自动打印机机械原理设计说明书.doc

自动打印机机械原理设计说明书1电动机的选择电动机是机械系统中的驱动部分,它为系统提供能量或动力,并将能量转换为系统需要的运动形式——转动,是机械系统中必不可少的,在机械系统方案中必须根据系统的特点、考虑和选择合适的电动机对于驱动自动打印机工作的电动机的参数和性能的选择,我们应考虑到以下因素：①考虑到现场能源的供应情况,有电源的情况下,应尽可能选择电力驱动,因为它的成本低,控制操作方便,机械活动围广；②考虑到原动件的机械特性和工作制度与工作机相匹配,电动机根据打印机在工作的频繁程度选取相应的工作制度〔FC=15%~60%；③打印机对电动机提出启动、过载、运转平稳性、调速和控制等方面的要求,需要保证打印头和加紧机构运转平稳；④考虑到工作环境的因素,应防爆、防尘、防腐蚀；⑤电动机应工作可靠、操作简单、维修方便；⑥为了提高机械系统的经济效益,选择电动机应考虑经济成本,电动机的额定功率必须满足负载需要,但也不能过大对电动机来说所选电动机功率过大造成功率因素过低也是不经济的常用电动机的结构特性、优缺点及应用围见表1.1表1.1类型名称机构特征优缺点及应用围一般异步电动机Y系列三相异步电动机该系列电动机能防止水滴,灰尘,铁屑或其他杂物侵入电机部,它是我国近年来研制成功的节能型电动机运行可靠寿命长,使用维护方便,性能优良,体积小,质量轻,转动惯量小,用料省等 适用于不含易燃,易爆或腐蚀性气体的场所和无特殊性能要求的机械上,如：金属切削机床,水泵,鼓风机,运输机械,矿山机械,搅拌机,农业机械,食品机械等YZ,YZR系列起重及冶金用三相异步电动机采用封闭式外部风冷机构具有较高的机械强度及过载能力,能承受经常的机械冲击及振动,转动惯量小,过载能力大,适用于经常快速启动及逆转,电气及机械制动的场合,还适用于有过负荷,有显著振动和冲击的设备,如：各种形式的起重,牵引机械及冶金设备的电力拖动变速异步电动机YD系列变极多速三相异步电动机是取代JD系列变级多速三相异步电动机的更新换代产品,其机械结构与Y系列相同具有双速,三速,四速三种调整围,转速可逐级调节,适用于各式万能和专用金属切削机床,木工机床以及起重传动设备等需要多级调速传动的装置,还可驱动高频发电机,借以改变高频电动机的转速防爆异步电动机YB、JA系列防爆异步电机结构与Y系列相似,为了满足防暴,适当加固具有运行可靠,使用安全,寿命长,维修方便,性能优良,重量轻,体积小,转动惯量小和用料省等优点。

适用于具有爆炸危险性混合物的场所电磁调速三相异步电动机YCD电磁调速三相异步电动机有组合式和整体式两种结构这两种调速电动机均为防护式,空气自冷,卧式安装,且无碳刷,集电环等滑动接触部件具有结构简单,可靠,速度调节均匀平滑,无失控区,使用维护方便等优点对于启动力矩高,惯性大的负载有缓冲启动的作用,同时有防止过载等保护作用适用于恒转矩负载的速度调节和力控制的场合更适用于鼓风机和泵类负载场合它广泛用于纺织,印染,水泥,造纸,印刷,食品,冶金,橡胶,塑料,制糖,搅拌,鼓风,水泵,纤维,线缆等工业部门,作动力,传输,自控用等直流电动机 Z4系列直流电动机采用多角形结构,空间利用率高定子磁扼为叠片式,磁极安装有准确定位,因而换向良好具有运行可靠,技术经济指标较高,用料省,体积小,质量轻,性能好,工艺先进合理,广泛用于金属切削机床和造纸,水泥,钢铁,染织等部门控制电机BF系列步进电动机步进电动机的机械角位移与脉冲数量严格成正比,以改变脉冲频率实现调速BF系列步进电动机具有定位精度高,同步运行特性好,调速围宽,能快速启动,反转和定位等特点,广泛应用于数控机床,计算机外围设备,各种自动控制装置,自动调节仪表装置中作执行和驱动元件SL系列交流伺服电机SL系列交流伺服电机为鼠笼转子式两相伺服电动机其功用是将电信号转变为轴上的机械转矩。

