设计平台印刷机的版台的传动机构说明书092.docx

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设计平台印刷机的版台的传动机构说明书092

成绩

中国农业大学

机械原理课程设计报告

（2007-2008学年夏季学期）

设计题目平台印刷机主传动系统设计

学院工学院

专业年级

姓名学号

指导教师姚海蓉

本科生课程设计任务书

2010—2011学年夏季学期

工学院车辆工程专业

姓名学号

课程设计名称：

机械原理课程设计

设计题目：

平台印刷机主传动系统设计

完成期限：

自2011年6月27日至2011年7月6日共1.5周

一、设计参数

印刷生产率2000/张；

版台行程长度730mm;

压印区段长度440mm;

滚筒直径232mm;

电动机功率1.5kw,转速940r/min;

二、设计任务

1、绘制整机工作的运动循环图

2、设计减速系统

设计减速传动系统。

电机转速

=940r/min，要减到工作频率，试确定传动方案及传动比大小，绘制简图。

设计齿轮传动。

3、设计版台传动系统

设计运动方案，绘制机构示意图。

设计机构尺寸，绘制机构运动简图。

机构运动分析，打印结果数表，绘制输出构件的位移、速度、加速度图。

4、设计滚筒传动系统

设计运动方案，绘制机构示意图。

设计机构尺寸，绘制机构运动简图。

机构运动分析，打印结果数表，绘制输出构件的转角，角速度，角加速度图。

三、要求

1、设计报告正文中必须包含

必要的图示说明、解析式推导过程

编制程序的流程框图

解析式与程序中的符号对照表

源程序清单

打印结果（含量纲的数表、图形）

2、设计报告格式要求

word文档打印设计报告（用语规范，标点符号正确，无错别字）

C语言程序（或其它）进行运动分析与受力分析

excel（或其它）打印数表与曲线

cad、flash/PPT（或其它）

绘制机构运动简图

Inventor（或其它）表现三维效果——选做

3、课程设计报告装订顺序

统一格式封皮

统一格式任务书

统一格式目录

统一格式正文

设计总结（心得体会、建议等——言简意赅）

统一格式参考文献

四、参考文献

参阅《机械原理辅助教材》中所列参考文献

五、设计进度建议

第一周：

周一：

讲课，布置设计题目，课程设计实习

周二~周四：

查阅资料，绘制运动循环图，拟定运动方案，绘制机构运动简图

周五~周日：

机构设计和分析，推导解析式，编制程序

第2周：

周一~周二：

编制程序，上机调试，设计报告定稿

周三：

交设计报告，答辩

指导教师（签字）：

系主任（签字）：

批准日期：

年月日

一、平台印刷机主传动系统的功能要求

1、总功能要求

实现将往复直线移动的铅板上凸出的痕迹借助于油墨压印到做圆周运动的滚筒表面的纸上。

2、工作原理及工艺动作分解

平台印刷机的工作原理及工艺动作分解如下图1。

机器是由一台电动机驱动。

运动由电动机经过减速装置后分成两路，一路经过传动机构Ⅰ带动版台做往复直线运动，另一路经传动机构Ⅱ带动滚筒做连续回转运动。

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，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。

第一与第三区段是极其短暂的。

二、整机方案

1、工作示意图

图表1

2、总体机构简图

主视图

图表2

3、整机工作循环图

角度

17°~233°

360°~377°

版台

印刷

收纸

回程

着墨、送纸

滚筒及齿轮

连续转动

图表3

三、设计减速系统

在该设计中，采用的电动机功率为1.5KW，转速为940r/min。

低速型平台印刷机要求实现的生产率为2000张/小时，即平均每分钟印32张左右，则曲柄滑块机构中的曲柄的转速应为32r/min。

减速装置的减速传动比应该在28~29之间。

根据此情况确定减速装置分为三级，第一级为带传动，减速传动比为4，第二级采用单级齿轮减速，传动比为4，第三级采用单级齿轮减速，减速比为1.79，总减速传动比确定为28.64。

