1、 歡迎下載 課程設(shè)計(jì)說明書 題 目： 自動(dòng)打印機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)自動(dòng)打印機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 院 （系）： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 講師 200 9 年 1 月 16 日 歡迎下載 目錄目錄 目 錄.I 1 題目.1 2.1 設(shè)計(jì)題目.1 2.2 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求.1 2.3 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù).1 2.4 運(yùn)動(dòng)方案構(gòu)思及提示1 3 運(yùn)動(dòng)方案.2 4 運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖.6 5 設(shè)計(jì)計(jì)算.7 5.1 電動(dòng)機(jī)的選擇.7 5.2 渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).7 5.3 齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).7 5.4 圓柱凸輪間歇機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).8 5.5 打印凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).8 6 打印機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)曲線分析.9 7 總結(jié)11 參考文獻(xiàn)

2、.12 歡迎下載 一、題目：自動(dòng)打印機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 二、設(shè)計(jì)題目以及任務(wù) 2.1 設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)自動(dòng)打印機(jī)機(jī)構(gòu)。 2.1.1 功能要求及工藝動(dòng)作分解提示 1）總功能要求：在產(chǎn)品上打印記號(hào) 2）工作原理及工藝動(dòng)作分解提示 自動(dòng)打印機(jī)系統(tǒng)的工作原理及工藝動(dòng)作如圖 10.1 所示該系統(tǒng)由 電機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸上的三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成送料、夾緊和打印、輸出的任務(wù)。自動(dòng)打印機(jī)系統(tǒng)的系統(tǒng)功 能圖如下所示。 送料、加緊 打印 輸出 執(zhí)行構(gòu)件作間隙運(yùn)動(dòng) 執(zhí)行構(gòu)件作間隙運(yùn)動(dòng) 執(zhí)行構(gòu)件作間隙運(yùn)動(dòng) 直線或曲線運(yùn)動(dòng) 停止 直線或曲線運(yùn)動(dòng) 直線或曲線運(yùn)動(dòng) 停止 停止 2.2 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 1）本題設(shè)計(jì)的時(shí)間為 3 周。 2）根據(jù)功

3、能要求，確定工作原理和繪制系統(tǒng)功能圖。 3）構(gòu)思系統(tǒng)方案（至少兩個(gè)以上） ，進(jìn)行方案評(píng)價(jià)，選出較優(yōu)方案。 4）按工藝動(dòng)作過程擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。 5）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)。 6) 繪制系統(tǒng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡圖。 7）編寫設(shè)計(jì)說明書。 8）要求機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單緊湊，運(yùn)動(dòng)靈活可靠、易于加工制造。 2.3 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 1）待打印產(chǎn)品尺寸，長 100mm，寬 70mm，高 30mm 2）產(chǎn)品重量，約 5-10N 3）自動(dòng)打印機(jī)的生產(chǎn)率，80 次/min。 2.4 運(yùn)動(dòng)方案構(gòu)思提示 1） 實(shí)現(xiàn)送料-夾緊功能的機(jī)構(gòu)可以采用凸輪機(jī)構(gòu)或有一定停歇時(shí)間的連桿機(jī)構(gòu)。當(dāng)送 料、夾緊機(jī)構(gòu)的執(zhí)行構(gòu)件將產(chǎn)品推至指定位

4、置，執(zhí)行構(gòu)件停止不動(dòng)，維持推緊力（前 有擋塊擠壓） ，待打印機(jī)構(gòu)執(zhí)行件打完印后，被推出。 2） 實(shí)現(xiàn)打印功能的機(jī)構(gòu)可以采用平面連桿機(jī)構(gòu)或直動(dòng)（擺動(dòng)）凸輪機(jī)構(gòu)。 3） 實(shí)現(xiàn)輸出功能的機(jī)構(gòu)可以采用與送料、夾緊機(jī)構(gòu)相類似的機(jī)構(gòu)。為簡化結(jié)構(gòu)，可 考慮固定定位擋塊，而將輸出運(yùn)動(dòng)與送料運(yùn)動(dòng)的方向互相垂直。 4） 自動(dòng)打印機(jī)系統(tǒng)采用一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸控制三個(gè)機(jī)構(gòu)的執(zhí)行構(gòu)件完成各自的功能 運(yùn)動(dòng)，如何將三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件均固定在主軸上而達(dá)到設(shè)計(jì)要求是需要認(rèn)真考慮。 自動(dòng)打印機(jī)系統(tǒng) 歡迎下載 三、 運(yùn)動(dòng)方案 1、方案 1：機(jī)構(gòu)簡圖如下 2、 方案分析方案分析：此方案采取的是用偏心凸輪和若干個(gè)連桿構(gòu)成的。輸送桿垂直

