半自动盖章器机械原理说明书.docx
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半自动盖章器机械原理说明书
机械原理课程设计说明书
设计题目半自动盖章器
学院机电与信息工程学院专业机械工程及自动化
班级机械10-1班学号1010430130
学生姓名王亚琨
指导教师郑晓雯
完成日期2012年7月7日
中国矿业大学（北京）
1、机器简介……………………………………………………………………………3
1.1问题提出或工程背景…………………………………………………..3
1.2所设计机器的功能简介………………………………………………..3
1.3设计条件和相关设计参数…………………………………………….3
1.4要完成的设计任务………………………………………………………..5
2、执行机构设计……………………………………………………………………..5
2.1设计方案论证……………………………………………………………….5
2.1.1设计思路…………………………………………………………...5
2.1.2运动方案的比较和选择…………………………………….7
2.1.3最终整体方案的结构简图…………………………………8
2.2机构运动分析……………………………………………………………….9
2.3计算结果分析和讨论…………………………………………….……..9
2.4对运动方案的修正和说明…………………………………………..10
3、设计小结…………………………………………………………………………....11
4、参考文献…………………………………………………………………………….11
1、机器简介
1.1问题提出或工程背景
单位、学校、企业，在这些地方常常需要工作人员对一些文件、证件等盖章，而且有时候工作量很大，这样的工作量实在太耗费工作人员的体力。
现在，随着科学技术的发展，各种全自动盖章机出现了，因为它们，人们的工作量大大减少。
可是，对于那些规模很小的公司、个人、团体等，花大价钱购进自动盖章机用处不是特别大，而且会增大成本。
这对那些刚刚成立，资金还很缺乏的小公司反而成为一种负担。
所以，发明一种原理简单、操作简便、成本低廉的盖章机，针对这些特殊的群体，也会有很大的市场。
1.2所设计机器的功能简介
本人所构想的半自动盖章机的功能就是盖章，原动力来自人工手动，通过摇动手轮使印章上下运动，从而达到盖章的目的。
在小批量盖章情况下节省人员体力的消耗。
1.3设计条件和相关设计参数
一、设计条件
1、半自动盖章器的基本原则是少投入，高质量，低价格。
2、适用范围应该广泛，学校、单位、公司、个人等。
3、结构简单，方便拆除，清洗。
4、所用材料应满足绿色环保，安全卫生，达到国家环保及卫生要求。
5、外表美观。
二、相关设计参数
零件
参数
杆1′的长度
L1=55mm
杆2的长度
L2
杆4′的长度
L4=55mm
杆5的长度
L5
滑块3上安装搓纸轮后的总高度
h1=45
滑块6上安装印章后的总高度
h2=90
齿轮1的齿数
Z1=36
齿轮2的齿数
Z2=36
齿轮1的分度圆直径
d1=120mm
齿轮4的分度圆直径
d4=120mm
机架O1O2距水平面的高度
H=400mm
底座的倾斜角
α=6°
底座净高度1
δ1=40mm
底座净高度2
δ2=75mm
搓纸轮的半径
r=15mm
1.4要完成的设计任务
设计完成机构的执行部分，画出示意图，并标明各部分尺寸。
2、执行机构设计
2.1设计方案论证
2.1.1设计思路
印章的垂直运动有多种设计方案，以下为印章运动部分机构的三种方案。
方案编号
机构示意图
及工作原理
方
案
一
轮1上装有手柄，轮1的转动带动其上的凸轮结构转动，通过带动杆2、滑块4的运动，最终实现杆3的上下运动，杆3末端设置一个安装印章的装置，从而实现印章的垂直运动。
方
案
二
杆1与手柄相连，转动手柄，杆1做圆周运动，带动杆2运动，最终带动滑块3做垂直运动（杆3的运动轨道设置为垂直方向），3的底部设计了印章安放装置，即可实现印章的垂直运动。
方
案
三
