卧式印刷机课程设计gtcy.docx
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1、目录一、设计计题目(1)工工作原理理(2)原原始数据据(3)设设计任务务二、总体体方案设设计(1)机机构选型型及组合合,机械械传动系系统示意意图(2)执执行机构构的运动动循环图图(3)基基本机构构确定的的计算机机程序(4)电电动机选选择(5)总总传动比比计算及及其分配配三、减速速器设计计(一)减减速器方方案设计计(1)减减速器方方案简图图(2)减减速器传传动比分分配(3)减减速器运运动动力力参数计计算(二)传传动零件件设计(1)齿齿轮传动动设计计计算(2)带带传动设设计计算算(3)联联轴器的的选择(三)轴轴系设计计(1)轴轴的设计计计算(2)轴轴强度校校核计算算(3)轴轴承寿命命计算(4)键键
2、联接校校核四、设计计感想五、附录录六、参考考文献一、设计计题目 卧式印印刷机卧式印刷刷机用于于铅活版版、铜锌锌版、简简单套色色等印刷刷项目,曾曾普遍用用于小型型印刷厂厂。(1)工工作原理理:其工作原原理是复复印原理理,主要要工序为为:输纸纸、涂墨墨、压印印、收纸纸等,如如图1-1所所示。印版装在在活动版版台上,纸纸张由纸纸筒携带带,由收收纸辊拉拉出,并并通过压压印滚筒筒在印版版上作纯纯滚动和和施加的压力力来完成成印刷作作业,滚滚筒与收收纸辊间间歇转动动。在压压印咬合合之前,涂涂墨胶辊辊与版台台接触把把墨涂到到印版上上,在涂涂墨过程程完成后后,涂墨墨胶辊抬抬起,并并与排墨墨钢棍接接触进行行吸墨过
3、过程。压压印从纸纸张的咬咬口开始始到纸张张的末尾尾渐次进进行。压压印过程程持续整整个工作作行程的的一段时时间,印印张在压压印过程程的每一一瞬间只只有一个个狭长的的条形面面积与印印版接触触。压印印过程中中滚筒与与版台之之间无相相对滑动动,且收收纸辊;版台在在压印区区内低速速压印且且速度波波动较小。在压压印完成成后,滚滚筒和收收纸辊一一并抬起起,到达达一定的的高度时时,已经经压印完完成的纸纸张将会会被安装装在一定定高度上上的裁纸纸刀裁断断。在压压印好的的纸张被被裁断之之后,落落在翻纸纸杆上,翻翻纸杆将将会翻转转一百八八十度将将纸翻压压在托纸纸台上。如图1-2,电电动机DD经减速速系统JJ减速后后,
4、动力力分别由由传动机机构、输出。传传动系统统驱动动滚筒与与收纸辊辊以纸筒筒为圆心心做摆动动,驱驱动版台台作往复复直线运运动,驱动翻翻纸机构构作翻纸纸运动,驱动钢钢滚单向向转动完完成排墨墨,驱驱动摆动动(上摆摆,胶滚滚与钢滚滚接触吸吸收油墨墨;下摆摆,胶滚滚与版台台接触完完成涂墨墨)。(2)原原始数据据滚筒直径径约2330mmm,版台台行程=7300mm,压压印段长长度=4440mmm;翻纸转角角=1880(或或取纸转转角=442);排墨转角角=455;BC杆摆摆角=338;版台重量量=15000N;压印段工工作阻力力=0.5kkN;版台行程程速比系系数=11.055;机器运转转速度不不均匀系系
5、数许用用值=00.033;主传动机机构许用用压力角角=400,辅辅传动机机构许用用压力角角=700;印刷机生生产率220000张/小小时;电动机转转速=9940r/mmin;电动机功功率储备备系数=1.22。(3)设设计任务务1设计计减速系系统设计减减速传动动系统。电电动机转转速=9940rr/miin,要要减到工工作频率率(生产产率),试试确定传传动方案案及各级级减速传传动比的的大小,绘绘制传动动简图。说说明机器器的过载载保护装装置。设计齿齿轮传动动。若减减速系统统采用了了齿轮传传动,按按等强度度或等寿寿命条件件设计齿齿轮传动动,绘制制齿轮传传动啮合合图。编编写程序序计算基基本几何何尺寸,验
