產(chǎn)品自動打標(biāo)機(jī)設(shè)計【含CAD圖紙+文檔】

產(chǎn)品自動打標(biāo)機(jī)設(shè)計【含CAD圖紙+文檔】,含CAD圖紙+文檔,產(chǎn)品,自動,打標(biāo)機(jī),設(shè)計,cad,圖紙,文檔 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 產(chǎn)品自動打標(biāo)機(jī)總體設(shè)計 學(xué)生姓名：______________ 學(xué) 號：______________ 班 級: ______________ 專 業(yè)：______________ 指導(dǎo)教師：______________ 2015年4月 目 錄 摘 要 3 Abstract 4 第1章 緒 論 5 1.1課題的研究背景 5 1.2 課題的設(shè)計任務(wù) 8 第2章 產(chǎn)品自動打標(biāo)機(jī)的基本原理 9 2.1打標(biāo)機(jī)的工作原理 9 2.3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的確定 9 2.3.1執(zhí)行機(jī)構(gòu)運動實現(xiàn)的方式： 9 2.3.2功能原理優(yōu)缺點的相互比較 11 2.4執(zhí)行機(jī)構(gòu)的型式分析 11 2.4.1執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式設(shè)計的原則 11 2.4.2機(jī)構(gòu)的選型 12 第3章 運動規(guī)律設(shè)計 16 3.1功能分析 16 3.2工藝動作工程 16 3.3機(jī)械系統(tǒng)的運動循環(huán)圖表 17 第4章 產(chǎn)品自動打標(biāo)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 18 4.1自動打標(biāo)機(jī)各部件的功能 18 4.2執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸綜合 20 4.3機(jī)構(gòu)傳動圖 20 4.4機(jī)構(gòu)的設(shè)計與運動分析及尺寸確定 21 4.4.1送料機(jī)構(gòu)：曲柄滑塊 21 4.4.2打印頭桿組參數(shù) 23 4.4.3固定與輸出機(jī)構(gòu) 24 4.5尺寸的計算 25 第5章 結(jié) 論 28 參考文獻(xiàn) 29 致 謝 30 摘 要 自動打標(biāo)機(jī)有著很多應(yīng)用領(lǐng)域，比如說汽車，零件，管件，法蘭等。自動打標(biāo)機(jī)同樣有著很多優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，容易控制，生產(chǎn)效率高，速度快，打標(biāo)過后的標(biāo)記清晰，并且后期的維護(hù)費用投入少。打標(biāo)機(jī)主要的基本工作原理是要把打印的標(biāo)記內(nèi)容通過中英文字符或數(shù)字等方式輸入計算機(jī)，計算機(jī)打標(biāo)軟件會把內(nèi)容轉(zhuǎn)換為數(shù)字控制信號，傳送到控制器，驅(qū)動打印從而在工件上打出由連續(xù)點陣構(gòu)成的字符和圖形，打印針在x-y-z兩維或三維平面或者是立體內(nèi)按設(shè)定的軌跡運行，從而在工件表面上打印出由密集點陣組成的圖形。 在本次的自動打標(biāo)機(jī)設(shè)計中，將從機(jī)構(gòu)的運動，結(jié)構(gòu)，自動化方向來研究，分析機(jī)構(gòu)的速度、壓力、軌跡，以及按照已知的條件來設(shè)計好的產(chǎn)品。 關(guān)鍵詞：自動控制技術(shù)；自動打標(biāo)機(jī)；計算機(jī)打標(biāo) Abstract Automatic marking machine has many application fields, such as automobile parts, pipe fittings, flanges, etc.Automatic marking machine also has a lot of advantages: simple structure, easy control, high production efficiency, speed, marking standard after the clear, and post maintenance costs less input.The basic working principle of marking machine mainly is to label print input computer through the English characters or numbers, computer marking software will convert the content for the digital control signal, transmitted to the controller, driving the print to hit the composed of continuous point array of characters and graphics on the workpiece, the print needle in X-Y-Z two or three dimensional plane or stereo in orbit setting, resulting in the workpiece surface print is composed of dense lattice graphics. In