1、精選優質文檔-傾情為你奉上目 錄設計任務書································2原動機的選擇·············&#

2、183;················5傳動機構的選擇與比較······················7執行機構的選擇與比較·······

3、3;··············9機構系統運動方案的擬定與比較··············10機構系統的運動循環圖·················&

4、#183;····16機構功能分解圖與動作分解圖················20機構的設計·························

5、83;······22機構的運動簡圖····························26必要的計算公式與有關調用子程序···········&

6、#183;27程序圖····································33參考文獻···········&#

7、183;······················一、 設計任務書（1） 、功能要求及工藝動動作分解總功能要求在產品上打印記號工作原理及工藝動作分解自動打印機系統的工作原理圖及工藝動作如圖（1）所示，該系統有電機驅動主軸上的執行機構，完成打印任務。<1>首先是由送料曲柄滑塊機構1連續旋轉運動，帶動連桿2旋轉，再經滑塊3往復移動，把工件6送到指定的位置<2&g

8、t;而此時凸輪8已由遠休止運動到近休止，擺桿7與凸輪保持接觸，并擺動一個角度Ø，從而帶動擺桿5也轉動Ø角，到打印工件所需位置<3>緊接著是打印印頭動作完成打印。（2）、原始數據和數據要求實現送料，凸輪，打印頭等運動機構由一個電動機帶動，通過一系列的減速機構，傳動機構使該機構具有80r/min的 打印速度。 電動機功率P=0.8kw,轉速n=980r/min.電機安放在整個裝置的正下位置。根據打印產品的要求：長100-150mm,寬70-100mm,高30-50mm.因此須在此范圍內滿足要求設計如前一頁圖。并且要求打印設計，滿足產品的重量在5-10N之間曲柄滑塊由

9、最左端向右運動過程中遇到如圖（1）所示的送料桶中落下的工件并把它推到指定的打印位置，其中滑塊的兩極限位置間距為89mm。印頭擺角為4°，印頭工作行程與返回行程分別由凸輪的回程角1=120º和升程角0=70º決定。（3） 、運動方案構思提示實現送料機構-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，夾緊機構的執行件將產品送到指定位置，執行機構停止不動，維持推緊力，待打印機構執行件打印完之后被推走。最終我們經過一系列方案的構思與分析，決定由一對心曲柄滑塊來完成送料和出料。滑塊的兩極限位置如下圖（2），極限間距為L.實現打印功能的機構可以采用平面連桿

10、機構或直動（擺動）凸輪機構。初步設計思路如下圖（3）.凸輪1轉動帶動桿2從而帶動桿3擺動，印頭4在擺下是動作完成打印。實現出料動作的機構由送料機構來完成，當打印完第一個工件時，曲柄旋轉一周，又送來另一個工件，當第二個工件送到時把第一個工件推出打印位置沿著出料帶送出。動力控制：自動打印機系統的三個執行機構都是有一臺電動機控制，因此實現三個分功能運動的機構必須聯動，且其主要動作要協調。所以首先要構思各個執行機構執行順序，然后勾畫出描述各機構動作協調配合的運動循環圖，最后按執行路線連成整機，力求結構簡單，緊湊。初步設計的傳動如下圖。二、原動機的選擇（1）原動機的分類a.一次原動機 此類原動機是把自然

11、界的能源直接轉變為機械能，因此陳偉一次原動機。屬于此類原動機有柴油機、汽油機、汽輪機和燃氣輪機等。b.二次原動機 此類原動機是將發電機等變能機所產生的各種形狀的能量轉變為機械能，因此稱為二次原動機。屬于此類原動機的有電動機、液壓馬達、氣動馬達、汽缸、和液壓缸等。（2）選擇原動機時應考慮的因素 必須考慮到現場能源供應情況。在有電源的條件下盡可能選擇電力驅動，因為它的成本低，操作控制方便，機械活動范圍廣，離電源遠或無電源時可考慮選擇柴油機作為原動機。當有現成氣源時（如鑄造車間）可選用氣力驅動（氣動馬達和汽缸）。 必須考慮到原動機的機械性能和工作制度與工作機相匹配。例如，挖掘機在工作中當遇到大阻力（

12、如巨石、古樹根根等）時，為保護整個機械裝置，它應能立即停止工作（稱之為挖掘特性），所選原動機也必須具有此特性。又如紡織機械上用的電動機應選用連續工作制，而起重機械上用的電動機應根據該起重機工作的頻繁程度選取相應的工作制度（FC=15% 60%）。 必須考慮工作機對原動機提出的啟動、過載、運轉平穩性、調速和控制等方面的要求。如電力機車要求原動機啟動力矩大、調速范圍寬。 必須考慮到環境工作因素。如防爆、防塵、防腐蝕等。例如，對于食品機械必須考慮到不能污染食品以及便于清洗等要求。因此，在考慮選擇汽缸和油缸作為原動機時，應選擇汽缸，而油缸的漏油會污染食品。 必須考慮工作可靠，操作簡便，維修方便。比如再

