機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)--自動打印機(jī)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、設(shè)計(jì)背景和目的2</p><p>　　二、設(shè)計(jì)要求和數(shù)據(jù)3</p><p>　　1、工作原理及工藝動作過程3</p><p>　　2、原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求3</p><p>　　3、運(yùn)動方案構(gòu)思提示4</p&

2、gt;<p><b>　　四、總體設(shè)計(jì)5</b></p><p><b>　　1、電機(jī)選擇5</b></p><p>　　2、系統(tǒng)運(yùn)動循環(huán)圖5</p><p>　　五、機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)5</p><p><b>　　1、齒輪的設(shè)計(jì)5</b></p>

3、;<p><b>　　2、凸輪設(shè)計(jì)7</b></p><p><b>　　六、總結(jié)12</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：13</b></p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)背景和目的</b></p><p>　　隨著我國國民

4、經(jīng)濟(jì)的快速穩(wěn)步發(fā)展，各行各業(yè)取得了飛速發(fā)展。產(chǎn)品打印標(biāo)簽，到目前為止還主要以人工操作為主，生產(chǎn)效率低下。限制了產(chǎn)品生產(chǎn)率的提高。這也與現(xiàn)代化生產(chǎn)要求不符。因此根據(jù)包裝行業(yè)需求和發(fā)展趨勢，設(shè)計(jì)高質(zhì)量、高可靠性的全自動剛才打捆機(jī)，已非常必要，且形勢緊迫。</p><p>　　該設(shè)計(jì)目的就是要設(shè)計(jì)出能夠?qū)崿F(xiàn)自動送料、打印、輸出的自動打印機(jī)構(gòu)。個(gè)步驟之間運(yùn)動配合良好，傳動效率高，打印速度快且機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性高。</p&g

5、t;<p><b>　　二、設(shè)計(jì)要求和數(shù)據(jù)</b></p><p>　　1、工作原理及工藝動作過程</p><p><b>　　1）功能及設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　2）總功能要求：在產(chǎn)品上打印記號</p><p>　　3）工作原理及工藝動作分解提示</p>&

6、lt;p>　　自動打印機(jī)系統(tǒng)的工作原理及工藝動作如下圖所示： </p><p>　　該系統(tǒng)有電機(jī)驅(qū)動主軸上的三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成送料、夾緊和打印、輸出的任務(wù)。自動打印機(jī)系統(tǒng)的功能圖如下所示：</p><p>　　2、原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求</p><p>　　1）待打印產(chǎn)品尺寸，長100~150mm、寬70~100mm、高30~50mm。</p>&

7、lt;p>　　2）產(chǎn)品重量，約5~10N。</p><p>　　3）自動打印機(jī)的生產(chǎn)率，80次/min。</p><p>　　4）要求機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單緊湊，運(yùn)動靈活可靠、易于加工制造。</p><p>　　3、運(yùn)動方案構(gòu)思提示</p><p>　　1) 實(shí)現(xiàn)送料——夾緊功能的機(jī)構(gòu)可以采用凸輪機(jī)構(gòu)或有一定停歇時(shí)間的連桿機(jī)構(gòu)。當(dāng)送料、夾緊機(jī)構(gòu)

8、的執(zhí)行構(gòu)件將產(chǎn)品推至指定位置，執(zhí)行構(gòu)件停止不動，維持推緊力（前有擋塊擠壓），待打印機(jī)構(gòu)執(zhí)行件打完印記后，被推走。</p><p>　　2) 實(shí)現(xiàn)打印功能的機(jī)構(gòu)可以采用平面連桿機(jī)構(gòu)或直動（擺動）凸輪機(jī)構(gòu)。</p><p>　　三、機(jī)構(gòu)方案比較及選擇</p><p><b>　　1、方案一</b></p><p><b

9、>　　2、方案二</b></p><p>　　送料執(zhí)行元件：不完全齒輪組合（如圖中1、2），曲柄滑塊（圖中9）</p><p>　　打印執(zhí)行元件：凸輪機(jī)構(gòu)（圖中5）</p><p>　　夾緊元件： 凸輪機(jī)構(gòu) （圖中6）</p><p>　　傳動機(jī)構(gòu)： 斜齒輪傳動（圖中3）</p><p><

