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前 言
制造業(yè)是現(xiàn)代國民經(jīng)濟合綜合國力的重要支柱,其生產(chǎn)總值一般占一個國家國內(nèi)生產(chǎn)總值的20%--50%,在一個國家的企業(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)計的題目是:平壓印刷機的設(shè)計
平壓印刷機是一種簡易印刷機,平壓印刷機結(jié)構(gòu)比較簡單,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、說明書、包裝紙盒、圖書封面、彩色插頁等。
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
平壓印刷機的工作原理及工藝動作分解如圖2.1所示,將油墨定量輸送至墨盤2,令墨盤作間歇轉(zhuǎn)動,使墨輥1蘸墨時能較均勻地得到供墨;墨輥沿墨盤面和銅鋅板面11上下運動,完成蘸墨和刷墨動作;放有白紙的壓印板3繞一固定點D來回擺動,其工作行程終點使白紙與涂有油墨的銅鋅板壓合,完成印刷工藝。當空回行程時便可取出成品。
原始數(shù)據(jù)和設(shè)計要求:
⑴ 實現(xiàn)印頭、油輥、油盤運動的機構(gòu)由一個電動機帶動,通過傳動系統(tǒng)使該機具有1600~1800次/小時的印刷能力。
⑵ 電動機功率P=0.8kw,轉(zhuǎn)速n電?= 930r/min,電動機放在機架的左側(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,恰與油盤的上邊緣接觸,油盤直徑為400mm。
⑹ 要求機構(gòu)傳動性能良好,即印頭和油輥在兩極限位置處的傳動角 g 大于或等于許用傳動角[g]=40°。結(jié)構(gòu)應(yīng)緊湊,制造方便。
運動方案構(gòu)思
由于只有一個動力源,因而實現(xiàn)三個功能運動的機構(gòu)必須聯(lián)動,并且其主要動作必須協(xié)調(diào)。要首先 構(gòu)思實現(xiàn)動作要求的執(zhí)行機構(gòu),然后勾劃描述各機構(gòu)動作協(xié)調(diào)配合關(guān)系的運動循環(huán)圖,最后按執(zhí)行路線連成整機,力求結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。
印頭和油輥的運動由兩個曲柄搖桿機構(gòu)按時序式聯(lián)接來實現(xiàn)如圖2.2所示。曲柄搖桿機構(gòu)O1ABO2實現(xiàn)印頭的往復(fù)擺動;曲柄搖桿機構(gòu)O3CDO1實現(xiàn)油輥的往復(fù)擺動。電機帶動雙聯(lián)齒輪2、4輸入運動,通過齒輪1、3分別驅(qū)動曲柄O1A和O3C。
油盤運動
實現(xiàn)油盤間歇運動的機構(gòu)方案有很多,左圖為圓錐齒輪與間歇運動機構(gòu)(如槽輪、棘輪、不完全齒輪機構(gòu)等)的組合,右圖為油盤轉(zhuǎn)軸下端布置三、四個叉枝,由固定在軸O1上的拔桿和凸輪間歇推動叉枝2,使油盤得到間歇轉(zhuǎn)動。
用一隊渦輪蝸桿傳動,保證傾斜面內(nèi)油盤的轉(zhuǎn)動
利用槽輪使涂墨均勻、提高傳動效率
印頭尺寸計算:
擺角為70o
極位夾角為10o
完成一次印刷用時2.118s,符合1600-1800次/h
機架A越往上傳動角越大
油輥機架位置的確定
A、B、C三點位置確定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動時的干涉
取極位夾角20o,ω與印頭的相反
齒輪傳動的修正設(shè)計
取中心距為30cm,重新確定油輥曲柄機架位置
如圖所示鉸鏈四桿機構(gòu),曲柄1為主動件,以角速度ω1逆時針轉(zhuǎn)動,4為機架,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),因為構(gòu)件1和構(gòu)件3分別繞固定中心A合D轉(zhuǎn)動,所以構(gòu)件1對構(gòu)件4的絕對瞬心P14與A點重合,構(gòu)件3隊構(gòu)件4的絕對瞬心P34與D點重合,根據(jù)三心定理可知,構(gòu)件1合構(gòu)件3的相對瞬心必定是在P14與P34的連線上,再看構(gòu)件1,2,3,B點是構(gòu)件合構(gòu)件2重和點,故P12是它們的相對速度瞬心,C點是構(gòu)件2合構(gòu)件3的重合點,故P23是它們的相對速度瞬心,根據(jù)三心定理,P13必定再P12與P23的連線上,這兩個連線的交點就是瞬心P13(如圖)
關(guān)于求瞬心P24的方法與上相同,簡述如下,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點也在P34與P23的連線上,這兩個連線的交點就是瞬心P24(如圖)
此機構(gòu)有四個構(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,因為構(gòu)件4是機架,所以瞬心P12,P23,P13是相對瞬心,而瞬心P14,P24,P34是絕對速度瞬心。
