gòu):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作精度要求不高,運(yùn)動(dòng)精度高，可以承受較大的壓力,裝配容易適合低速運(yùn)動(dòng),但效率低且占空間大。(2）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)：傳動(dòng)效率低,有急回特性，但較難做到較小的極位夾角，且需要用齒輪機(jī)構(gòu)嚙合變速，體積大,質(zhì)量大,占用空間也較大。（3)凸輪機(jī)構(gòu):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，響應(yīng)迅速，易得到多種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，但不能傳遞較大的力，承受壓力較小，制造復(fù)雜難加工，加工成本高,適合低速機(jī)構(gòu)傳動(dòng).經(jīng)比較分析，四桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠,設(shè)計(jì)方便，且傳動(dòng)精度能夠滿(mǎn)足預(yù)定的運(yùn)動(dòng)要求,且對(duì)加工的精度要求不高，成本較其它構(gòu)件低，因此決定選擇四桿機(jī)構(gòu)。壓板曲柄機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)如下：2。1．２刷墨滾筒擺動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇：（1）四桿機(jī)構(gòu)（由壓板聯(lián)動(dòng)的四桿機(jī)構(gòu)）:運(yùn)動(dòng)精確,壓板回程能夠工作,充分利用了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性，提高了機(jī)械效率，但總的傳動(dòng)效率低,占用空間大.（2）四桿機(jī)構(gòu)（獨(dú)立）：工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但為了保證四桿機(jī)構(gòu)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)的配合,制造較為復(fù)雜，尺寸大，機(jī)構(gòu)效率低(3）凸輪機(jī)構(gòu)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,響應(yīng)迅速,易得到多種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，但凸輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)角要小于90°,故還需要一個(gè)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)變換角度，機(jī)構(gòu)的效率低。（4）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu):機(jī)構(gòu)小,轉(zhuǎn)角要小于90°，則還需要一個(gè)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，進(jìn)行角度變換，機(jī)構(gòu)效率低。通過(guò)對(duì)以上四種執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行比較分析,四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)可靠,盡管傳動(dòng)效率較低，但能較好的滿(mǎn)足傳遞運(yùn)動(dòng)要求,而凸輪機(jī)構(gòu)加工和設(shè)計(jì)都比較復(fù)雜，導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)干涸需要學(xué)額外的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，對(duì)于四桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)與壓板聯(lián)動(dòng)時(shí),機(jī)構(gòu)效率較高,且能使機(jī)構(gòu)更加緊湊,因此，我們最終選定了與壓板聯(lián)動(dòng)的四桿機(jī)構(gòu).刷墨滾同雙搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)如下：２.1。3蘸墨滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng):（1)槽輪機(jī)構(gòu):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形尺寸小，機(jī)械傳動(dòng)效率高,并能平穩(wěn)、間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位，但傳動(dòng)時(shí)存在柔性沖擊，且槽輪的轉(zhuǎn)動(dòng)不是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，精確度稍低。（2）棘輪機(jī)構(gòu):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易,運(yùn)動(dòng)可靠且容易在較大范圍內(nèi)調(diào)整棘輪軸每次轉(zhuǎn)過(guò)的角度大小，但工作時(shí)有較大的沖擊和噪聲,而且運(yùn)動(dòng)的精度較差且易磨損，不宜用于高速場(chǎng)合。（3）不完全齒輪機(jī)構(gòu)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，每次轉(zhuǎn)過(guò)角度可調(diào),但加工精度要求高,而且不存在止回構(gòu)件(4)凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)：定位精度高,機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，可適應(yīng)高速高精度的分度機(jī)構(gòu)，但加工精度要求高,對(duì)裝配、調(diào)整要求嚴(yán)格。通過(guò)對(duì)以上四種機(jī)構(gòu)進(jìn)行比較，棘輪機(jī)構(gòu)相對(duì)其它三種機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)可靠，能夠滿(mǎn)足運(yùn)動(dòng)要求，因此決定選擇棘輪機(jī)構(gòu)。蘸墨滾筒棘輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)如下：2．