单张纸平版印刷机收纸装置设计毕设说明书

中北大学2016届毕业设计说明书毕业设计说明书现代单张纸平版胶印机收纸装置的设计12020641212020641211机械与动力工程学院孟德将学生姓名：学号：机械与动力工程学院孟德将包装工程学院：包装工程李瑞琴教授专业：李瑞琴教授指导教师：2016年6月现代单张纸平版胶印机收纸装置的设计摘要：收纸装置是印刷机的重要部件，对收纸质量有重要影响。性能优良的收纸装置不仅能加快印刷机技术的发展，还可以提高印刷品的品质。本文设计一种主要应用于国产J2108A型印刷机的收纸装置。通过分析J2108A机型，确定了印刷速度等原始数据。设计了链条传送装置，计算出了收纸链轮的直径、收纸链条的长度以及收纸链条导轨的长度。设计了减速装置，计算出了吸气辊纸张制动机构的降速系数以及机械式印张减速机构的降速系数，再由给定的印刷速度得到了降速后纸张的速度。收纸台的悬臂式结构经常会出现卡死的现象以及悬臂支架断裂的情况。为了克服这一弊病，本设计不采用悬臂式结构，而是由链轮和4根链条吊挂一大钢板，推纸车可直接推入或拉出。该升降机构具有负载大、升降平稳、结构简单、可靠性高，操作方便等优点。并对升降机构进行了动态仿真。关键词：J2108A，传送装置，减速装置，升降机构，仿真DesignofDeliveryDeviceofthemodernSheet-fedFlatOffsetPressAbstract:Deliverydeviceisanimportantpartoftheflatoffsetpress.Ithasanimportantinfluenceonthequalityofpapercollecting.Deliverydevicewithexcellentperformancecannotonlypromotethedevelopmentofthepresstechnology,butalsothequalityofprintingproducts.ThepaperdesignsakindofdeliverydevicemainlyusedforthedomesticJ2108Apress.TheprintingvelocityandotherinitialdataaredeterminedbyanalyzingJ2108Apress.Thechaintransmissionmechanismisdesigned.Thediameterofthesprocket,lengthofthedeliverychainandlengthoftheguideofthedeliverychainarecalculatedbasedontheinitialdataofthedeliverydevice.Thereducerisdesigned.Thecofficientofthesuctionrollpaperbrakingmechanismandthemechanicalpressvelocityreducerarecalculated.Thevelocityofthepaperafterfallingvelocityisobtainedbythegivenprintingvelocity.Therearealwaysstuckingphenomenonofthecantileverstructureandsituationofthecantileverfracture.Thedeliverydeviceusesalargesteelplatehangedbythechainsprocketand4chainsinsteadofthecantileverstructureinordertoovercomethedisadvantages.Thecarofpushingpapercanpushorpulloutdirectly.Theliftingmecnaismhastheadvantaegsofbiggerload,liftingmoresmoothly,simplestructure,higherreliability,easyoperation.ThedeliverydeviceisdynamicsimulatedbyusingSolidWorks.Keywords:J2108A,transmissionmechanism,reducer,liftingmechanism,simulation第第Ι页共=2\*ROMANII页目录TOC\o"1-3"\h\u1绪论 