机械设计--平版印刷机

1、 机电一体化综合训练-机械系统方案分析与设计说明书平台印刷机机构的设计 设计题目: 平台印刷机机构设计_ 班 级: _0000000000 _ 姓 名: _00000 _ 学 号: _ 200000000 同组其他人员: _000000000000 指导教师: 0000000000000000000000 完成时间: _2012、06、29_目 录一、工作原理3二、机器的运动方案分析及选择4（一）设计数据4（二）设计基本要求4（三）主传动运动方案分析及选择4（四）方案比较及组合9（五）运动循环图10三、平台打印机机构系统凸轮从动件的设计11四、机器运动简图14五、机械设计总结与感想14一、工作

2、原理平台印刷机的工作原理是复印原理，即将铅板上凸出的痕迹借助于油墨压印到纸张上。平台印刷机一般由输纸、着墨（即将油墨均匀涂抹在嵌于版台上的铅板上）、压印、收纸等四部分组成。如图6-9所示，平台印刷机的压印动作是在卷有纸张的卷筒与嵌有铅板的版台之间进行的。整部机器中各机构的运动均由同一电动机驱动。运动由电动机经过减速装置i后分成两路，一路经传动机构带动版台作往复直移运动，另一路经传动机构带动滚筒作回转运动。当版台与滚筒接触时，在纸张上压印出字迹或图形。版台工作行程中有三个区段。在第一区段中，送纸、着墨机构相继完成输纸、着墨作业；在第二区段中，滚筒和版台完成压印动作；在第三区段中，收纸机构进行收纸

3、作业。图-1二、机器的运动方案分析及选择 (一)设计数据表1设计的各种参数低速型高速型印刷生产率(张/小时)1920200040004500版台行程长度/mm730795压印区段长度/mm440415滚筒直径/mm232360功率/KW1.53转速/（r/min）9401450(二)设计基本要求（1）要求构思合适的机构方案实现平台印刷机的主运动：版台作往复直移运动，滚筒作连续间歇转动（2）为了保证印刷质量，要求在压印过程中，滚筒与版台之间无相对滑动，即在压印区段，滚筒表面点的线速度与版台移动速度相等。（3）为保证整个幅面上的印痕浓淡一致，要求版台在压印区内的速度变化限制在一定的范围内（应尽可能

4、小）；（4）要求机构传动性能良好，结构紧凑，制造方便。（三）主传动运动方案分析及选择根据前述设计要求，我们选用低速型，版台应作往复移动，行程较大，且尽可能使工作行程中有一段匀速运动(压印区段)，并有急回特性；滚筒作间歇(滚停式)或连续(有匀速段)转动。这些运动要求不一定都能得到满足。但一定要保证版台和滚筒在压印段内保持纯滚动关系，即滚筒表面点的线速度和版台速度相等，这可在运动链中加入运动补偿机构，使两者运动达到良好的配合。由此出发构思方案。（1）版台传动机构方案方案一：六杆机构。图-2所示六杆机构的结构比较简单，加工制造比较容易；作住复移动的构件5（即版台）的速度是变化的，有急回特性。有扩大行

5、程的作用；但由于构件数较多，故机构刚性差，不宜用于高速；此外，此机构的分析计算比较复杂。图 -2图 -3方案二：曲柄滑块机构与齿轮齿条机构的组合。图-3所示机构由偏置曲柄滑块机构与齿轮齿条机构串联组合而成。其中下齿条为固定齿条，上齿条与版台固连在一起。此组合机构最重要的特点是版台行程比铰链中心点的行程大一些。此外，由于齿轮中心(相当于滑块的铰链中心)的轨迹对于点偏置。所以上齿条的往复运动有急回运动。方案三：双曲柄机构、曲柄滑块机构与齿轮齿条机构的串联组合 图-4所示组合机构的下齿条也是可移动的齿条。故可由下齿条输入另一运动，以得到所需的合成运动；当不考虑下齿条的移动时，上齿条(即版台)运动的行

