平压印刷机设计说明书

1、目 录第一章 设计任务书。2第二章 功能分解与运动循环图。3第三章 机械运动方案的选择比较。4第四章 电动机选定及拟订机械传动方案拟定。8第五章 执行机构尺寸的综合。9第六章 往复摆动执行机构进行运动分析。13第七章 附录。14附录1 MATLAB计算位移、速度、加速度的（.M文件）程序与图片。14附录2 位移，速度，加速度MATLAB绘图程序及图片。15附录3位移，速度，加速度的C语言程序及其图片结果。16附录4油辊运动（印头）设计的C语言程序与结果图片。18附录5印头与油辊连接四杆机构的MATLAB程序与图片。20第八章 课程设计小结。22第九章 参考文献。23第一章 设计任务书1设计题目

2、平压印刷机运动方案和主要机构设计。2 工作原理及工艺动作过程平压印刷机是一种简易印刷机，适用于印刷八开以下的印刷品。它的工作原理：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。平压印刷机需要实现三个动作：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。3 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

3、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1100。5） 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。7）4 设计任务1) 确定总功能，并进行功能分解。2) 根据工艺动作要求拟定运动循环图。3) 进行印头、油辊、油盘机构及其相互连接传动的选型。4) 按选定的电动机及执行机构运动参数拟订机械传动方案。5) 画出机械运动方案简图。（A1）6) 对执行机构进行尺寸综合。7) *对往复摆动执行机构进行运动分析，绘制从动件位移、速度、加速度线图。（A3）8)

4、 编写设计说明书。第二章 功能分解与运动循环图一：本机构实现三个动作。1.装有白纸的平面印头往复摆动2.油辊在固定铅字板上上下滚动3.油盘转动使油辊上油墨均匀二：功能分解与运动循环图：1.主轴转动，油辊向下运动，印头离开固定铅字板返回（可以取出打印了的纸张），油盘转动涂抹油辊；2.油辊离开油盘，涂抹固定铅字板，印头还处于返回行程，油盘停止；3.油辊向上返回，印头向固定铅字板靠近，处于工作行程油盘辊还处于静止状态；4.油辊继续向上，油盘开始转动，涂抹油辊，印头继续靠近固定铅字板完成打印，油辊回到起始位置，完成一次印刷过程。第三章 机械运动方案的选择比较一执行机构的机构类型1.印头、油辊、油盘机构

5、类型机构名称可选的机构类型印头曲柄摇杆（四杆机构），凸轮，曲柄滑块油辊曲柄摇杆（四杆机构），曲柄滑块油盘不完全齿轮，槽轮2.连接传动类型方案方案一：两个曲柄摇杆分别实现印头和油辊的运动1）曲柄摇杆机构可以实现印头的往复摆动（相应的尺寸计算见附录4 ）印头曲柄摇杆机构图（单位：cm）3）曲柄摇杆机构可以实现油辊的往复摆动（相应的尺寸计算见附录4 ）曲柄曲柄摇杆机构图（单位：cm）4）两个曲柄摇杆分别实现印头和油辊的运动组合图相互独立时印头和油辊的运动组合图方案二：由凸轮带动印头运动,印头的摆动又作为油辊的主动件，将印头和油辊的运动联系起来，推程和回程角度经过计算分别为190°（计算为3

6、60°*1.118/2.118）、170°（计算为360°/2.118）, 满足k=1.118,印头始终贴近凸轮运动。凸轮带动时印头和油辊的运动组合图方案三：由同一个滑块组成三个曲柄滑块，两个分别实现印头和油辊相应角度的转动，另一个曲柄滑块用于传动。曲柄滑块带动时印头和油辊的运动组合图方案四：用曲柄摇杆使印头转动，然后用与印头相连的摇杆作为主动件与油辊构成四杆机构实现油辊的相应角度转动。（最终使用方案）联动时印头和油辊的运动组合图3.方案间的比较：1. 对于方案一，两个曲柄摇杆单独作用，机构简单，制造容易，传递载荷较大；但运转速度不平稳，印头、油辊需分别控制，传动

7、性能差。2对于方案二，凸轮带动，机构紧凑；制造复杂，凸轮传动效率差，加工不便，容易磨损。3. 对于方案三，曲柄滑块带动，传动平稳，机构简单；但作用力集中于滑块，易损坏。4. 对于 方案四，两个四杆机构经过连接实现，结构紧凑，机构简单，制造容易，工作可靠，传递载荷较大。相比下，方案四相对与方案一实现了印头和油辊的联动，避免了干涉碰撞；相对与方案二结构简单，加工容易；相对与方案三作用力不在同一个点上，不易损坏；选择方案四最好。4.圆盘转动间歇机构的比较选择1）不完全齿轮：结构简单，制造容易，从动件可实现较大范围的单向间歇传动，但啮合开始和终止时有冲击，传动不平稳2）槽轮间歇机构：结构简单，从动件转

