書本自動(dòng)打包機(jī)的設(shè)計(jì)含19張CAD圖

書本自動(dòng)打包機(jī)的設(shè)計(jì)含19張CAD圖,書本,自動(dòng),打包機(jī),設(shè)計(jì),19,CAD 書本打包機(jī)的設(shè)計(jì) 目 錄 摘　　要 1 Abstract 2 第一章 緒論 3 1. 選題背景 3 2. 國(guó)內(nèi)外發(fā)展過(guò)程 3 1.國(guó)外 3 2.國(guó)內(nèi) 4 第二章 自動(dòng)打包機(jī)的具體設(shè)計(jì) 6 1. 設(shè)計(jì)任務(wù) 6 1.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)名稱 6 1.2 設(shè)計(jì)需要 6 2. 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目分析 6 2.1 總功能 6 2.2 功能分解 7 2.3 暫定達(dá)到功能的措施.........................................7 2.4 選定的工作參數(shù).............................................7 3. 推書機(jī)構(gòu)的選擇 9 3.1 方案擬定 9 3.2 方案選擇比較 10 3.3 槽形凸輪的具體設(shè)計(jì)于計(jì)算 12 3.4 齒條齒輪的具體設(shè)計(jì) 15 3.5 齒條齒輪的重合度校核......................................16 3.6 齒輪的強(qiáng)度校核............................................16 4. 其他零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 17 4.1 軸........................................................17 4.2 鍵........................................................19 4.3 連桿......................................................19 5. 送紙機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ..........................................18 5.1 原理分析..................................................20 5.2 摩擦力檢驗(yàn)............... ................................21 5.3 紙張檢測(cè)裝置..............................................21 6. 折角機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算...........................................22 6.1 簡(jiǎn)單包裹..................................................22 6.2 折上頁(yè)....................................................22 6.3 折下頁(yè)....................................................23 6.4 折角與折邊................................................23 第三章 結(jié)論 25 參考文獻(xiàn) 26 致謝 27 書本打包機(jī)設(shè)計(jì) 摘要：為了應(yīng)對(duì)在日常辦公中以及社會(huì)生產(chǎn)中，成批成量的紙張以及書本，本文根據(jù)所學(xué)知識(shí)和在日常的觀察后，設(shè)計(jì)出更高效且更靈活的書本打包機(jī)。先對(duì)國(guó)內(nèi)外關(guān)于打包機(jī)的形勢(shì)做出分析后，結(jié)合各個(gè)參數(shù)要求設(shè)計(jì)出具體的機(jī)構(gòu)，并做出其圖紙。 關(guān)鍵詞：書本打包機(jī)、各機(jī)構(gòu)、圖紙。 