书本打包机机构设计

机械原理课程设计设计主题：图书包装机构设计学院：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化专业姓名：学位：指导老师：目录1 :设计主题-书包装机的设计与说明2 :工作流和进程曾经运行过3 .原始数据和设计要求四机构设计方案初探(1)横向进给机构(2)纵向进给机构(3)送纸机构(4)裁断机机构(5)卷紧、方折机构(6)涂布、密封、干燥机构五、电动机的选择6 .总体方案图7 .课程总结1 :设计主题-书包装机的设计与说明设计书包机中的推书机构、送纸机构、裁断机构一包装机用牛皮纸包一捆书(五捆)，两端涂胶贴上标签，如下图所示2 :工作流和进程曾经运行过书捆的包装、封装过程的程序和各站点的配置分别如图2、3所示(1)把书横送。(2)纵向推书进入站点a，与站点bg上的6束书紧密接触。(3)送包装纸。 包装纸原本是整卷卷纸，从上到下输送足够的长度后再裁。(4)继续推书进入工作站b，在工作站b在书捆的上下设置挡板，遮挡书捆的上下包装纸，因此书捆被工作站b推动时实现三面包，该工序共同推动ag的七捆书。(5)推书机构返回，折纸机构动作，首先折叠一侧将纸包成筒状，然后折叠两端的上下。(6)把前面的拐角折下去。 将包装纸折弯成图3中实线所示的位置的形状。(7)再次推书走折角。 推进机构还进行下一个循环的工序(4)，此时将站b的书推入站c。 在该过程中，利用设置在站c两端的挡板实现折角。(8)在实现前工序的同时，站c的书被推向站d。(9)在站点d在两端涂胶。(10 )在站e贴封条。(11 )在站f、g，用加热器烘干胶水。(12 )在工作站h，人工拆卸封装的书捆3 .原始数据和设计要求：捆包机各部分的相对位置和相关尺寸和范围1 .机构的尺寸范围A=2000 mm，B=1600 mm。工作台面位置：=400 mm主轴位置： x=10001100 mm、y=300400 mm；卷筒纸的位置：=300 mm、=300 mm。为了确保工作的安全性和清洁，推荐机构放在工作台下。二.程序请求的数据束尺寸：宽度a=130140 mm；长度b=180220 mm；高度c=180220 mm。推荐开始位置：=200 mm。按压行程： H=400 mm。读书次数(主轴转速):n=10 r/min四机构设计方案初探机构设计主要包括横向进给机构、纵向进给机构、纸进给机构、裁剪机构、折角、缠绕机构、涂胶贴标签的干燥机构的设计，实现本包装的功能。(1)横向进给机构1 .机构的运动要求：从横向推动机构与主轴旋转角的关系来看，横向推动机构进行120340之间的推动运动： 120340推动推动推动推动，340360推回，0120推动推动继续推动。2 .运动方案的比较和选择：第一个设计方案显示在以下三个图中方案1方案2方案3横向进给机构有三种机构方案。 那个优点和缺点的对比如下图所示。方案1方案2方案3优点运动机构比较简单，能够正确地控制按书的速度，在适当的时间内容易把书推到适当的位置运动机构比较简单，仅由连杆和滑块构成，加工制造容易，制造成本也比较低。能够正确地控制书籍按压速度，在适当的时间内容易地将书籍按压到适当的位置，不会妨碍其他机构的执行。缺点由齿轮和焊接在齿轮上的连杆构成，易磨损，加工成本高。运动机构的运动速度比较难控制，无法正确地在规定时间内将书推入规定场所。运动复杂，制造成本高综合上述三个方案的综合比较，选择方案的一个机构符合包装过程的准确性和经济适用性。3 .所选方案的工作方式：通过主动部件的齿轮的旋转，使焊接在齿轮上的连杆移动，使滑块前进，可以按压滑块，因为齿轮和连杆相当于曲柄滑块的运动，所以将滑块按压到一定距离后，滑块返回，做好第二次按压滑块的准备，继续进行循环运动。4 .