機械與運載工程學院
《機械原理》課程設計
年級： 2011級
班級： 車輛工程（2）班
姓名： 鄧廣
學號： 20110402218
同組成員：宋健偉/李建能/周亞俊
2023年7月6
第一章設計說明書
1.設計選題
平壓印刷機運動機構設計。
2.設計擬完成任務
a) 確定總功能，並進行功能分解。
b) 根據工藝動作要求擬定運動迴圈圖。
c) 進行印頭、油輥、油盤機構及其相互連線傳動的選型。
d) 按選定的電動機及執行機構運動引數擬訂機械傳動方案。
e) 畫出機械運動方案簡圖。
f) 對執行機構進行尺寸綜合。
g) 對往復擺動執行機構進行運動分析，繪製從動件位移、速度、加速度線圖。
h) 編寫設計說明書。
3.工作原理及工藝動作過程
平壓印刷機是一種簡易印刷機，適用於印刷八開以下的印刷品。它的工作原理：將油墨刷在固定的平面鉛字版上，然後將裝了白紙的壓板緊密接觸而完成一次印刷。
其工作過程猶如蓋圖章，平壓印刷機中的「圖章」是不動的，紙張貼近時完成印刷。
平壓印刷機需要實現三個動作：裝有白紙的壓板往復擺動，刷墨輥在固定鉛字版上上下滾動，勻墨盤轉動使刷墨滾筒上油墨均勻。
4.原始資料及工作要求
平壓印刷機工作要求：
（1）刷墨輥剛一離開蘸墨滾筒1時，蘸墨滾筒即可轉動，勻墨圓盤5此時不動，壓板4自左向右擺動；刷墨滾筒2離開勻墨圓盤5後，勻墨圓盤5即可轉動；當壓板4擺至極限位置時，刷墨滾筒2運動至終點位置。
（2）當壓板4自極限位置開始向左擺動時，刷墨滾筒2同時從終點位置開始返回；刷墨滾筒回到初始位置位置與已靜止不動的蘸墨滾筒接觸，此時壓板4上的待刷書面6與鉛字排版3接觸，即印刷完一張書頁，完成乙個工作迴圈，以後重複上述過程。
原始資料：
1） 實現壓板、刷墨輥、勻墨盤運動的機構由乙個電動機帶動，通過傳動系統使其印刷速度為30頁/min。
2） 電動機功率n=0.75kw、轉速n電=960r/min，電動機可放在機架的左側或底部。
3） 每次迴轉，，壓板擺角。
4） 印刷面積為。
5） 要求機構的傳動效能良好，結構緊湊，易於製造。
平壓印刷機執行機構運動示意圖如圖1所示
1.蘸墨滾筒2.刷墨滾筒3.鉛字印版4.壓板5.勻墨盤6.印刷紙頁
圖1 平壓印刷機執行機構運動示意圖
第二章執行機構選型和方案設計
1.機構實現四個動作
1.壓板往復擺動
2.刷墨滾筒上下滾動
3.勻墨盤轉動
4.蘸墨滾筒轉動
2.方案設計
根據所學知識和查閱資料可知：能夠實現往復運動的機構有：連桿機構、移動從動件凸輪機構、楔塊機構、齒輪齒條機構、螺旋機構以及各種組合機構。
常見的間歇運動機構有：棘輪機構，槽輪機構和不完全齒輪機構。上述機構都可實現設定的功能但個別機構結構複雜、構件繁多，造成設計週期延長，生產成本增加。
從結構簡單，設計容易，生產成本的角度研究後，選擇曲柄、擺桿、滑塊、不完全齒輪、槽輪組合機構，不僅能夠完成給定的運動要求，而且此機構結構簡單，設計簡便，加工成本低。結合要求，本組設計以下方案：
刷墨輥設計方案一：通過滑塊的運動來實現搖桿的擺動 圖2
要求曲柄轉一圈的時間為2s，刷墨滾筒搖桿擺角為84，搖桿上鉸接點沿搖桿距離為200mm，連線滑塊與搖桿的支桿長度為360mm。
由作圖法做出滑塊的兩個極限位置。對於對心曲柄滑塊機構，曲柄長度為滑塊行程的一半，即曲柄長度為85mm，曲柄左端點與滑塊左極限點距離即為連桿長度，確定連桿長度為315mm，圖2為刷墨輥一般位置和兩個極限位置，再校核最小傳動角。
刷墨輥設計方案二：根據機械原理知識設計曲柄搖桿機構
圖3要求曲柄轉一圈的時間為2s，刷墨滾筒搖桿擺角為84，搖桿上鉸接點沿搖桿距離為200mm，取極位夾角為15，設曲柄和連桿的長度分別為和，在15所在三角形內由餘弦定理得：
考慮機架的位置，取曲柄長度為100mm,連桿長度為700mm。分別以搖桿兩個極限位置鉸接點為圓心，分別以600mm,800mm為半徑畫弧，交點即為曲柄原點。以此點作半徑為100mm的圓，為曲柄運動範圍。
再分別以搖桿兩個極限位置鉸接點為圓心，連桿長度為半徑確定兩個極限位置曲柄與連桿的交點，圖3為曲柄搖桿的一般位置和兩個極限位置。
壓板設計方案一：由凸輪帶動壓板運動