实际因为重力、摩擦等外界因素的影响，传动比会在28.64小范围内波动，可以符合设计要求。

1、第一级减速系统

1.1皮带轮传动

图表4

1.2链条传动

图表5

2、第二、三级减速系统

直齿轮传动

图表6

四、设计版台传动机构

1、方案一曲柄滑块-齿轮齿条组合机构

图表7

2、方案二曲柄摇杆-齿轮齿条组合机构

图表8

通过摇杆的摆动控制齿轮的左右移动，这种机构类似于六杆机构，加工比较容易，有急回，但是不宜用于高速。

机构分析的计算比较复杂。

曲柄部分会承受很大的力，这对曲柄的材料就有一定的要求。

五、方案的选定

1、减速系统方案的比较

皮带轮传动的特点：

带传动是一种常用的、成本较低的动力传动装置。

带传动具有传动方便、简单、平稳、噪声低、能远距离传动，能改变方向、清洁（无需润滑）的特点，具有缓冲减振和过载保护作用，并且维修方便，传动比一般不超过3—5。

与链传动和齿轮传动相比，带传动的强度较低，疲劳寿命较短。

然而，对于传动带强力层材料的改善，如采用钢丝、尼龙、聚酯纤维等，带传动也可用于某些只有链传动或齿轮传动才适合的动力传输。

链条传动的特点：

链传动（传动设备）是属于带有中间扰性的啮合传动。

与属于摩擦传动的带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，因而能保持准确的传动比，传动效率较高；又因链条不需要象带那样张得很紧，所以作用于轴上的径向压力较小；在同样使用条件下，链传动结构较为紧凑。

同时链传动能在高温及速度较低的情况下工作。

与齿轮传动（传动设备）相比，链传动的制造与安装精度要求较低，成本低廉；在远距离传动（中心距离最大可达十多米）时，其结构比齿轮传动轻便得多。

链传动的主要缺点是：

在两根平行轴间只能用于同向回转的传动；运转时不能保持恒定的瞬时传动比；磨损后易发生跳齿；工作时有噪声；不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用。

综合以上，从安全性、成本以及噪音等方面考虑，采用带轮传动。

2、版台传动系统的选用

通过上述对两版台传动机构的分析，综合考虑优缺点后，最终确定版台的传动系统采用方案二。

采用曲柄滑块机构，他的下齿条是固定的，上齿条是双面移动的，齿条侧面连接版台，齿条上面是与滚筒同轴的定轴齿轮，齿轮的分度圆与滚筒外筒大小相等，一保证滚筒与行程的匹配，整个过程中滚筒和版台没有相对速度，滚筒连续转动。