Design of book packing machine Abstract: In order to deal with a large number of papers and books in daily office and social production, this paper designs a more efficient and flexible Book packing machine according to the knowledge learned and after daily observation. After analyzing the situation of the packer at home and abroad, the specific mechanism is designed according to the requirements of each parameter, and the drawings are made. Key words: Book packer, mechanism, drawing. 第一章 緒論 在飛速發(fā)展的今天，工作效率成為了我們?cè)诠ぷ鲿r(shí)常見(jiàn)的字眼。追求效率的過(guò)程中就不能少了一些有助于我們提升質(zhì)量的工具。書本打包機(jī)是在生產(chǎn)中比較常見(jiàn)的一種機(jī)器，而且發(fā)展到現(xiàn)在并不是只有書本紙張類的企業(yè)需要用到此類機(jī)器。就如上面所說(shuō)，我國(guó)乃至世界目前進(jìn)入了飛速發(fā)展的時(shí)期，所以對(duì)書本打包類機(jī)器的要求也得更進(jìn)一步。為了應(yīng)對(duì)這種趨勢(shì)，先階段的書本打包機(jī)也更具智能化，更能方便人們使用，性能更是朝著優(yōu)越節(jié)能的方向持續(xù)發(fā)展。 1.選題背景： 幾年以前，一本的較好的書籍，價(jià)格一般較為昂貴。在了解了市場(chǎng)的運(yùn)作后我發(fā)現(xiàn)，很多企業(yè)為了節(jié)省成本，往往會(huì)采用人工包裝的方式來(lái)批量出售書籍。這種方式雖然省錢，但大大降低了生產(chǎn)效率。站在工人的角度上來(lái)看也是對(duì)體力的一種考驗(yàn)，而且有時(shí)會(huì)發(fā)生包裝質(zhì)量層次不齊的情況。造成這種問(wèn)題的原因歸根結(jié)底還是打包類設(shè)備的高額輸出，導(dǎo)致生產(chǎn)中的成本大大提升。雖然說(shuō)對(duì)于工人或者是需求商來(lái)說(shuō)這樣減輕了壓力，但是對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)，這無(wú)疑又是一筆巨大的開(kāi)銷。所以，我們需要找到一個(gè)價(jià)格更為低廉且質(zhì)量過(guò)關(guān)的打包機(jī)，以最大限度的減少投資而帶來(lái)更大的回報(bào)。為了適應(yīng)市場(chǎng)的需要，設(shè)計(jì)的打包機(jī)需要滿足以下幾點(diǎn)：1、可以自主的調(diào)節(jié)速度，以應(yīng)對(duì)各種工作上的需求。2、對(duì)于推書機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，最主要的急回性必須具備。3、凸輪以及齒輪的設(shè)計(jì)必須精準(zhǔn)，各個(gè)零件之間的拜訪必須合理，便于安裝以及維修。解決以上三點(diǎn)問(wèn)題，力求設(shè)計(jì)出一個(gè)更加完善的打包機(jī)，或?qū)ΜF(xiàn)在的打包類機(jī)器有幫助。打包機(jī)的發(fā)展對(duì)現(xiàn)代自動(dòng)化的時(shí)代有著重要意義。對(duì)它的探索研究有助于它對(duì)快節(jié)奏生活的適應(yīng)，與現(xiàn)代化的發(fā)展與時(shí)俱進(jìn)。 2.國(guó)內(nèi)外的發(fā)展過(guò)程： 1、 國(guó)外：由于在20世紀(jì)60年代前期聚丙烯材料得到了飛速的發(fā)展與應(yīng)用，很多外國(guó)企業(yè)為了節(jié)省成本，提高效率，開(kāi)始自主的研發(fā)打包類機(jī)器。在當(dāng)時(shí)技術(shù)條件有限的環(huán)境中，美國(guó)和德國(guó)兩大國(guó)家開(kāi)始他們的探索，但是這些被善于學(xué)習(xí)的日本后來(lái)居上，直至20世紀(jì)七十年代的時(shí)候，起步相對(duì)于美國(guó)和德國(guó)較晚的日本成功研制出了全自動(dòng)式的打包機(jī)，這無(wú)疑是打包行業(yè)的一個(gè)里程碑。到了2001年，日本的各個(gè)會(huì)社的總產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到了90多萬(wàn)臺(tái)，產(chǎn)值約為300多億日元，約合人民幣2億元。