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自动捆扎机的传动机构设计-三维图,自动,捆扎,传动,机构,设计,三维
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自动捆扎机的传动机构设计 作 者 姓 名 专 业 指导教师姓名 专业技术职务 目 录摘 要4ABSTRACT5第一章 绪论71.1捆扎机的背景71.2国内外发展状况71.2.1国外的发展状况71.2.2国内的发展状况81.3本课题的设计任务9第二章 整体方案设计92.1设计思路92.2方案的选择92.2.1箱体的选择92.2.2传动方案的选择92.2.3电机数目的选择92.3机械机构的设计102.3.1进退带机构102.3.2夹压剪切机构10第三章 机构尺寸的设计和校核103.1整体设计103.2捆扎机架的设计103.2.1机架的选材103.2.2设计机构的机架103.3凸轮分配箱箱体的设计113.3.1箱体的选材113.3.2设计机构的箱体113.4电动机的选择113.5滚动轴承的选择及校核123.5.1滚动轴承的选择123.5.2寿命分析123.5.3轴承的配置及定位123.5.4滚动轴承的配合123.6摩擦轮的设计133.7键的选择及校核133.8螺栓的选择及计算143.9凸轮的设计和计算153.10轴的设计和计算183.11带传动的选择、计算、运动分析及校核203.12捆扎带材料的选择223.13捆扎形式的选择223.14捆扎接头形式的选择22第四章 总结23致 谢24参考文献25摘 要 自动捆扎机是一种新型机电一体化的包装机械。全过程能够实现半自动化，通过进退带机构和夹压剪切机构，实现对产品的包装。首先通过了解实际的使用情况选择出自动捆扎机的合适的总体尺寸，接着从功能出发，得知所需要的机构，并进行了合理的布局。然后就是选择自动捆扎机中的通用件和标准件，通过计算校核，符合所使用的条件。最后就是对于机器中需要的零部件进行设计计算。主要设计计算了凸轮分配箱和摩擦轮机构，以及里面的轴的设计和计算。自动捆扎机能够提高包装的效率，给现实生活提供了极大地帮助，节省了大量的人力和物力，极大的促进了了包装业的发展。自动捆扎机的工作过程是，摩擦轮通过电机带动着转动，进而使包装带前进，人工把包装物放到打包台，手动将包装带送到焊接处，并且触动微动开关，这时机器开始运转，首先第一压头开始上升夹紧带，这时电机开始反转，对带进行收紧，当达到一定的要求后，第二压头开始上升，这样带的部分几乎固定了，然后第三压头再上升，对带进行加热，实现带的热熔融，压头进行压紧，最后由刀头进行剪断，整个过程完成，用人工把箱子搬运走。里面涉及了众多零部件的选择和校核。首先对机架提出了要求，然后依次选择了电机和箱体，最重要的对于各个轴的校核。轴承的选择，包括步进电机的选择都是经过步步的计算的出来的。捆扎带的选择直接影响了整个的过程的设计，确定了大体的结构。里面涉及的主要包含箱体的选择，对于选择铸造的箱体的好处，有利于大批量的生产，但是生产的相对于焊接的箱体比较笨重，焊接箱体美观，强度高，但不太适合大批量的生产。综合各部件的不同的使用的条件，对不同的部件采用不同的方式。涉及了凸轮的设计的过程。关键词: 包装 凸轮分配箱 摩擦轮 轴 捆扎带ABSTRACTCarton packing machine is a new type of mechanical and electrical integration of packaging machinery. Whole process can realize the semi-automatic, through mechanism and clamping pressure shear mechanism in a belt, for the packing of the products. First, by understanding the actual usage for selecting suitable overall dimensions of the carton packing machine, and then starting from the function, learned that needed institutions, and the reasonable layout. And then choose carton packing machine of interchangeable parts and standard parts, by calculating and checking, can meet the requirements of use. The last is design and calculation for the parts required of the machine. Main design to calculate the distribution box and friction wheel mechanism, as well as the design and calculation of the shaft inside. Carton packing machine can improve the efficiency of the packaging, to the real