平压印刷机设计任务书及指导书

1、机械原理课程设计的目的机械原理课程设计的目的 进一步巩固和加深对所学知识的理解；使学生在机构进一步巩固和加深对所学知识的理解；使学生在机构 运动简图设计方面得到训练；培养学生创造性的能力。运动简图设计方面得到训练；培养学生创造性的能力。 课程设计的一般步骤课程设计的一般步骤 1、根据给定的设计题目，选择机构类型并进行恰当的机构、根据给定的设计题目，选择机构类型并进行恰当的机构 组合，拟定机构简图设计方案；组合，拟定机构简图设计方案； 2、根据机构简图设计方案，绘制机构运动循环图；、根据机构简图设计方案，绘制机构运动循环图； 3、根据机构简图和机构运动循环图，拟定机构的运动学尺寸；、根据机构简图

2、和机构运动循环图，拟定机构的运动学尺寸； 4、对所设计的机构进行必要的运动和动力性能分析、校核；、对所设计的机构进行必要的运动和动力性能分析、校核； 5、按比例绘制机构运动简图；、按比例绘制机构运动简图； 6、编写机械原理课程设计说明书；、编写机械原理课程设计说明书； 7、进行课程设计答辩；、进行课程设计答辩； 机械原理课程设计的要求机械原理课程设计的要求 要求在教师指导下，发挥主观能性，按上要求在教师指导下，发挥主观能性，按上 述设计步骤独立完成本课程设计。述设计步骤独立完成本课程设计。 课程设计的进度安排课程设计的进度安排 1、阅读课程设计说明书；、阅读课程设计说明书； 2、查阅资料，方案

3、讨论，提出机构简图方案；、查阅资料，方案讨论，提出机构简图方案； 3、机构设计与运动性能校核；、机构设计与运动性能校核； 4、绘制机构运动简图、编写设计说明书；、绘制机构运动简图、编写设计说明书； 二天二天 四天四天 三天三天 5、答辩。、答辩。 一天一天 总时间安排：总时间安排：2013/12/2314/1/3 平压印刷机平压印刷机 圆压圆圆压圆凸版印刷机又称轮转印刷机，它装置印版的版台凸版印刷机又称轮转印刷机，它装置印版的版台 和压印机构均为圆形滚筒。机器工作时，压印滚筒带着印刷和压印机构均为圆形滚筒。机器工作时，压印滚筒带着印刷 物运动，并与印版滚筒互相接触。压印滚筒和印版滚筒连续物运动

4、，并与印版滚筒互相接触。压印滚筒和印版滚筒连续 不断地飞速旋转，故生产率较高。不断地飞速旋转，故生产率较高。 平压印刷机设计任务书平压印刷机设计任务书 凸版印刷机主要有凸版印刷机主要有平压平平压平、圆压平圆压平和和圆压圆圆压圆三种型式。三种型式。 平压平平压平凸版印刷机又称平压印刷机。它装置印版的版台凸版印刷机又称平压印刷机。它装置印版的版台 和压印机构均为平面形，工作时，印版与压印平板全面接触，和压印机构均为平面形，工作时，印版与压印平板全面接触， 机器一次所承受的总压力比较大，相对压印时间较长。这种机器一次所承受的总压力比较大，相对压印时间较长。这种 印刷机要求印版和压印平板平整，印刷幅面

5、不大；印刷机要求印版和压印平板平整，印刷幅面不大； 圆压平圆压平凸版印刷机又称平台印刷机，它装置印版的版凸版印刷机又称平台印刷机，它装置印版的版 台为平面形，而压印机构则为圆形滚筒。机器工作时，版台为平面形，而压印机构则为圆形滚筒。机器工作时，版 台往复运动，印刷速度受到一定限制，故产量不高；台往复运动，印刷速度受到一定限制，故产量不高； 一、设计题目一、设计题目 平压印刷机主要部件的工作情况示意图平压印刷机主要部件的工作情况示意图 平压印刷机是平压印刷机是 一种简易印刷机，一种简易印刷机， 平压印刷机结构比平压印刷机结构比 较简单，体积小，较简单，体积小， 印刷速度慢，大多印刷速度慢，大多