日本憑借著這一優(yōu)勢(shì)更加迅速的發(fā)展，在當(dāng)時(shí)幾乎承包了亞洲地區(qū)的全部出口。而在這些會(huì)社之中，下島株式會(huì)社更是贏家中的贏家，因?yàn)樽陨淼臈l件本來(lái)就不錯(cuò)，再加上日本人容易吸收他國(guó)的經(jīng)驗(yàn)，日本生產(chǎn)的打包機(jī)結(jié)構(gòu)越來(lái)越簡(jiǎn)單且功能性越來(lái)越強(qiáng)，質(zhì)量越來(lái)越可靠，在國(guó)際舞臺(tái)上立于一個(gè)頂間位置?？恐@股勢(shì)頭，下島株式會(huì)社在全世界三十多個(gè)國(guó)家建立了代理點(diǎn)，所售產(chǎn)品多達(dá)200多個(gè)。在同一時(shí)間并不是日本一家獨(dú)大，美國(guó)這個(gè)上世紀(jì)的世界霸主，也在各個(gè)領(lǐng)域有了飛一般的發(fā)展。其中位于美國(guó)的公司就在打包機(jī)器上有了屬于自己的成就。自從1913年開(kāi)始就致力于研究打包技術(shù)，并且世界上多達(dá)一百個(gè)國(guó)家都由提供服務(wù)，他們相比于日本有著24小時(shí)快速配件制作運(yùn)送的優(yōu)勢(shì)。眾所周知，二戰(zhàn)后的美國(guó)得到了更強(qiáng)大資源優(yōu)勢(shì)，借用優(yōu)勢(shì)，美國(guó)有著優(yōu)于其他國(guó)家的強(qiáng)大生產(chǎn)力，其后應(yīng)團(tuán)隊(duì)也是精英中的精英，在一次次的方案選擇和實(shí)驗(yàn)比較后，美國(guó)所生產(chǎn)的機(jī)械對(duì)于同種類的更可靠，更耐用。雖然價(jià)格昂貴，但其性能依舊是各個(gè)企業(yè)所喜愛(ài)的。 在德國(guó)，這個(gè)以嚴(yán)謹(jǐn)著稱的國(guó)家所制作出來(lái)的產(chǎn)品更是讓全球的公司搶手。其生產(chǎn)的百分之七十的產(chǎn)品都用于供國(guó)外出口，而且質(zhì)量真的沒(méi)話說(shuō)，以至于后來(lái)許多別的產(chǎn)品都會(huì)冠上“百分比德國(guó)制造的”的頭銜來(lái)提高自己的銷量，到了2002年由德國(guó)生產(chǎn)的包裝機(jī)器其收入已經(jīng)突破了34億多歐元，約合人民幣280億元。現(xiàn)在，由于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和人工智能技術(shù)的運(yùn)用，打包類機(jī)器也在朝著更加智能化、簡(jiǎn)單化方面持續(xù)發(fā)展，衍生出許多功能多樣化的打包機(jī)械。就如日本結(jié)合了智能的技術(shù)制造出了電腦包裝噴印機(jī)等。而且，現(xiàn)在的打包機(jī)并不是單一的功能，而是許多功能柔和為一體，像有部分機(jī)器融合了捆扎、收縮等功能，使得包裝的過(guò)程更加集中、快捷，節(jié)省了大部分人力。在包裝方面的新思路也是現(xiàn)階段國(guó)外所探索的目標(biāo)，經(jīng)過(guò)這么多年的發(fā)展，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了各個(gè)功能集結(jié)為一體化，進(jìn)一步的探索在能源的使用方面。總而言之，打包機(jī)正像計(jì)算機(jī)一樣，朝著更加多元化，方便化的方向持續(xù)發(fā)展，這也正是包裝機(jī)制造技術(shù)在未來(lái)不斷前行的一個(gè)趨勢(shì)。 2、 國(guó)內(nèi)：就如歷史所說(shuō)，我國(guó)因?yàn)榍逭拈]關(guān)鎖國(guó)，導(dǎo)致我國(guó)的發(fā)展落后于西方諸國(guó)。在新中國(guó)成立后，我們認(rèn)識(shí)到了落后就要挨打的道理，開(kāi)始了一系列的自我探索。在過(guò)程中可謂是五味雜陳，但是天不負(fù)有心人，我們依靠著自己雄厚的實(shí)力和歷史悠久的文化與精神，完成了一項(xiàng)又一項(xiàng)的目標(biāo)，打包機(jī)就是其中一個(gè)小小的目標(biāo)。中國(guó)的打包機(jī)自從改革開(kāi)放后逐漸成型，也就是20世紀(jì)八十年代左右。相比于優(yōu)先發(fā)展的日美等國(guó)而言，我國(guó)打包機(jī)最多詬病的還是質(zhì)量差，可靠性差，并且產(chǎn)品的更新速度相對(duì)于其他國(guó)家來(lái)說(shuō)太慢，對(duì)新材料、新技術(shù)的運(yùn)用不完善，從整體來(lái)說(shuō)“差”就是過(guò)去國(guó)產(chǎn)打包機(jī)的代言字。