印刷机课程设计.doc

机械原理课程设计说明书设计题目 TY-460自动平台印刷机主运动机构分析与设计 分院： 工程学院 班级： 学号： 设计者： 指导老师： 20 年 月 日24目录一、机器性能指标、工作原理及参数31、 机器的工作性能指标32、 工作原理及主运动机构简介33、 参考数据（mm）3二、设计内容41、 滚筒传动链的参数设计和运动分析4（1） 设计变位齿轮1、24（2） 双曲柄GHMN的传动角变化曲线5（3） 滚筒位移速度变化曲线72、 平台传动链的机构选型、参数设计和运动分析11（1） 确定曲柄长度11（2） 双曲柄ABCD的传动角变化曲线12（3） 平台位移变化曲线和速度变化曲线153、 同步补偿凸轮机构设计18（1） 确定机构的初始角18（2） 确定同步区18（3） 平台位移补偿量曲线19（4） 设计凸轮机构复位区20（5） 设计主凸轮（右推凸轮10）的轮廓22（6） 回凸轮（左推凸轮11）的轮廓设计224、 机构主运动简图绘制23三、心得体会24一、 机器性能指标、工作原理及参数1、 机器的工作性能指标印刷速度：每小时4500印张印刷幅面：320mm*850mm滚筒尺寸：280mm*1000mm2、 工作原理及主运动机构简介平台轮转式印刷机是通过平台的往复直线运动和印刷滚筒的连续回转运动实现印刷功能的。印刷的版面安装在平台上，印刷纸张被逐页送上滚筒。在平台的工作行程中，有一段区域（称为压印区），版面与滚筒圆柱面相切，并且通过传动机构，使铅板的线速度与滚筒的圆周速度相等，从而在纸张上印出清晰的版面文本。在平台的返回行程中，滚筒上已印好的成品由下料机构传送到输送带上送出，同时印刷机的递纸机构将后续的带印纸张从给料台传送到滚筒的边缘，被滚筒上的卡子夹住后卷入滚筒、进入印刷状态。滚筒每回转一周，平台就往复运动一次，完成一次印刷过程。印刷机主机构运动图中给出了平台处于左端极限位置时机器的主运动机构简图。机器的运转动力是从输入轴A输入，曲柄AB是原动件，齿轮1与曲柄AB固连。滚筒的回转运动是经由齿轮副1、2，双曲柄机构GHMN，齿轮副3、4传动而实现的（其中齿轮2与曲柄GH固连，齿轮3与曲柄MN固连）。在该路传动链中引入双曲柄机构GHMN是为了使滚筒实现变速的回转运动，从而使压印区内滚筒的圆周速度与平台的线速度基本相同。3、 参考数据（mm）=116，=100，=100，=37=100，=100，=95，=40，m =4，=，=140，=100，e=50，=520，CDE=177主凸轮基圆半径=90，滚子半径=25二、 设计内容1、 滚筒传动链的参数设计和运动分析（1） 设计变位齿轮1、2 37mm， e =50mm， e-13mm=289.3mm ，=20，m=4mm，与相近标准中心距：=m=288=72=arccos=20.7inv=tan-=0.0149inv=tan-=0.0166变位系数和：=( inv- inv)(+)/(2tan)=0.3363中心距变动系数：y=(-)/m=0.325齿顶高降低系数：y=()-y=0.0113=0.16815=144mm=cos=135.316mm=+(+-y)m=148.6274mm=-(+-)m=139.6726mm名称代号齿轮1、2各项数值大小模数m4mm齿数z72压力角20.7变位系数x0.16815分度圆半径r144mm基圆半径135.316mm齿顶圆半径148.6274mm齿根圆半径139.6726mm表 11 齿轮1、2参数表（2） 双曲柄GHMN的传动角变化曲线图 11 双曲柄机构GHMN的传动角变化图AB转角传动角0523040603690421205415068180812108924088270883007933066表 12 双曲柄机构GHMN的传动角变化表图 12 双曲柄机构GHMN的传动角变化曲线图 13 双曲柄机构GHMN的最小传动角验证图检验最小传动角是否小于HMN中HN最小时，最小；NG，GH重合时，HN最小=>所以机构GHMN的传动性能好，符合要求。（3） 滚筒位移速度变化曲线AB转角滚筒线位移（mm）003074.7260184.8790306.941120411.09150497.893180572.796210637.972240693.916270741.742300784.583330827.761360879.646表 13滚筒周向位移变化表图 14滚筒周向位移变化曲线AB转角滚筒线速度（mm/s）0905.391301381.215601854.342901721.4961201414.9611501203.5251801048.452210907.452240773.259270669.404300628.994330686.417360905.391表 14滚筒圆周速度变化表图 15滚筒圆周速度变化曲线每小时4500印张，1.25圈/s，=7.854rad/sHG分别转过160，210时，滚筒周向位移和圆周速度图 16 滚筒周向位移变化曲线和圆周速度计算图转过160时=0.7854m/s=4.8267m/s=0.7792m/s=1.1483m/s转过210时=0.7854m/s=4.9747m/s=0.6177m/s=0.9103m/s=(360-146)* *=523mm=(360-99)* *=637.7mm2、 平台传动链的机构选型、参数设计和运动分析（1） 确定曲柄长度 给定平台的行程为620mm，确定曲柄连杆机构DEF中的曲柄长度平台行程为620mm，F点行程是平台的一半，为310mm图 21 曲柄长度计算图从上图可知，310=-运用二分法，y=-154<x<155 =154.5 X=154时，y=309.57X=154.5时，y=310.58=154.25X=154.25时，y=310.077=154.125X=154.125时，y=309.8=154.1875X取154.1875=154.1875mm（2） 