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印刷机课程设计

机械原理课程设计说明书

设计题目TY-460自动平台印刷机主运动机构分析与设计

分院：工程学院

班级：

学号：

设计者：

指导老师：

20 年月日

一、机器性能指标、工作原理及参数 (3)

1、机器的工作性能指标 (3)

2、工作原理及主运动机构简介 (3)

3、参考数据（mm） (3)

二、设计内容 (4)

1、滚筒传动链的参数设计和运动分析 (4)

（1）设计变位齿轮1、2 (4)

（2）双曲柄GHMN的传动角变化曲线 (5)

（3）滚筒位移速度变化曲线 (7)

2、平台传动链的机构选型、参数设计和运动分析 (11)

L (11)

（1）确定曲柄长度

（2）双曲柄ABCD的传动角变化曲线 (12)

（3）平台位移变化曲线和速度变化曲线 (15)

3、同步补偿凸轮机构设计 (18)

（1）确定机构的初始角 (18)

（2）确定同步区 (18)

（3）平台位移补偿量曲线 (19)

（4）设计凸轮机构复位区 (20)

（5）设计主凸轮（右推凸轮10）的轮廓 (22)

（6）回凸轮（左推凸轮11）的轮廓设计 (22)

4、机构主运动简图绘制 (23)

三、心得体会 (24)

一、机器性能指标、工作原理及参数

1、机器的工作性能指标

印刷速度：每小时4500印张印刷幅面：320mm*850mm 滚筒尺寸：Φ280mm*1000mm

2、工作原理及主运动机构简介

平台轮转式印刷机是通过平台的往复直线运动和印刷滚筒的连续回转运动实现印刷功能的。印刷的版面安装在平台上，印刷纸张被逐页送上滚筒。在平台的工作行程中，有一段区域（称为压印区），版面与滚筒圆柱面相切，并且通过传动机构，使铅板的线速度与滚筒的圆周速度相等，从而在纸张上印出清晰的版面文本。在平台的返回行程中，滚筒上已印好的成品由下料机构传送到输送带上送出，同时印刷机的递纸机构将后续的带印纸张从给料台传送到滚筒的边缘，被滚筒上的卡子夹住后卷入滚筒、进入印刷状态。滚筒每回转一周，平台就往复运动一次，完成一次印刷过程。

印刷机主机构运动图中给出了平台处于左端极限位置时机器的主运动机构简图。机器的运转动力是从输入轴A 输入，曲柄AB 是原动件，齿轮1与曲柄AB 固连。滚筒的回转运动是经由齿轮副1、2，双曲柄机构GHMN ，齿轮副3、4传动而实现的（其中齿轮2与曲柄GH 固连，齿轮3与曲柄MN 固连）。在该路传动链中引入双曲柄机构GHMN 是为了使滚筒实现变速的回转运动，从而使压印区内滚筒的圆周速度与平台的线速度基本相同。

3、参考数据（mm ）

AB L =116，BC L =100，CD L =100，DA L =37 GH L =100，HM L =100，MN L =95，NG L =40，

m =4，1r =2r ，3r =4r =140，8r =100，e=50，EF L =520，

∠CDE=177

。

主凸轮基圆半径b r =90，滚子半径g r =25

二、设计内容

1、滚筒传动链的参数设计和运动分析

（1）设计变位齿轮1、2

AD L =37mm ， e =50mm ， e-AD L =13mm

a =289.3mm ，α=20。

，m=4mm ，12r r =

'a 与a 相近

标准中心距：a =

12m()

z z +=m 1z =288 1z =2z =72

α=arccos '

(cos )/a a ??α??=20.7。

inv α=tan α-α=0.0149 inv '

a =tan '

a -'

a =0.0166 变位系数和：

12x x +=( inv 'a - inv α)(1z +2z )/(2tan α)=0.3363

中心距变动系数：y=('

a -a )/m=0.325 齿顶高降低系数：△y=(12x x +)-y=0.0113

12x x ==0.16815 1r =2r =144mm

r b =1r cos α=135.316mm

r a =1r +(h a *+1x -△y)m=148.6274mm

r f =1r -(h a *+c *-1x )m=139.6726mm

名称代号齿轮1、2各项数值大小模数m 4mm

齿数z 72

压力角'

