机械原理课程设计-自动打印机

PAGE20湖南工业大学课程设计资料袋机械工程学院（系、部）学年第二学期课程名称机械原理课程设计指导教师职称教授学生姓名专业班级学号题目自动打印机成绩起止日期机械原理设计说明书自动打印机起止日期：学生姓名班级学号成绩指导教师(签字)机械工程学院（部）20年6月11日目录0.设计任务书………………31.工作原理和工艺动作分解………………42.根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图……………53.送料-夹紧机构，打印机构与输出机构的选型………64.机械运动方案的选择和评定……………75.机械传动机构的选择与比较……………106.机械传动系统的速比和变速机构……127.自动打印机的机构运动简图…………138.执行机构的尺度设计…………………149.参考资料………………1810.设计总结…………………19湖南工业大学课程设计任务书2011—2012学年第2学期机械工程学院（系、部）机械专业1004班级课程名称：机械原理课程设计设计题目：自动打印机完成期限：自2012年6月11日至2012年6月15日共1周内容及任务一、设计的任务与主要技术参数对于包装好的纸盒上，为了商品某种需要而打印一种记号。它的动作主要有三个：送料到达打印工位；然后打印记号；将产品输出。设计参数：（1）纸盒尺寸，长为100~150mm，宽为70~100mm，高为30~50mm。（2）产品重量为5~10N。（3）自动打印机的生产率为80次/min。（4）要求机构的结构简单紧凑，运动灵活可靠。易于加工制造。二、设计工作量要求：对设计任务课题进行工作原理和工艺动作分解，根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图，进行执行机构选型，构思该机械运动方案，并进行的选择和评定，确定机械运动的总体方案，根据任务书中的技术参数，确定该机械传动系统的速比和变速机构，作出机构运动简图，对相关执行机构的具体尺度进行分析与设计。要求有设计说明书一份，相关图纸一至两张。（有条件的要求用三维动画表述）。进度安排起止日期工作内容6.11-6.12构思该机械运动方案6.13-6.14运动分析及作图6.15整理说明书与答辩主要参考资料朱理．机械原理［Ｍ］．北京：高等教育出版社，2008：15-200邹慧君．机械原理课程设计［Ｍ］．北京：高等教育出版社，2009：15-250指导教师：刘扬2012年6月11日第1章 工作原理和工艺动作分解工作原理及工艺动作过程：对于包装好的纸盒上，为了商品某种需要而打印一种记号。它的动作主要有三个：送料到达打印工位；然后打印记号；将产品输出。运动循环表送料送料退回定位向下停向上停盖章向上停向下停输出停推出停第2章.根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图拟定运动循环图的目的是确定各机构执行构件动作的先后顺序、相位，以利于设计、装配和调试。以主动件的转角作为横坐标(0°、360°)，以各机构执行构件的位移为纵坐标作出位移曲线。主动轴每转一圈为其准拟定的运动循环图如下图2-1所示：图2-1第3章.送料-夹紧机构,打印机构与输出机构机构选型。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时间的连杆机构。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记后，被推走。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。第4章.机械运动方案的选择和评定4.1方案一:机构特点：送料和打印均采用凸轮连杆机构优点：机构简单，便于制造，节约成本。缺点：印章时由于惯性原因以及送料及定位都采用同一凸轮，导致定位不准确。另外这样的凸轮制造难度过大，而且易磨损，为保证一定的耐磨性就需要高强度的合金，也就增加了成本。4.2方案二：机构特点：送料采用6杆机构打印和输出采用凸轮连杆机构优点：机构传动路线短，印章的精度相对较高。缺点：印章与输出机构的配合要求很高，用同一个凸轮控制印章与输出，对凸轮强度有了更高的要求，另外一个凸轮运行两个杆件，杆件的分布设置难度加大，对强度的要求也加大。机构的杆件形状较为复杂，特别是控制输出的杆件。