10、;b>　　方案運(yùn)動分析：</b></p><p>　　不完全齒輪作為原動件做間隙運(yùn)動帶動齒輪上的曲柄滑塊，使其做水平來回運(yùn)動；從動件上的齒輪軸帶動斜齒輪轉(zhuǎn)動，通過斜齒輪傳動，帶動凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)同時(shí)作用于打印機(jī)以及夾緊機(jī)構(gòu)，對于輸出，通過改變工作臺長度使其自由落體輸出，即由送料的過程中同時(shí)進(jìn)行，完成。</p><p><b>　　3、方案三</b>

11、</p><p><b>　　送料執(zhí)行元件：飛輪</b></p><p>　　打印執(zhí)行元件：凸輪機(jī)構(gòu)</p><p>　　傳動機(jī)構(gòu)： 傳送帶</p><p><b>　　方案運(yùn)動分析：</b></p><p>　　齒輪作為原動件運(yùn)動帶動飛輪旋轉(zhuǎn)，使滑塊做圓周運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)送料；

12、通過傳送帶傳動，帶動凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)作用于打印機(jī)，實(shí)現(xiàn)打印功能；對于輸出，通過改變工作臺長度使其自由落體輸出，即由送料的過程中同時(shí)進(jìn)行，完成。</p><p><b>　　4、方案比較</b></p><p>　　方案一的優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)件簡單緊湊，明了；成本低廉，傳送帶傳動效率高，且輸入輸出用同一個(gè)機(jī)構(gòu)控制，減少了構(gòu)架數(shù)目。</p><p>　　方

13、案二的優(yōu)點(diǎn)：此構(gòu)件設(shè)計(jì)新穎獨(dú)特，用變位齒輪傳動，傳動效率較高，多處用凸輪實(shí)現(xiàn)運(yùn)動，使得運(yùn)動的間歇運(yùn)動穩(wěn)定，且各執(zhí)行元件配合良好。此構(gòu)件具有夾緊機(jī)構(gòu)，保證打印位置準(zhǔn)確穩(wěn)定。</p><p>　　缺點(diǎn)：構(gòu)件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，連桿過長使其運(yùn)動磨損大，實(shí)用了兩處變位齒輪，對齒輪要求高，成本高昂?？扛淖儗?dǎo)軌長度實(shí)現(xiàn)輸出功能，產(chǎn)品之間有輕微的碰撞，不利于產(chǎn)品的完整性。</p><p>　　方案三的優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)件簡

14、單緊湊；成本不高，機(jī)構(gòu)用不完全齒輪作運(yùn)動件，使得整個(gè)機(jī)構(gòu)做間歇運(yùn)動配合良好，協(xié)調(diào)配合準(zhǔn)確，穩(wěn)定。 </p><p>　　機(jī)構(gòu)運(yùn)動靈活：送料機(jī)構(gòu)中，可通過簡單地改變連桿在齒輪上的位置來改變曲柄的長度，從而實(shí)現(xiàn)對不同尺寸產(chǎn)品的加工。</p><p>　　缺點(diǎn)：使用斜齒輪傳動，效率低；無輸出執(zhí)行構(gòu)件，靠改變導(dǎo)軌長度實(shí)現(xiàn)輸出功能，產(chǎn)品之

15、間有輕微的碰撞，不利于產(chǎn)品的完整性。</p><p><b>　　所以選用方案一</b></p><p><b>　　四、總體設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1、電機(jī)選擇</b></p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，不管從滑塊的受力以及整個(gè)系統(tǒng)的配合運(yùn)動，都可知道，本系統(tǒng)

16、是負(fù)載非恒定工作方式，故其負(fù)載持續(xù)率Fs%的計(jì)算公式為</p><p>　　FS％＝tg/(tg+to)×100％</p><p>　　式中  tg為工作時(shí)間，t。為停止時(shí)間min；tg十to為工作周期 ，因?yàn)橄到y(tǒng)要求80次/min, 即80r/min, 原動件運(yùn)動一周花的時(shí)間 t=60/80=0.75s 又因?yàn)椴煌耆X輪中有36°的過渡輪齒，所以工作

17、停止時(shí)間to=0.075s ,即tg=0.675s. </p><p>　　FS％＝0.0675/0.75×100％=90%</p><p>　　而選擇電機(jī)功率可根據(jù)P=P1/n1n2 </p><p>　　式中  n1為生產(chǎn)機(jī)械的效率；n2為電動機(jī)的效率。即傳動效率。其中生產(chǎn)功率通過保守估計(jì)P1=10N*(200/0.75)=2.67

