自動(dòng)打印機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　1.1工作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程..............................1</p><p>　　1.2 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求.................................1<

2、/p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)題目分析</b></p><p>　　2.1 總功能分解....................................................................................2</p><p>　　2.2基本的機(jī)構(gòu)選用........................

3、.......................................................2</p><p>　　2.3設(shè)計(jì)方案的初步評(píng)定.......................................................................4</p><p>　　2.4 總方案圖及相關(guān)的說(shuō)明【修改版】...............

4、..............................4</p><p>　　2.5機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖及運(yùn)動(dòng)說(shuō)明..........................................................7 </p><p>　　獨(dú)立機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案詳解</p><p><b>　　3.1送料機(jī)構(gòu)</b></p>

5、;<p>　　3.1.1、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖..................................................................................8</p><p>　　3.1.2運(yùn)動(dòng)分析.................................................................................

6、....9</p><p>　　3.1.3各構(gòu)件尺寸的設(shè)計(jì)..................................................................12</p><p><b>　　3.2落料機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　3.21機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖...............................

7、.....................................................14</p><p>　　3.2.2運(yùn)動(dòng)分析...................................................................................15</p><p>　　3.2.3 各構(gòu)件的尺寸設(shè)計(jì)...........

8、........................................................16</p><p><b>　　3.3打印機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　3.3.1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖............................................................................17&

9、lt;/p><p>　　3.3.2運(yùn)動(dòng)分析..................................................................................18</p><p>　　3.3.3凸輪設(shè)計(jì).........................................................................

10、...........20</p><p>　　3.3.4尺寸長(zhǎng)度確定...........................................................................21</p><p>　　3.3.5彈簧選擇................................................................

11、...................22</p><p><b>　　3.4 輸出機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　3.4.1功能原理分析...........................................................................23</p><p>　　3.4.2工作要求......

12、.............................................................................23</p><p>　　3.4.3凸輪設(shè)計(jì)..................................................................................23</p><p>　　3.

13、4.5用vb進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析及動(dòng)態(tài)仿真.............................................24</p><p>　　3.4.6其它尺度計(jì)算...........................................................................27四、原動(dòng)機(jī)方案選擇....................................

14、.......................................27</p><p>　　設(shè)計(jì)感想......................................................................................29</p><p>　　圖紙見(jiàn)附頁(yè)....................................

15、...............................................30</p><p>　　一．設(shè)計(jì)題目 ：自動(dòng)打印機(jī)</p><p>　　1.1 工作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程</p><p>　　自動(dòng)打印機(jī)的主要功能是在包裝好的紙盤(pán)上，為了商品荒種需要而打印一種記號(hào)。它的動(dòng)作主要有三個(gè)：送料到達(dá)打印工位，在這個(gè)過(guò)程中送料頭部充當(dāng)擋板功能， 自

16、動(dòng)夾緊物料，其次，落料機(jī)構(gòu)還應(yīng)該適時(shí)地下料，但不應(yīng)該干涉其他的機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。然后打印記號(hào)；最后將產(chǎn)品輸出。</p><p>　　其工藝動(dòng)作大致的可以分解如下：</p><p>　　落料機(jī)構(gòu)在送料機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)之前就應(yīng)該下好物料，數(shù)目?jī)H為一個(gè)。為了設(shè)計(jì)出全約束性的機(jī)構(gòu)，我們將落料機(jī)構(gòu)和送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)一體，中間有彈簧觸發(fā)，只有送料機(jī)構(gòu)壓縮彈簧時(shí)，落料機(jī)構(gòu)才開(kāi)始工作，并準(zhǔn)確地下一個(gè)料。</p>

17、<p>　　送料機(jī)構(gòu)開(kāi)始作推程運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)物料到滑塊能到達(dá)的最遠(yuǎn)處，停止一段時(shí)間t，這個(gè)過(guò)程由不完全齒輪完成，將勻速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成間歇回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　從送料機(jī)構(gòu)達(dá)到最遠(yuǎn)處開(kāi)始，打印機(jī)構(gòu)開(kāi)始打印，打印過(guò)程要停留一段時(shí)間，使得油墨可以充分滲透。隨后打印機(jī)構(gòu)和送料機(jī)構(gòu)同時(shí)離開(kāi)物料。</p><p>　　輸出機(jī)構(gòu)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，輸出已經(jīng)加工好了的物料。</p>&

18、lt;p>　　1.2 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求</p><p>　　1)紙盒尺寸，長(zhǎng)100 ～150 mm、寬70～100mm、高30～50mm。</p><p>　　2)產(chǎn)品重量，約5～10 N。</p><p>　　3)自動(dòng)打印機(jī)的生產(chǎn)率，80次／min。</p><p>　　4)要求機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、運(yùn)動(dòng)靈活可靠、易于加工制造。<

