小型折頁機設計說明書小型折頁機設計與研究摘要折頁機是伴隨現代印刷行業產生的現代印刷設備，現代印刷廠通常包含印前、印刷、印后三個加工工序，折頁是印后加工的關鍵工序，其效率制約著印刷與印后環節的生產效率。盡管由于包裝印刷的興起，在其他材質媒介上，如塑料，織物，皮革，金屬表面等等也在興起，但主要承載媒介仍舊為紙質，紙張依然占據絕對統治地位。折頁機作為書刊、報紙等紙類加工的主要印后設備之一，更加不可或缺。近年來，國內外印刷行業處于快速發展階段，企業和個人對印刷產品的實時性和個性化的要求愈來愈高，伴隨印后折頁的小型折頁機以其獨有的特點開始得到企業和個人的青睞。小型折頁機在完成公文信函、商務信函、宣傳頁、產品說明書的大批量折疊時，不僅操作方便更能大大提高工作效率；同時由于小型折頁機外形簡潔、占用空間小，工作噪音很低，最大限度優化了員工工作環境。伴隨書刊印后加工工藝的多樣化、頁張折疊式樣的復雜化，以及出版周期縮短、加工速度加快的新形勢，市場對小型折頁機的功能與使用又提出了新要求。為滿足用戶的各類需求，各折頁設備制造商仍在積極研發各種具有優異性能的折頁機。本設計則是針對小型折頁機最重要的折頁系統進行了降噪改進，以最優化工作環境。關鍵字：折頁機,小型,設計,折頁系統DESIGNANDMACHINESTUDYOFASMALLFOLDINGDESIGNANDMACHINESTUDYOFASMALLFOLDINGABSTRACTFoldingmachineisamodernprintingequipmentdesigningandmanufacturingwiththemodernprintingindustry.Modernprintingfactoryusuallycontainspre-press,printing,post-pressthreeprocesses.Foldingisthekeyprocedureforpost-press.Itsefficiencyisrestrictingtheprintingandpost-pressproductionefficiency.Despitetheriseofpackagingprinting,inothermedia,suchasplastic,fabric,leather,metalsurfaceandsoon,butthemainbearingmediumispaper.Paperstilloccupythedominantpositionabsolutely.Foldingmachineisindispensablepost-pressequipmentaboutprocessingofpaper,suchasbooksandnewspapers.Inrecentyears,domesticprintingindustryisinastageofrapiddevelopment.Enterpriseandindividualputforwardmorehighdemandstoreal-timeandpersonalizedprintingproducts.Smallfoldingprintedfoldingmachinehasbeenattractedenterprisesandindividualswithitsuniquecharacteristics.Smallfoldingmachineisconvenienttocompletethefoldingofcorrespondenceletters,businessletters,leaflets,brochuresofLargequantities.Itcangreatlyimproveworkefficiencyalso.Atthesametime,thesmallfoldingmachineoptimizestheworkingenvironmenttothemaximumdegreebecauseitiscompact,occupiessmallspaceandhaslowworkingnoise.Withthecomplexityoffinishingprocess,diversificationofsheetfoldingstyleandnewsituationofshorteningtheperiodofpublicationandprocessingspeed,themarketputsforwardnewrequirementsforthesmallfoldingmachine'sfunctionanduse.Inordertomeetthevariousneedsofusers,foldingequipmentmanufacturersarestillpositivetoresearchanddevelopmentthefoldingmachineofallkindsofexcellentperformance.Thisdesignisforthenoisereductionofsmallfoldingmachinebyimprovingthefoldingsystem,soitcanoptimizestheworkingenvironmenttothemaximumdegree.KEYWORDS:foldingmachine,small,design,foldingsystem目錄目錄前言第1章緒論TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"§1.1國內外同類設計（或同類研究）的概況綜述 8國外折頁機的技術研究現狀 8國內折頁機的技術研究現狀 9折頁機的技術發展趨勢 1011§1.2本文的研究目的及意義11第2章折頁機概述 12\o"CurrentDocument"折頁機的分類及各自的原理、優缺點 12刀式折頁機 12柵欄式折頁機 13柵刀混合式折頁機 13\o"CurrentDocument"小型折頁機的工作原理及設計改進內容 14柵欄折頁的工作原理 14設計改進內容 15第3章折頁（傳動）部分的設計及校核 19轉速與功率選擇 19傳動系統的設計 20\o"CurrentDocument"附件及折頁機說明 31結論 34\o"CurrentDocument"參考文獻 35\o"CurrentDocument"致謝 37前言折頁機是印刷裝訂的重要設備，從上個世紀五十年代發展至今，經歷了一個漫長的發展過程。近幾年來，隨著印刷、電子、計算機等相關技術的高速發展和印刷裝訂行業日新月異的折頁工藝和功能需求，刀式折頁機因其折頁速度較慢（90帖/分鐘以下）已基本淘汰，柵刀混合式折頁機和全柵欄式折頁機因其折頁速度高、折頁質量好、折頁方式多已成為二大類主流產品，并且這二大類產品無論從品種、規格、功能還是技術性能、制造水平都得到了很大的發展和提高，實現了量與質的飛躍。目前，國內外生產折頁機的廠家很多，對市場形成了較大的沖擊力，但也快速推動著折頁機向高速化、多樣化、功能化、模塊化、智能化、信息化、數字化方向發展。國際上仍然是德國斯塔爾公司、MBO公司獨占熬頭，引導潮流，但日本正榮公司、好利用公司的產品水平已上升到了較高的層面。一是對開電控刀混合式折頁機最高折頁速度突破柵欄平行折頁時230m/min，柵刀混合垂直交叉折頁時205m/min（實驗室數據可能要更高一些）；二是隨著1997年斯塔爾公司小型全自動數字化折頁機首次在芝加哥展會上的亮相和2009年日本好利用公司對開全自動數字化折頁機在北京展會上的展出，國外折頁機的操作實現全自動數字化已成現實，并且它將成為折頁機今后的一種發展方向；三是折頁單元模塊化在MBO和日本正榮公司產品上得到了很好的體現。在國內，主要生產廠家的產品水平已接近或達到上世紀九十年代中后期國際同類產品水平。折頁機的設計與研究水平與國際水平仍相差甚遠，要趕上德國、日本等折頁巨頭國家非一朝一夕，不妨借鑒斯塔爾公司、MBO公司就國內小型折頁機折頁系統進行研究并設計更加低噪、操作方便、簡潔的桌面式小型折頁機。此次設計便是針對小型折頁機的折頁系統進行研究分析，從而設計一種結構簡單、降低工作噪音的折頁系統。設計中需要對折頁傳動系統進行對比分析、對折頁輥材料選取、折頁柵欄結構分析以便于順利完成本次設計。設計過程中研究方法如下：調查法：系統地搜集有關折頁機國內外研究狀況，通過電子閱覽室各大數據庫、圖書館藏書、網上相關期刊等，對折頁機進行有計劃的、詳細的和系統的了解，并對調查搜集到的大量資料進行分析、綜合、比較、歸納，從而為此次設計打下堅實基礎。觀察法：根據此次設計目的，觀察小型折頁機工作實況及網上多種類小型折頁機工作視頻，從而熟悉折頁系統工作原理、使用操作。對比分析法：折頁系統傳動方式，包括齒輪傳動，帶輪傳動；零部件的架構、材料對比。同時結合大量計算驗證，對比分析傳動系統最終方案。第1章緒論§1.1國內外同類設計（或同類研究）的概況綜述國外折頁機的技術研究現狀眾所周知，除日本、瑞士、美國及中國等少數幾個國家生產折頁機外，折頁機的主要生產廠家都集中在德國。德國的STAHL公司的和MBO公司所生產的折頁機在品種和產量上均占絕對統治地位，在產品水平和制造技術上也堪稱世界折頁機之佳品。兩家公司所生產的折頁機都以其精美的造型、可靠性享譽世界印后裝訂行業。積木式模塊設計采用積木式模塊設計是這兩家公司折頁機的共同特點，公別由輸紙機，第一折組，第二折組，第三折組，第四折組和收紙機等各自獨立的單元組成。各個獨立單元都有多種結構形式以適慶用戶的各種不同需求。如輸紙機務地有堆積式，機外垛紙框架式，圓捆式等等，而且任何一種輸紙機都可以跟其相同規格的第一折組相匹配。