機械原理課程設計--自動打印機設計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、設計背景和目的2</p><p>　　二、設計要求和數據3</p><p>　　1、工作原理及工藝動作過程3</p><p>　　2、原始數據和設計要求3</p><p>　　3、運動方案構思提示4</p&

2、gt;<p><b>　　四、總體設計5</b></p><p><b>　　1、電機選擇5</b></p><p>　　2、系統(tǒng)運動循環(huán)圖5</p><p>　　五、機構尺寸設計5</p><p><b>　　1、齒輪的設計5</b></p>

3、;<p><b>　　2、凸輪設計7</b></p><p><b>　　六、總結12</b></p><p><b>　　參考文獻：13</b></p><p><b>　　一、設計背景和目的</b></p><p>　　隨著我國國民

4、經濟的快速穩(wěn)步發(fā)展，各行各業(yè)取得了飛速發(fā)展。產品打印標簽，到目前為止還主要以人工操作為主，生產效率低下。限制了產品生產率的提高。這也與現代化生產要求不符。因此根據包裝行業(yè)需求和發(fā)展趨勢，設計高質量、高可靠性的全自動剛才打捆機，已非常必要，且形勢緊迫。</p><p>　　該設計目的就是要設計出能夠實現自動送料、打印、輸出的自動打印機構。個步驟之間運動配合良好，傳動效率高，打印速度快且機構穩(wěn)定性高。</p&g

5、t;<p><b>　　二、設計要求和數據</b></p><p>　　1、工作原理及工藝動作過程</p><p><b>　　1）功能及設計要求</b></p><p>　　2）總功能要求：在產品上打印記號</p><p>　　3）工作原理及工藝動作分解提示</p>&

6、lt;p>　　自動打印機系統(tǒng)的工作原理及工藝動作如下圖所示： </p><p>　　該系統(tǒng)有電機驅動主軸上的三個執(zhí)行機構，完成送料、夾緊和打印、輸出的任務。自動打印機系統(tǒng)的功能圖如下所示：</p><p>　　2、原始數據和設計要求</p><p>　　1）待打印產品尺寸，長100~150mm、寬70~100mm、高30~50mm。</p>&

7、lt;p>　　2）產品重量，約5~10N。</p><p>　　3）自動打印機的生產率，80次/min。</p><p>　　4）要求機構的結構簡單緊湊，運動靈活可靠、易于加工制造。</p><p>　　3、運動方案構思提示</p><p>　　1) 實現送料——夾緊功能的機構可以采用凸輪機構或有一定停歇時間的連桿機構。當送料、夾緊機構

8、的執(zhí)行構件將產品推至指定位置，執(zhí)行構件停止不動，維持推緊力（前有擋塊擠壓），待打印機構執(zhí)行件打完印記后，被推走。</p><p>　　2) 實現打印功能的機構可以采用平面連桿機構或直動（擺動）凸輪機構。</p><p>　　三、機構方案比較及選擇</p><p><b>　　1、方案一</b></p><p><b

9、>　　2、方案二</b></p><p>　　送料執(zhí)行元件：不完全齒輪組合（如圖中1、2），曲柄滑塊（圖中9）</p><p>　　打印執(zhí)行元件：凸輪機構（圖中5）</p><p>　　夾緊元件： 凸輪機構 （圖中6）</p><p>　　傳動機構： 斜齒輪傳動（圖中3）</p><p><

10、;b>　　方案運動分析：</b></p><p>　　不完全齒輪作為原動件做間隙運動帶動齒輪上的曲柄滑塊，使其做水平來回運動；從動件上的齒輪軸帶動斜齒輪轉動，通過斜齒輪傳動，帶動凸輪機構，凸輪機構同時作用于打印機以及夾緊機構，對于輸出，通過改變工作臺長度使其自由落體輸出，即由送料的過程中同時進行，完成。</p><p><b>　　3、方案三</b>

11、</p><p><b>　　送料執(zhí)行元件：飛輪</b></p><p>　　打印執(zhí)行元件：凸輪機構</p><p>　　傳動機構： 傳送帶</p><p><b>　　方案運動分析：</b></p><p>　　齒輪作為原動件運動帶動飛輪旋轉，使滑塊做圓周運動，實現送料；

12、通過傳送帶傳動，帶動凸輪機構，凸輪機構作用于打印機，實現打印功能；對于輸出，通過改變工作臺長度使其自由落體輸出，即由送料的過程中同時進行，完成。</p><p><b>　　4、方案比較</b></p><p>　　方案一的優(yōu)點：構件簡單緊湊，明了；成本低廉，傳送帶傳動效率高，且輸入輸出用同一個機構控制，減少了構架數目。</p><p>　　方

13、案二的優(yōu)點：此構件設計新穎獨特，用變位齒輪傳動，傳動效率較高，多處用凸輪實現運動，使得運動的間歇運動穩(wěn)定，且各執(zhí)行元件配合良好。此構件具有夾緊機構，保證打印位置準確穩(wěn)定。</p><p>　　缺點：構件結構復雜，連桿過長使其運動磨損大，實用了兩處變位齒輪，對齒輪要求高，成本高昂?？扛淖儗к夐L度實現輸出功能，產品之間有輕微的碰撞，不利于產品的完整性。</p><p>　　方案三的優(yōu)點：構件簡