6、采用人工输纸方式。采用人工输纸方式。 适用于印刷八开以适用于印刷八开以 下的印件，如各种下的印件，如各种 商标、说明书、包商标、说明书、包 装纸盒、图书封面、装纸盒、图书封面、 彩色插页等。彩色插页等。 平压印刷机运动方案和主要机构设计。平压印刷机运动方案和主要机构设计。 平压印刷机设计任务书平压印刷机设计任务书 平压印刷机工作时平面铅字版固定在垂直位置，装了白纸的平压印刷机工作时平面铅字版固定在垂直位置，装了白纸的 平板印头绕其固定轴心摆动，当摆动到垂直位置时，平面印头平板印头绕其固定轴心摆动，当摆动到垂直位置时，平面印头 与版面紧密接触进行压印而完成一次印刷。等压印头运动到倾与版面紧密接触

7、进行压印而完成一次印刷。等压印头运动到倾 斜位置时，取出印纸并放入待印的纸张，同时，油墨辊在固定斜位置时，取出印纸并放入待印的纸张，同时，油墨辊在固定 的平面铅字版表面及油墨盘表面运动，铅字版在着墨。进入下的平面铅字版表面及油墨盘表面运动，铅字版在着墨。进入下 一次的印刷。一次的印刷。 二、工作原理及工艺动作过程二、工作原理及工艺动作过程 工作原理：工作原理：其工作过程犹如盖图章。其工作过程犹如盖图章。 平压印刷机中的平压印刷机中的“图章图章”是不动的，是不动的， 纸张贴近时完成印刷。纸张贴近时完成印刷。 装有白纸的平面印头往复摆动装有白纸的平面印头往复摆动 工艺动作过程：工艺动作过程： 平压

8、印刷机需要平压印刷机需要 实现三个动作：实现三个动作： 油墨辊在固定铅字版和油盘表面上下滚动油墨辊在固定铅字版和油盘表面上下滚动 油盘转动使油辊上油墨均匀油盘转动使油辊上油墨均匀 平压印刷机设计任务书平压印刷机设计任务书 4、油盘直径为油盘直径为400mm，油辊起始位置就在油盘边缘。，油辊起始位置就在油盘边缘。 三、原始数据及设计要求三、原始数据及设计要求 1、实现印头、油辊、油盘运实现印头、油辊、油盘运 动的机构由一个电动机带动，动的机构由一个电动机带动， 电动机功率电动机功率N=0.75kW、转速、转速 n=910r/min，通过传动系统使通过传动系统使 印刷机具有印刷机具有1600180

9、0次次/h印印 刷能力。刷能力。 2、印头摆角为印头摆角为700，印头返回行程和工作行程的平均，印头返回行程和工作行程的平均 速度之比速度之比K=1.118。 3、油辊摆动自垂直位置运动到铅字版下端的摆角为油辊摆动自垂直位置运动到铅字版下端的摆角为 1100。 5、要求机构的传动性能良好，结构紧凑，易于制造。要求机构的传动性能良好，结构紧凑，易于制造。 平压印刷机设计任务书平压印刷机设计任务书 8、编写设计说明书。、编写设计说明书。 四、设计任务四、设计任务 1、确定总功能，并进行功能分解。、确定总功能，并进行功能分解。 2、根据工艺动作要求拟定运动循环图。、根据工艺动作要求拟定运动循环图。

10、3、进行印头、油辊、油盘机构及其相互连接传动的选型。、进行印头、油辊、油盘机构及其相互连接传动的选型。 4、按选定的电动机及执行机构运动参数拟订机构传动方案。、按选定的电动机及执行机构运动参数拟订机构传动方案。 5、画出机构运动方案简图。、画出机构运动方案简图。 6、确定各执行机构的运动学尺寸。、确定各执行机构的运动学尺寸。 7、对往复摆动执行机构进行运动分析，绘制从动件位对往复摆动执行机构进行运动分析，绘制从动件位 移、速度、加速度线图。移、速度、加速度线图。 平压印刷机设计任务书平压印刷机设计任务书 平压印刷机设计指导书平压印刷机设计指导书 一、一、工作原理工作原理 二、二、功能分解功能分

11、解 进行功能分解，即将整个工艺动作过程分解成若干个执行进行功能分解，即将整个工艺动作过程分解成若干个执行 构件的运动（称分功能），它们按一定的动作顺序来完成印刷。构件的运动（称分功能），它们按一定的动作顺序来完成印刷。 1、印头：往复摆动，具有急回特性。、印头：往复摆动，具有急回特性。 2、油辊：在油盘处粘墨，给铅字刷墨（近似直线轨迹）。、油辊：在油盘处粘墨，给铅字刷墨（近似直线轨迹）。 3、油盘：使油辊上粘墨均匀。、油盘：使油辊上粘墨均匀。 总总 功功 能能 子功能子功能1 子功能子功能2 子功能子功能3 工艺动作工艺动作 工艺动作工艺动作 工艺动作工艺动作 执行机构执行机构 执行机构执行机

