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目录 1绪论 . 1 题背景 . 1 箱机的作用 . 1 装箱封口机械的发展状况 . 2 2毕业设计任务书 . 4 计的内容 . 4 箱机的技术参数 . 4 计任务 . 4 本要求 . 5 意事项 . 5 3 机构选型 . 6 送机构设计方案 . 6 盖机构设计方案 . 7 构原理的设计方案 . 7 构具体位置的设计方案 . 8 箱机构设计方案 . 8 送机构设计方案的确定 . 9 盖机构设计方案的确定 . 9 盖机构具体位置的确定 . 9 盖机构的机构原理确定 . 10 箱机构设计方案的确定 . 10 节机构设计方案的确定 . 11 4封箱机的整体设计 . 11 箱机的基本结构 . 12 动折盖封箱机的工作原理 . 12 作台部件 . 13 架设计 . 13 现摩擦带之间的宽度调节 . 16 高度的调节 . 17 轮的固定 . 17 面传动机构设计 . 18 面传动过程 . 18 动机的选择 . 18 动方案的选择 . 19 轮的结构形式和选择 . 20 架部件设计 . 20 作原理 . 20 片的设计 . 21 盖机构设计 . 22 5 机构建模 . 23 标准件建模 . 23 准件建模 . 24 构总体装配过程 . 25 架系统的装配 . 27 动系统装配 . 28 头升降系统的装配 . 30 盖系统的装配 . 32 箱系统的装配 . 33 6 机构仿真 . 35 构仿真配置 . 35 动机构仿真配置 . 35 盖机构仿真配置 . 37 箱机构仿真配置 . 39 节机构仿真配置 . 40 7 有限元分析 . 41 总结 . 44 致谢 . 45 参考文献 . 46 附录 A . 错误 !未定义书签。 附录 B . 错误 !未定义书签。 辽宁工程技术大学毕业设计 1 1 绪论 课题背景 随着科学技术的不断发展进步，各种食品加工品的出现，对包装技术和包装设备都提出了新的要求，包装机械在流通领域中发挥着越来越大的作用。包装机械竞争日趋激烈，而高度自动化、智能化、多功能、高效率、低消耗的包装设备越来越受到行业的青睐。工艺流程自动化程度越来越高。自动化技术在包 装生产线中已占 50%以上，大量使用了电脑设计和 机电一体化 控制，提高生产率、设备的柔性和灵活性，增加机械手以完成复杂的包装动作。每个机械手均由单独的电脑控制，摄像机监控包装动作并将信息反馈到电脑以调整动作幅度，保证包装的质量。不久包装机械即将创新新兴行业 。 19 封箱机 的作用 现代工业（如食品、轻工、医药、化工、电子和国防等）生产中，主要包括原料 处理、 车 间加工和产品包装，其中产品封口包装成为非常重要的环节。包装箱封口机械是使产品实现机械化、自动化的根本保障， 它 为包装工业提供先进的技术设备，在现代工业生产中起着重要的作用。 1提高生产率 提高生产率是包装封箱口机械的重要作用。如国内某些公司生产的全自动包装箱封口机的生产率可达 50箱 /是手工包装箱封口无法比拟的。 2改善劳动条件 如采用包装箱封口机械来包装硫酸等危险品时， 既 提高了生产效率，又改变了劳动条件，避免工人与硫酸直接接触，使操作安全。 3降低产品成本 如采用包装箱封口机械包装液体 、粉状物品时，可减少液体外溢、粉尘飞扬自动式折盖封箱机设计 2 等现象的发生 并 减少 和 防止产品的散失，既节约原材料，使产品成本降低，又能保护环境。 4提高产品质量 如采用包装箱封口机械包装药品、食品时，避免了产品与人手的直接接触，加强了对产品的保护和产品卫生；另外，由于包装箱封口机械的设计精度高，保障产 品的外观整齐、封口严密，提高了产品的包装质量，增强了市场销售的竞争能力。 