报纸折叠及封装机构设计与仿真

第 1 页 共 34 页报纸折叠及封装机构设计与仿真学生姓名 学 号 所属学院 专 业 班 级 指导老师 日 期 学院制14 届毕业设计第 2 页 共 34 页摘要本次毕业设计首先论述了报纸折叠与封装机构的研究意义，统计了目前报纸的尺寸范围，同时例举了其他相似类型折叠机构的应用与设计方法实例。然后以福建日报为例简述了本次设计研究的步骤与方法。正文后续正文部分分别详细论述了报纸折叠与封装机构结构的总体方案，并且重点论述了主摩擦轮架结构、报纸模型、整机框架结构、迷宫折叠弯管结构设计、下压摩擦轮架设计、下压机构的设计、迷宫弯管加速摩擦轮组的设计、轴承座设计等。各个结构部分的设计紧凑并且设计充分借鉴了目前国外的设计外观，造型优美，应用成熟后可以推向市场。本文设计研究主要采用三维建模的方法进行主体设计，该设计模式具有参数化更改特性可以根据设计者的想法进行更改，对设计的灵活性有了较大的提高，为了直观的表达各个部分的运动以及相互组合配合情况，本次后期进行了视频的制作，这在实际的生产中也是经常成为市场营销推广的重要手段之一。关键词： 报纸；折叠封装；三维设计；检测标准第 3 页 共 34 页AbstractThis graduation design is first discussed the research significance and the newspaper folded encapsulation, statistics the newspaper size range, also cited other similar example application and design method of folding mechanism. Then taking Fujian daily for example describes the steps and methods of the design of the.The following parts are discussed in detail. The newspaper folded and overall program package structure, and discusses the main friction wheel frame structure model, the whole frame structure, newspapers, maze folding pipe structure design, under the pressure of wheel frame design, friction, pressure mechanism design of labyrinth elbow acceleration, wheel set bearing friction design seat design. The design of the various components of the structure compact and design to make full use of the current design, elegant, practical could push the market.This research mainly adopts the method of three-dimensional modeling design for the main design, this design model with parametric change properties can be changed according to the designers ideas, has greatly improved the flexibility of design, in order to intuitive expression in various parts of the movement and the combination with the situation, the end of the video production, this in