由于起步較晚，在前期制造的時(shí)候只能靠引進(jìn)，加以研究再結(jié)合稍微一點(diǎn)創(chuàng)新，制作出我們自己的產(chǎn)品。但說(shuō)實(shí)話這種做法首先受制于外國(guó)的打壓，其次我國(guó)在當(dāng)時(shí)的零件生產(chǎn)質(zhì)量也不太好。這也是造成國(guó)內(nèi)打包機(jī)在以前發(fā)展緩慢的原因之一。在不斷的探索的過(guò)程中，我們終于發(fā)現(xiàn)了根本問(wèn)題的所在。從那時(shí)開(kāi)始，我國(guó)開(kāi)始注重了問(wèn)題的根本——人才的培養(yǎng)。 我國(guó)在進(jìn)幾年的努力后，逐漸變成了世界上的生產(chǎn)大國(guó)，每年的生產(chǎn)量在世界上是數(shù)一數(shù)二的，所以對(duì)包裝工藝的需用也是非常龐大的。俗話說(shuō)的好“肥水不流外人田”，面對(duì)這龐大的生產(chǎn)量，我們更不可能把打包用的工具轉(zhuǎn)交給別人，但這種工作量又是對(duì)包裝技術(shù)大的一個(gè)重大考驗(yàn)。但是經(jīng)過(guò)黨的不懈努力和人才的培養(yǎng)，“中國(guó)制造”正在向全世界展現(xiàn)他的魅力，就如現(xiàn)在肆虐全球的肺炎疫情來(lái)說(shuō)，我國(guó)作為一個(gè)大國(guó)，其生產(chǎn)力和大國(guó)風(fēng)范已經(jīng)得到了世界上大部分國(guó)家的認(rèn)同。從1976年以來(lái)，中國(guó)在探索的路上不斷自我創(chuàng)新，不但客服了零件精度等問(wèn)題，更讓“依賴”變?yōu)榱恕疤峁?，這也使得打包類機(jī)器的制作，設(shè)計(jì)等方面得到了質(zhì)的提升。如今的中國(guó)在打包機(jī)領(lǐng)域后來(lái)居上，青出于藍(lán)而勝于藍(lán)，跟隨國(guó)際趨勢(shì)，形成了自己完善的體系。這對(duì)國(guó)內(nèi)大小企業(yè)來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一個(gè)福音，不僅節(jié)省了人工的成本更是使制造成本進(jìn)一步降低，滿足我國(guó)日益變快的生活節(jié)奏的需求?，F(xiàn)在中國(guó)已經(jīng)加入了“WTO”，會(huì)有更多的國(guó)外技術(shù)和理念進(jìn)入到我們的視野，這無(wú)疑會(huì)對(duì)我們自主創(chuàng)新的產(chǎn)品造成一次巨大的沖擊。如何度過(guò)這個(gè)難關(guān)，還需具備不斷探索的精神，無(wú)論是設(shè)計(jì)、制作、還是銷售上都做到精益求精。這樣，會(huì)讓骨子里本來(lái)就有奮斗精神的中國(guó)產(chǎn)品在世紀(jì)立于不敗之地。確實(shí)，現(xiàn)在中國(guó)的產(chǎn)品和外國(guó)還有不小的差距，但這未免不是一個(gè)機(jī)遇，“生于憂患，死于安樂(lè)”只有迎著壓力不斷上前，我國(guó)打包機(jī)行業(yè)的發(fā)展才能朝著更遼闊的未來(lái)不斷發(fā)展。 第二章 自動(dòng)打包機(jī)的具體設(shè)計(jì) 1. 設(shè)計(jì)任務(wù) 1.1畢業(yè)設(shè)計(jì)名稱 畢業(yè)設(shè)計(jì)名稱：書本打包機(jī) 在書本生產(chǎn)或者紙張打印制造等方面，當(dāng)大量的成品制作出來(lái)后，將其按照規(guī)定的數(shù)量為一組，用包裝紙包裝，目的是在運(yùn)輸或者銷售上更方便一些。該產(chǎn)品在社會(huì)生活制造中比較常見(jiàn)，只要是需要將物品分批包裝的功能時(shí)，都可用其調(diào)整后用于正常的生產(chǎn)。 1.2設(shè)計(jì)需要 1） 該設(shè)備經(jīng)查資料得知，市面上大多數(shù)的產(chǎn)品的構(gòu)造一般由推書機(jī)構(gòu)、送紙機(jī)構(gòu)、折疊機(jī)構(gòu)三大機(jī)構(gòu)所組成。 2） 根據(jù)需要，繪畫出該機(jī)器運(yùn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。在制作運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的過(guò)程中，各個(gè)構(gòu)件動(dòng)作始停位置可以視設(shè)計(jì)中的現(xiàn)狀重疊安排，但是必須達(dá)到構(gòu)件動(dòng)作時(shí)工藝上的相互配合，原則上要求時(shí)間和空間兩方面不可有干涉的情況發(fā)生。 3） 通過(guò)計(jì)算，設(shè)計(jì)出需要的凸輪機(jī)構(gòu)和齒輪機(jī)構(gòu)。