12、构 执行机构执行机构 执行构件运动执行构件运动 执行构件运动执行构件运动 执行构件运动执行构件运动 如图所示平压印刷机主要部件的工作情况示意图，其工艺动如图所示平压印刷机主要部件的工作情况示意图，其工艺动 作过程要求如下：作过程要求如下： 三、三、机构的选型机构的选型 机构选型就是选择或创造出满足执行构件运动和动力要求机构选型就是选择或创造出满足执行构件运动和动力要求 的机构。的机构。 在进行机构选型和组合时，首先应熟悉各种基本机构和常在进行机构选型和组合时，首先应熟悉各种基本机构和常 用机构的功能、结构和特点，然后根据工艺动作过程及各个动用机构的功能、结构和特点，然后根据工艺动作过程及各个动

13、 作的运动规律要求等选择执行机构。作的运动规律要求等选择执行机构。 平压平压印刷机印刷机设计指导书设计指导书 对于平面印刷机可参考下表进行主要机构的选型：对于平面印刷机可参考下表进行主要机构的选型： 一、一、工作原理工作原理二、二、功能分解 功能分解 四、四、机构运动方案评价机构运动方案评价 平压印刷机设计指导书平压印刷机设计指导书 上表称为执行机构的形态学矩阵。对它的行、列进行组合就上表称为执行机构的形态学矩阵。对它的行、列进行组合就 可得到可得到N种方案（种方案（N =234=24）。）。 从这些方案中剔除明显不合理的，再从是否满足预定的运动从这些方案中剔除明显不合理的，再从是否满足预定的

14、运动 要求，运动链中机构安排的顺序是否合理，制造上的难易，可靠要求，运动链中机构安排的顺序是否合理，制造上的难易，可靠 性的好坏等方面进行综合评价，然后选择较优的方案。性的好坏等方面进行综合评价，然后选择较优的方案。 绘制机构运动方案简图（机械运动方案示意图）。绘制机构运动方案简图（机械运动方案示意图）。 对于平压印刷机：几个主要动作必须协调；另外由于只给出一个动力源，对于平压印刷机：几个主要动作必须协调；另外由于只给出一个动力源， 因此实现这些动作的机构必须联动。其次，这几个动作中，印头运动需具有因此实现这些动作的机构必须联动。其次，这几个动作中，印头运动需具有 急回特性；油辊可看作是实现两

15、个位置的运动即：油辊沿油盘表面的运动及急回特性；油辊可看作是实现两个位置的运动即：油辊沿油盘表面的运动及 给铅字刷墨时油辊的运动，油辊的运动轨迹应近似为直线；而油盘是实现间给铅字刷墨时油辊的运动，油辊的运动轨迹应近似为直线；而油盘是实现间 歇运动。完成这些运动的机构以及各机构的联接成一部整机，均应力求结构歇运动。完成这些运动的机构以及各机构的联接成一部整机，均应力求结构 简单、紧凑。简单、紧凑。 三、三、机构的选型机构的选型 一、一、工作原理工作原理二、二、功能分解 功能分解 绘制机械运动循环图时，先选某一主要机构（如平板印头）绘制机械运动循环图时，先选某一主要机构（如平板印头） 中的执行构件

16、为运动参考构件，即以其运动参数（如转角或位中的执行构件为运动参考构件，即以其运动参数（如转角或位 移等）作为确定其他机构中执行构件运动先后次序的基准，然移等）作为确定其他机构中执行构件运动先后次序的基准，然 后再按运动协调关系按比例绘制机械运动循环图。后再按运动协调关系按比例绘制机械运动循环图。 五、五、绘制机械运动循环图绘制机械运动循环图 平压印刷机设计指导书平压印刷机设计指导书 有相当数量的机械要求各执行构件之间的传动和工艺动作必有相当数量的机械要求各执行构件之间的传动和工艺动作必 须协调配合，否则将发生运动的干涉或工艺动作的混乱而无法须协调配合，否则将发生运动的干涉或工艺动作的混乱而无法

17、 完成机械的工艺要求，甚至还会损坏机械设备造成机械事故。完成机械的工艺要求，甚至还会损坏机械设备造成机械事故。 为保证各执行构件的协调配合准确完成各自的工艺动作，在机为保证各执行构件的协调配合准确完成各自的工艺动作，在机 械的运动设计中应编制机械系统的工作循环图，用其表明机械械的运动设计中应编制机械系统的工作循环图，用其表明机械 在每个工作循环中各执行构件间的运动协调关系，即各执行构在每个工作循环中各执行构件间的运动协调关系，即各执行构 件相对其主动件的转角或运动时间的运动关系。件相对其主动件的转角或运动时间的运动关系。 一、一、工作原理工作原理 二、二、功能分解功能分解四、四、机构运动方案评