6、程也是转动副中心点的行程的2倍。这里用两个连杆机构串联主要是考虑到用曲柄滑块机构满足版台的行程要求，而用双曲柄机构满足版台在压印区中近似匀速的要求和回程时的急回特性要求。图 -4图 -5方案四：齿轮可作轴向移动的齿轮齿条机构。图-5所示齿轮齿条机构的上、下齿条均为可移动的齿条且都与版台固接在一起。当采用凸轮机构(图中未示出)拨动齿轮沿其轴向滑动时，可使齿轮时而和上齿条啮合时而和下齿条啮合，从而实现版台的往复移动。若齿轮作匀速转动，则版台作匀速往复移动。这将有利于提高印刷质量，使整个印刷幅面的印痕浓淡一致。但由于齿轮的拨动机构较复杂，故只在印刷幅面较大（如），对印痕浓淡均匀性要求较高时采用。（2

7、）滚筒传动机构方案图 -6图 -7方案一：齿轮齿条机构(转停式滚筒的传动机构)。图-6所示的滚筒是由版台上的齿条带动滚筒上的齿轮转动的，因而可保证滚筒表面点的线速度和版台速度在压印区段完全等的要求此种机构的特点是结构简单，易于保证速度同步的要求。但当版台空回时，滚筒应停止转动，因而应设置滚筒与版台运动的脱离装置(如滚筒与齿轮间装单向离合器等单向运动装置)及滚筒的定位装置(如图-7)。由于滚筒时转时停，惯性力矩校大，不宜用于高速。方案二：齿轮机构。图-8所示的滚筒是由电动机通过带传动及齿轮减速后，由齿轮机构直接带动的。因而其运动速度是常量。当与其配合的版台由非匀速机构(如前述版台传动机构方案1、

8、2、3带动时，很难满足速度同步的要求，因而此种机构方案一般只和版台传动机构方案4(图-5)配合使用。 图-8图 -9方案三：双曲柄机构。图-9所示为双曲柄机构与齿轮机构串联组成的滚筒传动机构。此传动机构为非匀速运动机构，但当设计合适时，可使滚筒在压印区段的转速变化平缓，这样既可保证印刷质量，又可减小滚筒直径。因为这种机构的滚筒作连续转动，所以其动态性能比转停式性能简好。（四）方案比较及组合 表2.版台传动机构与滚筒传动机构方案的组合机械系统运动方案一二三四版台传动机构曲柄滑块-齿轮齿条组合机构双曲柄-曲柄滑块-齿轮齿条组合机构齿轮可作轴向移动的齿条机构六杆机构滚筒回转机构转停式滚筒的齿轮齿条传

9、动机构等速滚筒的齿轮传动机构连续转动滚筒的双曲柄机构等速滚筒的齿轮传动机构方案一的设计矩阵为一。版台运动（主运动）由曲柄滑块齿轮齿条组合机构完成，具有急回特性和行程扩大功能，结构较紧凑，设计简单。滚筒的停转式回转由齿轮齿条机构实现，可以保证滚筒表面点的线速度和版台速度在压印区段完全相等。滚筒与齿轮间装有单向离合器，以实现滚筒的单向运动。采用凸轮机构定位，保证印刷机构每个运动循环中滚筒停歇位置相同。为使版台回程时版台不与停歇机构接触，滚筒下部被削掉一点。方案二的设计矩阵为二。版台运动（主运动）由双曲柄曲柄滑块齿轮齿条组合机构组成，具有急回特性和行程扩大功能，并满足了版台在压印区近视等速的要求，结

10、构较紧凑，机构设计复杂。滚筒的连续转动由双曲柄机构与齿轮机构串联组成的传动机构完成，虽然是非等速运动机构，但当设计合适时，连续转动式滚筒的动态性能比停转式滚筒好。方案三的设计矩阵为三。版台运动（主传动）由齿轮作轴向移动的齿轮齿条机构完成，版台作等速往返移动，印刷质量较高。但齿轮的拨动机构较复杂，且存在冲击。滚筒的连续运动由齿轮机构完成，该机构只能与版台等速机构组合使用。方案四的设计矩阵为四。版台运动（主传动）由六杆机构完成，版台作近视匀速压印前进，急速退回运动，具有急回特性，但是无法扩大行程，满足了机构设计的急回特性。滚筒的连续转动由双曲柄机构与齿轮机构串联组成的传动机构完成，虽然是非等速运动

