机械原理课程设计自动盖章机设计

1、湖南工业大学课程设计机械工程学院 学院（系、部）20152016袋学年第 2学期课程名称机械原理课程设计指导教师职称 教授 学生姓名专业班级 学号题 目自动盖章机的设计 成 绩 起止日期 2016年 6月20 日2016年6月24日目 录清单序号材料名称资料数量备注1课程设计任务书12课程设计说明书13课程设计图纸张456HUNAN UNIVERSITV OF TECHNOLOGV机械原理设计说明书自动盖章机起止日期：2016年6月20日至2016年6月24日学 生 姓 名班级学号成绩指导教师（签字）机械工程学院（部）2016年6月24日目录0.设计任务书11、 功能分解22、 机构的选用23、 机构的组合34、 方案详述95、 机构的设计106、 传动方案设计147、参考资料158、总结15湖南工业大学课程设计任务书2015 2016学年第2学期机械工程学院(系、部)专业 班级课程名称:机械原理课程设计设计题目:自动盖章机的设计完成期限:自2016年6月20日至2016年6月24日共1周内 容 及 任 务?设计任务(1)可采用目前传统印章(不用印泥)，适用于常用的几种办公印章结构形状

2、；(2)实现在单页A3 ,B4,B5纸上盖章,纸的厚度为常见厚度，最大容许装纸量不少 于100弓K;(3)纸面盖章位置可任意调节；(4)每分钟盖章次数不少于10页；(5)电源电压为220V;(6)对于工作中出现的非正常情况或危险情况具有保护措施；适合于桌面工作，操作简单安全，盖章质量可靠，工作噪音低，结构轻巧，外形 美观。?设计提示(1)将纸盒中的一叠纸分成单页的方法很多，如靠机械推拉,离心力，摩擦力，静电等分离纸张。(2)在盖章的瞬间要求纸静止；因此，纸的输送机构应含有间歇运动机构。进度安排起止日期工作内容6、20-6、21构思该机械运动力某6、22-6、23运动分析及作图6、24整理说明书与答辩主要 参 资料1 朱理.机械原理M.北京：高等教育出版社，2008:15-2002邹慧君.机械原理课程设计M.北京：高等教育出版社,2009:15-250指导教师：2016年6月24 日一、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： 纸盒送到盖章的工位的功能；纸盒在盖章工位定位功能；盖章机的盖章功能；盖章后的输出功能二、机构的选用根据前述设计要求，并且根据技术、

3、经济及相容性要求，确定运动的执行元 件一一纸张输送机构，定位机构，盖章机构，输送机构，选用相应的机构来实现 各项运动的功能，。自动盖章机的机构选型功能执行构件工2动作执行机构输送纸张纸张输送机构水平往复运动凸轮机构连杆机构纸盒定位定位机构垂直间歇往复 运动凸轮机构连杆机构蛊章盖草机构铅直间歇往复 运动凸轮机构连杆机构纸张输送输送机构垂直间歇往复 运动凸轮机构连杆机构三、机构的组合纸张输送机构 备选方案一：机构特点：此方案采用凸轮机构+摇杆滑块机构，当凸轮的旋转时，推杆 将绕支架摆动，从而带动滑块在来回运摆动。通过将凸轮的旋转运动转换成滑 块的有急回运动的间歇往复运动来实现间歇送料的目的。优点：凸轮的使用容易实现预期的运动规律 ，滑块急回运动不明显，对 纸盒的冲击小。缺点：凸轮的旋转运动导致摇杆的摆动角度较小 ，滑块行程较短，对纸 盒的撞击速度不大，极易导致不能使纸盒送到预订的打印工位，工作效率低。备选方案二：77777777777777777777/机构特点：此方案采用曲柄滑块机构，当曲柄等速转动时，从动件变速往复摆 动，该机构可在曲柄长度一定的情况下，使执行构件滑块获得较大的行程。通