IV-收纸台2.2印刷机的相关技术参数（1）收纸链条的相关技术参数机器型号链条规格t/mm链排数量链排档距/mm每排链排咬纸牙数收纸链轮齿数收纸链条总节数J2108A型25.4117621230660表2.1J2108A型印刷机收纸链条的相关技术参数（2）机器型号：J2108A（3）印刷色数：单色（4）印刷速度：3.4m/s（15000张/小时）（5）卷筒纸长度：500mm（6）最大进纸宽度：450mm2.3收纸装置的性能指标评价和比较收纸装置性能的主要指标有以下参数：（1）收纸链条总长度L由总体布局选定咬纸牙排数K与链条传送装置的步距S的乘积，即为收纸链条的总长度。即(2.1)式中，z—主动链轮的齿数，t—链条的节距。(2.2)式中，D1—链轮分度圆直径。（2）导轨中心线总长度L1它应比链条总长度L小约50mm。即(2.3)吸气制动辊与收纸传送链条的减速系数吸气辊表面线速度V2与收纸链条的线速度V1的比。即(2.4)式中，ω1—链轮与齿轮的角速度，ω2—吸气辊的角速度，D2—吸气制动辊直径。2.4收纸台的组成（1）理纸机构包括前齐纸机构、侧齐纸机构和后挡板，作用是把落到收纸台上的印张闯齐。（2）升降机构采用的是电动式升降机构，也称探测式纸台升降机构，它是由收纸台上纸堆高度来控制收纸台自动下降的。2.5小结本章对收纸装置的总体布局进行了设计，给出了收纸装置的性能指标，并介绍了收纸台的组成。

3收纸装置的设计3.1链条传送装置设计3.1.1收纸链条材料的选择由于J2108A型印刷机的收纸链排的传送距离长，带有加长干燥装置的收纸链条的长度比较长；另外，其线速度很高，可达3.4m/s（印速15000张/小时）。因此特别要求链排的重量要轻，圆弧过渡要大，链排的数量要少，同时要求链条要有足够的精度和耐磨性，噪声要小。因而本设计选用制作精度高的合金钢链条。3.1.2链条长度的计算1）印张正确交接的条件实现纸张从印刷单元向传送链条的正确交接，必须满足下列条件：（1）在交接点上链条咬纸牙的线速度应等于压印滚筒或传纸滚筒的表面线速度，以便完成印张的真确交接，即收纸牙排与滚筒在相对静止的条件下交接印张。为了满足这一条件，要将链条传送装置的主动链轮与传动齿轮固定在同一链轮轴上，并且传动链轮的齿数和与之相啮合的压印滚筒轴端齿轮的齿数相同。对于等径印刷滚筒而言，咬纸牙垫处于传动齿轮节圆上，这样咬纸牙垫圆弧位置的速度与传动齿轮节圆上的速度相同，等于滚筒表面线速度。（2）在印刷的每一循环中，滚筒上纸张的前边缘经过交接点时，传送链条咬纸牙必须处于与滚筒表面想切的位置，即收纸牙排与滚筒是在相切的位置进行印张的交接。为了满足这一条件，需要正确计算链条上相邻俩个咬纸牙排的距离S（以链条在直线部分计算），S称为链条传送装置的步距。2）主动链轮的齿数和链条的节距的确定与一般的链条设计相比，收纸链条得设计特点是主动链轮的分度圆直径受到一定限制。为满足印张正确交接的条件，咬纸牙垫在链轮圆周上运动时应处于传动齿轮节圆上，由于牙垫高出链条销轴中心，所以链轮分度圆直径D1应小于传动齿轮节圆直径D，即(3.1)为了使咬纸牙尺寸不过大，要求牙垫高度尺寸不能太大。一般，对于咬纸牙排轴直接安装在链环上的链条传送装置：(3.2)J2108A型印刷机压印滚筒的直径为300mm，由于传动齿轮节圆直径D与压印滚筒直径相等，所以于是近似可取链轮分度圆直径根据链传动的特性可知，链轮齿数越大，传动越平稳，但在D1受到一定限制的情况下，齿数增大将使节距减小，从而使链条的承载能力下降，因此齿数要选的适当。查表2.1，可得由式（2.2）计算节距：查表3.1，选用16A型链条，将t'圆整成标准值t：再重新计算D1，(3.3)将，代入式（3.3），则有链轮的分度圆直径为：表3.116A型链条参数链号节距p排距p1滚子外径d1内链节内宽b1销轴直径d2内链板高度h2极限拉伸载荷（单排）Q每米质量（单排）q（mm）（KN）（kg/m）16A25.4029.2915.8815.757.9224.1355.62.603）链条长度的计算由于收纸链条的主动链轮转一周，收纸牙排取走一张纸，故(3.4)式中，z—主动链轮的齿数，t—链条的节距。将，代入式(3.4)，得在机器运转过程中，当第一排收纸牙排叼着纸时，这张纸的纸尾不能搭在第二排的牙排上，而且必须留有足够的空档距离，否则当第一张纸在收纸台上还没有落下时，第二张就过来了，影响印张的收齐，因此（3.5）其中，amax为印刷机所能印刷的最大纸张幅面（沿走纸方向）的长度。