18、价机构运动方案评价三、三、机构的选型机构的选型 机械运动循环图是机器各执行构件之间的协调图，它是机器各机械运动循环图是机器各执行构件之间的协调图，它是机器各 执行机构的选型、拟订机构的组合方案、安装、调试的重要依据。执行机构的选型、拟订机构的组合方案、安装、调试的重要依据。 平压印刷机设计指导书平压印刷机设计指导书 五、五、绘制机构运动循环图绘制机构运动循环图 各机构运动协调配合，按其性质可分为以下两类：各机构运动协调配合，按其性质可分为以下两类： 1、各执行构件的运动速度的协调；、各执行构件的运动速度的协调； 2、各执行构件的动作在时间和位置、各执行构件的动作在时间和位置 上的协调。上的协调

19、。 例如：范成原理加工齿轮的齿例如：范成原理加工齿轮的齿 廓时，刀具和齿轮坯必须保持廓时，刀具和齿轮坯必须保持 一定的速度传动比；一定的速度传动比； 例如：牛头刨床刨削工件时，其工作例如：牛头刨床刨削工件时，其工作 台的送进运动，必须在刨刀非切削时台的送进运动，必须在刨刀非切削时 间内进行。间内进行。 一、一、工作原理工作原理 二、二、功能分解功能分解 四、四、机构运动方案评价机构运动方案评价 三、三、机构的选型机构的选型 刨头刨头 工作台工作台 平压印刷机设计指导书平压印刷机设计指导书 五、五、绘制机构运动循环图绘制机构运动循环图 下面以下面以“粉料压制成片粉料压制成片”机器为例，说机器为例

20、，说 明其机构运动循环图的绘制。明其机构运动循环图的绘制。 机构运动循环图有机构运动循环图有 三种表达形式：三种表达形式： 直角坐标系的运动循环图直角坐标系的运动循环图 极坐标系的运动循环图极坐标系的运动循环图 矩形的运动循环图矩形的运动循环图 一、一、工作原理工作原理 二、二、功能分解功能分解 四、四、机构运动方案评价机构运动方案评价 三、三、机构的选型机构的选型 O1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 O2 O3 13 型腔型腔 （料斗料斗） （上冲头）（上冲头） （下冲头）（下冲头） “粉料压制成片粉料压制成片”机器的运动循环机器的运动循环 图图 1、工艺运作分析、工

21、艺运作分析 1）将料斗）将料斗4推至型腔推至型腔13的上方；的上方； 2）为将粉料筛）为将粉料筛 入型腔入型腔13，料，料 斗斗4作轻微的往作轻微的往 复移动；复移动； 3）为防止上冲头）为防止上冲头12向下向下 压制时将粉料扑出，下冲压制时将粉料扑出，下冲 头头6下沉一定深度；下沉一定深度； 4）上冲头）上冲头12向下运动，下冲头向下运动，下冲头6向上运向上运 动对粉料加压，并保持一定成型时间；动对粉料加压，并保持一定成型时间； 5）上冲头）上冲头12快速退出，下冲头快速退出，下冲头6跟跟 着将成型工件推出型腔，等待卸料。着将成型工件推出型腔，等待卸料。 五、五、绘制机械运动循环图绘制机械运

22、动循环图 一、一、工作原理工作原理 二、二、功能分解功能分解 四、四、机构运动方案评价机构运动方案评价 三、三、机构的选型机构的选型 经过反复构思，拟经过反复构思，拟 选择若干机构并将它们选择若干机构并将它们 恰当地组合起来完成恰当地组合起来完成 “粉料压制成片粉料压制成片”工作。工作。 O1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 O2 O3 13 型腔型腔 （料斗料斗） （上冲头）（上冲头） （下冲头）（下冲头） 平压印刷机设计指导书平压印刷机设计指导书 “粉料压制成片粉料压制成片”机器的运动循环图的绘制。机器的运动循环图的绘制。 1）将料斗）将料斗4推至型腔推至型腔13的上

