凹版印刷機收紙裝置設(shè)計 印刷機械收紙部分設(shè)計【含CAD圖紙、SW三維】
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北京印刷學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）
北京印刷學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計說明書
課 題 名 稱： 凹版印刷機械收紙部分設(shè)計說明書
專 業(yè) 班 級：
學(xué) 生 姓 名：
起迄日期：
指導(dǎo)教師：
日期：2013年03月26日
摘 要
國產(chǎn)單色膠印機在印刷市場具有巨大的保有量。目前由于印刷產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整與印刷技術(shù)的進步，單色印刷機的業(yè)務(wù)量明顯下降；同時由于上光工藝的綠色環(huán)保優(yōu)勢，在印刷市場具有廣闊的發(fā)展前景。印刷企業(yè)有較大的需求將單色膠印機改造成上光機，以便在成本投入較小的情況下，有效利用現(xiàn)有設(shè)備。
上光的方式與樣式也呈現(xiàn)多樣化，觀察目前國內(nèi)非常為之風(fēng)行的文化出版品為求立體質(zhì)感的表現(xiàn)而使用的局部立體上光，加工後的印刷完成品呈現(xiàn)出令人炫目的特殊立體視覺效果。其膜面已可不再是單一材質(zhì)，可由不同種上光材料復(fù)合而得，如光由上光、PP上光、UV上光、水性上光等，由此可知上光雖然只的是在印刷品表面涂布裱合樹脂、膠膜等物質(zhì)而形成一膜面，但此膜面將隨著時代的進步而有不同的變化。例如上光可用在包裝產(chǎn)品上，有抗熱作用食品包裝上光；以及商業(yè)用途，如撲克牌上光等。
干燥裝置由烘道和熱源組成。烘道是長方體形箱體，熱源種類較多。用于上光機的干燥裝置主要有熱風(fēng)干燥裝置、紅外線干燥裝置、紫外線干燥裝置和電子束干燥裝置。這幾種干燥裝置可以單獨使用，也可以組合使用。組合使用的干燥流程安排一般為：涂布上光油-→紫外線固化-→紅外線干燥；涂布上光油（底油）-→熱風(fēng)干燥-→涂布UV光油-→紫外線固化；涂布上光油（底油）-→紅外線干燥-→涂布UV油-→紫外線固化；涂布上光油-→熱風(fēng)干燥-→紅外線干燥。
本論文在研究印刷機結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對單色膠印機的印刷與水墨機組加干燥裝置，對原機結(jié)構(gòu)進行改造后，對收紙、干燥機組進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計，并完成與主機的連接，同時改造后的裝置能夠?qū)τ∑愤M行烘干并收集整齊。
關(guān)鍵詞：UV上光 干燥裝置 收紙
ABSTRACT
Domestic single-color offset printing market with a huge population. Progress due to the the printed product structure adjustment and printing technology, the amount of monochrome printing business decreased; same time as the the green advantage polishing process, in the printing market has broad prospects for development. Printing companies large demand the monochrome Offset transformed into polishing machine, in order to invest in the cost the smaller effective use of existing equipment.
The manner and style of glazing diversified to observe the domestic cultural whom very popular local publications for the sake of the performance of the three-dimensional texture stereo glazing, printed after processing the finished product presents a dazzling special three-dimensional visual effects. The membrane surface is no longer a single material, obtained by different kinds of glazing material composite, as light glazing, PP varnishing, UV coating, aqueous coating, can be seen the glazing only in print surface coating pasting resin, film, and other substances to form a membrane surface, the membrane surface will be different with the progress of the times. For example, the glazing can be used in packaging a product, there are thermal role of food packaging glazing; as well as commercial purposes, such as poker, glazing and other.
???Drying device by drying tunnel and heat. Drying tunnel is a rectangular-shaped box, more types of heat sources. The main drying apparatus for polishing machine with a hot air drying apparatus, an infrared drying apparatus, UV-drying apparatus, and electron beam drying apparatus. These types of drying apparatus may be used alone, but also be used in combination. Combination used in the drying process arrangements generally: the coating varnish UV curing IR drying; coating on Varnish (Diyou) hot air drying coating UV varnish UV curing; coating on varnish (base oil) infrared drying coated with UV oil UV curing; coating Varnish IR drying hot air drying.
The papers on the basis of the research presses structure, Ink color offset press printing units plus drying device, and to transform the structure of the original machine, a structure designed for the collection of paper, drying unit, and complete the connection to the host transformation after the device for drying of printed materials and collect a tidy.
