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前 言
制造業(yè)是現(xiàn)代國(guó)民經(jīng)濟(jì)合綜合國(guó)力的重要支柱,其生產(chǎn)總值一般占一個(gè)國(guó)家國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的20%--50%,在一個(gè)國(guó)家的企業(yè)生產(chǎn)力的構(gòu)成中,制造技術(shù)的作用一般占60%左右
本次課程設(shè)計(jì)的題目是:平壓印刷機(jī)的設(shè)計(jì)
平壓印刷機(jī)是一種簡(jiǎn)易印刷機(jī),平壓印刷機(jī)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,體積小,印刷速度慢,大多采用人工輸紙方式。適用于印刷八開以下的印件,如各種商標(biāo)、說(shuō)明書、包裝紙盒、圖書封面、彩色插頁(yè)等。
功能要求及工作原理:
⑴總功能要求 ?
印制各種資料、名片、表格。
⑵ 工作原理
平壓印刷機(jī)的工作原理及工藝動(dòng)作分解如圖2.1所示,將油墨定量輸送至墨盤2,令墨盤作間歇轉(zhuǎn)動(dòng),使墨輥1蘸墨時(shí)能較均勻地得到供墨;墨輥沿墨盤面和銅鋅板面11上下運(yùn)動(dòng),完成蘸墨和刷墨動(dòng)作;放有白紙的壓印板3繞一固定點(diǎn)D來(lái)回?cái)[動(dòng),其工作行程終點(diǎn)使白紙與涂有油墨的銅鋅板壓合,完成印刷工藝。當(dāng)空回行程時(shí)便可取出成品。
原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求:
⑴ 實(shí)現(xiàn)印頭、油輥、油盤運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)由一個(gè)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng),通過傳動(dòng)系統(tǒng)使該機(jī)具有1600~1800次/小時(shí)的印刷能力。
⑵ 電動(dòng)機(jī)功率P=0.8kw,轉(zhuǎn)速n電?= 930r/min,電動(dòng)機(jī)放在機(jī)架的左側(cè)或底部,可自行決定。
⑶ 根據(jù)印刷紙張幅面(280×406mm2),最大印刷幅面為260×380mm2,設(shè)定lCD=250mm。
⑷ 印頭擺角為70°,要求印頭返回行程與工作行程的平均速度之比(行程速度變化系數(shù))K=1.118。
⑸ 油輥擺角為110°,油輥在上極限位置時(shí),恰與油盤的上邊緣接觸,油盤直徑為400mm。
⑹ 要求機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能良好,即印頭和油輥在兩極限位置處的傳動(dòng)角 g 大于或等于許用傳動(dòng)角[g]=40°。結(jié)構(gòu)應(yīng)緊湊,制造方便。
運(yùn)動(dòng)方案構(gòu)思
由于只有一個(gè)動(dòng)力源,因而實(shí)現(xiàn)三個(gè)功能運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)必須聯(lián)動(dòng),并且其主要?jiǎng)幼鞅仨殔f(xié)調(diào)。要首先 構(gòu)思實(shí)現(xiàn)動(dòng)作要求的執(zhí)行機(jī)構(gòu),然后勾劃描述各機(jī)構(gòu)動(dòng)作協(xié)調(diào)配合關(guān)系的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖,最后按執(zhí)行路線連成整機(jī),力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。