六、尺寸的设计

1、皮带轮的尺寸设计

轮1采用φ200mm，轮2采用φ800mm，这样第一级减速系统的传动比为

i=4

2、第二级减速系统的齿轮尺寸设计

齿轮模数m=9

齿数Z2‘=20Z3=80，第二级减速系统的传动比为

i=4

3、第二级减速系统齿轮的参数计算

图表9

输出结果为：

r2’=90.000000,r3=360.000000,m=9.000000

Z2’=20.000000,z3=80.000000

ra2’=99.000000,ra3=369.000000

rf2’=78.750000,rf3=348.750000

a=450.000000

ha2’=9.000000,ha3=9.000000

hf2’=11.250000,hf3=11.250000

h2’=20.250000,h3=20.250000

s=14.130000

4、第三级减速系统的齿轮尺寸设计

齿轮的模数m=10

齿轮齿数Z3‘=24，Z4=43

第三级齿轮的传动比i=1.79

5、第三级减速系统齿轮的参数计算

图表10

输出结果为：

r3’=120.000000,r4=215.000000,m=10.000000

Z3’=24.000000,z4=43.000000

ra3’=130.000000,ra4=225.000000

rf3’=107.500000,rf4=202.500000

a=335.000000

ha3’=10.000000,ha4=10.000000

hf3’=12.500000,hf4=12.500000

h3’=22.500000,h4=22.500000

s=15.700000

6、校核直齿轮传动

第二、三级直齿轮连续传动条件：

ε

=1/2

【Z1（tanαa1-tanα）+Z2（tanαa2-tanα）】>1。

经检验可知，满足该条件，即上述齿轮能够连续传动。

7、版台传动系统的设计

如图表11所示，AB=150mm，BC=250mm，偏心距e=80mm。

七、运动分析

1、建立数学模型

图表11

AB的长度为

，BC的长度为

，偏心距为e，

为

所求的版台的物理量应该是C点的二倍。

2.Excel运算结果

2.1结果数表

角度（。

）

位移（mm）

速度（m/s）

加速度（m/s2）

0

773.7088

0.339382

-6.03781

10

783.6587

0.044371

-5.73505

20

778.6152

-0.23429

-5.35535

30

759.746

-0.48464

-4.6946

40

728.8075

-0.69615

-3.81142

50

688.0521

-0.86044

-2.77996

60

640.0913

-0.97227

-1.6881

70

587.7074

-1.03049

-0.63116

80

533.6199

-1.03869

0.299642

90

480.2389

-1.00503

1.032528

100

429.4599

-0.94082

1.529105

110

382.5541

-0.8583

1.790408

120

340.1807

-0.76839

1.851995

130

302.499

-0.67922

1.771098

140

269.3275

-0.59578

1.612325

150

240.2985

-0.52035

1.437024

160

214.9787

-0.45328

1.297856

170

192.9519

-0.39367

1.237582

180

173.8703

-0.33985

1.290359

190

157.4897

-0.28951

1.484247

200

143.7044

-0.23961

1.844249

210

132.5962

-0.18584

2.395509

220

124.5261

-0.12155

3.165848

230

120.3072

-0.03554

4.184042

240

121.5321

0.091684

5.460217

250

131.1179

0.291798

6.906413

260

153.8226

0.599572

8.131977

270

195.2445

0.999162

8.310122

280

257.4098

1.370321

6.902514

290

335.3038

1.591489

4.484844

300

420.2856

1.647005

1.92012

310

504.6689

1.575698

-0.36702

320

582.887

1.415648

-2.2579

330

651.0693

1.194136

-3.73612

340

706.5592

0.931213

-4.80896

350

747.6369

0.643248

-5.48838

360

773.3834

0.344841

-5.78984

图表12

2.2版台的速度曲线

图表13

2.3版台的加速度曲线

图表14

2.4版台的位移曲线

15图表

八、总结

十几天的课程设计结束了，在这次的课程设计过程中，我学到了一些除技能以为的其他东西，领略到了别人在处理专业技能问题时显示出的优秀品质，懂得了人与人合作的必要性，使自己在处理问题方面更加成熟。

俗话说完事开头难。

当我们刚接触到这一课题时，我们对它的了解很少，甚至一度我们想要放弃这个方案，可是想到任何事情都不是可以随便完成的，于是我们通过图书馆的书籍和网上查询了解到该机构是如何工作的，各个机构之间的相互配合。

我们把版台传动和滚筒传动分为两个部分，由于在设计过程中需要很多的计算，我们将计算分为几部分，之后我们分工合作，相互配合，完成了实验方案。

在学习过程中，由于很多的知识在上课中并没有涉及到，所以我们学习了很多书本外的知识，也更熟练的掌握了一些常用软件的使用。

在处理数据的过程中，我深知耐心的重要性，由于我的粗心马虎，我几次的数据处理都出现了问题，与同组组员的数据不能想匹配。

在修改了若干次后，我终于合理地处理了数据。

在这次的实践过程中，我获益匪浅。

当然，我也发现自己很多的知识掌握的还不是很好，很多都还是为了考试而学习的，并没有掌握其根本，这也为我以后的学习敲响了警钟。

通过这一次的课程设计，在以后的学习中，我一定要戒骄戒躁，虚心认真，要永远记住一句话：

态度决定一切。

九、参考文献

《机械原理课程设计手册》牛鸣崎、王报民、王振甫编著重庆大学出版社2001年

《机械原理与机械设计实验指导书》周链主编化学工业出版社2006年

《机械设计课程设计》许瑛主编北京大学出版社2008年