依據(jù)以上求出各瞬心點,我們可以求出構(gòu)件3在該瞬時的角速度,因為P13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)我們用三周的時間設(shè)計了平壓印刷機,這次課設(shè)的題目有些難,但我們并沒有認輸,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)新思維和獨立工作的能力,完成了這次課設(shè)任務(wù)。平壓印刷機是比較普通的印刷機器,也很常見,我們到實驗樓觀察了實物,并做了測量和標記,給了我們設(shè)計方面的很大啟發(fā),根據(jù)實物,我們糾正了在計算過程中的許多錯誤,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學的CAD,距現(xiàn)在時間比較長,所以開始畫時比較生疏,所以我們查閱了CAD2008的指導(dǎo)書及上網(wǎng)學習了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,還需要努力地學習,并大量實踐以鞏固,同時感謝姚文席教授和侯悅民老師的指導(dǎo),這次課設(shè)會給我們接下來的畢設(shè)打好基礎(chǔ)。
參 考 文 獻
1. 機械原理(第七版):孫桓,陳作模,葛文杰著
高等教育出版社
2.機械設(shè)計(第八版):濮良貴,紀名剛著
高等教育出版社
3. 機械制圖與計算機繪圖:王建華,畢萬全著
國防工業(yè)出版社
4. 高等數(shù)學(第五版):同濟大學應(yīng)用數(shù)學系著
高等教育出版社
5. 機械設(shè)計綜合設(shè)計:王文禾,王大康著
機械工業(yè)出版社
6. 機械設(shè)計手冊: 機械工業(yè)出版社
平壓印刷機設(shè)計
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
平壓印刷機的工作原理及工藝動作分解如圖2.1所示,將油墨定量輸送至墨盤2,令墨盤作間歇轉(zhuǎn)動,使墨輥1蘸墨時能較均勻地得到供墨;墨輥沿墨盤面和銅鋅板面11上下運動,完成蘸墨和刷墨動作;放有白紙的壓印板3繞一固定點D來回擺動,其工作行程終點使白紙與涂有油墨的銅鋅板壓合,完成印刷工藝。當空回行程時便可取出成品。 ?
? 2、原始數(shù)據(jù)和設(shè)計要求
⑴ 實現(xiàn)印頭、油輥、油盤運動的機構(gòu)由一個電動機帶動,通過傳動系統(tǒng)使該機具有1600~1800次/小時的印刷能力。
⑵ 電動機功率P=0.8kw,轉(zhuǎn)速n電?? = 930r/min,電動機放在機架的左側(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,恰與油盤的上邊緣接觸,油盤直徑為400mm。
⑹ 要求機構(gòu)傳動性能良好,即印頭和油輥在兩極限位置處的傳動角 g 大于或等于許用傳動角[g]=40°。結(jié)構(gòu)應(yīng)緊湊,制造方便。
? 3、要求完成的設(shè)計工作量
⑴ 本題設(shè)計的時間為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 按工藝動作過程擬定運動循環(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)運動方案(至少六個以上),進行方案評價,選出較優(yōu)方案。
⑹ 用解析法對傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)進行運動尺寸設(shè)計,或在尺寸給定的條件下進行運動與動力分析。
⑺ 繪制系統(tǒng)機械運動方案簡圖。
⑻ 編寫設(shè)計說明書,附源程序和計算結(jié)果。
? 4、運動方案構(gòu)思提示
⑴ 由于只有一個動力源,因而實現(xiàn)三個功能運動的機構(gòu)必須聯(lián)動,并且其主要動作必須協(xié)調(diào)。要首先 構(gòu)思實現(xiàn)動作要求的執(zhí)行機構(gòu),然后勾劃描述各機構(gòu)動作協(xié)調(diào)配合關(guān)系的運動循環(huán)圖,最后按執(zhí)行路線連成整機,力求結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。 ?
⑵ 印頭和油輥的運動由兩個曲柄搖桿機構(gòu)按時序式聯(lián)接來實現(xiàn)如圖2.2所示。曲柄搖桿機構(gòu)O1ABO2實現(xiàn)印頭的往復(fù)擺動;曲柄搖桿機構(gòu)O3CDO1實現(xiàn)油輥的往復(fù)擺動。電機帶動雙聯(lián)齒輪2、4輸入運動,通過齒輪1、3分別驅(qū)動曲柄O1A和O3C。
⑶ 印頭和油輥的運動由曲柄搖桿機構(gòu)和雙搖桿機構(gòu)的串聯(lián)來實現(xiàn)如圖2.3所示。電機通過齒輪機構(gòu)帶動曲柄搖桿機構(gòu)實現(xiàn)印頭的往復(fù)擺動。同時,搖桿(印頭)又帶動另一搖桿實現(xiàn)油輥的往復(fù)擺動。 ?
⑷ 印頭和油輥的運動由凸輪機構(gòu)和連桿機構(gòu)按時序式聯(lián)接來實現(xiàn)如圖2.4所示。由凸輪驅(qū)動雙搖桿機構(gòu)O1ABO2完成印頭的往復(fù)擺動;由同軸傳動的凸輪2通過齒輪驅(qū)動擺桿O1′E擺動。調(diào)整兩凸輪的相位和從動件的角位移以協(xié)調(diào)印頭和油輥的運動。
⑸ 實現(xiàn)油盤間歇運動的機構(gòu)方案有很多,僅以圖2.5的兩個方案供參考。左圖為圓錐齒輪與間歇運動機構(gòu)(如槽輪、棘輪、不完全齒輪機構(gòu)等)的組合,右圖為油盤轉(zhuǎn)軸下端布置三、四個叉枝,由固定在軸O1上的拔桿和凸輪間歇推動叉枝2,使油盤得到間歇轉(zhuǎn)動。 ?