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1、 運(yùn)動(dòng)要求機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析總體方案初步方案12342第一部分:運(yùn)動(dòng)要求平臺(tái)印刷機(jī)工作要求滾筒與版臺(tái)之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng),即在壓印區(qū)段,滾筒表面點(diǎn)的線速度與版臺(tái)移動(dòng)速度相等;滾筒與版臺(tái)之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng),即在壓印區(qū)段,滾筒表面點(diǎn)的線速度與版臺(tái)移動(dòng)速度相等;版臺(tái)作往復(fù)直移運(yùn)動(dòng);滾筒作連續(xù)或間歇轉(zhuǎn)動(dòng);版臺(tái)作往復(fù)直移運(yùn)動(dòng);滾筒作連續(xù)或間歇轉(zhuǎn)動(dòng);版臺(tái)在壓印區(qū)內(nèi)的速度變化限制在一定的范圍內(nèi)版臺(tái)在壓印區(qū)內(nèi)的速度變化限制在一定的范圍內(nèi)(應(yīng)盡可能小應(yīng)盡可能小);平臺(tái)印刷機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)要求生產(chǎn)率(張/小時(shí))版臺(tái)行程長(zhǎng)度(mm)壓印區(qū)段長(zhǎng)度(mm)滾筒直徑(mm)電機(jī)功率(KW)電機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)低速型1920-20007304
2、402321.5940高速型4000-45007954153603.01430 不同類型的平臺(tái)印刷機(jī)所要求實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)率不同類型的平臺(tái)印刷機(jī)所要求實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)率(即每小時(shí)印刷張數(shù)即每小時(shí)印刷張數(shù))、板臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程長(zhǎng)度及其它設(shè)計(jì)參數(shù)如下表所示:板臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程長(zhǎng)度及其它設(shè)計(jì)參數(shù)如下表所示:5第二部分:初步方案版臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)初步方案版臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)初步方案滾筒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)初步方案滾筒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)初步方案機(jī)構(gòu)的組合機(jī)構(gòu)的組合方案一:六桿機(jī)構(gòu)六桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,加工制造比較容易;作住復(fù)移動(dòng)的構(gòu)件5(即版臺(tái))的速度是變化的,有急回特性。有擴(kuò)大行程的作用;但由于構(gòu)件數(shù)較多,故機(jī)構(gòu)剛性差,不宜用于高速;此外,此機(jī)構(gòu)
3、的分析計(jì)算比較復(fù)雜。方案二:曲柄滑塊機(jī)構(gòu)與齒輪齒條機(jī)構(gòu)的組合 其中下齒條為固定齒條,上齒條與版臺(tái)固連在一起。此組合機(jī)構(gòu)最重要的特點(diǎn)是版臺(tái)行程比鉸鏈中心點(diǎn) 的行程大一些。此外,由于齒輪中心 (相當(dāng)于滑塊的鉸鏈中心)的軌跡對(duì)于點(diǎn) A偏置。所以上齒條的往復(fù)運(yùn)動(dòng)有急回運(yùn)動(dòng)。方案三:雙曲柄機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)與齒輪齒條機(jī)構(gòu) 下齒條也是可移動(dòng)的齒條。故可由下齒條輸入另一運(yùn)動(dòng),以得到所需的合成運(yùn)動(dòng);當(dāng)不考慮下齒條的移動(dòng)時(shí),上齒條(即版臺(tái))運(yùn)動(dòng)的行程也是轉(zhuǎn)動(dòng)副中心點(diǎn) 的行程的2倍。這里用兩個(gè)連桿機(jī)構(gòu)串聯(lián)主要是考慮到用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)滿足版臺(tái)的行程要求,而用雙曲柄機(jī)構(gòu)滿足版臺(tái)在壓印區(qū)中近似勻速的要求和回程時(shí)的急回特性
