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1、 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目 TY-460自動(dòng)平臺(tái)印刷機(jī)主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì) 分院： 工程學(xué)院 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 設(shè)計(jì)者： 指導(dǎo)老師：

2、 20 年 月 日 24 目錄 一、 機(jī)器性能指標(biāo)、工作原理及參數(shù) 3 1、 機(jī)器的工作性能指標(biāo) 3 2、 工作原理及主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介 3 3、 參考數(shù)據(jù)（mm） 3 二、 設(shè)計(jì)內(nèi)容 4 1、 滾筒傳動(dòng)鏈的參數(shù)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)分析 4 （1） 設(shè)計(jì)變位齒輪1、2 4 （2） 雙曲柄GHMN的傳動(dòng)角變化曲線 5 （3） 滾筒位移速度變化曲線 7 2、 平臺(tái)傳動(dòng)鏈的機(jī)構(gòu)選型、參數(shù)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)分析 11 （1） 確定曲柄長(zhǎng)度

3、11 （2） 雙曲柄ABCD的傳動(dòng)角變化曲線 12 （3） 平臺(tái)位移變化曲線和速度變化曲線 15 3、 同步補(bǔ)償凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 （1） 確定機(jī)構(gòu)的初始角 18 （2） 確定同步區(qū) 18 （3） 平臺(tái)位移補(bǔ)償量曲線 19 （4） 設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)復(fù)位區(qū) 20 （5） 設(shè)計(jì)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(jì) 22 4、 機(jī)構(gòu)主運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制 23 三、 心得體會(huì) 24 一、 機(jī)器性能指標(biāo)、工作原理及參數(shù) 1、 機(jī)器的工作性能指標(biāo) 印刷速度：每小時(shí)4500印張 印刷幅面：320mm*850mm 滾筒尺寸：280mm*

4、1000mm 2、 工作原理及主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介 平臺(tái)輪轉(zhuǎn)式印刷機(jī)是通過平臺(tái)的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)和印刷滾筒的連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)印刷功能的。印刷的版面安裝在平臺(tái)上，印刷紙張被逐頁送上滾筒。在平臺(tái)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(dòng)機(jī)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(tái)的返回行程中，滾筒上已印好的成品由下料機(jī)構(gòu)傳送到輸送帶上送出，同時(shí)印刷機(jī)的遞紙機(jī)構(gòu)將后續(xù)的帶印紙張從給料臺(tái)傳送到滾筒的邊緣，被滾筒上的卡子夾住后卷入滾筒、進(jìn)入印刷狀態(tài)。滾筒每回轉(zhuǎn)一周，平臺(tái)就往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，完成一次印刷過程。 印刷機(jī)主機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)圖中給出了平臺(tái)處于左

5、端極限位置時(shí)機(jī)器的主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力是從輸入軸A輸入，曲柄AB是原動(dòng)件，齒輪1與曲柄AB固連。滾筒的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是經(jīng)由齒輪副1、2，雙曲柄機(jī)構(gòu)GHMN，齒輪副3、4傳動(dòng)而實(shí)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(dòng)鏈中引入雙曲柄機(jī)構(gòu)GHMN是為了使?jié)L筒實(shí)現(xiàn)變速的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而使壓印區(qū)內(nèi)滾筒的圓周速度與平臺(tái)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(jì)內(nèi)容

6、 1、 滾筒傳動(dòng)鏈的參數(shù)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)分析 （1） 設(shè)計(jì)變位齒輪1、2 37mm， e =50mm， e-13mm =289.3mm ，=20，m=4mm， 與相近 標(biāo)準(zhǔn)中心距：==m=288 ==72 =arccos=20.7 inv=tan-=0.0149 inv=tan-=0.0166 變位系數(shù)和： =( inv- inv)(+)/(2tan)=0.3363 中心距變動(dòng)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 =

7、-(+-)m=139.6726mm 名稱 代號(hào) 齒輪1、2各項(xiàng)數(shù)值大小 模數(shù) m 4mm 齒數(shù) z 72 壓力角 20.7 變位系數(shù) x 0.16815 分度圓半徑 r 144mm 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(dòng)角變化曲線 圖 11 雙曲柄機(jī)構(gòu)GHMN的傳動(dòng)角變化圖 AB轉(zhuǎn)角 傳動(dòng)角 0 52 30 40 60 36 90 42 120

