机械原理课程设计--平台轮转式印刷机.doc

目录机器性能指标2平台轮转式印刷机的工作原理2参考数据2设计内容 3滚筒传动链的参数设计和运动分析3设计变位齿轮1、23求双曲柄机构ghmn的传动角的变化曲线.4检验最小传动角是否小于204求滚筒周向位移变化曲线和圆周速度变化曲线4平台传动链的机构选型、参数设计和运动分析8确定连杆机构def中的曲柄长度9求双曲柄机构abcd的传动角变化曲线9检验最小传动角是否小于209求平台位移变化曲线的速度变化曲线10同步补偿凸轮机构设计13确定两组双曲柄机构的对应初始位置角、13确定同步区13确定平台的位移补偿曲线13设计凸轮机构复位区从动件运动规律和相应的凸轮转角14设计主凸轮16设计回凸轮17设计小结 19a 3 图纸附页一、 机器性能指标1. 印刷速度：每小时4500印张2. 印刷幅面：320mm850mm3. 滚筒尺寸：280mm1000mm二、 平台轮转式印刷机的工作原理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（压印区），版面与滚筒圆柱面相切，并且通过传动机构，使铅版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。滚筒滚动一周，平台就往复运动一次，完成一个印刷循环。动力由一对变位齿轮输入，通过双曲柄机构使滚筒和平台获得变化的速度，但同时又不改变它们共同的周期，即做变速运动。这样的设计在确保同步压印区速度一致且较慢时，又能使得同步解除后的复位加快，提高印刷速度。从“平台速度滚筒圆周速度曲线”（图2-1）看，即使在同步区，依然存在速度差。微小的不同步，会直接影响印刷质量。所以为了保证印刷质量，要求在压印区内滚筒圆周速度与平台线速度保持精确相同，我们引入一个补偿凸轮机构。补偿凸轮机构用于补偿平台位移与滚筒圆周位移的差值。补偿凸轮与主动件ab同轴。三、 参考数据 (mm)lab=116 lbc=100 lcd=100 lda=37lgh=100 lhm=100 lmn=95 lng=40m=4 r1 = r2 r3 = r4 =140 r8 =140 e =50 lef=37 cde =177主凸轮基圆半径 r b =90 滚子半径r g=25。图2-1 平台速度滚筒圆周速度曲线四、 设计内容和要求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。给定gn与ad水平间距w=289mm，gn与ad垂直间距h=50-37=13mm实际中心距 理论中心距 齿轮的变为系数为正变位，故1，2齿数为72实际啮合角 由于：根据无侧隙啮合方程 则变位系数 中心距变动系数 齿高变动系数 齿顶高 齿根高 综上： 分度圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径 基圆直径 2) 使用参考尺寸求双曲柄机构ghmn的传动角的变化曲线；检验最小传动角是否小于20利用余弦定理可得： =（ 得到： =（ = 因为在0到360之间变化，所以最小值为0.391，最大值为0.812，对应的角度最小传动角为35.7。 结论：最小传动角不小于20。3) 求滚筒周向位移变化曲线和圆周速度变化曲线；由于：= =利用矢量图解法： 大小： ？ 已知 ？方向： hg mn hm因为： =7.85*100=785mm/s初始角： =57.109当hg转过0时： 当hg转过20时： = 当hg转过40时： =11.268 rad/s 当hg转过60时： =7.97 rad/s 2. 平台传动链的机构选型、参数设计和运动分析 1) 给定平台的行程为620mm，根据参考尺寸，确定连杆机构def中的曲柄长度，机构位置如图:由平台的行程为620mm，可知，f点行程310mm。设：de长度为x连杆位置图2） 使用参考尺寸求双曲柄机构abcd的传动角的变化曲线；检验最小传动角是否小于20。根据余弦定理： =（ =（ = = 在最大值的时候取到1，在最小值的时候取到0，因此最小值取到0.25875，最大值取到0.68795，最小传动角为46.32。所以，最小传动角显然比20大。3） 求滚筒周向位移变化曲线和圆周速度变化曲线；当ab处于0、20、40和60四个转过后的位置时，平台位移和速度变化曲线如下图（0不讨论）：以下图中矢量图=10mm/mm20时： 平台位移 s平台=2s滚轮=211.614=23.228mm 平台速度 瞬心法得 abpa=cdpd de=cd=7.85564.02601.02=7.3667rads ve=dede=1136.0247mms 由矢量图解法，得 v平台=2v滚筒=249.45710=989.14mms40时：平台位移 s平台=2s滚轮=241.156=82.312mm平台速度 瞬心法得 abpa=cdpd de=cd=7.85220.116257.124=6.720145rads ve=dede=1036.31358mms 由矢量图解法，得v平台=2v滚筒=280.08110=1601.6mms60时： 平台位移 s平台=2s滚轮=280.049=160.098mm平台速度 瞬心法得 abpa=cdpd de=cd=7.85127.386164.386=6.083122rads ve=dede=938.078250mms 由矢量图解法，得v平台=2v滚筒=292.48410=1849.68mms3、 同步补偿凸轮机构设计 1） 确定两组双曲柄机构的对应初始位置角、。 定义初始位置位置角为曲柄连杆机构拉直共线时、的大小。有参考数据可知，通过autocad 作图，求得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。当主动件ab转过34时，平台速度与滚轮速度真好相等。以此作为同步区的起始点。此时滚筒线位移为87.349mm。由于87.349+460=547.349mm，查表可得同步区终点在170。3） 综合分析滚筒的圆周位移曲线和平台位移曲线之差值，确定并绘制平台的位移补偿曲线。 