the automatic design of the machine, the structure from motion, direction, automation to research, analysis of the mechanism of speed, pressure, trajectory, and according to the known conditions to design good products Key words:Automatic control technology;Automatic marking machine；Computer marking 第1章 緒 論 1.1課題的研究背景 在當(dāng)下的工業(yè)生產(chǎn)中，有著許許多多的零件，但是他們的成品規(guī)格和尺寸等一系列的相關(guān)信息都是不一樣的，非常不容易辨別，不利于企業(yè)的管理和使用，所以為了準(zhǔn)確的識別這些成品的信息，很需要在產(chǎn)品上打上標(biāo)記等相關(guān)字符，就可以很容易的管理。早在上個世紀(jì)產(chǎn)品打標(biāo)機(jī)就已經(jīng)進(jìn)入到了工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，早期的產(chǎn)品標(biāo)機(jī)大多需要人工字模沖壓、印刷等操作，這樣一來需要做大量的工作，而且有很多是重復(fù)的，這樣的打標(biāo)記方法速度慢，效率相當(dāng)?shù)牡?，做完之后產(chǎn)品的質(zhì)量也很難控制，并且只能做相對簡單的圖形標(biāo)記，萬一遇見了復(fù)雜的情況，人工是很難完工的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了現(xiàn)代的生產(chǎn)需求。 但是隨著計算機(jī)技術(shù)，自動控制技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，在成批的現(xiàn)代化實際生產(chǎn)中，自動化打標(biāo)機(jī)慢慢的應(yīng)用于生產(chǎn)當(dāng)中，也漸漸替代人工，成為如今工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的重要設(shè)備。 機(jī)械設(shè)計是一個重要的過程，同時又是機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)計劃中的一個相對獨立的設(shè)計實踐，在培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械綜合設(shè)計能力及創(chuàng)新意識與能力方面起到十分重要的作用。通過課程設(shè)計這一環(huán)節(jié)使學(xué)生更好的掌握和加深理解本課程的基本理論和方法進(jìn)一步提高學(xué)生查閱技術(shù)資料，繪制工程圖和應(yīng)用計算機(jī)的能力。在課程設(shè)計中要重視培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計的能力。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，無論在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸，還是在通信、宇航等各個領(lǐng)域，自動化機(jī)械設(shè)備及其生產(chǎn)線隨處可見，起到的作用越來越重要，并把人們從繁重的體力勞動中解放出來。人類在工業(yè)生產(chǎn)活動中，發(fā)明和創(chuàng)造了各式各樣的機(jī)器（機(jī)械），用于代替人完成各種各樣的生產(chǎn)勞動，這也使得機(jī)器與人類組成了一個“人機(jī)”系統(tǒng)。人們已經(jīng)熟悉了對機(jī)器各種各樣的稱呼，例如工具、人力機(jī)器、半自動機(jī)器、自動機(jī)器，甚至機(jī)器人等，那么，自動機(jī)械結(jié)構(gòu)與組成又有什么特點呢？這里先來研究分析“人機(jī)”系統(tǒng)完成生產(chǎn)任務(wù)的過程，一般由如下一些基本動作流程組成：第一，將在（待）制品送、放在機(jī)器的加工部位；第二，將在制品定位、夾緊；第三，啟動機(jī)器；第四，將在制品引向機(jī)器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，或?qū)C(jī)器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)引向在制品；第五，機(jī)器進(jìn)行加工；第六，加工完成后，使在制品或工具退出接觸；第七，對在制品進(jìn)行檢驗，不合格時再反復(fù)執(zhí)行第五步，直至本次加工合格；第八，停車；第九，松開制品；第十，卸下制品并送至指定位置。 由于在制品的物性、加工要求、加工工藝原理以及所用機(jī)器的功能、結(jié)構(gòu)不同，以上第十步并非所有機(jī)器在加工中都要執(zhí)行，有的可能還不止這10步。 在這些基本動作中，有些需要人完成，有些是靠機(jī)器完成，人類設(shè)計機(jī)器所追求的目標(biāo)就是人盡可能少的參與。當(dāng)一部機(jī)器在工作中幾乎沒有人參與時候，顯然這樣的機(jī)器就實現(xiàn)了“自動化”。由此，在沒有操作人員直接參與下，組成機(jī)器的各個機(jī)構(gòu)能自動實現(xiàn)協(xié)調(diào)動作，在規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定動作循環(huán)的機(jī)器可稱為自動機(jī)械。