11、机构，但当设计合适时，连续转动式滚筒的动态性能比停转式滚筒好。综合考虑所有的方案，我们选择方案一作为平台印刷机机构设计的方案。（五）运动循环图 图-10三、平台印刷机机构系统凸轮从动件的设计因曲柄与凸轮为同一输入轴，转速相同，当版台移动的距离为440mm，即印刷过程结束。要求滚筒静止，当曲柄转过180度时完成印刷过程。所以取基圆半径为80mm，滚子半径为30mm,AD两点的距离为340mm，则摆杆的长度为322mm。取摆杆摆角为20°。凸轮运动规律如下： 表3凸轮运动规律运动角0º-40º40º-120º120º-280º2

12、80º-360º运动规律等速返回摆动20º 推杆近休止等速前进摆动20º推杆远休止图 11 凸轮形状图由已知设定摆杆的长度为280.6mm，摆杆初始角度18.88º，摆角是20º。则取摆杆2的长度300mm，两摆杆固定夹角41.12º，摇杆1长度为100mm。图12摆杆长度设计图由图12此可以得出推杆的行程是138.5mm。得出组合图,其中推杆长度由运动简图决定。图13 凸轮传动件机构图 14滚筒运动机构齿条与版台固连，滚筒和棘轮固连，滚筒只能正转，当齿轮反转时滚筒静止。滚筒下部削去极小的弧以防止版台回程时与滚筒接触，当版台

13、运动回到第二周期时，由凸轮传动机构对滚筒定位，然后开始第二次印刷。滚筒与齿轮由棘轮相连，当齿轮反转时滚筒静止，并由推杆对滚筒定位。当开始第二次印刷时，推杆急速退回。挡块由弹簧和B点相连只能向下运动对滚筒起到定位作用，尺寸定为如图。图 15滚筒定位机构四、机器运动简图图-14五、机械设计总结与感想两周的的机械原理课程设计现在告一段落了，在这期间感受颇深，感触最深的就是“书到用时方恨少”，即使有些已经学完了，但是差不多都忘了。然而在这当中也学到了很多知识。这次机械原理课程设计中我们抽题抽到了平台印刷机的设计，拿到课题后我们组仔细的研究了课题，对课题的传动机构进行了分类：版台运动传动机构、滚筒压印传

14、动机构、传动系统机构。我们在一起讨论每个机构系统可行的方案，并对每一个可行方案的优缺点进行比较，最终选择每个机构的最优方案组合，组成我们组最终的设计方案。我们组的成员就进行分工设计。我选择了滚筒的定位装置凸轮传动件机构设计，首先设计凸轮机构，然后再进行传动杆的设计。凸轮设计时，选择凸轮的基圆半径，初定摆角，然后根据凸轮的运动循环图绘制出凸轮的运动图。再根据凸轮的运动图绘制凸轮的理论轮廓曲线，定摆杆1的长度。选定摆杆2的长度以及两个摆杆的夹角，设计摇杆和推杆的长度。最后各个机构系统组合成我们的课程设计机构。在这次课程设计中有很多的感想，首先不仅增加了我的专业知识，更重要的是这次课程设计让我更加学会如何将学的理论知识应用于实践，平时上课时间紧，所学内容很多是理论，无法应用于实践，然而在这次课程设计过程中有很多知识学过，但一用到实践就感觉到很不熟悉，甚至都不知道了，于是就不断查课本，上网查资料。因此在这次实习中不仅增强了专业知识还让我更加注重理论与实际的结合了。其次，长时间专注于课程设计让我更加学会