Key words：UV coating Drying device Received paper mechanism
目 錄
ABSTRACT 3
1.緒論 5
1.1課題背景 5
1.2干燥機原理： 9
2. 凹版印刷機械收紙機組的結(jié)構(gòu)設(shè)計 13
2.1輸紙機構(gòu)的設(shè)計: 13
2.2干燥源設(shè)計 14
2.3干燥機的傳送機構(gòu)設(shè)計 15
2.4收紙機構(gòu)的設(shè)計 17
2.5設(shè)計小結(jié) 19
3. 凹版印刷收紙機組的校核計算 20
3.1電動機選擇 20
3.2計算總傳動比及分配各級的傳動比 21
3.3傳動裝置的運動參數(shù)及動力參數(shù)的計算 21
3.4 V帶傳動的設(shè)計計算 22
3.5主動帶輪軸的設(shè)計計算 24
3.6 鍵聯(lián)接的選擇及校核計算 26
3.7 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 27
3.8設(shè)計小結(jié) 28
設(shè)計總結(jié) 30
參考文獻 31
致 謝 32
1.緒論
1.1課題背景
單張紙印刷機的輸紙方式有手給紙和由機械裝置自動輸紙兩種。手輸紙因為速度和正確性都存在一些總題，現(xiàn)在已很少應(yīng)用。自動輸紙裝置是利用機械進行給紙作用，可節(jié)省人力，減輕工人勞動強度，提高生產(chǎn)率，保證給紙的正確性，提高印刷質(zhì)量。自動輸紙機的輸紙方式有，摩擦式、氣動式兩種。摩擦式是靠磨擦輪使其表面紙張與縱堆分離的。這種給紙方式，機器的結(jié)構(gòu)比較簡單，但由于靠磨擦分紙，容易使印跡擦糊、紙張蹭臟、薄紙易磨壞，分紙效果也不夠準確，而且速度低，采用連續(xù)上紙方法，勞動強度大，現(xiàn)在很少采用。
氣動式輸紙是利用氣泵先由吹氣嘴把壓縮空氣吹人紙堆上面的幾張紙之間，再由吸紙嘴把紙堆表面的紙張吸起與紙堆分離而傳遞的，根據(jù)輸送方式又可分為間歇式和連續(xù)式。
間歇式輸紙是紙與縱之間有一定的距離，而連續(xù)式給紙是后一張縱的前邊緣重疊在前一張紙后邊緣之下，相鄰兩張紙有部分重疊，因此有足夠的定位時間，定位較準確，也有利于提高印刷速度。
圖1-1是連續(xù)式輸紙裝置各部分動作配合的示意圖[2]。首先由松紙吹嘴將給紙堆上層的紙吹松，分紙吸嘴向下移動將最上面一張紙吸住并上抬后翹，以防止吸住雙張，有利于壓紙吹嘴插入吹風(fēng)，壓紙吹嘴壓住第二張紙并吹風(fēng)，使上下兩張紙分開，送縱吸嘴向后移動吸伙紙張，分紙吸嘴停止吸氣，放開紙張并向上抬，此時壓紙吹嘴停止吹氣，并離開紙堆，送紙吸嘴向前移動輸出紙張，完成一張紙的輸送。紙張經(jīng)輸紙板送到規(guī)矩裝置進行定位。高速輸紙機每分鐘能輸紙近200張。
圖1-1 吹嘴、吸嘴動作的配合圖
卷簡紙印刷機的特點是印刷速度高、產(chǎn)量大，通用于雙面印刷。它的輸紙裝置是將紙帶輸出，經(jīng)傳紙輥送入印刷裝置。
輸紙裝置[3]上一般裝有1～3個卷筒紙，在第一個卷筒紙即將印完時，第二個卷筒紙立即從預(yù)備位置進入給紙位置。輸紙裝置由制動機構(gòu)和接紙機構(gòu)組成。制動機構(gòu)主要是保證在印刷過程中拉緊紙帶，使紙帶在工作狀態(tài)下始終保持一定的張力，達到給紙均勻的目的，同時，當級帶斷裂或印刷速度降低時、防止紙帶自動退卷。接紙機構(gòu)是在更換新卷筒紙時，不停機，實現(xiàn)自動接紙，并保證在接紙過程中新舊紙帶的速度相等。
印刷裝置：
1）印刷部分
在印刷中有各種方法，其區(qū)別是在加壓方式上，加印刷壓力的目的，是將油墨從印版或橡皮布上轉(zhuǎn)印到承印材料上，加壓部分就由印版滾筒、壓印滾筒組成，在膠印方法中就是由印版滾筒、橡皮滾筒、壓印滾筒以及其附屬設(shè)備組成，均稱為印刷部分。在印刷方法中，還有用物理的壓力由靜電壓而使油墨附著在承印材料上的靜電印刷法，在絲網(wǎng)印刷中用橡皮刮板進行印刷的刮板法[4]。
2）裝置版部分
凸版、平版、凹版由于各自的版材不同，裝版方式也不同。凸版印刷中，將鉛版或樹脂版用針塞或用雙面粘膠布粘貼的方法安裝在版臺或版滾筒上。平版印刷中主要使用鋁基的PS版或鋅版，將其版卷成圓筒形裝在印版滾筒上，在袋版操作中，膠印輪轉(zhuǎn)機和膠印單張機裝版方法有所不同。凹版印刷中，制版時已直接將圖文制在銅印版滾筒上，用機械安裝進行印刷。
3）上墨部分
從墨斗中輸出油墨，到版面上均勻地附著油墨，有一系列的相關(guān)裝置，平版和凸版印刷中這些裝置相似，而凹版印刷中則不同。
1-墨斗輥;2-傳墨輥;3-半墨輥0
4,6-勻墨輥;5-著墨輥
圖1-2 平版印刷機上墨裝置
平版和凸版印刷機上，從墨斗（inkfountain）中由墨斗輥（ink fountain roller）傳出少量的油墨，傳給傳墨輥（ink feed roller)，再傳給串墨輥（ink vibrator）、勻墨輥（ink distributing roller）使油墨均勻后由著墨輥（form inking roller）向版面上上墨（圖1-2）。作為附屬裝置有攪拌器。
凹版印刷時[5]，印版滾筒在墨斗中，進行高速旋轉(zhuǎn)，由刮墨刀刮去多余的油墨（圖1-3）。其方法有淹輥方式、上墨輥方式和噴淋方式三種，高速印刷時采用噴淋方式較多。
4）給水部分
在膠印中，版面保持適當?shù)乃质欠浅Ｖ匾模虼?，在印刷機上有給水部分，它由水斗、水斗輥（water fountain roller）、傳水輥（damping distrbutor）、串水輥（dampening vibrator）、著水輥（form dampening roller）組成。水斗輥、串水輥用金屬制成，大多鍍鉻、傳水輥和著水輥包以水膠絨。如圖1-4。
