自动打印机机械原理课程设计

1、 课程设计说明书题 目： 自动打印机机构设计 院 （系）： 机械与电气工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职 称： 2011年6月9日目录目 录I1 题目12.1 设计题目12.2 设计任务及要求12.3 设计数据22.4运动方案构思·······23 机构方案分析与优化比较23.11 送料机构方案123.12送料机构方案233.13送料机构方案343.21打印机构方案153.22打印机构方案263.23打印机构方案373.3输出机构方案83.4打印机结构简图··

2、···········································94 转换功能图 95运动循环图 106 机构设计 117solidworks画出的

3、机构三维图··································138总结149参考文献15一、题目：自动打印机机构设计二、设计题目以及任务2.1 设计题目设计自动打印机机构2.1.1 功能要求及工艺动作分解提示1）总功能要求：在产品上打印记号2

4、）工作原理及工艺动作分解：自动打印机系统的工作原理及工艺动作如流程图所示，该系统由电机驱动主轴上的三个执行机构，完成送料、夹紧和打印、输出的任务。自动打印机系统的系统功能图如下所示。自动打印机系统送料、夹紧打印输出执行构件作间隙运动执行构件作间隙运动执行构件作间隙运动直线或曲线运动停止直线或曲线运动直线或曲线运动停止停止2.2设计任务及要求1）本题设计的时间为一周。2）明确机构功能要求以及进行功能分解。3）构思系统方案（至少两个以上），进行方案比较评价，选出较优方案。4）按工艺动作过程拟定运动循环图。5) 绘制系统机械运动方案简图。6）编写设计说明书。7）要求机构的结构简单紧凑，运动灵活可靠、

5、易于加工制造。2.3 设计数据1）纸盒尺寸，长为100150mm，宽70100mm，高30950mm2）产品重量为510N3）自动打印机的生产率为80次/min。2.4 运动方案构思1） 实现送料夹紧功能的机构可以采用凸轮机构或有一定停歇运动的连杆机构。当送料、夹紧机构的执行构件将产品推至指定位置，执行构件停止不动，维持推紧力（前有挡块挤压），待打印机构执行件打完印后，被推出。2） 实现打印功能的机构可以采用平面连杆机构或直动（摆动）凸轮机构。3） 实现输出功能的机构可以采用与送料、夹紧机构相类似的连杆或凸轮机构。为简化结构，可考虑固定定位挡块，而将输出运动与送料运动的方向互相垂直。4） 自动

6、打印机系统采用一个电机驱动主轴控制三个机构的执行构件完成各自的功能运动。如何将三个执行机构的主动件均固定在主轴上而达到设计要求是该方案一大难题。三、 机构方案分析与优化比较3.11送料机构方案1：机构简图如下： 方案分析：凸轮作为整个机构的主动件输出运动。此机构是对摆动凸轮机构的扩展，从而在保证摆杆摆动角度一定的情况下，改变摆动的方向，实现预期运动的效果。 优点：凸轮在其近休止和远休止时有一定的停歇时间，从而保证打印时工件处于静止状态；其次，在设计时，使其推程运动角大于回程运动角，这样可以方便使送料机构具有急回运动特性，提高机械生产效率。 缺点：直角摆杆推动物件时，轨迹为一圆弧，使得输出不平稳

7、，且凸轮的计算、设计较复杂，增加了工作量。3.12送料机构方案2机构简图如下：方案分析：利用滑块的直线运动及急回特性优点：结构简单；由于滑块做平面直线运动，所以输送物件平稳。缺点：曲柄滑块机构不能实现间歇运动，与之配合的工作台结构要求复杂，且不具备急回运动特性，导致生产效率降低。3.13送料机构方案3机构简图如下：方案分析：通过带轮和直齿轮和斜齿轮进行减速，从而分别保证打印和传输速度，利用包装纸盒自身重量,通过传输桶,并利用槽轮机构带动其传输到打印工位。优点：有一定的停歇时间，从而保证打印时工件处于静止状态；输送物件平稳；同样，在设计的时候注意推程运动角和回程运动角之间的大小关系，就可使该机构

