曲面印刷机版辊及自动对版机构【机械函授自考毕业设计含说明书+CAD图纸】
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任务书.doc
偏心套.dwg
图纸
外文翻译
大齿轮.dwg
套.dwg
开题报告.doc
机械加工工艺过程卡片.doc
版滚轴.dwg
装配图.dwg
说明书.doc
调节板.dwg
曲面印刷机版辊及自动对版机构
摘 要： 随着社会信息化及经济全球化的迅猛发展，人们的审美观念不断的进步与更新，对于产品的包装的要求越来越高。因此，对于企业来说，外观十分重要。版辊及对版机构是曲面印刷机的主要部件，对版的精度和速度直接决定着曲面印刷机的印刷质量和生产效率。设计中充分利用了Solid works软件对设计内容进行三维实体建模、装配、仿真，并通过solid works导出2维装配图。设计说明书通过图片与文字相结合的方法，形象的介绍了版辊的各个组成部分，并对组成版辊轴的关键零件进行了详细、系统分析设计。
关键词：曲面印刷；版辊；对版机构；solidworks
Surface printing
plate cylinder and version of institutions
Abstract: With the rapid development of information and economic in the world, the requirement of product packaging is getting higher and higher demands when human to make progress and regenerate the appreciation of the beauty. Therefore, outward appearance is a important thing in the field of business. The branch of screen printing is surface printing. The main packing products for the cosmetics, detergents and fuel oil. At the same time, surface printing also used in the printing of drinking cups and advertising gifts. Plate cylinder and version of institutions are the main components of the surface presses. The precision and speed determine the quality and productivity of surface printing. The design takes full advantage of solid works to design the content of the three-dimensional solid modeling, assemble, simulation, and make assembly drawing by solid works. The instruction combines images and text, recommending the various components of plate cylinder. The key parts are analysis and design carefully。
Keywords: surface printing；plate cylinder；version of institutions；solid works
目 录
摘要 I
Abstract II
目录 III
1 引言 1
1.1 曲面印刷机的简介 1
1.2 国内外曲面印刷机的研究现状 1
1.2.1 国内印刷机现状 1
1.2.2 国外印刷机现状 2
1.3 研究内容 3
2 研究手段与结构原理分析 4
2.1 曲面印刷机简介 4
2.2 研究手段 4
2.3 版辊的机构分析 5
2.3.1 版辊轴与其零件的材料分析 5
3 关键零件分析 7
3.1 版辊轴系结构的设计与分析 7
3.1.1 心轴、内轴套与版辊轴的设计 7
3.1.2 轴承套的设计 10
3.2 齿轮结构的设计与分析 11
3.2.1 齿轮与齿圈的设计与分析 11
3.2.2 齿圈套、齿圈压盖和锁紧套的设计 15
3.2.3 连接轴的设计 16
3.3 套准驱动装置的设计与分析 17
3.4 版压微调机构的设计与分析 18
3.4.1 轮蜗杆机构的设计与分析 18
3.4.2 蜗轮箱与涡轮箱坐的设计 20
3.4.3 调节板的设计 21
3.4.4 偏心套的设计 22
4 典型零件（齿圈套）的工艺规程设计 23
4.1 零件分析 23
4.1.1 零件的作用 23
4.1.2 零件的工艺性分析 23
4.2 零件制造工艺设计 23
4.2.1 毛坯选择 24
4.2.2 基准选择 24
4.2.3 安装方案 25
4.2.4 零件的加工方案 25
4.2.5 确定齿圈套工艺路线 26
5 结论 27
参考文献 28
致谢 30
附录A 31
- 内容简介：
-
第 1 页 共 4 页 中文译文： 在与未来 王嘉浩 众所周知，科技世界里只有一个永恒真理，那就是变化。这在可编程逻辑控制器（ 其各种应用的发展过程中尤为明显。自从三十多年前将 进以来， 从本质上讲， 继续受益于计算机和信息技术领域的技术进步。它的最突出之处是小型化和通信功能。 1 微型化的 最初引进 时候，主要改进它的体积，这与替换了数百个硬接线继电器和计时器有关。一个嵌有 。从 20 世纪 80 年代到 20 世纪 90 年代初，模块化的 渐微型化，同时它的容量和性能也得到了提高。 近年来，更小型 经发展到纳米级和微型级，它们已具有以前只在大型 才有的特点。因此仅为了额外特性或性能而不是增加 I/O 容量而具体指定一个大型的 为即使纳米级 动控制、自动调谐的嵌入式 程连通性等更多的功能。 现在，由于 执行运动控制、数据采集，远程终端单元（ 至一些集成人机介面（ 功能，因此 很多应用中也已配置齐全从而替代单一的过程控制器。以前，这些功能通常要求他们自身内置实现这些功能的控制器和软件，此外，还需要一个用于离散控制和互锁的独立的 2 强大的通信功能 近年来，最有意义的变化也许发生在通信领域。在 20世纪 90年代， 信协议，允许 过标准电缆进行通信。这为 好地适用于现存的设备提供了可能性，并且向主板上的其它控制系统通信成为可能。 在过去的 30 年里，我们真实地目睹了数百个专利化协议和标准化协议的发展，每一个协议都有自己独特的优势。 现在， 们必须接入条形码扫描器和打印机，还有温度和模拟传感器。