14、單緊湊；成本不高，機構用不完全齒輪作運動件，使得整個機構做間歇運動配合良好，協(xié)調配合準確，穩(wěn)定。 </p><p>　　機構運動靈活：送料機構中，可通過簡單地改變連桿在齒輪上的位置來改變曲柄的長度，從而實現對不同尺寸產品的加工。</p><p>　　缺點：使用斜齒輪傳動，效率低；無輸出執(zhí)行構件，靠改變導軌長度實現輸出功能，產品之

15、間有輕微的碰撞，不利于產品的完整性。</p><p><b>　　所以選用方案一</b></p><p><b>　　四、總體設計</b></p><p><b>　　1、電機選擇</b></p><p>　　在本設計中，不管從滑塊的受力以及整個系統(tǒng)的配合運動，都可知道，本系統(tǒng)

16、是負載非恒定工作方式，故其負載持續(xù)率Fs%的計算公式為</p><p>　　FS％＝tg/(tg+to)×100％</p><p>　　式中  tg為工作時間，t。為停止時間min；tg十to為工作周期 ，因為系統(tǒng)要求80次/min, 即80r/min, 原動件運動一周花的時間 t=60/80=0.75s 又因為不完全齒輪中有36°的過渡輪齒，所以工作

17、停止時間to=0.075s ,即tg=0.675s. </p><p>　　FS％＝0.0675/0.75×100％=90%</p><p>　　而選擇電機功率可根據P=P1/n1n2 </p><p>　　式中  n1為生產機械的效率；n2為電動機的效率。即傳動效率。其中生產功率通過保守估計P1=10N*(200/0.75)=2.67

18、KW</p><p>　　假設電動機的效率為0.7，則P=P1/n1n2=2.67KW/0.7*0.9=4.24KW</p><p>　　根據任務要求，選擇功率為4.5KW,轉速為1000r/min的三相異步電動機適合該系統(tǒng)。</p><p><b>　　2、系統(tǒng)運動循環(huán)圖</b></p><p><b>　　

19、五、機構尺寸設計</b></p><p><b>　　1、齒輪的設計</b></p><p>　　(1) 齒輪系傳動設計</p><p>　　該系統(tǒng)電動機選用1000 r/min ,i1/i2=6.25 ;</p><p>　　n2= n1*i2/i1 =1000/6.25 r/min = 160 r/min

20、 ;</p><p>　　z3 = 20 , z4 = 40 ,z5 = 20 ,z6 = 40 ,z7 = 20 ,z8 = 8, z10 = 32 ;</p><p>　　i2 /i10 = i3/i10 = (z10*z7*z5*z4 )/(z3*z4*z6*z8 )</p><p>　　= ( 40*20*20*32 )/ (20*40*40*8 )<

21、/p><p><b>　　= 2 ;</b></p><p>　　n10 = 80 r/min ;</p><p>　　n4 = z3/ (z4 * n2 ) = 80 r/min;</p><p>　?。?）直齒輪參數計算</p><p>　　（3） 錐齒輪參數計算</p><

22、p>　　（4）蝸桿、蝸輪尺寸設計</p><p><b>　　2、凸輪設計</b></p><p>　　（1）凸輪11的設計</p><p><b>　　1）運動分析圖</b></p><p><b>　　2）凸輪外形</b></p><p>&l

23、t;b>　　3） 設計結果</b></p><p>　?。?）凸輪16的設計</p><p><b>　　1）運動分析圖</b></p><p><b>　　2）凸輪外形</b></p><p>　?。?）凸輪17的設計</p><p><b>　

24、　1) 運動分析圖</b></p><p><b>　　2 ) 凸輪形狀</b></p><p><b>　　3）運算數據</b></p><p><b>　　六、總結</b></p><p>　　經過五天的思考與計算，我成功的設計出了自動打印機。其運動效果和性能達

25、到了預期的目標，各個運動配合良好，能夠很好的滿足生產需要，運動穩(wěn)定性高。</p><p>　　通過這次課程設計，我有了很多收獲。首先，通過這一次的課程設計，我進一步鞏固和加深了所學的基本理論、基本概念和基本知識，培養(yǎng)了自己分析和解決與本課程有關的具體機械所涉及的實際問題的能力。對平面連桿機構和凸輪有了更加深刻的理解，為后續(xù)課程的學習奠定了堅實的基礎。而且，這次課程設計過程中，與同學們激烈討論，團結合作，最終完美的

26、實現了預期的目的，大家都收益匪淺，也對這次經歷難以忘懷。</p><p>　　其次通過這次課程設計，對自動打印機的工作原理及其內部個傳動機構以及機構選型、運動方案的確定以及對導桿機構進行運動分析有了初步詳細精確話的了解，這都將為我以后參加工作實踐有很大的幫助。非常有成就感，培養(yǎng)了很深的學習興趣。</p><p>　　衷心感謝xx教授這個學期以來的悉心教導與鼓勵，在xx老師的耐心指導下，我才

27、能完成了這次的課程設計 ，并從中學到了非常多的知識。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　[1] 孫桓, 陳作模.葛文杰. 機械原理[M]. 北京：高等教育出版社, 2005.</p><p>　　[2] 徐灝. 機械設計手冊. 機械工業(yè)出版社, 1991.</p><p>　　[3] 濮

28、良貴, 紀名剛. 機械設計[M]. 北京：高等教育出版社, 2005.</p><p>　　[4] 劉三生.反求工程設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，1992.</p><p>　　[5] 于運滿.精密間歇機構[M].北京:機械工業(yè)出版社，2000.</p><p>　　[6] 劉正昆.間歇運動機構[M].大連：大連理工大學出版社，1991.</p>