機械原理課程設(shè)計說明書設(shè)計題目 TY-460自動平臺印刷機主運動機構(gòu)分析與設(shè)計 分院： 工程學(xué)院 班級： 學(xué)號： 設(shè)計者： 指導(dǎo)老師： 20 年 月 日24目錄一、機器性能指標(biāo)、工作原理及參數(shù)31、 機器的工作性能指標(biāo)32、 工作原理及主運動機構(gòu)簡介33、 參考數(shù)據(jù)（mm）3二、設(shè)計內(nèi)容41、 滾筒傳動鏈的參數(shù)設(shè)計和運動分析4（1） 設(shè)計變位齒輪1、24（2） 雙曲柄GHMN的傳動角變化曲線5（3） 滾筒位移速度變化曲線72、 平臺傳動鏈的機構(gòu)選型、參數(shù)設(shè)計和運動分析11（1） 確定曲柄長度11（2） 雙曲柄ABCD的傳動角變化曲線12（3） 平臺位移變化曲線和速度變化曲線153、 同步補償凸輪機構(gòu)設(shè)計18（1） 確定機構(gòu)的初始角18（2） 確定同步區(qū)18（3） 平臺位移補償量曲線19（4） 設(shè)計凸輪機構(gòu)復(fù)位區(qū)20（5） 設(shè)計主凸輪（右推凸輪10）的輪廓22（6） 回凸輪（左推凸輪11）的輪廓設(shè)計224、 機構(gòu)主運動簡圖繪制23三、心得體會24一、 機器性能指標(biāo)、工作原理及參數(shù)1、 機器的工作性能指標(biāo)印刷速度：每小時4500印張印刷幅面：320mm*850mm滾筒尺寸：280mm*1000mm2、 工作原理及主運動機構(gòu)簡介平臺輪轉(zhuǎn)式印刷機是通過平臺的往復(fù)直線運動和印刷滾筒的連續(xù)回轉(zhuǎn)運動實現(xiàn)印刷功能的。印刷的版面安裝在平臺上，印刷紙張被逐頁送上滾筒。在平臺的工作行程中，有一段區(qū)域（稱為壓印區(qū)），版面與滾筒圓柱面相切，并且通過傳動機構(gòu)，使鉛板的線速度與滾筒的圓周速度相等，從而在紙張上印出清晰的版面文本。在平臺的返回行程中，滾筒上已印好的成品由下料機構(gòu)傳送到輸送帶上送出，同時印刷機的遞紙機構(gòu)將后續(xù)的帶印紙張從給料臺傳送到滾筒的邊緣，被滾筒上的卡子夾住后卷入滾筒、進入印刷狀態(tài)。滾筒每回轉(zhuǎn)一周，平臺就往復(fù)運動一次，完成一次印刷過程。印刷機主機構(gòu)運動圖中給出了平臺處于左端極限位置時機器的主運動機構(gòu)簡圖。機器的運轉(zhuǎn)動力是從輸入軸A輸入，曲柄AB是原動件，齒輪1與曲柄AB固連。滾筒的回轉(zhuǎn)運動是經(jīng)由齒輪副1、2，雙曲柄機構(gòu)GHMN，齒輪副3、4傳動而實現(xiàn)的（其中齒輪2與曲柄GH固連，齒輪3與曲柄MN固連）。在該路傳動鏈中引入雙曲柄機構(gòu)GHMN是為了使?jié)L筒實現(xiàn)變速的回轉(zhuǎn)運動，從而使壓印區(qū)內(nèi)滾筒的圓周速度與平臺的線速度基本相同。3、 參考數(shù)據(jù)（mm）=116，=100，=100，=37=100，=100，=95，=40，m =4，=，=140，=100，e=50，=520，CDE=177主凸輪基圓半徑=90，滾子半徑=25二、 設(shè)計內(nèi)容1、 滾筒傳動鏈的參數(shù)設(shè)計和運動分析（1） 設(shè)計變位齒輪1、2 37mm， e =50mm， e-13mm=289.3mm ，=20，m=4mm，與相近標(biāo)準中心距：=m=288=72=arccos=20.7inv=tan-=0.0149inv=tan-=0.0166變位系數(shù)和：=( inv- inv)(+)/(2tan)=0.3363中心距變動系數(shù)：y=(-)/m=0.325齒頂高降低系數(shù)：y=()-y=0.0113=0.16815=144mm=cos=135.316mm=+(+-y)m=148.6274mm=-(+-)m=139.6726mm名稱代號齒輪1、2各項數(shù)值大小模數(shù)m4mm齒數(shù)z72壓力角20.7變位系數(shù)x0.16815分度圓半徑r144mm基圓半徑135.316mm齒頂圓半徑148.6274mm齒根圓半徑139.6726mm表 11 齒輪1、2參數(shù)表（2） 雙曲柄GHMN的傳動角變化曲線圖 11 雙曲柄機構(gòu)GHMN的傳動角變化圖AB轉(zhuǎn)角傳動角0523040603690421205415068180812108924088270883007933066表 12 雙曲柄機構(gòu)GHMN的傳動角變化表圖 12 雙曲柄機構(gòu)GHMN的傳動角變化曲線圖 13 雙曲柄機構(gòu)GHMN的最小傳動角驗證圖檢驗最小傳動角是否小于HMN中HN最小時，最?。