life provides a great help, save a lot of manpower and material resources, greatly promote the development of packaging industry. Is the working process of the carton packing machine, the friction wheel motor drives, and then make the packaging with forward, artificial put package packing machine, manual welding will packing belt, and touch the micro switch, then start the machine works, first of all, the first clamping head began to rise, then the motor started to reverse, to tighten belt, when after reaching certain requirements, the second head start to rise, this part is almost fixed, and then the third head rise, to heating zone, with hot melt, pressure head, and finally cut by cutting head, the whole process is complete, the box with manual handling. It involves the choice of many parts and check. On frame is put forward first, and then select the motor and the box body, the most important for checking of each axis. Bearing selection, including the selection of step motor are after every step of calculation. The choice of the strapping tape directly affects the whole process of design, the general structure is determined.Involved inside contain housing choice, to choose the casting of the benefits of the box body, is advantageous to the mass production, but the production relative to the welding box is heavy, the welding box body beautiful, high strength, but is not suitable for mass production. Integrated parts of different using conditions, adopt different ways for different parts. Involved in the process of the design of the CAM.Keywords: packing ；CAM distribution box friction wheel ； shaft ；strapping tape5第一章 绪论1.1捆扎机的背景 自动捆扎机是一种新型的打包设备。主要用于纸箱企业和纸类包装生产的企业。自动捆扎机适用于纸张打包、纸箱打包、军工产品打包、轻工业打包、五金工具打包、陶瓷制品打包、钢材打包、日化用品打包、文体用品打包、元器件打包、铝型材料打包等各种大小货物的打包捆扎。打包是包装的最后一道工序，一般是用绳、钢带、塑料带将单个或数个包装物进行捆紧扎牢以便于运输、保管和装卸的一种包装作业。捆扎机械的发展,在一定程度上借助于捆扎材料的开发应用。在捆扎材料中先后出现的有草绳、绵麻绳、纸绳、金属丝、塑料绳、塑料带、钢带、聚胺酯带等。但由于其本身的延伸率和轻度不同和适应程度对机械要求的各异,以及考虑经济效应，现在，塑料袋和钢带一直处于领先的。特别是自上世纪五十年代以来,随着石油化工的崛起，开始用塑料作为捆扎材料,为塑料带(绳)捆扎机械的开发成功奠定了基础。由于塑料带比钢带、纸带具有较低的使用成本和不锈蚀、不污染、强度适中手感柔软、制造方便、外观美观等优点,使之在许多领域逐步替代原来的钢带,纸带,塑料带捆扎机成为包装机械中少有的技术成熟、简单可靠、品种齐全、覆盖面广的主要设备。目前，生产设备的更新水平超过了我国的设备的发展速度。虽然少数国内企业从国外引进了部分全自动打捆设备，凭借自身雄厚的资金，这样的方式要花费高额的专利费，并特别的经济，国内很多的企业依旧使用的半自动甚至是人工的 方式进行打包。因此，根据包装行业在我国的发展形势，我们必须研究出高性能的机器，代替高额的进口费用，从而大大提高我国整个的包装的质量，从而节省大量的劳动力。