1、 課程設計說明書題 目： 自動打印機機構設計 院 （系）： 機械與電氣工程學院 專 業： 機械設計制造及其自動化 學生姓名： 學 號： 指導教師： 職 稱： 2011年6月9日目錄目 錄I1 題目12.1 設計題目12.2 設計任務及要求12.3 設計數據22.4運動方案構思·······23 機構方案分析與優化比較23.11 送料機構方案123.12送料機構方案233.13送料機構方案343.21打印機構方案153.22打印機構方案263.23打印機構方案373.3輸出機構方案83.4打印機結構簡圖··

2、···········································94 轉換功能圖 95運動循環圖 106 機構設計 117solidworks畫出的

3、機構三維圖··································138總結149參考文獻15一、題目：自動打印機機構設計二、設計題目以及任務2.1 設計題目設計自動打印機機構2.1.1 功能要求及工藝動作分解提示1）總功能要求：在產品上打印記號2

4、）工作原理及工藝動作分解：自動打印機系統的工作原理及工藝動作如流程圖所示，該系統由電機驅動主軸上的三個執行機構，完成送料、夾緊和打印、輸出的任務。自動打印機系統的系統功能圖如下所示。自動打印機系統送料、夾緊打印輸出執行構件作間隙運動執行構件作間隙運動執行構件作間隙運動直線或曲線運動停止直線或曲線運動直線或曲線運動停止停止2.2設計任務及要求1）本題設計的時間為一周。2）明確機構功能要求以及進行功能分解。3）構思系統方案（至少兩個以上），進行方案比較評價，選出較優方案。4）按工藝動作過程擬定運動循環圖。5) 繪制系統機械運動方案簡圖。6）編寫設計說明書。7）要求機構的結構簡單緊湊，運動靈活可靠、

5、易于加工制造。2.3 設計數據1）紙盒尺寸，長為100150mm，寬70100mm，高30950mm2）產品重量為510N3）自動打印機的生產率為80次/min。2.4 運動方案構思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運動的連桿機構。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后，被推出。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、夾緊機構相類似的連桿或凸輪機構。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

6、打印機系統采用一個電機驅動主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該方案一大難題。三、 機構方案分析與優化比較3.11送料機構方案1：機構簡圖如下： 方案分析：凸輪作為整個機構的主動件輸出運動。此機構是對擺動凸輪機構的擴展，從而在保證擺桿擺動角度一定的情況下，改變擺動的方向，實現預期運動的效果。 優點：凸輪在其近休止和遠休止時有一定的停歇時間，從而保證打印時工件處于靜止狀態；其次，在設計時，使其推程運動角大于回程運動角，這樣可以方便使送料機構具有急回運動特性，提高機械生產效率。 缺點：直角擺桿推動物件時，軌跡為一圓弧，使得輸出不平穩

7、，且凸輪的計算、設計較復雜，增加了工作量。3.12送料機構方案2機構簡圖如下：方案分析：利用滑塊的直線運動及急回特性優點：結構簡單；由于滑塊做平面直線運動，所以輸送物件平穩。缺點：曲柄滑塊機構不能實現間歇運動，與之配合的工作臺結構要求復雜，且不具備急回運動特性，導致生產效率降低。3.13送料機構方案3機構簡圖如下：方案分析：通過帶輪和直齒輪和斜齒輪進行減速，從而分別保證打印和傳輸速度，利用包裝紙盒自身重量,通過傳輸桶,并利用槽輪機構帶動其傳輸到打印工位。優點：有一定的停歇時間，從而保證打印時工件處于靜止狀態；輸送物件平穩；同樣，在設計的時候注意推程運動角和回程運動角之間的大小關系，就可使該機構

8、有急回運動特性，從而提高機械效率。缺點：運動鏈有點長送料機構，最終我們選擇方案33.21打印機構方案1：機構簡圖如下 方案分析：此機構中，轉盤式工作臺與棘輪固聯，ABCD位移空間四桿機構。滑塊D作為主動件。當滑塊D上升時搖桿AB順時針擺動，并通過棘爪帶動機輪和工作臺順時針轉位。當沖頭下降進行沖壓時，搖桿逆時針擺動，則棘爪在輪上滑動，工作臺不動。 優點：實現了間歇運動 缺點：對于一個自動打印機來說，有點大材小用；而且此機構在造型時較為復雜，增加了工作量。3.22打印機構方案2機構簡圖如下：方案分析：此圖為實際機構的左視圖。改變凸輪輪廓，即可改變打印錘的上升、下降速度。以余弦函數來設計凸輪輪廓，可