并檢驗(yàn)凸輪、齒輪的曲率半徑和壓力角，并畫出兩者輪廓。 4） 分析所需要的連桿機(jī)構(gòu)，作出運(yùn)動(dòng)線路圖。 5）使用相關(guān)軟件制作出凸輪的數(shù)控加工程序。 2. 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目分析 2.1總功能 用包裝紙將一定數(shù)量的物件包成一包。 2.2功能分解 包裝順序圖 2.3暫定達(dá)到功能的措施 根據(jù)功能的分解得出以下解決其功能的方式 1） 推書機(jī)構(gòu)：間歇運(yùn)動(dòng)，其中又有橫向和縱向的運(yùn)輸機(jī)構(gòu)。如若完成，暫定用兩個(gè)槽輪帶動(dòng)著連桿讓其運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 可以用摩擦較大但不損壞產(chǎn)品的東西，利用摩擦力傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 2） 送紙機(jī)構(gòu)：可以用摩擦較大但不損壞產(chǎn)品的東西，利用摩擦力傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。和推書機(jī)構(gòu)一樣，為間歇進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。解決方式暫定為用一齒輪和一凸輪兩者軸連接，用齒輪帶動(dòng)著凸輪做間歇運(yùn)動(dòng)，同時(shí)在給凸輪配一連桿機(jī)構(gòu)，連桿上安裝裁剪刀，這樣實(shí)現(xiàn)間歇性的牛皮紙的裁剪。 3） 折邊機(jī)構(gòu)：暫定為靠凸輪和連桿讓折邊的兩個(gè)板同時(shí)運(yùn)動(dòng) 4） 折角機(jī)構(gòu)：因?yàn)楹蠼呛颓敖钦巯虿灰粯?，后角可以用凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，前角視情況而定。 2.4選定的工作參數(shù) 打包機(jī)各部分的相對(duì)位置及有關(guān)尺寸和范圍 上圖所示為由總體設(shè)計(jì)規(guī)定的各部分的相對(duì)位置和有關(guān)尺寸。其中O為機(jī)器主軸的位置，A為機(jī)器中機(jī)構(gòu)的最大允許長(zhǎng)度，B為最大允許高度，為工作臺(tái)面距主軸的高度，（x，y）為主軸的位置坐標(biāo)，（）為紙卷的位置坐標(biāo)。 1）尺寸：A=2000mm，B=1600mm。 工作臺(tái)面位置=400mm 主軸位置x =1000～1100mm，y =300～400mm； 紙卷位置=300mm，=300mm。 2） 數(shù)據(jù)：書摞尺寸： 寬度a=130~140mm； 長(zhǎng)度b=180~220mm； 高度c=180~220mm。 推書起始位置=200mm。 推書行程H=400mm。 推書次數(shù)（主軸轉(zhuǎn)速）n=(10±0.1)r/min。 主軸轉(zhuǎn)速不均勻系數(shù)δ≤1/4。 紙卷直徑d=400mm。 3） 關(guān)于推書的要求： 推書運(yùn)動(dòng)循環(huán)：整個(gè)機(jī)器的運(yùn)動(dòng)以主軸回轉(zhuǎn)一周為一個(gè)循環(huán)周期。因此可以用主軸的轉(zhuǎn)角表示推書機(jī)構(gòu)從動(dòng)件（推頭或滑塊）的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。 推書動(dòng)作占時(shí)1/3周期，相當(dāng)于主軸轉(zhuǎn)120°； 快速退回動(dòng)作占時(shí)小于1/3周期，相當(dāng)于主軸轉(zhuǎn)角100°； 停止不動(dòng)占時(shí)大于1/3周期，相當(dāng)于主軸轉(zhuǎn)角140°。 每個(gè)運(yùn)動(dòng)時(shí)期縱向推書機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的工藝動(dòng)作與主軸轉(zhuǎn)角的關(guān)系見(jiàn)下表： 主軸轉(zhuǎn)角 推書機(jī)構(gòu)執(zhí)行滑塊的工作 主軸轉(zhuǎn)角 推書機(jī)構(gòu)執(zhí)行滑塊的動(dòng)作 0°~ 80° 80°~ 120° 推單摞書前進(jìn) 推七摞書前進(jìn)，同時(shí)折后角 120°~ 220° 220°~ 360° 滑塊退回 滑塊停止不動(dòng) 推書機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 推書前進(jìn)和退回時(shí)，要求采用等加速、等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 3.