1、課程設計課程名稱： 機械原理 學 院： 機械工程學院 專 業： 機械制造 姓 名： 學 號： 年 級： 2010級 任課教師： 2013年1月18日 序機械原理課程設計是機械原理課程的一個重要實踐性教學環節，同時，又是機械類專業人才培養計劃中的一個相對獨立的設計實踐，在培養學生的機械綜合設計能力及創新意識與能力方面，起著十分重要的作用。機械產品的設計是對產品的功能、工作原理、系統運動方案、機構的運動與動力設計、機構的結果尺寸、力與能量的傳動方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構思、分析和計算，并將其轉化為制造依據的工作過程。其中機械產品的功能、工作原理、系統運動方案、機構的運動與動力

2、設計、機構的結構尺寸、力和能量的傳遞方式等設計內容是機械原理課程的教學內容。機械設計的努力目標是：在各種限定的條件下（如材料、加工能力、理論知識和計算手段等），按具體情況權衡輕重、統籌兼顧，設計出具有最優綜合技術經濟效果的機械，即作出優化設計。關鍵詞：機構傳動分析機構結構設計曲柄滑塊凸輪課程任務設計書貴州大學機械工程學院機械原理課程設計任務書題號12自動打印機設計一、工作原理及工藝動作過程在某商品包裝好的紙盒上，為了某種需要而在商品上打印一種記號。它的主要動作有三個：送料到達打印工位，然后打印記號，最后將產品輸出。二、原始數據和設計要求（1） 紙盒尺寸：長100150mm、寬70100mm、高

3、3050mm。（2） 產品重量：510N；（3） 自動打印機的生產率：80次/min；（4） 要求機構的結構簡單緊湊、運動靈活可靠、易于制造加工。三、設計方案提示（1）實現送料夾緊功能的機構可以采用凸輪機構或有一定停歇時間的連桿機構。當送料、夾緊機構的執行構件將產品推至指定位置，執行構件停止不動，維持推緊力(前有擋塊擠壓)，待打印機構執行件打完印記后，被推走。（2）實現打印功能的機構可以采用平面連桿機構或直動(擺動)凸輪機構。（3）實現輸出功能的機構可以采用與送料、夾緊機構相類似的機構。為簡化結構，可考慮固定定位擋塊，而將輸出運動與送料運動的方向互相垂直。（4）自動打印機系統采用一個電機驅動主

4、軸控制三個機構的執行構件完成各自的功能運動，如何將三個執行機構的主動件均固定在主軸上而達到設計要求是需要認真考慮的。四、設計任務（1）按工藝動作要求擬定運動循環圖；（2）進行送料夾緊機構、打印機構和輸出機構的選型；（3）機械運動方案的評定和選擇：(至少兩個以上)，進行方案評價，選出較優方案。（4）按選定的原動機和執行機構的運動參數擬定機械傳動方案，分配傳動比，并在圖紙上畫出傳動方案圖；（5）對機械傳動系統和執行機構進行運動尺寸計算；（6）繪制系統機械運動方案簡圖；（7）對執行機構進行運動分析，畫出運動線圖；（8）編寫設計計算說明書。目錄第一節 電動機的選擇7第二節 功能原理設計10第三節 功能

5、分解及工藝過程分解111. 功能分解112. 功能原理的工藝過程分解12第四節 根據工藝過程確定執行構件的運動形式13第五節 機構系統運動轉換功能圖13第六節 根據執行構件的運動形式選擇機構14第七節 創建機械系統運動方案141. 傳動裝置的選擇與比較151.1 傳動裝置的類型及特點151.2 確定傳動方案及確定原因162. 機械系統運動方案的擬定與優選172.1 備選方案172.1.1 送料機構172.1.2 定位機構202.1.3 打印機構232.1.4 輸出機構262.2 確定最終傳動方案及確定原因283. 機構系統運動方案轉換功能表29第八節 尺寸參數計算并創建機械系統運動方案301.