所謂操作人員不直接參與，指除定期成批供料外，其余動作不需要人工操作。在每個工作班的開始或每次進(jìn)行調(diào)整后，首先由人工將加工所需要的物料成批地裝到儲料裝置中；啟動機(jī)器后供料裝置自動將工藝加工所需要的物品送至上料工位；工具或物品自動夾緊、自動引進(jìn)、自動開始加工；加工完成后，工具或物品自動退出、自動松開制品；再靠物品自重或通過卸料裝置卸下成品并送至指定地點，此時一個制品的加工過程即完成。機(jī)器自動開始第二次供料并重復(fù)以上動作，如此周而復(fù)始自動完成動作循環(huán)并周期地或連續(xù)地輸出制品，直至下一次因停班、調(diào)整或故障而自動或人為停車為止。 有以上對自動機(jī)械的定義可知，自動機(jī)械是一個相對的概念，在“人機(jī)”系統(tǒng)中，如果人參與的程度高，則機(jī)器的自動化程度低；反之，則機(jī)器的自動化程度高。從這個意義上來看，目前人類所使用的任何一部機(jī)器，都可以稱為自動機(jī)械，只不過自動化程度高低不同而已。 自動化生產(chǎn)線是按照產(chǎn)品加工工藝過程，用工件儲存、傳送裝置把專用自動機(jī)械以及輔助機(jī)械設(shè)備連接起來而形成的、具有獨立控制裝置的生產(chǎn)系統(tǒng)。在自動化生產(chǎn)線上，工件上線后便以一定的節(jié)拍，按照設(shè)定的加工順序，自動地經(jīng)過各個加工工位，由各專用自動機(jī)械完成預(yù)定的加工，最后成為符合設(shè)計要求的成品而下線。在自動線整個生產(chǎn)過程中，工人不參與直接的工藝操作，只是全面觀察、分析生產(chǎn)系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)情況，定期加料、對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行抽樣調(diào)查，及時排除設(shè)備故障、調(diào)整維修、更換刀具，保證自動線得以連續(xù)的工作。 伴隨著新中國60年的發(fā)展，機(jī)械工業(yè)無論是產(chǎn)業(yè)規(guī)模、企業(yè)數(shù)量、從業(yè)人員數(shù)量、工業(yè)總產(chǎn)值、增加值和利潤等，今非昔比、令世人矚目，已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)技術(shù)裝備的重要保障、拉動經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展的主要動力。經(jīng)過多年的持續(xù)高速發(fā)展，機(jī)械工業(yè)在國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中的地位作用越發(fā)重要。2008年，機(jī)械工業(yè)增加值約為2.3萬億元，占全國GDP近10%；對外進(jìn)出口貿(mào)易額達(dá)到4373億美元，占我國對外進(jìn)出口貿(mào)易總額的17.1%。 經(jīng)過60年的發(fā)展，特別是改革開放30年的快速發(fā)展，我國機(jī)械工業(yè)已經(jīng)從基礎(chǔ)十分薄弱發(fā)展成為門類齊全、具有相當(dāng)實力的工業(yè)生產(chǎn)體系，改革開放前，機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平與世界水平大致相差20年。30年來，通過國內(nèi)研制和引進(jìn)消化吸收世界先進(jìn)技術(shù)，我國機(jī)械裝備的技術(shù)水平有了較大提升，有些新技術(shù)和新產(chǎn)品的水平達(dá)到或接近世界先進(jìn)技術(shù)水平。自主創(chuàng)新能力明顯提升，近年來，我國機(jī)械工業(yè)的國際競爭力得到進(jìn)一步提升，在保持價格優(yōu)勢的同時，質(zhì)量、可靠性、技術(shù)水平有了大的改觀，一批重大裝備已占領(lǐng)國外市場，在國際上樹立起良好信譽。 隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，機(jī)械在品種、規(guī)模、設(shè)計制造技術(shù)等方面也得到了迅速的發(fā)展和提高。目前我國各地均建有機(jī)械制造廠，并逐步走向?qū)I(yè)化生產(chǎn)，已經(jīng)能獨立自主地進(jìn)行從單機(jī)到成套設(shè)備乃至自動生產(chǎn)線的設(shè)計與制造。此外，還建立了一批機(jī)械科研設(shè)計單位并在高等院校中設(shè)有機(jī)械相關(guān)專業(yè)。因此，在我國已經(jīng)形成了一套完整的具有人才培養(yǎng)、技術(shù)開發(fā)設(shè)計、產(chǎn)品生產(chǎn)制造的機(jī)械體系。但是，與國外一些先進(jìn)機(jī)械相比，還存在一定差距。例如我國的包裝機(jī)械業(yè)相對于發(fā)達(dá)國家如日本和美國相當(dāng)落后，具有非常大的發(fā)展?jié)摿Α?005年我國共生產(chǎn)各種包裝機(jī)械93000臺，產(chǎn)值550億元，比2004年有小幅的下降。根據(jù)食品和包裝機(jī)械工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計，中國目前有包裝機(jī)械廠3600家，但是產(chǎn)值及銷售額超過億元的現(xiàn)在只有20家。國內(nèi)包裝機(jī)械企業(yè)主要生產(chǎn)比較簡單的設(shè)備，高端設(shè)備主要依賴進(jìn)口，只有少數(shù)國內(nèi)企業(yè)能夠提供成套的生產(chǎn)線。