20.7

。

变位系数x 0.16815

分度圆半

径

r 144mm

基圆半径

135.316mm

齿顶圆半

径r

148.6274mm

齿根圆半

径r

139.6726mm

表1-1 齿轮1、2参数表

（2）双曲柄GHMN的传动角变化曲线

图1-1 双曲柄机构GHMN的传动角变化图

AB转角传动角

052

3040

6036

9042

12054

15068

18081

21089

24088

27088

30079

33066

表1-2 双曲柄机构GHMN的传动角变化表

图1-2 双曲柄机构GHMN的传动角变化曲线

图1-3 双曲柄机构GHMN的最小传动角验证图

检验最小传动角是否小于20。

△HMN中HN最小时，γ最小；

NG，GH重合时，HN最小

γ=36。>20。

min

所以机构GHMN的传动性能好，符合要求。

（3）滚筒位移速度变化曲线

AB转角滚筒线位移（mm）

3074.72

60184.87

90306.941

120411.09

150497.893

180572.796

210637.972

240693.916

270741.742

300784.583

330827.761

360879.646

表1-3滚筒周向位移变化表

图1-4滚筒周向位移变化曲线

AB转角滚筒线速度（mm/s）0905.391

301381.215

601854.342

901721.496 1201414.961 1501203.525 1801048.452 210907.452 240773.259 270669.404 300628.994 330686.417 360905.391

表1-4滚筒圆周速度变化表

图1-5滚筒圆周速度变化曲线

每小时4500印张，1.25圈/s ，

AB ω=7.854rad/s

HG 分别转过160。

，210。

时，滚筒周向位移和圆周速度

图 1-6 滚筒周向位移变化曲线和圆周速度计算图

转过160。

时

HG ω=AB ω H v =0.7854m/s

160P H ω=

1160

v PH =4.8267m/s

160M v =1160PM 160P H ω=0.7792m/s 160v =

r L 160M v =1.1483m/s

转过210。

时

H v =0.7854m/s

210P H ω=2210

v P H =4.9747m/s

210M v =2210P M 210P H ω=0.6177m/s 210v =

r L 210M v =0.9103m/s 160s =(360-146)*

180

*3r =523mm 210s =(360-99)* 180π

r =637.7mm

2、平台传动链的机构选型、参数设计和运动分析

（1）确定曲柄长度DE L

给定平台的行程为620mm ，确定曲柄连杆机构DEF 中的曲柄长度DE L

平台行程为620mm ，F 点行程是平台的一半，为

310mm

图 2-1 曲柄长度DE L 计算图

从上图可知，310=

运用二分法，y=

154

154+155

2=154.5

X=154时，y=309.57

X=154.5时，y=310.58

154+154.5

2=154.25

X=154.25时，y=310.077

154+154.25

2=154.125

X=154.125时，y=309.8

154.125+154.25

2=154.1875

X取154.1875

L=154.1875mm

（2）双曲柄ABCD的传动角变化曲线

求双曲柄ABCD的传动角变化曲线，检验双曲柄机构ABCD的最小传动角是否小于20。

图2-2 双曲柄ABCD的传动角变化图

AB转角传动角086

3085

6080

9083

12089

15077

18064

21052

24047

27050

30060

33073

表2-1 双曲柄ABCD的传动角变化表

图2-3 双曲柄ABCD的传动角变化曲线

图2-4 双曲柄ABCD的最小传动角验证图γ最小

DB最小时，

AD，AB共线时，DB最小

γ=47。>20。

min

（3）平台位移变化曲线和速度变化曲线

AB转角平台位移（mm）

3049.366

60160.1

90282.109

120391.489

150485.452

180564.6

210615.842

240594.643

270452.791

300236.045

33061.042

3600

表2-2 平台位移变化表

图2-5 平台位移变化曲线