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1、课设目 录一、设计背景和目的 2二、设计要求和数据 31、工作原理及工艺动作过程 32、原始数据和设计要求 43、运动方案构思提示 4三、机构方案比较及选择 4四、总体设计 61、电机选择 62、系统运动循环图 7五、机构尺寸设计 71、齿轮的设计 72、凸轮设计 8六、总结 13参考文献： 14一、设计背景和目的随着我国国民经济的快速稳步发展，各行各业取得了飞速发展。产品打印标签，到目前为止还主要以人工操作为主，生产效率低下。限制了产品生产率的提高。这也与现代化生产要求不符。因此根据包装行业需求和发展趋势，设计高质量、高可靠性的全自动刚才打捆机，已非常必要，且形势紧迫。该设计目的就是要设计出

2、能够实现自动送料、打印、输出的自动打印机构。个步骤之间运动配合良好，传动效率高，打印速度快且机构稳定性高。二、设计要求和数据1、工作原理及工艺动作过程1）功能及设计要求2）总功能要求：在产品上打印记号3）工作原理及工艺动作分解提示 自动打印机系统的工作原理及工艺动作如下图所示： 该系统有电机驱动主轴上的三个执行机构，完成送料、夹紧和打印、输出的任务。自动打印机系统的功能图如下所示：2、原始数据和设计要求1）待打印产品尺寸，长100150mm、宽70100mm、高3050mm。2）产品重量，约510N。3）自动打印机的生产率，80次/min。4）要求机构的结构简单紧凑，运动灵活可靠、易于加工制造

3、。3、运动方案构思提示1) 实现送料夹紧功能的机构可以采用凸轮机构或有一定停歇时间的连杆机构。当送料、夹紧机构的执行构件将产品推至指定位置，执行构件停止不动，维持推紧力（前有挡块挤压），待打印机构执行件打完印记后，被推走。2) 实现打印功能的机构可以采用平面连杆机构或直动（摆动）凸轮机构。三、机构方案比较及选择1、方案一送料元件：凸轮16和杆13组成的运动机构打印： 凸轮11和杆12组成的机构输出： 凸轮16和杆13组成的机构运动过程：首先由凸轮16控制杆13送料，并夹紧物体。然后凸轮11控制杆12打印。打印完成后，凸轮11控制杆12抬起，然后凸轮16和17配合输出。完成。 2、方案二送料执行

4、元件：不完全齿轮组合（如图中1、2），曲柄滑块（图中9）打印执行元件：凸轮机构（图中5）夹紧元件： 凸轮机构 （图中6）传动机构： 斜齿轮传动（图中3）方案运动分析：不完全齿轮作为原动件做间隙运动带动齿轮上的曲柄滑块，使其做水平来回运动；从动件上的齿轮轴带动斜齿轮转动，通过斜齿轮传动，带动凸轮机构，凸轮机构同时作用于打印机以及夹紧机构，对于输出，通过改变工作台长度使其自由落体输出，即由送料的过程中同时进行，完成。3、方案三送料执行元件：飞轮打印执行元件：凸轮机构传动机构： 传送带方案运动分析：齿轮作为原动件运动带动飞轮旋转，使滑块做圆周运动，实现送料；通过传送带传动，带动凸轮机构，凸轮机构作用

5、于打印机，实现打印功能；对于输出，通过改变工作台长度使其自由落体输出，即由送料的过程中同时进行，完成。4、方案比较方案一的优点：构件简单紧凑，明了；成本低廉，传送带传动效率高，且输入输出用同一个机构控制，减少了构架数目。方案二的优点：此构件设计新颖独特，用变位齿轮传动，传动效率较高，多处用凸轮实现运动，使得运动的间歇运动稳定，且各执行元件配合良好。此构件具有夹紧机构，保证打印位置准确稳定。 缺点：构件结构复杂，连杆过长使其运动磨损大，实用了两处变位齿轮，对齿轮要求高，成本高昂。靠改变导轨长度实现输出功能，产品之间有轻微的碰撞，不利于产品的完整性。方案三的优点：构件简单紧凑；成本不高，机构用不完