可见满足要求。查表2.1，可得选定的咬纸牙排数将，代入式（2.1），可以计算出收纸链条的总长度：3.1.3收纸链条导轨收纸链条架着咬纸牙排带着印张是在导轨中运行的，即印张的运行轨迹是由导轨控制的。因此，导轨在设计时结构及安排的优劣对印张的运行状况、机器的振动和噪声大小起着重要的作用。（1）由于链条长期运转磨损，链节长度便会增长，因此，导轨设计成封闭的，并且设有长短调节装置，收纸端的从动链轮的轴设计成可移动的。（2）导轨的运行部分周长是和收纸链条的周长相一致的，也就是说收纸链条的轨迹是由导轨来决定的。将代入式（2.3）有导轨中心线总长度L1为这样，可以保证装配后有适当的松紧程度。因为，一般规定装配后链条可在导轨上抬起12~20mm为适宜。（3）为了减少收纸链条的磨损，并减小链条的噪声，所有导轨的连接设计为圆弧连接，且接口平整光滑。（4）为了使印张在运行速度下具有一个良好的运行条件，使纸张运行较平稳，有利于防蹭脏，防止低速运转时印薄纸下溜，收纸链的运行轨迹、导轨的几何位置、倾角、形状设计的平缓、合理。于是收纸滚筒下边导轨倾角α（见图3.1）设计为52°。图3.1导轨倾角1－收纸滚筒2－导轨（5）为了保证印张交接平稳，在交接处设有上下导轨。（6）为了便于制造，弯导轨半径规格应尽量少。（7）为了减小噪声，导轨与导轨的接口采用搭接形式。3.1.4链条传送装置的收纸、放纸收纸传送链条上的收纸牙排咬牙在传送纸张的全过程中有俩次开闭动作，一次是完成与压印滚筒的纸张交接，接过印刷完毕后的印张；另一次是将印张输送到收纸台上方时开牙放纸，使印张落到收纸堆上。1）链条传送装置的收纸（1）收纸时间收纸链条咬纸牙与压印滚筒咬牙的速度并不总是相同的，它们只是在交接点处相同，而当收纸咬牙离开链轮作直线运动时速度明显降低，此时若印张还未完成印刷过程，在纸尾处就会出现拱起现象，印张容易被皱褶。另外，由于印刷压力和油墨莫得吸附力会使印张紧紧的贴在橡皮滚筒上，收纸链条咬纸牙将印张从橡皮滚筒上揭下来需要相当大的力。由于未干的印迹对着收纸滚筒，所以很容易弄脏印品或发生充盈现象。另外，没有压印滚筒叼牙咬纸的情况下印刷纸张，易使纸张纸尾产生套印不准。因此，收纸链条咬纸牙的理想状态是纸张完成印刷后，在于压印滚筒交接。当印版滚筒、橡皮滚筒、压印滚筒直径相等时，要想达到上述纸张理想的交接状态是很困难的，因此采用三滚筒等径的结构，应尽量使收纸链条叼纸牙咬纸时，仅有小部分纸尾处在印刷过程中，而且在收纸牙排做直线运动之前完成印刷过程，即应满足：（3.6）式中，β—链条咬纸牙与压印滚筒交接点B到进入直线前C点之间的夹角，单位：°，αr—压印滚筒空挡角，单位：°，δ—压印滚筒与橡皮滚筒交接点A到收纸链轮交接点B之间的夹角，单位：°。所以，可取这样，在收纸链条咬纸牙进入直线运行前纸尾已经印刷完毕，即在链条降速前已完成印刷过程，因而不会影响印刷质量。图3.2收纸牙排取纸（2）收纸开闭牙凸轮板当纸张在压印滚筒上印刷完后，把印张交给收纸滚筒，此时收纸滚筒上的收纸牙排先闭牙咬纸，收纸牙排与压印滚筒共同持纸走3~6mm后压印滚筒开牙放纸，因此，在收纸滚筒与压印滚筒交接处，压印滚筒设计有开牙凸轮板，收纸滚筒设有闭牙凸轮板。2）链条传送装置的放纸（1）收纸开牙凸轮板当印张被收纸链条上的咬纸牙排以一定速度送到收纸堆上方时，收纸链排链排应在适当的时间放纸，以便使印张落在纸堆适当的位置上。收纸链条上咬纸牙排的开牙放纸是由安装在收纸堆上方的链轮1的轴上的收纸开牙凸轮板2（见图3.3）来实现的。收纸牙排咬纸牙放纸位置前后、放纸时间早晚对收纸整齐是至关重要的。（2）自动调节放纸时间为了解决能随时调节放纸开牙时间问题，J2108A型对开单色胶印机设计了开牙凸轮板自动跟踪变位装置，其基本原理是根据机器速度，也就是收纸牙排带着印张运行速度的变化来自动调节开牙板放纸的时间（即放纸位置）：速度快时，开牙板位置前移，早开牙放纸；速度慢时，开牙板位置后移，晚开牙放纸。3.1.5传送装置工作原理图J2108A型印刷机收纸装置采用链条传送装置，它主要由收纸滚筒、收纸链图3.3收纸开牙凸轮板机构1－开牙凸轮板2－链轮条及导轨、收纸链轮、收纸牙排咬纸牙开牙凸轮等机构组成。其工作原理见图3.4。俩根（机器俩侧各一条）链条1装在主动收纸链轮9和从动链轮7上，其上有咬纸牙排装在托架2上，当每排牙的牙垫转至与压印滚筒表面相切时（图上A点），在开牙凸轮10的作用下咬纸牙叼住印张并带其运行。