平压印刷机设计原始版

第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章第十二章

安徽工程大学课程设计 1

目 录

设计任务书。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。2 机构系统方案的拟定。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 传动机构的选择与比较。。。。。。。。。。。。。。。。。。。11 执行机构的选择与比较。。。。。。。。。。。。。。。。。。。12 机构运动总体方案。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。13 所设计的机构尺寸计算。。。。。。。。。。。。。。。。。。。15 执行机构动作分解图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。18 主方案动力传递分析。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。19 工作循环图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。21 自编的主程序和子程序。。。。。。。。。。。。。。。。。。。22 计算机画出的主要曲线图。。。。。。。。。。。。。。。。。28 课程设计小结。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。30

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。

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

1600-1800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400mm ，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。 7）

4 设计任务

a) 确定总功能，并进行功能分解。

b) 根据工艺动作要求拟定运动循环图。

c) 进行印头、油辊、油盘机构及其相互连接传动的选型。 d) 按选定的电动机及执行机构运动参数拟订机械传动方案。 e) 画出机械运动方案简图。（A ）

f) 对执行机构进行尺寸综合。

g) *对往复摆动执行机构进行运动分析，绘制从动件位移、速度、加速度线图。

（A ）

h) 编写设计说明书。

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 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。

方案一：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70o °,2) 极位夹角为10°,3要求印头完成1600-1800次/h，则完成一次印刷用时2.118s,4) 机架A 越往上传动角越大，且A 点不能在劣弧上。

2：油辊机架位置的确定。

1）A 、B 、C 三点位置确定O 1位置，且O 1在油盘边缘的竖直线上

3：油辊的设计。

1）尽量避免油辊与印头运动时的干涉。2）取极位夹角20°，ω与印头的相反。

方案一最终设计简图如下：

方案二：

由凸轮带动印头运动, 推程和回程角度分别为190°、170°, 满足k=1.118 印头始终贴近凸轮运动

1：油辊运动设计

1）通过一个连杆控制油辊运动

1）用余弦定理计算出铰接连点位置

A 1B 12=570.82+X2-2*X*570.8*cos162° A2B 22=670.032+X2-2*X*670.03*cos88° A1B 11=A2B 2

方案二最终设计简图

方案三：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

滑块通过一个曲柄滑块机构来驱动, 滑块反行程时间1s ，正行程时间为

1.118s

1：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FO 2且FO 2与EF 固接，然后在E 点铰接铰链，以此来实现机构的联动。

根据余弦定理有:

AE 2=X2+AF2-2*X*AF*cos34° BC 2=X2+BD2-2*X*BD*cos80° AE=BC

2：曲柄滑块机构的设计。

极位夹角为10°

取偏心距e=64mm 确定C 1、C 2位置

方案三机构简图：

此机构具的传动平稳，机构简单，使用寿命长，尺寸小、重量轻的特点。

第三章 传动机构的选择与比较

第四章 执行机构的选择与比较

第五章 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

1600~~1800次/小时的印刷能力.

2）: 电动机功率P=0.8kw,转速n 电=930r/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k=1118。 5）：油辊摆杆的摆角为110°。

6）：油盘直径为400mm ，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）：通过滑块的运动来实现两个摇杆的同时转动;

滑块通过一个曲柄滑块机构来驱动; 滑块反行程时间1s ，正行程时间为1.118s; 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FO 2且FO 2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：

此机构具的传动平稳，机构简单，使用寿命长，尺寸小、重量轻的特点。

第六章 所设计的机构尺寸计算

第七章 执行机构动作分解图

1：印头的分解图：

2：曲柄滑块机构的分解图：

第八章 主方案动力传递分析

一：马达转速是曲柄的32倍，经过一对直径比是8.03的带轮来降低1/8.03倍速度，用一对分度圆直径比、是4的齿轮来降低1/4倍速度，得到满足要求的曲柄转速：

二：动力系统参数

三：工作流程图：

第九章 工作循环图 分配轴转角

印头机构

油辊机构

匀油凸轮

机构

油盘棘轮

棘爪机构

第十章 自编的主程序和子程序

Private Sub Form_Activate()

