機械原理課程設(shè)計—自動蓋章機

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1、機械原理課程設(shè)計 說明書 設(shè)計題目 ：自動蓋章機 學(xué) 院 ：汽車學(xué)院 專 業(yè) ：車輛工程 班 級 設(shè)計 者 指導(dǎo)教師 2013 年 7 月 5 日 目錄 一、 設(shè)計題目與任務(wù) 3 1. 設(shè)計題目 3 2. 設(shè)計要求 3 二、 設(shè)計方案分析 3 1. 原動機的選擇 3 2. 功能分解 4 3. 蓋章機構(gòu)的選型 5 4. 方案選擇 6 5. 傳動機構(gòu)的選擇與比較 7 三、機構(gòu)設(shè)計 9 1. 蓋章機構(gòu) 9 2. 紙槽與分紙機構(gòu) 9 3. 傳動比計算 10 四、機構(gòu)設(shè)計簡圖 11 五、設(shè)計小結(jié)

2、12 六、參考文獻 13 、 設(shè)計題目與任務(wù) 1. 設(shè)計題目 自動蓋章機 2. 設(shè)計要求 （1）可采用目前傳統(tǒng)印章（不用印泥） ，適用于常見的機場辦 公印章結(jié)構(gòu)形狀； （2）實現(xiàn)在單頁 A3（297*420） 、B4（250*393） 、B5（176*250） 紙上蓋章，只的厚度為常見厚度，最大容許裝質(zhì)量不少 于 100 張； （3）直面蓋章位置可任意調(diào)節(jié)； （4） 每分鐘蓋章次數(shù)不低于 10 也； （5）電源電壓為 220 V ; （6）對于工作中出現(xiàn)的非正常情況或危險情況具有保護措施 （7）適合于桌面工作，操作簡單安全，蓋章質(zhì)量可靠，工作 噪聲低，結(jié)構(gòu)輕巧，外形美

3、觀。 、 設(shè)計方案分析 1. 原動機的選擇 如表格所示： 型號 功率/kW 額定轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 角速度wk / ( r/min) / (N - m Tk/ (N- m / (1/s ) Y132S-6 3 960 29.844 59.688 96.34 選擇的電動機的額定功率必須滿足負載要求， 而且必須保證在啟 動時可以順利地運行，對于電動機來說，轉(zhuǎn)速選擇 960r/min合適， 可以保證運行的穩(wěn)定性。另外轉(zhuǎn)速也不可過高，這樣造成功率因素過 低，這也是不經(jīng)濟的。電動機的運動參數(shù)為轉(zhuǎn)速。電動機的速度越高， 其尺寸和質(zhì)量也就越大，價格也就

4、越高，但當執(zhí)行構(gòu)件的速度較低時， 若選用高速電動機，勢必需要大減速比的減速裝置，反而可能會造成 機械傳動系統(tǒng)的過分龐大和制造成本的顯著增加。 在此機械運動中執(zhí) 行構(gòu)件要求的效率不是很大，經(jīng)過多方面的考慮我選 960r/min的電 動機。型號為Y 132S-& 2.功能分解 i /利用摩擦力 自動分紙進 紙 、利用靜電力 自動蓋章機〈 凸輪連桿機 \ /構(gòu) 自動蓋章 / 凸輪推桿機 構(gòu) \ 曲柄滑塊機 構(gòu)  3. 蓋章機構(gòu)的選型 (1) 凸輪連桿機構(gòu) 功能：將凸輪的連續(xù)往復(fù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成印章的上下往復(fù)移動， 從而實現(xiàn) 打印功能。 優(yōu)點：構(gòu)造簡單，在行程