第一折組形式專一，從第二折組起，其結構形式既可采用折刀式和第一折組合，以構成K系列混合式折頁機；也可采用柵欄式和第一折組組合以構成T系列柵欄式折頁機，并且還可以第二折組采用柵欄式而第三折組采用折刀式，以構成另一種形式的混合式折頁機。由紙機和輸紙機一樣，也有多種形式，多種型號供用戶選擇，充分顯示了積木式模塊設計靈活多變，功能多樣，能根據用戶訂貨要求快速組合等諸多優點采用特殊結構和工藝手段保證機器的可靠性和穩定性在特殊結構和特殊工藝方面，這兩家公司各有妙招，其效果也可謂并駕齊驅。兩家公司所制造的紙張分系統均相當可靠，便結構原理卻截然不同。STAHL公司采用全氣動自動分紙和送離紙堆，其特點是對氣動元件的制造精度要求相對很高。在輸紙頻率很高的情況下，二者的穩定性都很好。STAHL公司的折輥和縱分軸采用斜齒輪傳動，提高了齒輪的嚙合系數，同時保證了折輥的線速度一致；而皿。是采用平皮帶傳動，降低了傳動過程中所產生的噪音。二者各自的缺點都可以通過提高制造精度來得到最大限度的克服，高精度齒輪可極大限度地降低噪單，而高精度的平皮帶輪和輕松靈活的折輥由承以及質地優良的平皮帶亦能使折輥間的失速減小到對于折頁機來說可以忽略不計。這在STAHL和MBO兩家公司所生產的折頁機上得到了充分的證實。兩家公司都采用鋼質細齒聚氨酯折輥，但STAHL公司采用環式聚氨酯套，鋼套間開，而MBO公司則采用鋼質細齒螺旋形聚氨酯帶。正如兩家公司各自宣揚的各自折輥的優點一樣，在提高折頁精度，減少紙張打滑、降低折輥運動噪音等方面都發揮了很好的作用。另外如聚氨酯吸紙輪，除靜電齊紙臺，高精度的傳動軸承、帶萬向聯軸節的傳動齒輪板，精致的柵板以及輕巧靈活的折刀等等，對高精度折頁都提供了穩定，可靠的保證。數字式控制系統在折頁機上已經得到應用。STAHL公司和MBO公司都已在各自的產品上局部采用了數控技術。STAHL公司的數控系統取名為DCT2000，它通過逆變器以及傳感器技術進行傳動控制，吸紙周期控制，紙張監測控制，計數控制及故障診斷顯示等等，是智能化的控制軟件與先進的驅動系統相結合的產物。 MBO公司的數控系統取名為MPC系統“，它設置了紙張測量，紙張監測控制等方便可靠的電子技術大大提高了機器的生產效率，降低了勞動強度，同時也提供了更多的附加功能。§1.1.2國內折頁機的技術研究現狀國內生產折頁機的廠家目前有湖南第二人民機器廠，上海紫光，紫宏，第二印機廠，力順等企業，這些廠有均生產ZYH系列混合式折頁機。此外，唐山玉印、長春印機、宜賓印機等廠家也生產其它系列的折頁機，但產量較小。目前，國產折頁機跟國際知名產品相比，在造型、品種、性能上仍有較大差距。湖南第二人民機器廠作為專業生產折頁機的廠家，現有主導產品ZYH600C對開混合式折頁機，被業內認為是適合國情產品。 我國書刊四折頁貼子較多，為迎合手工折頁的需要，不管是雙聯還是單聯，大都為正折。為了趕上國際先進水平，湖南第二人民機器廠通過半年的努力，目前已完成高速折頁機關鍵技術的研究工作，并應用于ZHYD490B混合式折頁機上，使機器速度達到180米/分鐘，可靠性和穩定性得到很大的提高，且噪音控制在84DA以下。樣機在實際使用中，4開紙以240貼/分鐘的速度正常走紙，情況極好。該機有以下特點：采用數字式電磁控制折刀，提高了機器的可靠性和穩定性及機器的操作性能。采用鋼與非金屬齒輪相間嚙合，以降低噪音。采用帶萬向聯軸節的齒輪嚙合板與折輥，刀軸活性連接，使折輥(刀軸)間隙調整與齒輪嚙合無關，始終保持齒輪的正常嚙合精度，提高了機器的可靠性和穩定性。采用國家最新科研成果——一種特殊高分子聚乙烯材料制作折輥環套，以增加折輥的耐磨性；改善折輥制作工藝，提高折輥制造質量，從而提高了機器的可靠性和穩定性。§1.1.3折頁機的技術發展趨勢基于混合式折頁機與全柵欄式折頁機各自的優點，這二種類型的折頁機仍然是當前和今后折頁機發展的主流。國際上，先進折頁機的最高折頁速度已達到230m/min，據相關資料和信息，這樣的折頁速度它們研究和走過了將近10年的時間，折頁速度再往上提升已經很難很難。因此，它們必然是：.在自動化上做文章，向數字化折頁機發展；.拓展折頁機功能,向裝訂領域和包裝領域滲透。在國內,由于我們國家的民族工業和工藝水平相對落后,原材料、配套件質量與國際產品相比也存在較大的差異性，這就造成我國折頁機整體性能水平與國外同類產品相比落后了將近10年的時間，當然隨著我國經濟社會的發展，差距正在逐步縮小。因此，國產折頁機的技術發展趨勢是：.機器折頁速度的全面提升；.機器穩定性、可靠性、耐用性的全面提高。.電控刀折頁機和全柵欄折頁機成為主流產品；.電控系統更具人性化、個性化、智能化。§1.2本文的研究目的及意義本課題研究的小型折頁機，旨在借鑒國內外印刷行業關于折頁機的優秀設計方案，對現有方案中存在的不足進行改進，使折頁機能夠更好地適應企業和個人需求，在完成公文信函、商務信函、宣傳頁、產品說明書的大批量折疊時，不僅操作方便、更能大大提高工作效率。