6、全齿轮作运动件，使得整个机构做间歇运动配合良好，协调配合准确，稳定。 机构运动灵活：送料机构中，可通过简单地改变连杆在齿轮上的位置来改变曲柄的长度，从而实现对不同尺寸产品的加工。 缺点：使用斜齿轮传动，效率低；无输出执行构件，靠改变导轨长度实现输出功能，产品之间有轻微的碰撞，不利于产品的完整性。所以选用方案一四、总体设计1、电机选择在本设计中，不管从滑块的受力以及整个系统的配合运动，都可知道，本系统是负载非恒定工作方式，故其负载持续率Fs%的计算公式为FStg/(tg+to)100式中 tg为工作时间，t。为停止时间min；tg十to为工作周期 ，因为系统要求80次/min, 即80r/min

7、, 原动件运动一周花的时间 t=60/80=0.75s 又因为不完全齿轮中有36的过渡轮齿，所以工作停止时间to=0.075s ,即tg=0.675s. FS0.0675/0.75100=90%而选择电机功率可根据P=P1/n1n2 式中 n1为生产机械的效率；n2为电动机的效率。即传动效率。其中生产功率通过保守估计P1=10N*(200/0.75)=2.67KW假设电动机的效率为0.7，则P=P1/n1n2=2.67KW/0.7*0.9=4.24KW根据任务要求，选择功率为4.5KW,转速为1000r/min的三相异步电动机适合该系统。2、系统运动循环图运转角/度05050001001101

8、10140140240240270270280280310310340340360凸轮 11远休止回程近休止推程远休止凸轮 16近休止推程保持位移推程回程凸轮 17推程远休止回程近休止五、机构尺寸设计1、齿轮的设计 (1) 齿轮系传动设计 该系统电动机选用1000 r/min ,i1/i2=6.25 ;n2= n1*i2/i1 =1000/6.25 r/min = 160 r/min ; z3 = 20 , z4 = 40 ,z5 = 20 ,z6 = 40 ,z7 = 20 ,z8 = 8, z10 = 32 ; i2 /i10 = i3/i10 = (z10*z7*z5*z4 )/(z3*

9、z4*z6*z8 )= ( 40*20*20*32 )/ (20*40*40*8 )= 2 ; n10 = 80 r/min ; n4 = z3/ (z4 * n2 ) = 80 r/min;（2）直齿轮参数计算 尺寸名称齿轮3 齿轮 4齿数2040模数22压力角2020齿根高2.42.4齿顶高22分度圆直径4080齿顶圆直径43.57781.7889齿根圆直径35.706777.853重合度1.7221.7122分度圆齿厚3.14163.1416（3） 锥齿轮参数计算 尺寸名称齿轮6齿轮7模数22齿数4020分度圆锥角26.56563.435齿顶锥角29.125665.9956齿根锥角23.

10、493160.3632齿宽13.013.0当量齿数22.360789.4434顶隙0.40.4分度圆直径44.7289.4434齿顶圆直径48.7291.4434（4）蜗杆、蜗轮尺寸设计尺寸名称蜗杆蜗轮齿顶高22齿根高2.42.4齿全高4.44.4分度圆直径1864齿顶圆直径2268齿根圆直径13.259.2导程角/螺旋角6.346.34节圆直径1864中心距412、凸轮设计（1）凸轮11的设计1）运动分析图2）凸轮外形3） 设计结果主动转角从动摆角摆杆角速度摆杆角加速度压力角0000-8.4041101.9550.53.464154.2527208.0450.5-3.464144.10663

11、01000-13.4041401000-13.4041501000-13.4041601000-13.4041701000-13.4041801000-13.4041901000-13.40411001000-13.40411101000-13.40411201000-13.40411301000-13.40411401000-13.40411501000-13.40411601000-13.40411701000-13.40411801000-13.40412001000-13.40412101000-13.40412301000-13.40412408.045-0.5-3.4641-54.