4、要求。方案四:齒輪可作軸向移動(dòng)的齒輪齒條機(jī)構(gòu) 齒輪齒條機(jī)構(gòu)的上、下齒條均為可移動(dòng)的齒條且都與版臺(tái)固接在一起。當(dāng)采用凸輪機(jī)構(gòu)(圖中未示出)撥動(dòng)齒輪沿其軸向滑動(dòng)時(shí),可使齒輪時(shí)而和上齒條嚙合時(shí)而和下齒條嚙合,從而實(shí)現(xiàn)版臺(tái)的往復(fù)移動(dòng)。若齒輪作勻速轉(zhuǎn)動(dòng),則版臺(tái)作勻速往復(fù)移動(dòng)。這將有利于提高印刷質(zhì)量,使整個(gè)印刷幅面的印痕濃淡一致。但由于齒輪的撥動(dòng)機(jī)構(gòu)較復(fù)雜,故只在印刷幅面較大(如 ),對(duì)印痕濃淡均勻性要求較高時(shí)采用。返回方案一:齒輪齒條機(jī)構(gòu)(轉(zhuǎn)停式滾筒的傳動(dòng)機(jī)構(gòu))1.優(yōu)點(diǎn):可保證滾筒表面點(diǎn)的線速度和版臺(tái)速度在壓印區(qū)段完全等的要求;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。2.缺點(diǎn):版臺(tái)空回時(shí),滾筒應(yīng)停止轉(zhuǎn)動(dòng),應(yīng)設(shè)置滾筒與版臺(tái)運(yùn)動(dòng)的脫離裝
5、置和滾筒的定位裝置。由于滾筒時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)停,慣性力矩校大,不宜用于高速。定位裝置方案二:齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度是常量。當(dāng)與其配合的版臺(tái)由非勻速機(jī)構(gòu)(如前述版臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案1、2、3帶動(dòng)時(shí),很難滿足速度同步的要求,因而此種機(jī)構(gòu)方案一般只和版臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案4配合使用。方案三:雙曲柄機(jī)構(gòu)此傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為非勻速運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),但當(dāng)設(shè)計(jì)合適時(shí),可使?jié)L筒在壓印區(qū)段的轉(zhuǎn)速變化平緩,這樣既可保證印刷質(zhì)量,又可減小滾筒直徑。因?yàn)檫@種機(jī)構(gòu)的滾筒作連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),所以其動(dòng)態(tài)性能比轉(zhuǎn)停式性能簡(jiǎn)好。返回機(jī)構(gòu)組合機(jī)構(gòu)組合版臺(tái)傳動(dòng)版臺(tái)傳動(dòng)滾筒傳動(dòng)滾筒傳動(dòng)增設(shè)傳動(dòng)增設(shè)傳動(dòng)方案一方案一偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)齒輪齒條機(jī)構(gòu)齒輪齒條機(jī)構(gòu)離合定位機(jī)構(gòu)離
6、合定位機(jī)構(gòu)方案二方案二齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)換向機(jī)構(gòu)換向機(jī)構(gòu)方案三方案三雙曲柄和曲柄雙曲柄和曲柄滑塊滑塊齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)的組合注意點(diǎn):(1)印刷機(jī)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案、中應(yīng)加設(shè)滾筒與版臺(tái)的運(yùn)動(dòng)脫離機(jī)構(gòu)及滾筒定位機(jī)構(gòu);(2)在按主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案IV設(shè)計(jì)時(shí),為了保證滾筒表面點(diǎn)的線速度與版臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度在壓印區(qū)段完全一致,一般應(yīng)加設(shè)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)。如圖3-17所示凸輪補(bǔ)償機(jī)構(gòu)。 行程較大,具有急回特性,利用版臺(tái)的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)滾筒運(yùn)動(dòng),簡(jiǎn)化了滾筒的傳動(dòng)路線,很好的保證了版臺(tái)和滾筒之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng),結(jié)構(gòu)緊湊;工作行程速度變化大,影響印刷質(zhì)量。方案一方案二齒輪傳動(dòng)平穩(wěn),能夠保證版臺(tái)勻