在过程控制中， 第 2 页 共 4 页 它们需要支持多种协议，以便它们能和其它设备通信。此外，在它们全部具备这些功能的同时，它们仍然要有高的性价比而且编程简单。 另一个主要改进来自于计算处理领域。确切地说，它革命化了 编程方式、互相通信、与用于 在过去的五年中，车间级以太网通信的应用已经翻了一倍。尽管串行通信仍然很受欢迎并且很可靠，但以太网快速地成为值得选择的通信媒体，它有着不能被忽视的优势， 例如：网速、设置简单、布线方便、现成网络组件的可用性、嵌入式通信设置 。 3 集成运动控制 另一个分配给 简单的开环控制到多轴应用来看，在 很多系统在快速运行时要求精确的控制，但并不是在超高速运行时的绝对精准。单机 多纳米级和微型级 它们成为开环控制的可行解决方案。 一方面要提醒的是控制器在控制顺序上不能确定输出设备的位置。另一方面要提醒的是它的主要 优势在于它的成本。以前，即使简单的运动控制也要求有一个昂贵的选择模块。有时为了满足系统需求，它不能用于更精密的控制平台中。 越精密的运动控制系统要求越高精度的定位硬件和软件，而许多 提供高速选择模块接入伺服驱动。现在，许多驱动都兼容来自控制主机（ 传统命令，或者提供自身的内部运动控制。将运动控制组态软件集成在 4 编程语言 编程语言是反映 际电工委员会 611311131理了编程语言并且定义了两个图形化的和 两个文本化的 形逻辑（图形化） 功能块图（图形化）结构化文本（文本化）指令表（文本化） 这项标准也定义了为顺序控制和并行控制处理组织程序的图形化的和文本化的顺控功能图元素。基于这项标准，许多 产商提供最少三种 第 3 页 共 4 页 语言中的两种作为他们 程时的语言选择。讽刺的是，在近来接触的 大约 96%仍然使用梯形图编写 码。由于梯形图长期的良好表现，因此梯形图编程似乎会继续成为最好的选择。 5 硬件平台 现代的 术 。最新的技术为 强，存储量更大且成本更低的处理器。 这些先进技术也为 展集成和接受新任务（如通信、数据处理和高速运动）留出空间，而不会以牺牲工业控制设备所要求的严格可靠性为代价。 新技术已经创造了另一种控制器 可编程自动化控制器（ 传统的 是因为 且采用了网络接口、语言和协议的已知标准。它们可以被看作为一个置于工业的类 C。 6 展望未来 来自 005年 聚焦研究指出了一些对于 器制造商和采购决策人员愈加重要的因素。排在最前的、有重要特征的因素是： 网能力和易用性 以太网通信在通信领域中独占 鳌 头。不只是新协议在逐渐平面化，许多已经使用了许多年的工业标准化协议也在逐渐地接入到以太网平台上，这些协议包括 P)和 样，许多 就节省了 I/它可以将信息传输到其它 统、系统控制系统、数据采集（ 统和企业资源计划（ 统上。另外，无线通信方式将会进一步普及。 输出（ I/O）的能力 同样的一个趋势，过去与 网获益良多，但现在已经转移到了 I/O 水平上。许多 产商已经支持最受大众接受的现场总线网络，使 I/O 第 4 页 共 4 页 可以分配在广阔的区域上或者定位在以前被认为是几乎不可能的位置上。这使个人电脑通过使用接口卡接入到标准 I/O 子系 统成为可能，而这种接口卡主要是由 产商或第三方开发商提供的。现在，这些具挑战性的广阔区域都可以由个人电脑监控。至于在不需要技术等级控制引擎支持的地方，使用者可以利用更为先进的软件包和硬件机动性，这成本也比较低廉。 用通用编程软件编制多对象 /平台的能力 过去，人们都认为一个智能型控制器需要复杂的编程，但现在不再是这样了。使用者不再只是受过培训的编程人员（如设计工程师和系统集成人员），而是在更熟悉的设计上期待能用上人性化软件的最终用户。在他们个人电脑上，基于视窗 (外观和触感是最 为人所熟悉的，它已成为最受大众接纳的图形用户界面。开始时，用于为 程的简单继电逻辑仿真已经发展成为使用更高级功能块的编程语言（这些功能块可以更直观在配置出来）。 产商也已经开始一体化不同功能块的编程，使你在构造逻辑、 态控制和其它特定功能时只需学习一个编程软件包。也许，最终用户的最终愿望是获得一个可以无缝地为多个 竟，无论是安装在 脑上，微软的视窗（ 作系统和应用程序都是同样地运行，这就方便了系统用户。 总的 来说， 户对现行可用的 品感到满意。同时，他们密切关注新的趋势，并在他们认为有利可图的地方用上新的 它们在工业界更容易地被采纳。 英 文 原 文 ： s in is in 0 of of of in of LC is an it to in of LC a of it A , to in in LC In in in LC or ,as in ID to to to of a LC in in In 970s to to an in to to in a 0 we of s to to as as to be to in Cs CS on in is of t * * of it to * of * LC is to to LC at a at is of On is an to in to C) or is to of LC is 1131-3 LC * * * to at of as 6 LC to LC It to be a its so so LC in LC a at LC to on up a of in as a PC in an 005 to of he to do so is in of de P) , to he to , or to ,by LC or a be a of at a he to it an be is no no as or in on as to of to in of be a on HP BM it on of in 毕 业 设 计 任 务 书 1毕业设计课题的任务和要求： 悉曲面印刷机的结构和工作原理；了解轮转凸版印刷技术； 成题目规定的设计任务； 用 件，构建其数字化模型； 成三维立体造型图、爆炸图、二维总装配图、及 5 个关键件零件图； 成一个关键件的加工工艺设计； 写毕业设计说明书。 2毕业设计课题的具体工作内容（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 考方案： 参考专利名称：全自动曲面印刷机，专利号 ： 可自动对版的高速曲面印刷机，专利号： 附图 1 主机示意图 附图 2 整机布局图 字化模型的可控参数包括： 传动系统齿轮模数、齿数、 版辊直径 等； 析计算内容包括： 关键件的强度校核； 自动对版机构 设计计算。 毕 业 设 计 任 务 书 3对毕业设计课题成果的要求包括毕业设计、图纸、实物样品等 )： 提交分析计算结论报告； 提交自己绘制的设计图纸（ 配 图 1 张， 张，关键零件图5 张，关键零件制造工艺技术资料一份）； 提交毕业设计说明书一份（包括相关内容的外文文献翻译 10页）； 提交计算机设计资料的光盘（包括说明书和全部附图）。 