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自动打印机运动方案设计 指导教师：孙志宏 设计者：何磊骏 黄仲政 李亮 设计方案选择 方案一 送料机构——曲柄滑块机构 打印机构、工作台——空间四杆机构与棘轮机构串联 输出机构——直接在工作台上开槽 设计方案 方案二 送料机构——凸轮机构 打印机构、工作台——直动凸轮机构、简单平板 输出机构——凸轮机构 设计方案 方案三 送料机构——对心曲柄滑块机构 打印机构、工作台——装有印子的圆盘和齿形传送带 输出机构——凸轮机构和槽轮机构 最终方案简介 通过三种设计方案在优缺点的比对，运动的可靠性，设计的新颖性，我们最终选定方案三为最终方案。 此方案综合了上述两种方案的优点，弥补了某些机构的缺点，效率整体提高，打印的箱子的尺寸范围较上述两种有了一定的提高，由于采用回转打印的方式，查了众多的方案设计此种方案创新性较高。对于机器的后续拓展留了很多的便利条件。 此机构的主要动作有：具有运动相对平稳运动的曲柄滑块机构，做直线运动的直动偏置凸轮机构，做具有间歇运动的槽轮机构，做匀速回转运动的皮带轮和印轮。此方案的运动设计较为简单，运动配合较多，因此计算较为繁杂。 设计过程 印轮尺寸计算 已知效率80次/min，印轮均布四个印记 求得n=20r/min 设计箱子间的中心距l=160mm 可求得印轮半径r=320/pi 皮带轮计算 设计带动皮带转的轴径d=20mm 求得n=320/pi 曲柄的计算 印轮每转过0.25圈，需要印制一个箱子，可以有设计要求知道n=40r/min 凸轮的计算 凸轮的转速等于曲柄的转速 推程为等加速等减速运动规律 会成为匀速运动规律 槽轮的计算 由凸轮的运动规律，以及效率的有关知识，定动停系数比k=0.6 Z=5 传动比的计算 工作循环图 1）、印轮和皮带轮连续运转使得箱子平稳的完成输送和打印动作。 2）、曲柄滑块机构中的曲柄在转四圈时，印轮转一圈，完成推动一个箱子的过程。 3）、凸轮槽轮机构中，当箱子被打印完一个印记后，凸轮转一圈，使得箱子从皮带轮上转移到后续机构中，槽轮则完成一次拨动。 4）、连续循环过程如上。 动力学分析 曲柄滑块 动力学分析 印轮线速度分析和皮带轮的线速度分析 动力学分析 凸轮推杆分析 动力学分析 槽轮运动分析 小组总结及自评 通过大家不懈的努力，我们终于圆满地完成了这次机械原理课程设计，有如下感觉：难，愁，悲，累，爽！ * * * * * * * * * * * * 点评：方案能够实现自动打印机的三个主要动作，但是不具有急回运动特性，会影响机械的生产效率；且棘轮部分造型较为复杂，工作量增加，导致生产成本增加。考虑到物件的尺寸大小，需要棘轮面积大，工作台大，占用空间过大。因打印机构是由连杆传递运动的，此机构最大的问题还在于，要求连杆的刚性非常高，且不易控制打印机的轻重，很可能导致工件的损坏。 点评：此方案能够实现自动打印机的三个主要动作，具有急回运动特性，可提高机械生产效率。利用凸轮机构的远休止和近休止，容易实现间歇运动。利用凸轮轮廓线（余弦），可使整个机构有效的避免刚性冲击，使机构寿命延长。缺点则是：第一、凸轮设计计算机造型较为烦琐，使工作量增大；第二、此机构送料不平稳，打印时不易对中，易造成大批产品由于外观不合格而废弃，导致成本增加，效率降低。 皮带 印轮 曲柄 推杆 槽轮 运转 转一圈 转一圈 停 运动 升 停 降 停 同左 同左 同左 同左 同左 同左 同左 同左 同左 工作循环图