圖1-3 凹版印刷上墨方式
1-水斗;2-水斗輥;3-傳水輥;
4-勻水輥;5-著水輥;
圖1-4 給水裝置
在膠印中，給水的微量調(diào)節(jié)是非常困難的技術(shù)，為此，高速多色印刷機和膠印輪轉(zhuǎn)機采取了新的裝置。一種是毛刷輥式給水裝置，如圖1-5聽示，它將傳水輥換成毛刷輥，水斗輥在水斗中連續(xù)旋轉(zhuǎn)、將水傳給毛刷輥，毛刷輥也連續(xù)旋轉(zhuǎn)，細小的水滴就甩到串水輥上，通過著水輥把水均勻地傳給印版。一種是達格倫給水裝置[6]，如圖1-6所示，取消了著水輥，水斗輥在水斗中旋轉(zhuǎn)，傳水輥與水斗輥及著墨輥同進接觸，把水斗輥上的水分傳給著墨輥，再由著墨輥把水分傳給印版，傳水輥的轉(zhuǎn)速約為著墨輥的20～25%，改變水斗輥的轉(zhuǎn)速，可以調(diào)節(jié)給水量的大小。
圖1-5 刷輥式給水裝置
圖1-6 達格倫給水裝置
5）附屬裝置
印刷裝置中的附屬裝置有規(guī)矩部件、卷筒紙輪轉(zhuǎn)機上配的折頁部件、紙帶減震器等，這些可以用手動，也可能遠距離操作或自動控制。
1.2干燥機原理：
印刷以后，要使油墨在印刷品上盡快的干燥，以防止出現(xiàn)背面蹭臟現(xiàn)象，影響印品質(zhì)量，因而設(shè)計了各種方式的干燥裝置，使油墨在極短的時間里干燥。
干燥裝置由烘道和熱源組成。烘道是長方體形箱體，熱源種類較多。用于上光機的干燥裝置主要有熱風(fēng)干燥裝置、紅外線干燥裝置、紫外線干燥裝置和電子束干燥裝置。這幾種干燥裝置可以單獨使用，也可以組合使用。組合使用的干燥流程安排一般為：涂布上光油-→紫外線固化-→紅外線干燥；涂布上光油（底油）-→熱風(fēng)干燥-→涂布UV光油-→紫外線固化；涂布上光油（底油）-→紅外線干燥-→涂布UV油-→紫外線固化；涂布上光油-→熱風(fēng)干燥-→紅外線干燥。
1.熱風(fēng)干燥裝置熱風(fēng)干燥是用電熱管或煤氣等加熱烘道中的空氣[7]，使烘道達到需要的溫度，上光油中的溶劑揮發(fā)，廢氣從排氣管道中排除，達到干燥的目的。在輪轉(zhuǎn)機中使用熱固性油墨，它含有大量的溶劑，利用煤氣火焰或熱風(fēng)能使油墨在瞬時間內(nèi)干燥，這些干燥機與印刷機連動，開始印刷時使開始點火，停印時滅火，能防止紙張燃燒。有的經(jīng)加熱后立即經(jīng)過冷卻輥進行冷卻，也能起到加速干燥的作用。現(xiàn)在卷筒紙膠印輪轉(zhuǎn)機較多的采用這種干燥方式。凹版印刷采用熱風(fēng)方式或熱滾筒式，如圖1-7。
圖1-7 凹版印刷干燥裝置
2.紅外線干燥裝置紅外線干燥是用紅外線管狀石英燈作為輻射器，向涂布上光油的印刷品表面輻射光波。這種干燥裝置可以安裝在機器的任何部位，也易于調(diào)節(jié)功率。對人體無害，使用周期長，耗電少，但輻射利用率低。輻射器必須與反射器配合才能提高輻射效率。
3.紫外線干燥裝置[8]紫外線干燥也稱紫外線固化或UV固化，主要由紫外線光源、反射器、和輔助設(shè)備組成。
紫外線光源包括汞蒸氣燈（金屬鹵化物燈和無極燈）和氙燈。汞蒸氣燈是用于固化上光涂料最為普通的光源，有低壓汞燈、中壓汞燈和高壓汞燈。用于UV固化的汞蒸氣燈一般是一根長度不等，內(nèi)部注有汞，密封透明的石英管，兩端裝有鎢制的成電極。當兩極間通過電流時觸發(fā)電弧，通常使用交流電。
汞蒸氣倚賴汞的蒸發(fā)和汞原子與具有足夠動能的電子撞擊而電離，放出光子能量。汞蒸氣燈管是用高純度石英制成，這種物資能透射紫外光。石英外殼耐高溫，燈源的工作溫度一般在700℃左右。UV固化廣泛使用中壓汞燈，它的輸出功率比低壓汞燈高，一般為40--300W/cm。中壓汞燈的燈管由透明石英構(gòu)成，工作時表面溫度達到700℃。為了保持恒定的光譜輸出，必須靠冷卻來控制溫度。可以將燈管與適當?shù)呐棚L(fēng)設(shè)備相連，把產(chǎn)生的臭氧全部排出去。
裝有常規(guī)電極的中壓汞燈需用15-30min預(yù)熱時間才能達到其完備的光譜輸出，這時汞在石英管內(nèi)汽化。如果這種燈在工作期間不留神被關(guān)掉了，汞會迅速凝結(jié)，不能立即重新啟動，仍需預(yù)熱。中壓汞燈使用壽命一般為1000h,最高可達2000h,它的輻射輸出隨使用時間的增加逐漸衰退，在運行的生產(chǎn)線上不易引起注意。使用中應(yīng)隨時對產(chǎn)品質(zhì)量檢查，以確保中壓汞燈的使用效果。為了有效利用中壓汞燈的輸出功率，UV固化設(shè)備應(yīng)具有反射器、冷卻器、排氣系統(tǒng)等。
氙燈是充入高壓氙氣的燈管[9]，用電容充電，使燈管兩端達到實現(xiàn)點火所需的高電壓。每隔輸入電源的1/2周相發(fā)生一次點火或閃光，輻射到UV光油上，使UV光油固化。紫外線干燥用反射器與紅外線干燥用反射器相同。輔助設(shè)備包括光閘、通風(fēng)、冷卻系統(tǒng)和屏蔽裝置。高強度的光源會使印刷品點燃或熔化。
中壓汞燈需要通風(fēng)冷卻燈管表面，控制燈管表面溫度，防止燈管過熱而縮短使用壽命，并造成不規(guī)則的光譜輸出，影響固化效率；通風(fēng)冷卻系統(tǒng)把短紫外波長區(qū)的譜線與空氣作用產(chǎn)生的臭氧排除，排除煙氣。紅外線干燥和熱風(fēng)干燥的烘道較長，一般為6-9m,而紫外線干燥烘道較短，一般為0.9m左右。
4.電子束干燥（固化）裝置[10]電子束干燥裝置主要用掃描束加速器或直線陰極加速器產(chǎn)生高能電子束流，對上光涂料進行固化。高能電子與物質(zhì)碰撞時產(chǎn)生X射線，X射線穿透性強，必須給予充分的屏蔽和配備自動保險裝置。
2. 凹版印刷機械與收紙機組的結(jié)構(gòu)設(shè)計
2.1輸紙機構(gòu)的設(shè)計:
