“机械原理”毕业论文自动打印机的设计

目录

0.课程设计任务书 (2)

1.设计题目 (3)

2.工作原理和工艺动作分解 (4)

3.执行机构选型 (5)

4.工艺动作协调设计，并拟定运动循环图 (6)

5. 机构运动方案的选择和评定 (9)

6. 机械传动系统的速比和变速机构 (12)

7.机构运动简图 (13)

8.主要机构的尺度设计 (14)

9.主要机构速度与加速度分析 (18)

10.参考资料 (20)

11.设计总结及感悟 (20)

《机械原理》课程设计任务书

2013学年第一学期

机械工程学院机械大类专业机械1104班课程名称：机械原理课程设计

设计题目：自动打印机的设计

完成期限：自2013 年 6月 20 日至2013年 6月 27日共 1 周

指导教师（签字）：银金光2013年6月6日

1.设计题目

平压印刷机的设计

1.1、设计原理

在某商品包装好的纸盒上，为了某种需要而在商品上打印一种记号。它的主要动作有三个：送料达到打印工位，然后打印记号，最后将产品输出。

1.2、设计要求

1）纸盒尺寸：长100—150mm、宽70—100mm、高30—50mm；

2）产品重量5—10N；

3）自动打印机的生产率是80次min；

4）要求机构的结构简单紧凑、运动灵活可靠、易于制造加工。

1.3、设计任务

1）根据工艺动作要求拟定运动循环图；

2）进行送料夹紧机构、打印机构和输出机构及其相互连接传动的选型；

3）机械运动方案的评定和选择；

4）按选定的原动机及执行机构运动参数拟定机械传动方案，分配传动比，并画出传动方案；

5）对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算；

6）画出机构运动简图；

7）对执行机构进行运动分析，画出运动线图，进行机构运动模拟仿真；

8）编写设计计算说明书。

2.工作原理和工艺动作分解

2.1、工作原理

根据自动打印机的工艺动作过程，可知，其应该具有一个供打印用的图章、三个执行构件(装有纸盒的料斗往复送料、打印机构的来回打印记号、输出机构使打印完记号后的纸盒输出)、机架。

所以自动打印机的工作过程是：装夹好原料纸盒——输送原料机构将纸盒送到打印工作台上——打印机构打印记号——最后将产品输出。

2.2、工艺动作分解

根据上述分析工艺动作分解可分为以下几个过程：

（1）装夹原料——手动装夹纸盒至料斗；

（2）输送原料——采用凸轮机构或有一定停歇的连杆机构；

（3）打印记号——采用曲柄滑块机构或连杆机构；

（4）输出产品——采用凸轮机构或连杆机构；

（5）取出产品——认为取出堆于仓库。

由于我们机械课程设计无需考虑取出装夹原料和取出产品，所以我们只需考虑平压印刷机工艺动作的三个执行动作：

（1）输送机构——来回输送原料；

（2）打印机构——来回打印记号；

（3）输出机构——输出产品。

3.执行机构选型

3.1、输送机构的选型

3.2、打印机构的选型

3.3、输出机构的选型

当油打印完记号后，为了保证能够继续生产打印，此时的产品要及时输出，

4.工艺动作协调设计，并拟定运动循环图

4.1输送机构送料到工作台

α

4.2打印机打印记号

β

4.3输出机构的尺度设计

输出机构，将纸盒从打印工作台上推出去，并输送出去。

由于物料在打印记号时需要夹紧，在定位夹紧时，送料方向有一块挡块，从结构简化角度考虑，输出运动可与送料的方向互相垂直。

此时需要考虑的是输出机构不与送料机构和打印机构发生相互干涉。

4.4平压印刷机的三种形式运动循环图

5. 机构运动方案的选择和评定

方案一：

方案分析：送料机构：利用包装纸盒自身重量通过传输桶并利用圆柱凸轮

间歇机构带动其传输到打印工位。夹紧机构：利用托盘上的凹陷来固定产品，使之当高速运转时，产品不被甩出。按照打印的产品尺寸设定工作台的凹陷面积。

这个方案的优点是：送料机构和输出机构都在一个圆盘上，这个圆盘相当于

一个工作台在推料的同时打印记号，这样不但节省了空间，而且还缩短了打印周期，从而提高了生产效率。

缺点是：加工成本高，对装配、调整要求严格。槽轮的制作复杂，起动和停止

加速度变化大，具有柔性冲击，且随着转速的增加或槽轮数的减少而加剧

方案二：

方案分析：送料机构：采用皮带轮机构，通过槽轮带动皮带轮作间歇性转动；

打印机构：采用凸轮控制驱动式间歇打印机构，凸轮运动分推程、远休、回程、近休四个阶段；在远休时，皮带轮静止，打印头停留在原料盒上，进行打印工作，油墨充分地打印到纸盒上；在近休时，打印头停留在初位置同时供墨系统又向打印头补充油墨，以保证打印机构能够连续的工作。

这个方案的优点：1）此方案将三个机构（送料、打印、输出）结合在一起，

很大程度上节省了空间；2）在原料盒的加工过程中，原料盒始终在皮带轮上，极大的提高了生产效率；3）三个机构的传动轴可以巧妙的结合在一起，设计简单，同时在工作的过程中对机器的损害也较小。

缺点是：结构比较复杂，槽轮的制作复杂，起动和停止加速度变化大，具有柔

性冲击，且随着转速的增加或槽轮数的减少而加剧

方案三：

方案分析：

1）送料机构曲柄滑块机构将纸盒推动到打印工作台；

2）与此同时凸轮运动分近休、推程、远休、回程四个阶段；在近休时，打印头停留在初位置同时供墨系统又向打印头补充油墨，以保证打印机构能够连续的工作，在远休时，皮带轮静止，打印头停留在原料盒上，进行打印工作，油墨充分地打印到纸盒上；

3）当打印机构离开纸盒时，输出机构也是通过曲柄滑块机构，将纸盒垂直方向推出去。

方案比较：

通过比较方案一、方案二和方案三，我们可以得出方案三才是运动性能、工作性能、经济型最好的一个方案。曲柄滑块机构的应用使机构传动平稳，用简单的机构完好地实现整个工艺过程。最终选定方案三。

6. 机械传动系统的速比和变速机构

6.1机械传动系统的速比

由自动打印机的设计要求可知

通过传动系统使其具有80次mim的打印记号能力

则，传动轴每分钟转过的次数为n

n=80次min；

假定电动机转速：

N=910rmin；

则自动打印机的总速比为：

i=910（80）=11.375