自主創(chuàng)新能力不足，發(fā)展方式主要依靠外延式擴(kuò)張，低端產(chǎn)品產(chǎn)能過剩問題日益突出，核心基礎(chǔ)元器件、大型鑄鍛件和自動化控制裝置發(fā)展滯后，關(guān)鍵配套受制于人，大型、精密、高效依賴進(jìn)口，品牌效應(yīng)不強，用戶認(rèn)知度還需要提高等。要縮短與先進(jìn)發(fā)達(dá)國家的差距，實現(xiàn)機(jī)械工業(yè)由大到強的根本性轉(zhuǎn)變，使命光榮，任重道遠(yuǎn)。在技術(shù)規(guī)范、品種系列、效益與功能等方面也都需要迅速改進(jìn)與提高，才能適應(yīng)當(dāng)前國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。 每一次大的危機(jī)都是一次世界經(jīng)濟(jì)的大洗牌，都是大國崛起的契機(jī)。針對目前的具體情況，發(fā)展機(jī)械工業(yè)主要從以下幾方面著手： 根據(jù)我國的生產(chǎn)現(xiàn)狀和到2015年的技術(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的總體規(guī)劃，發(fā)展生產(chǎn)首先是提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動條件，減輕勞動強度，不斷提高機(jī)械化水平。當(dāng)前對現(xiàn)有的各種機(jī)械設(shè)備，應(yīng)以改造更新為主，充分發(fā)揮他們的潛力。 隨著新材料、新工藝、新技術(shù)的發(fā)展，必須推動各種自動機(jī)械向機(jī)電一體化和智能化的方向發(fā)展。 提高“三化”的水平，是提高機(jī)械技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的重要指標(biāo)。提高“三化”水平可以大大縮短機(jī)械的設(shè)計與制造周期、降低制造成本、便于組織專業(yè)化生產(chǎn)、提高機(jī)械的制造質(zhì)量和可靠性、方便維修，從而改變機(jī)械分散設(shè)計和零星制造的現(xiàn)狀，提高機(jī)械工業(yè)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。 實現(xiàn)高速化，是提高機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)率的有效途徑。高速化不僅僅要提高執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運動速度，還要提高供料、輸送和相應(yīng)輔助機(jī)構(gòu)運行的速度。 近年來，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展推動了科技的進(jìn)步。作為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展支柱性產(chǎn)業(yè)，機(jī)械制造業(yè)在我國也實現(xiàn)了大范圍的自動化，將科技成果進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用，不僅僅加快了機(jī)械自動化的發(fā)展水平，同時也促進(jìn)了我國科學(xué)技術(shù)的商品化進(jìn)程。機(jī)械自動化指的就是在機(jī)械制造的過程中廣泛的進(jìn)行自動化技術(shù)的推廣和應(yīng)用，達(dá)到使加工對象實現(xiàn)連續(xù)自動化生產(chǎn)的目標(biāo)，進(jìn)而實現(xiàn)生產(chǎn)過程和生產(chǎn)效率的優(yōu)化，加快原材料的加工和流動速度。 1.2 課題的設(shè)計任務(wù) 設(shè)計一種產(chǎn)品自動打標(biāo)機(jī)，產(chǎn)品尺寸：長200mm寬200mm高100mm，生產(chǎn)率10件/min，打印頭與產(chǎn)品接觸時有1秒停歇，壓力500N以保證產(chǎn)品的印字清晰。 第2章 產(chǎn)品自動打標(biāo)機(jī)的基本原理 2.1打標(biāo)機(jī)的工作原理 自動打標(biāo)機(jī)的目的就是能夠在產(chǎn)品的表面自動打出標(biāo)記的工作要求。下圖是一個簡化的自動打標(biāo)機(jī)工作示意圖，產(chǎn)品（3）由輸送帶運送到推送頭（1）的前端，然后再由推送機(jī)構(gòu)把產(chǎn)品推放到打印頭（2）的下端，接下來打印頭（2）向下做運動，與產(chǎn)品（3）的上表面接觸，即本次打印結(jié)束。在打印頭（2）退回到原位置時候，此刻推送機(jī)構(gòu)再把另外的一個產(chǎn)品推送到打印頭的下方，并且把已經(jīng)打印好的產(chǎn)品推走。 圖2.1 打標(biāo)機(jī)工作原理圖 2.2設(shè)計的參數(shù) 1、長200mm 寬200mm 高100mm； 2、生產(chǎn)率10件/min； 3、打印頭與產(chǎn)品接觸時有1秒停歇； 4、壓力500N以保證產(chǎn)品的印字清晰。 32 2.3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的確定 2.3.1執(zhí)行機(jī)構(gòu)運動實現(xiàn)的方式： 氣吸： 圖2.2 氣吸原理圖 工作原理：當(dāng)吸盤壓到被吸物體之后，吸盤內(nèi)部的空氣被真空泵從吸盤上面的管路中抽走，使吸盤內(nèi)部形成一個真空的環(huán)境。而吸盤外部的大氣壓力把吸盤死死的壓在被吸物體上面幾乎形成一個整體，可以共同的運動。 摩擦傳動原理： 圖2.3 摩擦傳動原理圖 工作原理：摩擦輪傳動是兩個相互壓緊的滾輪，通過接觸面之間的摩擦力傳遞運動和動力的。 