6、验算重合合度、小小轮齿顶顶厚度、不不根切条条件及过过渡曲线线不干涉涉条件。 2设计滚滚筒、收收纸辊传传动、摆摆动系统统(传动动系统)设计运运动方案案,绘制制机构示示意图。 设计计机构尺尺寸,绘绘制机构构运动简简图。机构运运动分析析,打印印结果数数表,绘绘制输出出构件的的转角、角角速度、角角加速度度图。 3设计铅铅版传动动系统(传传动系统统)运动方方案设计计,绘制制机构示示意图。机构尺尺寸设计计,绘制制机构运运动简图图。 机构构运动分分析,打打印结果果数表,绘绘制输出出构件的的位移、速速度、加加速度图图。 机构构受力分分析,打打印结果果数表,绘绘制等效效驱动力力矩、阻阻力矩图图。 设计计飞轮转转
7、动惯量量,确定定电动机机功率。 若对对行程进进行调节节,请绘绘制可调调行程的的机构简简图。并并就实现现行程变变化的参参数对机机构进行行运动分分析和受受力分析析,输出出必要的的图表,得得出对比比结论。 4设计翻翻纸系统统 (传传动系统统):设计运运动方案案,绘制制机构示示意图。 设计计机构尺尺寸,绘绘制机构构运动简简图。机构运运动分析析,打印印结果数数表,绘绘制输出出构件的的转角、角角速度、角角加速度度图。 5设计排排墨、涂涂墨系统统 (传传动系统统):设计运运动方案案,绘制制机构示示意图。 设计计机构尺尺寸,绘绘制机构构运动简简图。机构运运动分析析,打印印结果数数表,绘绘制输出出构件的的转角、
8、角角速度、角角加速度度图。二、总体体方案设设计(1)机机构选型型及组合合,机械械传动系系统示意意图(一)滚滚筒的系系统的设设计滚筒属于于印刷过过程,依依据纯滚滚动,施施与版台台压力完完成印刷刷功能。滚滚筒是间间歇运动动,在印印刷结束束时滚筒筒在凸轮轮的作用用下向上上运动,使使滚筒与与版台分分离,版版台便于于做回程程运动。版版台的部部分与滚滚筒的部部分是依依靠齿轮轮传动,为为了保证证版台与与滚筒的的边缘同同速,保保证印刷刷质量。方案一:通过滚筒筒与版台台之间的的摩擦来来达到滚滚筒与收收纸辊的的间歇回回转运动动。要求求:滚筒筒固定,版版台左右右间歇运运动,同同时上下下运动。原理:当当版台运运动到一
9、一定的位位置时,通通过凸轮轮把版台台抬起与与滚筒接接触,通通过摩擦擦力使滚滚筒转动动,并带带动收纸纸辊的转转动,使使得滚筒筒与版台台之间实实现纯滚滚动的效效果。设计的过过程中发发现:(1) 版台的重重量很大大,如果果用凸轮轮把版台台托起的的话,那那会需要要很大的的作用力力,同时时也会有有很大的的反作用用力,这这样会造造成凸轮轮需要很很大的扭扭矩,同同时也会会对凸轮轮造成很很大的磨磨损,这这样就会会造成在在途轮上上浪费很很多不必必要的功功,同时时大大的的降低了了凸轮的的寿命,造造成机器器寿命短短。(2) 单纯地依依靠摩擦擦力来保保证滚筒筒和版台台之间纯纯滚,是是不可能能的,滚滚筒由原原来静止止到
10、和版版台一样样的速度度,必须须有一个个加速过过程,这这个过程程中版台台和滚筒筒之间将将会出现现相对滑滑动,这这样就会会出现纸纸张撕坏坏,墨迹迹不均,严严重影响响了纸张张的印刷刷质量。方案一机机构运动动简图图2-11方案二:通过滚筒筒与版台台之间通通过齿轮轮与齿条条啮合来来达到滚滚筒与收收纸辊的的间歇回回转运动动。要求:滚滚筒做在在凸轮的的作用下下以纸筒筒的中心心为圆心心做上下下摆动。滚滚筒的端端面上有有齿轮,且且齿轮的的分度圆圆直径与与滚筒直直径相同同。版台台的侧面面上装有有齿条,切切齿条与与齿轮呈呈刚好啮啮合。收收纸辊的的线速度度与滚筒筒的线速速度相同同。下面面是机构构运动简简图机构运动动简