齒輪齒條傳動，承載力大，傳動精度較高，可達0.1mm，可無限長度對接延續(xù)，傳動速度可以很高，>2m/s，缺點：若加工安裝精度差，傳動噪音大，磨損大。典型用途：大版面鋼板、玻璃數(shù)控切割機。
當標準外齒輪的齒數(shù)增加到無窮多時，齒輪上的基圓和其它圓都變成了相互平行的直線，同側(cè)漸開線齒廓也變成了相互平行的斜直線齒廓，這就是齒條。齒條與齒輪相比有以下兩個特點：
（1）由于齒條齒廓是直線，所以齒廓上各點的法線是平行的。又由于齒條在傳動時作平動，齒廓上各點的速度大小、方向都相同，所以齒條上各點的壓力角都相等，等于齒廓的傾斜角（齒形角），標準值是。
（2）與齒頂線平行的各直線上的齒距都相同，模數(shù)為同一標準值，其中齒厚與齒槽寬相等且與齒頂線平行的直線稱為中線，它是確定齒條各部分尺寸的基準線。
標準齒條的齒部尺寸與，與標準齒輪相同。
但是在進行沖壓的加工時，由于在沖壓過程中沖壓行程是工作行程，而返回時是非工作過程，則在加工工件時要盡量滿足工件在返回時減少時間。所以要滿足此機構(gòu)有急回特性。但是齒輪齒條不能滿足急回的特性，不能增加工件的沖壓加工效率，齒輪齒條加工的運動形式不符合；則排除此工藝的加工方式。
本論文的輸紙裝置采用齒輪齒條機構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)了平穩(wěn)可靠的把紙從輸紙臺傳到干燥裝置中。設(shè)計結(jié)構(gòu)圖如下圖2-1
1-齒條;2-圓柱直齒輪
圖2-1 輸紙機構(gòu)
2.2干燥源設(shè)計
目前干燥機的干燥方法有好多種[12]，其中有熱風(fēng)干燥裝置，紅外線干燥裝置，紫外線干燥裝置和電子束干燥裝置，本設(shè)計采用紫外線干燥裝置，紫外線干燥也稱紫外線固化或UV固化，主要由紫外線光源、反射器、和輔助設(shè)備組成。
紫外線光源包括汞蒸氣燈（金屬鹵化物燈和無極燈）和氙燈。汞蒸氣燈是用于固化上光涂料最為普通的光源，有低壓汞燈、中壓汞燈和高壓汞燈。用于UV固化的汞蒸氣燈一般是一根長度不等，內(nèi)部注有汞，密封透明的石英管，兩端裝有鎢制的成電極。當兩極間通過電流時觸發(fā)電弧，通常使用交流電。
汞蒸氣倚賴汞的蒸發(fā)和汞原子與具有足夠動能的電子撞擊而電離，放出光子能量。汞蒸氣燈管是用高純度石英制成，這種物資能透射紫外光。石英外殼耐高溫，燈源的工作溫度一般在700℃左右。UV固化廣泛使用中壓汞燈，它的輸出功率比低壓汞燈高，一般為40--300W/cm。中壓汞燈的燈管由透明石英構(gòu)成，工作時表面溫度達到700℃。為了保持恒定的光譜輸出，必須靠冷卻來控制溫度。可以將燈管與適當?shù)呐棚L(fēng)設(shè)備相連，把產(chǎn)生的臭氧全部排出去。
裝有常規(guī)電極的中壓汞燈需用15-30min預(yù)熱時間才能達到其完備的光譜輸出，這時汞在石英管內(nèi)汽化。如果這種燈在工作期間不留神被關(guān)掉了，汞會迅速凝結(jié)，不能立即重新啟動，仍需預(yù)熱。中壓汞燈使用壽命一般為1000h,最高可達2000h,它的輻射輸出隨使用時間的增加逐漸衰退，在運行的生產(chǎn)線上不易引起注意。使用中應(yīng)隨時對產(chǎn)品質(zhì)量檢查，以確保中壓汞燈的使用效果。為了有效利用中壓汞燈的輸出功率，UV固化設(shè)備應(yīng)具有反射器、冷卻器、排氣系統(tǒng)等。具體結(jié)構(gòu)如下圖2-2所示。
1-頂蓋固定螺栓;2-汞蒸汽燈;3-頂蓋
圖2-2 干燥源結(jié)構(gòu)
2.3干燥機的傳送機構(gòu)設(shè)計
傳送機構(gòu)包括齒輪傳動，鏈傳動，皮帶傳動等，其中他們的的優(yōu)缺點如下；皮帶傳動的優(yōu)點：適用于兩軸中心距較大的傳動場合。工作時傳動平穩(wěn)無噪聲,能緩沖、吸振。工作中如遇到過載，帶將會在帶輪上打滑,可防止薄弱零部件損壞,起到安全保護作用。帶輪材料一般是鑄鐵等，造價低廉、不需要潤滑以及緩沖、吸震、易維護等特點。皮帶傳動的缺點：不能保證精確的傳動比。滑動損失
皮帶在工作時，由于帶輪兩邊的拉力差以及相應(yīng)的變形經(jīng)差形成彈性滑動，導(dǎo)致帶輪與從動輪的速度損失。彈性滑動與載荷、速度、帶輪直徑和皮帶的結(jié)構(gòu)有關(guān)，彈性滑動率通常在1%-2%之間。有的皮帶傳動還有幾何滑動。過載時將引起打滑，使皮帶的運動處于不穩(wěn)定狀態(tài)，效率急劇下降，磨損加劇，嚴重影響皮帶的壽命。
滯后損失，皮帶在運行中會產(chǎn)生反復(fù)伸縮，特別是帶輪上的繞曲會使皮帶體內(nèi)部產(chǎn)生摩擦引起功率損失?？諝庾枇?，高速傳動時，運動中的風(fēng)阻將引起轉(zhuǎn)矩損耗，其損耗值與速度的平方成正比。因此，設(shè)計高速皮帶傳動時，皮帶的表面積宜小，盡量用厚而窄的皮帶，帶輪的輪輻面要平滑，或用輻板以減小風(fēng)阻。軸承的摩擦損失，皮帶在工作時，軸承受到皮帶的拉力，也引起轉(zhuǎn)矩損。滑動軸承的損伯為2%-5%，滾動軸承的損失為1%-2%，考慮上述損失，皮帶傳動的效率約在80%-90%范圍內(nèi)，根據(jù)皮帶種類不一樣，效率各異：帶的種類效率（%）平帶 83-98，有張緊輪的平帶 80-95，簾布結(jié)構(gòu)?87-92 繩芯結(jié)構(gòu)92-96同步帶 92-98窄V帶 90-95。
鏈條傳動的特點: 1、和齒輪傳動比較,它可以在兩軸中心相距較遠的情況下傳遞運動和動力。能在低速、重載和高溫條件下及灰土飛揚的不良環(huán)境中工作。和帶傳動比較,它能保證準確的平均傳動比,傳遞功率較大,且作用在軸和軸承上的力較小。傳遞效率較高,一般可達0.95～0.97。鏈條的鉸鏈磨損后,使得節(jié)距變大造成脫落現(xiàn)象。安裝和維修要求較高.鏈輪材料一般是結(jié)構(gòu)鋼等。