Print " 位移 s:red 速度 v:blue 加速度 a:green"

Print "机自052 王云剑 学号0908014135"

pai = Atn(1#) * 4 / 180

For fi = 0 To 360 Step 0.1

fi1 = fi * pai

Call 单杆运动分析子程序(0, 0, 0, 0, 0, 0, 0.077215, 0, fi1, 13.30104, 0, xC, yC, vCx, vCy, aCx, aCy)

Call RRP 运动分析子程序(1, xC, yC, vCx, vCy, aCx, aCy, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0.257395, 0, 0, 0, _

xB, yB, vBx, vBy, aBx, aBy, fi2, omega2, epsilon2, sr, vsr, asr)

Call 单杆运动分析子程序(xB, yB, vBx, vBy, aBx, aBy, 0.42, 0, fi3, omega3, epsilon3, _

xK, yK, vKx, vKy, aKx, aKy)

DrawWidth = 1

ScaleMode = 7

red = RGB(255, 0, 0)

green = RGB(0, 0, 255)

blue = RGB(0, 255, 0)

Scale (-10, 15)-(370, -15): PSet (5, 15): Print "sva"

Line (0, -15)-(0, 15): PSet (360, -2): Print "Φ(t)"

Line (0, 0)-(370, 0): PSet (-5, -2): Print "0"

PSet (fi, xK * 17 - 12), red

PSet (fi, vKx * 3), blue

PSet (fi, aKx * 0.5), green

Next

End Sub

Sub 单杆运动分析子程序(xA, yA, vAx, vAy, aAx, aAy, S, theta, fi, omega, epsilon, _

xm, ym, vmx, vmy, amx, amy)

xm = xA + S * Cos(fi + theta)

ym = yA + S * Sin(fi + theta)

vmx = vAx - S * omega * Sin(fi + theta)

vmy = vAy + S * omega * Cos(fi + theta)

amx = aAx - S * epsilon * Sin(fi + theta) - S * omega ^ 2 * Cos(fi + theta) amy = aAy + S * epsilon * Cos(fi + theta) - S * omega ^ 2 * Sin(fi + theta) End Sub

Sub RRR运动分析子程序(m, xB, yB, vBx, vBy, aBx, aBy, xD, yD, vDx, vDy, aDx, aDy, _

L2, L3, xC, yC, vCx, vCy, aCx, aCy, fi2, fi3, omega2, omega3, epsilon2, epsilon3) 'm 为装配模式

'xB,vBx,aBx,yB,vBy,aBy,xD,vDx,aDx,yD,vDy,aDy 为B 点和D 点的x 方向和y 方向的位置、速度和加速度

'L2为BC 之间的距离,L3为CD 之间的距离

'xC,vCx,aCx 待求点C 的x 方向和y 方向的位置、速度和加速度

'fi2和fi3分别为构件2和3的位置角

'omega2和omega3分别为构件2和3的角速度

'epsilon2, epsilon3分别为构件2和3的角加速度

Dim pi, d, ca, sa, yDB, xDB, gam, yCD, xCD, e, F, Q, EA, FA, delta

pi = Atn(1#) * 4

d = ((xD - xB) ^ 2 + (yD - yB) ^ 2) ^ 0.5

If d > L2 + L3 Or d

MsgBox "此位置不能装配"

GoTo n1

Else

End If

ca = (d ^ 2 + L2 ^ 2 - L3 ^ 2) / 2 / L2 / d

sa = (1 - ca ^ 2) ^ 0.5

yDB = yD - yB

xDB = xD - xB

Call atn1(xB, yB, xD, yD, delta)

If ca > 0 Then

gam = Atn(sa / ca)

