平压印刷机机械原理课程设计

1、内蒙古民族大学机械原理 课程设计设计说明书平压印刷机起止日期： 2012 年 6 月 18 日 至 2012 年 6 月 30 日学生姓名班级学号成绩指导教师（签字） 机械工程学院（系）2012 年 06 月 30 日目录一、平压印刷机的功能及设计要求 3二、工艺动作分解 4三、运动机构的选择与比较 5四、设计方案一 6五、设计方案二（主方案） 7六、动力传动分析 11七、动力系统参数 12八、运动循环图 12九、方案评价 13十、参考资料 13：平压印刷机的功能及设计要求1. 功能1）总功能要求：印制各种资料 名片 表格。2）工作原理：将油墨刷在固定的平面铅字版上，然后将装了白纸的平面 印头

2、紧密接触而完成一次印刷。 其工作过程犹如盖图章， 平压印刷机中 的“图章”是不动的，纸张贴近时完成印刷。3）平压印刷机的主要工艺动作：装有白纸的平面印头往复摆动，油辊在 固定铅字版上上下滚动，油盘转动使油辊上油墨均匀。2. 原始数据及设计要求1）实现印头、油辊、油盘运动的机构由一个电动机带动，通过传动 系统使其具 1600-1800 次 /h 印刷能力。2）电动机功率 N=0.75kW、转速 n 电=910r/min ，电动机可放在机架的 左侧或底部。3）印 头摆 角为 700， 印头返 回行 程和工 作行程 的平 均速度 之比 K=1.118。4）油辊摆动自垂直位置运动到铅字版下端的摆角为1

3、100。4）油盘直径为 400mm，油辊起始位置就在油盘边缘6）要求机构的传动性能良好，结构紧凑，易于制造。二： 工艺动作分解1. 根据上述分析，平压印刷机要求完成的工艺动作有以下四个动作：1）装夹白纸：采用手动加纸。2）印头摆动：采用曲柄滑块机构，与油辊的滚动行成联动。3）油辊滚动：采用曲柄滑块机构，与印头的摆动行成联动。4）油盘转动：用一对涡轮蜗杆传动，和不完全齿轮机构。2. 平压机构的基本构造：图 2-2注：图中油盘右侧边缘应与处于竖直位置的油辊表面相交其中 为印头摆角， 为油辊摆角。因此，平压印刷机的运动方案设计重点考虑印头摆动、油辊滚动、油盘转动这三个机构的选型和设计问题 。三：运动

4、机构的选择与比较1. 传动机构的选择与比较印头的摆动优点缺点四杆机构结构简单，制作精度低，运动精度高，可以承受较大的压 力，装配容易，适合低速运动效率较低，占用空间大导杆机构小的整体构架能实现机构的较难做到较小的级位夹角，且预期运动需要用齿轮机构啮合，变速体积大，质量大凸轮机构结构简单， 合理的轮廓表面设 计能实现机构复杂的机械运 动，高副接触，不能承受过大 压力不能承受较大压力， 制造复杂，适合高速机构传动2. 执行机构的选择与比较油辊的摆动优点缺点与印头联动的四杆机构运动精确，印头回程时 工作，充分利用了机构， 提高了机构效率机构效率低下四杆机构结构简单，容易制造， 运动精度高，可以承受

5、较大压力，装配容易， 应用于中低速场合为保证两轮转动的配合，制造较复杂，尺寸大，机构效率低凸轮机构结构简单，合理的轮廓表面设计能实现机构复 杂的机械运动，高副接 触，不能承受过大压力凸轮机构的转角要小于 90，故还需一个齿轮 传动机构变换角度，机 构效率低导杆机构机构整体构架小导杆机构的转角要小于 90，故还需一个齿轮 传动机构变换角度，机 构效率低四：设计方案一1. 机构简图图 4-12. 方案描叙及评价 如图，印头与油辊均采用曲柄摇杆机构，按给定的设计要求和机构的急回特性， 印头的摆角为 70，级位夹角为 10，油辊的摆角为 110，为使印头与油辊工 作协调，避免运动时两者发生干涉，取油辊

6、的级位夹角为20按此方案设计的构件结构简单，易于制造，但是运转速度不平稳，不利于涂墨均 匀，对印刷机的印刷质量有很大的影响，且印头与油辊需分别控制，传动性能差， 效率低下。五：设计方案二（主方案）1. 设计思路1）通过一个滑块的运动来实现两个摇杆的同时转动2）滑块通过一个曲柄滑块机构来驱动3）滑块正反行程时间的计算 因为印头返回行程与工作行程的平均速度之比即印头的行程速比系数 K=1.118 又 K=（180+ / （ 180- ） （ ）所以印头的级位夹角 ， 又已知电动机转速 n 电=910 r/min所以印头转动的频率为 34*60/910=2.242 （）（注：总传动比为 34） 由于

7、印头与滑块联动， 所以滑块来回移动的频率为 2.242 ，滑块正反行程时间之 比=K设滑块反行程时间 y有 x+y=2.242，正行程时间 xx/y=1.118反行程 y=1.059 正行程 x=1.183 2. 印头的尺寸计算级位夹角为 10根据机构倒置法确定 E点位置，取 EF垂直 FO2且 FO2与 EF固接，然后再 E点铰接铰链，以此来实现机构的联动图 5-2根据余弦定理有AE2=X2+AF2-2* X*AF*cos34 BC2=X2+BD2-2*X*BD*cos80 AE=BCX=45mm3. 油辊与印头的整体尺寸图 5-34. 油辊机架和油盘位置的确定1）A、B、C三点位置确定 O