推書機(jī)構(gòu)的選擇 3.1方案擬定： 由上兩圖可知推書機(jī)構(gòu)在執(zhí)行工作時(shí)，必須時(shí)等速直線運(yùn)動(dòng)且具備急回的特性。所以我暫擬定圖3.1的運(yùn)動(dòng)方案。首先先對(duì)縱向推書機(jī)構(gòu)進(jìn)行討論，就如文中2.3中推書機(jī)構(gòu)的描述所示，這個(gè)機(jī)構(gòu)首先腰實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)，其次還要保證書堆（紙堆）不倒，還要完成上述等速運(yùn)動(dòng)，快速?gòu)?fù)位。所以，我暫定用齒輪與齒條配合再利用凸輪連桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)。 其具體運(yùn)動(dòng)過(guò)程：主軸帶動(dòng)著凸輪一起做等角速度的運(yùn)動(dòng)，這時(shí)連桿由于凸輪的特性，可以間歇性的做來(lái)回?cái)[動(dòng)，再連桿的末尾連接齒條齒輪機(jī)構(gòu)，就可實(shí)現(xiàn)間歇性的來(lái)回運(yùn)動(dòng)。 圖3.1所示參數(shù)，、、 圖3.1推書機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 3.2方案選擇比較 由上述可知我們只需要能找到直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的最合理機(jī)構(gòu)即可，在此做出三種暫定方案： 1） 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)： 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中又有槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪以及凸輪機(jī)構(gòu)供我們選擇。 2） 傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)： 傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中有圓柱齒輪、圓錐齒輪以及蝸輪蝸桿可選擇。 3） 直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)： 直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中有曲柄滑塊、凸輪機(jī)構(gòu)選擇。 由下表比較： 間歇運(yùn)動(dòng) 傳動(dòng)運(yùn)動(dòng) 直線運(yùn)動(dòng) 槽輪機(jī)構(gòu) 不完全齒輪 凸輪機(jī)構(gòu) 圓柱齒輪 圓錘齒輪 渦輪蝸桿 曲柄滑塊 凸輪機(jī)構(gòu) 底成本、容易制造 精準(zhǔn)度高 精準(zhǔn)度高、幾乎沒(méi)有沖擊 易達(dá)到同向變速的要求 能完成不同向的傳動(dòng)與變速 可以達(dá)到垂直方向的傳動(dòng)需求 低成本、容易制造 精準(zhǔn)度高、幾乎沒(méi)有沖擊 欠缺精準(zhǔn)度 沖擊較大、制作復(fù)制且高成本 高成本且工作時(shí)易損壞 只能同向的傳動(dòng)，局限性較大 制作困難 高成本，不能靈活的改變角度 太占空間，并且對(duì)桿的長(zhǎng)度有一定要求 高成本且工作時(shí)易損壞 通過(guò)對(duì)上表中的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，我選擇間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的槽輪機(jī)構(gòu)。 3.3槽形凸輪的具體設(shè)計(jì)與計(jì)算 如下圖所示建立坐標(biāo)系： 以三角形為準(zhǔn)得到矢量方程： 復(fù)數(shù)形式為： 歐拉展開(kāi)后可得： 作削處理后可得：。