6、 尺寸參數計算30 1.1 打印紙盒30 1.2 傳動裝置參數301.3 送料機構311.4 打印機構331.5 定位機構（輸出機構）332. 機械系統運動方案34第九節 擬定運動循環圖及運動分析351. 運動循環表352. 運動循環圖353. 運動分析（送料機構） 36附錄 37設計總結 45致謝 46參考文獻 47第一節 電動機的選擇電動機是機械系統中的驅動部分，它為系統提供能量或動力，并將能量轉換為系統需要的運動形式轉動，是機械系統中必不可少的，在機械系統方案中必須根據系統的特點、考慮和選擇合適的電動機。對于驅動自動打印機工作的電動機的參數和性能的選擇，我們應考慮到以下因素：考慮到現場能

7、源的供應情況，有電源的情況下，應盡可能選擇電力驅動，因為它的成本低，控制操作方便，機械活動范圍廣；考慮到原動件的機械特性和工作制度與工作機相匹配，電動機根據打印機在工作的頻繁程度選取相應的工作制度（FC=15%60%）；打印機對電動機提出啟動、過載、運轉平穩性、調速和控制等方面的要求，需要保證打印頭和加緊機構運轉平穩；考慮到工作環境的因素，應防爆、防塵、防腐蝕；電動機應工作可靠、操作簡單、維修方便；為了提高機械系統的經濟效益，選擇電動機應考慮經濟成本，電動機的額定功率必須滿足負載需要，但也不能過大。對電動機來說所選電動機功率過大造成功率因素過低也是不經濟的。常用電動機的結構特性、優缺點及應用范

8、圍見表1.1表1.1類型名稱機構特征優缺點及應用范圍一般異步電動機Y系列三相異步電動機該系列電動機能防止水滴，灰塵，鐵屑或其他雜物侵入電機內部，它是我國近年來研制成功的節能型電動機運行可靠壽命長，使用維護方便，性能優良，體積小，質量輕，轉動慣量小，用料省等 適用于不含易燃，易爆或腐蝕性氣體的場所和無特殊性能要求的機械上，如：金屬切削機床，水泵，鼓風機，運輸機械，礦山機械，攪拌機，農業機械，食品機械等YZ,YZR系列起重及冶金用三相異步電動機采用封閉式外部風冷機構具有較高的機械強度及過載能力，能承受經常的機械沖擊及振動，轉動慣量小，過載能力大，適用于經常快速啟動及逆轉，電氣及機械制動的場合，還適

9、用于有過負荷，有顯著振動和沖擊的設備，如：各種形式的起重，牽引機械及冶金設備的電力拖動變速異步電動機YD系列變極多速三相異步電動機是取代JD系列變級多速三相異步電動機的更新換代產品，其機械結構與Y系列相同具有雙速，三速，四速三種調整范圍，轉速可逐級調節，適用于各式萬能和專用金屬切削機床，木工機床以及起重傳動設備等需要多級調速傳動的裝置，還可驅動高頻發電機，借以改變高頻電動機的轉速防爆異步電動機YB、JA系列防爆異步電機結構與Y系列相似，為了滿足防暴，適當加固具有運行可靠，使用安全，壽命長，維修方便，性能優良，重量輕，體積小，轉動慣量小和用料省等優點。適用于具有爆炸危險性混合物的場所電磁調速三相

10、異步電動機YCD電磁調速三相異步電動機有組合式和整體式兩種結構。這兩種調速電動機均為防護式，空氣自冷，臥式安裝，且無碳刷，集電環等滑動接觸部件具有結構簡單，可靠，速度調節均勻平滑，無失控區，使用維護方便等優點。對于啟動力矩高，慣性大的負載有緩沖啟動的作用，同時有防止過載等保護作用。適用于恒轉矩負載的速度調節和張力控制的場合。更適用于鼓風機和泵類負載場合。它廣泛用于紡織，印染，水泥，造紙，印刷，食品，冶金，橡膠，塑料，制糖，攪拌，鼓風，水泵，纖維，線纜等工業部門，作動力，傳輸，自控用等直流電動機 Z4系列直流電動機采用多角形結構，空間利用率高。定子磁扼為疊片式，磁極安裝有準確定位，因而換向良好具

11、有運行可靠，技術經濟指標較高，用料省，體積小，質量輕，性能好，工藝先進合理，廣泛用于金屬切削機床和造紙，水泥，鋼鐵，染織等部門控制電機BF系列步進電動機步進電動機的機械角位移與脈沖數量嚴格成正比，以改變脈沖頻率實現調速BF系列步進電動機具有定位精度高，同步運行特性好，調速范圍寬，能快速啟動，反轉和定位等特點，廣泛應用于數控機床，計算機外圍設備，各種自動控制裝置，自動調節儀表裝置中作執行和驅動元件SL系列交流伺服電機SL系列交流伺服電機為鼠籠轉子式兩相伺服電動機其功用是將電信號轉變為軸上的機械轉矩。它具有良好的可控性，啟動和制動迅速，無自轉現象，電機運行平穩。轉速隨轉矩的增加而均勻下降。本系列伺