8、有急回运动特性，从而提高机械效率。缺点：运动链有点长送料机构，最终我们选择方案33.21打印机构方案1：机构简图如下 方案分析：此机构中，转盘式工作台与棘轮固联，ABCD位移空间四杆机构。滑块D作为主动件。当滑块D上升时摇杆AB顺时针摆动，并通过棘爪带动机轮和工作台顺时针转位。当冲头下降进行冲压时，摇杆逆时针摆动，则棘爪在轮上滑动，工作台不动。 优点：实现了间歇运动 缺点：对于一个自动打印机来说，有点大材小用；而且此机构在造型时较为复杂，增加了工作量。3.22打印机构方案2机构简图如下：方案分析：此图为实际机构的左视图。改变凸轮轮廓，即可改变打印锤的上升、下降速度。以余弦函数来设计凸轮轮廓，可

9、使该机构消除刚性冲击，仅存在柔性冲击。同样，在设计的时候注意推程运动角和回程运动角之间的大小关系，就可使该机构有急回运动特性，从而提高机械效率。优点：工作台为一简单的平板，造型简单，制造工艺简洁。而且尺寸大小居中，适合于打印机构的外形特点。缺点：工作台与滑块间如果摩擦较小，由于工件存在惯性，有可能导致在打印记号时对位不准，影响整批工件的外观、质量。3.23打印机构方案3方案分析：当产品送至打印工位时,使打印头完成下降-打印(停歇)-抬起 -停歇的运动，当产品打好记号后，输出机构便将产品输出优点：此过程具有急回运动特性，从而提高机械生产率；打印锤的上升、下降速度可以改变；结构简单，制造工艺简易；

10、省料。缺点：运动链较长；稳定性有待提高。打印机构，最终我们选择方案3 3.31输出机构方案直接在工作台上开槽，利用工作台与槽轮配合，产品经打印后运送到凹槽处被推压出去，省工，省料。3、4打印机机构简图综上所述，根据技术、经济、安全可靠及实际的可能性四个方面的内容，选用方案机构简图如下。4、 转换功能图五、运动循环图在同一时间段，工作转台与打印机构的同步化循环图如下图所示（工作转台与间歇机构的从动盘同轴转动）带轮连 续 运 动拨盘连 续 运 动槽轮停转停托盘停转停滑块 向上 向下 向上 向下 向上圆盘连续运动六、机构设计： 减速-送料-打印-输出 1、减速： 通过带轮和直齿轮和斜齿轮进行减速，从

11、而分别保证打印和传输速度。 2、 送料：利用包装纸盒自身重量,通过传输桶,并利用槽轮机构带动其传输到打印工位. 打印：当产品送至打印工位时,使打印头完成下降-打印(停歇)-抬起 -停歇的运动。输出：当产品打好记号后，输出机构便将产品输出。7、 solidworks画出的机构三维图七、总结通过这次课程设计，我对机械原理课程设计加深了理解与认识。对连杆机构，凸轮机构和齿轮机构的运动特点有了进一步的认识，学到了一些实践性的东西。这次是第一次工程制图的课程设计。我没有什么经验，拿到课程设计任务书，我大致浏览了一下：设计任务：（1）绘制机构原理简图1张（2）编写设计说明书份（格式见附件，有统一要求）(附

12、: 设计说明书内容顺序如下)1目录（标题及页次）2设计任务书3机构功能要求及功能分解4机构运动转换功能图5机构形态学矩阵及求解6机构方案分析与优化比较7机构运动学、动力学分析8总结9参考资料 对机械系统设计的步骤及方法，其中包括选择模型，运动方案的确定，运动学和动力学的分析和整体设计等，并提高了我的计算，分析，计算机辅助设计，绘图以及查阅和使用文献的综合能力。其次，对于一些在机械原理课程中提到的比较抽象或者很少提及的概念有了一个认识，例如传动比的分配，各种参数的选择等，参数不同对结果的影响很大，甚至实现不了要求的运动动作。通过自己对各种参数的选择，了解了这些参数的选择方法。 最后，通过这一次的课程设计，我明白自己对本课程的很多概念没有做到真正的理解，所以造成设计时的茫然。所以，这就要求我在以后的学习中，在理解概念的基础上，把握课程的本质，踏踏实实学习专业知识，能做到学有所用。这一次课程设计我们是两人一组的，我们认真探讨，共同进步，虽然本次课程设计结束了，但我们一起奋斗的精神和这份宝贵的经历将会成为人生道路上一道亮丽的风景线 八、参考文献1 孙桓.机械原理M.北京:高等教育出版社,2001.2 邹慧君，张青.机械原理课程设计手册（第二版）M.北京:高等教育出版社,