１.4勻墨油盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)：（1)槽輪機(jī)構(gòu)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,外形尺寸小，機(jī)械效率高，并能較平穩(wěn)地、間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位,但傳動(dòng)時(shí)尚存在柔性沖擊，槽輪的轉(zhuǎn)動(dòng)不是勻速轉(zhuǎn)動(dòng),并且要與刷墨滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行配合，難度較高，常用語(yǔ)速度不太高的場(chǎng)合（2)棘輪機(jī)構(gòu)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、運(yùn)動(dòng)可靠，且容易在較大范圍內(nèi)調(diào)整棘輪軸每次轉(zhuǎn)過(guò)的角度的大小,主動(dòng)關(guān)系可互換,動(dòng)程可在較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，動(dòng)停時(shí)間比可通過(guò)選擇合適的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，但工作時(shí)有較大的沖擊和噪聲,而且運(yùn)動(dòng)精度較差，不宜用于高速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合。（3）不完全齒輪機(jī)構(gòu)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造容易，每次轉(zhuǎn)過(guò)角度可調(diào)，但加工精度要求高，且主、從動(dòng)輪進(jìn)入嚙合時(shí)速度有突變，沖擊力較大。(4)凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)：定位精度高,機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊,可適應(yīng)高速高精度的分度機(jī)構(gòu)，動(dòng)載荷小,無(wú)剛性和柔性沖擊，適合高速運(yùn)轉(zhuǎn)，無(wú)需定位裝置，定位精度高，但加工精度要求高，對(duì)裝配、調(diào)整要求嚴(yán)格。通過(guò)對(duì)以上四種機(jī)構(gòu)進(jìn)行比較分析，槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，對(duì)角度的掌控性好,傳遞效率高，加工較方便，因此最終選定了槽輪機(jī)構(gòu)。勻墨油盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)槽輪間歇機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)如下:３傳動(dòng)線(xiàn)路設(shè)計(jì)３。1平壓印刷機(jī)初步傳動(dòng)線(xiàn)路以電動(dòng)機(jī)為原動(dòng)件，作為動(dòng)力輸入，通過(guò)帶傳動(dòng),齒輪傳動(dòng)兩級(jí)減速，最終動(dòng)力在一個(gè)錐齒輪上，此時(shí)曲柄與該錐齒輪固結(jié)。一方面，通過(guò)一個(gè)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)壓板的擺動(dòng)。另一方面，通過(guò)一對(duì)錐齒輪嚙合，使動(dòng)力源的旋轉(zhuǎn)方向改變，使得動(dòng)力向上輸入，并最終傳至圓盤(pán)，最終實(shí)現(xiàn)圓盤(pán)的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)壓板擺動(dòng)，將壓板作為動(dòng)力，一方面,通過(guò)一個(gè)雙搖桿機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)棘輪機(jī)構(gòu)的間歇轉(zhuǎn)動(dòng),另一方面，通過(guò)另一個(gè)雙搖桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)滾墨圓筒的擺動(dòng)。3。2電機(jī)的選擇要求：印刷速度為：30張／mｉn（即主軸的轉(zhuǎn)速也為：30ｒ/ｍin).1°選型依據(jù)的主要指標(biāo):(1)輸入軸功率（2）輸出軸力矩（3）兩者關(guān)系:P=Tn２/（9549＊u）注：P--輸入軸功率(Kw）;T——經(jīng)過(guò)計(jì)算修正過(guò)的力矩?cái)?shù)值(Ｎ＊m)n2——輸出軸轉(zhuǎn)速(ｒ/min）；u——減速機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)效率2°選型計(jì)算步驟：（1)主軸的理論力矩根據(jù)使用要求,計(jì)算出主軸的理論輸出力矩T1．T1=９５49*{Ｐ｝kw/{n｝ｒ／minP=0．02（蘸墨）+0。35（刷墨)＋0。02（勻墨）+0.35(壓印)+0。01(夾紙)=0。７5ｋwT1＝95４9*0.75/30＝２38。７25N。m（2)輸出軸理論力矩的修正由于使用環(huán)境溫度的不同與工作運(yùn)轉(zhuǎn)中受力變化，所以在進(jìn)行實(shí)際考慮的時(shí)候必須要對(duì)理論力矩進(jìn)行修正，以保證減速器的正常運(yùn)作和使用壽命。T=T1*a1*ａ2注：Ｔ——選型用力矩(Ｎ＊m)Ｔ1——理論計(jì)算力矩（N＊m）a1——環(huán)境溫度系數(shù)(見(jiàn)表1）a2——工作運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中受力變化狀況系數(shù)(見(jiàn)表2）表1環(huán)境溫度（oC）10～2５2６～３0３1~４0４1～５0a11１.21。4１．6表2運(yùn)行狀況2４小時(shí)內(nèi)運(yùn)行的實(shí)際時(shí)間（小時(shí)h)<２＞2~1０>10~2４平穩(wěn)運(yùn)行0.8１1。２中等沖擊載荷11.２1.４加大沖擊載荷1.2５1。５１.75備注如果在運(yùn)行過(guò)程中每小時(shí)開(kāi)啟次數(shù)或者正方轉(zhuǎn)，換向次數(shù)等于或大于12次,那么是哪個(gè)表中的數(shù)值應(yīng)再乘以1。2．本機(jī)器工作的環(huán)境溫度在26～30(ｏC)范圍內(nèi),所以a１=1.2,在工作中所受到的載荷為中等沖擊載荷,工作時(shí)間在10～24小時(shí)范圍內(nèi),所以ａ2＝１.4則T=238。725＊1.２*１．4=４01N．m。