机械原理课程设计

机械原理。

课程设计说明书。

设计名称：自动打印机的设计。

组长：付庭勇（201301030902）

小组成员：何昌荣（201301030904）

李涛（201301030908）

邓成洪（201301030906）

张勤（201301030903）

目录。一、绪论3

1. 机械原理课程设计的目的与任务。

二、设计简介4

1.工作原理及工艺动作过程。

2.原始数据机设计要求。

3.设计方案提示。

三、方案设计5

1.设计分析。

四、机构设计6

1.设计方案提示。

2.设计任务。

3.电动机的选择。

4.传动机构的选择与比较。

5.齿轮选择列表。

五、方案选择11

1.方案一。

2.方案二。

3.方案三。

六、设计的心得体会18

七、参考文献19

一、绪论。1．机械原理课程设计的目的与任务。

机械原理课程设计的目的是使学生较全面、系统地掌握和深化机械原理课程所学的基本原理和方法的重要环节，是培养学生“初步具有拟定机械运动方案、分析和设计机构的能力”及“增强学生对机械技术工作的适应能力和开发创造与创新能力”的一种手段。其目的是：

1）.以现代机械系统运动方案拟定与设计为主线，将机械原理课程中分散基本理论与方法联系起来，进一步巩固和加深学生对知识的理解和掌握。

2）.使学生在讨论机械运动多的变换与传递及力的传递的过程中，对机械的运动，动力分析与设计有一个较完整的概念。（3）.

进一步提高学生的绘图，运用计算机和技术资源的能力。（4）.通过编写课程设计说明书，培养学生表达，归纳，总结，独立思考的能力。

机械设计的任务是按照给定的机械总功能的要求，分解形成分功能，再进行机构的选型与组合；设计该机构的若干运动方案中，对各运动方案进行对比和选择；对选定方案中的机构（如连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、组合结构、其他常用机构等）进行分析与设计；制定机构运功循环图；

二、设计简介。

1.工作原理及工艺动作过程。

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，然后打印记号，最后将产品输出。

2.原始数据机设计要求。

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。

3.设计方案提示

1）从结构简化考虑将送料——夹紧机构合为一体，可以采用凸轮机构或有一定间歇运动的连杆机构。

2)打印机构可以采用平面连杆机构凸轮机构。

3)输出机构可以采用连杆机构或凸轮机构。

4)由于定位夹紧时在送料方向有一挡块，从结构简化考虑，输出运动可与送料运动的方向互相垂直。如何使三个执行机构的原动机在一根主轴上是需要认真考虑的。

三、方案设计。

1.设计分析。

自动打印机的工作主要有三个步骤，即送料到打印台，打印商标，将打印好的商品送出，进行下个商品的打印。

四、机构设计。

1.设计方案提示。

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。

4)、自动打印机系统采用一个电机驱动主轴控制三个机构的执行构件完成各自的功能运动，如何将三个执行机构的主动件均固定在主轴上而达到设计要求是需要认真考虑的。

2.设计任务。

1)、按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的选型；

3)、机械运动方案的评定和选择：(至少两个以上)，进行方案评价，选出较优方案。

4)、按选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案，分配传动比，并在图纸上画出传动方案图；

5)、对机械传动系统和执行机构进行运动尺寸计算；

6)、绘制系统机械运动方案简图；

7)、对执行机构进行运动分析，画出运动线图；

8)、编写设计计算说明书。

3.电动机的选择。

选择的电动机的额定功率必须满足负载要求，而且必须保证在启动时可以顺利地运行，对于电动机来说，转速选择960r/min合适，可以保证运行的稳定性。另外转速也不可过高，这样造成功率因素过低，这也是不经济的。电动机的运动参数为转速。

电动机的速度越高，其尺寸和质量也就越大，**也就越高，但当执行构件的速度较低时，若选用高速电动机，势必需要大减速比的减速装置，反而可能会造成机械传动系统的过分庞大和制造成本的显著增加。在此机械运动中执行构件要求的效率不是很大，经过多方面的考虑我选960转/min的电动机。型号为y2-132s-6

4.传动机构的选择与比较。

最终方案及循环图。

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。

4)、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。

4)、因为电机转速是960r/min，生产率是80个/ min，所以传动比是12：1。

5)、最后选择：齿轮传动、带传动。

5.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=3 a=20°

五、方案选择。

方案1：机构简图如下。

方案分析：此方案采取的是用偏心凸轮和若干个连杆构成的。输送杆垂直方向的运动是有偏心轮驱动的，而水平方向的往复运动则有曲柄驱动。

从而达到间歇送料的目的。当传带翻转时，已加工好的产品自动输出。产品的夹紧主要是采用固定口的方法夹紧。

优点：连杆机构一般均为低副。其运动副元素为面接触，压力较小，承载能力较大，润滑好，磨损小，加工制造容易，且连杆机构中的低副一般是几何封闭，对保证工作的可靠有利。

凸轮的使用容易实现预期的运动规律。

缺点：1）由于连杆机构的运动必须经过中间构件进行传递，因而传动路线较长，易产生较大的误差积累，同时也使效率降低。

2）在连杆机构运动中，连杆所产生的惯性力难以用一般方法消除，因而此机构不宜用于高速运动。

3）连杆须较高的运动精度。

4）送料机构所需的空间较大，造成经济上的浪费。

方案2：机构简图如下。

传动部分采取槽轮机构，平面图如下。

方案分析：此机构的送料部分采取的是盘型结构，盘的转动通过槽轮带转，从而实现其间歇送料的目的。夹紧部分采取的是固定位置夹紧。

产品输出利用定位固定挡块的方法，将产品垂直方向输出。输出运动于送料运动的方向互相垂直。

优点：机构紧凑，使传动速率增大。因为有紧凑的机构，所以减少占地面积。用槽轮传动，所以工作可靠，在圆销进入和脱离啮合时，运动平稳，能准确控制转动的角度。

缺点：槽轮的配合要求比较高。槽轮的转角大小不能够调节，在转位始末有冲击。因此此机构只能应用于转速要求不高的装置中。

方案3：机构简图如下。

带动部分为凸轮式间歇运动机构。其平面图如下。

方案分析：打印机构通过凸轮来达到间歇运动目的，在远休止处打印，近休止处等待送料过来。与凸轮连接的滚子通过弹簧使其始终与凸轮相连，本来凸轮具有易磨损的特点，滚子的应用很好的解决了这个问题；；夹紧部分采取的是固定位置夹紧；盘的转动通过应用凸轮式间歇运动机构来带动，使之实现间歇运动；产品输出利用定位固定挡块的方法，将产品从下输出。

输出运动于送料运动的方向互相垂直。

优点：只要适当设计出凸轮轮廓曲线，就可使从动盘获得所预期运动规律。其动载荷小，无刚性和柔性冲击。

无需采用其他的定位装置，就可获得高的定位精度。且机构结构紧凑，节约使用空间。

缺点：加工成本高，对装配、调整要求严格。

综上所述，根据技术、经济、安全可靠及实际的可能性四个方面的内容，选用方案机构简图如下。

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。

工作台机构如下图所示。按照打印的产品尺寸设定工作台的凹陷面积。

六、设计的心得体会。

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