装箱封口机械的发展状况 1我国包装箱封口机械概况 随着我国商品经济的繁荣和人民生活水平的提高，食品包装 机械 包装技术的前景十分乐观。近年来，国家加大了对食品和药品质量和安全的监督力度，对食品的生产加工包装技术都提出了新的要求。一批食品生产企业先后投入资金进行包装设备的技术改造和生产技术的创新，在一定程度上提升了我国食品行业的水平和市场竞争力。尽管我国食品包装 机械 包装技术的水平有了提高，但是我国的食品包装 机械 包装技术与发达国家的相比还是明显处于弱势。我国包装 机械 行业 30%左右的企业存在低水平的重复建设。这种状况不但浪费了有限的资金、人力等重要资源，还造成了包装 机械 市场的无序混乱，阻碍了行业的健康发展，制约了我国中小食品企业包装 机械 的升级换代和包装技术的创新。 我国的食品包装 机械 多以单机为主，科技含量和自动化程度低，在新技术、新工艺、新材料方面应用的少，满足不了我国当前食品企业发展的要求。一些食品企业为了技术改造，不得不花费大量的资金从国外引进一些技术先进的、生产效率高、包装精度高的成套食品包装生产线，导致很大一部 分国内的市场份额被国外品牌所占领。我国的食品包装 机械 发展空间依然广阔，食品包装 机械 包装技术的水平有待提高 2。 2国产包装机械与国际的主要差距 辽宁工程技术大学毕业设计 3 （ 1）生产效率低、能耗高、稳定性和可靠性差，产品造型落后，外观粗糙，基础件和配套件寿命低，国产的气动件和电器元件质量差。比如河南星火包装机械有限公 司就在参照国外先进包装机技术的基础上，进行改造和创新产品，星火牌系列的灌装机上的气动部分均采用德国 （ 2）控制技术应用得少。比如远距离遥控技术、步进电机技术、信息处理技术等。专家指出，世界上德国、意大利、美国和日本的包装机械水平处于领先地位。其中，在美国成型、充填、封口三种机械设备的技术更新很快。如美国液体灌装设备公司 (产的液体灌装机，一台设备可以实现重力灌装、压力灌装以及正压移动 泵 式灌装。就是说，任何黏度的液体，只要通过微机控制来改变灌装方式就可以实现。近几年来，这种技术在国内出现了，比如江苏群杰包装机械厂、广州澳特包装机公司等等 2。 自动式折盖封箱机设计 4 2 毕业设计任务书 计的内容 根据技术参数设计工作台部件、导带宽度、下刀架固定位置等，选择合适的电动机设计侧面传动部件，并计算所需的其他部件并校核是否满足工作要求。按工作准确性和合理性、稳定性、高效性设计刀架部件和刀片形状。 利用所学 机械原理知识，参考现有产品，设计一种能完成封箱的机构，并利用 后实现机构的运动仿真以及参数测量及分析等。 箱机的技术参数 1电机功率： 2 120W 2生产率： 18箱分钟 3封箱尺寸： 4胶带尺寸： 48 牛皮纸胶带、 x x 净重： 25000计 任务 1相关外文资料翻译和查找搜集相关技术资料 2撰写开题报告 ； 3根据给定的技术参数，确定机器的执行机构，设计机器整体结构 ； 4撰写设计说明书 ； 5绘制总装图、部装图和零件图 ； 辽宁工程技术大学毕业设计 5 本要求 1结构简单，制造容易 ； 2操作、维护方便、安全 ； 3适合酒类和液体饮料生产包装线上使用 ； 意事项 1在设计开始前，应认真研究题目，明确设计要求，阅读参考资料，了解它们大体内容，以便需要时查阅 ； 2 计小组应进行讨论对比，以明确优劣正误，取长补短，改进设计 ； 3设 计草图完成后，应交指导教师审查后再修改加深 ； 4 设计说明书应按规定格式编 写 ，连同所绘图纸交指导教师审查认可后方可呈交 ； 5认真做好准备，进行设计答辩 ； 自动式折盖封箱机设计 6 3 机构选型 送机构设计方案 方案一间歇式传送 ： 表 3歇式传送 机构选型 -1 构示意图 说明 槽轮机构 槽轮由主动拨盘、从动槽轮和机架组成。