Else: gam = Atn(sa / ca) + pai

End If

If m = 1 Then

fi2 = delta + gam

Else: fi2 = delta - gam

End If

xC = xB + L2 * Cos(fi2)

yC = yB + L2 * Sin(fi2)

yCD = yC - yD

xCD = xC - xD

If xCD > 0 Then

fi3 = Atn(yCD / xCD)

ElseIf yCD >= 0 Then

fi3 = Atn(yCD / xCD) + pi

Else: fi3 = Atn(yCD / xCD) - pi

End If

e = (vDx - vBx) * xCD + (vDy - vBy) * yCD

F = (vDx - vBx) * (xC - xB) + (vDy - vBy) * (yC - yB)

Q = yCD * (xC - xB) - (yC - yB) * xCD

omega2 = e / Q

omega3 = F / Q

vCx = vBx - omega2 * (yC - yB)

vCy = vBy + omega2 * (xC - xB)

EA = aDx - aBx + omega2 ^ 2 * (xC - xB) - omega3 ^ 2 * xCD

FA = aDy - aBy + omega2 ^ 2 * (yC - yB) - omega3 ^ 2 * yCD

epsilon2 = (EA * xCD + FA * yCD) / Q

epsilon3 = (EA * (xC - xB) + FA * (yC - yB)) / Q

aCx = aBx - omega2 ^ 2 * (xC - xB) - epsilon2 * (yC - yB)

aCy = aBy - omega2 ^ 2 * (yC - yB) + epsilon2 * (xC - xB)

n1: End Sub

Sub atn1(x1, y1, x2, y2, fi)

Dim pi, y21, x21

pi = Atn(1#) * 4

y21 = y2 - y1

x21 = x2 - x1

If x21 = 0 Then '判断BD 线段与x 轴的夹角

If y21 > 0 Then

fi = pi / 2

ElseIf y21 = 0 Then

MsgBox "B、D 两点重合，不能确定"

Else: fi = 3 * pi / 2

End If

Else

If x21

fi = Atn(y21 / x21) + pi

ElseIf y21 >= 0 Then

fi = Atn(y21 / x21)

Else: fi = Atn(y21 / x21) + 2 * pi

End If

End If

End Sub

Sub RRP运动分析子程序(m, xB, yB, vBx, vBy, aBx, aBy, xP, yP, vPx, vPy, aPx, aPy, _

L2, fi3, omega3, epsilon3, xC, yC, vCx, vCy, aCx, aCy, fi2, omega2, epsilon2, sr, vsr, asr)

'm 为装配模式

'xB,vBx,aBx,yB,vBy,aBy,xP,vPx,aPx,yP,vPy,aPy 为B 点和P 点的x 方向和y 方向的位置、速度和加速度

'L2为BC 之间的距离

'fi3为PC 的位置角

'xC,vCx,aCx 待求点C 的x 方向和y 方向的位置、速度和加速度

'fi2、omega2、epsilon2分别为待求构件2的位置角、角速度和角加速度

Dim pi, d2, e, F, yCB, xCB, E1, F1, Q, E2, F2

pi = Atn(1#) * 4

d2 = ((xB - xP) ^ 2 + (yB - yP) ^ 2)

e = 2 * (xP - xB) * Cos(fi3) + 2 * (yP - yB) * Sin(fi3)

F = d2 - L2 ^ 2

If e ^ 2

MsgBox "此位置不能装配"

GoTo n1

Else

End If

If m = 1 Then

sr = Abs((-e + (e ^ 2 - 4 * F) ^ 0.5) / 2)

Else: sr = Abs((-e - (e ^ 2 - 4 * F) ^ 0.5) / 2)

End If

xC = xP + sr * Cos(fi3)

yC = yP + sr * Sin(fi3)

yCB = yC - yB

xCB = xC - xB

Call atn1(xB, yB, xC, yC, fi2)

E1 = (vPx - vBx) - sr * omega3 * Sin(fi3)