印頭和油輥的運(yùn)動(dòng)由兩個(gè)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)按時(shí)序式聯(lián)接來(lái)實(shí)現(xiàn)如圖2.2所示。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)O1ABO2實(shí)現(xiàn)印頭的往復(fù)擺動(dòng);曲柄搖桿機(jī)構(gòu)O3CDO1實(shí)現(xiàn)油輥的往復(fù)擺動(dòng)。電機(jī)帶動(dòng)雙聯(lián)齒輪2、4輸入運(yùn)動(dòng),通過齒輪1、3分別驅(qū)動(dòng)曲柄O1A和O3C。
油盤運(yùn)動(dòng)
實(shí)現(xiàn)油盤間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)方案有很多,左圖為圓錐齒輪與間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(如槽輪、棘輪、不完全齒輪機(jī)構(gòu)等)的組合,右圖為油盤轉(zhuǎn)軸下端布置三、四個(gè)叉枝,由固定在軸O1上的拔桿和凸輪間歇推動(dòng)叉枝2,使油盤得到間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。
用一隊(duì)渦輪蝸桿傳動(dòng),保證傾斜面內(nèi)油盤的轉(zhuǎn)動(dòng)
利用槽輪使涂墨均勻、提高傳動(dòng)效率
印頭尺寸計(jì)算:
擺角為70o
極位夾角為10o
完成一次印刷用時(shí)2.118s,符合1600-1800次/h
機(jī)架A越往上傳動(dòng)角越大
油輥機(jī)架位置的確定
A、B、C三點(diǎn)位置確定O1位置,且O1在油盤邊緣的豎直線上
油輥尺寸的確定
盡量避免油輥與印頭運(yùn)動(dòng)時(shí)的干涉
取極位夾角20o,ω與印頭的相反
齒輪傳動(dòng)的修正設(shè)計(jì)
取中心距為30cm,重新確定油輥曲柄機(jī)架位置
如圖所示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu),曲柄1為主動(dòng)件,以角速度ω1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),4為機(jī)架,現(xiàn)試確定不直接聯(lián)接(即不直接成副)的兩構(gòu)件的瞬心,即求構(gòu)件1合構(gòu)件3的瞬心P13及構(gòu)件2合構(gòu)件4的瞬心P24
首先來(lái)看構(gòu)件1,3,4(可以設(shè)想把構(gòu)件2拆開而單看構(gòu)件1,3,4),因?yàn)闃?gòu)件1和構(gòu)件3分別繞固定中心A合D轉(zhuǎn)動(dòng),所以構(gòu)件1對(duì)構(gòu)件4的絕對(duì)瞬心P14與A點(diǎn)重合,構(gòu)件3隊(duì)構(gòu)件4的絕對(duì)瞬心P34與D點(diǎn)重合,根據(jù)三心定理可知,構(gòu)件1合構(gòu)件3的相對(duì)瞬心必定是在P14與P34的連線上,再看構(gòu)件1,2,3,B點(diǎn)是構(gòu)件合構(gòu)件2重和點(diǎn),故P12是它們的相對(duì)速度瞬心,C點(diǎn)是構(gòu)件2合構(gòu)件3的重合點(diǎn),故P23是它們的相對(duì)速度瞬心,根據(jù)三心定理,P13必定再P12與P23的連線上,這兩個(gè)連線的交點(diǎn)就是瞬心P13(如圖)
關(guān)于求瞬心P24的方法與上相同,簡(jiǎn)述如下,首先看構(gòu)件1,2,4,瞬心P14合瞬心P12是已知,故P24點(diǎn)比再P14與P12的連線上,再看構(gòu)件2,3,4,瞬心P34合瞬心P23是已知,故可知P24點(diǎn)也在P34與P23的連線上,這兩個(gè)連線的交點(diǎn)就是瞬心P24(如圖)