主动拨盘以一定 角速度匀速转动。当主动拨盘上的圆销没有进入槽轮的槽中的时候，槽轮上的内凹锁止弧被拨盘外凸的锁止弧卡住，槽轮静止；当主动拨盘上的圆销进入槽轮的槽中的时候，拨盘锁止弧与槽轮锁止弧分离，拨盘拨动槽轮转动，直到圆销与槽轮的槽脱离为止。如此循环实现槽轮的 间歇运动。 曲柄连杆机构 该机构实际为双曲柄机构，中间连杆在曲柄的带动下可以实现杆上任一点轨迹为圆的运动，依靠连杆上的特殊结构来推动其上物品， 实现间歇式的传送。 其他 可以实现间歇式运动的其他机构还有：不完全齿轮，曲柄摇块机构等， 再次为考虑选用，故不作详细说明 。 方案二连续式传送 ： 直接依靠变速系统输出的运动带动传送带实现连续的传送。变速系统通过带辽宁工程技术大学毕业设计 7 传动、齿轮传动、以及链传动实现。 盖机构设计方案 构原理的设计方案 折盖机构的功能是折下纸箱盖， 分为折纸箱后盖机构，折纸箱前盖机构，折纸箱后盖机构。折纸箱后盖机构 要求输出的运动是实现摆杆输出运动为一定角度的往复式摆动，并且在两个极限位置都要停留一定时间，以保持箱盖在被封住以前不会因 为纸板弹性而回弹。所以选取折 纸箱后 盖机构的输入运动为直线运动 。折纸箱前盖机构 不需要设计专门的机构，可利用纸箱的运动， 依靠固定结构把它压下去 。折纸箱侧盖由两个成角度的压杆固定在执行那个运动的前方，同样利用纸箱的运动，依靠压杆将两个侧盖压下去。折后箱盖机构在折前箱盖机构前面工作，然后由侧面压杆放平侧面箱盖，由胶带封装。 表 3构原理选型 -2 构示意图 说明 连杆机构a 右边直动的连杆作为本机构的主动件，与凸轮从动件刚性连 接，实现左边摆杆的摆动。 连杆机构b 自动式折盖封箱机设计 8 构具体位置的设计方案 折盖机构是需要由 气泵 提供运动输入的，所以其在系统中的位置对传动系统的选择有很大影响，折盖机构可以放置在 侧面 传 动 机构 两侧 ， 或滑动梁上方 。 箱机构设计方案 封箱机构的具体功能是使封箱胶带把纸箱封住，并且切断胶带，然后回到初始状态等待下一次工作。机构主要依靠纸箱的运动，滚轮的滚动和弹簧的回复 力压紧胶带，在纸箱通过各个机构后，机构依靠弹簧的弹力恢复初始位 置 。运动过程为 a b c d。 具体方案示意图如下图 3 纸箱胶带有胶一侧无胶一侧纸箱胶带有胶一侧无胶一侧a b 纸箱胶带有胶一侧无胶一侧胶带切断纸箱胶带有胶一侧无胶一侧c d 图 3箱机构示意图 -1 宁工程技术大学毕业设计 9 节机构设计方案 考虑到实际中纸箱的尺寸是千变万化的，为了使装置在一个较大的范围内具有一定的通用性，加入调节机构，调节机构的作用是调节装置各部分之间的距离，以满足 不同高度和宽度的纸箱进行封箱。 送机构设计方案的确定 间歇式传送的一个很大的好处是可以配合其他装置进行有规律的加工，但若电机转速不变，其每次传送距离与停留时间是固定的，考虑到现实中纸箱尺寸的不确定，在这里选取间歇式传送机构已无多大意义，因为若纸箱尺寸改变，则不能保证装置可以正常工作。并且间歇式的传送工作效率较低，不能满足快速封箱的要求。因此，传送机构选择连续式传送。运动由电机提供依次经过带传动传递到 侧面传送带 上。 盖机构设计方案的确定 盖机构具体位置的确定 因为纸箱尺寸不确定， 即折盖机构的具体位置不确定， 折纸箱后盖机构采用气泵提供动力，气泵的放置位置需要考虑 。若将折盖机构置于两侧，则需要设计传动系统把运动传递到两侧，这样会多出一部分零件，使成本增加。