它具有良好的可控性,启动和制动迅速,无自转现象,电机运行平稳转速随转矩的增加而均匀下降本系列伺服电动机广泛用于自动控制随动系统和计算机技术装置中作执行元件SZ系列直流伺服电机SL系列直流伺服电机系电磁式直流伺服电机它具有机械特性,调节特性线性度好调速围广,启动转矩大等优点广泛用于自动控制系统中作执行元件,亦可作驱动元件根据各种电动机特点和应用围,以及设计的自动打印机的结构特点,工作环境等各方面的综合因素,我们选择的电动机及其参数如下表1.2表1.2型号功率/kw电流/A转速/满载效率/%功率因数/Y2-132S-637.496081.00.76堵转电流/实际电流堵转转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩6．52.12.12功能原理设计自动打印机的工作原理图如图2.1所示：图2.1此系统有送料机构1、定位机构、打印机构3-4-5-6、纸盒输出机构和减速传动机构等组成,由电动机驱动主轴上的几个执行机构,完成送料、定位、打印和送出的任务电动机输出的转速经过减速机构将轴的转速减到主轴上执行机构需要的转速,再将轴的旋转运动通过不同的机构转换成各个执行构件所需的运动如：通过曲柄滑块机构将转轴的旋转运动转换成曲柄滑块中滑块的往复移动,从而达到送料的功能；通过直动滚子推杆盘形凸轮机构将转轴的旋转运动转换成推杆的间歇往复移动,从而实现定位和送出两个功能；通过凸轮机构将转轴的旋转运动转换成推杆的间歇往复移动,从而实现打印功能；自动打印机的打印功能就是通过这些机构完成的。

3功能分解及工艺过程分解3.1功能分解为了实现在纸盒上自动打印记号的总功能,可将总功能分解为如下功能：① 纸盒送到打印机的工位的功能；② 纸盒在打印工位定位功能；③ 纸盒的打印功能；④ 纸盒打印后输出功能；其功能逻辑图如3.1所示：纸盒上自动打印记号总功能纸盒在打印工位定位功能纸盒的打印功能纸盒打印后输出功能送料功能定位功能打印功能输出功能纸盒送到打印机的工位的功能图3.13.2功能原理的工艺过程分解① 纸盒送到打印机的工位的功能：用偏置曲柄滑块中滑块的往复移动,来实现送料的功能如图3.2所示图3.2② 纸盒在打印工位定位功能：直动滚子推杆盘形凸轮机构的推杆的间歇往复移动,来实现定位功能③ 纸盒的打印功能：通过凸轮机构的推杆的间歇往复移动,从而实现打印功能④ 纸盒打印后输出功能：直动滚子推杆盘形凸轮机构的推杆的间歇往复移动,从而实现送出功能图3.3能实现定位、打印和输出功能图3.34根据工艺过程确定执行构件的运动形式1.由送料机构的工作原理和结构可知,它的执行构件是滑块,其执行构件做水平的往复移动2.定位机构由凸轮和推杆组成,执行构件是推杆,此执行构件做的是连续的垂直方向的间歇往复移动。