12、服電動機廣泛用于自動控制隨動系統和計算機技術裝置中作執行元件SZ系列直流伺服電機SL系列直流伺服電機系電磁式直流伺服電機它具有機械特性，調節特性線性度好。調速范圍廣，啟動轉矩大等優點。廣泛用于自動控制系統中作執行元件，亦可作驅動元件根據各種電動機特點和應用范圍，以及設計的自動打印機的結構特點，工作環境等各方面的綜合因素，我們選擇的電動機及其參數如下表1.2表1.2型號功率/kw電流/A轉速/(r/min)滿載效率/%功率因數/(cos/)Y2-132S-637.496081.00.76堵轉電流/實際電流堵轉轉矩/額定轉矩最大轉矩/額定轉矩652.12.1第二節 功能原理設計自動打印機的工作原理

13、圖如圖2.1所示：圖2.1此系統有送料機構1、定位機構、打印機構3-4-5-6、紙盒輸出機構和減速傳動機構等組成，由電動機驅動主軸上的幾個執行機構，完成送料、定位、打印和送出的任務。電動機輸出的轉速經過減速機構將軸的轉速減到主軸上執行機構需要的轉速，再將軸的旋轉運動通過不同的機構轉換成各個執行構件所需的運動。如：通過曲柄滑塊機構將轉軸的旋轉運動轉換成曲柄滑塊中滑塊的往復移動，從而達到送料的功能；通過直動滾子推桿盤形凸輪機構將轉軸的旋轉運動轉換成推桿的間歇往復移動，從而實現定位和送出兩個功能；通過凸輪機構將轉軸的旋轉運動轉換成推桿的間歇往復移動，從而實現打印功能；自動打印機的打印功能就是通過這些

14、機構完成的。第三節 功能分解及工藝過程分解1.功能分解：為了實現在紙盒上自動打印記號的總功能，可將總功能分解為如下功能： 紙盒送到打印機的工位的功能； 紙盒在打印工位定位功能； 紙盒的打印功能； 紙盒打印后輸出功能；其功能邏輯圖如3.1所示：紙盒上自動打印記號總功能紙盒在打印工位定位功能紙盒的打印功能紙盒打印后輸出功能送料功能定位功能打印功能輸出功能紙盒送到打印機的工位的功能圖3.12.功能原理的工藝過程分解： 紙盒送到打印機的工位的功能：用偏置曲柄滑塊中滑塊的往復移動，來實現送料的功能。如圖3.2所示。圖3.2 紙盒在打印工位定位功能：直動滾子推桿盤形凸輪機構的推桿的間歇往復移動，來實現定位

15、功能。 紙盒的打印功能：通過凸輪機構的推桿的間歇往復移動，從而實現打印功能。 紙盒打印后輸出功能：直動滾子推桿盤形凸輪機構的推桿的間歇往復移動，從而實現送出功能。圖3.3能實現定位、打印和輸出功能。圖3.3第四節 根據工藝過程確定執行構件的運動形式1.由送料機構的工作原理和結構可知，它的執行構件是滑塊，其執行構件做水平的往復移動。2.定位機構由凸輪和推桿組成，執行構件是推桿，此執行構件做的是連續的垂直方向的間歇往復移動。3.打印機構是由凸輪和推桿組成，其執行構件是推桿，此執行構件的動作是連續的在鉛直方向的間歇往復移動。4.輸出機構也即定位機構，由凸輪和推桿組成，執行構件是推桿，此執行構件做的是

16、連續的垂直方向的間歇往復移動。第五節 機構系統運動轉換功能圖根據執行構件的運動形式，繪制機械系統運動轉換功能圖如圖5.1所示：減速3 減速4 送料桿的往復移動電動機運動分支 打印頭間歇往復移動減速1 減速2 運動分支 定位板間歇往復移動 輸出板間歇往復移動圖5.1第六節 根據執行構件的運動形式選擇機構1.送料機構執行構件運動形式：送料推桿的水平的往復移動。可選擇機構：可選用凸輪機構，連桿機構，組合機構（如凸輪+連桿機構）等。2.定位機構執行構件運動形式：定位推桿的垂直方向的間歇往復移動。可選擇機構：可選用凸輪機構，連桿機構，組合機構（如凸輪+連桿機構）等。3.打印機構執行構件運動形式：打印頭的