因此选取方案把折盖机构置于上方，这样传动系统会简单很多。但是也有缺点，摆杆的运动不在是在水平面中的摆动，而是在竖直平面内，这样会使很多零件承受的力增大很多，因此在材料选用时，尽量选择较轻的材料。 若要采用在两边布置折盖机构的方法，则必须在使各机构间有足够的位置容纳下纸箱的前提下使摆杆的长度可调，但是这样会使用到四个摆杆，每一个都需要根 据尺寸的改变来调节，给使用者带来很大不便。 因此选取折盖机构置于工作台上方。 自动式折盖封箱机设计 10 盖机构的机构原理确定 连杆机构 设计计算时较麻烦，并且在使用过程中由于磨损，可能会再次出现死点，因此不予选用。 连杆机构 缸连接摆杆 实现摆杆摆动。在运动状态改变时，如摆杆开始运动和有运动到停止时，很多零件承受的力可能较大。但在这里摆杆选用轻质的材料，因此可以考虑选用该机构。在仿真后对其优缺点可以进行更深入的分析，以优化设计方案。 箱机构设计方案的确定 上面设 计的封箱机构的方案存在缺陷，不适用于任意长度的纸箱，因为它用的是纸箱的前端推动切断胶带的连杆，而切断胶带的位置是在纸箱的后端，这一段长度是固定的，因此它不具有通用性，需要进行改进，既然胶带是在后端切断，那么就用纸箱后端来控制胶带的切断，这样就与纸箱的长度无关了。改进的方案简图如下图 31 2 3 4刀片 图 3进封箱机构示意图 -2 箱从左向右运动，先推动 转轮 1， 转轮 3会跟着 转轮 1一起运动，把刀片抬起；然后 转轮 2被推 着运动 ，胶带被贴在纸箱上 面 ， 匀速 继续向前，当纸箱后端通过 转轮 1时 ， 转轮 1不会向下运动，因为 转轮 3还在纸箱上方， 转轮 2也不会向下运动，当纸箱后端通过 转轮 3时， 转轮 1和 转轮 3带动刀片向下运动，而这时 转轮 2和 转轮 4并没有回到初始位置， 用弹力使 胶带 被 切断，当纸箱完全通过时，机构回到初始状态。如此就可以不受纸箱长度的限制而实现封箱的过程。 辽宁工程技术大学毕业设计 11 节机构设计方案的确定 调节机构选用 气泵提供动力，推动气缸伸缩。当纸箱通过工作台，由感应装置接受纸箱的宽度和长度信号 ，确定为 自 动 调节，因为 气泵控制精确 ， 操作简单，安全可靠，污染小。所以选用气泵调节以适应不同纸箱的规格。 自动式折盖封箱机设计 12 4 封箱机 的 整体设计 封箱机 的基本结构 该图为我设计的封箱机的整体结构图，是根据相关材料绘制出来 ，图 4 图 4箱机的整体 结构 图 -1 一自动折盖机构 2 一刀架机构 3 一侧面传动机构 4 一工作台 5 一飞机头机构 辽宁工程技术大学毕业设计 13 自动折盖 封箱 机 的工作原理 如图 4该机由工作台、侧面传动机构、 自动折盖机构 、 飞机头 机构、刀架等组成。通过两台电动机驱动，分别带动侧面传动机构的两根 摩擦带 运行。两根皮带和工作台上的辊轮平台以及顶式机构挂件上的定位轮组成箱体轮廓空间，在箱体进入 该 空间后，皮带带动箱体前进。 前 箱盖 经压舌架自动弯曲，后 箱盖 在 纸 箱 进入 封箱机 托辊时，有一检测 信 号（光电 信 号）通知 折后盖 气缸 动 作，由 折盖 摆 杆 将其 折弯 。 纸箱 继续向前运动，左、右 箱盖 经过 压 杆自动向中间 折弯 ，箱体前端将刀架和 前 胶轮压退位，使胶带开始与箱体贴合。箱体离开刀架时， 刀架 受弹簧弹力作用，复位弹起而切断胶带。同时 后 胶带 压轮 受回位弹簧力作用而复位，使封箱后的胶带末端同纸箱贴牢。箱体离开封箱机，完成一个纸箱的胶带封箱任务。 作台部件 工作台是胶 带封箱机的基础，其 高度 可调 。