5、方向 的運(yùn)動(dòng)是有偏心輪驅(qū)動(dòng)的，而水平方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)則有曲柄驅(qū)動(dòng)。從而達(dá)到間歇送料 的目的。當(dāng)傳帶翻轉(zhuǎn)時(shí)，已加工好的產(chǎn)品自動(dòng)輸出。產(chǎn)品的夾緊主要是采用固定口的 方法夾緊。 優(yōu)點(diǎn)：連桿機(jī)構(gòu)一般均為低副。其運(yùn)動(dòng)副元素為面接觸，壓力較小，承載能力較 大，潤滑好，磨損小，加工制造容易，且連桿機(jī)構(gòu)中的低副一般是幾何封閉，對(duì)保證 工作的可靠有利。凸輪的使用容易實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 缺點(diǎn)：（1）由于連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)必須經(jīng)過中間構(gòu)件進(jìn)行傳遞，因而傳動(dòng)路線較 長，易產(chǎn)生較大的誤差積累，同時(shí)也使效率降低。 （2）在連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)中，連桿所產(chǎn)生的慣性力難以用一般方法消除，因 而此機(jī)構(gòu)不宜用于高速運(yùn)動(dòng)。 （3）連桿須較高的

6、運(yùn)動(dòng)精度。 歡迎下載 （4）送料機(jī)構(gòu)所需的空間較大，造成經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)。 2、方案 2：機(jī)構(gòu)簡圖如下 傳動(dòng)部分采取槽輪機(jī)構(gòu)，平面圖如下 方案分析方案分析：此機(jī)構(gòu)的送料部分采取的是盤型結(jié)構(gòu)，盤的轉(zhuǎn)動(dòng)通過槽輪帶轉(zhuǎn)，從而實(shí) 歡迎下載 現(xiàn)其間歇送料的目的。夾緊部分采取的是固定位置夾緊。產(chǎn)品輸出利用定位固定擋塊 的方法，將產(chǎn)品垂直方向輸出。輸出運(yùn)動(dòng)于送料運(yùn)動(dòng)的方向互相垂直。 優(yōu)點(diǎn)： 機(jī)構(gòu)緊湊，使傳動(dòng)速率增大。因?yàn)橛芯o湊的機(jī)構(gòu)，所以減少占地面積。用 槽輪傳動(dòng)，所以工作可靠，在圓銷進(jìn)入和脫離嚙合時(shí)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，能準(zhǔn)確控制轉(zhuǎn)動(dòng)的 角度。 缺點(diǎn)：槽輪的配合要求比較高。槽輪的轉(zhuǎn)角大小不能夠調(diào)節(jié)，在轉(zhuǎn)位始末有沖擊。 因

7、此此機(jī)構(gòu)只能應(yīng)用于轉(zhuǎn)速要求不高的裝置中。 3、方案 3：機(jī)構(gòu)簡圖如下 帶動(dòng)部分為凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。其平面圖如下 歡迎下載 方案分析方案分析：打印機(jī)構(gòu)通過凸輪來達(dá)到間歇運(yùn)動(dòng)目的，在遠(yuǎn)休止處打印，近休止處 等待送料過來。與凸輪連接的滾子通過彈簧使其始終與凸輪相連，本來凸輪具有易磨 損的特點(diǎn)，滾子的應(yīng)用很好的解決了這個(gè)問題；夾緊部分采取的是固定位置夾緊； 盤的轉(zhuǎn)動(dòng)通過應(yīng)用凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)來帶動(dòng)，使之實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)；產(chǎn)品輸出利用定 位固定擋塊的方法，將產(chǎn)品從下輸出。輸出運(yùn)動(dòng)于送料運(yùn)動(dòng)的方向互相垂直。 優(yōu)點(diǎn)：只要適當(dāng)設(shè)計(jì)出凸輪輪廓曲線，就可使從動(dòng)盤獲得所預(yù)期運(yùn)動(dòng)規(guī)律。其動(dòng)載 荷小，無剛性和柔性沖擊。無

8、需采用其他的定位裝置，就可獲得高的定位精度。且機(jī) 構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)約使用空間。 缺點(diǎn)：加工成本高，對(duì)裝配、調(diào)整要求嚴(yán)格。 綜上所述，根據(jù)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全可靠及實(shí)際的可能性四個(gè)方面的內(nèi)容，選用方案機(jī)綜上所述，根據(jù)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全可靠及實(shí)際的可能性四個(gè)方面的內(nèi)容，選用方案機(jī) 構(gòu)簡圖如下。構(gòu)簡圖如下。 歡迎下載 送料機(jī)構(gòu)：利用包裝紙盒自身重量,通過傳輸桶,并利用圓柱凸輪間歇機(jī)構(gòu)帶動(dòng)其傳輸?shù)?打印工位.。 夾緊機(jī)構(gòu)：利用托盤上的凹陷來固定產(chǎn)品，使之當(dāng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)品不被甩出。 工作臺(tái)機(jī)構(gòu)如下圖所示。按照打印的產(chǎn)品尺寸設(shè)定工作臺(tái)的凹陷面積。 四、運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 在同一時(shí)間段，工作轉(zhuǎn)臺(tái)與打印機(jī)構(gòu)的同步化循環(huán)圖如