此機(jī)構(gòu)有四個(gè)構(gòu)件,n=4,故瞬心數(shù)共有
k = n(n-1)/2 = 4(4-1)/2 = 6
分別是P12,P23,P13,P14,P24,P34,因?yàn)闃?gòu)件4是機(jī)架,所以瞬心P12,P23,P13是相對(duì)瞬心,而瞬心P14,P24,P34是絕對(duì)速度瞬心。
依據(jù)以上求出各瞬心點(diǎn),我們可以求出構(gòu)件3在該瞬時(shí)的角速度,因?yàn)镻13是構(gòu)件1,3的瞬心,所以:
VP13 = ω1·AP13
VP13 = ω3·DP13
故 ω1·AP13 = ω3·DP13
則 ω3 = (AP13/DP13)·ω1
此即為構(gòu)件3的角速度
再求構(gòu)件2的角速度ω2,瞬心P24已求出,ω1為已知,所以
VB = ω1·AB
VB = ω2·BP24ω
故 ω1·AB = ω2·BP24
則 ω2 = (AB/BP24)ω1
小 結(jié)
這次課設(shè)我們用三周的時(shí)間設(shè)計(jì)了平壓印刷機(jī),這次課設(shè)的題目有些難,但我們并沒有認(rèn)輸,我們搜集了各方面的資料,查閱了圖書館的各種書籍,集思廣益,充分發(fā)揮自己的創(chuàng)新思維和獨(dú)立工作的能力,完成了這次課設(shè)任務(wù)。平壓印刷機(jī)是比較普通的印刷機(jī)器,也很常見,我們到實(shí)驗(yàn)樓觀察了實(shí)物,并做了測(cè)量和標(biāo)記,給了我們?cè)O(shè)計(jì)方面的很大啟發(fā),根據(jù)實(shí)物,我們糾正了在計(jì)算過程中的許多錯(cuò)誤,給了我們指導(dǎo)。這次我們是用AutoCAD畫圖,鍛煉了我們用CAD畫圖的能力,但由于我們是在大一時(shí)學(xué)的CAD,距現(xiàn)在時(shí)間比較長(zhǎng),所以開始畫時(shí)比較生疏,所以我們查閱了CAD2008的指導(dǎo)書及上網(wǎng)學(xué)習(xí)了CAD2008指導(dǎo)視頻,通過這次課設(shè),我了解到自己還有很多不足,專業(yè)基礎(chǔ)課和電腦制圖掌握的還不扎實(shí),還需要努力地學(xué)習(xí),并大量實(shí)踐以鞏固,同時(shí)感謝姚文席教授和侯悅民老師的指導(dǎo),這次課設(shè)會(huì)給我們接下來(lái)的畢設(shè)打好基礎(chǔ)。
參 考 文 獻(xiàn)
1. 機(jī)械原理(第七版):孫桓,陳作模,葛文杰著
高等教育出版社
2.機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版):濮良貴,紀(jì)名剛著
高等教育出版社
3. 機(jī)械制圖與計(jì)算機(jī)繪圖:王建華,畢萬(wàn)全著
國(guó)防工業(yè)出版社
4. 高等數(shù)學(xué)(第五版):同濟(jì)大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)系著
高等教育出版社
5. 機(jī)械設(shè)計(jì)綜合設(shè)計(jì):王文禾,王大康著
機(jī)械工業(yè)出版社
6. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè): 機(jī)械工業(yè)出版社
平壓印刷機(jī)設(shè)計(jì)
1、功能要求及工作原理 ?
⑴總功能要求 ?
印制各種資料、名片、表格。
⑵ 工作原理
平壓印刷機(jī)的工作原理及工藝動(dòng)作分解如圖2.1所示,將油墨定量輸送至墨盤2,令墨盤作間歇轉(zhuǎn)動(dòng),使墨輥1蘸墨時(shí)能較均勻地得到供墨;墨輥沿墨盤面和銅鋅板面11上下運(yùn)動(dòng),完成蘸墨和刷墨動(dòng)作;放有白紙的壓印板3繞一固定點(diǎn)D來(lái)回?cái)[動(dòng),其工作行程終點(diǎn)使白紙與涂有油墨的銅鋅板壓合,完成印刷工藝。當(dāng)空回行程時(shí)便可取出成品。 ?