工作台上的 11条辊轮 本身无动力驱动。箱体在辊轮形成的面上滑过 ，完成封箱进入下一个设备。 架设计 1 机架设计准则 （ 1）工况要求 任何机架的设计首选必须保证机器的特定工作要求。例如，保证机架上安装的零部件能顺利运转、机架的外形或内部结构不至于有阻碍运动件通过的突起、设置执行某一工况必须的平台、保证上下料的要求、人工操作的方便安全等。 （ 2）刚度要求 必须保证特定外形条件下，对机架的主要要求是刚度。例如机床零部件中，床身的刚度则决定了机床的生产率和加工产品的精度；在齿轮减速器中，箱壳的刚度决定了齿轮的啮合性及运转性能 。 自动式折盖封箱机设计 14 （ 3）强度要求 对于一般设备的机构，刚度达到要求，同时也满足了强度的要求。但对于重载设备的强度必须引起足够的重视。其准则是，在机器运转中可能发生的最大载荷情况下，机架上任何点的受力都不大于允许应力。此外，还要满足疲劳强度要求。 对于某些机器的机架尚需满足振动和抗震的要求。例如振动机械的机架、受冲击的机架、考虑地震影响的高架等。 （ 4）稳定性的要求 对于细长的或薄壁的受压 机构及受弯 些地壳结构也存在失稳问题或局部失稳问题。失稳对结构会产生很大，设计时必须校核。 2 机架设计的一般要 求 在满足机架设计前提下，必须根据机架的不同用途和所处环境，考虑下列各项要求，并有所偏重。 （ 1）机架的重量轻、材料选择合适、成本低。 （ 2）结构合理，便于制造。 （ 3）结构应使机构上零部件的安装、调试、修理和更换都方便。 （ 4）结构设计合理，工艺性好，还应使机架本身的内应力小，由于温度变化引起的变形应力小。 （ 5）抗振性能好。 （ 6）耐腐蚀，使机架结构在服务期限内尽量少修理。 3 设计步骤 辽宁工程技术大学毕业设计 15 取最大封箱尺寸 （ 1）初步确定机架的形状和尺寸。 机架高度 根据人机工程学，让人 不感觉到疲惫，而且效率高，初步确定为750架宽度应满足三个纸箱的长度，初步确定为 1500架宽度确定需要根据 两个 摩擦带之间的 最大 距离 1370保机构能正常的运转。 （ 2）根据机架的制造数量，结构形状及尺寸大小，初定制造工艺。 初定采用 钢板 ， 采用机械加工，加工到精确的尺寸。 （ 3）分析载荷情况，载荷包括机架上的设备重量、机身本身重量、设备运转的运动载荷等。 封箱机 主要是封装纸箱，质量轻，无重载荷 ，不用分析载荷情况。 （ 4）确定结构的形式。 采用钢板结构 ， 用螺栓对钢板进行联接 。 （ 5） 结构如 图 4 自动式折盖封箱机设计 16 图 4架结构图 -2 6） 根据机械设计手册里的公式 ，确定本机架结构所允许的挠度和应力。 （ 7）进行计算确定尺寸。 最终组装机架的尺寸为 参照上所说设计准则和要求，根据包装封口机的工作要求和受理情况，封口机机架应该选择 板结构 金属机架，其材料选择钢板。 现 摩擦带之间 的宽度 调节 为适应各种纸箱的宽度，两 摩擦带 的宽度在 200摩 擦带 装置之间的距离由 气缸 活塞杆伸缩来 确定， 在机体的两边放有四个气压缸，由气泵控制。摩擦带固定在横梁上，横梁滑动改变摩擦带 的宽度 。当 纸箱放上工作台，由感应装置发出信号使气压缸工作 ，于是两 摩擦带 装置靠拢或向两边分开，以适应不同的箱体宽度。 如图 4 图 4度调节结构图 -3 宁工程技术大学毕业设计 17 高度的调节 为适应不同生产线的要求，工作台的高度可通过 4根 活塞杆 螺栓连接 滑台 来调整 飞机头上下移动，达到调整高度的目的。 可调范围是 2004 根 活塞杆 由气泵控制，均匀分布 ， 共同升降 ，调节起来特别容易。采用这种设计，具有简单、方便 、干净 的优点 。 