19、;/p><p>　　5）根據(jù)要求適當(dāng)?shù)目紤]摩擦阻力，物料本身只有5——10N，摩擦阻力比較小，設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)應(yīng)該滿足表面的粗糙度小，保持一定的尺寸和位置公差。</p><p><b>　　二．設(shè)計(jì)題目分析</b></p><p><b>　　2.1 總功能分解</b></p><p>　　本機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的最終功

20、能為打印商品包裝盒 。要完成這些動(dòng)作得有下料 ，送料 ，打印 ，輸出 。對(duì)應(yīng)的也要有四種機(jī)構(gòu)完成。</p><p>　　綜合功能能分解為以下圖示：</p><p>　　2.2 基本的機(jī)構(gòu)選用</p><p>　　下面分別對(duì)這四種機(jī)構(gòu)詳細(xì)分解動(dòng)作，并根據(jù)動(dòng)作選用合適的機(jī)構(gòu)。</p><p>　　根據(jù)上述的功能分析和運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換列出以下可行的機(jī)

21、構(gòu)：</p><p>　　送料機(jī)構(gòu)有主軸電機(jī)帶動(dòng)，運(yùn)動(dòng)為勻速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)不完全齒輪，轉(zhuǎn)化為間歇的嚙合，將連桿機(jī)構(gòu)連接到被嚙合的從動(dòng)齒輪上，形成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，相應(yīng)的滑塊作間歇式的直線運(yùn)動(dòng)，在滑塊進(jìn)入推程時(shí)推動(dòng)已經(jīng)下好的物料，在滑塊急回時(shí)沖擊落料彈簧，促使落料機(jī)構(gòu)下料?！君X輪機(jī)構(gòu)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)】</p><p>　　落料機(jī)構(gòu)在送料滑塊的沖擊下，將直線運(yùn)動(dòng)變成擺動(dòng)，最后通過(guò)滑塊轉(zhuǎn)化為落料閥門(mén)的

22、間歇開(kāi)合?！緮[動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)】</p><p>　　打印機(jī)構(gòu)，需要將勻速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)化為直線間歇運(yùn)動(dòng)，在打印的過(guò)程中要停留短暫的時(shí)間，我們選用的對(duì)心直動(dòng)滾子盤(pán)形凸輪，通過(guò)一個(gè)擺桿換向，轉(zhuǎn)化成打印頭的上下運(yùn)動(dòng)。【對(duì)心直動(dòng)滾子盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)】</p><p>　　輸出機(jī)構(gòu)要在打印完成后推出物料，通過(guò)一個(gè)出料楔形面自動(dòng)將物料送至傳送帶上面，傳送帶我們就不詳細(xì)介紹。先要將勻速轉(zhuǎn)動(dòng)變成推桿間歇式的直線運(yùn)動(dòng)

23、，受機(jī)構(gòu)安裝方向的限制，我們將輸出機(jī)構(gòu)橫放，凸輪的回程用兩根滿足強(qiáng)度和剛度，適當(dāng)?shù)膹椥韵禂?shù)K的彈簧作用?！緦?duì)心直動(dòng)滾子盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)】</p><p>　　2.3設(shè)計(jì)方案的初步評(píng)定</p><p>　　整個(gè)設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)單可行，可以滿足設(shè)計(jì)要求，相關(guān)的構(gòu)件加工比較簡(jiǎn)單【主要是凸輪機(jī)構(gòu)，齒輪機(jī)構(gòu)，少量的連桿機(jī)構(gòu)】，整機(jī)的占空少，結(jié)構(gòu)緊湊，完全可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作。尤其是我們?cè)O(shè)計(jì)的下料機(jī)構(gòu)是觸發(fā)式，比

24、較有創(chuàng)新。</p><p>　　2.4 總方案圖及相關(guān)的說(shuō)明【修改版】</p><p>　　經(jīng)過(guò)了多次的篩選和優(yōu)化設(shè)計(jì)之后，我們確定了以下的方案：</p><p>　　送料機(jī)構(gòu)：采用不完全齒輪嚙合 +曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；</p><p>　　下料機(jī)構(gòu)：搖桿滑塊機(jī)構(gòu)；</p><p>　　打印機(jī)構(gòu)：對(duì)心直動(dòng)盤(pán)形凸輪擺桿機(jī)構(gòu)；&

25、lt;/p><p>　　輸出機(jī)構(gòu)：凸輪推桿機(jī)構(gòu)，楔形面，普通傳送帶；</p><p><b>　　具體的總圖見(jiàn)附頁(yè)。</b></p><p><b>　　空間位置圖示：</b></p><p>　　具體減速換向裝置圖：</p><p>　　總圖說(shuō)明：由于我們的輸出機(jī)構(gòu)與送料機(jī)構(gòu)工