17、鉛直方向的間歇往復移動。可選擇機構：可選用凸輪機構，連桿機構，組合機構（如凸輪+連桿機構）等。4.輸出機構執行構件運動形式：輸出機構也即定位機構，輸出控制桿也即輸出控制桿，作垂直方向的間歇往復移動。可選擇機構：可選用凸輪機構，連桿機構，組合機構（如凸輪+連桿機構）等。第七節 創建機械系統運動方案1.傳動裝置的選擇與比較機械系統中的傳動裝置是指把原動機輸出的機械能傳遞給執行構件并兼實現能力量的分配、轉速的改變和運動形式的改成等作用的中間裝置。1.1 傳動裝置的類型及特點常見的機械傳動裝置有帶傳動、齒輪傳動、鏈傳動，其特點和性能如表7.1所示：表7.1類別帶傳動齒輪傳動鏈傳動特點軸間距范圍大，工作

18、平穩，噪聲小，能緩和沖擊，吸收震動；摩擦性帶傳動有過載保護作用；結構簡單，成本低，安裝要求不高；外廓尺寸較大；摩擦型帶有滑動，不能用于分度鏈，由于帶的摩擦起點，不已用于易燃易爆的地方；軸和軸承上的作用力大，帶的壽命比較短承載能力和速度范圍大；傳動比恒定，采用行星傳動可獲得很大的傳動比，外廓尺寸小，工作可靠，效率高制造和安裝精度要求高，精度低時，運轉有噪音；無過載保護作用軸間距范圍大；傳動比恒定，鏈條組成件間形成的油膜能吸震，對惡劣環境有一定的適應能力，工作可靠；作用在軸上的載荷小；運轉的瞬時速度不平均，高速時不如帶傳動平穩（齒形鍵較好）；鏈條工作時，特別是因磨損產生伸長以后，容易引起共振，因而

19、需增設張緊和減震裝置效率與速度和制造精度有關圓柱齒輪圓錐齒輪滾子鏈v單級傳動比i受小帶輪的包角和外廓尺寸的限制平帶 <=45V帶 <=710同步帶 <=10受結構尺寸的限制一般 <=10受小鏈輪包角的限制通常，<=8工作條件良好可達10壽命帶輪直徑大，帶的壽命長取決于輪齒材料的接觸和彎曲強度以及抗膠合與抗磨損能力與制造質量有關500015000h2.2 確定傳動方案及確定原因最終選擇傳動裝置：帶傳動、齒輪傳動，其中減速1為帶傳動，其余減速機構為齒輪傳動。原因：（1）鏈傳動運轉的瞬時速度不平均，高速時不如帶傳動平穩（齒形鍵較好）；鏈條工作時，特別是因磨損產生伸長以后

20、，容易引起共振，因而需增設張緊和減震裝置。故不用此傳動。（2）送料定位打印輸出，各原動件存在一定的距離，用齒輪帶傳動，可以保證傳遞運動的精確性，而且可以滿足各原動件之間的定位要求。 （3）選擇齒輪作為減速元件，理由是傳動準確、平穩，承載能力和速度范圍大，傳動比恒定，外廓尺寸小，工作可靠，傳動效率高。（4）選擇帶傳動作為減速裝置，是因為其軸間距范圍大，工作平穩，噪聲小，能緩和沖擊，吸收震動，結構簡單，成本低，安裝要求不高；摩擦性帶傳動又有過載保護作用。但其外廓尺寸較大，故可用于初級減速。（5）因為電機轉速是960r/min，生產率是80個/ min，所以傳動比是12：1。帶傳動（減速1）傳動比為