11、图图2-22机构立体体图图2-33齿轮参数数模数尺高纸筒直径径滚筒齿轮轮圆直径径惰轮直径径收纸辊齿齿轮直径径818200240100120运动循环环图:图2-44上升距离随角度的变化速度随角度的变化图2-55图2-66加速度随角度的变化图2-77(二)翻翻纸机构构方案确确定(1)曲曲柄摇杆杆摆杆机机构原理:通通过一个个缺少部部分齿的的齿轮,来来带动曲曲柄所在在的齿轮轮,曲柄柄通过滑滑块带动动摇杆的的摆动,摇摇杆通过过滑块带带动翻纸纸杆的摆摆动。要求:(1)大大齿轮有有齿的部部分弧长长与曲柄柄所在的的齿轮的的周长相相同,即即要求,大大齿轮有有的齿数数与曲柄柄所在的的小齿轮轮的齿数数相同。(2)摇
12、摇杆的两两个极限限位置所所在的高高度应与与翻纸杆杆的中心心位置高高度相同同。且翻翻纸杆的的位置应应在两极极限位置置所呈的的角的角角平分线线上。机构运动动简图图2-88运动循环环图:图2-99参数:齿轮模数数(m)大齿轮直直径R22小齿轮直直径R11摇杆长LL1中心距hh1中心距hh2曲柄长LL2角度B5156.5100115.4505025130涉及计算算:大齿轮转转过的角角度aa;小齿轮转转过的角角度bb;摆杆转过过的角度度c;翻杆转过过的角度度d;翻杆角速速度w翻杆的角角加速度度 k一个周期期内,当大齿轮轮转过的的角度小小于1330度时时,对其其他的构构件无影影响。当大齿轮轮转过的的角度大
13、大于1330度时时:b=(a-1130)*3600/2330;c=330-aasinn(255*siin(60+b)*PII/1880)/(sqqrt(25*25+50*50-2*225*550*ccos(600+bb)*PPI/ 1800 )))*1800/PII;d=990-aasinn(1100*sinn(330-c)*PI/1800)/(sqqrt (1115.44*1115.44+1000*1100-2*1115.4*1100*coss(330-c)*PI /1880)))*1800/PII-300+cc;w=(dn+1-dn)*2000/(an+1-an)k=(wwn+11-wnn
14、)*2200/(aan+11-aan)摆杆的弧度计算机程程序以及及运行结结果见附附录图2-110翻杆转过过的弧度度图2-111:角速度图像角加速度图像:图2-12图2-113由于此机机构的角角速度,角角加速度度的值过过大,且且变化的的幅值也也非常大大,所以以此机构构不合理理。(2)曲曲柄摇杆杆齿轮机机构原理:通通过一个个缺少部部分齿的的齿轮,来来带动曲曲柄所在在的齿轮轮,曲柄柄通过滑滑块带动动摇杆齿齿轮条的的摆动,摇摇杆齿轮轮条通过过齿轮啮啮合带动动翻纸杆杆的摆动动。要求:(1) 大齿轮有有齿的部部分弧长长与曲柄柄所在的的齿轮的的周长相相同,即即要求,大大齿轮有有的齿数数与曲柄柄所在的的小齿轮
15、轮的齿数数相同。(2) 摇杆齿轮轮条上的的齿数应应与翻杆杆半齿轮轮的齿数数相同(3) 翻杆半齿齿轮的位位置应在在两极限限位置所所呈的角角的角平平分线上上。且处处于无变变动啮合合状态。机构运动动简图图2-114运动循环环图:图2-115参数:模数大齿轮直直径小齿轮直直径曲柄长度度摇杆齿条条半径翻杆齿轮轮半径角度5156.5100259030130涉及计算算:大齿轮转转过的角角度 a;小齿轮转转过的角角度 b;摇杆(摇摇杆齿条条)转过过的角度度c;半齿轮转转过的角角度d;翻杆角速速度w翻杆的角角加速度度 k 一个周期期内,当大齿轮轮转过的的角度小小于1330度时时,对其其他的构构件无影影响。当大齿