? 2、原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求
⑴ 實(shí)現(xiàn)印頭、油輥、油盤運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)由一個(gè)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng),通過傳動(dòng)系統(tǒng)使該機(jī)具有1600~1800次/小時(shí)的印刷能力。
⑵ 電動(dòng)機(jī)功率P=0.8kw,轉(zhuǎn)速n電?? = 930r/min,電動(dòng)機(jī)放在機(jī)架的左側(cè)或底部,可自行決定。
⑶ 根據(jù)印刷紙張幅面(280×406mm2),最大印刷幅面為260×380mm2,設(shè)定lCD=250mm。
⑷ 印頭擺角為70°,要求印頭返回行程與工作行程的平均速度之比(行程速度變化系數(shù))K=1.118。
⑸ 油輥擺角為110°,油輥在上極限位置時(shí),恰與油盤的上邊緣接觸,油盤直徑為400mm。
⑹ 要求機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能良好,即印頭和油輥在兩極限位置處的傳動(dòng)角 g 大于或等于許用傳動(dòng)角[g]=40°。結(jié)構(gòu)應(yīng)緊湊,制造方便。
? 3、要求完成的設(shè)計(jì)工作量
⑴ 本題設(shè)計(jì)的時(shí)間為1.5周。
⑵ 根據(jù)功能要求,確定工作原理和繪制系統(tǒng)功能圖。
⑶ 按工藝動(dòng)作過程擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。
⑷ 根據(jù)系統(tǒng)功能圖繪制功能矩陣表。
⑸ 構(gòu)思系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案(至少六個(gè)以上),進(jìn)行方案評(píng)價(jià),選出較優(yōu)方案。
⑹ 用解析法對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì),或在尺寸給定的條件下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力分析。
⑺ 繪制系統(tǒng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖。
⑻ 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書,附源程序和計(jì)算結(jié)果。
? 4、運(yùn)動(dòng)方案構(gòu)思提示
⑴ 由于只有一個(gè)動(dòng)力源,因而實(shí)現(xiàn)三個(gè)功能運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)必須聯(lián)動(dòng),并且其主要?jiǎng)幼鞅仨殔f(xié)調(diào)。要首先 構(gòu)思實(shí)現(xiàn)動(dòng)作要求的執(zhí)行機(jī)構(gòu),然后勾劃描述各機(jī)構(gòu)動(dòng)作協(xié)調(diào)配合關(guān)系的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖,最后按執(zhí)行路線連成整機(jī),力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。 ?
⑵ 印頭和油輥的運(yùn)動(dòng)由兩個(gè)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)按時(shí)序式聯(lián)接來(lái)實(shí)現(xiàn)如圖2.2所示。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)O1ABO2實(shí)現(xiàn)印頭的往復(fù)擺動(dòng);曲柄搖桿機(jī)構(gòu)O3CDO1實(shí)現(xiàn)油輥的往復(fù)擺動(dòng)。電機(jī)帶動(dòng)雙聯(lián)齒輪2、4輸入運(yùn)動(dòng),通過齒輪1、3分別驅(qū)動(dòng)曲柄O1A和O3C。
⑶ 印頭和油輥的運(yùn)動(dòng)由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)的串聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)如圖2.3所示。電機(jī)通過齒輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)印頭的往復(fù)擺動(dòng)。同時(shí),搖桿(印頭)又帶動(dòng)另一搖桿實(shí)現(xiàn)油輥的往復(fù)擺動(dòng)。 ?
⑷ 印頭和油輥的運(yùn)動(dòng)由凸輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)按時(shí)序式聯(lián)接來(lái)實(shí)現(xiàn)如圖2.4所示。由凸輪驅(qū)動(dòng)雙搖桿機(jī)構(gòu)O1ABO2完成印頭的往復(fù)擺動(dòng);由同軸傳動(dòng)的凸輪2通過齒輪驅(qū)動(dòng)擺桿O1′E擺動(dòng)。調(diào)整兩凸輪的相位和從動(dòng)件的角位移以協(xié)調(diào)印頭和油輥的運(yùn)動(dòng)。
⑸ 實(shí)現(xiàn)油盤間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)方案有很多,僅以圖2.5的兩個(gè)方案供參考。左圖為圓錐齒輪與間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(如槽輪、棘輪、不完全齒輪機(jī)構(gòu)等)的組合,右圖為油盤轉(zhuǎn)軸下端布置三、四個(gè)叉枝,由固定在軸O1上的拔桿和凸輪間歇推動(dòng)叉枝2,使油盤得到間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。 ?