选定方案的数据设计齿轮与连杆、滑块相当于曲柄滑块的运动，因此需要满足杆长条件，设计时将齿轮的中心与滑块的中心设计为同一水平面上，即e=0，因此杆长条件为rL另外，滑块运动距离为H=200 400=600mm，因此能够设为L=400mm、r=200mm、齿轮的直径D=440mm(2)纵向进给机构1 .机构的运动要求：纵向推动机构在机构朝向推动机构0120次期间完成纵向推动动作：080次推动完成，80120次推动完成，120220次推动后退，220360次推动不动。2 .运动方案的比较和选择：初始设计方案见以下三图方案1方案2方案3方案1方案2方案3优点能够比较正确地控制按书的速度，在适当的时间内容易将书按到适当的位置。整个机构简单，运动也简单。机构简单，安装空间小，成本低。缺点凸轮的制造成本高，占有空间大。摆动杆的运动规律很难控制。很难控制推荐书的法则。综合上述三个方案的综合比较，选择图的三个机构，比较包装过程的准确性和经济适用性。3 .所选方案的工作方式：主动子凸轮的旋转使连杆摆动，滑块往复运动，完成纵向按压动作。4 .选定方案的数据设计从主轴旋转的角度和按压书本的距离可知，凸轮推力运动角为120。 为了防止书在按下书时洒落，按下书时加速度从零开始，按照所要求的凸轮加速度按照正弦法则变化。 在归程中不需要加速度，按照正弦加速度规律设计了凸轮。凸轮和机构整体的具体设计尺寸如下图所示(在(max)min中确定H1和l的示意性l杆长度，找到max和min的大致范围，并确保滑块到达行程h。 基于凸轮机构的压力角11，以尺寸越小越好的原则设计凸轮轮廓，决定尺寸H1和基圆半径r，求出最大(最小)压力角。数据包括：X1(mm )L5(mm )L4(mm )L6(mm )h(mm )阿尔法max（）min（）r(mm )r(mm )203370100115040022.118.940250具体计算如下：L1=250mm、L2=453mm、d=40mm；max=arctan(X2/Y1)=22.1L3=(L1-L2)/2=(453-250)/2min=arctan(L3/Y1)=18.9L=800mmH1=400mm(3)送纸机构1 .机构的运动要求：本进给机构在0200之间不动，在200到360到70之间完成送纸运动，转动130根进给机构再次进行本进给运动，由此继续循环运动。2 .运动方案的比较和选择：方案1方案2方案1方案2优点主轴旋转一定角度后，可有效控制排放纸张的长度，运动比较准确。机构比较简单，成本低，占用空间小。缺点所需部件复杂，成本高，齿轮易磨损。不能有效地控制排纸的长度，容易影响本包装机构整体的运作。通过综合比较上表两个机构的优缺点，选择方案比较符合我们的设计要求。3 .所选方案的工作方式：如图所示，1是纸筒，2、3和5是半径相等的橡胶摩擦圆，4是与摩擦圆3连接的齿轮，6是不完全齿轮，7是与不完全齿轮连接的齿轮不完全齿轮6伴随着主轴的旋转而旋转，使齿轮4旋转，不完全齿轮6经由齿轮4使橡胶摩擦圆3旋转。 最终，橡胶摩擦圆3使纸筒旋转，完成输送书的过程。4 .所选方案的数据设计：(1)针对橡胶摩擦圆2和3的设计根据书捆高度b=180220mm、宽度a=130140mm、且需要的纸的长度l=3a b，能够计算出需要的纸的长度l=570640mm . 如果橡胶摩擦圆3旋转1圈，送纸结束，则设d=l，求出橡胶摩擦圆3的直径d=181203mm。 因此，您可以选择d=200mm。 橡胶摩擦圆2和5作用是使纸在与橡胶摩擦圆3的切线方向垂直的方向上向下运动，因此橡胶摩擦圆2和5的直径必须与橡胶摩擦圆3的直径相同。(2)不完全齿轮5、传动轮6和齿轮4设计假设齿轮4的直径为100mm。 如果使用标准齿轮，齿数为20，模块为5，则不完整齿轮6旋转230(360-200 70 )时，齿轮4旋转1圈。 即，以100=D*(230/180)计算出不完全齿轮5的直径D=78mm，其平滑的面为130 . 因为传动轮7只发挥传动功能，所以直径可以是50mm。