同時由于小型折頁機外形簡潔、占用空間小，工作噪音很低，最大限度優化員工工作環境。市場需求是大多數印刷企業購置折頁機的主導因素。對于他們而言，印后加工設備處于輔助地位，基本上不會直接產生利潤，加之與印刷機搭配生產，所以折頁機等后道設備的購置主要依據的是市場需求，并結合企業自身的業務結構、資金儲備等實際情況，選購適合的設備。在現階段，很多小型印刷企業，由于資金有限，再加上利潤微薄，企業不愿意花重金或者沒有足夠的資金用于購置自動化程度較高的折頁機，同樣對于公司或個人自用來說一臺節約空間和資金且性能穩定能滿足使用要求的小型折頁機自然成了首選。第2章折頁機概述折頁機的分類及各自的原理、優缺點在我國的書刊印刷企業中，目前采用的折頁設備主要有刀式、柵欄式和柵刀混合式折頁機，由于其結構和技術性能的不同，因而使用范圍也不一樣。刀式折頁機一、刀式折頁機的折頁機構是利用折刀將印張壓入相對旋轉的一對折頁輥中間，再由折頁輥送出，完成一次折頁過程，常用的刀式折頁機有ZY102型、2丫104型全張自動刀式折頁機，2丫202型對開刀式折頁機。各種型號刀式折頁機的工作原理基本相同，折頁機在工作時，首先由輸紙裝置將印張分離，由傳送帶帶著紙張向前運動，當紙張進行縱向和橫向定位后，折刀向下運動，將紙張壓入相對旋轉的折頁輥之間的縫隙中，由折頁輥送出，完成第一折，經過切斷，打孔后的一折書帖由傳送帶到第二折位置，而后再送到第三、第四折頁位置，完成二、三、四折的工作，根據需要使不同的折頁機構及相應的收貼裝置工作，就可得到折法、折數和幅面不同的書帖。二、刀式折頁機有全張和對開兩種，它適用于大幅面印張的折頁。凡使用全張印刷機印刷的印張，印后無需裁切，可以直接使用 ZY103或空104型全張刀式折頁機折頁。可以將40?100g/m2的全張或對開印頁折疊成各種規格的兩個書帖，它還可以在第三和第四折刀之間裝置花輪刀對書帖打孔，以適應無線膠粘裝訂的需要。可供印刷廠折疊精裝、平裝書籍和各種刊物的單、雙聯書帖。刀式折頁機具有較高的折頁精度，書帖折縫壓的實，對紙張質量的要求比較寬，對于較薄、軟的紙張也可以折頁。該機操作方便，當改變折頁方式和規格時，調準機器所需時間較少。但由于折刀的運動慣性，其折頁速度較低，并且結構復雜。柵欄式折頁機一、柵欄式折頁機的折頁機構是利用折頁柵欄與相對旋轉的折頁輥和擋板相互配合完成折頁工作的，柵式折頁機只有對開、四開兩個品種，常用的是2丫201型對開高速折頁機，根據折頁的不同要求，改變柵欄式折頁機折頁裝置的數量和彼此位置的相互配合，可以折疊出不同折頁方式的書帖。二、柵欄式折頁機機身較小，占地面積小，折頁方式多，折頁速度快，具有較高的生產效率，操作方便，維修簡單。但是柵式折頁機所能折頁的幅面最大為對開，而且對紙張的厚度、硬度、平滑度比較敏感。當折疊表面較密實和較硬的紙張時，由于折頁柵欄中形式折縫時的變形特性不同，折頁的準確度下降。當折疊平滑度較高的紙張時，折縫的壓實度降低，因為紙張的摩擦系數小，在折頁輥之間形成并壓緊折縫時，書貼里面的部分書頁會被擠出，書帖外面的部分書頁在折縫處形成楔形。為了折疊四個頁碼的出版物或環襯、封面、套頁、零頭活件，不論批量大小，使用小幅面的柵欄式折頁機是最為適宜的。柵欄式小幅面折頁機還可用于折疊日歷和小幅面的印刷品等。柵刀混合式折頁機柵刀混合式折頁機的折頁機構是既有柵欄式折頁機構，又有刀式折頁機構，其結構特點一般是:一、二折采用柵欄式，故折頁速度快，三、四折采用刀式結構，因而折頁質量好，性能穩定，調整簡單，操作維修方便，柵刀混合式折頁機的型號有：ZY920型全張折頁機，ZY203、ZY205對開折頁機，ZY403型和ZY404型四開折頁機等。柵刀混合式折頁機在某種程度上取代了刀式和柵欄式折頁機的優點，折頁的幅面較大，對紙張的密實程度沒有特別要求，和刀式折頁機相比，大大提高了生產效率。目前國外生產的折頁機，一般都采用柵刀混合式結構。小型折頁機的工作原理及設計改進內容折頁機是印刷裝訂的重要設備，從上個世紀五十年代發展至今，經歷了一個漫長的發展過程。近幾年來，隨著印刷、電子、計算機等相關技術的高速發展和印刷裝訂行業日新月異的折頁工藝和功能需求，刀式折頁機因其折頁速度較慢（90帖/分鐘以下）已基本淘汰，柵刀混合式折頁機和全柵欄式折頁機因其折頁速度高、折頁質量好、折頁方式多已成為二大類主流產品，并且這二大類產品無論從品種、規格、功能還是技術性能、制造水平都得到了很大的發展和提高，實現了量與質的飛躍。小型折頁機便是采用柵欄式折頁完成折頁過程。柵欄折頁的工作原理柵欄式折頁機是由折頁柵欄和折頁輥配合完成折頁的，也稱柵欄式折頁機構，其工作原理如圖2-1、圖2-2所示。當紙張進入兩個相對旋轉的上、下折頁輥之間時，高速旋轉的折頁輥將其帶入折頁柵欄，在兩個柵欄板內運動，當撞上擋規時，紙張后部由上下折頁輥繼續帶著向前運動，而紙張前端因無法繼續向前，而被迫折彎。折彎的紙張從兩個下折輥之間的縫隙中通出，完成一次折頁。祈頁霜間隙

