自动打印机---打印机构.doc

打印机构一、机构运动简图：功能原理分析：此机构由滑块、连杆、推杆滚子、盘形凸轮、弹簧等构成。电动机输出的转速经过减速系统将轴的转速减到执行构件所需的转速，再将轴的旋转运动通过不同的机构转换成执行构件的工作时所需的运动，在此机构中通过凸轮+连杆机构将转轴的旋转运动转换成连杆的往复摆动，从而实现打印功能。二、运动分析：1. 机构自由度计算构件数n=4，低副数目pl=5，高副数目ph=1。自由度 F=3n-(2pl+ph-p)-F=12-11=1。2. 用图解法分析各机构运动（1）先求滑块的运动规律在已知条件：打印80次/min可得周期T=60/80 s=0.75s，在保证与前面机构运动相协调的情况下，设计打印头的s-t图如下：由此设计可求得间歇往复运动的滑块的速度：由于滑块运动距离s=30mm，相对较小（自身几何尺寸长25mm，宽90mm，高40mm），其运动可以看做近似直线运动。即可计算出下移速度v下=30/5/16=96mm/s，返回上升速度v上=30/（0.75-0.5）=120mm/s。（2）速度分析：对于滑块在A点列速度方程：VA1 = VA2 + VA1A2大小 96mm/s方向 在G点列出速度方程： V4回 = VA1 + V4回A1大小 96mm/s方向 EF EF AG V4去 = VA1 + V4A1大小方向 EF EF 取速度比例u= 16/96=1/6 作图可得V4回=15/u=90mm/s tan0=96/90=16/15 V4去=21/u=126mm/s（3）求小滚子的运动规律在回程运动过程中 s1=V4回t =28.12mm。停歇阶段，当打印头停留0.3s时，滚子停歇时间t=0.3s。假设滑块在上下移动时匀速直线运动，慢慢稳定下降与急回快速上升。在远休止时推杆运动距离s2=V4去t3=126*0.25mm=31.25mm。三、凸轮设计1设计要求：满足小滚子运动规律。 2确定初始尺寸条件 设初步确定该凸轮基圆半径r0=40mm，滚子半径为rr=5mm 。凸轮位移时间图像可以设计成下图根据凸轮st图作出凸轮的工作轮廓，然后画出理论轮廓，见图：四、 尺寸长度确定在滑块上下运动时，运用相似原理，即A点的运动近似为直线，这就要求AR相对于其他构件来说是无限长。已知：tano=16/15 ， |AE|=50+30+40+30=150mm |AR|=300mm |AE| =230mm，| EG| =| AE| *tano=230*16/15=245.33mm，| AG| =| AE| +| EG| =336.28382mmCoso=0.6839411.由余弦定理： | AR| =| AG| +| RG| -2| AG| *| RG| coso求得 | RG| =498.5mm即确定了构件的长度|AR|=300mm，| RG| =498.5mm。五、弹簧选择由纸盒的重量5-10N，两根弹簧是在推程回程时充当拉力将推程返回到出发位置。设计时，根据弹簧最大载荷，其最大变形为d=31.5-18=13.5mm，除此之外还应满足结构要求（例如安装空间对弹簧尺寸的限制）等来决定弹簧的直径、中径、工作圈数、螺旋外角和长度等，综合选用弹簧为圆柱螺旋弹簧。（1） 根据工作情况及具体条件选定材料，查表获取机械性能数据。（2） 选择c=5-8时，本机构c-5，k=1+0.5/c=1.1.（3） 根据安装空间来设定弹簧D2，根据c=5估取直径d并查取弹簧丝许用应力。（4） 计算弹簧丝直径d，d。综合选取：直径d=2.5mm， 弹簧中径D2=2mm，有效圈数N=