4毕业设计课题工作进度计划： 起 迄 日 期 工 作 内 容 2016 年 2 月 29日 3 月 18 日 3 月 19日 3 月 21 日 3 月 22日 4 月 20 日 4 月 20日 5 月 1日 5 月 1 日 5 月 20日 5 月 20日 5 月 25 日 5 月 25日 5 月 31 日 6 月 01日 6 月 05 日 查阅文献资料，确定设计方案，撰写开题报告； 提交并检查开题报告（参考文献 15篇以上，英文 5 篇）； 三维建模及工程图纸转化，关键件的强度校核； 完善设计，翻译英文文献一份（约 10页）； 撰写毕业设计说明书，整理、打印资料； 提交设计说明书，导师审核，完善修改； 提交正式设计说明书，专家评阅； 论文答辩 系主任审查意见： 同意下发任务书 签字： 2016年 2 月 29 日 毕 业 设 计 开 题 报 告 1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写 2000 字左右的文献综述： 文 献 综 述 全自动曲面印刷机是一种用于食品和化妆品等灌装容器外表面彩色印刷的高效率设备，采用凸版轮转胶印技术，属于机电一体化高新技术产品。全自动曲面印刷机的研制成功，填补了国内空白，缩短了我国包装容器高速彩色印刷技术与发达国家的差距，批量投入市场，取得了较大的经济效益和社会效益。特别是可自动对版的高速曲面印刷机专利技术，实现光电检测自动对版，可使曲面印刷机的速度提高 30%以上，而且对版速度快，对版精度更高、更节能，对于提升我国印刷机械技术，具有重要的意义。 1除此之外， 随着印刷机械的自动化、数字化印刷工作流程的不断更新和完善，印刷技术创新层出不穷，印前创新技术、印刷创新技术 ,印后创新技术都得到快速的发展 2 面印刷机的技术特色 版辊和墨辊箱成组地卫星式分布于大胶辊周围，完成图案套印任务； 采用涡形凸轮间歇传动机构，驱动八工位料盘完成印品的间歇移动和印刷任务； 使用偏心机构实现大墨辊与版辊之间以及版辊与大胶辊之间的版压调整，由气缸驱动间歇传动箱 体，通过调整气路压缩空气，控制大胶辊与印杯之间的接触印刷压力；以保证印刷图案再现性和清晰度； 主机由一台电机驱动，采用单一传动链，实现各部位之间的同步运转； 八工位料盘的右、上、左和下各工位分别按顺序完成上杯、前处理、印刷和下杯工序； 在涡形凸轮轴上安装光电编码器，实现各部位气动元件电磁阀的时序控制； 采用版夹将 以调整安装位置和张力； 采用无杯不印快速控制技术，确保印刷过程中上杯失败时，油墨不污染模头； 采用 析色标位置误差，由 快速消除误差，实现自动对版。 面印刷机的工作原理和组成结构 作原理 曲面印刷机包括其上固定有转印橡皮布的大胶辊、与大胶辊配合的各色版辊总成、与大胶辊配合的料盘以及安装在其上的模把、驱动大胶辊、料盘旋转的主传动轴系；版辊总成包括其上依次套有内轴套和外轴套的心轴，心轴的外轴套上套有版辊和周向调节斜齿轮装置，周向调节斜齿轮与版辊之间联接有导杆，版辊总成还包括穿过心轴且与心轴固定的心轴销，心轴销的两端穿过内轴套和外轴套上的孔与周向调节斜 齿轮装置滚动，版辊总成还包括内轴销，该内轴销两端穿过内轴套并且与内轴套固定、再穿过外轴套上的孔与版辊固定，大胶辊转动，各色版辊在大胶辊的转印橡皮布上套色，然后转印到模把上的承印物上 4。 成结构 全自动曲面印刷机，包括有轮转印刷机构和传动机构等，其整体布局如图 1 所示，系统组成说明如下 5： A：轮转印刷机构包括有大胶辊 (4)，墨辊箱 (2)，版辊 (1)版辊及墨辊箱成组地沿大胶辊圆周呈卫星式分布，最多可装六组，墨辊箱内布置一套包括大墨辊 (23)的传墨辊系； B：轮转机构切向位置设置有料盘机构， 料盘（ 6)上均布装有最多 6 个模把 (5)、料盘 (6)装在蜗形凸轮间歇传动箱 (7)上并由其驱动作分度运动。传动箱 (7)经万向轴 (11)与轮转印刷机构联动，由一只主电机驱动形成主传动链； C：轮转机构上的大胶辊 (4)；版辊 (1)经及墨辊箱内的墨轮系均通过变速轮与主传动链相联作同步运转； D：料盘 (6)上 A 点工位为上料工位，其正前方装有四螺头上杯机构 (61)， C 点为前处理工位， C 点工位模把下方装有电火花处理器或火焰处理器，其上方装有模把驱动平皮带， E 点为印刷工位，此处大胶辊 (4)与模把 (5)接触对滚使胶辊上的彩色 图案印在模把上的印刷物外周曲面上， G 点工位模把前方装有真空吸附接杯皮带机构 (33)； E：主传动链上装有光电编码器 (8)。 图 1 曲面印刷机整体布局图 印刷机械制造行业承担者为包装装潢、书刊出版、新闻出版、商业印刷、办公印刷的任务，设备以平版印刷、凹版印刷、柔版印刷、凸版印刷、孔版印刷 5大印刷方式及特种印刷的印刷机为龙头、带动印前设备及印后加工设备共同发展。 近年来，国内印刷设备需求以每年 10%的增长速度连年上升，这就使中国成为世界公认的蕴含最大潜力的市场。目前， 国内印刷机械设备制造企业专利的授权数量较少，这直接反映了企业的自主创新能力仍处于较低的水平。专利工作作为自主创新机制的重要方面应该引起企业的重视，企业要从保护自主知识产权和激发科技人员创新精神的角度，努力营造企业内部勇于创新的机制和氛围。为我国印刷机行业注入一股强有力的力量 6。 1 4 1 发展状况 印刷机正在向数字化印刷 ,进一步向高速、高效、高质的方向发展 ,高智能无人化化发展。数字化印刷时印刷业未来发展的趋势 ,它控制了成本 ,量化了供需 ,为人类进步带来了更多的便利。 （ 1） 国内生产高速曲面胶印机被认定 为广东省自主创新产品 ， 隆兴公司 专业生产工位固化、隧道固化、六至九色高速曲面胶印机如图 2 所示，适应于各种圆锥型杯子、碗的外表文字和图案印刷。主要有如下几个特点：采用 摸屏控制，自动显示检测故障并显示处理办法而且配备自动倒换三块和六块橡皮功能 , 操作简单、安全可靠。获专利的电脑记忆数控调墨，确保机器长期运转不跑色。油墨增加或减少准确自如方便实用，还能把相应的数据储存下来，直到下批产品开机再用。获专利的运转中套色调版装置，大大缩短调试时间，提高了生产效率，同时可调整版滚与大鼓压力。 图 2 隆兴公司 专业生产 的 曲面印刷机 （ 2） 国外生产 曲面印刷机 的公司有意大利卡夫公司，该公司生产的用于 高速瓶盖印刷的 型 全自动 六色曲面印刷机如图 3所示。 型六色曲面印刷机 适用于刚性和柔性的圆管、瓶盖和圆棒的六色胶印。其特点是，整套设备既耐用又能保证完美的印刷质量，芯棒抽吸可配置 16 或 20 根芯棒，印刷辊组采用两个加墨辊为版辊加墨，在中心辊上可以使用一块、两块或四块橡皮布并且可以在控制盘上进行相关设置，设备配备有光学印版对中装置，印刷单元可以前后移动并 且能精确复位便于迅速进行清洁、维护和更换橡皮布的操作，墨辊配备有清洗装置，设备运行状态下的电子加墨控制，通过两台电机的电子轴线控制实现印刷单元与工件输送装置的同步，可以只从设备的一侧进行调节，印刷辊组清洗装置，整台设备可以与连续生产线连接 7。 