圖4圖4已知壓板擺角為45，用作圖法根據相對運動設計凸輪，由凸輪帶動壓板運動,推程和回程角度分別為190°、170°, 滿足k=1.118，印頭始終貼近凸輪運動。通過「伸縮杆」來連線機架和壓板使壓板做往復運動。
最終設計簡圖如圖4所示。
壓板設計方案二：通過滑塊的運動來實現壓板的擺動
圖5壓板擺角為45，搖桿上鉸接點沿搖桿距離為300mm，連線滑塊與搖桿的支桿長度為350mm。
由作圖法可以做出滑塊滑動的兩個極限位置。滑塊的行程為300mm，對於對心曲柄滑塊機構，曲柄長度為滑塊行程的一半，即曲柄長度應為150mm，曲柄左端點與滑塊左極限點之間的距離即為連桿長度，確定連桿長度為500mm，校核最小傳動角，可以得到曲柄滑塊的最小傳動角為73，符合要求。圖5為壓板一般位置和兩個極限位置。
刷墨輥和壓板設計方案一：通過滑塊的運動來實現刷墨輥和壓板的同時轉動
圖6 已知曲柄一周時間為2s，滑塊通過乙個曲柄滑塊機構來驅動,滑塊反行程時間1s，正行程時間為1s，最終設計簡圖如圖6所示
刷墨輥和壓板設計方案二：通過曲柄搖桿機構來實現刷墨輥和壓板的同時轉動。
圖7 設計簡圖
3.執行機構的比較和選擇
刷墨輥和壓板的運動都是往復運動，在我們組設計的方案中，有兩組是將這兩個往復運動連線在一起，再接到定標件上，經過我們討論，認為這樣能減少很多傳動齒輪，提高了運動協調性，節省空間和生產成本。但是造成了兩者依賴性強，一方運動均給另一方帶來衝擊，設計裝配要求比較高，此外，兩邊受力狀況，運動等情況的不同也使
兩邊的驅動機構不能完全相同，所以在兩者之間，我們採取分別設計機構的方法。考慮到結構的簡單和工作可靠性，我們均採用四桿-滑塊機構來實現往復運動，刷墨輥與蘸墨滾筒和鉛字印版的接觸，使其位置要求比較高，故採用曲柄搖桿機構，刷墨輥用「伸縮杆」來驅動，因其屬於低速運動，負荷較小，所以四桿機構中對最小傳動角的要求不是太高。考慮壓板上的紙張和自身運動的低速性，我們將壓板的擺動用曲柄滑塊機構來驅動。
蘸墨滾筒和勻墨盤的運動屬於間歇運動，槽輪和不完全齒輪都能實現，勻墨盤轉角較大，其他要求不高，我們設計的是槽輪機構，蘸墨滾筒運動承受壓力和摩擦比勻墨盤大一些，我們採用不完全齒輪，保證傳動效果。
經過以上方案的分析和選擇，確定機械運動執行機構整體方案：
蘸墨滾筒——不完全齒輪機構刷墨——曲柄搖桿機構
勻墨盤——槽輪機構壓板——曲柄滑塊機構
勻墨盤設計方案：用槽輪機構來驅動勻墨盤的軸來實現其間歇運動
圖8主動撥盤的轉一圈所用時間為2s，從動輪轉過的角度為90，如圖8所示
蘸墨滾筒設計方案：用不完全齒輪來驅動滾筒作間歇轉動，不完全齒輪轉一圈時間為2s，蘸墨滾筒轉過72，轉動時間為0.4s，從動齒輪齒數為20，則不完全齒輪齒數為4，設計如圖9所示：
圖9各部分執行機構簡圖如圖10所示：
圖10第3章減速機構的運動設計
原動機和工作機構的連線，原動機為電動機，需用減速機構與工作機構相聯，常用的減速機構為齒輪，蝸桿，輪系，帶傳動，鏈傳動。根據要求，傳動順序為：電機——帶傳動——蝸桿——齒輪——鏈傳動。
所用電機轉速為960r/min，工作曲柄轉速為30r/min,馬達轉速是曲柄的32倍，經過一對直徑比是2的帶輪來降低1/2倍速度，用一對分度圓直徑比是4的齒輪作為一級齒輪來降低1/4倍速度，再用一對分度圓直徑比是4的齒輪作為二級齒輪來降低1/4倍速度，得到滿足要求的曲柄轉速。
安徽平工程大學壓印刷機課程設計說明書
第一章設計任務書2 第二章機構系統方案的擬定3 第三章傳動機構的選擇與比較11 第四章執行機構的選擇與比較12 第五章機構運動總體方案13 第六章所設計的機構尺寸計算15 第七章執行機構動作分解圖18 第八章主方案動力傳遞分析19 第九章工作迴圈圖21 第十章計算機畫出的主要曲線圖22 第十一章課程...
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檔名稱制訂部門 工程部檔案編號生效日期 版次頁次 1 操作 1.1開啟電源，檢視氣壓是否有 5 7kg cm2 1.2印刷座向上頭舉45度並固定，安裝刮刀,鋼網並予清洗 1.3印刷座頭向前移動固定的配合鋼版圖樣之位置，以取最佳印刷效果 1.4印刷座雙刮刀之高低，參照刻度數字來校正 1.5上述完成後，...