推括： 圖2.4推括原理圖 工作原理：一個物體靜止不動，施加一個推力促使該物體移動。 2.3.2功能原理優(yōu)缺點的相互比較 通過分析比較，氣吸對物體表面的平整度與光滑度要求很高，因為一旦出現(xiàn)有凸凹處就很難做到一個真空的環(huán)境，從而無法達(dá)到吸附的傳動目的，還有氣吸需要外加氣體以及動力。 滾子摩擦傳動的結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲低，過載的時候也可以打滑（可以防止設(shè)備中的重要零部件的損壞），以及能夠連續(xù)平滑的調(diào)節(jié)其傳動比，因而有著較大的應(yīng)用范圍，成為無級變速傳動的主要元件。但是由于在運轉(zhuǎn)過程中有滑動（彈性滑動、幾何滑動與打滑），影響從動輪的旋轉(zhuǎn)精度，傳動效率較低，結(jié)構(gòu)尺寸較大，作用在軸和軸承上面的載荷大，行程的準(zhǔn)確性不易控制。 由于工藝動作要求及線路特點，采用推括工作可靠，工作效率高，易實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)簡單。 2.4執(zhí)行機(jī)構(gòu)的型式分析 2.4.1執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式設(shè)計的原則 1滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工藝動作和運動要求 2盡量簡化和縮短運動鏈，選擇較簡單的機(jī)構(gòu) 3盡量減小機(jī)構(gòu)尺寸 4選擇合理的運動副形式 5考慮動力源的形式 6使執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有良好的傳動條件和動力特性 7使機(jī)械具有調(diào)節(jié)某些運動參數(shù)的能力 8保證機(jī)械的安全運轉(zhuǎn) 2.4.2機(jī)構(gòu)的選型 為了實現(xiàn)自動打印功能，可將功能分解為如下的分功能： 1. 送料功能 2．打印功能 3．輸出功能 自動打印機(jī)功能 自動送料功能 自動輸出功能 自動打印功能 圖2.5 功能分解圖 方案一: 圖2.6 方案一原理圖 機(jī)構(gòu)特點：送料和打印均采用凸輪連桿機(jī)構(gòu) 優(yōu)點：機(jī)構(gòu)簡單，便于制造，節(jié)約成本。 缺點：印章時由于慣性原因以及送料及定位都采用同一凸輪，導(dǎo)致定位不準(zhǔn)確。另外這樣的凸輪制造難度過大，而且易磨損，為保證一定的耐磨性就需要高強度的合金，也就增加了成本。 方案二: 圖2.6 方案二原理圖 機(jī)構(gòu)特點：送料采用6桿機(jī)構(gòu) 打印和輸出采用凸輪連桿機(jī)構(gòu) 優(yōu)點：機(jī)構(gòu)傳動路線短，印章的精度相對較高。 缺點：印章與輸出機(jī)構(gòu)的配合要求很高，用同一個凸輪控制印章與輸出，對凸輪強度有了更高的要求，另外一個凸輪運行兩個桿件，桿件的分布設(shè)置難度加大，對強度的要求也加大。機(jī)構(gòu)的桿件形狀較為復(fù)雜，特別是控制輸出的桿件。 方案三: 圖2.8方案三原理圖 機(jī)構(gòu)特點：送料采用6桿機(jī)構(gòu) 打印采用凸輪連桿機(jī)構(gòu) 依靠皮帶輪實現(xiàn)推進(jìn)和輸出 優(yōu)點：定位準(zhǔn)確，皮帶傳輸設(shè)計簡單成本低 缺點：是這幾種方案中，配合要求最高的一個，并且對送料裝置的擺放與類型的選擇造成一定的麻煩，很難實現(xiàn)批量的生產(chǎn)，人工操作的參與性占了很大一部分。將導(dǎo)致效率不高。 方案四： 圖2.9 方案四原理圖 機(jī)構(gòu)特點：送料采用曲柄滑塊 打印采用凸輪機(jī)構(gòu) 定位和輸出槽輪機(jī)構(gòu) 優(yōu)點：由于槽輪的間歇運動，印章效果好。機(jī)構(gòu)連續(xù)性強。 缺點：由于包裝盒是由人工擺放的，對擺放位置的要求較高，而且由于是人工擺放，包裝盒的位置浮動較大。印章的位置的浮動性也較大。另外槽輪不是很好加工，切運行時有一定的剛性沖擊。 最終選擇方案 圖2.10 方案原理圖 選用理由： 1）齒輪傳動機(jī)構(gòu)較為穩(wěn)定，傳動比穩(wěn)定。 2）打印處印章升程較小，根據(jù)杠桿原理采用凸輪機(jī)構(gòu)連接桿組較為合適。 3) 送料處用偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)有急回特性，且能保證送料行程的距離 4) 用凸輪機(jī)構(gòu)連接三角形推塊，可同時實現(xiàn)輸出物料和固定當(dāng)前打印物料，節(jié)省空間，簡化機(jī)構(gòu)。 5）整個機(jī)構(gòu)簡單成本較低且易于裝配。 第3章 運動規(guī)律設(shè)計 3.1功能分析 自動打標(biāo)機(jī)功能：1 打標(biāo)機(jī)觸頭下降功能 2 打標(biāo)機(jī)觸頭上升功能 3 連桿支撐點的作用 4 推頭連桿的彈簧作用 5 凸輪的上升下降功能 自動機(jī)械的傳動系統(tǒng)是由一個或者是若干個傳動鏈組成的，通過各個傳動鏈將原動機(jī)的運動轉(zhuǎn)變?yōu)閳?zhí)行機(jī)構(gòu)所需要的運動。在擬定了傳動方案并著手進(jìn)行傳動鏈的設(shè)計時候，就應(yīng)該確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)（傳動鏈末端）和原動機(jī)（傳動鏈起始端）的運動參數(shù)，這些運動參數(shù)是設(shè)計自動機(jī)械的原始運動參數(shù)。不同的運動形式有著不同的運動參數(shù)。