21、3，減速2傳動比為4，減速3傳動比為4，減速4傳動比為3。3.機械系統運動方案的擬定與優選3.1 備選方案3.1.1送料機構送料備選方案一：（圖7.1）圖7.1機構特點：此方案采用凸輪機構+搖桿滑塊機構，當凸輪的旋轉時，推桿將繞支架擺動，從而帶動滑塊在來回運擺動。通過將凸輪的旋轉運動轉換成滑塊的有急回運動的間歇往復運動來實現間歇送料的目的。優點：凸輪的使用容易實現預期的運動規律，滑塊急回運動不明顯，對紙盒的沖擊小。缺點：凸輪的旋轉運動導致搖桿的擺動角度較小，滑塊行程較短，對紙盒的撞擊速度不大，極易導致不能使紙盒送到預訂的打印工位，工作效率低。送料備選方案二：（圖7.2）圖7.2機構特點：此方案

22、采取的是凸輪機構，通過凸輪的旋轉運動轉化為滾子推桿的往復直線運動，從而達到間歇送料的目的。優點：凸輪的使用容易實現預期的運動規律，凸輪有一定的間歇，可以實現間歇送料。機構也較為簡單，便與制造，成本較低。 缺點：打印時占用空間較大，也需彈簧拉伸作用使滾子推桿緊貼凸輪運動。凸輪的行程不大時，送料時推動工件距離較短；形成較大時，凸輪尺寸較大，占用空間較多。尺寸計算時有一定困難。送料機構所需的空間較大，造成經濟上的浪費。送料備選方案三：（圖7.3）圖7.3 機構特點：此方案采用曲柄滑塊機構，當曲柄等速轉動時，從動件變速往復擺動，該機構可在曲柄長度一定的情況下，使執行構件滑塊獲得較大的行程。通過將軸的旋

23、轉運動轉換成滑塊的有急回特性的往復移動，可實現間歇送料的功能。優點：均為低副，其運動副元素為面接觸，壓力較小，承載能力較大，潤滑好，磨損小，加工制造容易，且連桿機構中的低副一般是幾何封閉，對保證工作的可靠有利。此機構中滑塊在兩個極限位置時其瞬時速度為零，避免了當把紙盒送到工位出產生機械上的沖擊，從而避免了對紙盒的損害。此機構被設置成偏置的，能實現快進慢回或慢進快回的運動特性。此設計中我們選擇快進慢回的運動特性。缺點：機構的類型數據需精確，不然會對紙盒產生沖擊。3.1.2定位機構定位備選方案一：（圖7.4）圖7.4機構特點：此方案通過上置的凸輪機構，推動滾子導桿，控制定位桿的伸出或縮進，從而控制

24、物塊運動或靜止。 優點：凸輪機構可以實現各種復雜的運動要求，而且結構簡單、緊湊。易于控制，導桿的長度可以自由設定，凸輪的行程不致太大，便于加工制造。還可以控制輸出，作為輸出機構。缺點：需要彈簧的拉伸才能保證推桿緊貼凸輪運動，有一定的能量損失。定位備選方案二：（圖7.5）圖7.5機構特點：此方案采用曲柄滑塊機構，通過偏心1將轉軸的旋轉運動轉換成桿件的往復移動，從而達到定位的目的。優點：均為低副，其運動副元素為面接觸，壓力較小，承載能力較大，潤滑好，磨損小，加工制造容易，且連桿機構中的低副一般是幾何封閉，對保證工作的可靠有利。缺點：定位是一直運動的，不能產生間歇，執行打印工作時，擋板的運動與紙盒之

25、間產生摩擦，使紙盒打印出現偏差。連桿機構的運動必須經過中間構件進行傳遞，因而傳動路線較長，易產生較大的誤差積累，同時也使效率降低。定位備選方案三：（圖7.6）圖7.6機構特點：此方案采用凸輪+連桿機構，通過將凸輪的旋轉運動轉換成定位桿的垂直方向的往復運動，從而實現對工件進行定位的目的。優點：機構簡單，便于制造，節約成本。由于凸輪的近休和遠休位置，可以在定位時停留一段時間，保證了打印的精度，避免了打印時物塊移動導致的打印不清晰或打印不明顯的現象。缺點：這樣的凸輪制造難度較大，而且易磨損，容易損壞凸輪，需經常更換，也就增加了成本。凸輪的行程較大時，才能保證打印頭遠離工件一定的距離。3.1.3打印機

