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1、作业：自动打标机的设计指导老师：产品说明书设计题目：自动打标机工作原理及工艺动作过程图1自动打标机能实现在产品表面自动打制印章的要求。产品由运送带运送到推头1的前端（如图所示），然后由推送机构将产品3推送到打印头2的下部，此后打印头2向下运动，与产品上表面接触，完成打印操作。在打印头退回原位时，推送机构再推送另一产品，并把打印好的产品推走。1．原始数据及设计要求产品尺寸为：长*宽*高=200mm*200mm*100mm，生产率为10件/min,要求打印机头在与产品接触时，有一秒的停歇时间以保证在产品上形成清晰的印字。设打印机头在打印过程中对产品的压力为500吨。系统运动方案
2、设计的构思（一）方案选择与分析自动打标机中的打印头完成的是冲压功能，推送头完成送料功能。冲压机构和送料机构都要求它们各自的主动件做回转运动。从动件（执行机构）做直线往复运动，且冲压机构行程中有等速运动段，送料机构要求间歇送进。这类要求，用单一的基本机构是无法满足的，需要将几个基本机构恰当的组合在一起。我们分别列举了几个方案，然后根据设计要求注意分析，排除了一部分不合理的方案，并对最后定下的方案进行了一些必要的修改与补充图2图3我们的改进方案如图三所示：图三中打印（即冲压）机构是一个凸轮机构构成的。依据滑块D的运动要求可确定凸轮的轮廓曲线。送料机构是由曲柄摇杆（扇形齿轮）与齿
3、条机构串联而成的。根据机构运动循环图可确定曲柄摇杆机构的尺寸，机构的可以在预定时间将产品送至待加工位置。这一机构可以很方便地进行运动之间的相互协调，也很容易选择恰当的尺寸实现设计要求。（二运动循环图设计根据设计要求，以凸轮旋转一周为一个循环。在这个循环中，推头要完成一次送料并且退回的动作，冲头要按要求完成一次冲压。根据这些动作要求及相互协调配合关系，绘制的运动循环图如图四所示。主轴转角0180210240300360凸轮机构冲头停止不动工作行程冲压停歇回程曲柄摇杆机构推送产品急回传动系统设计根据生产率为10件/分的条件，可以确定凸轮及曲柄的转速为10转/分。假定所选电机的转
4、速为300转/分，则传动比为30。采用二级减速系统，第一级采用皮带减速，选取皮带传动比为6；第二级采用齿轮减速，由总传动比可得齿轮传动比为5。图4皮带轮直径：d1=20,d2=120齿轮齿数Z1=20Z2=100执行系统设计(一)齿扇齿条的选择。1.确定模数m,齿数z,齿条行程s取：m=5mm,z=6s=z*p,p=PI*ms=6*PI*5=94.2mm2.选择与之相配合的齿轮模数m,齿数z,分度圆半径r，夹角α取：m=5mm,z=24(则齿扇齿数为6）图五齿扇弧长L=r*a=s=94.2mm又因为r=1/2*m*z=60所以a=94.2/60=PI/2曲柄摇杆机构的选择1
5、．几何结构令L1为曲柄，L3为摇杆图6则1）L1与最长杆之和小于其余二杆之和2）L1最短3)L1+L2+L3>L4齿扇弧长综合考虑几何结构和运动特性求出各杆长：AB=L1BC=L2CD=L3AD=L4令L1=100,L2=200求L3,L4△AC1C2中：1）AC1*AC2+AC2*AC2-2*AC1*AC2*COSθ=C1C2*C1C2AC1=L2-L1,AC2=L2+L1,C1C2=(L3)1/2θ=PI/62)COS(β+γ)=(AC1*AC2+C1C2*C1C2-AC2*AC2/2*AC1*C1C2△AC1D中：3)AC1*AC1+C1D*C1D-2*AC1*C1D
6、*COSγ=AD*AD假设L2=k*L1由1）得：L3=k*k(1-(L3)1/2/2)+(1+(L3)1/2/2)*L1令k=2,则L3=1.55*L1,由2）推出γ=92由3）推出L4=2.54L1经检验：L1,L2,L3,L4满足几何约束。（二）凸轮机构的选择根据设计要求，凸轮机构应满足下列条件：1）在冲压到最大行程h时要停留一秒2）凸轮不能承受太大的冲击，所以采用余弦轮廓曲线。取理论轮廓线的基圆半径r为45mm,滚子半径r为5mm,最大行程h为10mm.图7凸轮的工作行程采用余弦运动，使=PI/3时，凸轮与产品接触。停歇时间t=T/6，所以停歇时凸轮转过的角度为60
7、度。回程采用余弦运动。根据上述设定，可以由公式工作行程s=h/2[1-cos(π*Ψ/ф)]回程s=h/2[1+cos(π*Ψ/ф)]计算出凸轮的轮廓曲线（凸轮机构为对心滚子从动件盘形凸轮机构）。另外根据机构简图，定与滚子相连的杆长为200，相应可求出O1O2=200机构运动简图（单位：mm）齿条m=5mm,z=6齿扇m=5mm,z=6注：1.为加强凸轮强度，用两个相同的凸轮固连在一起2.曲柄摇杆的极位夹角为PI/6.3初始位置适当O1A处于竖直位置时的位置。4.凸轮上的弧AB弧度为PI.图8