8、54 150 68 180 81 210 89 240 88 270 88 300 79 330 66 表 12 雙曲柄機(jī)構(gòu)GHMN的傳動(dòng)角變化表 圖 12 雙曲柄機(jī)構(gòu)GHMN的傳動(dòng)角變化曲線 圖 13 雙曲柄機(jī)構(gòu)GHMN的最小傳動(dòng)角驗(yàn)證圖 檢驗(yàn)最小傳動(dòng)角是否小于 HMN中HN最小時(shí)，最??； NG，GH重合時(shí)，HN最小 => 所以機(jī)構(gòu)GHMN的傳動(dòng)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） 0 0 30 74.72 60 184.87 90 306.941 1

9、20 411.09 150 497.893 180 572.796 210 637.972 240 693.916 270 741.742 300 784.583 330 827.761 360 879.646 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） 0 905.391 30 1381.215 60 1854.342 90 1721.496 120 1414.961 150 1203.525 180 1048.452 210 907.452 240 77

10、3.259 270 669.404 300 628.994 330 686.417 360 905.391 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(shí)4500印張，1.25圈/s， =7.854rad/s HG分別轉(zhuǎn)過160，210時(shí)，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(jì)算圖 轉(zhuǎn)過160時(shí) = =0.7854m/s ==4.8267m/s ==0.7792m/s ==1.1483

11、m/s 轉(zhuǎn)過210時(shí) =0.7854m/s ==4.9747m/s ==0.6177m/s ==0.9103m/s =(360-146)* *=523mm =(360-99)* *=637.7mm 2、 平臺(tái)傳動(dòng)鏈的機(jī)構(gòu)選型、參數(shù)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)分析 （1） 確定曲柄長(zhǎng)度 給定平臺(tái)的行程為620mm，確定曲柄連桿機(jī)構(gòu)DEF中的曲柄長(zhǎng)度 平臺(tái)行程為620mm，F(xiàn)點(diǎn)行程是平臺(tái)的一半，為310mm 圖 21 曲柄長(zhǎng)度計(jì)算圖 從上圖可知，310=- 運(yùn)用二分法，y=- 154

12、57 X=154.5時(shí)，y=310.58 =154.25 X=154.25時(shí)，y=310.077 =154.125 X=154.125時(shí)，y=309.8 =154.1875 X取154.1875 =154.1875mm （2） 雙曲柄ABCD的傳動(dòng)角變化曲線 求雙曲柄ABCD的傳動(dòng)角變化曲線，檢驗(yàn)雙曲柄機(jī)構(gòu)ABCD的最小傳動(dòng)角是否小于 圖 22 雙曲柄ABCD的傳動(dòng)角變化圖 AB轉(zhuǎn)角 傳動(dòng)角 0 86 30 85 60 80 90 83 120 89 150 77 180 64 210 52 240 47

13、270 50 300 60 330 73 表 21 雙曲柄ABCD的傳動(dòng)角變化表 圖 23 雙曲柄ABCD的傳動(dòng)角變化曲線 圖 24 雙曲柄ABCD的最小傳動(dòng)角驗(yàn)證圖 DB最小時(shí)，最小 AD，AB共線時(shí)，DB最小 =47>20 （3） 平臺(tái)位移變化曲線和速度變化曲線 AB轉(zhuǎn)角 平臺(tái)位移（mm） 0 0 30 49.366 60 160.1 90 282.109 120 391.489 150 485.452 180 564.6 210 615.842 240 594.643 270 452.791 300

14、 236.045 330 61.042 360 0 表 22 平臺(tái)位移變化表 圖 25 平臺(tái)位移變化曲線 AB轉(zhuǎn)角 平臺(tái)速度（mm/s) 0 0 30 1346.144 60 1842.936 90 1760.048 120 1519.327 150 1304.867 180 1042.482 210 381.3 240 -1175.35 270 -2956.68 300 -3216.04 330 -1849.02 360 0 表 23 平臺(tái)速度變化 圖 26 平臺(tái)