当运行到从动链轮7时，咬纸牙上的滚子受到开牙凸轮6的作用打开咬牙，将印张放置在收纸台5上。每排叼纸牙都是在A点叼取印张，在开牙凸轮块6处放纸，在整个链条的运行路线中上下都由导轨4控制。图3.4传送装置工作原理图1-链条2-托架3-滚子4-导轨5-收纸台6、10-凸轮7、8-从动链轮9-主动链轮3.2印张减速装置的设计J2108A型对开单色胶印机的印速可达15000张/小时，其收纸链排传递印张的速度是3.4m/s。如果印张以这样高的速度冲向前齐纸板，在收纸台上是很难使印张堆放整齐的，而且印张前缘容易受冲击而皱折。为此，在收纸部分设有减速装置，使印张的速度最终下降到0.8m/s。3.2.1气动式印张减速装置的设计1）吸气辊纸张制动装置J2108A型对开单色胶印机采用单导轨链条传送印张，叼纸牙在收纸台上方放纸的速度即为链条速度，速度较高。采用吸气辊纸张制动装置，可以进一步降低印张的速度。（1）工作原理图3.5所示为J2108A型对开单色胶印机吸气辊纸张制动装置减速原理图。吸气制动辊3由于气泵吸气使其内部压力低于大气压，并以较慢的速度（比纸张链条的线速度低40%~50%）和与印张运动相同的方向转动，当叨纸牙7带着印张2到达放纸位置时，叨纸牙放纸，印张的尾部被吸气制动辊3吸住，对其产生一个向后的拖力，使印张的速度比收纸链条降低将近50%，并使纸张尾端不致在转弯处飘起，同时吸气制动辊还将印张2与收纸台上面的纸堆之间的空气抽掉一部分，使印张平稳的落在收纸台的纸堆上。图3.5吸气制动辊减速原理图1-收纸链条2-印张3-吸气制动辊4-吸气座5-气量调节阀6-纸堆7-叼纸牙（2）吸气制动辊结构图3.6为吸气制动辊结构图。传动链轮1由收纸链条带动旋转，通过齿轮2（与链轮1同轴）、介轮3、齿轮4使轴5转动，吸气制动辊6装在轴5上，因而吸气制动辊也不断地旋转，且其表面的线速度就是纸张减速后的速度。吸气制动辊6外圆由黄铜制成，上有很多透气孔，内圆装有塑料制成的弧形板13，中间有通气孔。橡胶管7连接气泵真空吸气，通过通气轴8和气量调节阀12对吸气制动辊6抽气。吸气制动辊吸气量的大小可以通过气量调节阀7进行调节，以适应不同的纸张，当印刷小幅面的纸张时，可以关闭俩边外侧不用的吸气制动辊的吸风。另外，整个减速装置可以移动，以适应不同幅面的的印张，如图3.6所示旋转手轮11，则齿轮10在齿条9上滚动，使整个减速装置前后移动，获得所需的工作位置。图3.6吸气制动辊减速机构1-吸气制动辊2-轴3-齿轮4-介轮5-齿轮6-链轮7-气量调节阀8-弧形板9-齿条10-齿轮11-手轮（3）吸气制动辊降速计算由前面的计算可知J2108A型对开单色胶印机收纸传送链条的节距；已知与收纸传送链条啮合的链轮同轴齿轮介轮吸气制动辊直径与其同轴的齿轮所以，链轮Z1的分度圆直径由式（2.4）可有，吸气制动辊与收纸传送链条的减速系数为：（3.7）其中（3.8）（3.9）式中，V1—收纸链条的线速度，V2—吸气辊表面线速度。所以由上述计算结果可知，此降速机构能将纸张速度降低近50%。图3.7吸气制动辊传动简图吸气辊的动力来自收纸输送链轮，因而，吸气制动辊的旋转速度始终与机器的印刷速度保持一定的比例关系，即始终以固定速比降速，完全是同步跟踪。这样，当纸张厚度发生变化时，要想认为地改变吸气制动辊的速度是不可能的，这将会影响收纸的整齐性；还有，这种跟踪方式有可能在机器突然由高速降至低速时，后面的印张送不到位，为了解决这个问题，于是配备了开牙板跟踪机构，使收纸牙排晚开牙放纸。2）风扇在J2108A型对开单色胶印机上要收齐纸张，单靠吸气制动辊减速是不够的，特别是薄纸要求在极短的时间内，第一张纸要立即飘落入收纸台，否则第一张纸还未落下，第一张纸的纸头就顶着了第一张纸的纸尾，使收纸不齐。因此，在收纸台上方安装有风扇，通过均匀向下吹风，使已经释放的正在飘落的纸张因受到向下的压力而减速并快速下降落在收纸台上。风扇风量的大小可以根据机器的速度、印张幅面的大小，特别是纸张的厚度通过调节相应的调节旋钮来调整。另外，风扇不仅可辅助吸气制动辊收齐纸张，还能促进印张通风快速干燥。3.2.2机械式印张减速装置收纸链轮减速的设计为了满足纸张正确交接的要求，当收纸链咬牙排上的咬纸牙位于压印滚筒咬牙交接处和在链轮的圆弧面上时，印张的速度应等于咬纸牙牙垫的圆轴线速度，该速度应等于印刷滚筒表面线速度，也即等于收纸链轮传动齿轮（或压印滚筒的传动齿轮）的分度圆的线速度（见图3.8），即：（3.10）当咬纸牙带着印张进入直线部分运动时，其速度应等于链条的线速度，即等于链轮分度圆线速度：（3.11）式中，ω—传动齿轮的角速度。