3°輸出軸功率的計(jì)算P=Tn2/(9549*u）注:Ｐ-—入力軸功率（Ｋw）T—-經(jīng)過(guò)計(jì)算修正過(guò)的力矩?cái)?shù)值（N*m)n2——輸出軸轉(zhuǎn)速(r/ｍｉn）ｕ——減速機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)效率，由下表查取。表3V帶傳動(dòng)η1=0。94圓柱直齒輪傳動(dòng)（８級(jí)精度)η2=0.97凸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)η３＝0。95-－—0．９7棘輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)η4=0．95—0。97四桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)η５=0.969槽輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)η６=0.９5—0.９7不完全齒輪傳動(dòng)η7=0。96－--0.98算得電機(jī)輸入功率P=0。859２kｗ電機(jī)的轉(zhuǎn)速計(jì)算:由公式注：ｎ為電機(jī)的轉(zhuǎn)速;(最終的傳動(dòng)比為帶輪的傳動(dòng)比乘以齒輪的傳動(dòng)比）；為執(zhí)行構(gòu)件的轉(zhuǎn)速(由給定條件可知=3０r／mｉn）.又知=2～4；＝4~6;故總的傳動(dòng)比=8～24.因此n＝(8~24)＊=（2４０～７２0）r/min綜合Ｐ=0。8592ｋw，ｎ＝(240~7２0）r／miｎ;經(jīng)查電機(jī)選型手冊(cè)可得：選定的電機(jī)的型號(hào)為：Y2—100L2—8-１1由于選定電機(jī)額定轉(zhuǎn)速為7０0ｒ/min,故=n/=23.3,故選定帶輪傳動(dòng)比為=４，齒輪傳動(dòng)比=5。83.４.總體運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)4。１系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)擬定4．２運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖５、參考文獻(xiàn):［１］孫恒,陳作模.機(jī)械原理【Ｍ】.北京:高等教育出版社,２０01．［２]機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)編委會(huì)編．機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2008。4.［3］中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)，中國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)大典編委會(huì)編著,中國(guó)機(jī)械常用大典．江西：江西科學(xué)技術(shù)出版社．２00２.１。[4］時(shí)忠明，吳冉．常用的四桿機(jī)構(gòu)及其創(chuàng)新設(shè)計(jì).北京：北京大學(xué)出版社．2009。8。［5］鄭淑敏。電機(jī)選型手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2006。2。６、心得：機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是機(jī)械原理課程很重要的一個(gè)組成部分,通過(guò)課程設(shè)計(jì)可以鞏固課本上的理論知識(shí),將所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行一個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)用,而且進(jìn)一步了解一臺(tái)機(jī)器的是怎么做出來(lái)的，它的功能實(shí)現(xiàn)原理是怎樣的。這對(duì)我們以后的設(shè)計(jì)實(shí)踐是一個(gè)很好的鍛煉機(jī)會(huì),而且可以和老師同學(xué)交流自己的方案，從中得到進(jìn)步。首先感謝陳敏鈞老師的指導(dǎo)，我們才能順利的完成原理的設(shè)計(jì)。由于之前我參加過(guò)機(jī)械創(chuàng)新大賽,對(duì)機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)的相關(guān)只是有一個(gè)整體的概念，并且對(duì)CＡD軟件有一定的掌握，所以我們組設(shè)計(jì)時(shí)很快就上手了了。在老師給定了題目以后，當(dāng)天下午我就組織我們組進(jìn)行討論，將可能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的一下機(jī)構(gòu)進(jìn)行了分析和比較,從中選擇最佳的實(shí)現(xiàn)方案,最終把大致的方案確定下來(lái)了，其中包括傳動(dòng)方案,執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案。接下來(lái)我們依照對(duì)給定的一些要求，對(duì)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了理論的計(jì)算和校正，依照課本上的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法,我們借助CAD和一個(gè)連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)小軟件對(duì)選定的幾種機(jī)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，其中大致確定了各個(gè)桿件的長(zhǎng)度.雖然自己有點(diǎn)經(jīng)驗(yàn),但是在經(jīng)驗(yàn)豐富的陳敏鈞老師面前，我們還有很多的東西要去學(xué)習(xí)和積累。所以第二天一早我我們就把前天晚上做的設(shè)計(jì)給老師檢查了。大致的原理是沒(méi)有什么大的問(wèn)題,但是就具體的一些細(xì)節(jié)問(wèn)題還是沒(méi)有注意到，在老師的指導(dǎo)之下，我們下午又進(jìn)行了整體的優(yōu)化，最后又給老師檢查了一遍?；旧蠜](méi)有什么大的問(wèn)題.考慮到期末考試將近，我們加緊時(shí)間設(shè)計(jì)。6月２9晚上在我們組所有成員將說(shuō)明書(shū)和CAD圖紙的電子檔全部做完.通過(guò)本次的課程設(shè)，培養(yǎng)了我們綜合運(yùn)用機(jī)械院原理及其他相關(guān)課程的理論知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,一定程度上做到了學(xué)以致用。在設(shè)計(jì)期間，我們同學(xué)之間相互幫助，一起討論遇到的問(wèn)題，培養(yǎng)