二二2-1原理示意二二2-1原理示意設計改進內容改進內容均以降噪和經濟為目的，來確定零部件的材料、結構和折頁系統傳動方式。柵欄框的對比和選擇對于折頁機而言，柵欄框無疑具有很重要的作用。傳統的柵欄框不僅在紙張轉向板調整時需要兩個人才能操作，而且存在對邊誤差大等缺點，對于較為敏感的紙張也會有不同程度的擦痕，要求特殊折法的書帖亦無法實現。移動式柵欄框和觀音折柵欄框的出現解決了這些問題。我國完全具有自主知識產權的觀音折柵欄框，其電子控制機構進行精確的觀音折，具有整頁按壓、適合任何尺寸、紙張不會曲皺等特點。通過給表面增加耐磨涂層，其硬度高達HV350以上，柵欄條使用不銹鋼材料，擋紙板加裝數字顯示器，極大地提高了紙張折頁精度。移動式柵欄框是將擋板和偏轉功能合二為一，操作員只需花幾秒的時間旋轉旋鈕，就能將它們從紙張擋板變為紙張偏轉器，表面有硬涂層的鉤爪在最低位置時，用作轉向裝置，在其他任何位置時也都作為擋紙板，這大大加速了開機的準備工作速度。而且移動式柵欄框優點還有：柵欄板始終處于折頁單元內，不會因為操作原因而受到傷害，操作員不用再繁忙地監管折頁單元。綜合考慮三種柵欄框的特點、制造難易程度及生產成本，本次設計選擇移動式柵欄框。折頁輥對比與選擇折頁輥是折頁機上最重要的部件。不管是柵欄式折頁機、刀片式折頁機，仍是混合式折頁機，折頁輥都是必不可缺的核心。鋼制鋼制的折頁輥堅固耐用且價格低廉，但在當今良多情況下都不實用。折頁輥會由于鋼表面的凹凸不平而抓力不足，控制不住銅版紙和其他各種光滑的紙張。壓痕是一個常見的題目。控制紙張需要有力度，而折頁輥之間的壓力增大，就輕易在紙面上留下輥軸上不平的痕跡。所以鋼制的折頁輥一般都需要更長的設定時間，運行速度較慢，折頁質量較差，鋪張也比較嚴峻。橡膠輥橡膠輥，或稱為聚氨酯（PU）折頁輥，抓力比鋼制的折頁輥好，但耐用性較差。全橡膠輥工作壽命比較短。跟著折頁輥的磨損，抓力也會越來越弱。為了控制住紙張就需要加大壓力，而壓力越大，機器的磨損也就越快。結果會因為設備的更新和故障、停用而耗費不少的時間和用度。混合式或稱為組合式折頁輥，由鋼輥和橡膠輥交替組成。每一節的寬度因設計的不同而不同。有些折頁輥的表面區域有30%的橡膠，而有些是40%或者50%的橡膠。組合式的折頁輥結合了鋼輥的和橡膠輥的長處，其抓力和耐用性都比較好。但同時它也融合了兩者的缺點。橡膠部分開始磨損的時候，抓力減弱，壓痕題目也出來了。折頁輥的更新和重裝費錢又費時。MBO螺旋紋折頁輥它完美地結合了鋼制折頁輥和橡膠折頁輥的長處，又避免了組合式折頁輥的缺點。螺旋紋折頁輥是MBO公司獨家設計和出產的專利產品。表面70%的橡膠提供了很好的抓力，合用于各種類型的紙張，包括圣經紙一類的特別薄的紙張和光滑的銅版紙。鋼鐵螺紋延長了折頁輥的使用壽命，也避免了壓痕。抓力更大意味著無需施加太大的壓力，也就意味著更小的磨損，更少的折皺和更少的靜電。MBO螺旋紋折頁輥超凡的抓力大大縮短了確定時間，進步了運行速度和折頁質量，也將鋪張降至最低，提高了出產效率。MBO專利的螺旋紋折頁輥不必要更換橡膠材料。當磨損很嚴重時，滾筒可以很容易地拆卸和打磨。滾筒的重新打磨是將滾筒外壁從頭到尾打磨，使它變得跟新的一樣。由于鋼鐵螺紋表面也是平的，它的打磨不會影響橡膠部分的性能。橡膠材料并不是覆在表面的一個薄層，而是嵌在滾筒里的，有一定的厚度，可以重新打磨。按一般的機械打磨費用算， MBO螺紋式折頁輥不但是質量最好的，而且也是最經濟實惠的折頁輥。MBO螺旋紋折頁輥特點：70%的聚氨酯表面，抓力超群最適用于光滑紙張的折頁輥輕薄紙張精確控制，不留折皺最小的靜電干擾具有最好抓力和低噪音的典范專利螺旋紋設計，無壓痕；具有強大的夾緊力，即使加工壓敏紙產品也不會留下任何痕跡更少磨損，更長使用壽命最小的維護費用綜合考慮各類折輥抓力、耐用性、修復和重裝用度以及它是否可能在折頁產品上留下討厭的痕跡，本次設計優先選擇MBO折頁輥。影響折頁精度關鍵部件選擇除了折頁柵欄、折頁輥的精度直接影響折頁精度，傳動齒輪、軸承也是柵欄折頁機構的主要部件。為保證傳動平衡，此次設計都采用斜齒輪進行傳動，在折頁輥兩軸端采用滾針軸承定位，滾針軸承的特點是轉動平衡。滾針軸承的質量可直接影響折頁精度，如果折頁軸兩端的軸承轉動不平衡，必然會造成折頁輥跳動，降低折頁精度，故均采用德國或日本產滾針軸承。同步帶及帶輪的設計聚氨酯工業同步帶特性：聚氨酯工業同步帶可以稱為PU同步帶，主要由熱塑聚氨酯材料制成，具有較高抗磨損能力，并以高抗拉力的鋼絲做骨架，外層為優質的聚氨酯材料，從而保證聚氨酯工業同步帶在傳動中仍然保持良好的運動能力，生產公差小。聚氨酯工業同步帶具有良好的尺寸穩定性，在生產過程中，一般會在聚氨酯工業同步帶齒面或齒背加一層尼龍布以保證聚氨酯工業同步帶在特殊環境下的運行保持不變，還可在皮帶背面加厚一層聚氨酯以達到防止腐蝕或高負載的作用。皮帶輪傳動的優點有：皮帶輪傳動能緩和載荷沖擊；皮帶輪傳動運行平穩、低噪音、低振動；皮帶輪傳動的結構簡單，調整方便；皮帶輪傳動對于皮帶輪的制造和安裝精度不像嚙合傳動嚴格；皮帶輪傳動具有過載保護的功能；皮帶輪傳動的兩軸中心距調節范圍較大。第3章折頁（傳動）部分的設計及校核§3.1轉速與功率選擇6x6x104v60000^"min二477.5"min3.14x40同步齒輪的傳動比為：同步帶的傳動比為：得總推薦傳動比為：i同步齒輪的傳動比為：同步帶的傳動比為：得總推薦傳動比為：i=1齒i=1~10帶i=ii=1~10所以電動機實際轉速的推薦值為：n-ni-477.5~4775r/min綜合考慮為使傳動裝置機構緊湊，選用滿載轉速nm-1350r/min率60w。同步帶傳動比的分配：n1350總傳動比為：i-m-丹=2.83n477.5w分配傳動比為使傳動裝置尺寸協調、結構勻稱、不發生干涉現象，現選同步帶傳動比：i動比：i=2.83.齒輪傳動比為：i夫-1；齒各軸的轉速：1軸n-nm-1350-477丫.譏1軸1i帶2.83折輥1nw-n1-477r/min折輥2與折輥1同速四、各軸的輸入功率軸P=PF=0.060X0.98=0.0588kw；TOC\o"1-5"\h\z1 01軸P=P-n-n=0.0588X0.97X0.98=0.0559kw.2 123 ；五、各軸的輸入轉矩電機軸T=9550x二=9550x006-=0.424N-m；0 n 1350P 00588軸T=9550—=9550x =1.17N-m；加 i n 477 ；1P 0.0559軸 T=9550 =9550x =1.12N-m1 n1 477整理列表軸名功率P/kw轉矩T/N-m轉速n/(r-min)電機軸0.060.0424135010.05881.1747720.05591.12477§3.2傳動系統的設計一、同步帶的基本參數確定同步帶傳動的設計功率PdPd=K0Pm式中：K0一載荷修正系數。查表1Pm—工作機上電動機功率由下表3-1查得K0=1.5；故可得：Pd=KPm=1.5x60=90w