16、轮轮转过的的角度大大于1330度时时:b=(a-1130)*3600/2330;c=330-aasinn(255.0*sinn(660+b)*PI/1800)/(ssqrtt(255*255+500*500-2*25*50*coss(660+b)*PI/ 1880 )))*1880/PPI;d=c*1180/60;w=(dn+1-dn)*2000/(an+1-an)k=(wwn+11-wnn)*2200/(an+1-an) ;计算机程程序及运运行结果果见附录录运行结果果的图表表分析摆杆的弧度图像图2-116翻杆转过的角度图像图2-117翻杆角速度图像图2-118翻杆角加速度图像图2-119涂墨
17、排墨墨系统原理:(11)通过过有部分分齿的齿齿轮来带带动排墨墨钢辊的的间歇转转动。(2)通通过凸轮轮来到带带动涂墨墨胶辊的的上下摆摆动。 要求:凸凸轮在上上极限位位置时,涂涂墨胶辊辊刚好与与排墨钢钢辊接触触,凸轮轮在下极极限位时时涂墨胶胶辊刚好好与版台台相接触触。机构简图图 涂涂墨 图2-220机构见图图 排墨图2-221主要参数数:CD杆长长lCD/mm杆CD最最大摆角角齿轮直径径d/mmm模数mzAZB凸轮基圆圆R/mmm滚子R/mm2503810044255018周期:TT=1.8s图2-222图2-223图2-224版台机构构的选型型方案一、凸轮机构:考虑到版台的运动比较复杂,需要有匀
18、速和急回,而凸轮能满足这样的条件,设计如下方案运动简图图图2-225这个方案案的优点点是能够够设计凸凸轮轮廓廓线来实实现版台台的匀速速来实现现版台的的匀速、急急回运动动。缺点点是需要要一根很很长、质质量很高高的弹簧簧,实际际运动中中弹簧容容易疲劳劳失效,且且凸轮需需要设计计的很大大,此方方案的成成本很高高。方案二、六杆机构比较简单,便于加工制造,有急回特性和扩大行程的作用。但由于机构构件数较多,机构的刚性差,不适用于高速,且机构的运动分析较为复杂。运动简图图图2-226方案三、曲柄滑块-齿轮齿条组合机构此机构由由曲柄滑滑块机构构和齿轮轮齿条机机构组合合而成,下下齿条固固定,上上齿条和和版台链链
19、接,版版台的速速度是滑滑块的两两倍。机机构有急急回特性性,且通通过齿轮轮齿条扩扩大了行行程,从从而可减减小曲柄柄滑块的的尺寸。运动简图图图2-227 方方案四、曲柄摇杆-齿轮齿条组合机构通过摇杆杆的摆动动来控制制齿轮的的左右移移动,不不同于上上面的曲曲柄滑块块-齿轮轮齿条机机构,其其不宜用用于高速速。机构构分析计计算较为为复杂。曲曲柄会承承受较大大的力,对材料有一定的要求,成本较高。运动简图图图2-228方案五、凸轮-摇杆组合机构运动简图图图2-229此机构为为凸轮和和摇杆的的组合,通通过设计计凸轮轮轮廓线可可满足版版台的匀匀速和急急回要求求,但是是机构对对于摇杆杆的强度度要求较较高,会会增大
20、成成本。具体尺寸寸的计算算经过综合合考虑和和计算版版台机构构选择曲曲柄滑块块-齿轮轮齿条组组合机构构,具体体尺寸如如下:曲柄:1182.5 mmm 连连杆:2233 mm 偏心心距:00 mmm由机构的的特性可可知版台台的速度度是滑块块速度的的两倍,由由此求得得:运动简图图图2-330以曲柄角角度为XX轴做出出如下三三个曲线线(1)位位移曲线线图2-331(2)速速度曲线线图2-332 (3)加加速度曲曲线图2-333综上所述述的的不不同方案案,每种种方案可可以得到到一种最最佳方案案如图示示:图2-334工作顺序序如图22-288。滚筒的工工作时序序图(AA-F):E-F-A-B,阶段滚筒与收
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