(4)裁断机机构1 .机构的运动要求：裁断机构主轴开始旋转70度，开始裁断，到了80度，裁断工艺结束。 在80到360之间，裁断机构不进行裁断作业，继续旋转返回原来的位置。2 .运动方案的比较和选择：方案1方案2方案1方案2优点通过凸轮的旋转可以旋转摆动杆和刀刃，运动过程简单有效。机构比较简单缺点凸轮磨损，杠杆摆动角度易受杠杆冲击的影响。很难控制裁剪纸的长度和裁剪时间。通过综合比较上表两个机构的优缺点，选择方案比较符合我们的设计要求。3 .所选方案的工作方式：如图所示，1是凸轮，2是驱动轮，4是连接在连杆上的滚子。 凸轮旋转70度时，开始与辊5接触，按下链节，以铰链4为中心向下旋转，通过铰链的作用使切断刃向上旋转，达到切断目的。 凸轮轮2旋转到80时，离开辊5继续旋转，辊通过弹簧返回原来的位置，切割刀也返回到原来的位置。 的双曲馀弦值。4 .所选方案的数据设计：将驱动轮2的直径设置为75mm。 裁剪过程为10，因此可设定ABD=10、L1的长度为200mm、L2的长度为200mm。 滚轮4直径d为40mm，可通过切割机构的运动过程将凸轮1的运动规律设定为正弦加速度运动，最小基圆半径为58.8，推力为98.8mm，压力角为20。(5)卷紧、方折机构1 .机构的运动要求：在紧固机构的作用区间从180到340，从0到180，紧固机构不进行紧固，从340到360，紧固机构返回到原来的位置。2 .运动方案的比较和选择：(1)卷紧机构方案1方案2方案1方案2优点可一次完成折边作业，效率高机构简单，设置空间小缺点占有空间大，机构复杂只能折断上边和两边，工作效率差通过综合比较上表两个机构的优缺点，选择方案比较符合我们的设计要求。 1 ) .所选方案的工作原理：如图所示，1、2、3、4、5、6是长方形的板，齿轮随着主轴的旋转而旋转，被焊接在齿轮上的连杆推压，长方形板1、2、3向下移动，4、5、6向上移动以实现收紧。 1、2、3、4、5、6，都是长方形板块的图像如下所示2 ) .选定方案的数据设计：根据书的堆积高度和宽度，可以计算出长方形板1和4的长度为300mm，宽度为100mm。 长方形板2、3、5、6的长度为100mm，宽度为100mm。 另外，齿轮与连杆、滑块相当于进行曲轴滑块的运动，因此需要满足杆长条件，在设计时将齿轮的中心与滑块的中心设计为同一水平面上、即e=0，因此杆长条件设定为r2L1及rL4.根的束的高度H=200mm根据那个运动规则可以计算出其他操纵杆的尺寸。 如下图所示L1(mm )L2(mm )L3(mm )L4(mm )r(mm )r(mm )r2(mm )R2(mm )200100100200100240100240(2)拐角机构折前角机构的主要驱动器是沿轴旋转的长方形转子。 下图所示：该机构沿轴旋转，上下边折断后，长方形转子正好旋转，实现折断前的角的功能。 后角用固定折翼折断了。 折前角机构非常简单，易于实现，而且制造成本低，性价比高。 其中，1和2为正齿轮，1和2的正齿轮齿数可设定为25，直径可设定为100mm，模数m=4.长方形转子的宽度L1=75mm，长度L2=100mm。(6)涂布、密封、干燥机构1 .机构的运动要求：涂胶、密封胶、干燥机构的作用区间为180到340，0到180之间涂胶、密封胶、干燥机构不工作，340到360，涂胶、密封胶、干燥机构返回原位。2 .运动方案的比较和选择：方案1方案2方案1方案2优点可一次涂胶、贴封条、干燥，占有空间小。 传动更稳定机构运动比较简单缺点运动有不确定性其运动规律难以控制，凸轮制造成本高，有两个凸轮，成本高于方案13 .所选方案的工作方式：如图所示，1、2、3是长方形的板子，其中1是胶，2是密封，3是干燥。 齿轮随着主轴的旋转而旋转，通过焊接在齿轮上的连杆使三个长方形板向下移动，达到了涂胶、密封、干燥的目的。 改变角度后，三