4、过将 轴的旋转运动转换成滑块的有急回特性的往复移动，可实现间歇送料的功能。优点:均为低副，具运动副元素为面接触，压力较小，承载能力较大，润滑好，磨 损小，加工制造容易，且连杆机构中的低副一般就是几何封闭，对保证工作的可靠 有利。此机构中滑块在两个极限位置时其瞬时速度为零 ，避免了当把纸盒送到工 位出产生机械上的冲击，从而避免了对纸盒的损害。此机构被设置成偏置的，能实 现快进慢回或慢进快回的运动特性。此设计中我们选择快进慢回的运动特性。缺点:机构的类型数据需精确，不然会对纸盒产生冲击。定位机构：备选方案一：构特点：此方案通过上置的凸轮机构，推动滚子导杆，控制定位杆的伸出或 缩进，从而控制物块运动或静止。优点:凸轮机构可以实现各种复杂的运动要求，而且结构简单、紧凑。易于控制导杆的长度可以自由设定，凸轮的行程不致太大，便于加工制造。还可以 控制输出，作为输出机构。缺点：需要弹簧的拉伸才能保证推杆紧贴凸轮运动，有一定的能量损失。 备选方案二：机构特点：此方案采用凸轮+连杆机构，通过将凸轮的旋转运动转换成定位 杆的垂直方向的往复运动，从而实现对工件进行定位的目的。优点：机构简单，便于制造，节约成

5、本。由于凸轮的近休与远休位置，可以在 定位时停留一段时间，保证了打印的精度，避免了打印时物块移动导致的打印不 清晰或打印不明显的现象。缺点：这样的凸轮制造难度较大，而且易磨损，容易损坏凸轮，需经常更换, 也就增加了成本。凸轮的行程较大时，才能保证打印头远离工件一定的距离。盖章机构：备选方案一:机构特点：此机构由推杆滚子凸轮、弹簧与连杆等构成。在此机构中 ， 通过凸轮+连杆机构将转轴的旋转运动转换成连杆的往复摆动 ，从而实现打印 功能。优点：机构传动路线较短，打印时可以产生一定的间歇，打印更清晰准 确;通过主轴即可带动打印，改变凸轮廓线即可改变打印时间，易于控制；加工 简单。缺点：打印时占用空间较大，也需弹簧拉伸作用使滚子推杆紧贴凸轮运 动。凸轮的行程不大时，打印时距离工件较小，形成较大时，凸轮尺寸较大，占用 空间较多。打印头下部需装有重物，使打印头垂直打印，否则打印时会出现摩擦痕迹。尺寸计算时有一定困难。备选方案二:机构特点 : 此方案采用凸轮连杆机构, 将凸轮的旋转运动转换成打印杆的垂直方向的往复运动 , 从而实现对机构进行打印的目的。优点 : 机构简单 , 便于制造 , 节约成本。

6、 由于凸轮的近休与远休位置, 可以在打印时停留一段时间 , 保证了打印的清晰度, 避免了打印时一闪而过的打印不清晰或打印不明显的现象。 这样的凸轮制造难度过不大, 且不易磨损, 也就不需要高强度的合金, 节约了成本。 凸轮的行程不用很大, 就能保证打印头远离工件一定的距离。缺点 : 需要弹簧的拉伸才能保证推杆紧贴凸轮运动 , 有一定的能量损失。输送机构 :备选方案一:机构特点：此方案的输出采用凸轮+连杆机构，通过将凸轮的旋转运动转换 成连杆的旋转摆动，来实现输出的目的。优点：机构传动路线短，输出的速度相对较快。缺点：机构的杆件形状较为复杂，计算较为困难，易出现打印位置不水平, 使打印出现偏差。杆件需要完全的刚性，连接时也需要较紧，不能有错位。杆件的 分布设置又t度较大，杆件的强度要求也较大。备选方案二：机构特点：此方案通过上置的凸轮机构，推动滚子导杆，控制定位杆的伸出 或缩进，从而控制物块运动或静止。优点：凸轮机构可以实现各种复杂的运动要求，而且结构简单、紧凑。易于控制，导杆的长度可以自由设定，凸轮的行程不致太大，便于加工制造。缺点：需要弹簧的拉伸才能保证推杆紧贴凸轮运动，有一定的能量