籒G，GH重合時，HN最小=>所以機構(gòu)GHMN的傳動性能好，符合要求。（3） 滾筒位移速度變化曲線AB轉(zhuǎn)角滾筒線位移（mm）003074.7260184.8790306.941120411.09150497.893180572.796210637.972240693.916270741.742300784.583330827.761360879.646表 13滾筒周向位移變化表圖 14滾筒周向位移變化曲線AB轉(zhuǎn)角滾筒線速度（mm/s）0905.391301381.215601854.342901721.4961201414.9611501203.5251801048.452210907.452240773.259270669.404300628.994330686.417360905.391表 14滾筒圓周速度變化表圖 15滾筒圓周速度變化曲線每小時4500印張，1.25圈/s，=7.854rad/sHG分別轉(zhuǎn)過160，210時，滾筒周向位移和圓周速度圖 16 滾筒周向位移變化曲線和圓周速度計算圖轉(zhuǎn)過160時=0.7854m/s=4.8267m/s=0.7792m/s=1.1483m/s轉(zhuǎn)過210時=0.7854m/s=4.9747m/s=0.6177m/s=0.9103m/s=(360-146)* *=523mm=(360-99)* *=637.7mm2、 平臺傳動鏈的機構(gòu)選型、參數(shù)設(shè)計和運動分析（1） 確定曲柄長度 給定平臺的行程為620mm，確定曲柄連桿機構(gòu)DEF中的曲柄長度平臺行程為620mm，F(xiàn)點行程是平臺的一半，為310mm圖 21 曲柄長度計算圖從上圖可知，310=-運用二分法，y=-154<x<155 =154.5 X=154時，y=309.57X=154.5時，y=310.58=154.25X=154.25時，y=310.077=154.125X=154.125時，y=309.8=154.1875X取154.1875=154.1875mm（2） 雙曲柄ABCD的傳動角變化曲線求雙曲柄ABCD的傳動角變化曲線，檢驗雙曲柄機構(gòu)ABCD的最小傳動角是否小于圖 22 雙曲柄ABCD的傳動角變化圖AB轉(zhuǎn)角傳動角0863085608090831208915077180642105224047270503006033073表 21 雙曲柄ABCD的傳動角變化表圖 23 雙曲柄ABCD的傳動角變化曲線圖 24 雙曲柄ABCD的最小傳動角驗證圖DB最小時，最小AD，AB共線時，DB最小=47>20（3） 平臺位移變化曲線和速度變化曲線AB轉(zhuǎn)角平臺位移（mm）003049.36660160.190282.109120391.489150485.452180564.6210615.842240594.643270452.791300236.04533061.0423600表 22 平臺位移變化表圖 25 平臺位移變化曲線AB轉(zhuǎn)角平臺速度（mm/s)00301346.144601842.936901760.0481201519.3271501304.8671801042.482210381.3240-1175.35270-2956.68300-3216.04330-1849.023600表 23 平臺速度變化圖 26 平臺速度變化曲線圖 27 平臺位移速度計算圖=154.1875mm=7.854rad/s=0.911m/sAB轉(zhuǎn)過160時使用瞬心法，=9.0816rad/s=*=0.5563m/s=5.563375rad/s=*=0.8578m/s運用投影法，cos21=sin42=0.6148m/s=2=1.2296m/sAB轉(zhuǎn)過210時使用瞬心法，=11.2658rad/s=0.8858m/s=8.8583rad/s=1.3658m/s運用投影法，cos11=sin8=0.1936m/s=2=0.3873m/s=256.79mm=307.87mm=2=513.58mm=2=615.74mm3、 同步補償凸輪機構(gòu)設(shè)計（1） 確定機構(gòu)的初始角 綜合分析滾筒圓周速度曲線和平臺速度曲線，確定兩組雙曲柄機構(gòu)的對應(yīng)初始位置角 、初始為57.109，=116（2） 確定同步區(qū) 同步區(qū)內(nèi)滾筒圓周的線位移應(yīng)大于印刷幅面的寬度320mm，建議取460mm左右。