机械原理课程设计报告

3.5 平板印刷机气动式给纸机纸张的分离、递送系统一．设计题目

平板印刷机中的给纸机的任务是：自动、准确、平稳地将纸张从纸堆上逐张分离，并将它们送到定位装置进行定位，继而输入印刷装置进行印刷。目前，高速平版印刷机上都采用气动式给纸机，其主要组成是：传动系统、纸张分离机构、纸张输送机构、纸堆台升降机构、自动控制系统、气动系统等。

给纸机整机外形

给纸机的输纸过程

(1) 松纸吹嘴吹松纸堆上部10余张纸，

分纸吸嘴下落准备吸纸，同时，压脚开

始抬升离让，递纸吸嘴向前移动递送上

一张纸。

(2) 松纸吹嘴停止吹风，分纸吸嘴吸住

纸张并迅速抬升，压脚下摆准备压住纸

堆，递纸吸嘴将纸张递交接纸辊并开始

后移。

(3) 分纸吸嘴抬升到最高处，压脚吹嘴压住被分离纸张下面的纸堆并开始吹风，递纸吸嘴继续后移。

(4) 分纸吸嘴吸住纸张并降至略低于递纸吸嘴的交接纸张高度，压脚吹嘴继续吹风，递纸吸嘴继续后移并准备接纸。

(5) 递纸吸嘴吸住纸张，分纸吸嘴开始放纸，压脚吹嘴继续吹风。

(6) 递纸吸嘴向前递纸，前挡纸块后摆让纸，摆动压纸滚轮抬起，压脚吹嘴停止吹风。

(7) 递纸吸嘴将纸张前边缘递送过接纸辊一定距离，压纸滚轮下落压住纸张，压脚吹嘴停止吹风，前挡纸块复位齐纸，递纸吸嘴放纸。

(8) 纸张靠压纸滚轮与接纸辊的摩擦力,在接纸辊的驱动下输送到输纸台板并送到定位装置前规矩处定位。

二．个人题目：压脚的设计

任务：压住纸堆，以防第二张纸被第一张纸带走；进行吹风，使第一张纸与纸堆之间形成一气垫；探测纸堆面高度，发出信号，使纸堆台自动上升。

工艺动作：按照一定的运动轨迹做往复运动，并吹风。

压脚的运动轨迹

1.设计思路

先看三机构运动循环图

先分析压脚的运动规律，应该运用我们所学过的凸轮这种机构。我们应该运用凸轮和连杆的结合来是先压脚预定的运动轨迹。所以这个设计任务就变成了凸轮的设计和连杆的设计，以及这两种构件的结合使用。

方案一：首先运用凸轮和连杆结合设计该机构。

此机构的原动件数是一

不等于自由度数。不够

稳定。所以这样设计是

不合理的。

方案二：首先，我们想到的是凸轮加上连杆机构。但是如果这样就和方案一差不多了，自由度不满足构成机构的条件，这样的机构自由度是2。如果我们想要用这种机构达到我们预定的轨迹，必须要加

入一个原动件，这样原动件数就等

于自由度数，这样的机构才能按照

我们预定的轨迹运动。

利用凸轮的特性，通过设计凸轮的表面

轮廓来实现从动件在运动过程中各种不

同阶段的运动，能完成题目要求的运动

循环，但结构上不紧凑，工作稳定性不

高，不能按照预定的轨迹走，跨越性较

大，设计制造复杂。

方案三：方案一中的轨迹不太稳定要想实现最后稳定的轨迹，我们运用两个凸轮和五杆机构，在下边加一个连杆。

这个机构就是我们最终的结构，如果能设计好这个机构，最后压脚就能按照我们预定的轨迹行走。

机构自由度数是二等于原动件数，能够有稳定的运动。利用凸轮的性质，能够实现停歇和上升下降。所以最后我们选定的是这个机构。

2.设计计算

连杆是我们根据题目中给定的数据定下I轴和O1点的位置，然后根据题目中给定的其他数据和自己根据轨迹给定数据设计出连杆机构。

（1）连杆的设计计算：由点左右运动的范围确定摆杆的长度，使构件的摆角不至于太大（40°或者更小一点）。

（2）由点上下运动的范围确定摆杆L O1A和Lo1Bd的长度和O1点

的位置，使构建的摆角小于40°，以便与设计摆动从动件凸轮机构。

（3）机构尺寸确定后，由任一P的位置可以找到构件的摆角φ1与曲柄相应的转角θ1和摆角φ2与曲柄相应的转角θ2的关系。（4）按构件的摆角φ与曲柄相应的转角θ的关系，便可确定凸轮的轮廓线。

凸轮的设计计算：利用反转法设计凸轮。

这种方法是利用图解法设计的凸轮，这样的凸轮能够大致实现我们的运动轨迹，但是要想完全按照我们预定的轨迹行走，我们必须要用解析法设计凸轮。根据凸轮的特性设计数据：

设计上来说该凸轮只有4个运动过程，即推程、回程、远休、近休。统一性，无论凸轮的是什么样，凸轮的绘制基本步骤是一致的，即首先确定偏心距为零，基圆大小，再确定每个阶段不同的运动规律，再进行计算，算出该凸轮的运动曲线。

3.设计结果

分纸吸嘴机构见下图（详见李玉龙部分）

递纸吸嘴机构见下图（详见刘淼部分）

4.参考资料

[1] 申永胜 .《机械原理教程》（第2版）.北京：清华大学出版社，2005

[2] 吕庸厚，沈爱红 .《组合机构设计与应用创新》 .北京：机械工业出版社，2008

[3] 潘杰.《现代印刷机原理与机构》.化学工业出版社 2003

[4]王淑华，徐鑫.《印刷机机构与设计》.印刷工业出版社 1994

[5]白家旺.《印刷机械基础知识》.印刷工业出版社2006

5.小结

通过这次课程设计，我们学习到了凸轮的设计过程，其中包括反转法设计凸轮的轮廓和解析法设计凸轮的轮廓线。还学会了一些软件的运用，如SolidWorks和AutoCAD和VB。

刚开始的时候，我们还不怎么能熟练掌握凸轮的设计过程，我们边学习边进行设计，当我们遇到问题的时候，我们查阅了很多资料和问了老师和同学，最后我们熟练的掌握了凸轮的反转法。我们遇到的最大问题就是凸轮的解析法，我们查阅了大量的资料和上网进行搜索，最后我们还是没有熟练掌握凸轮的解析法，我们只会运用一些解析法的知识。在设计的过程中，我们还遇到一些软件问题，我们的这个设计课题要运用的软件比较多，我们中间有一个对这些软件能够熟练掌握的同学，最后我们对这些软件都能够熟练的运用。

这次课程设计不仅是我们学习到了知识，还使我们学习到了理论联系实际和团结的重要性。只学习理论的知识是不行的，我们必须要学会理论联系实际，这样我们才可以解决问题，才能够取得进步。最后我们学习到了团队合作的重要性。