纸箱的高度规格为 200架高为 745飞机头的上滑动梁的升降范围是由气压缸的行程距离决定的， 通过确定气缸的行程，确定封箱机高度为1455如图 4 图 4度调节结构图 -4 轮的固定 辊轮由实心内轴和空心外轴构成，内轴和空心轴之间装有轴承，内轴的两端固定在工作 台的支架两侧 。由于只起支承作用，所需要的力较 小，因此选择实心轴的直径 d=10用深沟球轴，因为深沟球轴承的当量摩擦系数小，再高速转动时可用来承受纯轴向载荷。工作中允许内外 圈轴线偏斜量 8 16 ，可采用大量生产、价格低、使用经济。 自动式折盖封箱机设计 18 面传动机构设计 面传动过程 在每组 摩擦带机构 上都有独立的电机等驱动元件。接通电源，电 动 机通过减速器后的转矩通过联轴器传给主动轴， 带动 主动轮旋转，带动皮带不停地运动。 皮带表面有粗糙的齿纹，两侧的皮带距离调至夹紧通过的箱体，在皮带不停转动的同时，伴随底部 辊 轮 的滚动，将纸箱向前 匀速 供送。再供送的过程中，完成封箱并将其输送到下面的工序。 如图 4 图 4面传动结构图 -5 动机的选择 根据包装箱封口机的工作地点和环境要求，并且根据在纸箱封口过程中所受力很小，主要是靠摩擦力来实现箱体的运动。根据给定要求是 120定选取微型电机。因为对电机要求不高因此选取 电动机具有结构简单、运行可辽宁工程技术大学毕业设计 19 靠、维修方便及技术经济等、指标先进等优点。 泛应用于各种机构传动。 适用于对启动转矩要求不高的场合。如小型机床、鼓风机、医疗器械等。 动转矩较大，适用于要求满载启动的机械设备，如空气压缩泵、冰箱、特殊医疗机械等。 功率因数较高，运转匀稳。适用于风扇、医疗器械等启动转矩不高的场合，该系列电动机不适合做空载转动。 由以上比较可得出应该选择 包装箱封口机械中要求电动机是卧式的，因此，选择 型电动机有底座、端盖上无凸缘，即要求卧式安装。查表选用电动机 动机的额定功率为 120W、电压 380V、频率 50速 1440r/根据电机转速及效率要求可确定各级传动比。 动方案的选择 由第 2章知包装箱封口机的实际生产率为 18箱，最大封箱长度为 480由上一节 知电动机的转速为 1440r/ 工作带的带速 ： 1 4 0 根据包装箱封口机工作的综合情况考虑， 取带轮的直径 00 由10060 d dd 得 6 0 1 0 0 0 0 . 1 4 4 6 0 1 0 0 0 2 7 . 5 / m i 1 4 1 0 0dd 1440 5 2 . 3 62 7 . 5 由于传动比很大，应该选择蜗轮蜗杆传动 17。 自动式折盖封箱机设计 20 轮的结构形式和选择 辐和轮毂组成。根据轮辐结构不同， 板式、孔板式、椭圆轮辐式。 带轮基准直径为 轮的轴的直径， ，可采用实心式；当 300dd 刻采用腹板式；当 300dd 时，11100时，可采用孔板式；当300ad 事，可此用轮辐式，在选择电动机时，由于电机轴的直径很小，又由于胶带封口机所需的动力较小，所以选择轴径 0择带轮的基准直径为 100此带轮型式应为腹板式。 根据尺寸要求，校核要求， 确定皮带轮直径为 104 架部件设计 该机构 是为了 完成纸箱的顶面和底面的封口和胶带切断任务。由于是胶带封箱机封箱质量的关键部件，要求： 1 要确保其工作的准确性和合理性。 2 要确保其工作的稳定性。 3 要确保去工作的高效率。 工作原理 在当箱体进入工作空间后，箱体在侧面的齿将皮带的摩擦力作用下前进。当运行至刀架位置时，箱体将刀片架和胶带压轮 1压退位，而胶带压轮 2在四杆机构的作用下与胶带压轮 1保持同步运动而退位，并使前面的胶带与纸箱贴合并封箱。