由此可見(jiàn)，現(xiàn)在凸輪在理論上的輪廓方程式為： 注：是凸輪的向徑 是搖桿的擺角也為中間變量 還是由上圖所示，的求解方式具體如下： 復(fù)數(shù)形式為： 注：是由機(jī)構(gòu)的具體安裝尺寸所確定 歐拉展開(kāi)后可得： 作削處理后可得： 注：，， 是對(duì)應(yīng)的桿的長(zhǎng)度，是實(shí)際的安裝尺寸來(lái)確定，聯(lián)立以上方程就可得到凸輪輪廓的曲線方程，再設(shè)極位夾角為，以及推書齒輪的工作行程是/，凸輪的等分?jǐn)?shù)為,則有以下表達(dá)式： 做出凸輪輪廓線圖3.2： 1——理想的凸輪輪廓線 2——實(shí)際的凸輪輪廓線 圖3.2 3.4齒條齒輪的具體設(shè)計(jì) 隨著現(xiàn)代傳動(dòng)設(shè)備的越來(lái)越成熟，齒輪傳動(dòng)成為我們?nèi)粘Ｖ须S處可見(jiàn)的傳動(dòng)設(shè)備，大到汽車，小到手表，到處都是它的身影。而齒條和齒輪的配合可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)到直線運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)變，并且相對(duì)于其他的傳動(dòng)設(shè)備，他的功率更大，效果更好，可選速度多，以及壽命長(zhǎng)工作可靠性高等有點(diǎn)。選它的最主要原因還是它能保證工作時(shí)有恒定的傳動(dòng)比，因?yàn)橛晌闹?.2中經(jīng)比較后得，此次設(shè)計(jì)中齒輪選定得是圓柱直齒輪，具體參數(shù)如下： 符號(hào) 齒數(shù) 齒條 模數(shù) 齒數(shù) 壓力角 齒頂高系數(shù) 頂隙系數(shù) 具體計(jì)算如下： 3.5齒條齒輪的重合度校核 雖然齒輪齒條在工作時(shí)有較高的傳動(dòng)效率，但在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要對(duì)其重合度有明確的校核，以選擇出較為合理的且平穩(wěn)性較好的數(shù)值，來(lái)到達(dá)機(jī)構(gòu)所需要的工作要求。 在相關(guān)資料的描述中，重合度在時(shí)證明該結(jié)構(gòu)較為合理。再由上述計(jì)算得到幾何尺寸 最后的結(jié)果為，在給出的范圍內(nèi)。所以，該齒輪齒條機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，滿足工作所需要的要求。 3.6齒輪的強(qiáng)度校核 齒輪齒條傳動(dòng)相對(duì)于齒輪傳動(dòng)來(lái)說(shuō)考慮的問(wèn)題相對(duì)于少，但是我們?nèi)孕枰獙?duì)其的齒輪進(jìn)行強(qiáng)度校核，必須滿足工作所需要的齒輪彎曲強(qiáng)度。 由本文3.4所述，我選取的齒輪材料為： 圓柱直齒輪：調(diào)質(zhì)處理， 硬度為。 經(jīng)查資料得到許用彎曲應(yīng)力公式： 經(jīng)查表得： 設(shè),單向傳動(dòng)數(shù)值設(shè) ，即 經(jīng)查資料得到彎曲應(yīng)力公式為： 即該齒輪滿足所需得彎曲應(yīng)力的要求。 4.其他零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 4.1軸 在本次設(shè)計(jì)中，各種軸的連接我只選用平鍵連接。由題目設(shè)定參數(shù)可知： 電機(jī)的工作轉(zhuǎn)速： 齒輪： 齒輪功率： 凸輪軸： 凸輪軸功率： 經(jīng)查得書本，軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度需滿足： 代入后可到軸的直徑： 根據(jù)題目選取軸的材料為45號(hào)鋼（調(diào)質(zhì)處理）。再查表得到。 取整后得到齒輪軸的最小直徑為，長(zhǎng)度約為，最大直徑，長(zhǎng)度約為 對(duì)上述軸進(jìn)行強(qiáng)度校核： 畫出扭矩圖，進(jìn)行觀察，如下： 即截面是危險(xiǎn)截面： 經(jīng)查表可知45號(hào)鋼（調(diào)質(zhì)處理）的許用應(yīng)力為 4.2鍵 無(wú)特殊情況，我選用A型平鍵（GB/T1096-1979) 查表得 其轉(zhuǎn)矩為： 經(jīng)校核，該軸強(qiáng)度達(dá)標(biāo)。 4.3連桿 如上圖所示，為連桿的兩極限位置，為通常位置。 設(shè) 則 5.送紙機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 5.1原理分析： 送書示意簡(jiǎn)圖 送書機(jī)構(gòu)的主要功能就是從紙盒中取出包裝紙，紙張由1輪間歇性帶出，如果取出的是一張紙，則如前圖所示，3輪與2輪轉(zhuǎn)向相反；若取出多張紙，則3輪與2輪轉(zhuǎn)向相同，把多余的紙張運(yùn)回紙箱。具體受力分析如下： 一張紙時(shí)紙張動(dòng)力方程： 其表面接觸方程： 由剛剛分析可知，方向相反，且。 現(xiàn)使，則，，由表面接觸方程可得 2輪和3輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量相同，達(dá)到了需要的效果。 