23、方；的上方； ）、）工艺动作由凸轮连杆机构）、）工艺动作由凸轮连杆机构 完成。完成。 在设计这类在设计这类 机构系统时，机构系统时， 首先应按运动首先应按运动 或动作的协调或动作的协调 时序制定运动时序制定运动 循环图，以便循环图，以便 确定各分机构确定各分机构 动作的先后顺动作的先后顺 序。序。 2）为将粉料筛入型腔，料斗）为将粉料筛入型腔，料斗4作作 轻微的往复移动；轻微的往复移动； O1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 O2 O3 13 型腔型腔 （料斗料斗） （上冲头）（上冲头） （下冲头）（下冲头） 平压印刷机设计指导书平压印刷机设计指导书 “粉料压制成片粉料压

24、制成片”机器的运动循环图的绘制。机器的运动循环图的绘制。 3）工艺动作由凸轮机构）工艺动作由凸轮机构65完完 成。成。 3）为防止上冲头）为防止上冲头12向下压向下压 制时将粉料扑出，下冲头制时将粉料扑出，下冲头6 下沉一定深度；下沉一定深度； O1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 O2 O3 13 型腔型腔 （料斗料斗） （上冲头）（上冲头） （下冲头）（下冲头） 平压印刷机设计指导书平压印刷机设计指导书 “粉料压制成片粉料压制成片”机器的运动循环图的绘制。机器的运动循环图的绘制。 4）、）、5）工艺动作由多杆机构）工艺动作由多杆机构8910 1112及凸轮机构及凸轮机

25、构56配合完成。配合完成。 4）上冲头）上冲头12 向下运动，下向下运动，下 冲头冲头6向上运向上运 动对粉料加压，动对粉料加压， 并保持一定成并保持一定成 型时间；型时间； 5）上冲头）上冲头12快速退出，下快速退出，下 冲头冲头6跟着将成型工件推出型跟着将成型工件推出型 腔，等待卸料。腔，等待卸料。 平压印刷机设计指导书平压印刷机设计指导书 “粉料压制成片粉料压制成片”机器机器 的运动循环图的绘制。的运动循环图的绘制。 O1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 O2 O3 13 型腔型腔 （料斗料斗） （上冲头）（上冲头） （下冲头）（下冲头） 整个机构系统可由整个机构系

26、统可由 一个电动机驱动。一个电动机驱动。 “粉料压制成片粉料压制成片”机器的运动（直角坐标）循环机器的运动（直角坐标）循环 图图 横坐标代表机构系统主横坐标代表机构系统主 轴的转角，纵坐标分别代表轴的转角，纵坐标分别代表 各机构输出构件的位移。各机构输出构件的位移。 注：以此所注：以此所 作的机构运作的机构运 动循环图着动循环图着 重于描述各重于描述各 分机构运动分机构运动 输出构件输出构件 （或称执行（或称执行 构件）的起构件）的起 始位置，而始位置，而 不能准确描不能准确描 述其运动规述其运动规 律。律。 上冲头上冲头 1400245029503600 S12 600001000 料斗料斗

27、4 1100200030003600 S4 500501550 下下 沉沉/加压加压 下冲头下冲头 3500 S6 500001550 1650 2930 平压印刷机平压印刷机 设计指导书设计指导书 平压印刷机平压印刷机 设计指导书设计指导书 “粉料压制成片粉料压制成片”机器的运动（矩形）循环图。机器的运动（矩形）循环图。 料斗料斗4 上冲头上冲头 下冲头下冲头 主动轴转角主动轴转角工艺动作工艺动作执行构件执行构件 0050在接料位置静止在接料位置静止 50500 往复移动筛粉往复移动筛粉 15503600 回到接料位置静止回到接料位置静止 00600向上位移回初位置向上位移回初位置 6001

28、400在料斗上方静止在料斗上方静止 14002450向下位移对粉料加压向下位移对粉料加压 24502950 静止不动静止不动,保压保压 29503600向上位移回初位置向上位移回初位置 001550 在初始位置静止在初始位置静止 15501650 向下沉位移向下沉位移 16502930 向上位移加压并将功件推向上位移加压并将功件推 出出 在最低（下沉）位移静止在最低（下沉）位移静止 29303500 35003600回初位置回初位置 平压印刷机工作时印头、油辊和油盘的动作必须相互平压印刷机工作时印头、油辊和油盘的动作必须相互 配合、相互协调来完成印刷。因此，必须绘制用来描述运配合、相互协调来完成印刷。因此，必须绘制用来描述运 动循环中各执行构件之间运动配合关系的机械运动循环图。动循环中各执行构件之间运动配合关系的机械运动循环图。 根据执行构件和原动机的运动参数，以及各执行构件运根据执行构件和原动机的运动参数，以及各执行构件运 动的协调配合要求，确定各构件的运动尺寸。最后，绘制机动的协调配合要求，确定各构件的运动尺寸。最后，绘