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1、 机械原理课程设计说明书设计题目 半自动盖章器 学院 机电与信息工程学院 专业 机械工程及自动化班级 机械10-1班 学号 1010430130 学生姓名 王亚琨 指导教师 郑晓雯 完成日期 2012 年 7 月 7 日中国矿业大学（北京）目录1、 机器简介3 1.1问题提出或工程背景.31.2所设计机器的功能简介.31.3设计条件和相关设计参数.31.4要完成的设计任务.52、 执行机构设计.52.1设计方案论证.52.1.1设计思路.52.1.2运动方案的比较和选择.72.1.3最终整体方案的结构简图8 2.2机构运动分析.9 2.3计算结果分析和讨论.9 2.4对运动方案的修正和说明.1
2、03、 设计小结. .114、 参考文献.111、 机器简介1.1问题提出或工程背景单位、学校、企业，在这些地方常常需要工作人员对一些文件、证件等盖章，而且有时候工作量很大，这样的工作量实在太耗费工作人员的体力。现在，随着科学技术的发展，各种全自动盖章机出现了，因为它们，人们的工作量大大减少。可是，对于那些规模很小的公司、个人、团体等，花大价钱购进自动盖章机用处不是特别大，而且会增大成本。这对那些刚刚成立，资金还很缺乏的小公司反而成为一种负担。所以，发明一种原理简单、操作简便、成本低廉的盖章机，针对这些特殊的群体，也会有很大的市场。1.2所设计机器的功能简介 本人所构想的半自动盖章机的功能就是
3、盖章，原动力来自人工手动，通过摇动手轮使印章上下运动，从而达到盖章的目的。在小批量盖章情况下节省人员体力的消耗。1.3设计条件和相关设计参数一、设计条件1、半自动盖章器的基本原则是少投入，高质量，低价格。2、适用范围应该广泛，学校、单位、公司、个人等。3、结构简单，方便拆除，清洗。4、所用材料应满足绿色环保，安全卫生，达到国家环保及卫生要求。5、外表美观。二、相关设计参数零件参数杆1的长度L1=55mm杆2的长度L2杆4的长度L4=55mm杆5的长度L5滑块3上安装搓纸轮后的总高度h1=45滑块6上安装印章后的总高度h2=90齿轮1的齿数Z1=36齿轮2的齿数Z2=36齿轮1的分度圆直径d1=
4、120mm齿轮4的分度圆直径d4=120mm机架O1O2距水平面的高度H=400mm底座的倾斜角=6底座净高度11=40mm底座净高度22=75mm搓纸轮的半径r=15mm 1.4要完成的设计任务设计完成机构的执行部分，画出示意图，并标明各部分尺寸。 2、 执行机构设计2.1设计方案论证2.1.1设计思路印章的垂直运动有多种设计方案，以下为印章运动部分机构的三种方案。方案编号机构示意图及工作原理方案一轮1上装有手柄，轮1的转动带动其上的凸轮结构转动，通过带动杆2、滑块4的运动，最终实现杆3的上下运动，杆3末端设置一个安装印章的装置，从而实现印章的垂直运动。方案二杆1与手柄相连，转动手柄，杆1做
5、圆周运动，带动杆2运动，最终带动滑块3做垂直运动（杆3的运动轨道设置为垂直方向），3的底部设计了印章安放装置，即可实现印章的垂直运动。方案三杆1与手柄相连，转动手柄，带动杆2、3、4运动，最终带动滑块5上下移动，同方案二一样，滑块5的底部也设计有印章安放结构，最终实现印章的垂直运动。 2.1.2运动方案的比较和选择方案优点缺点方案一结构比较简单，节省材料，绿色环保方案一中涉及到凸轮结构，凸轮设计复杂，制作成本高，高副的地方易磨损。稳定性低方案二结构简单，制作方便，成品体积小，便于携带。盖章时，印章对纸张的冲力较小，不易损坏印章。稳定性不高方案三稳定性比方案2高结构简单，成品体积大，占用空间大。
6、 经过对以上三种方案的优缺点比较，根据实际需要，最终选用方案二。 2.1.3最终整体方案的结构简图根据最终选定的方案二，绘制整体机构图，如下图所示。齿轮4与手柄相连，转动手柄，齿轮上的杆4同齿轮一同转动，带动杆5运动，最后实现印章的垂直运动。齿轮4的转动带动齿轮1同时转动，杆1随着齿轮1转动，以相同的原理带动搓纸轮运动。安装杆1时，使杆1位于与杆2重叠位置（即搓纸轮距水平面距离最大的时候）时，杆4恰好位于与杆5拉直在同一直线位置（即印章距水平面最低处）处，这样可以避免盖章时同时搓纸的缺陷。另外，搓纸轮处装有一小型电动机带动其运动，靠与纸张的摩擦力实现分纸功能。2.2机构运动分析 根据已经确定的
7、设计参数，该机构还需计算的数据有机构自由度F、杆2、杆5的长度，齿轮1与齿轮4的传动比i41。1） 自由度F的计算：由文献1P.20式（1.3）可得该机构的自有度为：F=3n-2p5-p4=36-28-1=12） 杆2的长度L2L2=H-1- d12- h1=(400-40-1202-45)mm=225mm3） 杆的长度L5L5= L2h1d12（d12d42）tan6- d42- h2=22545120212021202tan6-1202-90=167mm4） 传动比i41 i41= Z1 Z2=3636=12.3计算结果分析和讨论优点(1)设计结构简单，能耗低；(2)设计制造简单；(3)齿
8、轮结构传动较平稳。缺点(1)由于机械机构简单，故精确度不高；(2)由于知识限制，分纸部分只用了搓纸轮，可能会出现分出的纸张大于一页的情况，而且搓纸轮将纸张搓出后还需人工将纸张抽出。改进可以在搓纸轮搓出纸张后采用已经研究出的分离轮对纸张进行分离；2.4对运动方案的修正和说明1.由于知识水平的限制，对于底座弹簧的具体设计及受力没有提出具体方案，但我相信现代的设计应该可以解决的问题。2.由于当前知识的限制，没有选用更加合适的材料，与外观的设计 3.这个设计还比较粗糙，关于各个零件的材料及所需的力学性能没有给出。4我只是给出了我自己的设计思路，很多可行性没有考虑到，对机构实际的运动情况没有具体了解。3
9、、 设计小结课程设计是机械制造及自动化专业必不可少的重要课程，它不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次课程设计使我明白了自己对专业知识的掌握还是不够。今后要学习的东西还很多。在这五天的时间里，我努力寻找资料，发挥自己的想象，最终设计出这样的产品来，不论这个产品是否合格，但是设计的过程却让我收获颇多。在这段时间里，在锻炼我能力的同时，我也发现了自己的很多不足。我明白了学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。我也懂得了知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学到的东西。由于第一次进行课程设计，难免会出现一些问题，还希望老师给指导斧正。4、 参考文献1 申永圣.机械原理教程.北京：清华大学出版社，2005.12（2007重印）11