其中(3.12)已知收纸链轮的分度圆小于传动齿轮分度圆，即(3.13)故(3.14)即链条传送装置通过收纸链条咬纸牙排在收纸链轮上运行和在直线上运行的速差使印张的运动速度降低。印张速度的降低程度可用降速系数ξ1来表示：(3.15)将，代入式(3.15)，有即，通过收纸链条能将纸张的速度降低20%左右。3.2.3印张减速后最终的下降速度（3.16）式中，V3—印张减速后最终的下降速度。将，，代入上式，得(3.17)3.3印张防污平整装置的设计3.3.1印张防污装置的设计在印刷过程中，从压印滚筒开始压印到收纸滚筒开始收纸的时间非常短暂，在这样短的时间内印张上的油墨是不能完全干燥的。因此，在收纸的每个环节上都要采取防污（蹭脏）措施。1）收纸滚筒上的防污装置当压印滚筒把印张交给收纸滚筒时，印张的印刷正面与收纸滚筒表面接触，没有彻底干燥的印刷图文很容易被蹭脏，为此，J2108A型对开单色胶印机采用了星型轮式收纸滚筒。星型轮式收纸滚筒防蹭脏装置如图3.9所示，收纸滚筒不做成实体表面，在圆周方向上装有许多根细长轴，轴上装有许多星型轮。右图是其中一个星型轮放大图剖面。星型轮在长轴上的位置可根据印张上图文的情况进行调节，躲开印张图3.8收纸链轮减速原理图1-主动链轮2-连杆3-咬纸牙4-链条上墨层较厚的地方。这些防蹭脏星型轮不但随收纸滚筒一起转动，还可以自转。图3.9星型轮式收纸滚筒防蹭脏装置1、3－尼龙套2－防蹭脏轮4－轴2）收纸路线上的防污装置除了在收纸滚筒上采用防污措施外，在收纸路线上每个环节都应该考虑防污问题。（1）气垫托纸装置初期的印刷机的印张在收纸牙排带其运动的过程中，在途径的区域设置托纸杆。托纸杆的位置可根据印张图文的位置要求进行调整。托纸杆可用细钢轴或钢条制成。印张由收纸牙排传送至收纸台的过程中，其背面与托纸杆接触，容易使纸的背面蹭脏。J2108A型对开单色胶印机将托纸杆改为气垫托板，在印张传送路线的下方，设置数排气垫托板。如图3.10所示，压缩空气从进气口1进入，经狭窄的出气口3吹出高速气流，气流方向与印张运动方向相反，翼形板4与印张之间形成气垫。根据流体力学原理，印张2将会吸附于翼形板上方，既不会随意飘动，也不会与翼形板接触，这样印张在气垫托持中运行，从而避免背面蹭脏。图3.10收纸路线上的气垫托板1－进气口2－印张3－出气口4－翼形板（2）采用喷粉装置在J2108A型对开单色胶印机上，特别是对于使用铜版纸和印刷大墨量画面的精致印刷品时，印品进入收纸台时油墨还未完全干燥，一经堆积，会造成印品之间的黏连，使纸张画面损坏或纸张背面粘脏。为此，印刷机收纸台上方装有喷粉装置，在印品表面喷上一层极薄的细小粉末，使油膜与印品表面不发生直接接触。另外，含有干性燥油的胶印油墨的氧化干燥无需附加装置，直接通过与空气中的氧气发生分子键合来完成。为此，被印到纸张上的墨层在收纸堆上应得到充足的氧气。通过喷粉可增加纸张之间的必要空隙，这样氧气就可在纸堆见扩散，加速干燥。喷粉可避免印张背面蹭脏，防止印张之间的黏结，还有助于纸堆的干燥。喷粉装置主要由气泵、配气阀、喷粉杯、烘干装置、喷粉管等。其中，气泵为喷粉提供吹风风力；配气阀按要求时开、时闭，打开时供气，完成喷粉，关闭时停止供气，喷粉也随即停止，从而实现间歇喷粉，以便将粉全部喷在印品上，而在收纸链排经过时不喷粉，否则收纸链排就要沾满粉潮，因为潮湿的粉不易形成雾状喷出，且易堵塞管道；喷粉杆上装有多个喷嘴，将粉喷到印品上。3.3.2印张平整装置的设计要使印张在收纸板上堆放整齐，则纸张本身要平整，否则，再好的理纸机构也难理齐。在印刷过程中，印张经过滚压牢牢地吸附于橡皮滚筒上，压印滚筒咬纸牙要用较大的力才能从橡皮滚筒上把它揭下来，一方面纸张在咬纸牙拉力作用下有点伸展，另一方面又随橡皮滚筒的圆弧旋转。这样当纸张脱离橡皮滚筒后就会形成曲率很大的弯曲半径，引起印张弯曲变形成为凸起的形状。这样，当印张落到收纸台上时，使纸堆中央凸起，不易齐整。为此，J2108A型对开单色胶印机在收纸部分设置印张平整装置印张平整装置如图3.11所示，印张平整器利用强力的吸风，迫使纸张在运动过程中朝卷曲的反方向反翘，使印张拉直理平，消除原有的内应力，达到收齐纸张的目的，以实现高速印刷。图3.11印张平整装置1-平整器圆辊2-印张3.4小结本章对收纸装置的传送装置、减速装置以及印张平整装置的主要机构进行了尺寸计算，并对它们各自的工作原理进行了分析。