actual production often become one of the important means of marketing.Keywords: newspaper; folding package; three-dimensional design; testing standards第 4 页 共 34 页目 录1 绪论 .11.1 折叠及其封装机构研究意义 .41.2 折叠及其封装机构应用实例 .51.1 报纸尺寸统计 .71.1 主要设计与研究方法 .82 报纸折叠与封装机构结构 .92.1 报纸折叠与封装基本结构概述 .122.2 主摩擦轮架结构 .132.3 报纸模型尺寸设计 .142.4 整机框架结构 .142.5 迷宫折叠弯管设计 .152.6 下压摩擦轮架设计 .152.7 下压机构设计 .162.8 迷宫管道加速摩擦轮组设计 .163 整机 Solidworks 三维设计应用 .173.1Solidworks 软件介绍 .193.2 整机框架三维设计 .223.3 上摩擦轮架三维设计 .233.4 标准件选取与应用 .244 仿真设计应用 .254.1Solidworks motion 功能介绍 .264.2 凸轮结构视频制作 .264.3 下摩擦轮架组件视频动作 .274.4 视频制作与输出 .275 折叠机优劣评判标准 .285.1 电气安全要求 .5.2 机械结构要求 .29第 5 页 共 34 页5.3 外观设计要求 .305.4 装配要求 .315.5 性能指标要求 .315.6 折叠机优劣检验标准原则 .325.7 折叠机质量简易判定原则 .32总 结 .33参考文献 .341 绪论第 6 页 共 34 页1.1 折叠及其封装机构研究意义报纸指以刊载新闻和新闻评论为通常散页印刷，不装订、没有封面的纸质出版物。有固定名称， 面向公众，定期、连续发行。现代报纸每日出版一次，称为日刊。或者每周出版一次，称为周刊。这种意义上的报纸只出现在现代社会，古代社会的“报纸”或不是纸质的，或不是印刷的，或非定期、连续发行，一定意义上也不是面向公众的。报纸是大众传播的重要载体，可以反映和引导社会舆论的功能。目前报纸的印刷已全面实现了自动化，但是多版报纸的折叠还处于人工阶段，仅北京地区所需的从业人员就达到了 11.58 万余人。由于新闻报纸的时效性，这些员工都是在夜间从事重复性工作，劳动强度大。因此，研发一种可应用于多版报纸折叠及封装机具有理论意义和实际价值。1.2 报纸尺寸统计1.报纸版面的编排与设计报纸版面的设计很重要。每天的版面既不能重复，又要能体现一份报纸特有的风格。一个好的版面可以更好地表现舆论导向的正确性、版面内容的可读性，也可充分展示其可欣赏性。对读者而言，看到这样的版面是一种享受，会引起你精读内容的强烈欲望。版面设计的基本常识版面一张报纸一个版的幅面，是报纸规格的称呼，它是以印刷用纸的全张幅面为计算单位的。一张全开纸(1092cm78 7cm)能切成多少张，叫做多少开，全张纸幅面的二分之一叫对开，报纸也叫对开四个版；全张纸幅面的四分之一叫四开，报纸也叫四开四个版，目前也出现了一些幅面不规则的报纸版面，如宽幅、窄幅报纸等。版心报纸的版心是指报纸幅面除去周围的白边部分，即由文字、图片等构成的部分。版心中基本的要素有版的行数、版的字宽、版心字体、版心字号、版心行距等。版式版式是指版面的结构组成。它的组成主体是新闻信息。新闻信息由标题、正文和图片组成。常见的版式有流水规则式、综合交错式、对称式、花苑式、冠首式、图片式等。第 7 页 共 34 页栏式栏式是组成报纸版面的最基本形式。版式是由各种栏式的合理、巧妙组合而成的。一般将常用的栏式称为基本栏，有时为了使版面有多种结构形式，也常用破栏式、合栏式和插栏式等。对开大报的基本栏，一般指小五号字的 13 个字，四开七栏报纸中一栏为小五号字的 10 个字。报纸常用字体、字号、花边、底纹和线条报纸排版工艺从铅字排版改为计算机排版后，不但省力、排版速度快，而且丰富了汉字的字体、字号、花边、底纹、线条等，使版面更加灵活、美观，更容易发挥版面编辑和组版人员的想象力和创造力。