7、速運(yùn)動(dòng)和版臺(tái)與滾筒之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng);沒(méi)有急回特性,在運(yùn)動(dòng)中實(shí)現(xiàn)版臺(tái)的換向有點(diǎn)困難,因此不能連續(xù)工作。方案三利用雙曲柄機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)串聯(lián),減小的工作行程速度變化,并且增設(shè)凸輪補(bǔ)償機(jī)構(gòu),進(jìn)一步減小速度的變化;行程大,具有急回特性。最終的方案 版臺(tái)傳動(dòng)為雙曲柄機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)組成的串聯(lián)機(jī)構(gòu),滾筒傳動(dòng)為齒輪齒條機(jī)構(gòu),增設(shè)離合定位機(jī)構(gòu)。綜合三個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn),工作行程速度變化小,行程大,具有急回特性,簡(jiǎn)化了滾筒的傳動(dòng)路線,很好的保證了版臺(tái)和滾筒之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng),結(jié)構(gòu)緊湊。20第三部分:機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析運(yùn)動(dòng)分析與設(shè)計(jì)的過(guò)程1:雙曲柄機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)12431122433112233223321 11223331 1
8、1coscoscossinsinsinsinsinsincoscoscoslllllllllllllllllvvvv通過(guò)matlab編程,得到從動(dòng)曲柄的角速度 的變化曲線,如圖運(yùn)動(dòng)分析與設(shè)計(jì)的過(guò)程2:曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析通過(guò)matlab編程,得到滑塊速度的變化曲線,如圖:212212221122122221coscossinsinarcsin(sin)/ )coscossin1sincoscosrlSErlSrleerlSrllrlarvvvvv運(yùn)動(dòng)分析與設(shè)計(jì)的過(guò)程3:速度的疊加將雙曲柄機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的速度進(jìn)行疊加,通過(guò)調(diào)整得到一段近似平直的速度曲線,如圖運(yùn)動(dòng)分析與設(shè)計(jì)的過(guò)程4:凸輪的補(bǔ)償
9、 為了消除凸輪的剛性沖擊和柔性沖擊,在補(bǔ)償位移的兩端加上余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律,最終得到補(bǔ)償凸輪的輪廓。凸輪凸輪轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角/度度120-164120-164164-270164-270270-300270-300其余其余運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)規(guī)律正弦加速度正弦加速度補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)正弦加速度正弦加速度休止休止120164oo:164270oo:270300oo:第四部分:最終結(jié)果最終設(shè)計(jì)結(jié)果滑塊行程滑塊行程版臺(tái)行程版臺(tái)行程最大壓印行程最大壓印行程行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)工作最小傳動(dòng)角工作最小傳動(dòng)角回程最小傳動(dòng)角回程最小傳動(dòng)角405.6405.681081064641.751.7578.778.768.4368.43類型生產(chǎn)率張/小時(shí)滾筒轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比低速型200033.3429高速型400066.621.45根據(jù)要求選擇根據(jù)要求選擇Y100L2-4型電動(dòng)機(jī),額定功率型電動(dòng)機(jī),額定功率3KW,滿載轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1430r/min。版臺(tái)工作尺寸的設(shè)計(jì)版臺(tái)工作尺寸的設(shè)計(jì)機(jī)械的工作循環(huán)圖版臺(tái)版臺(tái)回程回程工作行程工作行程回程回程棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)靜止靜止轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)靜止靜止?jié)L筒滾筒靜止靜止轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)壓印壓印轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)靜止靜止 補(bǔ)償凸輪補(bǔ)償凸輪休止休止正弦加速度正弦加速度補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)正弦加速度正弦加速度休止休止 定位凸輪定位凸輪推程推程遠(yuǎn)休遠(yuǎn)休回程回程感謝大家,敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指正!感謝您的觀看。