河南科技大學 机械原理课程设计说明书
一． 设计题目
自动打印机的设计
1.题目简介
此自动打印机是当产品包装好后，为了商品的某种需要而用来在包装好的纸盒上，打印
一种记号的专用设备。它的主要动作有三个：纸盒送到打印工位；打印记号；然后将打印好的纸盒输出。
2.设计参数
（1）纸盒尺寸：长100～150mm，宽70～100mm，高30～50mm； （2）自动打印机的生产效率：80次 /min。
3.设计内容
（1）打印机构
①动作要求：将减速器输送来的匀速圆周运动转化为打印头的往复运动； ②运动要求：动力特性好，并有急回特性。 （2）送料机构
要求与打印机构动作协调。 （3）减速机构
计算总传动比，分配各级传动比和确定传动方案组合方式。例如带传动和定轴轮系串连或采用行星轮系等；有自锁要求而功率又不大时，可采用蜗杆机构。对定轴轮系要合理分配各对齿轮的传动比，这是传动装置的一个重要问题，它将直接影响机器的外廓尺寸、重量、润滑和整个机器的工作能力，根据i总?n电/n执行，确定传动机构。
二． 方案构思及分析
1.方案构思
根据设计要求，打印机构和送料机构有多种实现方式，现列表如下
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表 1
送 打 方 印 机 案 构 号 直动推杆偏置曲柄滑块机构 直动推杆凸轮机构 齿轮—连六杆机构 杆机构 杆滑块 凸轮－摇料 机 构 直动凸轮机构 凸轮（直动）、连杆机构 凸轮（摆动）、连杆机构 间歇机构 齿轮连杆机构 √ √ √ 2.方案分析
实现上述要求的机构组合方案可以有许多种，下面仅介绍其中的几例以供参考。 （1） 直动凸轮－摇杆滑块机构为打印机构和间歇机构为送料机构
如图 1所示，打印机构选择为凸轮和摇杆滑块的组合机构，适当的设计凸轮廓线可以满足工作要求，打印瞬间无冲击，机构有急回特性，摇杆滑块机构为放大机构，可以减小凸轮的尺寸。送料机构采用盘式的传动，由间歇机构控制，使其能在预定时间将工件推送到待打印位置。
采用这种方式，优点是机构紧凑，使传动效率增大。由于机构的紧凑性，减少了占地面积。圆盘式的传动使送料更为平稳。
图 1
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（2）六杆机构为打印机构和凸轮（摆动）—连杆机构为送料机构
图 2所示打印机构选为六杆机构，送料机构选择为凸轮和连杆机构。这种传动方案的优点是用凸轮和平面四杆机构传动，易实现运动规律，能达到所要的运动方式，对于经济方面也较便宜。缺点是送料，出料不连续快捷，使之效率降低。
KJIHLCBDEAGF
图 2
（3）齿轮—连杆机构为打印机构和齿轮—连杆机构为送料机构
图 3所示这种传动方式的优点是齿轮传动使之传动比恒定，送料平稳，用连杆来实现打印过程，容易实现传动要求。缺点是送料机构所需的空间过大，一方面造成经济方面的损失，一方面使盒子的摆放成为制约效率的一个问题。
图 3
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3.方案选择
比较众多方案，选择图 1所示直动凸轮－摇杆滑块机构为打印机构和间歇机构为送料机构。该方案的优点如上述。
三． 各机构的设计计算及分析
1.打印机构
（1）放大机构：
① 如图 4所示：任作一直线，在上取E1E2?100mm； ② 选取DE长度，分别以E1E2为圆心，画圆弧； ③ 在D1D2的垂直平分线上选取一点C；
④ 分别在D1CD2C上选取在一条竖直线上的点B1B2，使B1B2?50mm；
D2B2116965053C59B1D1E2 E1100257
图 4
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按此设计的摇杆滑块机构放大系数k?2。 （2）凸轮机构： ①基圆半径的确定:
根据运动要求：动力特性要好：取
????30?；????60?，见附录由程序可知，当
推回r0?50时，?推?28.1?；?回?40.3，满足要求，所以取r0?50。
②滚子半径的确定：
滚子半径的选取根据两点1）滚子半径取的过大，廓线会失真；2）从结构、强度方面考虑，滚子半径不能太小。
所以根据经验公式rr?(0.1~0.5)?r0；取rr?10 ②从动件运动规律的选取：
根据打印机的性能要求，打印时应无冲击，所以在推程从动件的运动规律选取摆线运动规律，在回程无冲击要求，所以可选用等加速等减速运动规律，且要求在打印时，打印头与纸盒要有一定的接触时间，所以从动件要有一段远休止。
根据打印机的效率得?凸轮?8.378 弧度/s，可绘出凸轮运动规律曲线图如图 5所示：
mm60300150210300360φ°v/mm/s38428896210360φ°075150270300503a/mm/s268263860-3860-6826075150210270300360φ°
图 5
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