报纸的尺寸主要规格报纸的尺寸一般是 390mm(宽)x540mm(高)大报为 4 开,大报的尺寸一般是 390mm(宽)x540mm(高),左右各为 20mm;上下边空各为 25mm,版心尺寸为 350mm 宽 x490mm 高1/8 版是 8*24 或 17*12CM较小的一种是 4*24 或 8*12CMA2 的大小,也就是宽 594mm,长 420X2=840mm。广告大小尺寸因为现在媒体竞争激烈，大家采取不用的印刷用纸，质地和尺寸多有不同，具体尺寸一定要以媒体的广告刊例为准。整版就是一个版，半版、1/3 、1/4 版以此类推，都以整版的面积为基数乘以相应比例；跨版就是占据左右两版；跨半版就是同时占据左右两版的上半部分或下半部分；报花就是在版面中的小豆腐块，位置不固定；报眼是在报纸的最上部分，一般刊头位置；中缝就是报纸对折的中间位置。规格版序整版 高/宽 cm 半版 1/3 版 1/4 版 1/5 版 1/6 版 1/8 版 1/10 版 1/16 版 1/20 版 1/32 下报眉 （大） 下报眉 （小）48x35= 168024X35= 84016x35= 560第 8 页 共 34 页12x35= 4209.6x35 =33616x17.5 =28012x17.5 =2109.6x17.5 =1686x17.5 =1059.6x8.7 =83.56x8.7 =524.8x25 =1204.8x10 =48报纸一般是四开为多，对折以后为八开。小学生的作业本是三十二开，一般的杂志大小是十六开。书籍的开数一般为三十二开，杂志一般为十六开，但是同样也有十六开的书籍跟三十二开的杂志。同样开本（如同样三十二开）的书籍相比也有大小，这是由印刷时使用的全张纸大小决定的，一般用于书刊印刷的全张纸的规格有以下几种：7871092mm 、8501168mm 、8801230mm 、 8891194mm 等其中 787 号纸为正度纸张，做出的书刊除去修边以后的成品为正度开本，常见尺寸为 8 开：368 x 260；16 开：260 x 184；32 开：184 x 130850 号为大度纸张，成品就为大度开本，如大度 16 开、大度 32 开等，常见尺寸为 8 开：285 x 420；16 开：210 x 285；32 开：203 x 140其中八开尺寸如果用做报纸印刷的话一般是不修边的，所以要比上面给出的尺寸稍大。880 号和 889 号纸张，主要用于异形开本和国际开本。报纸术语 报纸的尺寸 报纸版面的编排与设计平面设计 2009-11-09 20:52 阅读 410 评论 0 字号： 大大 中中 小小福建日报创刊于 1949 年 8 月 25 日，为福建省委机关报。1964 年年底，毛泽东为福建日报题写报头。福建日报发行一直得到各级党组织和邮电部门的支持配合。1949 年平均日发行约 1 万份。1950 年日发行 15 万份，1956 年达 6 万份，1959 年突破 10 万份，1978 年度高达 36 万多份，1992 年扩为 8 版后，年平均期发数达 23 万多份，全省平第 9 页 共 34 页均每 129 人拥有一份福建日报 。本报发行跻身全国省级党报人均数排行榜第九位，在华东地区省级党报中位居第三位。从 1981 年开始， 福建日报发往香港、澳门、台湾等地，还发往美国、德国、新加坡、日本等。1.3 主要设计与研究方法1.认真分析设计要求，总结现有设计资料与类似的设计相关内容，本次设计以福建日报（尺寸 540x400）作为设计对象。2.通过草图绘制，构思方案，并通过机构设计将报纸折叠封装过程进行综合设计3.采用三维建模的方法进行主体设计，该设计模式具有参数化更改特性可以根据设计者的想法进行更改，对设计的灵活性有了较大的提高，为了直观的表达各个部分的运动以及相互组合配合情况，4.设计后期进行了视频的制作，为未来可能进行的市场营销推广准备视频素材，同时为讲解进行准备2 报纸折叠与封装机构结构2.1 报纸折叠与封装基本结构概述报纸折叠封装机构的主要组成部分有主摩擦轮架机构、整机外形框架、迷宫折叠弯管设计、下压摩擦轮架、下压摩擦组件机构、迷宫管道加速摩擦轮组、相关轴承座设计等。其中迷宫折叠弯管设计是本次设计创新的重难点。