杆1与手柄相连，转动手柄，带动杆2、3、4运动，最终带动滑块5上下移动，同方案二一样，滑块5的底部也设计有印章安放结构，最终实现印章的垂直运动。
2.1.2运动方案的比较和选择
方案
优点
缺点
方
案
一
结构比较简单，节省材料，绿色环保
方案一中涉及到凸轮结构，凸轮设计复杂，制作成本高，高副的地方易磨损。
稳定性低
方
案
二
结构简单，制作方便，成品体积小，便于携带。
盖章时，印章对纸张的冲力较小，不易损坏印章。
稳定性不高
方案三
稳定性比方案2高
结构简单，成品体积大，占用空间大。
经过对以上三种方案的优缺点比较，根据实际需要，最终选用方案二。
2.1.3最终整体方案的结构简图
根据最终选定的方案二，绘制整体机构图，如下图所示。
齿轮4与手柄相连，转动手柄，齿轮上的杆4′同齿轮一同转动，带动杆5运动，最后实现印章的垂直运动。
齿轮4的转动带动齿轮1同时转动，杆1′随着齿轮1转动，以相同的原理带动搓纸轮运动。
安装杆1′时，使杆1′位于与杆2重叠位置（即搓纸轮距水平面距离最大的时候）时，杆4′恰好位于与杆5拉直在同一直线位置（即印章距水平面最低处）处，这样可以避免盖章时同时搓纸的缺陷。
另外，搓纸轮处装有一小型电动机带动其运动，靠与纸张的摩擦力实现分纸功能。
2.2机构运动分析
根据已经确定的设计参数，该机构还需计算的数据有机构自由度F、杆2、杆5的长度，齿轮1与齿轮4的传动比i41。
1）自由度F的计算：
由文献[1]P.20式（1.3）可得该机构的自有度为：
F=3n-2p5-p4=3×6-2×8-1=1
2）杆2的长度L2
L2=H-δ1-d1／2-h1=（400-40-120／2-45）mm=225mm
3）杆的长度L5
L5=L2＋h1＋d1／2－（d1／2＋d4／2）tan6°-d4／2-h2=225＋45＋120／2－﹙120／2＋120／2﹚tan6°-120／2-90=167mm
4）传动比i41
i41=Z1／Z2=36／36=1
2.3计算结果分析和讨论
优点
（1）设计结构简单，能耗低；
（2）设计制造简单；
（3）齿轮结构传动较平稳。
缺点
（1）由于机械机构简单，故精确度不高；
（2）由于知识限制，分纸部分只用了搓纸轮，可能会出现分出的纸张大于一页的情况，而且搓纸轮将纸张搓出后还需人工将纸张抽出。
改进
可以在搓纸轮搓出纸张后采用已经研究出的分离轮对纸张进行分离；
2.4对运动方案的修正和说明
1.由于知识水平的限制，对于底座弹簧的具体设计及受力没有提出具体方案，但我相信现代的设计应该可以解决的问题。
2.由于当前知识的限制，没有选用更加合适的材料，与外观的设计
3.这个设计还比较粗糙，关于各个零件的材料及所需的力学性能没有给出。
4我只是给出了我自己的设计思路，很多可行性没有考虑到，对机构实际的运动情况没有具体了解。
3、设计小结
课程设计是机械制造及自动化专业必不可少的重要课程，它不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。
通过这次课程设计使我明白了自己对专业知识的掌握还是不够。
今后要学习的东西还很多。
在这五天的时间里，我努力寻找资料，发挥自己的想象，最终设计出这样的产品来，不论这个产品是否合格，但是设计的过程却让我收获颇多。
在这段时间里，在锻炼我能力的同时，我也发现了自己的很多不足。
我明白了学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。
我也懂得了知识必须通过应用才能实现其价值！
有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学到的东西。
由于第一次进行课程设计，难免会出现一些问题，还希望老师给指导斧正。
4、参考文献
[1]申永圣.机械原理教程.北京：
清华大学出版社，2005.12（2007重印）
附录：
1、****发改局《关于*******迁建工程项目建议书的批复》
2、****村镇建设管理所《*******迁建项目用地红线》
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