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大学生机械设计竞赛资料.doc
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大学生机械设计竞赛
机械设计方案书
学校名称：
学生队长：
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第1章 绪论 1
1.1 研制背景与意义 1
第2章 结构设计 1
2.1 结构设计 2
2.2打印机整体尺寸 3
2.3 rostock 运动机构设计………………………………………………………..4
2.4传动方案设计…………………………………………………………………..4
2.5挤出喷头………………………………………………………………………..6
2.6电机的选择……………………………………………………………………..7
2.7温度传感器……………………………………………………………………..7
2.8机械位置传感器………………………………………………………………..7
第3章运动学仿真 6
3.1. 各动力与传动机构设计计算与分析 8
3.2 三维模型预处理 9
第章…………………………………………………………………….9
4.1 3D打印机的优点……………………………………………………………….9
4.2 3D打印技术面临的问题……………………………………………………...10
第5章 设计总结 11
附录： 16
第1章 绪论
1.1 研制背景与意义第2章
2.1基础结构
Delta型3D打印机的实物如图所示，3D 打印机的整体框架是一个由直径12mm的不锈钢搭建的正三棱柱，三棱柱的三根侧棱为滑轨，依靠不锈钢侧棱的加工精度保证滑轨的垂直度与刚度。导轨的上方安装有三台步进电机如图12所示，步进电机通过其轴上的同步带轮带动滑块上的同步带运动，从而将电机轴的旋转运动转变为滑块的直线运动，并带动滑块在导轨上上下行进如图13所示。滑块依靠连杆与打印机喷头相连，当滑块上下运动时，依靠连杆的刚度完成对喷头的牵引，实现对打印头位置的控制。打印所需的原料通过一根聚乙烯管从打印机的上方送入，送入条料所需的动力由一个步进电机提供。工作平面位于打印机的底层，打印机整体采用开放框架，方便打印机平台的调平以及打印机的扩展和维护。辅助系统和检测系统直接安装在打印机的框架之上实现对打印过程的在线监测
含rostock 运动机构的Delta型3D打印机的实物图
2.2打印机整体尺寸
原始成形尺寸：直径300m，高度680mm。整体尺寸计算模型图如图14 所示，等边?JHG为圆P的外切圆，其考虑到零件结构和安装以及任务书的要求，正三棱柱的底边边长取400mm，高度值取800mm。
Soliworks 简略图
2.3 rostock 运动机构设计
rostock 运动机构中的6根连杆长度是相同的。下面要确定连杆的最小长度值。保持打印机的正三棱柱的外形尺寸不变，当rostock 运动机构中的6根杆共面时其处于极限位置，连杆的长度取得最值,此时rostock 运动机构的简化模型如图。
保持打印机的正三棱柱的外形尺寸不变，当滑块位于正三棱柱的最高处，喷头位于打印机底座平面时其处于另一极限位置，连杆的长度取得最大值，此时rostock 运动机构的简化模型如图6所示
2.4 传动方案设计
由打印机的整体尺寸和工作原理可知，该处的传动属于远距离直线传动，可选用的传动方案有螺杆传动和皮带传动，两种传动的优缺点比较如表2所示。
综合考虑3D打印机的各个方面情况，本设计中的传动方案选择皮带传动。皮带传动分为普通V带传动和同步带传动，两种传动的比较如表3所示。传动的平稳性和精准性对于保证打印机的工作精度和速度是至关重要的，从表2可知，同步带与V带相比传动更加平稳和准确，因此本设计选用同步带传动，由机械设计手册选取MXL型同步带和MXL型同步带轮。本次设计的传动方案选择同步带传动，从本打印机的整体设计考虑，同步带是打印机中最易损坏零件，同步带的工作寿命决定了整台打印机的工件时间，所以有必要计算下同步带的工件寿命[2][3]。同步带的寿命与许多因素有关，主要的因素是:同步带材料的强度和耐磨性、带齿和带轮齿的几何特性、应力循环特性和带所传递的最大工作载荷。但就其运转条件下的失效情况而言,表征同步带寿命的主要是同步带的疲劳破坏和齿面磨损,而最重要的运转指标是疲劳寿命。
2.5 挤出喷头
喷出技术采用熔融沉积成型技术，成型工艺对喷头系统的功能要求可以分解为以下几点: （1) 熔丝功能与料丝送进功能:将送进的固态料丝及时充分地熔化成为熔融状态并从喷嘴挤出; （2) 流道功能:为熔融态材料提供稳定流动的通道; （3) 定径功能:对挤出熔融态物料进行定径,变为
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