本次设计主要的构思与工作原理等较多方案一：五份报纸同时进入通道后集中到底部而后将各份报纸采用曲柄滑块机构进行折叠，而后通过摩擦轮的作用将折叠封装好的报纸送出外部。方案二：按照本次设计要求需要一次折叠封装五份报纸，故本次外形框架设置成为两侧隔板中间有五层工作层。分别放置各层报纸，通过摩擦轮的滚动作用将报纸送入到迷宫直行滑道中，在进入直行滑道后，由迷宫内部的管道加速摩擦轮组进行加速下冲到迷宫 U 形回管。迷宫下部 U 形管是可以活动打开的口盒，当五份报纸全部进入到 U 形管内部时，凸轮进行转动，将凸轮杆弹簧下压，连同内部的下压摩擦轮架同时下压。摩擦轮架下压后沿着中间 U 形回管孔隙进入并打开 U 形管口盒，折叠好的报纸在摩擦轮的作用下，沿着摩擦轮的切向弹出被外部的接报装置收集。方案一与方案二对比发现方案一采用的是曲柄滑块机构进行折叠，这样的机构较为复杂，同时方案一采用的是同时放入到通道内部进行，而方案二分开放置后提高了效率并且对于外部报纸的放置顺序可以进行控制。方案二折叠的方法选择的是 U 形回第 10 页 共 34 页管进行折叠较为实用可行，外部采用凸轮下压控制这样达到了简单话以及可控话的效果。2.2 主摩擦轮架结构主摩擦轮主要作用是通过电机转动同步带轮，带轮传动到后部摩擦轮轴，通过带轮的带动转动主轴，主轴处左中右各段分布有摩擦轮，摩擦轮在重力作用下下压到报纸处，摩擦轮单次转动随着报纸折叠堆放厚度进行改变，在一定线速度的作用下，将报纸一张张通过摩擦力的作用送入到后侧的迷宫直行通道内部。这里由于报纸堆放的不规则性以及由于报纸数量变化摩擦轮所转过的径向距离将进入电机探测，反馈感应后，控制摩擦轮单次径向转动距离。同时为了保证报纸不会由于速度过小而不至于不能顺利摩擦进入迷宫直道或者由于速度过大造成摩擦轮给报纸力量过大造成报纸被多张推入。这些转速以及摩擦轮单个循环流程所需要径向转动距离都需要进行调试和后期数据整理。图 2-1 主摩擦轮装配组件第 11 页 共 34 页图 2-2 主摩擦轮轴承安装结构2.3 报纸模型尺寸设计本次我们选择的是福建日报来进行针对性折叠封装设计，根据前期统计数据可知福建日报尺寸为 540x400，本次设计初步定单叠福建日报的厚度为 80，数量 300 张，每次放入后采用平行四边形折叠方式。图 2-3 报纸模型结构2.4 整机框架结构1.整机框架结构采用底部底板尺寸宽为 700 长度为 800 厚度 3，底板后侧有两个突起的耳环特征，通过焊接后成型，主要作用是供下部弹簧进行连接后与下压机构进行相互配合。第 12 页 共 34 页图 2-4 主框架底板设计2.两侧筋板高度为 30，两侧侧板为主要框架的模式长度为 1400，宽度为 800 厚度为3，主要作用是框架作用承载了中部各个零部件的安装，相当于安装面板，通过安装在其上部的轴承座以及中间各档的轴相互连接进行加强紧固，本身不需要另外进行筋板的加强。图 2-5 主框架侧板结构设计3.在两侧侧板中间，均匀分布有五层供放报纸的工作台面进行放置，尺寸长度 600 宽度 406，厚度 3mm，两侧配有凸起板挡住中间报纸，让其向下规范进行运动，防止报纸露出或者歪斜影响正常的报纸输送。第 13 页 共 34 页图 2-6 报纸中心托架设计2.5 迷宫折叠弯管设计迷宫折叠弯管机构设计主要目的是保证设计所需的五分报纸进入到迷宫管道后进行自动折弯以及按照预先放置顺序进行重叠，这里的设计重点和难点是需要让各份报纸顺利进入迷宫直道以及进入关管并自动排列，考虑到报纸在管道内接触面积大除了，管道材料使用 PVC 减小摩擦外还需要在每个管道直行段配备相应的加速摩擦轮进行加速以保证报纸顺利进入 U 型管内。第 14 页 共 34 页图 2-7 迷宫折叠结构设计U 型管的结构特点是从上之下错开排列没层布置有单独的报纸入口，入口处采用的弧形设计保证不会产生卡壳情况，从上至下，每层布置有两个摩擦轮加速口。底部有三个错开的凹槽供下压机构将摩擦轮下压后弹出。该迷宫折叠组件主要有两个部分组成，第一个部分是 U 形管的主体部分，负责连接各个层段报纸与组件的连接，第二个部分主要是 U 型管的下部接口部分，他与上部的 U 型管弧线是相互相切关系，内部的五条供报纸进入的通道是与第一部分的 U 形管道接通的，为了保证第二部分 U 型管能够在下压机构动作时配合进行运动，后部设定有回弹的弹簧机构，将拉杆拉住，下压机构抬起时能够接口回弹到初始位置。