當(dāng)所送紙為兩張時(shí)有公式: 和 經(jīng)計(jì)算其達(dá)到平穩(wěn)傳動(dòng)的效果。 5.2摩擦力檢驗(yàn) 根據(jù)示意圖大致做出1輪的摩擦傳動(dòng)圖： 計(jì)算其摩擦力： ， 5.3紙張檢測(cè)裝置： 為了檢測(cè)紙張是否是單張出入，在送紙機(jī)構(gòu)中加入電容檢測(cè)裝置。 電容檢測(cè)示意圖 和為常值時(shí)，紙張厚度與一起表現(xiàn)出電容數(shù)值。當(dāng)為常值時(shí)由上式可以計(jì)算出紙張的厚度，以此來(lái)控制3輪的轉(zhuǎn)向。 6. 折角機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 6.1.簡(jiǎn)單包裹， 紙張從送書機(jī)構(gòu)中取出后經(jīng)過(guò)導(dǎo)紙板向下輸送，到達(dá)下方后檢測(cè)到紙張后夾緊。書本由推書機(jī)構(gòu)往前推進(jìn)，通過(guò)該裝置后，書本已經(jīng)三面簡(jiǎn)單包裹完畢。 6.2.折上頁(yè) 折上頁(yè)我決定用凸輪來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)簡(jiǎn)單包裹完三頁(yè)后，由上面靠凸輪帶動(dòng)的折板，使準(zhǔn)備折第四頁(yè)的紙張向下翻折。 凸輪用平底凸輪，這樣可以讓壓力角減小至，增加其工作的效率，也可以使我們最不愿意看到的自鎖現(xiàn)象不會(huì)發(fā)生。 凸輪再依靠舵機(jī)驅(qū)動(dòng)，這樣控制的折板速度均勻適中，下圖為示意簡(jiǎn)圖： 凸輪范圍：，并且其左右對(duì)稱。 基圓半徑： 轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)與最高點(diǎn)距離： 得圖中 這樣即可實(shí)現(xiàn)第四個(gè)面得折疊。 6.3.折下頁(yè) 下頁(yè)和后角得折疊方式如圖所示，下頁(yè)用的與上頁(yè)大致相同，靠舵機(jī)驅(qū)動(dòng)凸輪帶動(dòng)折板翻折，當(dāng)舵機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)完后，即折下頁(yè)完成后，會(huì)把上頁(yè)擋住一些。后舵機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，最終使上下兩頁(yè)都到達(dá)翻折要求。 6.4.折角與折邊 由推板帶動(dòng)產(chǎn)品繼續(xù)往前，經(jīng)過(guò)上述折頁(yè)后，經(jīng)過(guò)此步驟時(shí)可以靠機(jī)構(gòu)的阻礙，使產(chǎn)品的前角折疊完畢。因?yàn)榇瞬襟E多靠擋板完成，在繼續(xù)前進(jìn)的過(guò)程中，擋板又有一導(dǎo)向的功能。 固定擋板上有槽的原因，上下兩邊的紙會(huì)隨槽口的方向折疊，當(dāng)推板推至末尾后，整個(gè)包裝完畢。 第三章 結(jié)論 本文主要研究全自動(dòng)打包機(jī)的推書機(jī)構(gòu)，并額外討論其他機(jī)構(gòu)的方案選擇，其重要性不言而喻，能極大的提高我國(guó)在包裝行業(yè)上效率，省去一些人力，減少工作的強(qiáng)度。 雖然我的這次設(shè)計(jì)對(duì)于市場(chǎng)來(lái)說(shuō)是九牛一毛，而且很多知識(shí)的儲(chǔ)備量不是很高，但在尋找資料的過(guò)程中使我成長(zhǎng)很多。以下是對(duì)這次設(shè)計(jì)的總結(jié)： 1） 對(duì)打包機(jī)的背景，以及國(guó)內(nèi)外的發(fā)展趨勢(shì)做一個(gè)概況。 2） 對(duì)這次設(shè)計(jì)主要的幾個(gè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。 3） 對(duì)推書機(jī)構(gòu)中的凸輪以及齒輪進(jìn)行計(jì)算并校核。 4） 對(duì)其機(jī)構(gòu)中其他的零部件進(jìn)行簡(jiǎn)單分析選擇與計(jì)算。 5） 選擇討論并設(shè)計(jì)除推書機(jī)構(gòu)外其他幾個(gè)機(jī)構(gòu)。 參考文獻(xiàn) [1] 隋明陽(yáng) .《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》.機(jī)械工業(yè)出版社， 2005. 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