9、下圖所示（工作轉(zhuǎn)臺(tái)與間歇機(jī)構(gòu)的從動(dòng)盤同 軸轉(zhuǎn)動(dòng)） 打印機(jī)構(gòu)打印一次，凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周，則圓柱凸輪間歇機(jī)構(gòu)要轉(zhuǎn)兩周，所以當(dāng)凸輪的轉(zhuǎn) 速為 80r/min，圓柱凸輪的轉(zhuǎn)速為 160r/min 歡迎下載 五 設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇 5.2 渦輪蝸桿渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 齒數(shù)模數(shù)（mm）壓力角（0）直徑（mm）螺旋角 蝸輪 3552017514.04 蝸桿 45209014.04 5.3 齒輪齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 序列號(hào)齒數(shù)模數(shù)（mm）壓力角（）直徑（mm） 齒輪 1262.52065 齒輪 2262.52065 齒輪 3262.52065 齒輪 4522.520130 電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/(kW

10、)滿載轉(zhuǎn)速 /（r*min-1） 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn) 矩 最大轉(zhuǎn)矩/最大轉(zhuǎn) 矩 同步轉(zhuǎn)速 1500r/min，4 級(jí) Y90S-41.114002.22.2 歡迎下載 5.4 圓柱式凸輪間歇圓柱式凸輪間歇機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 單位（mm） 弦距銷距半角兩柱銷最 小距離 柱銷中心 圓半徑 R2 柱銷直徑柱銷數(shù)主動(dòng)凸輪 直徑 R1 103.325 22.5 53.325135508100 5.5 打印凸輪打印凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（如下圖所示） 基圓半徑 (mm) 升程（mm）近休止角 （） 遠(yuǎn)休止角 （） 推程角（） 回程角（） 50306060120120 歡迎下載 六、打印機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)曲線分析。 推程段：推程段： 推桿

11、推程運(yùn)動(dòng)方程為 S=h(/0) sin(2/0)/(2) V=w1-cos(2/0)/0 a=2hw2sin(2/0)/02 凸輪主要用于帶動(dòng)打印頭的運(yùn)動(dòng)，而物料的長、寬、高為：100mm70mm30mm，參考可取 推桿行程 h=50mm。 結(jié)合運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖得 0=120，已定條件 n=80(r/min) 所以得出以下數(shù)據(jù) 凸輪升程段：凸輪升程段： 歡迎下載 滑塊的位移分析 位移（mm） 0 5 10 15 20 25 30 35 020406080100120140 位移（mm） 歡迎下載 滑塊的速度分析 速度曲線圖 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0204060801

12、00120140 速度（mm/s） 滑塊的加速度分析 加速度曲線圖 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 020406080100120140 加速度(mm2/s) 由以上數(shù)據(jù)表面該機(jī)構(gòu)沒有剛性與柔性沖擊，對(duì)凸輪的正常運(yùn)轉(zhuǎn)工作沒有太大影響。 七、總結(jié) 通過這次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)加深了理解與認(rèn)識(shí)。對(duì)連桿機(jī)構(gòu)，凸 輪機(jī)構(gòu)和齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，學(xué)到了一些實(shí)踐性的東西。 歡迎下載 首先，經(jīng)過計(jì)算機(jī)模擬運(yùn)動(dòng)分析可以得到直觀的運(yùn)動(dòng)曲線，從而對(duì)各種機(jī)構(gòu)的運(yùn) 動(dòng)特性有了更深一步的理解。對(duì)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟及方法，其中包括選擇模型，運(yùn) 動(dòng)方案的

13、確定，運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的分析和整體設(shè)計(jì)等，并提高了我的計(jì)算，分析，計(jì) 算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，繪圖以及查閱和使用文獻(xiàn)的綜合能力。 其次，對(duì)于一些在機(jī)械原理課程中提到的比較抽象或者很少提及的概念有了一個(gè) 認(rèn)識(shí)，例如傳動(dòng)比的分配，各種參數(shù)的選擇等，參數(shù)不同對(duì)結(jié)果的影響很大，甚至實(shí) 現(xiàn)不了要求的運(yùn)動(dòng)動(dòng)作。通過自己對(duì)各種參數(shù)的選擇，了解了這些參數(shù)的選擇方法。 最后，通過這一次的課程設(shè)計(jì)，我明白自己對(duì)本課程的很多概念沒有做到真正的 理解，所以造成設(shè)計(jì)時(shí)的茫然。所以，這就要求我在以后的學(xué)習(xí)中，在理解概念的基 礎(chǔ)上，把握課程的本質(zhì)，踏踏實(shí)實(shí)學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，能做到學(xué)有所用。 參考文獻(xiàn) 1 孔凌嘉，張春林。機(jī)械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計(jì) 北京理工大學(xué)出版社 2004 2 于惠力，張春宜，潘承怡.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)M.北京：科學(xué)出版社，2007. 3 劉躍南