18、KW</p><p>　　假設(shè)電動機(jī)的效率為0.7，則P=P1/n1n2=2.67KW/0.7*0.9=4.24KW</p><p>　　根據(jù)任務(wù)要求，選擇功率為4.5KW,轉(zhuǎn)速為1000r/min的三相異步電動機(jī)適合該系統(tǒng)。</p><p><b>　　2、系統(tǒng)運(yùn)動循環(huán)圖</b></p><p><b>　　

19、五、機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1、齒輪的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　(1) 齒輪系傳動設(shè)計(jì)</p><p>　　該系統(tǒng)電動機(jī)選用1000 r/min ,i1/i2=6.25 ;</p><p>　　n2= n1*i2/i1 =1000/6.25 r/min = 160 r/min

20、 ;</p><p>　　z3 = 20 , z4 = 40 ,z5 = 20 ,z6 = 40 ,z7 = 20 ,z8 = 8, z10 = 32 ;</p><p>　　i2 /i10 = i3/i10 = (z10*z7*z5*z4 )/(z3*z4*z6*z8 )</p><p>　　= ( 40*20*20*32 )/ (20*40*40*8 )<

21、/p><p><b>　　= 2 ;</b></p><p>　　n10 = 80 r/min ;</p><p>　　n4 = z3/ (z4 * n2 ) = 80 r/min;</p><p>　?。?）直齒輪參數(shù)計(jì)算</p><p>　?。?） 錐齒輪參數(shù)計(jì)算</p><

22、p>　?。?）蝸桿、蝸輪尺寸設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2、凸輪設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。?）凸輪11的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1）運(yùn)動分析圖</b></p><p><b>　　2）凸輪外形</b></p><p>&l

23、t;b>　　3） 設(shè)計(jì)結(jié)果</b></p><p>　?。?）凸輪16的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1）運(yùn)動分析圖</b></p><p><b>　　2）凸輪外形</b></p><p>　　（3）凸輪17的設(shè)計(jì)</p><p><b>　

24、　1) 運(yùn)動分析圖</b></p><p><b>　　2 ) 凸輪形狀</b></p><p><b>　　3）運(yùn)算數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　六、總結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過五天的思考與計(jì)算，我成功的設(shè)計(jì)出了自動打印機(jī)。其運(yùn)動效果和性能達(dá)

25、到了預(yù)期的目標(biāo)，各個(gè)運(yùn)動配合良好，能夠很好的滿足生產(chǎn)需要，運(yùn)動穩(wěn)定性高。</p><p>　　通過這次課程設(shè)計(jì)，我有了很多收獲。首先，通過這一次的課程設(shè)計(jì)，我進(jìn)一步鞏固和加深了所學(xué)的基本理論、基本概念和基本知識，培養(yǎng)了自己分析和解決與本課程有關(guān)的具體機(jī)械所涉及的實(shí)際問題的能力。對平面連桿機(jī)構(gòu)和凸輪有了更加深刻的理解，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。而且，這次課程設(shè)計(jì)過程中，與同學(xué)們激烈討論，團(tuán)結(jié)合作，最終完美的

26、實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目的，大家都收益匪淺，也對這次經(jīng)歷難以忘懷。</p><p>　　其次通過這次課程設(shè)計(jì)，對自動打印機(jī)的工作原理及其內(nèi)部個(gè)傳動機(jī)構(gòu)以及機(jī)構(gòu)選型、運(yùn)動方案的確定以及對導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析有了初步詳細(xì)精確話的了解，這都將為我以后參加工作實(shí)踐有很大的幫助。非常有成就感，培養(yǎng)了很深的學(xué)習(xí)興趣。</p><p>　　衷心感謝xx教授這個(gè)學(xué)期以來的悉心教導(dǎo)與鼓勵(lì)，在xx老師的耐心指導(dǎo)下，我才

27、能完成了這次的課程設(shè)計(jì) ，并從中學(xué)到了非常多的知識。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1] 孫桓, 陳作模.葛文杰. 機(jī)械原理[M]. 北京：高等教育出版社, 2005.</p><p>　　[2] 徐灝. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊. 機(jī)械工業(yè)出版社, 1991.</p><p>　　[3] 濮

28、良貴, 紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京：高等教育出版社, 2005.</p><p>　　[4] 劉三生.反求工程設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992.</p><p>　　[5] 于運(yùn)滿.精密間歇機(jī)構(gòu)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2000.</p><p>　　[6] 劉正昆.間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)[M].大連：大連理工大學(xué)出版社，1991.</p>