自动订书机方案设计.docx

机械原理课程

设计报告

设计题目：自动订书机班 级：09机械二班姓 名： 朱 政指导教师： 罗海玉

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目 录

一、题目 3

二、设计课题及任务 3

设计课题 3

设计任务 3

设计提示 4

三、运动方案设计 5

传动装置 5

工作构件 6

三、尺寸设计 8

齿轮设计 8

凸轮设计 9

支架设计 12

四、工作总结 12

方案总结 12

实习总结 13

六、参考资料 14

一、题目：自动订书机方案设计二、设计课题及任务

1、设计课题

设计自动订书机在日常生活中，我们经常遇到批量装订问题，如打印店里装订已打印的纸张、出版社小批量装订图书、实验室装订实验报告册等。如果使用传统的方法装订，工作效率太低而且耗费人力；如果使用大型的装订机，成本太大，不实用。学习了机械原理课程设计之后，我们知道了凸轮具有穿地理和运动的特征，从而连想到把订书机的往复运动与凸轮的往复运动联系起来。如果使用小型电动机，通过齿轮变速后，可以带动凸轮转动，奖励和运动传递给订书机，使之形成有规律的周期运动，从而实现订书功能。主要构件如下：电动机、二级变速齿轮、凸轮、之架、螺钉和订书机。

本装置采用电动机驱动，传动方式为机械传动。技术参数如下：凸轮转速：30r/min

订书机工作周期：2s

订书机一次执行的最大订书量：厚度=0.3cm

2、设计任务

自动订书机应包括凸轮机构和齿轮机构两种常用机构

根据自动订书机工作周期确定凸轮的转动周期及各齿轮的传

动比

画出自动订书机的运动方案简图，并用运动循环图分配各机构运动节拍

凸轮的设计计算。按凸轮机构的工作要求选择从动件的运动规律，确定基圆半径，校核最大压力角和最小曲率半径。画出从动件运动规律线图及凸轮廓线

对凸轮机构、支架、订书机最前段进行速度、加速度分析，绘出运动曲线

齿轮机构的设计和计算。按自动订书机的工作周期确定凸轮的传动周期及各齿轮的传动比，从而确定其齿数和规格。

编写设计说明书

3、设计提示

支架采用杠杆结构可以使凸轮作用较小的力，在订书机的一端获得较大的力，从而可以抵抗纸张的反作用力

支架右端使用U型接口，可方便订书机的拆卸。再订数量很少的时候，使用自动订书机需要外接电源等步骤，此时可松下固定螺钉，卸下订书机，实现人工单个顶书，用完又可装上，既方便又快捷，不丧失订书机的原本订书功能。

支架中间设置一个弹簧装置，可使一次工作行程完成后，之间与凸轮任然保持接触，订书机被拉起来，从而为更换加工件赢取时间。

所有设计完成后，应有一个包装箱，将凸轮、机架、电动机及传动齿轮固定在上面，之后订书机露在外面方便拆卸。

三、运动方案设计1、传动装置

根据设计要求，从动件周期为2s，故选用较低转速的电动机。根据题意在市场上容易实现的电动机且转速较低的电动机为8极同步转速电动机，750r/min。

方案一：皮带轮传动

采用皮带轮传动，实现离合运动从电动机传动到凸轮。优点是传送带靠摩擦力工作，传动平稳，能缓冲吸震，噪声小；缺点：容易打滑，不能实现较大力的传动，且两轮之间存在空隙，占用较大的空间，是整个机构先的臃肿

方案二：齿轮传动

用定轴轮系减速，由于传动比较大，故采用二级齿轮减速。此方案的优点是，标注直齿轮便于加工，设计简单容易实现。缺点：一方面，传动比过大，用定轴轮系传动时，占用的空间较大；另一方面，齿轮机构传递运动，当级数较多时，容易使传动比发生变化，从而影响整个机构的工作周期。

综合两种方案，根据我们提出的设计要求，本装置应该注重方便、快捷、小巧。皮带轮更适合在高速旋转的机构中，我们的设计中电动机的转速为750r/min，转速较低，故选择方案二，

即用方案二齿轮进行传动。

2、工作构件

订书机在一次订书任务中的工作流程图如下：

0--0.33s为工作行程，0.33-0.66s为回程，0.66-2s为近休。当一周期内处于.66-2s时，工人完成送料。

方案一：用四连杆机构实现推杆的往复运动

用四连杆机构实现推动推杆实现往复运动，当原动件1做周转运动时，从动件2做摆动，从而带动推杆运动。该方案连杆机构可传递较大的力。耗材少，制作简单，轻巧方便，节省空间。

缺点是：由于运动复杂，分析较为困难，杆系较多，设计时累积误差较大。

方案二：用凸轮机构实现推杆的往复运动

用凸轮机构传递运动和力。凸轮从电动机传递过来的主动力，带动凸轮做周期运动。在近休阶段，支架杆保持静止；在推程阶段，凸轮推动支架杆运动，支架将凸轮作用力传递给订书机，使之完成订书任务；在回程阶段，支架由于左边重力大于右边，将于凸轮保持接触，订书机被拉起来。缺点：凸轮的轮廓由于长时间传递较大的力而发生磨损，影响工作精度，甚至能导致订书工作不能正常完成。优点：设计简单，运动模型易实现。

综合以上两种方案