随着箱体前进，胶带不断地抽出封在箱体上 。当箱体的后部离开刀片时，胶带压轮 1由于四杆机构的作用与胶带压轮 2 的运动一致，而刀片架受小弹簧弹力作用，复位弹起，切断胶带。当箱体运动离开胶带压轮 2时，胶带压轮 2也由于受可调弹簧回位作用而复位，使连在箱体上最后的胶带也贴在箱体上，完成后辽宁工程技术大学毕业设计 21 段封箱任务。 如图 4 图 4架结构 -6 片的设计 通过查阅 胶带自动封箱机的结构设计 ， 为了确保刀片对胶带的切断的可靠性 , 确保一次性切断胶带 , 刀 片设计如图 3带在切断前被绷得很紧 , 只要断口处有一点先被切破 , 断口就会迅速扩大 , 直到全部断开。为了增强切断瞬间的压强的作用效果 , 设计刀齿的排列有一定的斜度 , 其斜度为 3 从而使瞬间的接触面积大大减少 , 尽可能地 , 使刀片一次性切断胶带。 如图 4 图 4带刀片图 -7 动式折盖封箱机设计 22 盖机构设计 折盖机构由 侧折盖装置，前折 盖装置 ，后折盖装置 组成 。 侧 折盖装置由固定块和两个 折侧盖压杆 组成，被固定在上 横梁的正前方，当纸箱在摩擦带的带动下，纸箱两侧的折盖被 压 杆压下，匀速直线通过封箱装置。 前折盖装置由固定在飞机头上的折前盖架 ，依靠纸箱向前运动折下纸箱前盖。 后折盖装置 功能是折下 后 纸箱盖，要求输出的运动是实现 折后盖 摆杆输出运动为一定角度的往复式摆动，并且在两个极限位置都要停留一定时间，以保持箱盖在被封住以前不会因 为纸板弹性而回弹。该封箱机采用气动装置推动 折后盖摆 杆升降。把纸箱从机台输入端推入（箱子顶部的封口盖须竖起），被输送带带动时松开手，当纸箱碰到 折后盖摆杆控制开关时，气缸活塞伸出，推动 折后盖摆 杆上升，当纸箱 完全经过 折后盖 压杆控制开关时， 折后盖 压杆控制开关复位，此时气缸活塞收缩， 折后盖 压杆落下，压住纸箱后盖。 如图 4 图 4盖机构图 宁工程技术大学毕业设计 23 5 标准件建模 如图 4先选择一基准面，然后使用草图工具栏（图 5的工具绘制草图，完成草图绘制后使用特征工具栏（图 5的工具完成二维到三维的建模，有时还需要用到 “ 特征工具 栏 ” 上的参考几何体命令建 立基准面、基准轴等等。 a b c 图 5标准件建模图 -1 动式折盖封箱机设计 24 准件建模 以使用 齿轮、轴承、螺栓、销钉等等。本次建模使用 轮以外的几乎所有标准件。电机模型来自网络上的零件库。 以螺栓为例，具体的生成过程如下。 首先还是装入 件，在这里一起装入 “ ，在 边的设计库中依次展开 “ 、 “ 、 “ 螺栓和螺钉 ” 、 “ 六角头型螺栓 ” ，如图 5后在选好型号的螺栓上点击鼠标右键，选择生成零件，然后在左边 “ 设置零部件 ” 中设置参数，如图 5后确定，生成零件后另存为。 图 5计库图 -2 宁工程技术大学毕业设计 25 构总体装配过程 在 配要先新建装配体，然后点击装配体工具栏上的 “ 插入零部件按钮 ” 插入零件，如果是打开的零件，就会自 动出现在左边的特征管理器中，如果需要的零件没有打开，则点击下边的 “ 浏览 ” 按钮，从弹出的窗口中选取想要的零件，然后确定，用鼠标把零件放置在想要的位置，这就是零件装入的过程，如图 5 图 5架装配图 -3 件的装配是通过选取实体上的 “ 点 ” 、 “ 线 ” 、 “ 面 ” ，再加上相应的配合关系来实现装配的。各种配合关系如图 5动式折盖封箱机设计 26 图 5合 关系图 -4 本次装配 的零件数量达到 200个 ，所以不一一说明装配过程，通过以下各部分爆炸图及装配图来表达装配过程。 