在執(zhí)行構(gòu)件的運動形式中，最常見的有回轉(zhuǎn)運動和直線運動兩種。各種復(fù)雜的運動常常可以分解成上述兩種簡單的運動形式。 為了實現(xiàn)打標(biāo)頭的上下達(dá)標(biāo)運動功能，可由凸輪，彈簧，連桿，支撐點來引起的標(biāo)頭的上下移動，同時還要有在打標(biāo)面上停留一秒，以及在最高處停留三秒的功能。 3.2工藝動作工程 （1）打標(biāo)頭的豎直下降打標(biāo)。在工作時，需要打標(biāo)頭豎直下降，已完成達(dá)標(biāo)的任務(wù)，可以采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，雙滑塊機(jī)構(gòu)，定塊機(jī)構(gòu)等來實現(xiàn)。 （2）打標(biāo)頭的豎直上升功能。在工作時，需要打標(biāo)頭豎直上升，已完成退回的任務(wù)，同樣可以采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，雙滑塊機(jī)構(gòu)，定塊機(jī)構(gòu)等來實現(xiàn)。 (3)打標(biāo)機(jī)頭在工件上的停留。在工作過程中，打標(biāo)機(jī)頭需要在工件上停留一秒鐘，以保證在產(chǎn)品上形成清晰的印字。可以采用凸輪機(jī)構(gòu)等機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)。 （4）打標(biāo)頭最高處的停留。在構(gòu)件工作工程中，打標(biāo)頭需要上升到最高處時停留三秒鐘，以保證推件完成，這個同樣可以采用凸輪機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)停留三秒鐘。 3.3機(jī)械系統(tǒng)的運動循環(huán)圖表 表3.1 運動循環(huán)圖表 送 料 送料 退回 定 位 向下 停 向上 停 蓋 章 向上 停 向下 停 輸 出 停 推出 停 第4章 產(chǎn)品自動打標(biāo)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.1自動打標(biāo)機(jī)各部件的功能 1、實現(xiàn)送料——夾緊功能的機(jī)構(gòu)可以采用凸輪機(jī)構(gòu)或有一定停歇時間的連桿機(jī)構(gòu)。當(dāng)送料、夾緊機(jī)構(gòu)的執(zhí)行構(gòu)件將產(chǎn)品推至指定位置，執(zhí)行構(gòu)件停止不動，維持推緊力(前有擋塊擠壓)，待打印機(jī)構(gòu)執(zhí)行件打完印記后，被推走。 2、實現(xiàn)打印功能的機(jī)構(gòu)可以采用平面連桿機(jī)構(gòu)或直動(擺動)凸輪機(jī)構(gòu)。 3、實現(xiàn)輸出功能的機(jī)構(gòu)可以采用與送料、夾緊機(jī)構(gòu)相類似的機(jī)構(gòu)。為簡化結(jié)構(gòu)，可考慮固定定位擋塊，而將輸出運動與送料運動的方向互相垂直。 4、自動打印機(jī)系統(tǒng)采用一個電機(jī)驅(qū)動主軸控制三個機(jī)構(gòu)的執(zhí)行構(gòu)件完成各自的功能運動，如何將三個執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主動件均固定在主軸上而達(dá)到設(shè)計要求是需要認(rèn)真考慮的。 5、按工藝動作要求擬定運動循環(huán)圖； 6、進(jìn)行送料夾緊機(jī)構(gòu)、打印機(jī)構(gòu)和輸出機(jī)構(gòu)的選型； 7、機(jī)械運動方案的評定和選擇：(至少兩個以上)，進(jìn)行方案評價，選出較優(yōu)方案。 8、按選定的原動機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運動參數(shù)擬定機(jī)械傳動方案，分配傳動比，并在圖紙上畫出傳動方案圖； 9、對機(jī)械傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運動尺寸計算； 10、繪制系統(tǒng)機(jī)械運動方案簡圖； 11、對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運動分析； 12、電動機(jī)的選擇； 選擇的電動機(jī)的額定功率必須滿足負(fù)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(jī)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(jì)的。電動機(jī)的運動參數(shù)為轉(zhuǎn)速。電動機(jī)的速度越高，其尺寸和質(zhì)量也就越大，價格也就越高，但當(dāng)執(zhí)行構(gòu)件的速度較低時，若選用高速電動機(jī)，勢必需要大減速比的減速裝置，反而可能會造成機(jī)械傳動系統(tǒng)的過分龐大和制造成本的顯著增加。在此機(jī)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960轉(zhuǎn)/min的電動機(jī)。型號為Y2-132S-6 13、傳動機(jī)構(gòu)的選擇與比較 機(jī)械系統(tǒng)中傳動機(jī)構(gòu)是由原動機(jī)輸出的機(jī)械能動、傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)并實現(xiàn)能量的分配，轉(zhuǎn)速的改變和運動形式的改變等作用的中間裝置。