F1 = (vPy - vBy) + sr * omega3 * Cos(fi3)

Q = yCB * Sin(fi3) + xCB * Cos(fi3)

omega2 = (F1 * Cos(fi3) - E1 * Sin(fi3)) / Q

vsr = -(F1 * yCB + E1 * xCB) / Q

vCx = vBx - omega2 * yCB

vCy = vBy + omega2 * xCB

E2 = aPx - aBx + omega2 ^ 2 * xCB - 2 * omega3 * vsr * Sin(fi3) - epsilon3 * (yC - yP) - omega3 ^ 2 * (xC - xP)

F2 = aPy - aBy + omega2 ^ 2 * yCB + 2 * omega3 * vsr * Cos(fi3) + epsilon3 * (xC - xP) - omega3 ^ 2 * (yC - yP)

epsilon2 = (F2 * Cos(fi3) - E2 * Sin(fi3)) / Q

asr = -(F2 * yCB + E2 * xCB) / Q

aCx = aBx - omega2 ^ 2 * xCB - epsilon2 * yCB

aCy = aBy - omega2 ^ 2 * yCB + epsilon2 * xCB

n1: End Sub

Sub RPR运动分析子程序(m, xB, yB, vBx, vBy, aBx, aBy, xC, yC, vCx, vCy, aCx, aCy, _

e, L3, xD, yD, vDx, vDy, aDx, aDy, fi3, omega3, epsilon3, sr, vsr, asr) 'm 为装配模式

'xB,vxB,axB,yB,vyB,ayB,xC,vxC,axC,yC,vyC,ayC 为B 点和C 点的x 方向和y 方向的位置、速度和加速度

'e 为BQ 之间的距离

'L3为QD 之间的距离

'xD , vxD, axD待求点D 的x 方向和y 方向的位置、速度和加速度

'fi3分别为待求导杆QD 的位置角

'omega3、epsilon3分别为待求导杆QD 的角速度和角加速度

'sr,vsr,asr 分别待求滑块相对导杆QD 的位置、速度和加速度

Dim pi, yCB, xCB, gam, Q, EA, FA, beta

pi = Atn(1#) * 4

If (xC - xB) ^ 2 + (yC - yB) ^ 2

MsgBox "此位置不能装配"

GoTo n1

Else

End If

sr = ((xC - xB) ^ 2 + (yC - yB) ^ 2 - e ^ 2) ^ 0.5

yCB = yC - yB

xCB = xC - xB

Call atn1(xB, yB, xC, yC, beta)

gam = Atn(e / sr)

If m = 1 Then

fi3 = beta + gam

Else: fi3 = beta - gam

End If

xD = xB + e * Sin(fi3) + L3 * Cos(fi3)

yD = yB - e * Cos(fi3) + L3 * Sin(fi3)

Q = (xC - xB) * Cos(fi3) + (yC - yB) * Sin(fi3)

omega3 = ((vCy - vBy) * Cos(fi3) - (vCx - vBx) * Sin(fi3)) / Q

vsr = ((vCy - vBy) * (yC - yB) + (vCx - vBx) * (xC - xB)) / Q

vDx = vBx - omega3 * (yD - yB)

vDy = vBy + omega3 * (xD - xB)

EA = aCx - aBx + omega3 ^ 2 * (xC - xB) + 2 * omega3 * vsr * Sin(fi3) FA = aCy - aBy + omega3 ^ 2 * (yC - yB) - 2 * omega3 * vsr * Cos(fi3) epsilon3 = (FA * Cos(fi3) - EA * Sin(fi3)) / Q

asr = (EA * (xC - xB) + FA * (yC - yB)) / Q

aDx = aBx - omega3 ^ 2 * (xD - xB) - epsilon3 * (yD - yB)

aDy = aBy - omega3 ^ 2 * (yD - yB) + epsilon3 * (xD - xB)

n1: End Sub

第十一章 计算机画出的主要曲线图

第十二章 课程设计小结