表3-1工 作 機原西機交葩相動機（首調轉矩就荒式、同步電印機h苴施電芨右式井激3多缸內燃機交施電動機（大莪翅、大猾羌率.單和，猾壞），直斷電動機s艮*，臚ao,單缸內甥機運轎時同運轉時何斷罐蛇用何口3-5h花準把用用n3-10Li在部便用忖H1G-E4h斷續葩用留口3-Sh舞通使用?a日8~I0卜述續使用每口16—Z4b復印機―葉尊機.笈疔器械1.0I,fl1.4L21.4】.6揩掃機■里朝機.辦公機旅，帶鋸盤1.2KI1.61.'I.1.El.s輕負荷怏送帶.包裝機■箭子L31.31.71.sL7I.自液體攪拌機.圓那番僚、平罪盤、加糕機，建抵凱，印刷機械lrlLSL5Lg2.0密押機《水泥.牯性體葭皮帶輸送機f玻百、煤r砂"牛頭阻床、遺掘機、喜心壓縮機.據就麻.坊谷機摭（獨經機、繞貓機葭回轉壓好機.在復苴5t動朋1.51.7L箍送執￡意式.花式，升降式八抽水港.都錦機、鼓風機《離心璘、用牌、方風八度揖機、尊磁機、卷據制.、起富機、祿麻加工機（:壓延，灌軋壓日機八期如機械《紡鈔、精魴，捻抄機、歌期機7L62.0l.BZ.2離心分離機、輸送班《貨甥、超旋八錘擊式擲碎機.造班機（建梁』LTi.gZ.,3：中土機械￡理.希土攪拌）、礦山廂飄料VI.強制送風抓182.n?.22.02.224 |確定帶的型號和節距可根據同步帶傳動的設計功率Pd和小帶輪轉速n1,由同步帶選型圖中來確定所需采用的帶的型號和節距。其中Pd90w，n1=1350RPM。查表3-2,3-3選同步帶的型號為：XL，節距為： Pb=5.08表3-2