26、作的方向是垂直的，所以在一張二維圖上不可能清晰表達(dá)，中間的換向過(guò)程用齒輪系。</p><p>　　2.5 機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖及運(yùn)動(dòng)說(shuō)明</p><p>　　機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性說(shuō)明：</p><p>　　A，送料機(jī)構(gòu)：當(dāng)送料機(jī)構(gòu)工作之前，下料機(jī)構(gòu)必須要下一個(gè)物料，電機(jī)的主軸輸出到不完全齒輪1，0——84度為有齒部分，84——168無(wú)齒部分，168——284度為第二次有齒部分

27、，從284——360度為第二次無(wú)齒部分。當(dāng)主動(dòng)齒輪運(yùn)動(dòng)時(shí)通過(guò)中間的計(jì)算出的尺寸輸出到滑塊運(yùn)動(dòng)，行程230mm，隨后滑塊停留在最遠(yuǎn)處，停留一段時(shí)間后，滑塊勻速退回。當(dāng)滑塊退回到最近處，停留一段時(shí)間，使得落料機(jī)構(gòu)下料。</p><p>　　B.在滑塊一開(kāi)始?jí)嚎s彈簧時(shí)，落料機(jī)構(gòu)就開(kāi)始下料，中間節(jié)省了時(shí)間，也使得兩個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)配合性加強(qiáng)。當(dāng)滑塊遠(yuǎn)離，料機(jī)構(gòu)里面的滑塊就回到原位置。落料滑塊的行程為100mm。</p&g

28、t;<p>　　C.打印機(jī)構(gòu)在送料滑塊到達(dá)最遠(yuǎn)處剛開(kāi)始停止時(shí)，打印頭也剛好到達(dá)這個(gè)位置，開(kāi)始打印。當(dāng)送料機(jī)構(gòu)開(kāi)始退回時(shí)，打印頭也開(kāi)始退回，二者的停留時(shí)間相同。由于工作行程的不同，二者的運(yùn)動(dòng)速度不相同。但是整體的各個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)配合關(guān)系是一定的，不會(huì)引起不同機(jī)構(gòu)在時(shí)間和空間上的沖突。</p><p>　　D.當(dāng)打印頭開(kāi)始遠(yuǎn)離打印位置，輸出機(jī)構(gòu)開(kāi)始工作。在凸輪的作用下，推桿做間歇式直線運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)已經(jīng)加工好

29、的物料運(yùn)動(dòng)到楔形面。其他的時(shí)間凸輪都處于近休位置。</p><p>　　綜合上述的原理分析，該自動(dòng)打印機(jī)的方案可行，下面開(kāi)始著手對(duì)每一種機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和尺度分析。力求滿足效率高，機(jī)械運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，各機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)配合性滿足最優(yōu)化，選材料滿足強(qiáng)度剛度要求，加工滿足尺寸和位置誤差。</p><p>　　三．獨(dú)立機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案詳解</p><p>　　3.1送料機(jī)構(gòu)【設(shè)計(jì)人：方航】&

30、lt;/p><p>　　該機(jī)構(gòu)按功能劃分為輪系和曲柄滑塊兩個(gè)機(jī)構(gòu)</p><p>　　3.1.1、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖：</p><p><b>　　功能原理分析</b></p><p>　　此機(jī)構(gòu)由主動(dòng)不完全齒輪、從動(dòng)完全齒輪、送料曲柄、搖桿、滑塊、擋板組成。電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速經(jīng)過(guò)減速系統(tǒng)將軸的轉(zhuǎn)速減到執(zhí)行構(gòu)件所需的轉(zhuǎn)速，再將軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)

31、動(dòng)通過(guò)不同的機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換成執(zhí)行構(gòu)件的工作時(shí)所需的運(yùn)動(dòng)，在此機(jī)構(gòu)中通過(guò)不完全齒輪和完全齒輪組成的定軸輪系及曲柄滑塊機(jī)構(gòu)將轉(zhuǎn)軸的連續(xù)的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為滑塊的間歇的變速直線運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)周期性的送貨運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)送貨功能。</p><p>　　3.1.2運(yùn)動(dòng)分析：</p><p><b>　　機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算</b></p><p>　　構(gòu)件數(shù)n=5，低副數(shù)目p

32、l=7，高副數(shù)目ph=0。</p><p>　　自由度 F=3n-(2pl+ph-pˊ)-Fˊ=15-14=1。</p><p>　　用圖解法分析各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)</p><p><b>　　先求運(yùn)動(dòng)規(guī)律</b></p><p><b>　　(1)輪系</b></p><p>　　