4.3方案三:机构特点：送料采用6杆机构打印采用凸轮连杆机构依靠皮带轮实现推进和输出优点：定位准确，皮带传输设计简单成本低缺点：是这几种方案中，配合要求最高的一个，并且对送料装置的摆放与类型的选择造成一定的麻烦，很难实现批量的生产，人工操作的参与性占了很大一部分。将导致效率不高。4．4方案四：机构特点：送料采用曲柄滑块打印采用凸轮机构定位和输出槽轮机构优点：由于槽轮的间歇运动，印章效果好。机构连续性强。缺点：由于包装盒是由人工摆放的，对摆放位置的要求较高，而且由于是人工摆放，包装盒的位置浮动较大。印章的位置的浮动性也较大。另外槽轮不是很好加工，切运行时有一定的刚性冲击。最终选择方案选用理由：1）齿轮传动机构较为稳定，传动比稳定。2）打印处印章升程较小，根据杠杆原理采用凸轮机构连接杆组较为合适。3)送料处用偏置曲柄滑块机构有急回特性，且能保证送料行程的距离4)用凸轮机构连接三角形推块，可同时实现输出物料和固定当前打印物料，节省空间，简化机构。5）整个机构简单成本较低且易于装配。第5章．机械传动机构的选择与比较机械系统中传动机构是由原动机输出的机械能动、传递给执行机构并实现能量的分配，转速的改变和运动形式的改变等作用的中间装置。传动机构常见的有齿轮传动机构，摩擦传动机构，带传动机构，他们的特点如下：（1）齿轮传动：齿轮传动机构是现代机械系统中应用最为广泛的一种。它可以用来传递空间任意两轴之间的运动和力，而且传动准确，平衡，稳定，机械效率高，使用寿命长，工作可靠。（2）摩擦传动：摩擦传动的主要功能是通过两构件之间的摩擦来传递运动和动力的，其主要优点是机构简单，而且实现无级变速传动，同时，当过载时，由于两轮间可发生滑动，因而不致造成机器的损坏。但是，这种传动的最大缺点是传动不准确，同时，由传动过程中两轮必须压紧，以求产生足够大的摩擦力而达到传动的目的，所以两轮子、容易疲劳破坏，而且传动的机械效率也比较低。（3）带传动：这种传动机构是靠带拥护带轮之间的摩擦力来传动的，它的主要优点是机构简单，传动平稳，造价低廉以及缓冲吸震等，可用于传递距离较远的两轴间的运动，且与摩擦轮转动一样也有过载保安性。但是由于不能安全避免带与带轮之间的相对滑动，所以传动的精度比较低。此外，为了使带与带轮间产生足够的摩擦里，必张紧在两轮上，这将增大带轮轴中的压力，从而加大轴承轴颈的磨损，并降低了机械效率。5.1选择原因：（1）摩檫传动精确度低，且传递不稳定，故不用此传动.（2）送料—定位——输出——盖章，各原动件存在一定的距离，用齿轮带传动，可以保证传递运动的精确性，而且可以满足各原动件之间的定位要求。（3）选择齿轮作为减速元件，理由是传动准确，平衡，稳定，机械效率高。5.2最后选择：齿轮传动、带传动5.3齿轮选择列表根据曲柄摇杆的大致长度为74，故选择模数为3，齿数为22的锥齿轮Z7与摇杆安装配合。m=3a=20°齿轮号模数压力角齿数Z1320°90Z2320°30Z3320°40Z4320°20Z5320°80Z6320°33Z7320°22第6章.机械传动系统的速比和变速机构总传动比计算：（5-1）第一级采用带传动，取传动比为2，第二级采用双级齿轮减速器，传动比为6，机构传动运动简图如图所示：第七章.自动打印机的机构运动简图综合本组李进，李春泉，王圣永同学的机构选型，做出自动打印机的总体机构运动简图，如图7-1所示图7-1自动打印机的总体机构运动简图第8章．执行机构的尺度设计8.1送料机构：曲柄滑块尺寸确定：在本机构中设置滑块为160mm，行程速比系数定位K=2因此Ø=60°。偏距e=20mm根据上述数据确定曲柄回转回转中心点A根据尺寸画出极位B1B2C1C2在CAD上量取尺寸AC2=169.77AC1=21.76计算曲柄AB=(AC2-AC1)/2=74.005连杆BC=(AC1+AC2)/2=95.765将滑块添加上去，确定最终机构8.1.2最小传动角与压力角：根据CAD图示标注所示最小传动角为11°最小压力角为34°8.2打印头杆组参数DF=100mmEF=300mm打印头与物料最远距离为20mm8.3固定与输出机构：由凸轮1推动的三角形物块实现固定和推出的第9章.参考资料［1］朱理．机械原理［Ｍ］．北京：高等教育出版社，2010.4［2］邹慧君．机械原理课程设计［Ｍ］．北京：高等教育出版社，2010.6第10章设计总结经过这段时间的努力，在老师的指导下，我终