ab转角cd转角平台位移滚筒位移位移补偿值3432.31961.85387.3490.0073533.19865.12890.6170.1954037.53082.313107.6140.4794541.759100.651125.6680.7055045.885119.885144.6760.795549.909139.774164.4800.7266053.833160.100184.8700.5576557.659180.667205.6060.367061.391201.307226.4430.2157565.033221.877247.1580.1898068.589242.258267.5650.3258572.066262.359287.5300.6649075.470282.109306.9411.2169578.810301.458325.7681.92110082.093320.372343.9862.75910585.329338.835361.6023.72811088.528356.840378.6384.79211591.699374.388395.1225.92512094.854391.489411.0907.10912598.003408.155426.5778.311130101.160424.403441.6189.529135104.337440.245456.24210.714140107.547455.696470.48011.933145110.803470.764484.35713.085150114.122485.452497.89314.177155117.517499.758511.10715.178160121.007513.667524.01516.051165124.607527.154536.62916.747170128.338540.180548.95917.21） 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。取复位区凸轮转角为100，以便减小凸轮机构回程压力角。滚子位移量340.00017016.717350.00717516.717400.19518016.717450.47918516.717500.705远休止550.790600.72619016.614650.55719516.308700.36020015.806750.21520515.121800.18921014.269850.32521513.272900.66422012.153951.18622510.9411001.8822309.6661052.7292358.3581103.6982407.0511154.7622455.7761205.8952504.5641257.0742553.4451308.2812602.4481359.4992651.59614010.7122700.91114511.9032750.40915013.0552800.10315514.1472850.00016015.148近休止16516.02134170为同步区补偿行程185285为凸轮复位行程，为了减少冲击，选用余弦变化规律。使用余弦函数为：=16.7172（cos1.8+1）得到复位曲线，如图：滚子余弦复位曲线根据表中数据，作滚子全程位移曲线，如图：滚子全程位移曲线5） 设计主凸轮以滚子半径作一系列圆心在理论轮廓线上的圆，画出公切线，即主凸轮实际廓线，如图：主凸轮理论廓线和工作廓线6）设计回凸轮以主凸轮最大半径作为回凸轮基圆半径，并向内减去主凸轮滚子位移。回凸轮各角度对应半径转角位移半径转角位移半径转角位移半径00.000131.7171205.895125.8222407.051124.66650.000131.7171257.074124.6432455.776125.941100.000131.7171308.281123.4362504.564127.153150.000131.7171359.499122.2182553.445128.272200.000131.71714010.712121.0052602.448129.269250.000131.71714511.903119.8142651.596130.121300.000131.71715013.055118.6622700.911130.806350.007131.71015514.147117.5702750.409131.308400.195131.52216015.148116.5692800.103131.614450.479131.23816516.021115.6962850.000131.717500.705131.01217016.717115.0002900.000131.717550.790130.92717516.717115.0002950.000131.717600.726130.99118016.717115.0003000.000131.717650.557131.16018516.717115.0003050.000131.717700.360131.35719016.614115.1033100.000131.717750.215131.50219516.308115.4093150.000131.717800.189131.52820015.806115.9113200.000131.717850.325131.39220515.121116.5963250.000131.717900.664131.05321014.269117.4483300.000131.717951.186130.53121513.272118.4453350.000131.7171001.882129.83522012.153119.5643400.000131.7171052.729128.98822510.941120.7763450.000131.7171103.698128.0192309.666122.0513500.000131.7171154.762126.9552358.358123.3593550.000131.717由表中数据，绘制回凸轮理论廓线。如图：回凸轮理论廓线以滚子半径作一系列圆心在理论轮廓线上的圆，画出公切线，即回凸轮实际廓线，如图：回凸轮实际廓线 =五、 总结与心得 通过本次的学