图 3 意大利卡夫公司生产的 型六色曲面印刷机 1 4 2 未来的市场 进入 后，国内市场已经变为国际市场的一 部分，正像我们扩大出口力度的同时，国外名牌企业也看中中国的广阔市场、丰富的人才资源和低成本的优势，纷纷在中国建立独资企业，以谋求产品在中国和世界市场的竞争力。他们已经掌握市场优势的产品，利用进口免税政策继续占领中国印刷市场，对没有免税政策支持的产品，利用中国制造的低成本，继续提高市场的竞争力。我国印刷机械制造企业的应对政策，应该继续扩大国内市场的占有率的同时，向中、高端产品领域进军，不失时机地扩大产品出口。北人集团公司的产品已经出口到包括美国在内的数十个国家和地区。 应该明确，中国印刷工业的发展离不开国内印刷装备产业的共同努力，也离不开国外先进技术和设备对印刷工业技术上水平的支持，随着中国制造设备遍布世界的现实，应该看到，中国制造的印刷机械设备大踏步的走出国门的时机已经到来 8。 1 5 结束语 这次的毕业设计，我们整个团队由马老师带领，我们设计的是能提供多色套印准确、高速印刷可达每分钟 300 件的一次完成印刷的高效率全自动曲面印刷机。要求满足国际及国内印刷市场对印刷机械的要求，套印准确，图案再现性好，自动化程度高，适用于大批量、高效率印刷回转体包装容器。这次毕业设计所涉 及的领域比较广泛，有关于机械设计、机械原理、金属切屑机床、 气控制及原理、 及电学等 学科，所以这次毕业设计对我来说是工作之前的一次锻炼 9 参考文献： 1 张伟 网印工业 ,2006,10:6 9 2 003， 40(1):1 5 3 2003,40(2)： 1 5 4 马维金，杜文华 中国专利： 0095 马维金，李风兰 中国专利： 19946 刘 尹 敏 . 中 国 印 刷 机 械 行 业 市 场 分 析 及 发 展 趋 势 研 究 报 告 . ， 20087 意大利卡夫公司和亚洲服务站简介 ,2008 8陆长 安 ， 20079 林其水 网印工业 ,2004,7 (12 15) 10 濮良贵，纪名刚 北京 :高等教育出版社， 11重庆大学出版社， 12 ） . 机械工业出版社， 13 P N ） . 机械工业出版社， 14 李志常，王景辉 电机学报， 35 37) 15 许寥，王淑英 . 电气控制与 制技术 机械工业出版社， 16 陈超祥 础课程 :零件与装配体 机械工业出版社， 17 江洪 画演示与运动分析事例解析 机械工业出版社， 18 中国曲面印刷机市场现状分析及前景预测报告 (2013 最新版 ) 19感器 . 本课题要研究或 解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 2 1 本课题研究的问题 本次我研究的课题是曲面印刷机版辊及自动对版机构，这个设计是关于机械制造方面的设计，具有很强的综合性，设计内容涉及到了机械设计、机械原理、机械设计课程设计、 气控制及原理，金属切削机床等。 2 2 曲面印刷机版辊及自动对版系统分析 如图 4 所示，曲面印刷机的传动系统由两个步进电动机、斜齿轮及齿片，偏心机构、版辊轴、版辊支撑臂等结构。 图 4 所示为传动系统爆炸图，整个曲面印刷机为一个电机带动，当电机启动时，电机传动轴的运动量一部分经带有 万向联轴节的传动轴传给大胶辊 ,大胶辊又通过斜齿轮传到六个版辊轴 ,最后到传墨箱。 曲面印刷机自动对版机构的 X、 Y 轴方向的改变是由 制两个步进电机来实现的。 过控制两个步进电机使其版辊的 X、 Y 轴方向改变，进而调整版辊圆周方向和轴向的回转，以快速消除误差，实现自动对版； 图 4 传动系统 2 3 研究手段 通过参考与分析文献，能够了解本次我设计的课题，也知道曲面印刷机的工作原理和基本结构，特别是关于 曲面印刷机版辊及自动对版机构 。 曲面印刷机 版辊的详细的结构以及各结构作用 ,对于自动对版机构的难点是 步进电机的选择以及电机的安装 。 通过阅读机械设计和机械制造工艺学等相关课本，进行 版辊的设计（包括轴的校验、轴的制造工艺、轴的公差选取等）、斜齿轮、齿片的设计、偏心机构设计、步进电机的选取。 通过阅读学术刊期，了解到了国内外各种印刷机械以及自动对版机构的现状以及未来发展趋势。 通过学习电气控制与 制技术课本，掌握 动控制系统设计。 通过对 件的深入学习，使用软件对版辊轴各部件分别进行三维造型 ,以及后续的二维工程图 ,装配体 (动画 ),爆炸图。 毕 业 设 计 开 题 报 告 指导教师意见 ： 王文杰同学所做的开题报告，研究目的与意义明确，文献综述对曲面印刷机版辊及自动对版机构设计的基本结构，工艺要求及特点等作了的分析与论述，语言简练，格式符合规范化要求，所提出的研究方案切实可行。 同意开题。 指导教师： 2016 年 3 月 20 日 所在系审查意见： 同意开题 系主任： 2016 年 3 月 22 日 机械加工工艺过程卡片 中北大学信息商务学院 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 限位块 共 1 页 第 1 页 材 料 牌 号 45 钢 毛 坯 种 类 锻件 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 1 每 台 件 数 1 备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 /s 准终 单件 01 锻 锻件 锻造 游标卡尺 02 检验 清洗毛坯，并检验毛坯 检验 游标卡尺 03 铣削 粗铣 准面 A 及后端面 ,加工余量 面粗糙度 金工 卧式铣床 速套钢式面铣刀 ，游标卡尺 , 56 07s 04 铣削 半精铣后端面，加工余量为 1表面粗糙度 金工 卧式铣床 速套钢式面铣刀 ，游标卡尺 5 铣削 半精铣 基准面 A 端面，加工余量为 1表面粗糙度 工 卧式铣床 速套钢式面铣刀， 游标卡尺 48,76s 06 铣削 粗铣 半精铣前端面 ,加工余量为 1 金工 高速套钢式面铣刀， 游标卡尺 7 铣削 粗铣右端面及配合直角面 ,加工余量均为 面粗糙度分别为 金工 卧式铣床 速套钢式面铣刀， 游标卡尺 54s 08 铣削 半精铣右端面，加工余量为 1表面粗糙度 金工 卧式铣床 速套钢式面铣刀， 游标卡尺 46s 09 铣削 半精铣配合直角面面，加工余量为 1表面粗糙度 工 卧式铣床 速套钢式面铣刀， 游标卡尺 19s 10 铣削 粗铣 加工余量为 金工 卧式铣床 速套钢式面铣刀， 游标卡尺 17s 11 铣削 粗铣两 135斜面 ,加工余量均为 金工 卧式铣床 速套钢式面铣刀， 游标卡尺 2 扩孔 钻、倒角、粗绞、精绞 2 10 孔 金工 立式钻床 525 麻花钻、铰刀 3 钻孔 钻，攻丝 纹孔 金工 立式钻床 525 直柄麻花钻 ,丝锥 4 钳工去锐边毛刺 钳工 钳工台 锉刀 15 热处理 热处理 及配合直角面的淬火处理 淬火机 16 清洗 17 终检 检测入库 检验 塞规，百分表，游标卡尺等 标 记 处 数 更改文件号 签字 标 记 处数 更改文件号 签字 日 期 