5、的起此點有較好的邊界條件；在各段不同的 運動規(guī)律的鏈接點上滿足位移、速度連續(xù)，即其運動曲線應(yīng)光 滑過度；各段不同的運動規(guī)律有較好的動力性能和工藝性能， 打印精度高。 缺點：凸輪制造較困難，容易磨損，經(jīng)濟性差，維護性不好。 (2) 凸輪推桿機構(gòu) 功能：將凸輪的連續(xù)往復(fù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成印頭的上下往復(fù)移動， 從而實現(xiàn) 打印功能。 優(yōu)點：構(gòu)造簡單，在行程的起此點有較好的邊界條件；在各段不同的 運動規(guī)律的鏈接點上滿足位移、速度連續(xù)，即其運動曲線應(yīng)光 滑過度；各段不同的運動規(guī)律有較好的動力性能和工藝性能， 打印精度高。 缺點：凸輪制造較困難，維護性不好。 (3) 曲柄滑塊機構(gòu) 功能：

6、將曲柄連續(xù)往復(fù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成滑塊在導(dǎo)軌上連續(xù)往復(fù)移動， 實現(xiàn) 蓋章功能。 優(yōu)點：設(shè)計制作簡單，易于維護，經(jīng)濟，可靠性高，使用范圍廣。 缺點：運動規(guī)律任意性較差，運轉(zhuǎn)精度較低。 4. 方案選擇 通過對以上備選方案在運動性能，工作性能，動力性能，經(jīng) 濟性和結(jié)構(gòu)緊湊性等方面的比較， 最終自動蓋章機的蓋章機構(gòu)選 擇方案3曲柄滑塊機構(gòu)。 5. 傳動機構(gòu)的選擇與比較 機械系統(tǒng)中的傳動機構(gòu)是把原動機輸出的機械能傳遞給執(zhí)行 機構(gòu)并實現(xiàn)能量的分配、轉(zhuǎn)速的改變及運動形式的改變的中間裝 置。傳動機構(gòu)最常見的有齒輪傳動、帶傳動、蝸桿傳動等。他們 的特點如下表： 特點 壽命 應(yīng)用 齒輪傳

7、動 承載能力和速度范圍大；傳動比恒定， 采用衛(wèi)星傳動可獲得很大傳動比，外廓 尺寸小，工作可靠，效率咼。制造和安 裝精度要求高，精度低時，運轉(zhuǎn)有噪音； 無過載保護作用 取決于齒輪材 料的接觸和彎 曲疲勞強度以 及抗膠合與抗 磨損能力 金屬切削機 床、汽車、起 重運輸機械、 冶金礦山機械 以及儀器等 蝸桿傳 動 結(jié)構(gòu)緊湊，單級傳動能得到很大的傳動 比；傳動平穩(wěn)，無噪音；可制成自鎖機 構(gòu)；傳動比大、滑動速度低時效率低； 中、咼速傳動需用昂貴的減磨材料；制 造精度要求高，刀具費用貴。 制造精確，潤 滑良好，壽命 較長；低速傳 動，磨損顯著 金屬切削機床 （特別是分度 機構(gòu)）、起重 機

8、、冶金礦山 機械、焊接轉(zhuǎn) 胎等 帶傳動 軸間距范圍大，工作平穩(wěn)，噪音小，能 緩和沖擊，吸收振動；摩擦型帶傳動有 過載保護作用；結(jié)構(gòu)簡單，成本低，安 裝要求不咼；外廓尺寸較大；摩擦型帶 帶輪直徑大， 帶的壽命長。 普通 V 帶 3500-5000h 金屬切削機 床、鍛壓機床、 輸送機、通風 機、農(nóng)業(yè)機械 有滑動，不能用于分度鏈；由于帶的摩 擦起電，不宜用于易燃易爆的地方；軸 和軸承上的作用力很大，帶的壽命較短 和紡織機械 鏈傳動 軸間距范圍大；傳動比恒定；鏈條組成 件間形成油膜能吸振，對惡劣環(huán)境有一 定的適應(yīng)能力，工作可靠；作用在軸上 的荷載小；運轉(zhuǎn)的瞬時速度不均

