平压印刷机的设计说明书

安徽科技学院机械原理课程设计说明书

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第一章 设计任务书。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。1

第二章 机构系统方案的拟定。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。2

一、 设计方案一(主方案）。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3

二、 设计方案二。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4

三、 设计方案三。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6

第三章 传动机构的选择与比较。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6

第四章 执行机构的选择与比较。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。7

第五章 最终方案的确定及筛选。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。8

第六章 机构运动总体方案。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9第七章 所设计的机构尺寸计算。。。。。。。。。。。。。。。。。。。12

第八章 工作循环图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。13

第九章 课程设计小结。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。14

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1 第一章 设计任务书

1设计题目

平压印刷机运动方案和主要机构设计。

2 工作原理及工艺动作过程

平压印刷机是一种简易印刷机，适用于印刷八开以下的印刷品。它的工作原理：将油墨刷在固定的平面铅字版上，然后将装了白纸的平面印头紧密接触而完成一次印刷。其工作过程犹如盖图章，平压印刷机中的“图章”是不动的，纸张贴近时完成印刷。

平压印刷机需要实现三个动作：装有白纸的平面印头往复摆动，油辊在固定铅字版上上下滚动，油盘转动使油辊上油墨均匀。 安徽科技学院机械原理课程设计说明书

2 3 原始数据及设计要求

1） 实现印头、油辊、油盘运动的机构由一个电动机带动，通过传动系统使其具3200-3600次/h印刷能力。

2） 电动机功率N=0.75kW、转速n电=910r/min，电动机可放在机架的左侧或底部。

3） 印头摆角为700，印头返回行程和工作行程的平均速度之比K=1.118。

4） 油辊摆动自垂直位置运动到铅字版下端的摆角为1100。

5） 油盘直径为250mm，油辊起始位置就在油盘边缘。

6） 要求机构的传动性能良好，结构紧凑，易于制造。

三、设计任务

1、根据工艺动作要求拟订运动循环图。

2、进行印头、油辊、油盘机构及其相互连接传动的类型。

3、机械运动方案的评定和选择。

4、按选定的电动机及执行机构运动参数拟订机械传动方案。

5、画出机械运动方案简图。

6、对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。

第二章 机械系统方案的拟定

一：本机构实现三个动作。

1.印头往复摆动 安徽科技学院机械原理课程设计说明书

3 2.油辊上下滚动

3.油盘转动

二：根据要求设计出以下三种方案。

以下为本组设计的三种方案。

方案1（主方案）：按照机械原理知识设计曲柄摇杆机构

1：根据给定的急回要求设计印头。

已知：1)摆角为70°,2)极位夹角为10°,3要求印头完成3200-3600次/h，则完成一次印刷用时1s。

2：油辊机架位置的确定。

1）A、B、C三点位置确定O1位置，且O1在油盘边缘的竖直线上

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方案1最终设计简图如下：

方案2：按照机械原理知识设计凸轮机构

方案设计思路通：通过凸轮来实现两个摆杆转动，由凸轮内设计一安徽科技学院机械原理课程设计说明书

5 个凸轮轨道带动印头运动和油辊一起运动,用电动机带动凸轮，凸轮旋转来控制凸轮导轨里的连杆1运动，连杆1与印头(2)相连，在通过连杆3将印头与油辊（4）相连，通过计算A支点和B支点的位置和个连杆的长度来达到工作的可靠和保证印头的摆角 。方案二的最终设计简图如下。

方案3：按照机械原理知识设计曲柄滑块机构

方案设计思路通：过滑块的运动来实现两个摇杆的同时转动，电动机带动摇杆6转动通过支点C带动滑块5的运动，将带动印头（1）和油辊（2）转动来达到实际所需的效果，因此方案3的负责人通过在滑块上连接两个连杆，通过连杆来控制印头和油辊的转动，按照设计的要求，印头和油辊的摆角分别为70度和110度。方案三得最终设计简图如下。