设 计 校 对（日期） 审 核（日期） 标准 化（日期） 会 签（日期） 王文杰 中北大学信息商务学院 机 械 加 工 工 序 卡 片 生产类型 大批生产 工序号 03 零件名称 限位块 零件号 零件重量 时加工零件数 1 材 料 毛 坯 牌 号 硬 度 型 式 重 量 钢 45 48 58 件 设 备 夹具和辅助工具 名 称 型 号 通用 夹具 卧式铣床 序 工 步 工步说 明 刀 具 量 具 走刀 长度 （ 走刀 次数 切削 深度(进给量(mm/r) 主轴转速 （ r/ 切削 速度(m/基本工时3 04 05 1 2 1 1 粗铣基准面 A 粗铣后端面 半精铣后端面 半精铣后端面 高速套钢式面铣刀 高速套钢式面铣刀 高速套钢式面铣刀 高速套钢式面铣刀 游标卡尺 游标卡尺 游标卡尺 游标卡尺 30 48 48 30 1 1 1 1 1 60 160 160 160 中北大学信息商务学院 机 械 加 工 工 序 卡 片 生产类型 批生产 工序号 06 零件名称 限位块 零件号 零件重量 时加工零件数 1 材 料 毛 坯 牌 号 硬 度 型 式 重 量 钢 45 48 58 件 备 夹具辅助工具 名 称 型 号 专用 夹具 卧式铣床 序 工 步 工步说明 刀 具 量 具 走刀 长度 （ 走刀 次数 切削 深度(进给量(mm/r) 主轴转速 （ r/ 切削 速度(m/基本工时6 1 2 粗铣前端面 精铣前端面 高速套钢式面铣刀 高速套钢式面铣刀 游标卡尺 游标卡尺 19 19 1 1 60 160 中北大学信息商务学 院 机 械 加 工 工 序 卡 片 生产类型 大批生产 工序号 11 零件名称 限位块 零件号 零件重量 时加工零件数 1 材 料 毛 坯 牌 号 硬 度 型 式 重 量 钢 45 48 58 件 备 夹 具 辅助工具 名 称 型 号 专用夹具 卧式铣床 序 工 步 工步说明 刀 具 量 具 走刀 长度 （ 走刀 次数 切削 深度(进给量(mm/r) 主轴转速 （ r/ 切削 速度(m/基本工时 1 1 2 粗铣 135斜面 粗铣 135斜面 高速套钢式面铣刀 高速套钢式面铣刀 游标卡尺 游标卡尺 22 22 1 1 60 160 中北大学信息商务学院 机 械 加 工 工 序 卡 片 生产类型 大批生产 工序号 10 零件名称 限位块 零件号 零件重量 时加工 零件数 1 材 料 毛 坯 牌 号 硬 度 型 式 重 量 钢 45 48 58 件 备 夹 具 辅助工具 名 称 型 号 通用 夹具 卧式铣床 序 工 步 工步说明 刀 具 量 具 走刀 长度 （ 走刀 次数 切削 深度(进给量(mm/r) 主轴转速 （ r/ 切削 速度(m/基本工时0 1 2 粗铣前端面 半精铣前端面 高速套钢式面 铣刀 高速套钢式面铣刀 游标卡尺 游标卡尺 15 15 1 1 60 160 中北大学信息商务学院 机 械 加 工 工 序 卡 片 生产类型 大批生产 工序号 07 零件名称 限位块 零件号 零件重量 时加工零件数 1 材 料 毛 坯 牌 号 硬 度 型 式 重 量 钢 45 48 58 件 备 夹 具 辅助工具 名 称 型 号 通用 夹具 卧式铣床 序 工 步 工步说明 刀 具 量 具 走刀 长度 （ 走刀 次数 切削 深度(进给量(mm/r) 主轴转速 （ r/ 切削 速度(m/基本工时7 08 09 1 2 1 1 粗铣右端面 粗铣配合直角面 半精铣右端面 半精铣配合直角面 高速套钢式面铣刀 高速套钢式面铣刀 高速套钢式面铣刀 高速套钢式面铣刀 游标卡尺 游标卡尺 游标卡 尺 游标卡尺 45 13 45 13 1 1 1 1 1 60 160 160 160 中北大学信息商务学院 机 械 加 工 工 序 卡 片 生产类型 大批生产 工序号 12 零件名称 限位块 零件号 零件重量 时加工零件数 1 材 料 毛 坯 牌 号 硬 度 型 式 重 量 钢 45 48 58 件 备 夹 具 辅助工具 名 称 型 号 通用 夹具 立式钻床 序 工 步 工步说明 刀 具 量 具 走刀 长度 （ 走刀 次数 切削 深度(进给量(mm/r) 主轴转速 （ r/ 切削 速度(m/基本工时2 1 2 3 钻两个 倒角 绞 精绞 10+ 麻花钻 锥柄机用铰刀 锥柄机用铰刀 游标卡尺 内径千分尺 内径千分尺 8 8 8 1 1 1 45 392 392 中北大学信息商务学院 机 械 加 工 工 序 卡 片 生产类型 大批生产 工序号 13 零件名称 限位块 零件号 零件重量 时加工零件数 1 材 料 毛 坯 牌 号 硬 度 型 式 重 量 钢 45 48 58 件 备 夹 具 辅助工具 名 称 型 号 专用夹具 立式钻床 序 工 步 工步说明 刀 具 量 具 走刀 长度 （ 走刀 次数 切削 深度(进给量(mm/r) 主轴转速 （ r/ 切削 速度(m/基本工时3 1 2 钻 孔 攻丝 纹孔 直柄麻花钻 丝锥 游标卡尺 8 8 1 1 1 680 680 I 曲面印刷机版辊及自动对版机构 摘 要： 随着社会信息化及经济全球化的迅猛发展，人们的审美观念不断的进步与更新，对于产品的包装的要求越来越高。因此，对于企业来说，外观十分重要。 版辊及对版机构是曲面印刷机的主要部件，对版的精度和速度直接决定着曲面印刷机的印刷质量和生产效率。 设计中充分利用了 件对设计内容进行三维实体建模、装配、仿真， 并通过 出 2 维装配图。设计说明书通过图片与文字相结合的方法，形象的介绍了版辊的各个组成部分，并对组成版辊轴的关键零件进行了详细、系统分 析设计。 关键词： 曲面印刷；版辊；对版机构； of of in of is to of is a in of of is At in of of of of of to of by of of 录 摘要 . I . 录 . 引言 . 1 面印刷机的简介 . 1 内外曲面印刷机的研究现状 . 1 内印刷机现状 . 1 外印刷机现状 . 2 究内容 . 3 2 研究手段与结构原理分析 . 4 面印刷机简介 . 4 究手段 . 4 辊的机构分析 . 5 辊轴与其零件的材料分析 . 5 3 关键零件分析 . 7 辊轴系结构的设计与分析 . 7 轴、内轴套与版辊轴的设计 . 7 承套的设计 . 10 轮结构的设计与分析 . 11 轮与齿圈的设计与分析 . 11 圈套、齿圈压盖和锁紧套的设计 . 15 接轴的设计 . 16 准驱动装置的设计与分析 . 17 压微调机构的设计与分析 . 18 蜗杆机构的设计与分析 . 18 轮箱与涡轮箱坐的设计 . 20 调节板的设计 . 21 心套的设计 . 22 4 典型零件（齿圈套）的工艺规程设计 . 23 件分析 . 23 件的作用 . 23 件的工艺性分析 . 23 件制造工艺设计 . 23 坯选择 . 24 准选择 . 24 装方案 . 25 件的加工方案 . 25 定齿圈套工艺路线 . 26 5 结论 . 27 参考文献 . 28 致谢 . 30 附录 A . 