傳動機(jī)構(gòu)常見的有齒輪傳動機(jī)構(gòu)，摩擦傳動機(jī)構(gòu)，帶傳動機(jī)構(gòu)，他們的特點如下： （1）齒輪傳動：齒輪傳動機(jī)構(gòu)是現(xiàn)代機(jī)械系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的一種。它可以用來傳遞空間任意兩軸之間的運動和力，而且傳動準(zhǔn)確，平衡，穩(wěn)定，機(jī)械效率高，使用壽命長，工作可靠。齒輪傳動式現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的一種傳動方式，適應(yīng)的速度和傳遞功率范圍廣，圓周速度可以達(dá)到300mm/S，功率可以達(dá)到1000000KW可以實現(xiàn)平衡軸、相交軸和交錯軸之間的傳動。其主要的缺點是需要專門的制造設(shè)備，成本比較高；精度低時候噪聲和震動比較大；不適合應(yīng)用于距離較大的傳動上面。同樣齒輪的類型也很多。按照兩齒輪軸線的相對位置及齒輪線形狀可以分為：1 平行軸齒輪傳動，包括直齒圓柱齒輪，斜齒圓柱齒輪和人字齒輪傳動，外嚙合、內(nèi)嚙合圓柱齒輪傳動及齒輪齒條傳動；2 相交軸圓錐齒輪傳動，包括直齒和曲齒錐齒輪傳動；3 交錯軸齒輪傳動，包括交錯斜齒輪傳動。按照工作條件齒輪傳動分為閉式傳動，開式傳動和半開式傳動。在閉式傳動中，齒輪與軸承全部封閉在剛性箱體內(nèi)部，有著良好潤滑條件，應(yīng)用廣泛。開式齒輪傳動完全外露，灰塵和雜物容易落入嚙合區(qū)，也可以保證良好的潤滑條件，齒輪面容易磨損。半開式齒輪簡單的防護(hù)罩，較開式齒輪工作條件好，但是也有灰塵落入。開式傳動與半開式傳動多用于低速傳動和不重要場合。 （2）摩擦傳動：摩擦傳動的主要功能是通過兩構(gòu)件之間的摩擦來傳遞運動和動力的，其主要優(yōu)點是機(jī)構(gòu)簡單，而且實現(xiàn)無級變速傳動，同時，當(dāng)過載時，由于兩輪間可發(fā)生滑動，因而不致造成機(jī)器的損壞。但是，這種傳動的最大缺點是傳動不準(zhǔn)確，同時，由傳動過程中兩輪必須壓緊，以求產(chǎn)生足夠大的摩擦力而達(dá)到傳動的目的，所以兩輪子、容易疲勞破壞，而且傳動的機(jī)械效率也比較低。 （3）帶傳動：這種傳動機(jī)構(gòu)是靠帶擁護(hù)帶輪之間的摩擦力來傳動的，它的主要優(yōu)點是機(jī)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)，造價低廉以及緩沖吸震等，可用于傳遞距離較遠(yuǎn)的兩軸間的運動，且與摩擦輪轉(zhuǎn)動一樣也有過載保安性。但是由于不能安全避免帶與帶輪之間的相對滑動，所以傳動的精度比較低。此外，為了使帶與帶輪間產(chǎn)生足夠的摩擦里，必張緊在兩輪上，這將增大帶輪軸中的壓力，從而加大軸承軸頸的磨損，并降低了機(jī)械效率。 選擇原因： （1）摩檫傳動精確度低，且傳遞不穩(wěn)定，故不用此傳動. （2）送料—定位——輸出——蓋章，各原動件存在一定的距離，用齒輪帶傳動，可以保證傳遞運動的精確性，而且可以滿足各原動件之間的定位要求。 （3）選擇齒輪作為減速元件，理由是傳動準(zhǔn)確，平衡，穩(wěn)定，機(jī)械效率高。 13.3最后選擇：齒輪傳動、帶傳動 4.2執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸綜合 齒輪選擇列表 根據(jù)曲柄搖桿的大致長度為74，故選擇模數(shù)為3，齒數(shù)為22的錐齒輪Z7與搖桿安裝配合。 m=3 a=20° 圖4.1 齒輪選擇列表 齒輪號 模數(shù) 壓力角 齒數(shù) Z1 3 20° 90 Z2 3 20° 30 Z3 3 20° 40 Z4 3 20° 20 Z5 3 20° 80 Z6 3 20° 33 Z7 3 20° 22 4.3機(jī)構(gòu)傳動圖 在分析了執(zhí)行構(gòu)件的運動以后，就要考慮采用什么樣的傳動鏈來保證所需要的運動。通常，傳動鏈中包括各種傳動機(jī)構(gòu)，如帶傳動、定比齒輪副、齒輪齒條、蝸桿渦輪、滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)、交換齒輪或掛輪架以及電力的、液壓的、機(jī)械的無級變速機(jī)構(gòu)等。從分配軸到各執(zhí)行構(gòu)件的傳動鏈，大部分是連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)及各種組合機(jī)構(gòu)。在傳動系統(tǒng)運動方案中，既包括傳動機(jī)構(gòu)的選擇，也包括應(yīng)用怎樣的傳動鏈來保證所需要的運動。作為第一步，首先要考慮采用什么樣的傳動路線，然后再考慮具體機(jī)構(gòu)的選用，以便于步驟的解決問題。 4.4機(jī)構(gòu)的設(shè)計與運動分析及尺寸確定 4.4.1送料機(jī)構(gòu)：曲柄滑塊 尺寸確定：在本機(jī)構(gòu)中設(shè)置滑塊為160mm，行程速比系數(shù)定位K=2 因此?=60°。偏距e=20mm 圖4.1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 根據(jù)上述數(shù)據(jù)確定曲柄回轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)中心點A 圖4.2 根據(jù)尺寸畫出極位B1 B2 C1 C2 圖4.3 在CAD上量取尺寸 AC2=169.77 AC1=21.76 計算 曲柄AB=(AC2-AC1)/2=74.005 連桿BC=(AC1+AC2)/2=95.765 圖4.4 將滑塊添加上去，確定最終機(jī)構(gòu) 圖4.5 最小傳動角與壓力角： 根據(jù)CAD圖示標(biāo)注所示 最小傳動角為11° 最小壓力角為34° 圖4.6 4.4.2打印頭桿組參數(shù) DF=100mm EF=300mm 打印頭與物料最遠(yuǎn)距離為20mm 圖4.7 4.4.3固定與輸出機(jī)構(gòu) 由凸輪1推動的三角形物塊實現(xiàn)固定和推出的功能同時進(jìn)行 根據(jù)物料高度30—50mm，故參數(shù)選擇如圖 圖4.8 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10尺寸的計算 4.5尺寸的計算 圖4.9 根據(jù)技術(shù)要求，受500N的力，就可以加工好產(chǎn)品。