第 15 页 共 34 页图 2-8 迷宫折叠局部视图2.6 下压摩擦轮架设计下摩擦轮组件的主要组成部分有，电机、同步带轮、同步带，大摩擦轮、轴承、轮架、轴承端盖、顶紧螺钉、内六角螺钉等下摩擦轮组件的主要作用是通过以后端孔为中心，前端槽导向，通过电机带动同步带轮进行旋转，同步带传动至前摩擦轮轴后转动，摩擦轮与主轴的固定模式统一采用顶紧螺钉顶紧固定的模式，在轴向可调节对中心，较为方便（详细图纸见附图） 。图 2-9 下压摩擦轮架设计2.7 下压机构设计下压机构主要结构式在活塞式筒内依次装入、活塞弹压杆、弹簧，底部安装旋入螺塞进行密封，内部润滑采用油脂润滑模式。外部主要通过活塞弹压杆在框架的 U 型槽以及下压轮架槽内活动第 16 页 共 34 页图 2-10 下压机构回弹设计主要工作原理是外部凸轮进行转动时周期性的下压到活塞弹压杆的顶部，当凸轮的顶点下压活塞杆时，活塞杆到达极限底部，这时内部的下压轮架也到达底部，压开了 U 型管口，转动摩擦轮后，报纸可以从内部输出。2.8 迷宫管道加速摩擦轮组设计加速轮组的主要作用是防止由于主摩擦轮转动后报纸进入迷宫道后由于摩擦力的作用不能顺利到达底部自然折叠，本处设计加装了迷宫管道加速摩擦轮组在迷宫的直道处，保证报纸在进入直道后就进行加速，利用惯性让报纸顺利到达底部并形成弯折，迷宫采用 pvc 轻质光滑材料进行成型可以减小摩擦阻力再加上直道内的惯性力可以有效保证成型效果。加速轮组的主要组成部分由中心主轴、两摩擦轮、紧定螺钉。主轴的主要作用是起到支撑以及连接两端轴承座的作用。中部的两个摩擦轮依靠自身的两个紧顶螺钉进行紧固，同时利用主轴的肩面进行轴向定位保证位置的准确。摩擦轮需要对准 U 形滑道的方形口第 17 页 共 34 页图 2-11 迷宫管道加速摩擦轮组件3 整机 Solidworks 三维设计应用3.1 Solidworks 软件介绍Solidworks 公司是专业从事三维机械设计、工程分析和产品数据管理软件开发和营销的跨国公司，其软件产品 Solidworks 提供一系列的三维（3D ）设计产品，帮助设计师减少设计时间，增加精确性，提高设计的创新性，并将产品更快推向市场。Solidworks 软件组成：1.2D 到 3D 转换工具将 2D 工程图拖到 SolidWorks 工程图中的功能；支持包括外部参考的可重复使用2D 几何；视图折叠工具，可以从 DWG 资料产生 3D 模型。2.内置零件分析测试零件设计，分析设计的完整性。3.机器设计工具具有整套熔接结构设计和文件工具，以及完全关联的钣金功能。4.模具设计工具测试塑料射出制模零件的可制造性。5.消费产品设计工具保持设计中曲率的连续性，以及产品薄壁的内凹零件，可加速消费性产品的设计。6.对现成零组件的线上存取让 3D CAD 系统使用者透过市场上领先的线上目录使用现在的零组件。7.模型组态管理在一个文件中产生零件或零组件模型的多个设计变化，简化设计的重复使用。8.零件模型建构利用伸长、旋转、薄件特征、进阶薄壳、特征复制排列和钻孔来产生设计。9.曲面设计使用有导引曲线的叠层拉伸和扫出产生复杂曲面、填空钻孔，拖曳控制点以进行简单的相切控制。直观地修剪、延伸、图化、缝织曲面、缩放和复制排列曲面。第 18 页 共 34 页3.2 整机框架三维设计底架作为整个部件的支撑，固定于地面上。底板可以通过滑轮、螺栓等连接在底面处移动，为了保证在工作时候有良好的强度同时兼顾在满足强度的时候能够尽量减少材料的厚度以及整个机械结构的重量，本次采用 3mm 厚度的钢板作为框架结构板材厚度。由于本装置设置有托架支撑杆、各个摩擦轮传动杆、固定杆等组件，每根杆在两侧板面上进行直接固定或者通过轴承座进行定位，该种结构对强度进行了加强可以有效保证整个结构的刚度。总宽为 706mm，纵深长度为 800mm，总高度为 1400mm图 3-1 整机框架结构3.4 主摩擦轮组件三维设计主摩擦轮组件是整个报纸传动首道工艺，是本次设计重点，为了保证提供有效的摩擦力本次采用重力自然下落，通过控制线速度以及转动行程距离来控制报纸传输的准确性，这也是为什么本次选择有稳定传动比的同步带轮进行传动的主要原因。