双曲柄ABCD的传动角变化曲线求双曲柄ABCD的传动角变化曲线，检验双曲柄机构ABCD的最小传动角是否小于图 22 双曲柄ABCD的传动角变化图AB转角传动角0863085608090831208915077180642105224047270503006033073表 21 双曲柄ABCD的传动角变化表图 23 双曲柄ABCD的传动角变化曲线图 24 双曲柄ABCD的最小传动角验证图DB最小时，最小AD，AB共线时，DB最小=47>20（3） 平台位移变化曲线和速度变化曲线AB转角平台位移（mm）003049.36660160.190282.109120391.489150485.452180564.6210615.842240594.643270452.791300236.04533061.0423600表 22 平台位移变化表图 25 平台位移变化曲线AB转角平台速度（mm/s)00301346.144601842.936901760.0481201519.3271501304.8671801042.482210381.3240-1175.35270-2956.68300-3216.04330-1849.023600表 23 平台速度变化图 26 平台速度变化曲线图 27 平台位移速度计算图=154.1875mm=7.854rad/s=0.911m/sAB转过160时使用瞬心法，=9.0816rad/s=*=0.5563m/s=5.563375rad/s=*=0.8578m/s运用投影法，cos21=sin42=0.6148m/s=2=1.2296m/sAB转过210时使用瞬心法，=11.2658rad/s=0.8858m/s=8.8583rad/s=1.3658m/s运用投影法，cos11=sin8=0.1936m/s=2=0.3873m/s=256.79mm=307.87mm=2=513.58mm=2=615.74mm3、 同步补偿凸轮机构设计（1） 确定机构的初始角 综合分析滚筒圆周速度曲线和平台速度曲线，确定两组双曲柄机构的对应初始位置角 、初始为57.109，=116（2） 确定同步区 同步区内滚筒圆周的线位移应大于印刷幅面的宽度320mm，建议取460mm左右。AB转过34时，平台速度与滚筒速度相等，以34为同步区起点查附录，87.349+460=547.349同步区终点取170同步区：34170（3） 平台位移补偿量曲线综合分析滚筒的圆周位移曲线和平台位移曲线之差值，确定平台的位移补偿量曲线AB转角平台线位移差（mm）滚筒线位移差（mm）相减之差（mm)位移补偿量（mm）34353.2753.2680.0070.007354017.18516.9970.1880.195404518.33818.0540.2840.479455019.23419.0080.2260.705505519.88919.8040.0850.79556020.32620.39-0.0640.726606520.56720.736-0.1690.557657020.6420.837-0.1970.36707520.5720.715-0.1450.215758020.38120.407-0.0260.189808520.10119.9650.1360.325859019.7519.4110.3390.664909519.34918.8270.5221.1869510018.91418.2180.6961.88210010518.46317.6160.8472.72910511018.00517.0360.9693.69811011517.54816.4841.0644.76211512017.10115.9681.1335.89512012516.66615.4871.1797.07412513016.24815.0411.2078.28113013515.84214.6241.2189.49913514015.45114.2381.21310.71214014515.06813.8771.19111.90314515014.68813.5361.15213.05515015514.30613.2141.09214.14715516013.90912.9081.00115.14816016513.48712.6140.87316.02116517013.02612.330.69616.717表 31 位移补偿量表图 31 位移补偿量曲线（4） 设计凸轮机构复位区设计凸轮机构复位区从动件运动规律和相应的凸轮转角，并绘制全工作循环的从动件运动位移曲线图。复位区的凸轮转角可取100，以便减小凸轮机构的回程压力角。h=16.717mm正弦加速度运动曲线规律既无刚性冲击也无柔性冲击，所以选用正弦加速度运动规律。S=h0<<100，=100复位区（）回程位移（mm）016.7171016.609264592015.904733383014.234342834011.59759327508.362739551605.126268052702.485282496800.809654145900.1008820251000表 32 复位区从动件运动位移表 图 32复位区从动件运动位移曲线图图 33全工作的从动件运动位移曲线图（5） 设计主凸轮（右推凸轮10）的轮廓图 34 主凸轮（右推凸轮10）的轮廓图（6） 回凸轮（左推凸轮11）的轮廓设计 设计回凸轮（左推凸轮11）的轮廓，要求与主凸轮有相同的最大径向尺寸，并确定的大小>90*2+16.717=196.717mm取200mm图 35回凸轮（左推凸轮11）的轮廓图4、 机构主运动简图绘制图 41机构主运动简图三、 心得体会在整个机械原理课程设计中，让我巩固了机械原理基本知识和CAD的知识，了解了平台轮转印刷机的主运动机构原理，使我体会到了以后工作中要面对的东西，也让我认识到自己的CAD画图水平还有待提高。