平台印刷机的设计

1、目录一、工作原理 2二、机器的运动方案分析及选择 3（一）设计数据 3（二）设计基本要求 3（三）主传动运动方案分析及选择 3（四）方案比较及组合 8（五）运动循环图 9三、平台打印机机构系统凸轮从动件的设计 10四、机器运动简图 12五、机械设计总结与感想 一、工作原理平台印刷机的工作原理是复印原理，即将铅板上凸出的痕迹借助于油 墨压印到纸张上。平台印刷机一般由输纸、着墨（即将油墨均匀涂抹在嵌于 版台上的铅板上）、压印、收纸等四部分组成。如图 6-9 所示，平台印刷机 的压印动作是在卷有纸张的卷筒与嵌有铅板的版台之间进行的。 整部机器中 各机构的运动均由同一电动机驱动。 运动由电动机经过减速

2、装置 i 后分成两 路，一路经传动机构带动版台作往复直移运动，另一路经传动机构带动 滚筒作回转运动。当版台与滚筒接触时，在纸张上压印出字迹或图形。版台 工作行程中有三个区段。在第一区段中，送纸、着墨机构相继完成输纸、着墨作业；在第二区段中，滚筒和版台完成压印动作；在第三区段中，收纸机 构进行收纸作业。图-1二、机器的运动方案分析及选择（一）设计数据表 1 设计的各种参数低速型高速型印刷生产率 （ 张/ 小时 ）1920200040004500版台行程长度 /mm730795压印区段长度 /mm440415滚筒直径 /mm232360功率 /KW1.53转速 / （ r/min ）9401450

3、（二）设计基本要求（1）要求构思合适的机构方案实现平台印刷机的主运动：版台作往复直移 运动，滚筒作连续间歇转动（2）为了保证印刷质量， 要求在压印过程中， 滚筒与版台之间无相对滑动， 即在压印区段，滚筒表面点的线速度与版台移动速度相等。（3）为保证整个幅面上的印痕浓淡一致，要求版台在压印区内的速度变化 限制在一定的范围内（应尽可能小）；（4）要求机构传动性能良好，结构紧凑，制造方便。（三）主传动运动方案分析及选择根据前述设计要求， 我们选用低速型， 版台应作往复移动， 行程较大， 且尽可能使工作行程中有一段匀速运动 （压印区段 ） ，并有急回特性；滚筒作 间歇（滚停式 ）或连续（有匀速段 ）转

4、动。这些运动要求不一定都能得到满足。 但一定要保证版台和滚筒在压印段内保持纯滚动关系， 即滚筒表面点的线速 度和版台速度相等，这可在运动链中加入运动补偿机构，使两者运动达到良 好的配合。由此出发构思方案。（1）版台传动机构方案方案一：六杆机构。图 -2 所示六杆机构的结构比较简单，加工制造比 较容易；作住复移动的构件 5（即版台）的速度是变化的，有急回特性。有 扩大行程的作用； 但由于构件数较多， 故机构刚性差，不宜用于高速；此外， 此机构的分析计算比较复杂。图 -2图 -3方案二：曲柄滑块机构与齿轮齿条机构的组合。 图-3 所示机构由偏置 曲柄滑块机构与齿轮齿条机构串联组合而成。其中下齿条为

5、固定齿条，上齿 条与版台固连在一起。此组合机构最重要的特点是版台行程比铰链中心点 C 的行程大一些。此外，由于齿轮中心 C（ 相当于滑块的铰链中心 ）的轨迹对于 点 A 偏置。所以上齿条的往复运动有急回运动。方案三：双曲柄机构、曲柄滑块机构与齿轮齿条机构的串联组合 图 -4 所示组合机构的下齿条也是可移动的齿条。 故可由下齿条输入另一运动， 以得到所需的合成运动；当不考虑下齿条的移动时，上齿条 （ 即版台）运动的 行程也是转动副中心点 C的行程的 2 倍。这里用两个连杆机构串联主要是考 虑到用曲柄滑块机构满足版台的行程要求， 而用双曲柄机构满足版台在压印 区中近似匀速的要求和回程时的急回特性要

6、求。图 -4图 -5方案四： 齿轮可作轴向移动的齿轮齿条机构。 图 -5 所示齿轮齿条机构 的上、下齿条均为可移动的齿条且都与版台固接在一起。当采用凸轮机构（ 图中未示出 ） 拨动齿轮沿其轴向滑动时，可使齿轮时而和上齿条啮合时而 和下齿条啮合，从而实现版台的往复移动。若齿轮作匀速转动，则版台作匀速往复移动。这将有利于提高印刷质量，使整个印刷幅面的印痕浓淡一致。2 但由于齿轮的拨动机构较复杂，故只在印刷幅面较大（如 2 2m2 ），对印痕 浓淡均匀性要求较高时采用。（2）滚筒传动机构方案图 -6图 -7方案一：齿轮齿条机构 （ 转停式滚筒的传动机构 ） 。图 -6 所示的滚筒是 由版台上的齿条带