13、單機集中驅動和多機分別驅動之間，考慮到操作維修方便往往選擇多機分別驅動為好。 為了提高機械系統的經濟效益，必須考慮經濟成本：包括初始成本和運轉維護成本。 此外，所選原動機的額定功率必須滿足負載需要，但也不宜過大。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。（3）電機的選擇根據原動機的選擇因素以及自動打印機的功能原理要求和設計要求，需選擇二次原動機運用電動機的轉動輸出帶動機構運轉。因電動機的運轉輸出功率穩定、易控制、效率高、噪音小。初始成本低、運轉費用低、維修及維護方便、功率范圍廣（0.3-1000KW），符合原動機選擇考慮因素、以及自動打印機的功能原理和設計需求。故選用n電=9

14、80r/min三相異步電動機作為此設計系統的原動機。三、傳動機構的選擇與比較（1）、傳動機構的選擇原則 對小功率傳動，應在滿足工作性能的需要下。選擇結構簡單的傳動裝置，盡可能降低初始費用。 對大功率傳動。應優先考慮，傳動的效率，節約能源。降低運轉費用和維修費用。 當執行機構要求變速時。若能與動力機調速比相適應可直接聯接或采用定傳動比的傳動裝置。當執行機構要求變速范圍大。用動力機調速不能滿足機械特性和經濟性要求時，則應采用變傳動比傳動，除執行機構要求連續變速者外，盡量采用有級變速。 執行機構上載荷變化頻繁，且可能出現過載，這時應加過載保護裝置。 主、從動軸要求同步時，應采用無滑動傳動裝置。 傳動

15、裝置的選用必須與制造水平相適應。盡可能選用專業廠生產的標準傳動裝置。如減速器、變速器和無級變速器等。（2） 、傳動機構的選用 把原動機輸出的速度降低或提高。以適應執行機構的需要。 用原動機進行調速不經濟和不可能時，采用變速傳動來滿足執行機構經常調速的要求。 把原動機輸出的等速回轉運動變為執行機構所要求的。其速度按某種規律變化的回轉或非回轉運動。 把原動機輸出的轉矩變換為執行機構所需多大的轉矩或力。 實現有一個或多個動力機驅動若干個速度相同或不相同的執行機構。 由于受機體外形、尺寸的限制、或為了安全和操作方便，執行機構不宜與原動機直接聯接時，也需要用傳動裝置來連接。（3） 、傳動機構的選擇根據自

16、動打印機的設計要求，選擇齒輪傳動。其機構如下圖所示。根據齒輪傳動要求，設一級減速n減為280r/min，二級減速n為80r/min再由兩皮帶輪分別 傳給曲柄滑塊機構和凸輪機構。由設計方案，各齒輪的模數m=4，齒輪1 的中經為80mm,n=980r/min.i12 =n1/n2=Z1/Z2=20/70=2/7由此得Z2=280r/min.而Z3=20,Z4=70,因此i34=n3/n4=Z3/Z4=20/70=2/7所以n4=n3*2/7=280*2/7=80r/min.經過以上減速后即可得到最終期望轉速n=80r/min. (4) 傳動機構的比較 由于齒輪傳動相對于帶輪傳動來說，齒輪機構的結構

17、緊湊，且能滿足設計要求。所以在一級、二級傳動應用齒輪傳動平穩，不會打滑能夠保證傳動的速度精度。在減速完成后，應用帶輪對傳動的精度影響不是很大，且能夠滿足長距離傳動，因此在減速后應用帶輪傳動簡化結構，設計原則要求。四、執行機構的選擇與比較每一臺機器都是按照某一需要的設計的，所以它們必須具有滿足需要的功能。這些功能是通過機械系統中與工作對象相關的構件的運動表現出來的。這些構件稱為執行構件，有時也稱為輸出構件。在自動打印機的設計中，所采用的執行機構是凸輪機構。通過傳動機構的帶動，自動打印機的壓頭要有往復運動。因為凸輪機構與其它機構相比易實現往復運動，而且結構簡單，所以宜選擇凸輪機構。在選擇壓頭與壓桿