齒輪傳動的特點:能保證瞬時傳動比恒定,平穩(wěn)性較高,傳遞運動準確可靠。傳遞的功率和速度范圍較大。結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠,可實現(xiàn)較大的傳動比。傳動效率高,使用壽命長。齒輪的制造、安裝要求較高.齒輪材料一般是鑄鐵等。
經(jīng)過綜合考慮，本設(shè)計需要把紙從輸紙臺傳到收紙臺，對傳動比要求不高，需要遠距離傳輸，考慮成本，所以選用V帶傳動，具體結(jié)構(gòu)如下圖2-3干燥機傳動部分結(jié)構(gòu)。
1-主動帶輪;2-從動帶輪;3-V帶
圖2-3 干燥機傳動結(jié)構(gòu)
2.4收紙機構(gòu)的設(shè)計
平面連桿機構(gòu)是由若干構(gòu)件用低副（轉(zhuǎn)動副、移動副）連接組成的平面機構(gòu)，又稱平面低副機構(gòu)。平面連桿機構(gòu)中構(gòu)件的 運動形式多樣，可以實現(xiàn)給定運動規(guī)律或運動軌跡；低副以圓柱面或平面相接觸，承載能力高，耐磨損，制造簡便，易于獲得較高的制造精度。因此，平面連桿機構(gòu)在各種機械、儀器中獲得了廣泛的應(yīng)用。
平面連桿機構(gòu)的優(yōu)點[13]：
(1)面接觸低副，壓強小，便于潤滑，磨損輕，壽命長，傳遞動力大
(2)低副易于加工，可獲得較高精度，成本低
(3)桿可較長，可用作實現(xiàn)遠距離的操縱控制
(4)可利用連桿實現(xiàn)較復(fù)雜的運動規(guī)律和運動軌跡
平面連桿機構(gòu)的缺點
(1)低副中存在間隙，精度低
(2)不容易實現(xiàn)精確復(fù)雜的運動規(guī)律
平面四桿機構(gòu)的分類：
最簡單的平面連桿機構(gòu)由四個構(gòu)件組成，稱為平面四桿機構(gòu)。它的應(yīng)用十分廣泛，而且是組成多桿機構(gòu)的基礎(chǔ)。曲柄滑塊機構(gòu)是鉸鏈四桿機構(gòu)的演化形式,由若干剛性構(gòu)件用低副(回轉(zhuǎn)副、移動副)聯(lián)接而成的一種機構(gòu)。是由曲柄（或曲軸、偏心輪）、連桿、滑塊通過移動副和轉(zhuǎn)動副組成的機構(gòu)。
曲柄滑塊機構(gòu)的特性及應(yīng)用：
常用于將曲柄的回轉(zhuǎn)運動變換為滑塊的往復(fù)直線運動;或者將滑塊的往復(fù)直線運動轉(zhuǎn)換為曲柄的回轉(zhuǎn)運動。對曲柄滑塊機構(gòu)進行運動特性分析是當已知各構(gòu)件尺寸參數(shù)、位置參數(shù)和原動件運動規(guī)律時,研究機構(gòu)其余構(gòu)件上各點的軌跡、位移、速度、加速度等,從而評價機構(gòu)是否滿足工作性能要求,機構(gòu)是否發(fā)生運動干涉等。曲柄滑塊機構(gòu)具有運動副為低副,各元件間為面接觸,構(gòu)成低副兩元件的幾何形狀比較簡單,加工方便,易于得到較高的制造精度等優(yōu)點,因而在包括煤礦機械在內(nèi)的各類機械中得到了廣泛的應(yīng)用，如自動送料機構(gòu)、沖床、內(nèi)燃機空氣壓縮機等 。
曲柄滑塊機構(gòu)的分類：
根據(jù)結(jié)構(gòu)特點，將其分成3大類：對心曲柄滑塊、偏置曲柄滑塊、偏心輪機構(gòu)
圖2-4 對心曲柄滑塊機構(gòu)
圖2-5偏置曲柄滑塊機構(gòu)
圖2-6 偏心輪機構(gòu)
本論文設(shè)計的凹版印刷機械與收紙機組的收紙機構(gòu)選用上邊所述的曲柄滑塊機構(gòu)，通過曲柄的旋轉(zhuǎn)運動，轉(zhuǎn)化成滑塊的直線運動，間歇的去收紙。具體結(jié)構(gòu)如下圖2-7所示；
1-收紙滑塊;2-連桿;3-曲柄 4-驅(qū)動電機
圖2-7 收紙機構(gòu)
2.5設(shè)計小結(jié)
本章通過了解上光機原理和08機的工作原理，設(shè)計了膠印機上加裝的干燥裝置，同時將收紙裝置拉拉。收紙軌道適當?shù)奶岣?。通過齒輪齒條順利的實現(xiàn)了輸紙功能，通過曲柄滑塊機構(gòu)實現(xiàn)了收紙功能。
3. 凹版印刷機械與收紙機組的校核計算
3.1電動機選擇
1．電動機類型的選擇： 按工作要求和條件，選用Y系列全封閉籠型三相異電動機。
2．電動機功率選擇：
（1）傳動裝置的總功率[14]：η總=η1×η2×η3， 式中η1、η2、η3分別為干燥機電機減速器、帶傳動、執(zhí)行機構(gòu)傳動的效率。取η1=0.96 η2=0.99 η3=0.97 則η總=η1×η22×η3 =0.96×0.992×0.97=0.91
（2）電機所需的工作功率：P工作=MW/1000η總=300×2/1000×0.83=0.723KW
表3.1 電動機選擇列表
3．確定電動機轉(zhuǎn)速，計算滾筒工作轉(zhuǎn)速：n筒=60×1000V/πD=60×1000×0.2/π×150=25.5r/min按手冊文獻表1推薦的傳動比合理范圍，取V帶傳動比I1=2-4，則總傳動比范圍為Ia=2-4。故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=Ia×n筒=（2-4）×150=306～2550r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000、和1500r/min。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊查出有兩種適用的電動機型號，其技術(shù)參數(shù)及傳動比的比較情況如下表3.1：
方案
電動機
型號
額定
功率KW
電動機轉(zhuǎn)速
傳動裝置的傳動比
同步
滿載
總傳
動比
帶傳動
1
Y802—4
0.75
1500