33、該定軸輪系由一個(gè)不完全的大齒輪及一個(gè)完全小齒輪組成，圖示中大齒輪粗實(shí)線標(biāo)示有齒部分，細(xì)實(shí)線表示無(wú)齒部分。送貨機(jī)構(gòu)工作時(shí)，不完全齒輪為源動(dòng)件，它從電機(jī)得到動(dòng)力并傳遞給從動(dòng)齒輪。由于大齒輪是不完全齒輪，當(dāng)其齒輪與從動(dòng)輪嚙合時(shí)，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)轉(zhuǎn)到無(wú)齒部分時(shí)，兩輪脫離，大齒輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)而從動(dòng)輪立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)。因此從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)是間歇性的，這樣滿足了題目中要求的間歇性運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　在已知條件，打印80次/min可得

34、周期T=60/80 s=0.75s，在保證與前面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)相協(xié)調(diào)的情況下，可以算出：</p><p>　　小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)周期為 T=0.75s</p><p>　　轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為 。</p><p><b>　　輪系的工作循環(huán)圖</b></p><p><b>　　t</b></p&

35、gt;<p><b>　?。?）曲柄滑塊</b></p><p>　　該機(jī)構(gòu)中，曲柄與機(jī)架組成的轉(zhuǎn)動(dòng)副中心即從動(dòng)齒輪的中心。曲柄運(yùn)動(dòng)的周期與輪系的從動(dòng)輪一致。其任意時(shí)刻的角速度與輪系的從動(dòng)輪一致，要么為，要么為0。因此輪系從動(dòng)輪的間歇性的勻速圓周運(yùn)動(dòng)通過(guò)曲柄與連桿傳遞給了滑塊，使滑塊做間歇性的變速直線運(yùn)動(dòng)。完成周期性的輸送貨物，并使貨物的運(yùn)動(dòng)有一定的休止性。</p>

36、<p>　　根據(jù)這些條件可以得出：</p><p>　　滑塊運(yùn)動(dòng)周期為 T=0.75s</p><p>　　滑塊在 0<t<T 、 內(nèi)運(yùn)動(dòng) </p><p>　　在T<t< 、 <t<T內(nèi)休止</p><p>　　曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的工作循環(huán)圖</p><p>　　3.1

37、.3各構(gòu)件尺寸的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1.輪系</b></p><p>　　根據(jù)題目要求 ，每分鐘完成打印80個(gè)盒子及有一定的間歇性，得到了送貨機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的工作周期。我們將輪系的主動(dòng)輪設(shè)計(jì)為不完全齒輪，從動(dòng)輪為完全齒輪。主動(dòng)輪的直徑是從動(dòng)輪直徑的兩倍。 </p><p>　　通過(guò)查表，兩個(gè)齒輪的模數(shù)和壓力角均取

38、標(biāo)準(zhǔn)值。</p><p>　　m=8 =20</p><p>　　主動(dòng)輪的直徑為 =800</p><p>　　從動(dòng)輪的直徑為 = 400</p><p>　　所以 =100 </p><p><b>　　=50</b></p><p

39、>　　由于主動(dòng)輪為不完全齒輪則齒數(shù)不為100，要是兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)周期相同主動(dòng)輪的齒數(shù)應(yīng)該與從動(dòng)輪相同，即為50。通過(guò)上面的輪系圖可以得出： 從動(dòng)輪上 范圍內(nèi)有26個(gè)齒</p><p><b>　　范圍內(nèi)有24個(gè)齒</b></p><p>　　所以 =26+24=50</p><p>　　又由

40、 </p><p>　　所以 375.9 187.9</p><p>　　傳動(dòng)比為 =1</p><p><b>　　2.曲柄滑塊</b></p><p><b>　　題目中設(shè)計(jì)要求為：</b></p>

41、;<p>　　1)紙盒尺寸，長(zhǎng)100 ～150 mm、寬70～100mm、高30～50mm。</p><p>　　2)產(chǎn)品重量，約5～10 N。</p><p>　　3)自動(dòng)打印機(jī)的生產(chǎn)率，80次／min。</p><p>　　4)要求機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、運(yùn)動(dòng)靈活可靠、易于加工制造。</p><p>　　在該設(shè)計(jì)方案里，紙盒的尺

42、寸選為，長(zhǎng)150mm、寬100mm、高50mm。</p><p>　　要求在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中滑塊在連桿的推動(dòng)下能夠完成來(lái)回至少大于紙盒長(zhǎng)150mm的行程。為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過(guò)程及優(yōu)化各個(gè)構(gòu)件間的運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)性，設(shè)計(jì)中</p><p><b>　　曲柄長(zhǎng)=150</b></p><p><b>　　連桿長(zhǎng)=600</b></p&

43、gt;<p><b>　　偏距為e=250</b></p><p>　　所以在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中</p><p><b>　　=-=</b></p><p><b>　　運(yùn)動(dòng)分析圖：</b></p><p><b>　　運(yùn)動(dòng)線圖</b></