30 1 1 引言 面印刷机的简介 曲面印刷机是有轮转印刷、料盘 、上下料和传动四大机构，是给一些圆柱、圆弧类表面上色的机器设备。此机器最多可以同时上色六件，每分钟最快可套印300 件，且精确度高，图案清晰，实现最大智能化。 内外曲面印刷机的研究现状 内印刷机现状 下面简单说明一下三家国内公司制造的曲面印刷机的情况 : 潮安隆兴彩印工贸有限公司是我国第一家设计研究曲面胶印机的省民营科技、高新技术企业。该公司集研究开发、模具生产、片材制作、 就是制版、印杯和生产纸杯于一体的企业。 图 广水轻工机械有限责任公司是我国仅此一家的供应一系列塑料曲面胶印机设备的企业。此公司生产的物品多用于塑料杯、碗、瓶、盖、桶等容器表面印刷设计、彩色 印刷。 2 图 邢台恒达印刷设备有限公司是我国一家自主研究制造而且进行出售的企业。曲面印刷机和丝网印刷机是该公司的招牌产品。其中 曲面印刷机更是可以为直径 16度 30圆柱东西印刷。 外印刷机现状 意大利卡夫公司是一家 1960 年建的单位。其中招牌是快速智能曲面装置印刷机器。其中一种变频调速和数字同步技术可在高速运转中利用数字式微距调节技术实现同步印刷，工作人员通过 面上直接设定最佳接触压力点。为了长时间快速工作分度齿轮利用了气动润滑技 术。利用两个加墨辊为版辊加墨，利用双橡皮布运转，印刷设备通过不仅前后移动还可以精确复位 , 这样可以更加快速地实施清洁、维护、更换橡皮布操作，墨辊装置还有清洁设施，同时配有紫外线干燥设施。最快印刷可以达到每小时 20000 只塑料杯子。 3 图 料杯印刷机 这几家公司制造的印刷机各有千秋，在其中一些方面也是拥有很高的技术水平。可是我国在制造业中不论产品质量，科技水平，还是产品销售跟一些发达国家比还是有一些差距的。在国内，其中一些高端的电子产品，科研产品仍然需要进口，所以我国现在机械制造行 业的首要任务就是努力进行科技研究，改善现有的科技水平，更新现有设置装备，提高生产性能，同时还必须拓展国内外销售市场，提高出口量，尽量降低进口产品。 究内容 我的本次的研究课题是曲面印刷机版辊及自动对版，最重要的就是需要用到机械系统、控制操作部件和其他辅助零件。版辊总成是由内外轴套、心轴销和内轴销组成的。版辊轴与其配套零件是本次研究的重要单位。横向和纵向调节系统组成了控制系统，其中横向是通过手轮带动滑块，滑块带动圆柱销，圆柱销带动心轴调节，纵向是通过手轮带动滑块，滑块带动圆柱销，圆柱销带动套调节。其中一些辅助零件有偏心套、蜗杆、涡轮、各种键、销等等。 4 2 研究手段与结构原理分析 面印刷机简介 图 面印刷机机构示意图 全自动曲面印刷机由可编程控制器协调主机和上下料等辅机的同步传动。曲面印刷机属于圆压圆的一种印刷方式，即圆柱状的压印滚筒在旋转接触中将彩色图案转移到承印物上的印刷机。这种印刷机印刷速度较高，且运转平稳，适用于大批量的生产。 印刷机上采用齿轮传动。印刷质量的好坏主要看传动齿轮的制造、安装和调节的精确度。大胶辊、版辊和墨辊箱组成了轮转印刷机构。八工位料盘机构上有八个模 把，不同形状的模把可以做出不用的印刷物。 究手段 为了更加形象具体地观察设计版辊轴，可以利用 件建立一个三维建模。 件是一家美国技术单位专用于 图的三维软件。其可以根据用户自己的要求分别进行绘制草图、制造零件、设计装配、售后改造等。 管是何种东西，我们都能将其看作是一种几何体，而不管是何种复杂的几何体都是由有数目的小模型组合的，而每一种 5 小模型都能用有限的参数完全约束。 一种在基本模型上进行实体建模的系统，工作人员需要利用一些自动系统来做出模型，比如，可以随便画出草图容易地变化模型。这一设计可以给是工作人员带来极大的方便。 相关） 的单一数据库，指的是所需要的资源是来源于同一文库，可以使每位需要的用户方便工作，不论哪里。也可以说，在每个过程中如果有一个地方变化，都可以显示出来，特别方便。 件可以实现数据模拟、具体分析以及合成零件，立体添加颜色具体模型和单线零件具体的装配图会生成不一样的视角。 一个功能很强大的软件，可以进行建立模型，不用复杂的零件分析就可以简单地进行实体建模，其中只要有一个数据发生变化，就会体现在整体的建模上。 辊的机构分析 辊轴与其零件的材料分析 通过了解掌握版辊的利用要求的基础上，材料选择一般会有如下考虑： 第一需要思考是可以承受的能力。零件在静载荷和与冲击载荷工作时，可分别用脆性和塑性材料制造。当有外力作用使之出现形变时，力度在一起，只能用复合热处理，这样就可以增强它的疲劳强度。当接触力度大时，就需要进行局部强化处理 ，改变表面性能。承受应变力需要耐疲劳，冲击大需要韧性好。 零件刚度是可以通过弹性模量来改变的，也只有这一种测试标准。可以具体的零件弹性不可能一样，不过也应该差距不是很大，这时候变换材料也不会对刚度有明显的影响。形状对刚度的影响巨大，所以要想调整零件刚度就可以改变形 6 状的结构。 零件磨损是很正常的，这也是缓慢繁杂的，所以耐磨性材料的选择就是必然的。有一种减摩材料是在特定环境下，摩擦系数不大，抗磨、磨合好。有一种剑魔材料是钢青铜、钢轴承合金组成的摩擦副。 有一些零件复 杂，较大的时候，需要使用焊接制造。这时就需要材料具有可以铸造、可以焊接。有时零件在机床上的加工量大，为了使刀具磨损小一点，加工快速省时，这时材料就必须具有一定的可切削性。 材料本身价钱、一些加工的费用和工人的工钱都是一笔不小的支出，材料还有使用利用率，为了减少这些不必要的开支，可以使用组合零件构造，这样就可以使节省价钱高的材料开支。 7 3 关键零件分析 辊轴系结构的设计与分析 对版机构实现对版的主要部件包括版辊轴与外轴套配合的轴承套和偏心套以及轴承、隔套、止动 螺母、轴承盖、弹性挡圈和键、销等零件，其中版辊轴由外轴套（版辊轴）、内轴套和心轴三部分结构组成。 （ a） 前视图 (b) 俯视图 图 轴、内轴套与版辊轴的设计 轴是机器中必不缺少的零件，轴有很多种类，按照轴线形状可分为三类：直轴、软轴和曲轴； 轴是心轴、传动轴、转轴三部分组成的，这个是根据轴所受载荷性质分类的。 a 心轴：是一种可以起到支撑转动零件的作用的轴。 b 转轴：是一种 又能受弯矩又能受转矩的轴，机器中经常使用的就是转轴。 c 传动轴：只能通过承受弯矩产生作用而不能通过承受转矩产生作用的轴或当受自重而引起弯矩的轴，传动轴常作为车床上的光轴、连接汽车发动机和后桥 8 的轴。 (1)第一应该有一定的强度，应力影响不能太大，在机械制造中要方便加工制造，还得价格便宜，成本不能太高，所以很多地方都会用到。 30、 45、 50 的中碳刚比较常见，其中 45 号钢更是是常用到。 (2)合金钢是一种十分特殊的刚，它的机械性能好经常会用来做成重载轴和高速轴，他们可承受的力度大可是尺寸不大，在高 低温度中工作的轴，经常会用到合金钢。 122040都是常用的合金钢。 (3) 合金钢的性能比较稳定，比较耐磨，通过加热处理它的的机械性能会更达到最大利用率。 (4)合金钢有合理的结构形状时，对应力集中比较敏感性极高，可以通过改变轴径来提高轴的刚度。 (5) 高强度铸铁和球墨铸铁机械强度不高，不过可造性高，方便制成各种形状，还有耐磨和吸振性，价格便宜，因为会被经常使用到。 强度不足有时会造成疲劳、脆性断裂，塑性形变和磨损这就是轴的失效形式。 轴的设计需要满足以下标 准： (1)工作环境，经费的数目，这些决定了必须使用合理的材料、形状和方法。 (2)受到的力道不同，尺寸的不同和需要的工作环境不同，就必须准确定位轴的尺寸大小和形状，也就是所谓的结构设计制造。 (3)受到的力度大的轴和需要一定强度的轴，是需要准确计算的，在高速运转中，可能会发生共振，所以还要计算振动的稳定性。因此轴强度的准确计算和检查是必须的。 零件是通过轴向定位和周向定位从而在在轴上定位的，零件受到的轴向力的 9 大小就是轴向力。另外，轴的加工，轴的强度，工作的需要和实际操作的难度也是必须要 涉及到的。轴肩、圆螺母、套筒、挡圈及圆锥形轴头这就是等轴向定位需要用到的方法。 (1)轴肩：过渡圆角和轴肩定位面组成了轴肩，轴肩高度为 h=(2。 (2)轴环：轴环和轴肩功能和尺寸差不多，宽度 b 环毛胚锻造而成具有用料少、重量轻的特点。 (3)轴套：轴套定位是一种是位置确定的零件，有一定的垂直和平行度，还有两个定位面，它不能用在高速运转的轴上，是怕不平衡 。 (4)弹性挡圈：一般经常用在刚度大但是受到的力度小的轴。 (5)圆锥面：这个是与轴端挡板、圆螺母一起配合使用的，锥度大，轴向力大，容 易拆装，如果小的话就相反啦。 轴套与版辊轴的设计 本次设计中用到的材料都是 45 钢，其中有心轴、内轴套与版辊轴都是直轴；以下是心轴、内轴套与版辊轴的基本简介 (1)心轴用于实现版辊的横向调整，穿过心轴且与心轴固定的心轴销两端穿过内轴套和版辊轴上的孔插在套与版辊轴上的螺纹调整套上，心轴又通过另一端的心轴销带动斜齿轮运动，整个周向调节斜齿轮通过心轴销和其表面斜齿的综合作用下出现轴向转动和轴向移动。又由于链接导杆通过在左右间隙中的移动消化了这种轴向运动，而只将轴向转动传递给了版辊，从而实现版辊的横向调整 。 图 (2)内轴套用于实现版辊的轴向调整，与内轴套固定的内轴销透过心轴与版 10 辊轴上的孔穿插在版辊轴上的螺纹调整套上，螺纹调整套通过蜗轮蜗杆机构驱动以带动内轴套进行轴向运动，轴向运动的内轴套有通过内轴销带动版辊发生轴向移动，从而实现对版辊的轴向调整。 图 (3)版辊轴为阶梯轴，其主要作用是传递运动和动力、支承回转零件并分配个零件的轴向位置，同时，通过与偏心套的配合以实现对版辊的径向调整。 图 版辊轴上的通孔尺寸限制了版辊的周向和轴向调整范围，键槽通过键与偏心套链接 ，轴肩与隔套、轴承盖、止动螺母等配合对其支承零件进行轴向定位，螺纹用来实现螺纹调节套的螺纹传动和与止动螺母的配合。 承套的设计 有一些传动轴价格比较昂贵，比较精密，因此在维修，拆装过程中会受到跟大的阻碍 ,这时候为了避免发生磨损，就需要安装轴套和安装轴承。本设计中的版辊轴不容易拆装保养，所以需要使用轴承套来保护轴。该轴承套上的销孔用于通过心轴销和内轴销分别与心轴和内轴套链接，螺纹可以是止动螺母和隔套等配合以控制承的轴向定位。 11 图 轮结构的设计与分析 齿轮 、齿圈、齿圈套、齿圈压盖，锁紧套以及连接杆等零件是曲面印刷机对版机构的齿轮结构。 轮与齿圈的设计与分析 机械传动中空间任意两轴之间运动传递就是利用了齿轮传动，这是机械传动中最重要的一种传动方式，工作功率高达十万千瓦，圆周速度更是达到了 200m/s。工作效率高又可靠、结构紧凑、使用时间长、工作性能好是齿轮传动具备的好处，同时它也有缺点，就是安装制造要求技术高，成本高，传动较远时比较不方便。 齿轮按照不同的分类标准有不同的分类，如下表格是齿轮不同标下的分类： 表 3分类 标准 齿轮种类 外形 圆柱齿轮、锥齿轮、非圆齿轮、齿条、蜗杆蜗轮 齿线形状 直齿轮、斜齿轮、人字齿轮、曲线齿轮 轮齿所在的表面 外齿轮、内齿轮 制造方法 铸造齿轮、切制齿轮、轧制齿轮、烧结齿轮 齿轮有不同的失效形式，齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合和塑性变形等是几种比较普遍的形式。齿轮之所以可以进行传动主要靠的就是轮齿与轮齿之间的啮合传动，同时也存在着轮齿失效，这个是经常会见到的失效形式。而失效形式并 12 不只是这一种，平时工作应用中会有多种失效形式，这个是齿面的软硬，齿轮转速的高低，载 荷的轻重，所以各有不同。 (1)轮齿折断 常见的轮齿折断有两种：一种是疲劳折断，另一种是过载折断。而疲劳折断是经常重复的弯曲应力和应力集中引起；过载折断是忽然一下子严重过载作用引起的。直齿轮的齿宽小经常会造成全齿折断，而齿宽大的则经常造成直局部折断。 (2)齿面点蚀 轮齿在工作过程中，齿面啮合接触长时间工作，材料会有一个限度，当材料的可承受接触疲劳达到极限，往复循环，就会在齿廓表面造成疲劳裂纹。这个裂纹是不断增大的，到了一定程度，就会使小块的金属脱落，这就是齿面点蚀。齿面点蚀是十分不利的，会造成轮齿 无法正常啮合，还会产生比较大的噪声，影响正常生活，还会致使系统的不稳定。 (3)齿面磨损 齿面磨损是一种比较严重的失效形式，会让轮齿失去正确的齿形，还会产生振动噪声，严重的时候还会造成轮齿折断。造成齿面磨损有两种原因： 1、灰尘、金属微粒等进入齿面间造成磨损； 2、齿面间相对滑动摩擦引起的磨损。这两种磨损一般会同时发生并相互促进。 (4)齿面胶合 齿面胶合是指在高速度重载传动中，软齿面上的金属脱落，轮齿工作表面上形成与滑动方向一致的沟纹。 (5)塑性变形 齿面低速重载传动时，如果齿面硬度低，齿面间作用力大，啮合 中的齿面表层材料就会沿着摩擦力方向产生塑性流动，这种现象称为塑性变形。 进行齿轮传动的设计计算时，需要考虑工作环境，考虑会发生的失效反应，经过深思熟虑，做出设计标准，如下表格是各种具体的标准分析： 13 表 3齿轮传动 设计标准 软齿面的闭式齿轮传动 先按齿面接触疲劳强度设计，再作齿根弯曲疲劳强度校核 硬齿面的闭式齿轮传动 先按齿根弯曲疲劳强度设计，再作齿面接触疲劳强度校核 一对齿轮均为铸铁制造 只需作轮齿弯曲疲劳强度设计计算 汽车、拖拉机的齿轮传动 先作轮齿过载折断设计 计算，再作齿面接触疲劳强度校核 开式传动 先按齿根弯曲疲劳强度设计，再将所求得的模数增大 10% 20% 齿轮广泛使用，制造齿轮所使用的材料也是用一定要求的，经常会用到钢有调质钢、淬火钢、渗碳淬火钢和渗氮钢。尺寸较大的齿轮可以使用强度比较低铸钢。齿轮材料的选择，需要考虑众多，以下是选择标准； (1)首先需要考虑的是工作环境。比如说，飞行器上的齿轮质量小、功率小和必须有一定的安全性，所以只能用机械性能搞得合金银；矿山机械一般会选择铸钢或铸铁。 (2)其次需要考虑就是齿轮尺寸的大 小。大尺寸齿轮材料会用铸钢或铸铁，使用的是铸造毛坯；中等尺寸齿轮材料会用到铸钢，使用的是锻造毛坯；小尺寸齿轮材料一般会选用圆钢作毛坯。 (3)还有几种特别的齿轮传动，需要考虑具体的性能，尺寸，比如飞行器中，就必须精巧，精细，这时就需要使用表面硬化处理的高强度合金钢。而普通合金钢一般会用在高速运转中，负重载荷比较大的齿轮中。 图 轮 14 曲面印刷机对版机构中的齿轮机构出具有一般传递运动和动力功能外，还用作版辊周向调整，由于斜齿轮斜向轮齿可将一部分轴向运动转化为周向运动， 因此选用渐开线斜齿圆柱齿轮。该齿轮是一个斜齿圆柱齿轮，材料选用 45 钢。齿轮齿数 Z=80，法面模数 面齿顶高系数 1，法面顶隙系数面压力角 n=200，分度圆柱螺旋角 =130214，齿轮宽度为L=25径 D=140 图 该齿圈是一个斜齿圆柱齿轮，材料选用 45 钢。齿轮齿数 80，法面模数面齿顶高系数 1，法面顶隙系数 面压力角 n=200，分度圆柱螺旋角 =130214，齿轮宽度为 L=5径 D=140 表 3分度圆直径 d =185顶圆直径 d+2 根圆直径 =顶高 根高 mn( =面齿距 处设计齿轮与齿圈配合是为了利用双片薄齿轮错齿调整法的方法消除齿 15 侧间隙，这种消除间隙的方法是将其中一个做成齿轮，与其啮合的另外一个齿轮做成两片薄齿轮，如 此处的齿轮和齿圈并列成一个齿轮。 图 圈套、齿圈压盖和锁紧套的设计 齿圈套与与轴承配合安装在轴承套上，锁紧套和齿圈压盖利用螺栓是齿轮和齿圈紧固在齿圈套上，另外齿圈套端面有两个盲孔，用来插装连接杆带动版辊转动。 图 16 图 圈压盖 图 接轴的设计 连接轴的一端插在齿圈套端面的盲孔中，另一端插在版辊端面的盲孔中，主要用来传递转矩，由齿轮装置驱动版辊转动。在版辊对版过程中，有一些运动是通过周向运动来完 成的，这个是有斜齿轮转化过来的，然后就可以进行自动对版。 图 17 准驱动装置的设计与分析 套准驱动装置是由纵向和横向两部分套准驱动组成的，纵向是实现轴向对版，而横向则实现周向对版。横向套准驱动装置包括穿过心轴且与心轴固定的心轴销，心轴销的两端穿过内轴套和外轴套上的孔穿插在套于外轴套上的螺纹调整套上，螺纹调整套上有与其螺纹配合的蜗轮，与蜗轮啮合有由步进电机驱动的蜗杆；纵向套准驱动装置包括穿过心轴上的孔的内轴销，内轴销两端穿过内轴套并且与内轴套固定、再穿过外轴套上的孔穿插在套于外轴套上的 螺纹调整套上，螺纹调整套上有与其螺纹配合的蜗轮，与蜗轮啮合有由步进电机驱动的蜗杆。 图 图 18 图 压微调机构的设计与分析 曲面印刷机地任务是在回转体上印刷清晰的图案，图案印刷的质量不仅取决于对版的准确程度，还取决于版辊与大胶辊之间的版压大小，版压微调机构采用蜗轮蜗杆机构通过手轮对版压进行微调。版压微调机构主要由偏心套、蜗轮蜗杆机构、涡轮箱和调节板组成。 蜗杆机构的设计与分析 蜗轮蜗杆机构常用来传递两交错轴之间的 运动和动力。蜗轮与蜗杆是传动系统中非常重要的零件装置，蜗轮蜗杆机构经常用在间歇工作中，其中有涡轮蜗杆跟齿条，螺杆功能差不多。 蜗轮蜗杆机构具有如下特点： 交错轴斜齿轮机构紧凑； 承载能力大大高于交错轴斜齿轮机构； 们收拾属于多齿啮合，所以在传动过程中基本不会有噪音产生； 损较严重，需要比较合适的润滑装置，所以需要花费的成本较也比较高； 19 蜗 轮蜗杆传动的失效形式和设计准则：在蜗杆传动中，蜗轮轮齿的失效形式有点蚀、磨损、胶合和轮齿弯曲折断。但一般蜗杆传动效率较低，滑动速度较大，容易发热等，故胶合和磨损破坏更为常见。 在机构之间必须要有减小磨损，具备一定的抗磨性和抗胶合性，这样就可以最大程度的减少胶合和减缓磨损。一般蜗杆用碳钢或合金钢制成，螺旋表面应经热处理（如淬火和渗碳），以便达到高的硬度 (63),然后经过磨削或珩磨以提高传动的承载能力。蜗轮多数用青铜制造，对低速不重要的传动，有时也用黄铜或铸铁。为了防止胶合和减缓磨损，应选择良好的 润滑方式，选用含有抗胶合添加剂的润滑油。对于蜗杆传动的胶合和磨损，还没有成熟的计算方法。齿面接触应力是引起齿面胶合和磨损的重要因素，因此仍以齿面接触强度计算为蜗杆传动的基本计算。此外，有时还应验算轮齿的弯曲强度。一般蜗杆齿不易损坏，故通常不必进行齿的强度计算，但必要时应验算蜗杆轴的强度和刚度。对闭式传动还应进行热平衡计算。 图 20 图 该蜗轮蜗杆采用 45 钢材料制造，模数 m=1，蜗杆头数 ，压力角 =20，蜗轮齿数 0,中心距 a=18杆导程角为 3 34 35 。 蜗杆轴与蜗杆键连接，通过手轮驱动蜗杆转动。蜗轮轴除具有一般轴的功能承装蜗轮外，还具有调节作用。蜗轮与蜗轮轴通过螺纹连接，该螺纹链接起螺纹传动作用，当手轮驱动蜗杆带动蜗轮转动时蜗轮的转动通过螺纹转化为蜗轮轴的轴向运动，蜗轮轴穿过涡轮箱上的通孔顶着调节板内壁使其产生活动。由于调节板与偏心套紧固连接，所以可以实现版压的调整。 图 图 轮箱与涡轮箱坐的设计 21 蜗轮箱在蜗轮蜗杆传动中具有重要的作用，蜗轮箱是蜗轮蜗杆在闭式环境中工作，能有效地避免不良的工作环境导致的 蜗轮蜗杆的磨损等情况。同时，蜗杆箱上的定位孔能够精确的保证蜗轮蜗杆的中心距，以保证蜗轮蜗杆传动机构良好的啮合和传动效率。该蜗轮箱结构较复杂，故采用 造加工。 图 图 节板的设计 调节板用平端紧定螺钉与偏心套紧固，被蜗轮驱动的蜗轮轴顶着调节板的一个伸臂使其产生周向运动，偏心套的周向运动能够调节版辊轴与胶辊轴之间的中心距，从而实现对版压的调节。 22 图 心套的设计 在机械产品中 ,偏心套起着调节齿轮副或其他机 构中心距的作用。偏心套加工的表面粗糙度、偏心的尺寸精度、偏心槽的尺寸精度直接影响到齿轮副的传动精度 ,进而影响到传动效果、齿轮的使用寿命及其传递的转矩。因此 ,偏心套的加工质量、它的统一性、一致性直接影响到整个产品的使用性能。偏心套是薄壁件 ,易磨损互换性要求高。 图 本次设计中偏心套与外轴套通过键连接以实现对版辊的径向调整，在曲面应刷机的非工作状态下，版辊与大胶辊应成非接触状态，工作状态下也需要调整版辊与大胶辊之间合适的版压才能保证印刷图案的质量。该偏心套的偏心距为e=版辊的径向 调整范围为 23 4 典型零件（齿圈套）的工艺规程设计 件分析 图 件的作用 齿圈套与与轴承配合安装在轴承套上，锁紧套和齿圈压盖利用螺栓是齿轮和齿圈紧固在齿圈套上，另外齿圈套端面有两个盲孔，用来插装连接杆带动版辊转动。 件的工艺性分析 45 钢，切削加工性良好。 圆表面（ 40， 153， 146），内表面（ 95， 86），型孔，两端面，内、外台阶面，内、外倒角。 95 内孔既是 支承其它零件的支承面，也是本零件的主要基准面； 130、 140 外圆及其台阶面也用来支承其他零件。 130 和 140 外圆与 95 内孔的同轴度控制在 95 内孔本身的尺寸公差为 粗糙度 m； 130 外圆面与 140 外圆面粗糙度 m；型孔由 18、 16 和 组成， 18和 16 孔的粗糙度均为 m。 件制造工艺设计 24 坯选择 根据零件材料为 45 钢，生产类型为中批生产，零件直径尺寸差异较大，零件壁薄 、刚度低、易变形，加工精度要求较高
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