4收纸装置收纸台理纸机构设计收纸台的作用是堆积已经完成印刷而输出的纸张，对其主要技术要求是：（1）有一定的堆积容量和相应的承载力；（2）随着印张落放高度的增加，收纸台应能相应自动下降；（3）为缩短辅助时间，收纸台应能快速升降；（4）应便于安放晾纸架，以适应高速及精细印刷；（5）纸张在收纸台上应堆放整齐；（6）必要时收纸台可有手动升降。为此，收纸台上设有理纸机构和升降机构。J2108A型印刷机收纸装置收纸台上的理纸机构也称为齐纸机构，包括前齐纸机构、侧齐纸机构和后挡板，作用是把落到收纸台上的印张闯齐。侧齐纸机构由俩侧齐纸板组成，它们作往复相向运动，将纸堆的俩侧理齐。前齐纸机构中的前齐纸挡板作少量的前后摆动，与固定不动的后挡板配合，将纸堆的前后理齐。4.1侧齐纸机构尺寸的设计侧齐纸机构主要是由收纸链轮、偏心轮、滚子、摆杆、斜面凸块、拉簧、压簧、紧定螺钉、导轨以及侧齐纸板组成。（1）收纸链轮这里的收纸链轮也叫从动链轮，由于其与主动链轮等径，所以其分度圆直径D4为：（2）偏心轮这里的偏心轮为偏心轮，与收纸链轮固连，其作用是随着收纸链轮的转动带动自身的转动，通过凸轮的升程来确定侧齐纸板的往返推程。其圆心与收纸链轮圆心的偏心距及偏心轮的直径。（3）滚子这里的滚子有俩个，滚子1与摆杆相连，同时与偏心轮相接触，其作用是随着凸轮的转动来带动摆杆的摆动。其直径。滚子2与摆杆上的斜面凸块相接触，同时与侧齐纸板相接触，其作用是随着斜面凸块的移动来带动侧齐纸板的往复运动。其直径。（4）摆杆摆杆的一端由固定铰支链约束，与收纸链轮圆心的相对水平距离，竖直距离，摆杆的长度。（5）拉簧拉簧的一端由固定铰支链约束，另一端与摆杆相连，其作用是拉动摆杆恢复原来的位置。与收纸链轮圆心的相对水平距离，竖直距离，拉簧自然状态下的长度。（6）压簧压簧的作用是辅助侧齐纸板的往复运动。自然状态下的长度。（7）紧定螺钉紧定螺钉是用来固定侧齐纸板和套的，其作用是通过拧开，就可移动侧齐纸板以与纸张的宽度相适应，调好后拧紧该螺钉即可。（8）导轨导轨的宽度。（9）齐纸板齐纸板直接与纸张接触，其长,宽，厚度。（10）挡纸板轴挡纸板轴的直径，其长度。4.2前齐纸机构如图4.2所示，为前齐纸机构的局部图，它主要由前齐纸轴、前齐纸板、前齐纸、锁紧螺母等组成，通过前齐纸的前后来回运动来进行齐纸，与侧齐纸相互配合，达到齐整纸张的目的。图4.1侧齐纸机构结构图1-拉簧2-偏心轮3-导轨4-轴套5-轴架6-套筒7-挡纸板轴8-挡圈9-轴套10-压簧11-阶轴12-摆动块13-挡纸板座14-齐纸板图4.2前齐纸机构局部图4.3J2108A型对开单色胶印机理纸机构工作原理J2108A型对开单色胶印机齐纸机构工作原理如图4.2所示，俩个收纸链轮5的俩侧都固连着一个偏心轮1，滚子2与其相接触使摆杆3摆动，摆杆3上的滚子4又推动档杆6，从而使前齐纸挡板7左右（机器上为前后）摆动，与此同时，摆杆3上的斜面凸块10推动滚子13使侧齐纸板11前后（机器上为左右）往复运动。压簧9使挡杆6与滚子5保持接触，手柄8下转时，可使前齐纸挡板倾倒，便于操作人员从纸台上取样检查。后齐纸纸板15和吸气辊14的支架固连在一起，静止不动，但其前后位置可根据纸张长度进行调节。侧齐纸纸板的位置，可根据纸张的宽度进行调节。图4.3齐纸机构工作原理图1-偏心轮2，4，13-滚子3-摆杆4-偏心轮5-收纸链轮6-挡杆7-前齐纸挡板8-手柄9-压簧10-斜面凸块11-侧齐纸板12-撑簧14-吸气辊15-后齐纸板4.4小结本章对收纸台的理纸机构进行了设计，对侧齐纸机构进行了具体的尺寸计算，分析了侧齐纸机构与前齐纸机构的工作原理。5收纸装置收纸台升降机构的优化设计J2108A型对开单色胶印机采用的是可自动升降的收纸台，其优点是印张容量大，并且具有快速升降、手动升降和根据纸堆高度自动下降等性能。如图5.3所示为J2108A型对开单色胶印机收纸升降机构的结构图。它采用悬臂式[16][17][18]。5.1链轮的设计计算1）小链轮小链轮的齿数Z5为12，链条选用16A型，查表3.1可得该链条的节距t1为25.4mm，将以上数据代入式（3.3），则该链轮的分度圆直径D6为：齿顶圆直径的计算公式为：（5.1）式中，d—链轮的分度圆直径，t1—链轮的节距，d1—链轮的滚子直径。