8、1 位置2）油盘倾角为 63，且油盘右边缘与处于竖直位置的油辊相交图 5-4 （图中单位均为 cm）5. 曲柄滑块机构的尺寸计算图 5-5极位夹角为 10取偏心距 e=64mm如图所示， 可得圆的半径 r=160/ （2*sin10 ），圆心到水平直线 AB的距离 h=160/2*tan10 ），过机架 O点作一条水平直线，圆心到水平线AB的垂线截这条直线，又的长度 h1=AO2=642+（ h1-80 ）BO2=642+（ h1+80）AO=180.18 BO=334.61BC= 257.40 OC=77.226. 油盘运动1）采用一对涡轮蜗杆传动，保证倾斜面内油盘的转动 2）利用不完全齿轮

9、机构，使油盘间歇性的转动，提高传动效率由图 6-2 及动力系统参数可知， 带动油盘作间歇性转动的不完全齿轮的参数如下： 主动轮 E的分度圆直径 d 是 36mm，从动轮 F的分度圆直径 d 是 144mm，两轮的模数 m=2从运动循环图可知，当主动轮 E转一圈即 360时，从动轮 F转 5/24 圈即 75 又齿轮齿数 z=d/m ，所以若齿轮 E、F 为一般常规齿轮时，齿数分别为 18、72 现假设齿轮 E的齿为不完全， 其完整齿数为 X，其余部分为凸锁止弧， 齿轮 F 所有 齿全部为内凹锁止弧 则X*360=72*75 （ X）因此不完全齿轮的设计为：主动轮：直径 36mm，模数 2 ，齿

10、数为 15，其余为凸锁止弧从动轮：直径 144mm，模数 2 ，齿数为 72，即所有齿全部转换成与主动轮相啮合的凹锁止弧7. 主方案最终机构设计简图图 5-78. 主方案评价1）传动平稳，传动性能好，有利于油辊沾墨、刷墨和印头印刷2）尺寸小、重量轻，机构简单，容易制造，使用寿命长3）油辊与印头由一个滑块来控制，传动效率高 与方案一比较即知，应采用方案二作为主方案。六：动力传动分析1. 总传动比的确定因为印刷机的印刷能力为 1600-1800 次/ 小时，所以印刷频率为 2.00 -2.25 ， 即曲柄转动的频率为 2.00 -2.25 已知电动机转速 n 电=910 r/min设传动比为 X，

11、则 X*60/910 （ 2.00 ，2.25 ）X （ 30.33,34.13 ）为便于设计与计算，取传动比为 34 因此曲柄的转动频率为 34*60/910=2.242 符合印刷频率2. 传动比的分配由总传动比可知电动机的转速是曲柄的34 倍1）经过一对直径比为 8.5 的带轮来降低 1/8.5 倍速度，用一对分度圆直径比是 4 的齿轮来降低 1/4 的倍速度，得到满足传动比的曲柄转速2）通过一对涡轮蜗杆机构把轴 1 的水平转动转换成轴 3 的竖直转动（保持传动比 不变），然后用一对分度圆直径比是 4 的不完全齿轮来降低 1/4 的倍速度，得到满 足传动比的间歇机构（油盘机构）图 6-2七

12、：动力系统参数模数 m直径 D/mm转速 N/r / s带轮 130带轮 2255主动轴 1251.7843轴2250.4461轴3251.7843轴4250.4461齿轮 A52000.4461齿轮 B5501.7843齿轮 E2361.7843齿轮 F21440.4461圆锥齿轮 C52001.7843圆锥齿轮 D52001.7843八：运动循环图1. 印头与油辊机构已知印头与油辊由一个滑块来带动， 滑块又通过一个级位夹角 10的曲柄滑块 机构来驱动如图 5-7 ，当机构运动到图示位置时，设周转副 O3所对应的轴的转角为分配轴 转角，并令此时的分配轴转角为 0，以逆时钟方向为正。所以当滑块

13、由 B 滑动到 A 时，分配轴往逆时钟方向转过 170，印头退回，油 辊给铅字版刷油墨当滑块由 B滑回到 A 时，分配轴继续往逆时钟方向转过 190，印头印字，油 辊退回从油盘上沾墨2. 油盘机构如图 5-4 ，此时油辊处于竖直位置，也是运动的最右端，油辊与油盘的右边缘 相接，油盘直接为 40cm ，油盘与油辊的夹角为 63，油辊的长度为 56cm 当油辊运动到油盘的最左端时， 设油盘截油辊的长度为 X ，油辊转过的角度为根据余弦定理， X2=402+562-2*40*56*cos63 X=52（cm）Cos =（562+X2-402）/ （2*56*X ）又由于油辊的摆角为 110，油辊在退回过程中沾墨，此过程中分配轴往逆时 钟方向转过 190 ，所以在油辊沾墨的这一段时间内分配轴转过的角度=（ 43.3/110 ）*190=75（）平压印刷机的运动循环图（直线型）分配轴转角0 50 100 150 300 360 170 200 250 285 印头机构印头退回印头印字油辊机构油辊给铅字版刷油墨油辊退回沾油墨油盘机构油盘静止油盘转动九：方案评价 运动的精确性：由于印头和油辊的曲柄滑块联动机构都是按照使传动系 统具有1600-1800 次 /h 印刷能力来设计的，因此装夹白纸的印头摆动的频率也在