1400
4
4
2
Y90S—6
0.75
1500
910
4
4
綜合考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量、價格和帶傳動，比較兩種方案：方案1，電動機轉(zhuǎn)速較高，總傳動比較大；方案 2，電動機較低，總傳動比較小，因本論文使用只是用了帶輪減速器，減速比有限，因此選定電動機型號為Y90S—6。
3.2計算總傳動比及分配各級的傳動比
1．有選定電動機的滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機主軸的轉(zhuǎn)速nw，可得傳動裝置的總傳動比i總：i總=nm/nw=910/4=227.5
2．分配各級傳動比
計算出總傳動比后，合理地分配各級傳動比，限制傳動件的圓周以減小動載荷，降低傳動精度等級。分配各級傳動比是主要考慮以下幾點：（1）各級傳動比在推薦的范圍內(nèi)選??；（2）應(yīng)使各傳動裝置的結(jié)構(gòu)尺寸較小，重量較輕；（3）應(yīng)使各傳動件的尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱合理、避免相互干涉碰撞。選取帶傳動傳動比為4，傳動裝置的實際傳動比由安裝后帶輪直徑確定，因而很可能與設(shè)定的傳動比之間有誤差。一般允許工作機實際轉(zhuǎn)速與設(shè)定轉(zhuǎn)速之間的相對誤差為±（3-5）%。
3.3傳動裝置的運動參數(shù)及動力參數(shù)的計算
為了進行傳動件的設(shè)計計算，應(yīng)首先推算出各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩。一般有電動機至工作機之間運動傳遞的路線推算各軸的運動和動力參數(shù)。
1．計算各軸轉(zhuǎn)速（r/min）
主動帶輪軸Ⅰ： nI= nm/i0=910/1=910(r/min)
從動帶輪軸Ⅱ： nII= nⅠ/i1=910/4=227.5(r/min)
輸紙滾筒軸： nIII= nII/i2=227.5/1=227.5(r/min)
2．計算各軸的功率（KW）
主動帶輪軸Ⅰ： PI=Pd×η1=0.723×0.91=0.66KW
從動帶輪軸Ⅱ： PII=PI×η12= PI×η2×η3=0.6 9×0.99×0.97=0.632KW
輸紙滾筒軸： PIII= PⅡ=0.632KW
3.計算各軸扭矩（N·mm）
主動帶輪軸Ⅰ： TI=9550×PI/nI=9550×0.66/910=6.93N·m
從動帶輪軸Ⅱ： TII=9550×PII/nII=9550×0.623/103.7 =26.15N·m
輸紙滾筒軸： TIII= TII=26.15N·m
3.4 V帶傳動的設(shè)計計算
帶式輸送裝置，其電動機與減速器之間用普通V帶傳動[14]，電動機為Y90S—6，額定功率P=0.75KW，滿載轉(zhuǎn)速n1=910 r/min，傳動比i=4
1．根據(jù)工作情況由表文獻文[15]查得工況系數(shù)KA=1.0 Pd=KAP=1.0×0.75=0.75 KW。
2．選擇普通V帶截型:根據(jù)Pd=0.75 KW和n1=910 r/min，由文獻選用A型V帶。
3． 傳動比i=4(已算)。
4．小帶輪基準直徑由文獻查得，推薦的小帶輪基準直徑為30-100mm，取dd1=32.875mm>dmin=30 mm。
5．帶輪直徑dd2，并驗算帶速，彈性滑動率ε=0.02dd2=i·dd1(1-ε)=4×32.875 (1-0.02)=128.87由文獻查得，取dd2=131.5mm實際傳動i= dd2/ dd1(1-ε)= 128.87/32.875 (1-0.02)=4.082，實際從動動輪速n2’=n1dd1/dd2=910/4.082=222.93r/min，轉(zhuǎn)速誤差為：n2-n2’/n2=（222.93-220）/222.93 =0.004197<0.05(允許)對于帶式輸送裝置轉(zhuǎn)速誤差在±5%是允許的。
6．帶速V：V=πdd1n1/60×1000=π×128.87×910/60×1000=6.14m/s在5-12m/s范圍內(nèi)，帶速合適。
7．軸間距a0，據(jù)文獻查得0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)
0.7(32.875+131.5)≤a0≤2.6×(32.875+131.5)
所以有：115.065mm≤a0≤427.37mm a0=416 mm
8．需帶的基準長度L0
由文獻[15] L0=2a0+1.57(dd1+dd2)+(dd2-dd1) 2/4a0
=2×416+1.57(32.875+131.5)+(131.5-32.87)2/4×416=1090mm根據(jù)文獻[15]查得，取Ld=1080mm
9．實際中心距a
根據(jù)文獻[15]得：a≈a0+（Ld-L0）/2=416+（1090-1080）/2=421mm
10.算小帶輪包角
α1=1800-(131.5-32.875）/a×57.30 =180-（131.5-32.875）/421×57.30 = 166.5746>120（適用）。
11．單根V帶的基本額定功率P1
根據(jù)dd1=32.8mm和n1=910 r/min由文獻查得P1=9.3KW。
12．額定功率的增量△P1
根據(jù)n1=910 r/min和i=4.08文獻[15] △P1=0.10KW
13．V帶的根數(shù)Z
根據(jù)α1=158.90文獻[15]查得Kα=0.93；KL=0.96
確定帶的根數(shù)Z=PC/P’=PC/(P1+△P1)KαKL=0.75/(9.3+0.10) ×0.93×0.99=0.086 取Z=3