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第三章 传动机构的选择与比较

印头的摆动 优点 缺点

四杆机构 结构简单，制作精度底,运动精度高,可以承受较大压力，

装配容易适合低速运动 效率较低，占用空间大

导杆机构 较难做到较小的极位夹角,且需要用齿轮机构啮合变速体积大,质量大

凸轮机构 结构简单, 不能承受较大压力,制造复杂,适合高速机构传动

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7 第四章 执行机构的选择与比较

油辊的摆动 优点 缺点

由印头连动的四杆机构 运动精确,印头回程是工作,充分利用了机构,提高了机械效率 机构效率低。

四杆机构 结构简单,制造容易,运动精度高,可以承受较大压力,装配容易,应用于中低速. 为保证两转动的配合,制造较复杂,尺寸大

机构效率低。

凸轮机构 凸轮机构的转角要小于90度，故还需一个齿轮传动机构变换角度，

机构效率低

导杆机构 机构较小 转角要小于90度，故还需一个齿轮传动机构变换角度，

机构效率低

第五章 最终方案的确定及筛选

本组三位成员每人负责一种方案，在原来的基础上稍微对上述的三个方案改进了一下，方案一采用四杆机构与齿轮相结合的方法想象丰富内容新颖，利用四杆机构的结构简单,制造容易,运动精度高,可以承受较大压力和齿轮的传动平稳但为保证两转动的配合,制造较复杂,尺寸大最终方案一的机构运动简图确定如附图1。方案二采用凸轮作为主动件，用发动机带动凸轮来实现工作循环，结构简单,不能承受较大压力,制造复杂,适合高速机构传动。方案二的最终机构运动简图如附图2。方案三采用的是导杆滑块机构，通过滑块来实现印头和油辊的运动，此机构机构较小，较难做到较小的极位夹角,且需要用齿轮机构啮合变速体积大,质量大，难以使得印头与油辊在时间上安徽科技学院机械原理课程设计说明书

8 的配合。

综合上述，为了实现机构的运动，综合考虑运动简单化及尺寸计算容易程度和方案实施的可行性。经本组讨论最终确定方案一为最终设计方案。

第六章 机构运动总体方案

一：以下是机构设计的要求：

1：该机械的总功能要求为能够印制个种资料,名片和表格.

2：其工作原理及工艺动作可分解为:

将油墨定量输送到磨盘,令磨盘作间隙转动,使墨辊蘸墨时能较均匀地得到供墨,墨辊沿磨盘面和铜锌板面运动,完成蘸墨和刷墨动作,放有白纸的压印板绕一固定点来回运动,其工艺行程终点使白纸与涂有油墨的铜锌板压合,完成印刷工艺,当空回行程时变可取出成品

3: 该机构的设计有关参数如下:

1）: 实现印头,油辊,油盘运动的机构由一个电动机带动,通过传动系统使该机构具有3200~~3600次/小时的印刷能力.

2）: 电动机功率P=0.75kw,转速n电=910r/min ,电动机放在机架的左侧或右侧,可自行决定.

3）: 根据印刷纸张幅面(280x406),最大印刷幅面为260x380mm,设定Lcd=250mm.

4）：印头摆角为70°，印头返回行程和工作行程的平均速度之比安徽科技学院机械原理课程设计说明书

9 k=1.118。

5）：油辊摆杆的摆角为110°。

6）：油盘直径为250mm，油辊的起始位置就在油盘边缘。

7）：要求机构的传动性能好，结构紧凑，易于制造。印头和油辊在两极限位置的传动角大于和等于许用传动角40°。

二:所设计的机构工作原理及功能分解:

1：平压印刷机的总功能由这几个子功能综合构成:

1）油辊的转动;

2）油盘的间隙转动;

3）印刷板的间隙运动.

2：工作原理如下:

1）：通过电动机带动两个四杆机构的运动，然后在通过涡轮蜗杆带动油盘的转动。

2)：印头的尺寸设计：已知极位夹角为10°。

根据机构倒置法确定E点位置，取EF重直FO2且FO2与EF固接，然后在E点铰接铰链，以此来实现机构的联动。

机构运动总体方案简图见附1.为了实现曲柄连杆机构的良好速度传递效果本设计方案将用代替。

第七章 所设计的机构尺寸计算

1）首先；根据设计要求复印机每小时复印3600份，即1s一份，此时印头处于垂直状态，由辊处于油盘的最上端，按照行程速比安徽科技学院机械原理课程设计说明书

10 系数k=1.118，可以求的极限夹角约为10度。印头空回是所需的时间t1=0.528s，印头工作时间为t2=0.472s在设计上使得印头与油辊的时间相同即两个曲柄行程速比系数相同。

2）其次；电动机转速n=910转每分钟，对于油盘转动由于考虑到误差及间歇运动，将用槽轮来带动油盘转动，设槽轮转动时间为0.25s，转动的角度为90度，则槽轮的平均角速度为3.14rad/s

由于电动机转速910转/min，计算出电动机的角速度ω=2π*910/60=95.25rad/s，在通过印头和油辊转过的角度分别为70度和110度，按照时间上计算使得油辊和印头同时工作的时间相同即，而且使得油辊经过转点处为油辊运动的1/2分位点，课使得印头和油辊不干涉。在设计时我们将传动机构和执行记过设计成齿轮的形式，经计算两个齿轮的角速度慢性程：ω=（190π）/（180*0.528）≈6.28rad/s，快行程：ω=（170π）/（180*0.472）

≈6.28rad/s。现在开始设计齿轮使其降速考虑先降5倍在将3倍，先将用电动机带动半径r1=10mm的圆盘，经皮带带动半径r2=50mm的圆盘实现将电动机的转速降低5倍，将与圆盘2同轴焊接一个半径r3=25mm的齿轮，4和5的齿轮设计要求一样，可设r4=r5=80mm，但是根据降速要求使得曲柄半径为75.8mm，通过电动机带动槽轮的转动需要再次降速及转变速度方向，我们考虑到了涡轮蜗杆机构，因为平均角速度的关系，槽轮与电动机间要将速30倍，因为圆盘2已经降低了5倍，现在蜗杆与一个半径50mm的圆盘设为5，5与2之间用皮带连接来带动蜗杆转动传