9、使該機構消除剛性沖擊，僅存在柔性沖擊。同樣，在設計的時候注意推程運動角和回程運動角之間的大小關系，就可使該機構有急回運動特性，從而提高機械效率。優點：工作臺為一簡單的平板，造型簡單，制造工藝簡潔。而且尺寸大小居中，適合于打印機構的外形特點。缺點：工作臺與滑塊間如果摩擦較小，由于工件存在慣性，有可能導致在打印記號時對位不準，影響整批工件的外觀、質量。3.23打印機構方案3方案分析：當產品送至打印工位時,使打印頭完成下降-打印(停歇)-抬起 -停歇的運動，當產品打好記號后，輸出機構便將產品輸出優點：此過程具有急回運動特性，從而提高機械生產率；打印錘的上升、下降速度可以改變；結構簡單，制造工藝簡易；

10、省料。缺點：運動鏈較長；穩定性有待提高。打印機構，最終我們選擇方案3 3.31輸出機構方案直接在工作臺上開槽，利用工作臺與槽輪配合，產品經打印后運送到凹槽處被推壓出去，省工，省料。3、4打印機機構簡圖綜上所述，根據技術、經濟、安全可靠及實際的可能性四個方面的內容，選用方案機構簡圖如下。4、 轉換功能圖五、運動循環圖在同一時間段，工作轉臺與打印機構的同步化循環圖如下圖所示（工作轉臺與間歇機構的從動盤同軸轉動）帶輪連 續 運 動撥盤連 續 運 動槽輪停轉停托盤停轉停滑塊 向上 向下 向上 向下 向上圓盤連續運動六、機構設計： 減速-送料-打印-輸出 1、減速： 通過帶輪和直齒輪和斜齒輪進行減速，從

11、而分別保證打印和傳輸速度。 2、 送料：利用包裝紙盒自身重量,通過傳輸桶,并利用槽輪機構帶動其傳輸到打印工位. 打印：當產品送至打印工位時,使打印頭完成下降-打印(停歇)-抬起 -停歇的運動。輸出：當產品打好記號后，輸出機構便將產品輸出。7、 solidworks畫出的機構三維圖七、總結通過這次課程設計，我對機械原理課程設計加深了理解與認識。對連桿機構，凸輪機構和齒輪機構的運動特點有了進一步的認識，學到了一些實踐性的東西。這次是第一次工程制圖的課程設計。我沒有什么經驗，拿到課程設計任務書，我大致瀏覽了一下：設計任務：（1）繪制機構原理簡圖1張（2）編寫設計說明書份（格式見附件，有統一要求）(附

12、: 設計說明書內容順序如下)1目錄（標題及頁次）2設計任務書3機構功能要求及功能分解4機構運動轉換功能圖5機構形態學矩陣及求解6機構方案分析與優化比較7機構運動學、動力學分析8總結9參考資料 對機械系統設計的步驟及方法，其中包括選擇模型，運動方案的確定，運動學和動力學的分析和整體設計等，并提高了我的計算，分析，計算機輔助設計，繪圖以及查閱和使用文獻的綜合能力。其次，對于一些在機械原理課程中提到的比較抽象或者很少提及的概念有了一個認識，例如傳動比的分配，各種參數的選擇等，參數不同對結果的影響很大，甚至實現不了要求的運動動作。通過自己對各種參數的選擇，了解了這些參數的選擇方法。 最后，通過這一次的課程設計，我明白自己對本課程的很多概念沒有做到真正的理解，所以造成設計時的茫然。所以，這就要求我在以后的學習中，在理解概念的基礎上，把握課程的本質，踏踏實實學習專業知識，能做到學有所用。這一次課程設計我們是兩人一組的，我們認真探討，共同進步，雖然本次課程設計結束了，但我們一起奮斗的精神和這份寶貴的經歷將會成為人生道路上一道亮麗的風景線 八、參考文獻1 孫桓.機械原理M.北京:高等教育出版社,2001.2 鄒慧君，張青.機械原理課程設計手冊（第二版）M.北京:高等教育出版社,