14．單根V帶的預(yù)緊力F0
F0=500(2.5/Ka-1) Pd/zv+mv2由文獻[15]查得A=型帶m=0.1kg/m
F0=500(2.5/Ka-1) Pd/zv+mv2=500(2.5/0.93-1) 1.5/7.33 z +0.1×7.332 =91.7N
15．壓軸力Fq Fq =2 F0Zsina/2=2×91.7×Zsin155.80/2=359N
3.5主動帶輪軸的設(shè)計計算
由以上的計算知：傳遞的功率P=0.66Kw。 轉(zhuǎn)速n=227.5r/min
1．按扭矩初算軸徑
選用45#調(diào)質(zhì)，硬度217-255HBS，根據(jù)文獻[15]查得,取c=115，d≥115 (2.304/458.2)1/3mm=19.7mm，考慮有鍵槽，將直徑增大8%，則d=19.7×(1+8%)mm=20.69 ∴選d=40mm
2．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
（1）軸上零件的定位，固定和裝配
軸只設(shè)計一個軸肩，軸肩一方面用來給軸在豎直位置定位，另一方面用來定位主動帶輪的軸向定位。在圖中軸承部位，軸承實現(xiàn)主動帶輪軸的旋轉(zhuǎn)運動。則采用過渡配合固定[16]
（2）確定軸各段直徑和長度
工段：d1=40mm 長度取L1=55mm
∵h=2c c=1.5mm
II段:d2=d1=40m
初選用6206c型深溝球軸承，其內(nèi)徑為40mm,寬度為5mm.通過密封蓋軸段長應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定，為此，取該段長為56.54mm,故
II段長：L2=（2+56.54+55）=113.54mm。
III段： 直徑d4=46mm由手冊得：c=1.5 h=2c=2×1.5=3mm。
d4=d3+2h=46+2×3=52mm，，長度L4=2mm但此段左面的滾動軸承的定位軸肩考慮，應(yīng)便于軸承的拆卸，應(yīng)按標準查取由手冊得安裝尺寸h=3.因此將Ⅳ段設(shè)計成階梯形，右段直徑為40mm。
由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L=113mm。
3． 按彎矩復(fù)合強度計算[17]
（1） 求分度圓直徑：已知d1=40mm。
（2） 求轉(zhuǎn)矩：已知T2=50021.8N·mm。
（3） 求圓周力：Ft 根據(jù)文獻[15]得Ft=2T2/d2=50021.8/40=1250.5N。
（4） 求徑向力：Fr 根據(jù)文獻[15]得。
Fr=Ft·tanα=1250.5×tan200=364.1N。
（5） 因為該軸兩軸承對稱，所以：LA=LB=50mm。
j 繪制軸受力簡圖（如圖3.2a）
k 繪制垂直面彎矩圖（如圖3.2b）
軸承支反力：FAY=FBY=Fr/2=182.05N FAZ=FBZ=Ft/2=512.5N由兩邊對稱，知截面C的彎矩也對稱。截面C在垂直面彎矩為,MC1=FAyL/2=182.05×50=9.1N·m。
4． 繪制水平面彎矩圖（如圖3.2c） 截面C在水平面上彎矩為：MC2=FAZL/2=512.5×50/2=12.8N·m。
5． 繪制合彎矩圖（如圖3.2d）MC=(MC12+MC22)1/2=(9.12+252)1/2=26.6N·m。
6． 繪制扭矩圖（如圖3.2e）轉(zhuǎn)矩：T=9.55×（P2/n2）×106=48N·m。
7． 繪制當量彎矩圖（如圖3.2f）轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪文治武功力按脈動循環(huán)變化，取α=1，截面C處的當量彎矩：Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[26.62+(1×48)2]1/2=54.88N·m。
8． 校核危險截面C的強度文獻[15]查得σe=Mec/0.1d33=99.6/0.1×413=14.5MPa< [σ-1]b=60MPa∴該軸強度足夠。
圖3.2 受力組合圖
（5）軸承壽命計算∵P1=P2 故取P=750.3N
∵深溝球軸承ε=3,根據(jù)手冊得7206c型的Cr=23000N
由文獻[15]得LH=16670/n(ftCr/P)ε
=16670/458.2×(1×23000/750.3)3
=1047500h>48720h
∴預(yù)期壽命足夠
3.6 鍵聯(lián)接的選擇及校核計算
1． 軸徑d1=40mm,L1=55mm,查手冊得，選用C型平鍵，得：鍵A 8×7 GB1096-79 l=L1-b=55-8=47mm,T2=48N·m,h=7mm,根據(jù)文獻[15]得:
σp=4T2/dhl=4×48000/40×7×47=14.59Mpa<[σR](110Mpa)
∴此鍵合格
3.7 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計
減速器的箱體采用鑄造（HT200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證傳送帶輪最佳質(zhì)量。
1. 機體有足夠的剛度
在機體為加肋，外輪廓為長方形，增強了軸承座剛度
2. 考慮到機體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱。
為保證機蓋與機座連接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗糙度為
3. 機體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性.