7、损失。四、方案详述最终方案：电动机选择原因:1）齿轮传动机构较为稳定，传动比稳定2）盖章处印章开程较小，根据杠杆原理采用凸轮机构连接杆组较为合适。3）纸张输送处用偏置曲柄滑块机构有急回特性,曲柄的回转中心位于滑块导路上方，这样可以实现，快速送料，慢速返回的性能，且能保证送料行程的距离。 当滑块把纸盒送到工位之前滑块的运动速度就是逐渐减小的而且送到工位时的 瞬时速度为零，从而减少了机械冲击对纸盒损害。4）用凸轮机构连接三角形推块，可同时实现输出物料与固定当前印盖物 料，节省空间，简化机构、5）机构简单成本较低且易于装配。五、机构设计：纸张输送机构：曲柄滑块尺寸确定：在本机构中设置行程速比系数K=2,偏距e=50mm滑块行程为120mnm由公式180 口可以求得,该曲柄滑块的极位夹角60 ,用作图K 1法求出曲柄AB,连杆BC的长度，：步骤一：作出行程长C1C2 =120mm,CQz的垂直平分线,以CQ2的长为半径画圆，与垂直平分线交于点 D,作C1C2D的外接圆,则C1C2在圆上的任意对应角为60步骤二:，过Ci点作与C1C2距离为50mm勺直线与圆交于点A,连接ACi、AC2, 以A为

8、圆心，AC1为半径交AC2于点E。步骤三：作C2E的垂直平分线,量取1/2 C2 E的长度,以A为圆心画圆,交 AC?于B2点，交AC的延长线于Bi点。步骤四：量取B2c2的长度即为连杆BC的长度,ABi的长度即为曲柄AB的长 度。AB=43mm,BC=94mm送料机构为曲柄滑块机构，从动齿轮充当曲柄，所以从 动锥齿轮的直径不少于 86mm即从动锥齿轮的齿数不可少于 2936,故所选的齿 数合适。盖章机构：凸轮机构根据生产效率得出10次/ min,主轴转速为1、05rad/s打印凸轮的行程可任意设定，不可太大，否则将增加成本，本设计中取H=10mn 圆半径为20mm偏心距e=0,近休角为180度，推程角为60度，远休角为60度，回 程角为60度。定位机构（输出机构）：凸轮机构输出时，纸盒推至一半以上将发生倾斜，如图所示：假设定位时，定位档杆只挡到纸盒的一半位置，即20mm则输出时，由于倾斜 做用，挡板需要上升的距离为（50贬-20） 51mm故打印凸轮的行程需很大，凸轮 的行程不少于51mm本设计中取H=60mmS基圆半径增大，可见小压力角，从而改 善机构的传动机构的传力特性，但系事机构的尺寸也会增大，故取此凸轮的基圆 半径为60mm偏心距e=0,近休角为60度，推程角为30度，远休角为210度，回程 角为60度。六:传动方案设计:纸张输送的往复移动电动机印章间歇往复移动运动分支定位机间歇往复移动输出机间歇往复移动传动装置参数：所选取的齿轮传动的齿轮均为渐开线标准齿轮,其模数m=3,压力角20 ,齿顶高系数h； 1.0，标准直齿圆柱齿轮的顶隙系数 c* 0.25，锥齿轮的顶隙系数 * c 0.2 o减速1为皮带轮传动，主动轮直径为130mm从动齿轮的直径为390mm专动比 为3。减速2为标准直齿圆柱齿轮啮合，主动轮齿数为18,从动齿轮的齿数为72, 传动比为4。减速3为标准直齿圆柱齿轮啮合，主动轮齿数为18,从动齿轮的齿数为72, 传动比为4。减速4为标准直齿圆柱齿轮啮合，主动轮齿数为18,从动齿轮的齿数为54, 传动比为3。送料机构采用锥齿轮，啮合齿数均为36齿。运动循环图及运动分析：1、运动循环表输送送料退回定位问卜停停向上盖章停向卜停向上停输出推出停停推出2、运动循

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