9、勻，高 速時不如帶傳動平穩(wěn)；鏈條工作時，特 別是因磨損產(chǎn)生伸長以后，容易引起共 振，因而需增設(shè)張緊和減振裝置 與制造質(zhì)量有 關(guān) 5000-15000h 農(nóng)業(yè)機械、石 油機械、礦山 機械、運輸機 械和起重機械 等 由上述幾種主要的傳動裝置相互比較可知，由于傳動比較大，故 選擇齒輪傳動，第一級傳動選擇帶傳動， 可對電動機起到過載保護 二、機構(gòu)設(shè)計 1.蓋章機構(gòu) 曲柄滑塊執(zhí)行機構(gòu)尺寸確定 曲柄滑塊機構(gòu)相關(guān)參數(shù)確定步驟： 第一步：取極位夾角為180°,取偏距e=0,行程S=60, 第二步：由曲柄 2OB=OA3-OA1OB=30,BA=50 2.紙槽與分紙機構(gòu)

10、 本設(shè)計采用弧形紙槽與摩擦輪配合實現(xiàn)分紙，利用弧形紙 槽將一打紙分層，并使分開是紙張進入摩擦輪接觸位置，摩擦 輪通過旋轉(zhuǎn)帶動紙張移動至蓋章位置，蓋章結(jié)束后繼續(xù)通過摩 擦輪旋轉(zhuǎn)將紙張送出，并送入下一張紙。 6& 8  3?傳動比計算 齒輪 模數(shù)（mr） 壓力角（度） 齒數(shù)（個） 直齒輪Z1 3 20 30 直齒輪Z2 3 20 90 直齒輪Z3 3 20 30 直齒輪Z4 3 20 90 直齒輪Z5 3 20 20 直齒輪Z6 3 20 80 直齒輪Z7 3 20 30 直齒輪Z8 3 20 60 斜齒輪Z9

11、3 20 30 斜齒輪Z10 3 20 30 斜齒輪Z11 3 20 30 斜齒輪Z12 3 20 30 斜齒輪Z13 3 20 30 斜齒輪Z14 3 20 30 i=n（輸入）/n （輸出）=72 w=960/72=13.33 電動機960r/min 傳動齒輪布置圖 四、機構(gòu)設(shè)計簡圖 電動機軸DrAmlz lie Z 氣 Z3i 印章

12、 五、設(shè)計小結(jié) 從拿到課程設(shè)計題目到完成設(shè)計用了幾天的設(shè)計，由于自動蓋 章機查找不到相關(guān)參考資料， 所有內(nèi)容都是自己思考來做的， 可能方 案實際運行起來會有一些問題，還請老師指正。 通過這次課程設(shè)計，我對機械原理這門課程的學(xué)習更加深入了， 通過翻閱課本和一些有關(guān)機械設(shè)計的參考書， 自己摸索思考形成方案。 運動執(zhí)行的去柄搖桿機構(gòu)的靈感來源于汽車發(fā)動機的活塞和曲柄連 桿機構(gòu)，本方案將發(fā)動機活塞和曲柄的運動取逆運動， 通過曲柄旋轉(zhuǎn) 帶動滑塊往復(fù)運動實現(xiàn)蓋章功能。 分紙方案比較了摩擦法和靜電法，由于對靜電知識不足，故采 取摩擦輪的方法。

13、整個裝置通過電機進行驅(qū)動，分別帶動分紙摩擦輪和曲柄輪同 步運動， 實現(xiàn)一遍分紙一遍蓋章的功能， 可通過調(diào)節(jié)紙槽位置來調(diào)節(jié) 辛 蓋章位置。 本次課程設(shè)計鞏固了理論知識，提高了實踐動手能力，設(shè)計過 程中對CAD等軟件使用不熟練也給設(shè)計過程增加了麻煩， 以后要更加 熟練地裝完機械相關(guān)知識和相關(guān)設(shè)計軟件的使用， 提高自己學(xué)習能力 和水平。 六、參考文獻 [1] 戴娟，機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書，[M].北京；高等教育出版社 [2] 孫恒 陳作模 葛文杰，機械原理，[M].北京；高等教育出 版社 [3] 焱飚，翟敬梅， 機械原理課程設(shè)計[M].北京；機械工業(yè)出 版社 [4] 陸鳳儀，機械原理課程設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社