鑄件壁厚為10，圓角半徑為R=3。機體外型簡單，拔模方便.
4. 對附件設(shè)計
A 干燥機頂蓋
頂蓋蓋板用鑄鐵制成，用M8緊固
B 油螺堵：
放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機體外壁應(yīng)凸起一塊，由機械加工成螺堵頭部的支承面，并加封油圈加以密封。
D 通氣孔：
由于減速器運轉(zhuǎn)時，機體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達到體內(nèi)為壓力平衡.
E 蓋螺釘：
啟蓋螺釘上的螺紋長度要大于機蓋聯(lián)結(jié)凸緣的厚度。
釘桿端部要做成圓柱形，以免破壞螺紋.
減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸如下：
名稱
符號
計算公式
結(jié)果
箱座壁厚
10
箱蓋壁厚
9
箱蓋凸緣厚度
12
箱座凸緣厚度
15
箱座底凸緣厚度
25
地腳螺釘直徑
M24
地腳螺釘數(shù)目
查手冊
4
軸承旁聯(lián)接螺栓直徑
M12
干燥機組固定螺栓直徑
=（0.5~0.6）
M14
外機壁至軸承座端面距離
=++（8~12）
50
機蓋，機座肋厚
9 8.5
軸承端蓋外徑
+（5~5.5）
120（1軸）125（2軸）
150（3軸）
軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離
120（1軸）125（2軸）
150（3軸）
3.8設(shè)計小結(jié)
根據(jù)設(shè)計方案的要求，首先確定了設(shè)計中所用到的負載參數(shù)，對電機進行了選型，然后分析設(shè)計了傳動比，接著進行了各軸的負載轉(zhuǎn)矩計算，對V帶傳動進行了詳細設(shè)計，確定了主從帶輪的直徑。然后對軸進行了強度校核，軸承壽命分析，同時進行了鍵和軸承及箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計。
設(shè)計總結(jié)
漫長而又倍感充實的畢業(yè)設(shè)計階段即將結(jié)束，通過這幾十天的學(xué)習(xí)，我覺得自己的專業(yè)知識和獨立思考問題的能力有了很大的提高，對我走向社會從事專業(yè)工作有著深遠的影響。現(xiàn)在談?wù)剬Ρ敬萎厴I(yè)設(shè)計的認識和體會。
首先，我感觸最深的就是：實踐的重要性。這次設(shè)計中我做了許多重復(fù)性的工作，耽誤了很多的時間，但是這些重復(fù)性的工作卻增強了我的實踐能力和動手能力，積累了設(shè)計經(jīng)驗。同時也得到一條經(jīng)驗，搞設(shè)計不能只在腦子里想它的結(jié)構(gòu)，必須動手，即使你想的很完美，但是到實際的設(shè)計過程時，會遇到許多意不到的問題。
其次，我學(xué)會了查閱資料和獨立思考。當開始拿到畢業(yè)設(shè)計題目時，心里真的是一點頭緒也沒有，根本不知道從那里下手。在劉老師的指導(dǎo)下，我開始查閱相關(guān)書籍，借鑒他人的經(jīng)驗，結(jié)合自己的構(gòu)想，再利用自己所學(xué)過的專業(yè)知識技能，，深入了解了機械傳動原理及機械系統(tǒng)的設(shè)計方案。把設(shè)計意圖從構(gòu)想階段變?yōu)榭勺x者付諸生產(chǎn)的實現(xiàn)階段。我發(fā)現(xiàn)每一個設(shè)計都是一個創(chuàng)新、修改、完善的過程，在設(shè)計的過程中，運用自己所掌握的知識，發(fā)揮自己的想象力來搞好自己的設(shè)計，這個過程也是一個學(xué)習(xí)的過程。這是一個艱辛的過程，很幸運能在劉杰華老師的指導(dǎo)下，邊學(xué)邊用，才能按時按量完成規(guī)定的任務(wù)。
設(shè)計的完成，給了我很大的信心：我完全有能力利用自己所學(xué)過的知識和技能完成我并不熟悉的任務(wù)。在設(shè)計過程我更深切的體會到：獨立自主是關(guān)鍵，互協(xié)作更重要。
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致 謝
經(jīng)過3個月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個本科生，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有指導(dǎo)教師的督促指導(dǎo)以及同學(xué)們的支持，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。
在這里首先要感謝我的導(dǎo)師 老師。他平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從外出實習(xí)到查閱資料，設(shè)計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設(shè)計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。除了敬佩 淵博的學(xué)識外，他嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、平易近人的作風(fēng)和認真負責的工作態(tài)度也是我永遠學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。
其次要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下機械專業(yè)知識的基礎(chǔ)；同時還要感謝所有的同學(xué)們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設(shè)計才會順利完成。
最后感謝 學(xué)院四年來對我的栽培。
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