打码机产品设计说明书.docx

华中科技大学机械学院商品印花打标机说明书机械设计大作业姓名：杨思慧 周晶 陈俊男 学号：U201110613 U201110598 U201110602 班级：机制1101班指导老师：吴昌林时间：2014年5月20日星期二目录一. 打码机简介3二. 打码机原理分析及结构简图3三. 机械系统组成41.动力系统42.传动系统53.执行系统54.支承系统与控制系统6四. 设计与校核71.减速箱的设计72.轴的设计与校核8一. 打码机简介商品打码无处不在。通常，商品上都印上了各种商标，生产日期，生产地址，价格等等。为了使生产商方便地给大批量的产品打码，基于此背景下，进行了产品设计。打码机的功能结构图如下所示：图1.功能结构图各功能实现方案：功能元实现解产品输入与输出凸轮机构+双滑块机构工位转换槽轮机构产品打码曲柄连杆机构二. 打码机原理分析及结构简图n 原理分析：此设计实现工件的推进，打码 1，打码 2，工件的推出共四个工艺动作，其工艺圆台相应的分为四个部分。主要包含动力传动链，凸轮机构，曲柄连杆机构，槽轮机构，工作圆台，电动机和减速器几部分。1） 当传动轴1 转动时，带动与凸轮固结的齿轮转动，利用凸轮从动件推动工件从入口传送带进入工作台第一个工艺位置，同时，与凸轮从动件固连的双滑块机构把第四个工艺位置的工件推出工作圆台。2） 当传动轴1 转动时，带动与拨盘固结的齿轮转动，槽轮与工作台固连，通过拨盘槽轮控制工作台的停转，实现工件工艺位置的转移。3） 传动轴1通过锥齿轮带动传动轴2转动，通过曲柄滑块机构实现与滑块固连的打码工具的上下往复直线移动，完成打码功能。n 机构简图该商品打标机由动力系统、传动系统、执行系统、控制系统及支撑系统五个部分组成。三. 机械系统组成1. 动力系统原动机种类Y 系列三相交流异步电动机型号Y132M-8额定转速750r/min额定功率2.58Kw2. 传动系统 n 主要机构及传动链： 1） 减速传动链电动机输出轴+双级减速箱2） 传动机构 I从减速箱输出端到圆台的运动链，转矩输入轴+齿轮+槽轮机构+传动轴+圆台；3） 传动机构 II从减速箱输出端到曲柄滑块机构的运动链，转矩输入轴+锥齿轮+双曲柄机构；4） 位移补偿机构。 n 各机构功能： 1） 传动机构 I把旋转运动转化为圆台的单向间歇转动； 2） 传动机构 II把旋转运动转化为滑块的往复直线运动； 3） 位移补偿机构把凸轮的旋转运动转化为工件的直线移动。 3. 执行系统n 双滑块机构：双滑块机构布置在支承元件圆台上。其中，某一滑块与凸轮平底从动件固连，获得往复直线运动规律。滑块用于推动工件运动，通过两个滑块的往复直线运动，实现工件的输入、输出。n 曲柄连杆机构：由于功能分析需要打码的工具在工艺位置上往复上下运动，故用曲柄滑块机构将匀速转动转化为滑块的往复上下移动。打码的工具固结在滑块上。为了实现准确打码，避免由于误差引起打码过浅过深的问题，需要对曲柄滑块结构运动精度进行分析。根据滑块工作行程的几何约束，编写matlab源程序，计算得到如下结果：输入机构运动精度影响尺度数目N = 2输入滑块行程的均值(mm)H = 100输入曲柄轴心至滑销最远距(mm)P = 300输入滑块位置允许误差(mm)DH = 0.50曲柄长度的均值(mm)R = 50.000连杆长度的均值(mm)L = 250.000曲柄长度允许的最大偏差(mm)DRM = 0.176777连杆长度允许的最大偏差(mm)DLM = 0.707107n 凸轮机构：设计约束：凸轮作逆时针方向转动,从动件偏置在凸轮轴心的右边，从动件在推程作等加速/等减速运动,在回程作余弦加速度运动。设计结果如下：基圆半径rb = 55.0000 mm滚子半径rt = 8.0000 mm推杆偏距e = 25.0000 mm推程升程h = 90.0000 mm推程运动角ft = 135.0000 度远休止角fs = 10.0000 度回程运动角fh = 95.0000 度根据凸轮机构的设计约束条件，编写matlab程序设计凸轮轮廓。结果如下：4. 支承系统与控制系统n 支承系统：包括基础件（如床身、圆台等）和支承构件（如轴、轴承等），用于安装和支承动力系统、传动系统、执行系统和操纵系统等，是机械系统中必不可少的部分。n 操作与控制系统：是为了使动力系统、传动系统、执行系统彼此协调运行，并准确可靠地完成整机功能的装置。本产品可通过控制电机进行生产速度的调整。四. 设计与校核1. 减速箱的设计设计参数：减速器的输出转速为15r/min，展开式双级齿轮减速器的传动比i= 50。分析以下两种可能的减速器方案：方案1方案2方案一具有皮带传动，使机构尺寸过大。方案二在满足准确的传动比的情况下具有尺寸紧凑，寿命长，传动稳定的优点。故选择方案二双级圆柱齿轮减速器高级级传动比为： ，则低级为：查资料，得弹性联轴器效率0.99，闭式齿轮传动（设齿轮精度为8级）效率0.97，滚动轴承效率0.99，开式滚子链传动效率0.92，滚筒的效率0.96.从电动机到工作机的总效率为= 0.992 *0.972 * 0.995 * 0.92 * 0.96 = 0.7745。当工作机所需的有效功率为P = 2kw时，电动机功率P0 = P/ = 2.58KW。2. 轴的设计与校核材料特性轴材料弹性模量E刚性模量G密度45钢206000MPa80000MPa7860 kg/m3载荷分布情况索引位置径向力轴向力转矩YX长度127.75 mm450.400 N230.75 mm450.400 N333.75 mm450.400 N-175.000 N m4429.75 mm175.000 N m轴的支承：轴承型号7207c索引类型位置反作用力类型YX方向轴向力1固定55 mm497.520 N497.520 N反装2固定415 mm-15.081 N15.081 N180.00 deg450.400 N反装利用inventor轴生成器功能，设计轴结果如下：长度L448.500 mm质量质量3.267 kg最大弯曲应力B2.615