26、構打印備選方案一：（圖7.7）圖7.7 機構特點：采用曲柄滑塊機構，將軸的旋轉運動轉換成了滑塊的往復運動，滑塊的往復運動即可實現打印工作。 優點：機構簡單，便于制造，成本較少。結構緊湊，打印位置相對精確。 缺點：結構占用空間較大，滑塊在導軌中運動，打印時需脫離導軌，同時又不可偏離導軌過多，以防發生脫離導軌運動，導致工作錯誤，這就要求具有較好的計算數據。滑塊在導軌中有摩擦力的作用，會損失一部分的能量。此方案進行打印相對困難，需要綜合的實驗。打印備選方案二：（圖7.8）圖7.8機構特點：此機構由推桿滾子凸輪、彈簧和連桿等構成。在此機構中，通過凸輪+連桿機構將轉軸的旋轉運動轉換成連桿的往復擺動，從而

27、實現打印功能。 優點：機構傳動路線較短，打印時可以產生一定的間歇，打印更清晰準確；通過主軸即可帶動打印，改變凸輪廓線即可改變打印時間，易于控制；加工簡單。 缺點：打印時占用空間較大，也需彈簧拉伸作用使滾子推桿緊貼凸輪運動。凸輪的行程不大時，打印時距離工件較小，形成較大時，凸輪尺寸較大，占用空間較多。打印頭下部需裝有重物，使打印頭垂直打印，否則打印時會出現摩擦痕跡。尺寸計算時有一定困難。打印備選方案三：（圖7.9）圖7.9機構特點：此方案采用凸輪連桿機構，將凸輪的旋轉運動轉換成打印桿的垂直方向的往復運動，從而實現對機構進行打印的目的。優點：機構簡單，便于制造，節約成本。由于凸輪的近休和遠休位置，

28、可以在打印時停留一段時間，保證了打印的清晰度，避免了打印時一閃而過的打印不清晰或打印不明顯的現象。這樣的凸輪制造難度過不大，且不易磨損，也就不需要高強度的合金，節約了成本。凸輪的行程不用很大，就能保證打印頭遠離工件一定的距離。缺點：需要彈簧的拉伸才能保證推桿緊貼凸輪運動，有一定的能量損失。3.1.4輸出機構輸出備選方案一： 見定位機構方案一：第20頁 圖7.4。輸出備選方案二：（圖7.10）圖7.10機構特點：此方案的輸出采用傳送帶和棘輪機構，利用傳送帶的傳送作用，將物塊自動打印后送出。優點：機構連續性強，傳送穩定。缺點：由于包裝盒是由人工擺放的，對擺放位置的要求較高，而且由于是人工擺放，包裝

29、盒的位置浮動較大。印章的位置的浮動性也較大，打印時不能存在一定的間歇，易出現打印拉痕。另外槽輪不是很好加工，切運行時有一定的剛性沖擊。輸出備選方案三：（圖7.11）圖7.11機構特點：此方案的輸出采用凸輪+連桿機構，通過將凸輪的旋轉運動轉換成連桿的旋轉擺動，來實現輸出的目的。優點：機構傳動路線短，輸出的速度相對較快。缺點：機構的桿件形狀較為復雜，計算較為困難，易出現打印位置不水平，使打印出現偏差。桿件需要完全的剛性，連接時也需要較緊，不能有錯位。桿件的分布設置難度較大，桿件的強度要求也較大。3.2 確定最終傳動方案及確定原因最終方案：（圖7.12）圖7.12 選擇原因：1）齒輪傳動機構較為穩定

30、，傳動比穩定。2）打印處印章升程較小，根據杠桿原理采用凸輪機構連接桿組較為合適。3) 送料處用偏置曲柄滑塊機構有急回特性，曲柄的回轉中心位于滑塊導路上方，這樣可以實現，快速送料，慢速返回的性能，且能保證送料行程的距離。當滑塊把紙盒送到工位之前滑塊的運動速度是逐漸減小的而且送到工位時的瞬時速度為零，從而減少了機械沖擊對紙盒損害。4) 用凸輪機構連接三角形推塊，可同時實現輸出物料和固定當前打印物料，節省空間，簡化機構.5）機構簡單成本較低且易于裝配。3.機構系統運動方案轉換功能表（如表7.2所示）表7.2功能元功能元解（匹配機構）123減速1帶傳動齒輪傳動鏈傳動減速2帶傳動齒輪傳動鏈傳動減速3帶傳