44、p><p>　　3.2落料機(jī)構(gòu)【設(shè)計(jì)及分析人：黎良濤】</p><p>　　3.2.1 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p><b>　　功能原理分析</b></p><p>　　該機(jī)構(gòu)由連桿架、彈簧，內(nèi)外鉗手、紙箱等5個(gè)構(gòu)件和機(jī)架組成。其中彈簧和機(jī)架底座組成一個(gè)觸發(fā)器，當(dāng)送貨機(jī)構(gòu)的滑塊觸碰到該觸發(fā)機(jī)構(gòu)并向左推動(dòng)時(shí)，觸發(fā)機(jī)構(gòu)受到向左方向

45、的力的作用，向左拉動(dòng)內(nèi)鉗手5，并拉動(dòng)外鉗手6使其向外旋轉(zhuǎn)。由于外鉗手向外旋轉(zhuǎn)，受其托舉的紙箱失去支持力而自由落體掉到工作臺(tái)上，而又由于內(nèi)鉗手5向左運(yùn)動(dòng)與左上方的紙箱接觸而產(chǎn)生向上的支持力，使紙箱收到托舉而不至于掉下；當(dāng)送貨機(jī)構(gòu)的滑塊向右運(yùn)動(dòng)釋放觸發(fā)機(jī)構(gòu)的彈簧時(shí)，觸發(fā)機(jī)構(gòu)向左的壓力逐漸解除，推動(dòng)內(nèi)鉗手5向右運(yùn)動(dòng)并拉動(dòng)外鉗手6向左運(yùn)動(dòng)，因此內(nèi)鉗手退出紙外鉗手插進(jìn)紙箱，由內(nèi)鉗手托舉的紙箱自由落體掉到外鉗手上被外鉗手托住。</p>

46、<p><b>　　3.2.2運(yùn)動(dòng)分析</b></p><p>　　運(yùn)動(dòng)分析時(shí)抓住主要問(wèn)題，忽略次要問(wèn)題。著重分析各個(gè)執(zhí)行構(gòu)件在某時(shí)刻做的有意義的運(yùn)動(dòng)，忽略這些時(shí)刻中間個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的瞬時(shí)速度，加速度等問(wèn)題的研究，使問(wèn)題簡(jiǎn)化。 </p><p>　　所以綜上分析該落料機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)受送貨機(jī)構(gòu)滑塊的觸發(fā)控制，而滑塊的運(yùn)動(dòng)時(shí)周期性的、間歇性的，所以落料機(jī)構(gòu)受到的是周期

47、性的、間歇性的觸發(fā)。由于內(nèi)鉗手5和外鉗手6的相互配合使得每個(gè)周期內(nèi)都只有一個(gè)貨物落到工作臺(tái)。</p><p>　　落料機(jī)構(gòu)中紙箱、內(nèi)鉗手、外鉗手的工作規(guī)律：</p><p>　　3.2.3 各構(gòu)件的尺寸設(shè)計(jì)</p><p>　　由于送貨機(jī)構(gòu)中曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的曲柄、滑塊的長(zhǎng)和偏距分別為：</p><p><b>　　曲柄長(zhǎng)=150<

48、;/b></p><p><b>　　連桿長(zhǎng)=600</b></p><p><b>　　偏距為e=250</b></p><p>　　極位夾角為： =-=</p><p>　　待打印的盒子長(zhǎng)為150mm</p><p>　　在滿足題目要求及簡(jiǎn)化運(yùn)算的條件下設(shè)

49、計(jì)</p><p>　　紙箱箱底到工作臺(tái)的垂直高度 </p><p>　　工作臺(tái)的長(zhǎng)度=680</p><p>　　（其他尺寸不是主要尺寸見(jiàn)圖紙）</p><p>　　3.3打印機(jī)構(gòu)【設(shè)計(jì)及分析人：葛旭甫】</p><p>　　3.3.1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：</p><p>　　功能原理分析：此機(jī)構(gòu)

50、由滑塊、連桿、推桿滾子、盤(pán)形凸輪、彈簧等構(gòu)成。電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速經(jīng)過(guò)減速系統(tǒng)將軸的轉(zhuǎn)速減到執(zhí)行構(gòu)件所需的轉(zhuǎn)速，再將軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)不同的機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換成執(zhí)行構(gòu)件的工作時(shí)所需的運(yùn)動(dòng)，在此機(jī)構(gòu)中通過(guò)凸輪+連桿機(jī)構(gòu)將轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成連桿的往復(fù)擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)打印功能。</p><p>　　3.3.2運(yùn)動(dòng)分析：</p><p><b>　　機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算</b></p>

51、<p>　　構(gòu)件數(shù)n=4，低副數(shù)目pl=5，高副數(shù)目ph=1。</p><p>　　自由度 F=3n-(2pl+ph-pˊ)-Fˊ=12-11=1。</p><p>　　用圖解法分析各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)</p><p>　?。?）先求滑塊的運(yùn)動(dòng)規(guī)律在已知條件：打印80次/min可得周期T=60/80 s=0.75s，在保證與前面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)相協(xié)調(diào)的情況下，設(shè)計(jì)打印頭