?

速

轉分MCM?

速

轉分MCM0.Q1中耳岸叩冷營中立9小評口胃。口4$$*§51Q2甲加當口1比I取用I靜電表3-3型號節距Gnm)齒圖Gm)帶厚GninJ角度ZML2.032□,511.1440KL5.081.272.350LB5251.9L3.640H12.72.?g4.34GXH22.2256.3511.240nn31.75S.5315.Y40re.s?.5□,71.340TS51.22:04CIIO102.54.540120205B40AT551.--2-2.750疝口10Z.555CXT20加5B50選擇小帶輪齒數z1,z2可根據同步帶的最小許用齒數確定。查表3-4得：表3-4小帶輪ffSkJ(r/mtn)普里MXLXXLXLLHXHXXH帶輪最少許用齒數<??IDi*10L2]422222fl01212JO12162424]200-<1BO1800-0600151612163Q303破D~<4Baolin151822

選小帶輪齒數： z1=16故大帶輪齒數為： z；z=2.83,z=16X2.83=45.2，圓整z=452 1 2 2故：Z]=16，z2=45確定帶輪的節圓直徑d1,d2直徑小帶輪節直徑d1=PZ1n=5.08x16+3.14=25.88mm大帶輪節圓直徑大帶輪節圓直徑：d2=PbZ2fn=5.08x45+3.14=72.80mm驗證帶速v_兀dn_兀dnv—60x10003.14x25.88x135060x1000=1.83m/s<50m/s由表3-5查得表3-5第型MX1UXLLJ]XH,XXHgJ加壽）如“5口35-iO25-306.確定同步帶的節線長度LP利用AutoCAD作圖法求節長度線，結果如圖3-1所示。

由上圖可知：LP+BC+?+AD由上圖可知：LP+BC+?+ADAB—i62°xnxd1=36.59mm360°6D=(360°-162°Xnxd2=125.79mm360°故Lp=36.59+125.79+2x148.18=458.74mm經查表3-6,選取型號為182XL的同步帶。其節線長度Lp=462.28mm,齒數々二%表3-6覘格節級長(nim)齒數規格節線長5G出數規格節級長(?)齒教HIL11L.76生170KL431.B9534M903.92L7456ILH2.2A小17SHL錢.BB96352HL994.oe176jOILL5EY3D17BKL447.0436356KL904.24L76「OHLL77.035173KL452.1236QKL914.130T2TL132.ae3&13DKL457.290362KL919.^6L3LF4IL所q日371SZKL=U0E.EB51湖XL924.56L祀r6ILL93.Q43B134KL4GT.3D9237QJ1L9：3'3.aLI55FiOIL煙.210133KL47T.5Zt⑵L944.36L到5ZIL208.23U1911KL較.6953163iL95504L6BS4ILZL3.3EIE19ZKL4ET.BB前前口紅9&5.2I.9D7.計算傳動中心距a

.由公式K-mve=%-Z2)==61-45)="Z2-Z1 45-16初選xn=n帶入公式x=arctg(K+X)r=012…03 r+1 r=arctg4.9832=arctg4.9832+-I3=1.4064X=arctg(4.9832+1.4064)=1.41552X3=arctg(4.9832+1.4155)=1.4158X=arctg(4.9832+1.4158)=1.41584故數列｛X｝收斂于a=1.4158,0=1.4158(rad)rC=Pb(C=Pb(Z2-ZJ

2ncos05.08*(45-16)=151.88mm

2ncos1.4158.誤差分析將K和能計算到九位小數，此時C=151.84mm (保留兩位小數)，其相對誤差8=151.84-151.88對誤差8=151.84-151.88151.88=0.026%可見用四位小數運算，結果以兩位小數表示的中心距，對帶傳動來說足夠精確了8.確定同步帶的所需寬度(1).小齒輪嚙合齒數Z=匕-%(Z-Z)=5.08816(45-16).7.21〉6m2 2n2a2 1 2n28(1).小齒輪嚙合齒數故嚙合系數Kz=1(2).基準額定動率=0.071kw,b=(2).基準額定動率=0.071kw,b=9.5、1.14(3).寬度系數Kw1bJ

so(4).根據設計要求Pd根據設計要求Pd<Pr,故帶寬so、1.14=7.84mm根據表3-7選取b=7.9mm帶寬序號031s表3-7型號同步帝寬度輪齒而寬度代號帶寬雙面擋邊帶輪單面擋邊帶輪無擋邊帶輪■XL012泊.04560029.5XL029.50317..9910110379.51213L05012.7L415.51707519.1■21;2224ioa25.4￡728.5309.驗算主動輪上的包角a1573。由a1=180。-(d2—d1) 得a=180。—(72.80-25.88)-5731=162.30。＞120。1 151.88同步帶輪設計查表7選取雙面擋邊帶輪，齒面寬度9mm結果整理同步帶：選用乂1型同步帶Pb=5.08；Zb=91;Lp=462.28mm定購型號為182XL031同步帶輪：z1=16d=25.88mm；1z2=45d2=72.80mm序號名稱符號參數選擇1節徑d1,d225.88mm,72.80mm2輪緣外徑da1，da231.68mm,78.58mm3輪緣內徑d,d19.26mm,66.16mm4中心距a151.88mm

二、同步齒輪設計依照傳動方案，本設計選用斜齒圓柱齒輪傳動。折頁機為一般工作機器，運轉速度不高，查《機械設計基礎》表11-2，選用8級精度。材料選擇：45鋼調質硬度197-286HBS接觸疲勞極限。 =550-620MPa取600,MPa彎曲疲勞強度。 =410-480MPa取450MPaFE查《機械設計基礎》表11-5，取s=1,6，S=1.25。查表11-4,取區域系數zH=2,5，彈性系數zE=189.8(鍛鋼「鍛鋼)。”有：b]=卞hKmi=里也=480MPaH1 SH 1,25b]=J=￡5°=281.25MPaF1 SF 1,6螺旋角：8°<B<20°，初選B=15°齒數：初選齒輪齒數：z廣19；按尺面接觸強度設計(1)取載荷K=1.2。d=0.6(2)ZE=189.8,Zh=2.5,zP==0.983故：d12d：故：d12d：2x1.2x1.17x1031+1(189.8x2.5x0.9830.6480)2=20.874(3)計算模數56.56xcos15°18二3.03；取3中心距a二mnz2cosB)3x(18+18)■2-= 2xcos15°=55.90mm；取56mmm(z+z) 3x(18+18)確定螺旋角P=arccosn-i =arccos =15。21322a 2x56(4)齒寬b=qxd1=0.6x56.56=33.936mm,取整b二34mm(5)計算齒輪圓周速度v二叫ni=314*56.56乂即75=JRm/§60x1000 60x1000驗算齒面彎曲強度查《機械設計基礎》圖11-8得：丫加,=3.02Fa1查《機械設計基礎》圖11-9得：Ys?=L54SvX1。=ZZZ.,2KT1?:四=189.8x2.5x、.cos15°21'32〃：2x1.2x1.17x2=105.88MPoF12KT1YFYS

