八开双色小胶印机的主传动装置.doc

八开双色小胶印机主传动装置的设计图1 八开双色小胶印机原始数据：1 纸张幅面为最大：340mm450mm；最小：90mm130mm。2 纸张厚度为0.040.30mm。3 印刷速度为300010000r/min。设计要求：机器外型美观、操作简单、维护方便。设计分析： 1小胶印机的传动本小胶印机由输纸机、递纸部分、滚筒离合器部分、印刷部分、一色墨路、二色墨路、收纸链条、收纸台等八部分组成。以上八部分由一台主电动机提供动力（水路由独立电动机驱动）。2电动机的调速选择 印刷机常用电动机分为直流电动机和交流电动机。直流电动机调速性能好，控制方便，调速精度高，范围广；但需配备的直流传动箱体积大、结构复杂、成套设备成本高。 相比之下，交流电动机由于内部有着复杂的磁场耦合，控制起来非常不方便，调速比较困难。但交流电动机体积小、结构简单、制造方便、坚固可靠、维护简单。 交流电动机调速方法有两种，一是同步转速不变的条件下调节转差率；一是调节旋转磁场的同步转速。前一种调速系统使用较多，主要是调压调速、电磁转差离合调速器调速、绕异步电动机转子串电阻调速和异步电动机串级调速，其中电磁转差离合器调速系统由于是通过调节直流励磁电流达到调速目的，方法简便可靠，调速范围较宽。 通过变频可以很好地调节旋转磁场的速度。所谓变频就是将工频交流电转换成频率和幅值均可调的交流电供给电动机来调节电动机同步转速和转差率。 现在比较一下变频调速系统和电磁转差离合器系统的优缺点。 变频调速：对于电动机而言，当转差率变化不大时，电动机转速基本上与电源频率成正比，通过改变电源频率可以实现调速。从变频调速的机械特性曲线可知，在基频以下电动机的转速随频率降低，最大转矩基本不变。但当频率较低时最大转矩才逐渐减少，可以认为在基频以下为恒转矩调速。 变频调速的优点有： 1） 变频调速可用于鼠笼感应电动机和同步电动机，其使用范围比电磁离合器要大。 2） 调速范围比电磁离合器要大。 3） 调速平滑性好，低速机械特性较硬，电磁离合器调速若不加入速度负反馈形成闭环系统，低速时不能拖动负载。 4） 可以采用恒转矩调速、恒功率调速，适用性强。 5） 可以与PC组成智能化系统，扩展性强，发展前景好。 6） 能耗小，可靠性高。 变频调速的缺点： 1）对电源要求高，必须是变频电源。2）调速时过载倍数小。3）成本相对较高。电磁离合器调速：主要由电枢和磁极组成，通过调节离合器磁极转速实现对生产机械的无级调速。由电磁离合器调速的机械特性可知，它的理想空载转速就是电动机转速，当励磁电流一定时，负载越大，电枢与磁极转差也越大，转矩才能增大。由理论可以知道其机械特性软。必须配置闭环系统才能满足调速要求。且励磁电流太低会造成失控。电磁离合器调速的优点： 设备简单，控制方便。 调速平滑性好。电磁离合器调速的缺点： 效率低，能耗大，尤其在低速旋转时，能耗更大。 对电网影响大，只适合低速运转时间短的场合。印刷机由于变速运行必不可少，采用变频器可以提高操作性能，可以选用标准电动机，容易入手，利于机器小型化。根据胶印机使用情况来看，在小型胶印机上使用变频器是可行的，且效果很好，因此本胶印机选用变频器来调速。3电动机的选择印刷机电动机功率的选择可用计算法或类比法。但在没有实验研究的基础上，难以用计算法准确确定功率。目前确定功率主要采用类比法和实验法。参考国内生产双色小胶印机的厂家滨田生产的C252系列胶印机，其纸张幅面为：纸厚0.040.30mm，印刷速度30001000r/min,，原始数据基本与本次设计的机器一样，主电动机功率为1.5kW（与之类比所得）。采用变频调速后电动机可选用标准电动机，为结构紧凑，选用Y100L6型一般三相异步电动机为本胶印机的主电动机，其启动电流为A,满载电流4A,转速为940r/min。4变频器的选择电动机的额定电流为A,机器连续运转时变频器输出电流为1.14A=4.4A，输出电压为220V，输出频率50Hz，根据以上参数，选用变频器TD1000-4T0015G(深圳市华为电器股份公司生产)。5减速机构设计（1）皮带减速机构设计传动比分配：一级带传动，传动比为1，为了过载保护。已知：电动机转速r/min,功率kW,传动比i= 1。1)选择带型 查表得工况系数=1，则计算功率kW=1.8kW。 根据r/min,kW,查图选 SPZ 型窄V带，其传动效率。2)确定带轮直径 a. 小带轮直径参考表取=112mm，由公式得 由此得小带轮=112mm，大带轮 b. 