15、速度變化曲線 圖 27 平臺(tái)位移速度計(jì)算圖 =154.1875mm =7.854rad/s =0.911m/s AB轉(zhuǎn)過160時(shí) 使用瞬心法， ==9.0816rad/s =*=0.5563m/s =5.563375rad/s =*=0.8578m/s 運(yùn)用投影法， cos21=sin42 =0.6148m/s =2=1.2296m/s AB轉(zhuǎn)過210時(shí) 使用瞬心法， =11.2658rad/s =0.8858m/s =8.8583rad/s =1.3658m/s 運(yùn)用投影法， cos11=sin8 =0.1936m/s =2=

16、0.3873m/s =256.79mm =307.87mm =2=513.58mm =2=615.74mm 3、 同步補(bǔ)償凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) （1） 確定機(jī)構(gòu)的初始角 綜合分析滾筒圓周速度曲線和平臺(tái)速度曲線，確定兩組雙曲柄機(jī)構(gòu)的對(duì)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(shí)，平臺(tái)速度與滾筒速度相等，以34為同步區(qū)起點(diǎn) 查附錄，87.349+460=547.349 同步區(qū)終點(diǎn)取170 同步區(qū)：34~170 （3） 平臺(tái)位移補(bǔ)償量曲線

17、 綜合分析滾筒的圓周位移曲線和平臺(tái)位移曲線之差值，確定平臺(tái)的位移補(bǔ)償量曲線 AB轉(zhuǎn)角 平臺(tái)線位移差（mm） 滾筒線位移差（mm） 相減之差（mm) 位移補(bǔ)償量（mm） 34～35 3.275 3.268 0.007 0.007 35～40 17.185 16.997 0.188 0.195 40～45 18.338 18.054 0.284 0.479 45～50 19.234 19.008 0.226 0.705 50～55 19.889 19.804 0.085 0.79 55～60 20.326 20.39 -0.

18、064 0.726 60～65 20.567 20.736 -0.169 0.557 65～70 20.64 20.837 -0.197 0.36 70～75 20.57 20.715 -0.145 0.215 75～80 20.381 20.407 -0.026 0.189 80～85 20.101 19.965 0.136 0.325 85～90 19.75 19.411 0.339 0.664 90～95 19.349 18.827 0.522 1.186 95～100 18.914 18.218 0.696

19、 1.882 100～105 18.463 17.616 0.847 2.729 105～110 18.005 17.036 0.969 3.698 110～115 17.548 16.484 1.064 4.762 115～120 17.101 15.968 1.133 5.895 120～125 16.666 15.487 1.179 7.074 125～130 16.248 15.041 1.207 8.281 130～135 15.842 14.624 1.218 9.499 135～140 15.451 1

20、4.238 1.213 10.712 140～145 15.068 13.877 1.191 11.903 145～150 14.688 13.536 1.152 13.055 150～155 14.306 13.214 1.092 14.147 155～160 13.909 12.908 1.001 15.148 160～165 13.487 12.614 0.873 16.021 165～170 13.026 12.33 0.696 16.717 表 31 位移補(bǔ)償量表 圖 31 位移補(bǔ)償量曲線 （4） 設(shè)計(jì)凸輪

21、機(jī)構(gòu)復(fù)位區(qū) 設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)復(fù)位區(qū)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)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(dòng)件運(yùn)動(dòng)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(jī)構(gòu)的回程壓力角。 h=16.717mm 正弦加速度運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)規(guī)律。 S=h 0<<100，=100 復(fù)位區(qū)（） 回程位移（mm） 0 16.717 10 16.60926459 20 15.90473338 30 14.23434283 40 11.59759327 50 8.362739551 60 5.126268052 70 2.485282496

22、 80 0.809654145 90 0.100882025 100 0 表 32 復(fù)位區(qū)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)位移表 圖 32復(fù)位區(qū)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)位移曲線圖 圖 33全工作的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)位移曲線圖 （5） 設(shè)計(jì)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(jì) 設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)主運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制 圖 41機(jī)構(gòu)主運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 三、 心得體會(huì) 在整個(gè)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)中，讓我鞏固了機(jī)械原理基本知識(shí)和CAD的知識(shí)，了解了平臺(tái)輪轉(zhuǎn)印刷機(jī)的主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理，使我體會(huì)到了以后工作中要面對(duì)的東西，也讓我認(rèn)識(shí)到自己的CAD畫圖水平還有待提高。