18、的連接方式時，我們用彈簧與鉸鏈與壓頭連接，這樣既保證了壓頭始終豎直向下，而且也保證了機構的最簡單，同時彈簧的使用，可以減少沖擊，保護產品和壓頭不被壓壞。在選擇產品的出料和固定方式時，我們選擇通過產品之間的擠推來把產品推向斜面，使產品在重力的作用下通過斜面下滑，達到出料的目的,這樣使機構盡量簡單化；在斜面與工作臺之間用一小段凸起的圓弧過渡，這個凸起與壓頭的水平距離保持一定，這樣既可阻止產品由于慣性超過指定位置，起到定位產品的作用，又不會堵塞產品，從而使產品通過圓弧能光滑順利地從工作臺上滑到斜面上，從而達到與出料地連接·。五、機械系統運動方案的擬定與比較1、機械系統運動方案的構思與擬定原

19、則（1）機械系統盡可能簡單（2）盡量縮小機構尺寸（3）機械系統應具有良好的人機性能（4）機構應具有較好的動力特性2、系統運動方案的擬定及工作原理圖1方案一：送料機構如圖所示。如圖1所示，當壓頭向上升起的時候，曲柄滑塊機構在電機的傳動下正向右送料到壓頭正下方；壓頭下降的時候，曲柄滑塊機構的活塞向左運動，避免了活塞與壓頭產生干涉。為了能適應不同產品的長度，我們設計的時候，在曲柄GF的G端設計了槽a，只要調節鉸鏈G在槽的固結位置，然后與連桿GH鉸接，這樣就可以調節GF和GH桿的總長，從而可以把不同長度的產品推到壓頭的正下方位置，即適應了不同長度產品的打印。壓桿的往復運動由凸輪的回轉運動來實現，如圖1

20、所示。電機通過齒輪機構和帶傳動機構帶動凸輪回轉，從而使得壓桿的往復壓下和上升的運動，同時壓頭隨著壓桿往復運動。壓桿CD與擺桿AC間是通過鉸鏈固定的，這個固定的位置可以在CD桿上一定的距離內變化，只要調整CD桿與AC桿的鉸接位置，就能保證適應不同高度的盒子的打印，與送料機構的曲柄滑塊機構相似。壓頭與CD桿的連接方式為：在壓頭與CD間鉸接一個彈簧，兩個鉸鏈的使用，保證了壓頭在重力作用下始終向下，這樣在打印產品時，不會把印打偏，而且為了能把打在盒子上的印打的更明顯，我們設計的時候，讓壓頭壓下的深度低于盒子頂部2mm，這時彈簧受壓收縮，起到了緩沖的作用，同時也把印記打印的更明顯。圖2方案二：曲柄滑塊機

21、構的原理和方案一的曲柄滑塊機構的原理相似，如圖2。通過一個可滑動的槽a和鉸鏈在曲柄GH上的固結位置就可以調節曲柄GH和連桿HI的總長度，從而適應不同長度產品的打印。而壓頭與壓桿CD固結，壓頭的往復運動是通過壓桿CD與凸輪機構的連接來實現的，如圖2。電機的回轉運動通過齒輪L、K、J和帶傳動機構減速，同時使凸輪回轉，凸輪回轉使凸輪機構的擺桿AC擺動，擺桿AC的擺動通過移動副和轉動副的連接使壓桿CD在移動副的約束下做上下往復運動，從而實現壓頭上下往復打印產品。同時，轉動副C在壓桿CD上的固結位置是可以上下在一定范圍內調節的，只要調節C在壓桿CD上的位置，就能適應不同高度產品的打印，和曲柄滑塊機構的原

22、理相似。圖3圖4圖5方案三：這個機構設計的時候是按照產品是在另外一個有傳動機構傳送到曲柄滑塊機構的工作行程范圍內。如圖3、4所示，此機構負責送料的曲柄滑塊機構、負責打印的凸輪機構和負責出料的凸輪機構是通過電機的分配軸的帶傳動實現的。當壓頭上升時，曲柄滑塊機構把從兩外一個傳動機構傳送過來的產品推向壓頭的正下方，壓頭的正下方是一個能容納產品的方形槽，這個方形的槽起到了定位的作用，使得產品能在壓頭正下方固定，從而使打印的時候不會太偏。槽的底部是兩塊可以轉動的版PN和KJ,這兩快板分別在鉸鏈N和K通過連桿NL和KG分別與T形桿ML和GF在L和G處鉸接，LL和GG是垂直于紙面固結于L點和G點的兩根等長平

23、行桿件，俯視圖如圖5,這樣在槽的正下方是空的空間。 而T形桿在對稱凸輪H回轉作用和移動副約束的作用下，做完全對稱的左右往復運動，這樣就使得槽的底板PN和KJ在轉動副P和J的約束下做開啟和閉合的擺動。當凸輪近休的時候，底板PN和KJ閉合，由于凸輪的近休，使得底板PN和KJ閉合一段時間，在這段時間內，工作臺上完成把產品送到槽里并完成打印。當打印結束后，底板PN和KJ對稱的打開，從而使產品能順利的掉出槽，掉到另外的回收機構，這就完成了一個循環。此方案中，凸輪機構和壓頭、壓桿的連接以及曲柄滑塊機構的設計與方案一的相同。3、運動方案的比較首先，方案一與方案二比較是壓桿和壓頭的連接方式和壓桿和凸輪機構的連