8、位较平稳，而且可实现任意等时的单向间歇转动，当拨盘转速较高时，动载荷较大相比之下，油盘转速不大，拨盘转速也不高，没有出现动载荷较大的情况，传动又平稳，所以选择槽轮间歇机构作为圆盘转动间歇机构的比较好第四章 电动机选定及拟订机械传动方案拟订1.周期的选定1.根据印头往复摆动的要求：1）印头返回行程和工作行程的平均速度之比K=1.118，可算出极位夹角为10°；2）由传动系统使其具1600-1800次/h印刷能力及印头返回行程和工作行程的平均速度之比K=1.118的要求；假设一个周期为2.118 S ，得到的印刷能力为1700次/h，符合要求。2.电动机的选定：查机械原理课程设计的电动机

9、表得0.75kw，910r/min的电动机型号为Y90S6。3.传动比的计算：1）印头和油辊2.118S完成一次印刷，即印头和油辊执行机构的转速为1/2.118r/s, 经计算得传动比为32（即910/60/(1/2.118)）；2）油盘油盘的转动采用对称式的，即主动齿轮旋转一转，从动轮完成1/2转，经计算得传动比为64（即910/60/(0.5/2.118)）。4.机械运动方案简图的绘制5.换向齿轮的参数：m=2.5mm,z1=12,z2=32第五章 执行机构尺寸的综合1.确定油辊的位置：根据油辊和油盘的要求，首先在360百科搜索到八开纸的尺寸，正度为389mm*273mm,固定铅字板的尺寸

10、设计为400mm*400mm,相应尺寸经计算了l=20/sin200 =54.95cm,设计如下图油辊、油盘和固定铅字板相对位置图（单位：cm）2印头油辊连接四杆机构的计算比较与选择：（相应的尺寸计算过程见附录5）（1） 93度的印头油辊连接四杆机构(2) 92度的印头油辊连接四杆机构（该尺寸比例传动角较好）(3) 91.5度的印头油辊连接四杆机构(4) 91度的印头油辊连接四杆机构(5) 89度的印头油辊连接四杆机构3圆盘转动间歇机构4) 最终机构尺寸综合第六章 往复摆动执行机构进行运动分析1.印头和油辊的加速度、速度和位移的走势是一样的，印头的返回行程与工作行程的平均速度之比是K=1.11

11、8；油辊从最低位置向上与从起始位置向下到最低位置的平均速度之比也是K=1.118。2.对往复摆动执行机构进行运动分析，绘制从动件位移、速度、加速度线图（起始位置为00）（具体计算过程见附录1、2、3）3.还有一种简单重复，工作量极大地方法：主动曲柄每旋转100（或者5），就画出印头和油辊的位置，量出位移按顺序在Excle的一列上记录好好，然后用公式求出速度，求出速度了再求加速度，最后描点连线。附录1MATLAB计算位移、速度、加速度的（.M文件）程序与图片按照课本3839页的公式写的，但结果与实际有误差1.相关计算程序.M文件l1=0.0050;%l1,l2,l3,l4与书本相同,单位为 米l

12、2=0.03263;l3=0.0100;l4=0.02943;a11=30.0%a1为主动杆的位移角度,单位为 度a1=(a11/180.0*pi);%a1为主动杆的位移角度,单位为radw1=2.0*pi/2.118;%w1为主动杆的角速度A=2*l1*l3*sin(a1);B=2*l3*(l1*cos(a1)-l4);C=l22-l12-l32-l42+2*l1*l4*cos(a1);a3=(atan(A-sqrt(A2+B2-C2)/(B-C)/2 %注意正负号，求从动杆位移a2=asin(l3*sin(a3)-l1*sin(a1)/l2);%求连杆位移w3=w1*l1*sin(a1-a

13、2)/(l3*sin(a3-a2)%求从动杆角速度w2=-w1*l1*sin(a1-a3)/(l2*sin(a2-a3);%求连杆角速度u3=(w12*l1*cos(a1-a2)+w22*l2-w32*l3*cos(a3-a2)/(l3*sin(a3-2)%求从动杆角加速度2.相关计算的图片附件2位移，速度，加速度MATLAB绘图程序及图片1.相关计算程序.M文件x=0,10,30,60,90,120,150,190,210,240,270,300,330,360,370;y=45,40,47,52,66,83,98,110,97,85,70,61,55,45,40 ;%分别写入相对应的位移，