52、的s-t圖如下：</p><p>　　由此設(shè)計(jì)可求得間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)的滑塊的速度：由于滑塊運(yùn)動(dòng)距離s=30mm，相對(duì)較小（自身幾何尺寸長(zhǎng)25mm，寬90mm，高40mm），其運(yùn)動(dòng)可以看做近似直線運(yùn)動(dòng)。即可計(jì)算出下移度VA1=30/5/16=96mm/s，返回上升速度v上=30/（0.75-0.5）=120mm/s。</p><p><b>　　（2）速度分析：</b>&l

53、t;/p><p>　　對(duì)于滑塊在A點(diǎn)列速度方程：</p><p>　　VA1 = VA2 + VA1A2</p><p>　　大小 ？ </p><p><b>　　方向 </b></p><p>　　在G點(diǎn)列出速度方程：</p><p>　　V

54、4回 = VA1 + V4回A1</p><p>　　大小 ？ ？</p><p>　　方向 ／／EF EF AG</p><p>　　V4去 = VA1 + V4A1</p><p>　　大小 ？ ？</p><p>　　方向

55、 ／／EF EF </p><p>　　取速度比例u= 16/96=1/6 </p><p>　　可得V4回=15/u=90mm/s tan=96/90=16/15</p><p>　　V4去=21/u=126mm/s</p><p>　　（3）求小滾子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律</p><

56、;p>　　在回程運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 s1=V4回t =28.12mm。</p><p>　　停歇階段，當(dāng)打印頭停留0.3s時(shí)，滾子停歇時(shí)間tˊ=0.3s。</p><p>　　假設(shè)滑塊在上下移動(dòng)時(shí)勻速直線運(yùn)動(dòng)，慢慢穩(wěn)定下降與急回快速上升。在遠(yuǎn)休止時(shí)推桿運(yùn)動(dòng)距離s2=V4去t3=126*0.25mm=31.25mm。</p><p><b>　　3.3.3凸

57、輪設(shè)計(jì)</b></p><p>　　〈1〉設(shè)計(jì)要求：滿足小滾子運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 </p><p>　　〈2〉確定初始尺寸條件 </p><p>　　設(shè)初步確定該凸輪基圓半徑=40mm，滾子半徑為=5mm 。</p><p>　　凸輪位移—時(shí)間圖像可以設(shè)計(jì)成下圖</p><p>　　根據(jù)凸輪s—t圖作出凸輪的工作輪

58、廓，然后畫(huà)出理論輪廓，見(jiàn)圖：</p><p>　　3.3.4尺寸長(zhǎng)度確定</p><p>　　在滑塊上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)用相似原理，即A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)近似為直線，這就要求AR相對(duì)于其他構(gòu)件來(lái)說(shuō)是無(wú)限長(zhǎng)。</p><p>　　已知：tan =16/15 ， |AE|=50+30+40+30=150mm</p><p>　　|AR|=300mm

59、 |AE| =230mm，</p><p>　　| EG| =| AE| *tan =230*16/15=245.33mm，</p><p>　　| AG| ==336.28382mm</p><p>　　cos=0.6839411.</p><p>　　由余弦定理： | AR| =| AG| +| RG| -2| AG| *| RG

60、| cos </p><p>　　求得 | RG| =498.5mm</p><p>　　即確定了構(gòu)件的長(zhǎng)度|AR|=300mm，| RG| =498.5mm。</p><p><b>　　3.3.5彈簧選擇</b></p><p>　　由紙盒的重量5-10N，兩根彈簧是在推程回程時(shí)充當(dāng)拉力將推程返回到出發(fā)位置。設(shè)計(jì)時(shí)

61、，根據(jù)彈簧最大載荷，其最大變形為d=31.5-18=13.5mm，除此之外還應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)要求（例如安裝空間對(duì)彈簧尺寸的限制）等來(lái)決定彈簧的直徑、中徑、工作圈數(shù)、螺旋外角和長(zhǎng)度等，綜合選用彈簧為圓柱螺旋彈簧。</p><p>　　根據(jù)工作情況及具體條件選定材料，查表獲取機(jī)械性能數(shù)據(jù)。</p><p>　　選擇c=5-8時(shí)，本機(jī)構(gòu)c-5，k=1+0.5/c=1.1.</p><

62、;p>　　根據(jù)安裝空間來(lái)設(shè)定彈簧D2，根據(jù)c=5估取直徑d并查取彈簧絲許用應(yīng)力。</p><p>　　計(jì)算彈簧絲直徑d，d。</p><p>　　綜合選?。褐睆絛=2.5mm，</p><p>　　彈簧中徑D2=2mm，有效圈數(shù)N=12</p><p>　　自由高度H0=18mm。 </p><p>　　根據(jù)變形