验算带速 可行参考表取标准值 = 3)确定中心距及带长 a. 初步选取中心距 符合 b. 确定带的基准长度由公式得带长 由表对SPZ窄型带选用基准长度=1120mm。 c.实际中心距圆整为安装时所需最小中心距安装时所需最小中心距4)小带轮包角 合适5)确定带的根数由公式得 ，查表，单根带的基本额定功率kW，i=1时，额定功率增加量kW, 查表, 包角系数, 查表, 带长修正系数。 取Z=4根带。6)带轮的结构和尺寸（下标1为小带轮，下标2为大带轮）由Y100L6型电动机查得轴伸直径为d=28mm,长度为E=60mm, 故小带轮轴孔直径 , 按表,得轮缘和轮槽的尺寸如下带轮宽 轮槽外径 mm 轮槽角 6传动的总体布局本次设计的小胶印机传动路线为：电动机输出动力经联轴器传给带轮 一级带传动把动力传给收纸滚筒轴 收纸滚筒轴带动斜齿轮 斜齿轮把动力传给压印滚筒上的斜齿轮 压印滚筒上的斜齿轮分别把动力传给两色组的橡皮滚筒上的斜齿轮（倍径压印滚筒为滚筒） 动力经斜齿轮传给印版滚筒轴 印版滚筒轴另一端为直齿轮，是水墨部分的动力源， 水墨部分动力传动是通过直齿轮完成。 收纸滚筒轴一端链轮通过链1：1把动力传给动力轴 动力轴两端各有一链轮分别把动力传给侧规和第二动力轴。主传动系统示意简图如图2所示： 1处为收纸滚筒位置；2处为压印滚筒位置；3处为第一动力轴；4处为第二动力轴；5、7处分别为一、二色组印版滚筒；6、8处分别为一、二色组橡皮滚筒。 图2 主传动系统示意简图7. 主传动齿轮的设计及计算胶印机滚筒齿轮是用来传递运动和动力的。要想获得墨色均匀、图象、网点清晰的高质量印品的首要条件是严格保证齿轮传动和滚动摩擦传动匀速、平稳、同步运转。但是由于胶印机结构特点存在着许多影响传动平稳性的不平衡因素，为此齿轮的加工精度要求很高。（1）.齿轮主要参数的选择1) 模数。在齿轮传动中，模数主要是根据齿轮所传递的功率、采用的材料、齿轮宽度、齿轮所能承受的强度等通过计算确定的，模数越大，齿轮的截面积越大，它的承载能力、强度就越大，对于胶印机来讲实际载荷不大，根据现在胶印机滚筒齿轮所选用的模数，对齿轮进行强度核算，齿轮的弯曲、应力及接触应力远远低于许用应力。根据计算，齿宽只需10mm。为了避免因齿轮磨损产生齿形误差，影响传动平稳性，出现“墨杠”，现选用齿宽，这样可大大降低接触应力，提高齿轮耐磨性。模数的选择主要考虑重叠系数。重叠系数大，传动平稳。但模数大，齿数小，同时重叠系数变小，影响传动平稳性。因此，在保证齿轮强度和耐磨性的条件下，缩小模数、增加齿数、增大重叠系数，对提高胶印机齿轮传动性能有好处。 正是由于斜齿轮具有传动平稳，承载能力强，重叠系数大等优点，所以滚筒采用斜齿轮传动。根据类比法，此机型为八开小胶印机，选用mn=2mm斜齿轮传动。2）参考当今大部分小胶印机，一般都采用压力角。3）材料与热处理。制造滚筒齿轮的材料要有足够的强度和耐磨性，只有这样才能保持滚筒齿轮有高强度。由于八开胶印机机型较小，选用45钢就可以满足要求。（2）滚筒齿轮主要尺寸的设计计算（斜齿轮）取分度圆直径；初取（印刷中，则取法向模数mn=2mm齿数求 齿顶高 齿根高 齿高 齿顶圆直径 齿根圆直径 齿宽 8. 功率分配本次设计的小胶印机由一台主电动机给全机供应动力，两个色组的水路部分各由一个电动机供应动力，用一台气泵供给全机的气路。由于是通过一台电动机给全机输送动力，那么机器每一部分将需要不同的功率。根据胶印机的使用与调节书中的J2203型和J2201型各部分的功率分配表，全机功率分配如下：主电动机 1.5kW 占全机总功率的输纸机 0.075kW 5%递纸部分 0.15kW 10%滚筒离合器部分 0.0885kW 5.9%印刷部件0.4305kW 28.7%一色墨路 0.225kW 15%二色墨路 0.33kW 22%收纸链条 0.1305kW 8.7%收纸台 0.0705kW 4.7%从功率分配表可以看出，单张纸小胶印机约分为大部分，给纸机消耗功率最小，全部滚筒的旋转和摆动器消耗功率最大，其次是下匀墨。9设计的传动装置三维图（图3）图3 传动装置三维图10参 考 文 献1 王淑华，许鑫主骗印刷机结构与设计北京：印刷工业出版社, 1994 2 冯昌伦主编胶印机的使用与调节北京：印刷工业出版社, 1996 3 方振亚主编平版胶印印刷机械北京：印刷工业出版社, 1989 4 杨可桢，程光蕴主编机械设计基础北京：高等教育出版社, 1989 5 陈作模，孙恒主编