主摩擦轮组件的组成部分由一个主动摩擦轮以及三个副摩擦轮组成，主动摩擦轮通过电机第 19 页 共 34 页主传动进行运动，副传动轮通过主传动轴上的同步带轮进行带动。保证报纸按照预定轨迹进行运动，从每一层的迷宫管道入口进入管道内部。图 3-2 主摩擦轮组件三维设计同步带轮的组成部分一般是钢，铝合金，铸铁，黄铜，等。结构特点是内孔形式主要有圆孔，D 形孔，锥形孔。热处理方式或者表面处理方式主要是本色氧化，发黑，镀锌，镀彩锌，高频淬火等。可以根据不同的精度要求进行定制。同步带轮的传动特点主要是1、传动准确，工作时无滑动，具有恒定的传动比；2、传动平稳，具有缓冲、减振能力，噪声低；3、传动效率高，可达 0.98，节能效果明显；4、维护保养方便，不需润滑，维护费用低；5、速比范围大，一般可达 10，线速度可达 50m/s，具有较大的功率传递范围，可达几瓦到几百千瓦；6、可用于长距离传动，中心距可达 10m 以上；7、无污染,可在不允许有污染和工作环境较为恶劣的场所下正常工作。本次我们选择的同步带轮参数：18-XL-7.1x12x25.1x16LR第 20 页 共 34 页图 3-3 主摩擦轮组件三维设计3.5 下压摩擦轮组件三维设计下摩擦轮组件的主要组成部分与主摩擦轮组件结构类似，为了保证较大的下压运动范围，这里选择大摩擦轮的尺寸为直径 140x20，每个摩擦轮通过侧面定位螺钉进行紧固，紧固前调整轴向位置保证下压后与迷宫槽相互对齐。图 3-4 下压摩擦轮组件三维设计3.6 迷宫折叠弯管三维设计迷宫折叠组件主要是由上下开合的两个部分组成，每个部分又分别有多片 pvc 成型材料组转而成。上部迷宫部分主要与各层的摩擦组件以及托架进行配合，将报纸输送进入到各个固定管道内通过加速摩擦轮作用下冲进入成型折叠弯道内。上迷宫部分主要由 6 片独立的 U 形片进行拼合而成，中间各个层段都有独立的摩擦轮预留空间供摩擦轮工作使用。以中部该片 U 形片为例，没片 U 形片都采用预先绘制的独立草图进行出图，保第 21 页 共 34 页证配合的一致性。从图中可以发现各片 U 形管的厚度为 1mm，弯管半径分别为R15、 R20、 R25、R30、 R35，间距为 5mm图 3-5U 形管弧形线三维设计拉伸的方式采用的是两侧对称模式，厚度为 1mm，图中选择的是中间的 U 形管部分，其余设定为辅助线不参与成型。图 3-6 弧形线拉伸实例设计第 22 页 共 34 页图 3-7 迷宫组件上半部分三维设计迷宫下半部分组件与上半部分结构与设计过程是类似的，本次以第三弧形管为例进行介绍，采用相同的草图保证每条 U 形管与上半部分是对接结构，拉伸方向统一选择为两侧对称模式，厚度选择为 1mm。下半部分由于需要有开合铰链运动功能，为达到简化设计的目的，本次回弹机构设计为通过弹簧拉动下半部分后侧两个带环槽的拉杆进行控制。图 3-8 迷宫组件下半部分三维设计第 23 页 共 34 页图 3-9 迷宫组件下半部分草图与拉伸设计3.4 标准件选取与应用标准件库的价值在于机械产品有 10%25%的零件为标准件，标准件的使用极大地节省产品的制造成本。在产品开发过程中标准件库同样能节省大量的设计成本，如果没有标准件的三维模型库，工程师将花费大量的时间在简单的重复建模工作上，造成设计资源的浪费。以一个轴承模型为例：工程师通常需要 2 个小时才能建立一个合格的模型，而从标准件库中选用，只需要 1 分钟。世界上主流标准库与零件图有 traceParts 零件库、 Cadenas 零件库、 Strack Norma 模具标准件库。国际市场上常用的标准件库有：发恩特标准件库、新迪 3D 零件图、迈迪标准件库、LinkAble PATcommunity。solidworks 标准件库主要为 Solidworks 软件开发的标准件三维模型图库，主要包括螺栓，螺母，螺钉，螺柱，键，销，垫圈，挡圈，密封圈，弹簧，型材，法兰等。Solidworks 软件右侧的 Toolbox 是较为方便可以调用的零件库。从图中可以看出内部涵盖了美国、中国、英国、发过、澳大利亚等众多国家的标准件，普通的紧固件、型材、辅助件都有相关的标准可以查找。