查表3.1，可得该链轮的滚子直径为：齿根圆直径的计算公式为：（5.2）将相应的数据分别代入式（5.1）和式（5.2），可得链轮的齿顶圆直径，与齿根圆直径。2）链轮1由于与小链轮同轴且型号完全相同，那么链轮的齿数，分度圆直径。3）链轮3与链轮4该链条的节距t为25.4mm，链轮3与链轮4的齿数Z3与Z4均为6，将以上数据代入式（3.3），可得这俩个链轮的分度圆直径D3与D4为：查表3.1，可得链轮3与链轮4的滚子直径均为：将相应的数据分别代入式（5.1）和式（5.2），可得链轮3的齿顶圆直径，与齿根圆直径。链轮4的齿顶圆直径，与齿根圆直径。链轮3圆心与链轮1圆心的相对水平距离，竖直距离；链轮4圆心与链轮1圆心的相对水平距离，竖直距离。5.2蜗轮、蜗杆的设计计算1）蜗轮蜗轮的齿数Z6为30，分度圆的直径D7为120mm。蜗轮的几何尺寸计算公式为：（5.3）式中，Z6—蜗轮的齿数，m—蜗轮的模数，D7—蜗轮的分度圆直径。将，代入式（5.3），可得蜗轮的模数m为：GB1356—88规定了齿顶高系数ha*与顶隙系数c*的标准值：（1）正常齿制当mm时，，。当mm时，，。（2）短齿制因，那么可得蜗轮的齿顶高系数ha*与顶隙系数c*分别为，。齿顶圆直径的计算公式为：（5.4）式中，z—蜗轮的齿数x—蜗轮的变位系数齿根圆直径的计算公式为：（5.5）不采用变位的蜗杆蜗轮传动，因而取将相应的数据分别代入公式（5.4）和式（5.5），可得蜗轮的齿顶圆直径，与齿根圆直径。2）蜗杆由于蜗杆传动的中间平面上相当于齿轮和齿条传动，因此要满足相当于齿轮齿条正确啮合的条件，即：在中间平面内，蜗杆和蜗轮的模数相等。这里蜗杆的头数为2，由蜗杆的模数，查表5.1，可得蜗杆的分度圆直径。蜗杆的直径系数的计算公式为：（5.6）将mm，mm代入式（4.6）可得蜗杆的直径系数q为：表5.1蜗杆分度圆直径D8与其模数m的匹配标准系列（摘自GB10085-88）(单位：mm)m11.251.622.53.15456.381012.5D8182020(18)(22.4)(28)(31.5)(40)(50)(63)(71)(90)22.42835.5405063809011222.428(28)(35.5)(45)(50)(63)(80)(100)(112)(140)35.545567190112(140)160200注：括号中的数字尽可能不采用蜗杆的齿顶高系数ha*与顶隙系数c*也分别为，。齿顶圆直径的计算公式为：（5.7）齿根圆直径的计算公式为：（5.8）将相应的数据分别代入式（5.7）和式（5.8）可得蜗杆的齿顶圆直径，与齿根圆直径。5.3齿轮的设计计算1）齿轮1齿轮分度圆直径的计算公式为：（5.9）式中，Z7—齿轮1的齿数，m1—齿轮1的模数，D9—齿轮1的分度圆直径。齿轮1的齿数Z7为21，从表5.2中选择该齿轮的模数m1为5mm，并将它们带入公式（5.9），可得齿轮1的分度圆直径。齿顶高的计算公式为：（5.10）式中，m—齿轮的模数，ha—齿顶高。表5.2标准模数系列（GB1357-87）(单位：mm)第一系列0.10.120.150.20.250.30.40.50.60.81.522.53345681012163240第二系列0.350.70.91.752.252.75(3.25)3.5(3.75)4.579(11)14182228(30)3645齿根高的计算公式为：（5.11）式中，hf—齿根高。因，那么可得齿轮1的齿顶高系数ha*与顶隙系数c*分别为，。将相应的数据分别代入式（5.10）和式（5.11），可得齿轮1的齿顶高，与齿根高。齿顶圆直径的计算公式为：（5.12）式中，d—齿轮的分度圆直径，da—齿轮的齿顶圆直径。齿根圆直径的计算公式为：（5.13）式中，df—齿轮的齿根圆直径。将相应的数据分别代入式（5.12）和式（5.13），可得齿轮1的齿顶圆直径，与齿根圆直径。2）齿轮2齿轮2与齿轮1啮合，齿轮中的模数已标准化，渐开线直齿轮圆柱齿轮传动的正确啮合条件为模数相等，则齿轮2的模数也为5mm。该齿轮的齿数Z8为14，结合式（5.9），可得齿轮2的分度圆直径D10为：齿轮2的齿顶高系数ha*与顶隙系数c*也分别为，。将相应的数据分别代入式（5.10）和式（5.11），可得齿轮2的齿顶高，与齿根高。将相应的数据分别代入式（5.12）和式（5.13），可得齿轮2的齿顶圆直径，与齿根圆直径。3）齿轮3齿轮3的齿数Z9为24，从表5.2中选择该齿轮的模数m2为4mm，结合式（5.9），可得齿轮3的分度圆直径D11为：因，那么可得齿轮3的齿顶高系数ha*与顶隙系数c*分别为，。