24、接方式的不同。方案一結構簡單，靠壓頭的重力作用使壓頭始終豎直向下；而且方案一在壓頭和壓桿之間連接時用了彈簧，這樣能保證壓頭在打印時可以起到緩沖作用，不至于壓頭和產品被壓壞，因此機構工作時各個機構承受的沖擊載荷較方案二小，因此傳動特性好。方案一與方案二相比宜選取方案一。其次，方案一與方案三比較。方案一采用一個淺淺的槽實現定位，然后靠產品的擠推使產滑動到斜面，從而產品在自重的作用下，滑到下一個機構，從而達到出料的目的；而方案三采用的是一個底板可以開關的槽，槽起到了定位的作用；通過對稱凸輪的回轉，使得底板開關，這樣達到出料的目的。方案一與方案三相比，機構簡單，執行機構少，這樣就易于實現機構的傳動，而

25、且方案一的結構簡單，可以減少功率損耗，降低成本，因此宜采用方案一。綜上所述，系統機構宜采用方案一為最終方案。六、機械系統的運動循環圖機械系統的工作方式分為兩大類：一類是機械系統各執行機構的運動沒有周期性，執行構件的運動常因工作條件不同而隨時改變。另一類是機械系統各執行機構的運動是周期性地重復著，每經過一定的時間間隔完成一個運動循環。生產中的大部分機械系統都是這種有周期性運動循環的機器。機械系統運動循環圖就是用來描述機械系統各執行構件之間運動協調配合關系的圖（通常又稱工作循環圖）。該圖將各執行構件在一個循環中的運動狀態按同一時間（或分配軸的轉角）比例尺，并以某一主要執行構件的運動起點為基準繪制在

26、一起的總圖。機械運動循環圖能很清楚地表示各執行機構循環的相對動作順序，因此，它是設計機器時首先要研究和繪制的圖紙，也是以后機器設計、安裝、調試的依據。形式繪制方法特點直線式將機械在一個運動循環中個執行構件運動的起止時間和先后順序，按比例繪制在直線坐標軸上繪制方法簡單，能清楚地表示出一個運動循環內，各執行構件運動的相互順序和時間關系；直觀性差，不能表示各執行構件的運動規律同心圓式將機械在一個運動循環中各執行構件運動的起止時間和先后順序，按比例繪制在圓形坐標上能比較直觀地表示各執行構件的運動在分配軸上所處的相位，便于各機構的設計、安裝和調試；執行構件太多時，由于同心圓太多看起來不清楚，也不能表示各

27、執行構件的運動規律直角坐標用橫坐標表示機械主軸或分配軸轉角，以縱坐標表示各執行構件的角位移或線位移能清楚表示各種執行構件動作的先后順序，而且能表示出各執行構件在個區間的運動規律（為了簡明起見，通常用線性運動規律）。有利于指導各執行機構的幾何尺寸設計圖6 如圖6所示，當活塞I向右運動的時候，完成送料到壓頭的下方，凸輪近休，壓頭壓下完成打印。當活塞向左移動的時候，凸輪遠休，壓頭升起。從而繼續下一個循環。機構運動循環圖如圖7。圖7如圖7所示，分配軸為0°時，曲柄滑塊位于最左端，凸輪遠休；當分配軸轉到80°時，凸輪開始回程，而此時曲柄滑塊機構正在送料。當分配軸轉到180°

28、的時候，曲柄滑塊機構完成送料，把產品送到了壓頭的正下方的位置，而此時凸輪并沒有達到近休，即還沒有開始打印，而是延遲20°的時間，即當分配軸轉到200°的時候，曲柄滑塊已經向左退回，壓頭開始近休，即開始打印。當分配軸轉到300°的時候，凸輪開始升程，壓頭完成打印開始上升，曲柄滑塊繼續向左退回。當分配軸轉到360°的時候，曲柄滑塊機構和凸輪記過回到起始位置。當分配軸繼續回轉時，凸輪機構和曲柄滑塊機構配合完成下一個循環。這樣就可以連續的打印產品。七、機構的功能分解圖與動作分解圖1、機構的功能分解（1）滑塊的功能工作行程滑塊的工作行程完成送料功能（如下圖）（2）印頭的功能印頭的工作行程完成打印功能（如下圖）工作行程（3）出料槽的功能靠下一待印工件將已印好工件擠入出料槽送出（如下圖）2、功能分解圖如下3、動作分解圖動作分解圖如下圖所示八、機構的設計1、送料機構的設計擬用