7、动滚筒上的齿轮转动的， 因而可保证滚筒表面点的线速度 和版台速度在压印区段完全等的要求此种机构的特点是结构简单，易于保证速度同步的要求。但当版台空 回时，滚筒应停止转动，因而应设置滚筒与版台运动的脱离装置 （ 如滚筒与 齿轮间装单向离合器等单向运动装置 ） 及滚筒的定位装置 （如图 -7） 。由于滚 筒时转时停，惯性力矩校大，不宜用于高速。方案二：齿轮机构。 图-8 所示的滚筒是由电动机通过带传动及齿轮减速后，由齿轮机构直接带动的。因而其运动速度是常量。当与其配合的版台由非匀速机构 （如前述版台传动机构方案 1、2、3 带动时，很难满足速度同步的要求，因而此种机构方案一般只和版台传动机构方案

8、4（ 图-5） 配合使用图-8图 -9方案三：双曲柄机构。 图-9 所示为双曲柄机构与齿轮机构串联组成的 滚筒传动机构。此传动机构为非匀速运动机构，但当设计合适时，可使滚筒 在压印区段的转速变化平缓，这样既可保证印刷质量，又可减小滚筒直径。 因为这种机构的滚筒作连续转动，所以其动态性能比转停式性能简好。 （四）方案比较及组合表 2. 版台传动机构与滚筒传动机构方案的组合机械系统运 动方案一二三四版台传动机 构曲柄滑块 - 齿 轮齿条组合机构双曲柄 -曲柄 滑块- 齿轮齿 条组合机构齿轮可作轴 向移动的齿 条机构六杆机构滚筒回转机 构转停式滚筒 的齿轮齿条 传动机构等速滚筒的 齿轮传动机 构连续

9、转动滚 筒的双曲柄 机构等速滚筒的 齿轮传动机 构方案一的设计矩阵为一。版台运动（主运动）由曲柄滑块齿轮齿条 组合机构完成，具有急回特性和行程扩大功能，结构较紧凑，设计简单。滚筒的停转式回转由齿轮齿条机构实现，可以保证滚筒表面点的线速 度和版台速度在压印区段完全相等。滚筒与齿轮间装有单向离合器，以实现 滚筒的单向运动。采用凸轮机构定位，保证印刷机构每个运动循环中滚筒停 歇位置相同。 为使版台回程时版台不与停歇机构接触， 滚筒下部被削掉一点方案二的设计矩阵为二。版台运动（主运动）由双曲柄曲柄滑块 齿轮齿条组合机构组成，具有急回特性和行程扩大功能，并满足了版台在压 印区近视等速的要求，结构较紧凑，

10、机构设计复杂。滚筒的连续转动由双曲柄机构与齿轮机构串联组成的传动机构完成， 虽然是非等速运动机构，但当设计合适时，连续转动式滚筒的动态性能比停 转式滚筒好。方案三的设计矩阵为三。版台运动（主传动）由齿轮作轴向移动的齿 轮齿条机构完成，版台作等速往返移动，印刷质量较高。但齿轮的拨动机构 较复杂，且存在冲击。滚筒的连续运动由齿轮机构完成，该机构只能与版台等速机构组合使 用。方案四的设计矩阵为四。版台运动（主传动）由六杆机构完成，版台 作近视匀速压印前进，急速退回运动，具有急回特性，但是无法扩大行程， 满足了机构设计的急回特性。滚筒的连续转动由双曲柄机构与齿轮机构串联组成的传动机构完成， 虽然是非等

11、速运动机构，但当设计合适时，连续转动式滚筒的动态性能比停 转式滚筒好。案。综合考虑所有的方案，我们选择方案一作为平台印刷机机构设计的方运动循环图图-10三 减速传动机构的设计传动方案设（1） 根据刷机的印刷张数要求（每小时按 1960张计算）以及电动机的转速，确定系统总传动比为：n=1960/60=32.7张/mini=940/32.7=28.7（2） 传动比分配选用二级转速， 第一级采用带传动， 选取传动比为 6， 第二级采用齿轮传动，传动比为： 28.7/6=4.8 。选取齿轮的标准模数为 3，初选带轮直径： d1=80mm， d2=480mm。 齿轮齿数： z1=20，z2=96。Z2齿轮直径 d=mz=288mmLab=179mm小带轮直径： D1=80mm大