12、65482501.955-0.53.4641-59.8217260000-8.4041270000-8.4041280000-8.4041290000-8.4041300000-8.4041310000-8.4041320000-8.4041330000-8.4041340000-8.4041350000-8.4041360000-8.4041 （2）凸轮16的设计1）运动分析图 2）凸轮外形（3）凸轮17的设计1) 运动分析图2 ) 凸轮形状3）运算数据主动转角fei1从动件位移从动件速度从动件加速度压力角理论x坐标理论x坐标实际x坐标实际x坐标0.0113.067815.5418.1023

13、.331637.9988.276129.9981093.42925.410238.94932.6677.154138.97910.18531.57620551.82763.169135.241252.98316.602944.643920.911137.903301216.79561.1388-155.36645.90529.97651.092832.114643.3839401646.64221.7225-230.13618.02943.343750.74940.28643.3564501718.87300052.470343.253546.297338.1649601718.8730005

14、9.18433.485252.221229.5457701718.87300064.099422.699456.558320.0289801718.87300067.067311.22459.1779.9035901718.87300067.9974-.592459.9977-.52271001718.87300066.8615-12.39058.9955-10.9331101718.87300063.6942-23.81256.2007-21.0111201718.87300058.5915-34.51151.6984-30.4511301718.87300051.7086-44.16145

15、.6252-38.9651401718.87300043.2539-52.4738.1652-46.2971501718.87300033.4848-59.18429.5454-52.2211601718.87300022.81-64.06020.1265-56.5231701718.87300011.3389-67.04810.0049-59.161801718.873000-.4769-67.998-.4208-59.991901718.873000-12.278-66.882-10.833-59.012001718.87000-23.706-63.733-20.917-56.232101

16、718.87000-34.414-58.648-30.365-51.742201718.87000-44.076-51.781-38.890-45.682301718.87000-52.398-43.340-46.234-38.242401718.87000-59.128-33.582-52.172-29.632501718.87000-64.062-22.803-56.525-20.122601718.87000-67.049-11.33-59.160-9.9992701718.87000-67.998-59.998.42652801718.08-3.843-539.503.235-66.8

17、6712.282-59.09310.3952901256.93-79.79-249.7553.08-56.17520.900-53.90213.230300398.2348-75.943289.781759.378-38.76622.7526-38.73714.75273100000-28.934324.6335-22.842819.44753200000-24.21629.283-19.11823.1183300000-18.76333.044-14.81326.0873400000-12.73935.800-10.05728.2633500000-6.329337.469-4.996829

18、.5803600000-.057938-.045730六、总结工欲善其事，必先利其器，结束了课程设计，让我学到了很多书本上没有的知识，也在一定程度上弥补了我在实践操作上的不足，在如今的社会上，拥有丰富理论知识的我们，如果没有实际操作的经验和能力，只能是纸上谈兵。经过几天的努力以及参考了各种资料，最终还是完成了本次课设。其运动效果和性能基本能达到了预期的目标，各个运动配合良好，能够很好的满足生产需要，运动稳定性高。通过这次课程设计，我有了很多收获。首先，通过这一次的课程设计，我进一步巩固和加深了所学的基本理论、基本概念和基本知识，培养了自己分析和解决与本课程有关的具体机械所涉及的实际问题的能力。

19、对平面连杆机构和凸轮有了更加深刻的理解。其次通过这次课程设计，对自动打印机的工作原理及其内部个传动机构以及机构选型、运动方案的确定以及对导杆机构进行运动分析有了初步详细精确话的了解，这都将为我以后参加工作实践有很大的帮助。非常有成就感，培养了很深的学习兴趣。衷心感谢匡兵副教授能给我们这次很好的学习实践机会，让我收获了很多，也学会了认真做好每一件事情。参考文献：1 孙桓, 陈作模.葛文杰. 机械原理M. 北京：高等教育出版社, 2005.2 徐灏. 机械设计手册. 机械工业出版社, 1991.3 濮良贵, 纪名刚. 机械设计M. 北京：高等教育出版社, 2005.4 刘三生.反求工程设计M.北京：机械工业出版社，1992.5 于运满.精密间歇机构M.北京:机械工业出版社，2000.6 刘正昆.间歇运动机构M.大连：大连理工大学出版社，1991.7 吕仲文.机械创新设计M.北京：机械工业出版社，2004.