63、條件求彈簧工作圈數(shù) n=Dgy/8FD</p><p>　　求證彈簧主要尺寸符合安裝要求。</p><p>　　檢驗(yàn)安全性，滿足題目要求。</p><p>　　3.4 輸出機(jī)構(gòu)【設(shè)計(jì)及分析人：葛旭甫】</p><p>　　3.4.1功能原理分析：</p><p>　　該機(jī)構(gòu)是對(duì)心滾子盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，當(dāng)紙盒打印完畢到達(dá)擋

64、板位置時(shí)，凸輪開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)推桿的移動(dòng)，在達(dá)遠(yuǎn)休止點(diǎn)過(guò)程慢慢將貨物推出平臺(tái)，緊接著紙盒沿滑道落下；紙盒完全推出時(shí)，隨著凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，推桿在彈簧的作用下被拉回，返回到初始位置，即可達(dá)到輸出貨物的目的。</p><p>　　3.4.2工作要求：</p><p>　　當(dāng)滑塊從近休止點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，歷時(shí)t1=0.2s時(shí)到達(dá)遠(yuǎn)休止點(diǎn)，在完成打印后t2=0.5s時(shí)，輸出機(jī)構(gòu)才能將紙盒推出，推桿的運(yùn)動(dòng)周期

65、Tˊ=0.35s,凸輪運(yùn)動(dòng)周期為T(mén)=0.75s，推桿運(yùn)動(dòng)最大位移s=r-=100mm。</p><p>　　3.4.3凸輪設(shè)計(jì)：</p><p><b>　　1.確定初始化條件</b></p><p>　　凸輪基圓半徑=200mm，滾子半徑=10mm，工作過(guò)程中只要求凸輪轉(zhuǎn)過(guò)一定角度=（Tˊ/2T）*=時(shí)，推桿完成位移s=100mm，那么r=3

66、00mm。</p><p>　　為保證滿足上述要求，假設(shè)凸輪以=rad/s做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，推桿可以采用一次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律。</p><p><b>　　求理論輪廓線</b></p><p><b>　　推程運(yùn)動(dòng)方程</b></p><p>　　S=hδ/δ=100×δ/84=25δ/21

67、mm=δ/0.84 mm</p><p>　　V=h/δ=100×180×8/3/84=571.4mm/s</p><p><b>　　回程運(yùn)動(dòng)方程</b></p><p>　　S=h(1-δ/δ)=100×(1-δ/96)=(100-25δ/24) mm</p><p>　　V=-h/δ=

68、500mm/s</p><p><b>　　求工作輪廓線</b></p><p>　　推程 δ1=[0-84] </p><p>　　S=hδ/δ=100×δ/84=25δ/21 mm=δ/0.84 mm </p><p>　　(2)遠(yuǎn)休止 δ2=[84-180] s=0</p&g

69、t;<p>　　(3)回程 δ3=[180-276]</p><p>　　S=h(1-δ/δ)=100×(1-δ/96)=(100-25δ/24) mm</p><p>　　近休止 δ4=[276-360] s=0</p><p><b>　　求坐標(biāo)</b></p><p>　　x=(

70、+s) y=(+s) </p><p>　　xˊ=x-cos yˊ=x-sin</p><p>　　sin= cos = - </p><p>　　3.4.5用vb進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析及動(dòng)態(tài)仿真</p><p>　　3.4.6其它尺度計(jì)算</p><p>　　考慮到安裝的方便性

71、和工作的合理性，我們選擇的推桿長(zhǎng)度L=200mm，滑道傾斜度為。彈簧彈性范圍應(yīng)大于100mm。</p><p><b>　　原動(dòng)機(jī)方案選擇：</b></p><p><b>　　一、原動(dòng)機(jī)的選擇</b></p><p><b>　?。?）原動(dòng)機(jī)的分類</b></p><p>　

72、　a.一次原動(dòng)機(jī) 此類原動(dòng)機(jī)是把自然界的能源直接轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，因此陳偉一次原動(dòng)機(jī)。屬于此類原動(dòng)機(jī)有柴油機(jī)、汽油機(jī)、汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)等。</p><p>　　b.二次原動(dòng)機(jī) 此類原動(dòng)機(jī)是將發(fā)電機(jī)等變能機(jī)所產(chǎn)生的各種形狀的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，因此稱為二次原動(dòng)機(jī)。屬于此類原動(dòng)機(jī)的有電動(dòng)機(jī)、液壓馬達(dá)、氣動(dòng)馬達(dá)、汽缸、和液壓缸等。</p><p>　?。?）選擇原動(dòng)機(jī)時(shí)應(yīng)考慮的因素<