将相应的数据分别代入式（5.10）和式（5.11），可得齿轮3的齿顶高，与齿根高。将相应的数据分别代入式（5.12）和式（5.13），可得齿轮3的齿顶圆直径，与齿根圆直径。4）齿轮4齿轮4与齿轮3啮合，齿轮中的模数已标准化，渐开线直齿轮圆柱齿轮传动的正确啮合条件为模数相等，则齿轮2的模数也为4mm。该齿轮的齿数Z10为14，结合式（5.9）可得齿轮2的分度圆直径D12为：齿轮4的齿顶高系数ha*与顶隙系数c*也分别为，。将相应的数据分别代入式（5.10）和式（5.11），可得齿轮4的齿顶高，与齿根高。将相应的数据分别代入式（5.12）和式（5.13），可得齿轮4的齿顶圆直径，与齿根圆直径。5.4轴、滑轨、收纸台的设计1）轴（1）轴1轴1的长度，直径。（2）轴2轴2的长度，直径。（3）轴3轴3的长度，直径。2）滑轨滑轨的长度，宽度。3）收纸台由于可印刷卷筒纸的最大长度为500mm，且除了放置卷筒纸外，还应留有一定的空间，所以收纸板的长度a定为：由于最大进纸宽度为450mm，同样除了放置卷筒纸外，还应留有一定的空间，所以收纸板的宽度b定为：5.5升降机构工作原理电动式升降机构原理图如图5.2所示，也称探测式纸台升降机构，它是由收纸台上纸堆高度来控制收纸台自动下降的。收纸台可以对以下三种情况进行控制。1）收纸台自动下降在操作面边的侧齐纸板上装有微动开关，纸张堆积到一定高度，触动微动开关，电机1的电路接通而转动，经齿轮2、3、4、5、蜗杆6、蜗轮7、链轮8、链条9，使收纸台10下降。当纸堆与微动开关脱开后，电机停转，完成一次下降过程。为防止由纸堆量变化引起每次下降距离的过多变化，在与电机的连接轴上，装有制动器，以消除纸堆惯性。2）收纸台快速下降当收纸台上的纸堆达到一定高度需要更换纸台时，需要将收纸台降下，在更换纸台后又需将空纸台上升到收纸台的工作高度，此时需要连续快速升降纸台。为此，在收纸部位设有连续升降的电动按钮（如图5.1所示），按住相应的按钮使电机1正转或倒转，即可实现收纸台的连续升降。为保证安全，在导轨的上部和下部，均设有限位开关。当收纸台升到最高位或降至最低位时，与限位开关相接触，使电机停转。图5.1J2108A型印刷机操作面板局部图3）收纸台手动升降在某些情况下，如发生临时停电而需放下收纸台拉走纸堆时，就需要手动升降装置。手动升降是通过用人工摇动相应的手柄15，手柄所摇动的轴与纸台升降电机同轴，则通过同样传动路线可实现收纸台的手动升降。手动升降装置与电动升降装置能够互锁，否则当操作人员正在摇动手柄时，突然来电或按动某个按钮电路闭合使电机快速启动，手柄将会突然快速旋转甚至甩出，伤及操作人员而发生工伤事故。互锁装置的工作原理如下：在某个部位设置一个微动开关，当需要手动升降时，就会碰到这个微动开关，从而切断了收纸升降电机的电源，使电机不能工作；当不需要手动升降时，微动开关复位，电机恢复正常的工作状态。具体如图5.2所示，在电机1的轴端有盖板，打开盖板，有一限位开关切断电机的控制电路，保证电机不能工作。此时可将手柄15插入孔内，直接转动电机轴，使收纸台升降。取下手柄，转动盖板盖住插孔，恢复电机正常工作状态。图5.2电动式收纸台升降机构1-电机2、3、4、5-齿轮6-蜗杆7-蜗轮8-链轮9-链条10-重锤11-导轨12-导向件13-收纸台14-限位开关15-手柄图5.3电动式收纸台升降机构结构图5.6小结J2108A型对开单色胶印机升降机构采用的悬臂式结构经常会出现卡死的现象以及悬臂支架断裂的情况。为了克服这一弊病，本改进设计不采用悬臂式结构，而是由链轮和4根链条吊挂一大钢板，推纸车可直接推入或拉出。优点是负载大，升降更加平稳，不仅结构简单，可靠性也大大提高，操作更加方便。6升降机构SolidWorks动态仿真为了立体的呈现升降机构的结构及工作原理，采用SolidWorks对其进行动画仿真。6.1零部件的立体建模确定各零部件的尺寸→打开SolidWorks→选择“零件图”选项→选择一草图基准面→分别对各零部件进行立体建模并保存6.2装配体的生成确定装配体中各零部件之间的相互配合关系及空间布局→选择“装配图”选项→选择“插入零部件”工具，依次将各零部件插入→选择“配合”工具，根据零部件之间的不同配合关系，可通过标准配合、高级配合以及机械配合依次对各个零部件进行配合→生成装配体（如图6.1所示）6.3升降机构的动态仿真选择运动算例→给生成的装配体