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bm2z12x1.2x1.17x1000x3.02x1.54_075MP34x32x56.56 .a8.結果整理中心距a_40V2_56.568mm；分度圓直徑d_d_56.56mm齒寬b_34mm；螺旋角p_15。21’32〃序號名稱符號計算公式及參數選擇1端面模數mt3.11mm2螺旋角p15。21'32"3分度圓直徑d1,d256.56mm,56.56mm4齒頂高ha3mm5齒根高hf3.75mm6全齒高h6.75mm7頂隙c0.75mm8齒頂圓直徑da1,da262.56mm,62.56mm9齒根圓直徑d,d49.06mm,49.06mm

10 中心距 a 56.568三、傳動軸設計1.傳動軸1的參數（1）選擇軸的材料選取45鋼，調制處理，參數如下:硬度為HBS=220抗拉強度極限。B=650MPa屈服強度極限。s=360MPa彎曲疲勞極限。-1=270MPa剪切疲勞極限t-1=155MPa許用彎應力[。-1]=60MPa（2）初步估算軸的最小直徑由前面的傳動裝置的參數可知n=477.5r/min;p=0.0588（KW）；11查《機械設計基礎》表14-2可取A0=115;=5.73mm:P 0.0588=5.73mm1=115x3：mino3n 3477.5min1 1（3）傳動軸1的設計a.擬定軸上零件的裝配方案如圖3-2（軸1），從左到右依次為軸承、折輥工作段、軸承、齒輪帶輪。1、如圖3-2（軸1），從左到右依次為軸承、折輥工作段、軸承、齒輪帶輪。b.根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度折輥直徑可選：32mm和40mm適用于較小折頁長度，58mm和64mm適用于較寬折頁機和較重紙張。故折輥段m-ndw。=40mm為滿足最大A3紙張的折頁要求，折輥段長度取l=440mm為防折輥段磨損n-m和w-v設為過渡軸段，普通軸肩故：d]1nl=d。v=38mm;1nm=1。丫=10mm.取齒輪距箱體內壁間距離a=10mm,考慮到箱體的鑄造誤差，因為軸主要受徑向力的作用，一般情況下不受軸向力的作用，故選用安裝尺寸較小、轉動平衡的滾針軸承，考慮到軸承需采用軸肩定位，故軸承的型號為NA4907,其尺寸為d=30mm；D=42mm；B=17mm.故d=d =30mm；1=1=17mm.I-II v-w I-IIv-w取做成齒輪處的軸段v-叼的直徑d =20mm；1 =34mm取齒輪距機殼間距離a=10mm,考慮到殼板的鑄造誤差，在確定滾針軸承位置時，應距箱體內壁一段距離s,取s=5mm,則s+a=5mm+10mm=15mm故1 =15mmw-皿安裝帶輪的軸段用套筒定位且為了保證軸端擋圈只壓在帶輪上而不壓在端面上，故d皿次=18mm;l皿「=24mm至此，已經初步確定了各軸段的長度和直徑c.軸上零件的軸向定位齒輪，帶輪和軸的軸向定位均采用平鍵鏈接（詳細的選擇見后面的鍵的選擇過程）d.確定軸上的倒角和圓角尺寸參考課本表15—2,取軸端倒角為1X45°,各軸肩處的圓角半徑R=1.2mme.1軸滾針軸承型號NA4906（4）傳動軸2的設計a.擬定軸上零件的裝配方案如圖3-3（軸2）,從左到右依次為軸承、折輥工作段、軸承b.根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度折輥段m-wd =40mm折輥段長度取l=440mmd=d=38mm；l=l=10mm(同軸1)傳動軸2由于裝配尺寸受限，選用型號NA4902的滾針軸承其尺寸為d=15mm；D=28mm；B=13mm.故d=d=30mm；l=l=17mm.I-II V-W I-IIV-W(5)折頁柵欄的設計a.設定最大折頁面積297mmx420mm(A3紙大小)故設計折盤長“寬x高=455mmx440mmx15mmb.擋板尺寸：長x寬x高=440mmx60mmx10mmC.擋板配合滑塊尺寸長x寬x高=300mmx50mmx7mm(不計造型)d.下唇板厚度2mm上唇班厚度3mme.安裝導槽尺寸440mmx7.5mmx3mm(6)從動折頁輥軸承支持架設計從動折頁輥安裝在支承架上，其軸向不能移動，但徑向可移動。本次設計通過安裝在支架上的彈簧座內的受壓彈簧頂著的圓弧形銅金屬片支承著折頁輥，因此通過調節彈簧座上的調整螺釘可調節彈簧變形之大小，即可調主從折輥之間的壓力的大小。§3.3附件及折頁機說明一、鍵的選擇.采用圓頭普通平鍵人型(68/11096—1979)連接，軸1齒輪上鍵的尺寸lxbxh=18mmx6mm