31、動齒輪傳動鏈傳動減速4帶傳動齒輪傳動鏈傳動送料桿往復運動凸輪機構連桿機構凸輪+連桿組合機構定位板間歇往復運動凸輪機構連桿機構凸輪+連桿組合機構打印頭間歇往復運動凸輪機構連桿機構凸輪+連桿組合機構輸出板間歇往復運動凸輪機構傳送帶+棘輪機構凸輪+連桿組合機構第八節 尺寸參數計算并創建機械系統運動方案1.尺寸參數計算1.1 打印紙盒：易于計算，我們所選擇的打印的紙盒參數為：紙盒長120mm,寬80mm，高40mm1.2 傳動裝置參數：所選取的齒輪傳動的齒輪均為漸開線標準齒輪，其模數m=3，壓力角，齒頂高系數，標準直齒圓柱齒輪的頂隙系數，錐齒輪的頂隙系數。減速1為皮帶輪傳動，主動輪直徑為130mm，從

32、動齒輪的直徑為390mm，傳動比為3。減速2為標準直齒圓柱齒輪嚙合，主動輪齒數為18，從動齒輪的齒數為72，傳動比為4。減速3為標準直齒圓柱齒輪嚙合，主動輪齒數為18，從動齒輪的齒數為72，傳動比為4。減速4為標準直齒圓柱齒輪嚙合，主動輪齒數為18，從動齒輪的齒數為54，傳動比為3。送料機構采用錐齒輪，嚙合齒數均為36齒。1.3 送料機構：曲柄滑塊尺寸確定：在本機構中設置行程速比系數K=2，偏距e=50mm，滑塊行程為120mnm。由公式可以求得，該曲柄滑塊的極位夾角，用作圖法求出曲柄AB，連桿BC的長度，其作圖方法如圖所示：圖8.1步驟一：如圖8.1，作出行程長=120mm，作的垂直平分線，

33、以的長為半徑畫圓，與垂直平分線交于點D，作D的外接圓，則在圓上的任意對應角為圖8.2步驟二：如圖8.2所示，過點作與距離為50mm的直線與圓交于點A，連接、,以A為圓心，為半徑交于點E。圖8.3步驟三：如圖8.3所示，作的垂直平分線，量取1/2的長度，以A為圓心畫圓，交于點，交的延長線于點。圖8.4步驟四：如圖8.4所示，量取的長度即為連桿BC的長度，的長度即為曲柄AB的長度。AB=43mm,BC=94mm。因送料機構為曲柄滑塊機構，從動齒輪充當曲柄，所以從動錐齒輪的直徑不少于86mm,即從動錐齒輪的齒數不可少于29<36,故所選的齒數合適。1.4 打印機構：凸輪機構 根據生產效率得出8

34、0次/ min，主軸轉速為8.37rad/s。打印凸輪的行程可任意設定，不可太大，否則將增加成本，本設計中取H=10mm,基圓半徑為20mm,偏心距e=0，近休角為180度，推程角為60度，遠休角為60度，回程角為60度。用電腦模擬凸輪圖形見附圖1、附圖2、附圖3。1.5 定位機構（輸出機構）：凸輪機構輸出時，紙盒推至一半以上將發生傾斜，如圖8.5所示：圖8.5假設定位時，定位檔桿只擋到紙盒的一半位置，即20mm,則輸出時，由于傾斜做用，擋板需要上升的距離為mm,故打印凸輪的行程需很大，凸輪的行程不少于51mm,本設計中取H=60mm。因基圓半徑增大，可見小壓力角，從而改善機構的傳動機構的傳力

35、特性，但系事機構的尺寸也會增大，故取此凸輪的基圓半徑為60mm,偏心距e=0，近休角為60度，推程角為30度，遠休角為210度，回程角為60度。用電腦模擬凸輪圖形見附圖4、附圖5、附圖6。3. 機械系統運動方案運動方案圖平面圖如附圖7所示。運動方案圖三維圖如附圖8、附圖9所示。第九節 擬定運動循環圖及運動分析1.運動循環表（表9.1）表9.1送料送料退回定位向下 停停 向上打印停向下 停 向上 停輸出推出 停停 推出2. 運動循環圖（圖9.1）圖9.1對應時間表如表9.2所示：表9.2執行構件動作時間/s分配軸轉角送料機構推程回程定位機構初始位置停歇推程定位停歇回程打印機構初始位置停歇推程打印停歇回程結束位置停歇輸出機構輸出停歇回程停止推程3. 運動分析：送料機構 送料機構的位移分析見附圖10，速度分析見附