第 24 页 共 34 页图 3-10Soldiworks 标准件库的应用本次设计主要应用的有 ISO 标准，内部涵盖了螺栓、螺钉、螺母、垫片、销钉、轴承等各类组件以及零部件。在本次设计中主要的紧固件是从本零件库中进行选取，选取后还可以根据自己的设计需求进行调整内部零件的数值，这样的标准件零件库的应用可以为设计节约大量时间，避免了重复性的劳动，真正做到了参数化设计的目的。第 25 页 共 34 页图 3-11 ISO 标准件库的应用4 仿真设计应用4.1 Solidworks motion 功能及其操作方法介绍Solidworks 的动画制作有两种：装配体运动(动画)及物理模拟(基本运动)。下面我们以装配体运动为例进行介绍一、装配体运动(动画) ：装配体零部件之间的相互运动，只跟零部件当前的状态及位置有关，就是打开 SolidWorks 的装配体才可以做动画的。具体操作步骤如下：首先点击 SolidWorks2012 界面左最下面的 Animator 窗口(有时候会显示“运动算例”或“动画”)，Animator 指的是“ 运动算例”或“动画 ”。如想关闭运动算例窗口点击模型；如欲放下, 点击界面右下方的双 箭头；如欲撤消, 右击“运动算例”或“ 动画”弹出的界面的生成新的运动算例项；如果出现“运动算例 1”或“动画 1”或“ 运动算例 2”或“动画 2”，可以把不要的给它删除。点击运动算例有或动画或 Animator，随即出现制作动画的操作界面，包括时间轴（时间滑杆）及模型树（最左下区域）等。首先设定动画运动的总时间，并将运动的时间加以分配。例如在 0 秒到 10 秒之间想要哪个零部件从一个位置移动到另一个位置，以及零部件在此过程中的显示状态等。首先要按下“ 自动键码 ”（这个很重要,因为它会在时间轴上自动放置一个键码），然后将时间轴指针移动到第六秒，再拖动想要移动的零部件（下图是拖动滑板和把手）到你所要到的位置即可,这时它会自动放置一个键码到时间轴上。点击计算命令进行简码的重新计算，然后点击播放按钮进行播放，最后重新调整各个键码的位置以及相互之间的运动联系。点击保存按钮选择希望输出的视频格式以及视频大小等选项后即可在暴风影音等主流视频播放软件中检查输出的视频内容是否正确4.2 主摩擦轮视频制作1.首先在初始的装配模型中将预准备进行带轮同步转动的各个零部件进行配合约束，图中可以看到平行重合等零部件间的约束关系第 26 页 共 34 页图 4-1 配合关系选择2.进入到 Motion manage 控制面板中，左上是原始的配合关系，中部是视频的控制部件，右上角是零件控制过程中实时输出的,下部是视频输出的时间轴可以对组件的动作进行编辑操作。图 4-2 视频控制面板简介3.选择马达命令，对主传动带轮进行转速以及旋转方向设置。图 4-3 主传动马达设置4.为了在同步带轮传动过程中全方位展示各个角度的装配体外形以及动作机构原理，还需要增加视图定向键码在关键位置，让整个装配体在旋转中展示。图中位置键码主要有四个，从开始的状态到后期的三个键码点经过了多个角度旋转。第 27 页 共 34 页图 4-4 视频视角控制与调整4.4 视频制作与输出视频的输出设置决定了视频的尺寸画面大小、播放的顺畅程度、整个视频文件的大小等。一般情况下视频文件的帧数越密集他内部的画面在相同时间内记录的动画动作就越多，那么画面就相对更加清晰，播放的顺畅度就越好，但是他的文件所占存储空间就越大。在完成以上动画设置后点击计算按钮并进行预览，确认各个动作正确后点击保存视频按钮并选择正确的宽高比例以及画面输出的清晰度（每秒画面），选择后保存，选择每秒钟压缩帧数，确认后输出视频第 28 页 共 34 页图 4-5 保存画面比例与帧数调整图 4-6 单秒压缩帧数确定5 折叠机优劣评判标准5.1 电气安全要求1. 绝缘电阻：指折叠机上的带电导体与外露的非带电金属之间的绝缘电阻值，热态绝缘电阻值应大于 2M，冷态绝缘电阻值应大于 10M。2.电气强度：指折叠机上的带电体与外露的非带电金属之间应能承受 1 分钟的电气强度试验，不发生闪络或击穿现象。3.接地保护性能：指折叠机应设接地端子和明显耐久的接地标志，而且接地端子与外露非带电金属之间的电阻值不大于 0.1。接地端子应采用黄铜或铜合金制造，螺纹标称直径应不小于 8mm; 接地导线的绝缘表面颜色应为黄绿色。