辽宁工程技术大学毕业设计 27 架 系统 的装配 因总体装配较复杂，所以 各 部分与机架分开描述。 机架爆炸图及装配体如图5 图 5架爆炸视图及装配体 -5 架系统 零件明细表如 图 5中零件号为在装配体中对应零件模型在特征树中显示的名称。 自动式折盖封箱机设计 28 图 5架明细表 -6 动系统装配 传动系统 爆炸图及装配体如图 5宁工程技术大学毕业设计 29 图 5动系统爆炸图及装配体 -7 动系统 传动机构明细表如 图 5中零件号为在装配体中对应零件模型在特征树中显示的名称。 自动式折盖封箱机设计 30 图 5动机构明细表 -8 of 头升降 系统的装配 飞机头升降系统 爆炸图及装配体如图 5宁工程技术大学毕业设计 31 图 5 机头升降系统 爆炸图及装配体 -9 机头升降系统 传动机构零件明细表如 图 5中零件号为在装配体中对应零件模型在特征树中显示的名称。 图 5机头升降系统 传动机构零件明细表 动式折盖封箱机设计 32 盖 系统 的装配 折盖系统 爆炸图及装配体如图 4 5折盖系统 爆炸图及装配体 盖系统 零件明细表如 图 5中零件号为在装配体中对应零件模型在特征树中显示的名称。 辽宁工程技术大学毕业设计 33 图 5盖系统 零件明细表 箱系统的装配 封箱系统 爆炸图及装配体如图 5动式折盖封箱机设计 34 图 5箱系统 爆炸图及装配体 箱系统 零件明细表如 图 5中零件号为在装配体中对应零件模型在特征树中显示的名称。 图 5箱系统 零件明细表 宁工程技术大学毕业设计 35 构仿真配置 使用运动分析仿真必须要首先启用 “ 插件，启用方法与 “ 一样。然后在仿真类型中选取 “ ，然后进行各种仿真的 配置。在这里因为受电脑性能的限制，只能进行局部的分别仿真。在仿真前需要检查模型之间有无干涉（这里要排除螺纹紧固件之间的干涉，因为在 软件 中这部分尺寸本来就是干涉的），如果有需要重新配合检查，直到没有为止，否者在仿真的过程种可能出现错误的结果。干涉检查如图 6 图 6查干涉 -1 部分仿真中都要设置好运动时间，以保证完成想要的整个运动。 动机构仿真配置 传动机构的仿真配置有添加马达、表面接触和阻力矩。添加马达转速为1440r/在这里主要看齿轮的仿真，所以只设置了两对齿轮的表面接触，表面接触可以设置材料、摩擦和弹性系数，在这里设置材料为带润滑的钢，其他使用了默认值；然后在传动系统的最末端加上了大小为 100Nm 的阻力矩。设置过自动式折盖封箱机设计 36 程如图 66 图 6加马达 6置表面约束 宁工程技术大学毕业设计 37 图 6置力矩 盖机构仿真配置 折盖机构的仿 真是仿真中最复杂的过程，主要是纸箱运动是添加直线马达，还要添加 摆杆旋转 马达以及 摆杆旋转 马达开始 运动 的时间和 工作的 时间，这通过时间轴来控制； 在这里要保证纸箱运动速度和折盖机构速度配合好，为了仿真效果较好，选取了折盖所用的伺服电机速度为 10r/置为纸箱后端距离机架前端为 300服电机启动，所以选择纸箱运动速度为 200mm/s，因为折后箱盖的杆，长度为 400保证箱盖运动到其范围内才开始动作，并且要在纸箱离 开之前完成动作，所以以此确定了各个速度 。 如图 6 自动式折盖封箱机设计 38 图 6加纸箱运动的直线马达 -3 a of 6加 摆杆运动 的 旋转 马达 -3 b of 6制旋转马达运动时间 宁工程技术大学毕业设计 39 箱机构仿真配置 封箱机构的仿真配置也是比较复杂的部分，同样要添加纸箱运动的 直线马达，以及要设置纸箱与滚轮的表面接触 ， 除此之外，封箱
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