3.打印机构是由凸轮和推杆组成,其执行构件是推杆,此执行构件的动作是连续的在铅直方向的间歇往复移动4.输出机构也即定位机构,由凸轮和推杆组成,执行构件是推杆,此执行构件做的是连续的垂直方向的间歇往复移动5机构系统运动转换功能图根据执行构件的运动形式,绘制机械系统运动转换功能图如图5.1所示：减速3 减速4 送料杆的往复移动电动机运动分支 打印头间歇往复移动减速1 减速2 运动分支 定位板间歇往复移动 输出板间歇往复移动图5.16根据执行构件的运动形式选择机构<1>送料机构执行构件运动形式：送料推杆的水平的往复移动可选择机构：可选用凸轮机构,连杆机构,组合机构〔如凸轮+连杆机构等<2>定位机构执行构件运动形式：定位推杆的垂直方向的间歇往复移动可选择机构：可选用凸轮机构,连杆机构,组合机构〔如凸轮+连杆机构等<3>打印机构执行构件运动形式：打印头的铅直方向的间歇往复移动。

可选择机构：可选用凸轮机构,连杆机构,组合机构〔如凸轮+连杆机构等<4>输出机构执行构件运动形式：输出机构也即定位机构,输出控制杆也即输出控制杆,作垂直方向的间歇往复移动可选择机构：可选用凸轮机构,连杆机构,组合机构〔如凸轮+连杆机构等7创建机械系统运动方案7.1传动装置的选择与比较机械系统中的传动装置是指把原动机输出的机械能传递给执行构件并兼实现能力量的分配、转速的改变和运动形式的改成等作用的中间装置7.1.1 传动装置的类型及特点常见的机械传动装置有带传动、齿轮传动、链传动,其特点和性能如表7.1所示：表7.1类别带传动齿轮传动链传动特点轴间距围大,工作平稳,噪声小,能缓和冲击,吸收震动；摩擦性带传动有过载保护作用；结构简单,成本低,安装要求不高；外廓尺寸较大；摩擦型带有滑动,不能用于分度链,由于带的摩擦起点,不已用于易燃易爆的地方；轴和轴承上的作用力大,带的寿命比较短承载能力和速度围大；传动比恒定,采用行星传动可获得很大的传动比,外廓尺寸小,工作可靠,效率高制造和安装精度要求高,精度低时,运转有噪音；无过载保护作用轴间距围大；传动比恒定,链条组成件间形成的油膜能吸震,对恶劣环境有一定的适应能力,工作可靠；作用在轴上的载荷小；运转的瞬时速度不平均,高速时不如带传动平稳〔齿形键较好；链条工作时,特别是因磨损产生伸长以后,容易引起共振,因而需增设紧和减震装置效率与速度和制造精度有关圆柱齿轮圆锥齿轮直齿曲线齿 滚子链v单级传动比i受小带轮的包角和外廓尺寸的限制平带 <=4~5V带 <=7~10同步带 <=10受结构尺寸的限制一般 <=10受小链轮包角的限制通常,<=8工作条件良好可达10寿命带轮直径大,带的寿命长取决于轮齿材料的接触和弯曲强度以及抗胶合与抗磨损能力与制造质量有关5000~15000h7.1.2 确定传动方案及确定原因最终选择传动装置：带传动、齿轮传动,其中减速1为带传动,其余减速机构为齿轮传动。

原因：〔1链传动运转的瞬时速度不平均,高速时不如带传动平稳〔齿形键较好；链条工作时,特别是因磨损产生伸长以后,容易引起共振,因而需增设紧和减震装置故不用此传动〔2送料——定位——打印——输出,各原动件存在一定的距离,用齿轮带传动,可以保证传递运动的精确性,而且可以满足各原动件之间的定位要求 〔3选择齿轮作为减速元件,理由是传动准确、平稳,承载能力和速度围大,传动比恒定,外廓尺寸小,工作可靠,传动效率高〔4选择带传动作为减速装置,是因为其轴间距围大,工作平稳,噪声小,能缓和冲击,吸收震动,结构简单,成本低,安装要求不高；摩擦性带传动又有过载保护作用但其外廓尺寸较大,故可用于初级减速〔5因为电机转速是960r/min,生产率是80个/ min,所以传动比是12：1带传动〔减速1传动比为3,减速2传动比为4,减速3传动比为4,减速4传动比为37.2机械系统运动方案的拟定与。