14、速度，加速度值 figure(1)plot(x,y)hold onplot(x,y,'rx')2.相关计算的图片附录3位移，速度，加速度的C语言程序及其图片结果按照课本3839页的公式写的，但结果与实际有误差1.相关C语言程序：#include<stdio.h>#include<math.h>int main()double p,l1,l2,l3,l4,i1,i2,i3,i11,i31,w1,w2,w3,u1,u2,u3,m,n,l;double y1,y2,y3,y4,j1,j2,j3,j11,j31,g1,wy1,wy2,wy3,uy1,uy2,uy

15、3,my,ny,ly;p=3.1415927/180.0;l1=0.005000;l2=0.032632368;l3=0.010000;l4=0.029432368;w1=2.0*p*180.0/2.118;i1=10.0*p;/改变角度求解/for(i1=0;i1<361.0*p;i1=i1+5.0*p)/主动杆的旋转角/m=2*l1*l3*sin(i1);n=2*l3*(l1*cos(i1)-l4);l=pow(l2,2)-pow(l1,2)-pow(l3,2)-pow(l4,2)+2*l1*l4*cos(i1);i3=2*(atan(m-sqrt(pow(m,2)+pow(n,2)

16、-pow(l,2)/(m-l);/atan注意正负i2=asin(l3*sin(i3)-l1*sin(i1)/l2);w3=w1*l1*sin(i1-i2)/(l3*sin(i3-i2);w2=-w1*l1*sin(i1-i3)/(l2*sin(i2-i3);u3=(pow(w1,2)*l1*cos(i1-i2)+pow(w2,2)*l2-pow(w3,2)*l3*cos(i3-i2)/(l3*sin(i3-i2);/加速度u2=-(pow(w1,2)*l1*cos(i1-i3)-pow(w2,2)*l2*cos(i2-i3)+pow(w3,2)*l3)/(l3*sin(i2-i3);/加速度

17、i11=i1/p;/转换回单位度i31=i3/p;/转换回单位度 printf("i11=%f,i3=%f,w3=%f,u3=%f,i31=%fn",i11,i3,w3,u3,i31);/印头主动件的位移，从动件位移，从动件速度，从动杆件加速度/return 0;2.相关图片附录4油辊运动（印头）设计的C语言程序与结果图片根据课本136页内容编写1.相关C语言计算程序#include<stdio.h>#include<math.h>int main()double pi,a,b,c,d,bj,jj,g,m,n,ab,cd,abh,abc;pi=3.1

18、415926;a=10.0; /主动曲柄c=13.0; /摇杆bj=110.0/2.0; /摆角的1/2jj=20.0; /极位夹角g=2.0*c*sin(bj*pi/180.0);b=sqrt(0.5*pow(g,2)-(1.0+cos(jj*pi/180.0)*pow(a,2)/(1-cos(jj*pi/180.0);m=acos(pow(g,2)+4*a*b)/(2.0*g*(a+b); n=90.0*pi/180.0-m-bj*pi/180.0;d=sqrt(pow(a+b,2)+pow(c,2)-2.0*(a+b)*c*cos(n);ab=a+b;cd=c+d;abh=a+b;abc

19、=b-a;printf("a=%fnb=%fnc=%fnd=%fn",a,b,c,d);printf("最长与最短杆长之和a+b=%fn其余两杆长度之和c+d=%fn",ab,cd);printf("a与b之和 abh =%fna与b之差 abc =%fn",abh,abc);return 0;2.相关计算图片附录5印头与油辊连接四杆机构的MATLAB程序与图片根据课本134页编写1.相关计算过程>> A=cos(pi*45/180) cos(0) 1;cos(pi*91.5/180) cos(pi*12/180) 1;c

20、os(pi*155/180) cos(pi*40/180) 1;>> b=cos(pi*45/180) cos(pi*80/180) cos(pi*115/180)'b=cos(pi*45/180) cos(pi*80/180) cos(pi*115/180)'>> b=cos(pi*45/180) cos(pi*80/180) cos(pi*115/180)'>> clear>> A=cos(pi*45/180) cos(0) 1;cos(pi*91.5/180) cos(pi*11.5/180) 1;cos(pi*155/180) cos(pi*40/180) 1;>> b=cos(pi*45/180) cos(pi*80/180) cos(pi*115/180)'B=A b;>> B=A b;>> X=AbX =