73、;/p><p>　　必須考慮到現(xiàn)場(chǎng)能源供應(yīng)情況。在有電源的條件下盡可能選擇電力驅(qū)動(dòng)，因?yàn)樗某杀镜?，操作控制方便，機(jī)械活動(dòng)范圍廣，離電源遠(yuǎn)或無(wú)電源時(shí)可考慮選擇柴油機(jī)作為原動(dòng)機(jī)。當(dāng)有現(xiàn)成氣源時(shí)（如鑄造車間）可選用氣力驅(qū)動(dòng)（氣動(dòng)馬達(dá)和汽缸）。</p><p>　　必須考慮到原動(dòng)機(jī)的機(jī)械性能和工作制度與工作機(jī)相匹配。例如，挖掘機(jī)在工作中當(dāng)遇到大阻力（如巨石、古樹(shù)根根等）時(shí)，為保護(hù)整個(gè)機(jī)械裝置，它應(yīng)能

74、立即停止工作（稱之為挖掘特性），所選原動(dòng)機(jī)也必須具有此特性。又如紡織機(jī)械上用的電動(dòng)機(jī)應(yīng)選用連續(xù)工作制，而起重機(jī)械上用的電動(dòng)機(jī)應(yīng)根據(jù)該起重機(jī)工作的頻繁程度選取相應(yīng)的工作制度（FC=15% ~60%）。</p><p>　　必須考慮工作機(jī)對(duì)原動(dòng)機(jī)提出的啟動(dòng)、過(guò)載、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性、調(diào)速和控制等方面的要求。如電力機(jī)車要求原動(dòng)機(jī)啟動(dòng)力矩大、調(diào)速范圍寬。</p><p>　　必須考慮到環(huán)境工作因素。如防爆

75、、防塵、防腐蝕等。例如，對(duì)于食品機(jī)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(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)選擇汽缸，而油缸的漏油會(huì)污染食品。</p><p>　　必須考慮工作可靠，操作簡(jiǎn)便，維修方便。比如再單機(jī)集中驅(qū)動(dòng)和多機(jī)分別驅(qū)動(dòng)之間，考慮到操作維修方便往往選擇多機(jī)分別驅(qū)動(dòng)為好。</p><p>　　為了提高機(jī)械系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益，必須考慮經(jīng)濟(jì)成本：包括初始成本和運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)成本。

76、</p><p>　　此外，所選原動(dòng)機(jī)的額定功率必須滿足負(fù)載需要，但也不宜過(guò)大。對(duì)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)所選電動(dòng)機(jī)功率過(guò)大造成功率因素過(guò)低也是不經(jīng)濟(jì)的。</p><p><b>　?。?）電機(jī)的選擇</b></p><p>　　根據(jù)原動(dòng)機(jī)的選擇因素以及自動(dòng)打印機(jī)的功能原理要求和設(shè)計(jì)要求，需選擇二次原動(dòng)機(jī)運(yùn)用電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)輸出帶動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)。因電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)輸出功

77、率穩(wěn)定、易控制、效率高、噪音小。初始成本低、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低、維修及維護(hù)方便、功率范圍廣（0.3-1000KW），符合原動(dòng)機(jī)選擇考慮因素、以及自動(dòng)打印機(jī)的功能原理和設(shè)計(jì)需求。</p><p>　　綜合上述要求，我們選用Z4-180-11直流單機(jī)</p><p><b>　　基本參數(shù)如下：</b></p><p>　　電機(jī)型號(hào)：Z4-180-11

78、 額定功率：13KW</p><p>　　額定轉(zhuǎn)速：540r/min 效率：73% </p><p>　　慣性矩：1.52kg*m^2 重量：326kg</p><p>　　根據(jù)選擇的原動(dòng)機(jī)確定傳動(dòng)比：</p><p>　　由于我們?cè)O(shè)計(jì)的送料機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速為80r/min, 中間的減速和換

79、向齒輪的送料機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比i1=80/540=4/27;</p><p>　　下料機(jī)構(gòu)受送料滑塊觸發(fā)影響，本身自由度為0；</p><p>　　打印機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比：i3=80/540=4/27;</p><p>　　輸出機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比i4=80/540=4/27;</p><p><b>　　設(shè)計(jì)感想</b></p>

80、<p>　　設(shè)計(jì)要求高，需要對(duì)每一種機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，動(dòng)力特點(diǎn)熟悉；綜合選用的要求高，由各個(gè)獨(dú)立機(jī)構(gòu)串聯(lián)或并聯(lián)輸出，應(yīng)注意協(xié)調(diào)性；熟悉滿足自己設(shè)計(jì)要求的機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程，計(jì)算方法；小組配合性要好！</p><p><b>　　設(shè)計(jì)圖紙見(jiàn)附頁(yè)。</b></p><p>　　每一種機(jī)構(gòu)的CAD圖共四張；</p><p><b>