接地端子不得兼作他用。第 29 页 共 34 页4.泄漏电流值：指折叠机上的带电体与外露的非带电金属之间的零序泄漏电流值应不大于 3.5mA。5.起动性能：折叠机在 0.85 倍额定电压下，应能平稳起动。6.折叠机的控制系统中应设有短路保护装置和过热，过载保护装置。5.2 机械结构要求1.各传动轴应保证其外径尺寸和圆度，保证每根传动轴的直线度在规定的公差范围内。2. 折叠机上支承传动轴的两侧板应有足够的强度。两侧板与传动轴之间应成直角的装配关系，并且两侧板应相互平行。3. 折叠机的框架外形材料应用防锈材料制造，如黄铜，不锈钢等。4.折叠机的工作台各表面应平整光滑，无利刃尖角或对织物产生勾纱和损坏现象。5. 折叠机的焊接件其焊缝应有足够的强度，无飞滴和焊瘤。铆接件应光滑牢固，不松动或有裂纹。6.折叠机上所有的紧固件，应有足够的机械强度，并符合相关标准要求。各紧固部件应牢固可靠，无松劲现象。7.折叠机的输送带进出口处与操作者可能接触的部位应设置保护栏栅，防止操作者可能发生的扯入、夹压现象发生。5.3 外观设计要求4.1 折叠机上的电镀件其表面应光滑，色泽均匀，不得有露底、针孔、电镀层剥落、锈蚀、鼓泡、明显花班和创伤。4.2 折叠机上的黑色氧化件，其表面应色泽均匀、没有锈蚀、花班、划伤等缺陷。4.3 折叠机上的油漆件或喷涂件，其表面应色泽均匀，不应有漆底外露、皱纹、流痕、裂痕、划伤或凹缩等缺陷。4.4 折叠机的铬牌应固定在机器明显部位，固定牢固、端正，标示应清晰、完整，不得有划伤、裂痕等缺陷。各种标志或警示说明，应端正地置于机器明显部位，固定平稳，不得有翘边、脱落现象。第 30 页 共 34 页5.4 装配要求1. 折叠机各传动轴在装配时必须保持平直，各传动轴之间应相互平行。传动轴通过轴承与侧板装配后应转动灵活自如。噪声正常。2.折叠机上所有传送带的接口应牢固，柔软，灵活。在运行中应平行稳定，不会产生运转错位、重叠和接口脱落现象。3. 折叠机各传送带回路的传送带应保证其长度一致，同一传送带回路的各传送带的挠度应基本一样，其误差应不大于 10mm。4.折叠机的各种气动管路、气控阀件、电磁阀及管接头等应密封良好，不得有漏气现象，各阀件应动作灵活可靠。5. 折叠机的各种光电传感器件的装配，必须保证其工作面与传送带平面保持平行，并按规定距离装配。5.5 性能指标要求1. 折叠能力设计要求为每次折叠封装五分报纸，一分钟内完成 20 次折叠动作2.折叠不齐边的容许偏差折叠机在折叠时，其折叠不齐边尺寸应不大于 5mm。3.消耗功率折叠机标准中没有具体规定折叠机的能耗量，只是要求：折叠机在正常的额定状态下运转，其消耗功率应在额定输入功率的 115% 以内。这点主要是检查折叠机拖动功率设计的合理性，检验折叠机传送系统的灵活性。由于折叠机的传送带有很多条，以一般的 3.3M 宽的折叠机为例，其纵向传送带就有 5 条之多。如果传送摩擦系统的方向与 U 型槽入口的平行度有偏差，则传送方向偏差将会造成报纸无法进入每层的槽入口，传送无法运行，浪费输出功率。4.连续运行性能折叠机在正常运行状态下，连续运行 48 小时，应无卡死和异状现象。实际上折叠机必须具有长期连续运行的能力。一般本次设计的报纸折叠机每天工作时间 8-12 小时，但标准检测规定以连续运行 48 小时作为检测时间，是对折叠机的连续工作性能的严格检测。5.6 折叠机优劣检验标准原则折叠机质量优劣的重点所在第 31 页 共 34 页折叠机的功能就是将每一层的报纸按照顺序送入到管槽内进行折叠，通过各类机构的动作完成封装，折叠机能连续长期可靠工作，要达到这些要求，折叠机质量的重点在于：1. 整机构架的加工精度和强度折叠机依靠主摩擦轮组组件，传动轴连接摩擦轮组组件与机架构成整个传动系统，传动轴通过轴承固定在整机构架上。两侧机架的加工工艺方法，加工精度直接决定了折叠机的折叠精度，特别是构架上的左右两侧板（横向前后两侧板）的加工精度和装配的垂直度、平行度以及整机构架的设计强度。一般两侧板应用激光切割机加工，保证左右两板的轴孔和轴承固定孔的所有位完全一致。构架在平台上用装配焊接工装进行组焊，确保底座与侧板垂直，两侧板相互平行，这样才能保证折叠机整机构架的精度和质量。2. 传