這里就需要對我們的桿件有一定的要求，因此要我們合理的選擇桿件的材料,假設(shè)已知的條件得到BC桿件的長為400mm，直徑選為50mm,且B點銷的受力為1000N。且受力處的A在中點處，BA和AC各位200mm,夾角設(shè)計由圖形可以看出為30度。如上圖，不難分析出A點的受力情況，以及B點的受力情況， A點受力情況：壓力（）和彎曲力（）。B點受力情況：壓力（）和彎曲力（）。 C點受力情況：壓力（）和彎曲力（） 由三角函數(shù)公式可以分別求出： 由公式得到 由公式得到 由公式得到 由公式得到 由此可以得到C點的受力情況：壓力（）和彎曲力（） = 由于想要獲得桿件材料的選用依據(jù)，故進(jìn)行正應(yīng)力的計算和彎矩的計算。下面：1）先計算A點和B點的正應(yīng)力情況和彎矩情況，2）從而確定桿件材料。 A點和B點以及C點的正應(yīng)力計算： 由公式得到 A點的正應(yīng)力： B點的正應(yīng)力： C點的正應(yīng)力： A點和B點的彎矩以及C點的彎矩計算： 由公式得到 A點的彎矩： B點的彎矩： C點的彎矩： 因為該截面為圓截面，所以可以確定慣性矩為（6-11）[1] 因此可以得到正應(yīng)力： 由上述的計算不難看出，可以確定桿件的材料，由表 3-2 碳素結(jié)構(gòu)鋼的機(jī)械性能（摘自GB/T 700-1988）得到，可以選擇Q195材料作為桿件的材料。 由三角函數(shù)得到， 由上述的計算可以得到凸輪所需要的受力為1732N，所以可以很容易的得到凸輪的軸所受到的彎曲力為1732N，已知凸輪軸長度為800mm,且凸輪的所在位置是（以左軸位基準(zhǔn)）500mm。求該支撐軸的材料選用。 圖4.10 由受力的大小和距離可以求得彎矩力： 因為該截面為圓截面，所以可以確定慣性矩為（6-11） 因此可以得到正應(yīng)力： 由上述的計算可以確定：該軸可以選45鋼材料就可以滿足要求。 第5章 結(jié) 論 通過這次的畢業(yè)設(shè)計，我們系統(tǒng)的回顧和復(fù)習(xí)了四年當(dāng)中所學(xué)的相關(guān)專業(yè)知識，同時也深深的體會到了學(xué)習(xí)的重要性且領(lǐng)會到設(shè)計也是一種學(xué)習(xí)的方式。在本次的設(shè)計當(dāng)中需要把產(chǎn)品自動打標(biāo)機(jī)的總體設(shè)計出來。在研究過程中，針對傳動過程中存在的難點進(jìn)行了鉆研。在齒輪傳動的設(shè)計上采取了一系列的措施，保證了設(shè)計的要求。 在設(shè)計過程中，我們綜合的運用了系統(tǒng)的設(shè)計方法和相關(guān)的設(shè)計軟件（如AUTOCAD）,且應(yīng)用熟悉相關(guān)設(shè)計資料（包括手冊、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及進(jìn)行經(jīng)驗估算等方面有了一定程度的提高。在本次設(shè)計中，能運用所學(xué)基本理論知識，正確解決工件的定位和夾緊問題，選擇合理的設(shè)計方案，進(jìn)行必要的計算，根據(jù)課題設(shè)計出符合要求的方案。 總的來說，雖然在這次設(shè)計中自己學(xué)到了很多的東西，取得一定的成績，但同時也存在一定的不足和缺陷，我想這都是這次設(shè)計的價值所在，以后的日子應(yīng)該更加努力認(rèn)真，以冷靜沉著的心態(tài)去辦好每一件事情。 參考文獻(xiàn) [1] 成大仙. 機(jī)械設(shè)計手冊（第四版第4卷）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社2002-1 [2] 沈鴻. 機(jī)械工程手冊（第5卷）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社1982-3 [3] 劉震北. 液壓元件制造工藝學(xué) [M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社1992-12 [4] 機(jī)床夾具設(shè)計手冊（第二版）[M].北京： 機(jī)械工業(yè)出版社2000-8 [5] 機(jī)械工藝人員手冊 [M].北京： 機(jī)械工業(yè)出版社1986-8 [6] 大連機(jī)床研究所.組合機(jī)床設(shè)計[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社1966-1 [7] 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在四年的大學(xué)生活中，我得到了學(xué)院和汽車系許多老師、同學(xué)和好朋友的幫助，在此也向他們表示我由衷的謝意！ 感謝我的父母及所有親人在學(xué)業(yè)上給予我的支持和鼓勵，他們的關(guān)懷，是我順利完成學(xué)業(yè)的動力。 四年的大學(xué)生活即將結(jié)束，感謝各位老師四年來的精心栽培。踏入社會后，會謹(jǐn)記各位老師的諄諄教誨，一步一個腳印，以積極向上的態(tài)度走好人生的每一步。 最后，衷心感謝在百忙之中抽出時間審閱本論文的專家、教授。由于本人知識水平有限，文中不免有不妥之處，敬請各位專家、教授不吝批評和指正。