AB轉(zhuǎn)過34時，平臺速度與滾筒速度相等，以34為同步區(qū)起點查附錄，87.349+460=547.349同步區(qū)終點取170同步區(qū)：34170（3） 平臺位移補償量曲線綜合分析滾筒的圓周位移曲線和平臺位移曲線之差值，確定平臺的位移補償量曲線AB轉(zhuǎn)角平臺線位移差（mm）滾筒線位移差（mm）相減之差（mm)位移補償量（mm）34353.2753.2680.0070.007354017.18516.9970.1880.195404518.33818.0540.2840.479455019.23419.0080.2260.705505519.88919.8040.0850.79556020.32620.39-0.0640.726606520.56720.736-0.1690.557657020.6420.837-0.1970.36707520.5720.715-0.1450.215758020.38120.407-0.0260.189808520.10119.9650.1360.325859019.7519.4110.3390.664909519.34918.8270.5221.1869510018.91418.2180.6961.88210010518.46317.6160.8472.72910511018.00517.0360.9693.69811011517.54816.4841.0644.76211512017.10115.9681.1335.89512012516.66615.4871.1797.07412513016.24815.0411.2078.28113013515.84214.6241.2189.49913514015.45114.2381.21310.71214014515.06813.8771.19111.90314515014.68813.5361.15213.05515015514.30613.2141.09214.14715516013.90912.9081.00115.14816016513.48712.6140.87316.02116517013.02612.330.69616.717表 31 位移補償量表圖 31 位移補償量曲線（4） 設(shè)計凸輪機構(gòu)復(fù)位區(qū)設(shè)計凸輪機構(gòu)復(fù)位區(qū)從動件運動規(guī)律和相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角，并繪制全工作循環(huán)的從動件運動位移曲線圖。復(fù)位區(qū)的凸輪轉(zhuǎn)角可取100，以便減小凸輪機構(gòu)的回程壓力角。h=16.717mm正弦加速度運動曲線規(guī)律既無剛性沖擊也無柔性沖擊，所以選用正弦加速度運動規(guī)律。S=h0<<100，=100復(fù)位區(qū)（）回程位移（mm）016.7171016.609264592015.904733383014.234342834011.59759327508.362739551605.126268052702.485282496800.809654145900.1008820251000表 32 復(fù)位區(qū)從動件運動位移表 圖 32復(fù)位區(qū)從動件運動位移曲線圖圖 33全工作的從動件運動位移曲線圖（5） 設(shè)計主凸輪（右推凸輪10）的輪廓圖 34 主凸輪（右推凸輪10）的輪廓圖（6） 回凸輪（左推凸輪11）的輪廓設(shè)計 設(shè)計回凸輪（左推凸輪11）的輪廓，要求與主凸輪有相同的最大徑向尺寸，并確定的大小>90*2+16.717=196.717mm取200mm圖 35回凸輪（左推凸輪11）的輪廓圖4、 機構(gòu)主運動簡圖繪制圖 41機構(gòu)主運動簡圖三、 心得體會在整個機械原理課程設(shè)計中，讓我鞏固了機械原理基本知識和CAD的知識，了解了平臺輪轉(zhuǎn)印刷機的主運動機構(gòu)原理，使我體會到了以后工作中要面對的東西，也讓我認識到自己的CAD畫圖水平還有待提高。