1.2国内外发展状况1.2.1国外的发展状况 二十世纪初期，国外的捆扎机械开始逐步的发展，其中最大的公司是美国的SIGNODE公司和德国的CYKLOP公司，他们生产的捆扎机械以钢带为主，钢带捆扎成为当时的潮流，引领者世界的发展。但开始的发展比较缓慢。一直到50年代，塑料带的出现，才使捆扎机械的发展，出现了大幅度的增长和进步。这时候，最活跃的是日本的捆扎机械的发展，日本最大的优势在于成功的吸收了国外钢带捆扎的经验，这也是日本企业最强大的地方，他们能在此基础上不断的去创新，从而占领了几乎整个东南亚的市场。日本的企业一直走在世界的强列，在于他们不断地吸收经验，也在于他们不断的进步。日本的捆扎机械竞争力大，可靠性强，并且简单易操作，在1969年，他们成功研制了自动的捆扎机械，他们成功的利用了全球化的趋势，把各个零部件的生产分布在全球各地，极大节约了成本，并且提高了效率。成为包装业的龙头之一。相对于日本走的路线，美国的SIGNOTE走的是高端路线，他们更加注重技术的更新，更加的在乎效率，他们依旧依钢带的生产为主，依塑料带的生产作为辅助，美国的公司顺应全球化的潮流，并且成为全球化的倡导者，引领者世界的技术潮流，并于ITW上市，目前发展的形势大好。他们有着自己培养的优良的创新团队，并且服务周到，对于技术问题精益求精，做到事无巨细，在乎任何细节，对于消费者提供最大的技术支持。1.2.2国内的发展状况我国的包装产业发展是在1978年之后，改革的春风吹进了祖国大地的时候，所有的机械行业开始慢慢地复苏，包装产业也随之不断的发展。当时国际的发展水平已经比较的成熟，他们已经在生产和研发方面积累了大量的经验。我们的技术相对比较的落后，有一定的差距。但是国内的市场是比较广大。包装行业的应用的范围是非常广大的，从食品，医药，军工等各种需要运输的行业。当时的金融危机影响了国内的大部分的行业，但当时的包装行业不受影响，堪称当时的“朝阳行业”。当时受限于水平，基本能满足国内的各种产品，各种档次的包装。随着人们水平的不断地发展，对包装行业的要求也不断的提高。国内大部分的公司走的路线都是在国外引进先进的技术，直接投入生产，国内的创新水平还是比较落后的。随后国内出现了国有企业的改革，部分的国有的企业变成私人制，这一定程度上促进了公司的发展，公司的竞争变得越来越激烈，促使部分公司走技术和服务相结合的路线。大部分公司的售后服务开始上了一个台阶，他们24小时上门维修和调配机器。这样赢的了信誉，促进了品牌的信誉。公司也开始组建自己的研发团队，增加对技术的改进，获得了不错的结果。现在的市场已经由生产能力低下的卖方市场变成了现在竞争激烈的买方市场，竞争极其的激烈，也极大地促进了整个行业的发展和进步。进一步提出了对技术的要求。现在国内的企业与国外的比较还存在的比较的差距，目前我们国家的包装企业存在着许多共性的问题，我们生产的机器性能比较的单一，适应性比较的差，对于长时间的作业，能以保证精度，等一些列的问题。我们的企业要继续努力。我国加入世贸组织之后，世界的风波对我们的整个的机械行业产生了非常大的影响，严重的冲击我们的企业，对此形成了很大的考验。我们发展的路径是要把握自己的优势，然后迎击世界的风波。随着世界的发展，对包装机械的要求也是逐渐的提高，我们需要不断的进步。国内的包装行业应该吸收国外的技术，关键是要学会如何的在吸收的基础进行创新，从而进入世界的领先的技术行业。企业要想有一个比较好的前程，就必须有自己的独特的方式和规划，始终走科学技术是第一生产力。服务是国内企业比较忽视的问题，我们必须开始注重，一个好的团队也应该有一流的服务团队。这样才能使自己信誉不断的提升。1.3本课题的设计任务主要是捆扎机的机械部分，送退带机构主要功能是包装带的送带和退带，以及通过退带将捆扎物捆紧待加热，粘贴。夹压剪切机构主要实现包装带的顶紧固定，并在包装带通过热熔搭接器加热融化后实现对带的夹压，以便对带的粘结。使用AutoCAD绘画装配图、零件图。撰写说明书一份，完成一定数量的图纸,制作PPT。26第二章 整体方案设计2.1设计思路 本设计主要针对的是捆扎机的机械机构，进退带机构和夹压剪切机构。为了能够保证机器能够正常的运转 ，对本设计提出以下要求：（1） 送带的长度可调整，送退带正常，无明显的撕裂现象；（2） 捆紧力可调，最大的紧缩力600N；（3） 最大的捆扎体积为300mm*400mm*500mm。2.2方案的选择2.2.1箱体的选择 焊接的箱体适用于小批量的生产，灵活性强，便于加工，对于箱体的损坏容易修补，外形美观，质量好，废品率低，节约成本。缺点是不适合大批量的生产。铸造的箱体最大的优点就是适合大批量的生产，大批量的生产效率比较高，缺点是浪费资源，不美观，光洁度底，性能差。综上所述观点，结合自动捆扎机的要求选择焊接箱体。2.2.2传动方案的选择 凸轮传动属于机械的传动，对设计精度的要求比较严格，但需要复杂的传动体系，并且设计凸轮难度系数比较大；利用液压传动，可以利用各种阀进行压力大小和行程的控制，并且大部分部件都是标准件，利于选用，但是液压传动需要压力源，里面就一个简单液压传动，有点不经济。根据本机构的特点，选用凸轮传动。2.2.3电机数目的选择 用一个电机，就需要配备一套复杂的传动系统，里面就要包含锥齿轮，蜗轮蜗杆，选择两个电机的话，传动系统就没那么复杂，但是有点不经济，结合自动捆扎机的特点，选用两个电机，这样的话既不会因为两边力不一样大造成资源的浪费，也提高了整台机器的效率。2.3机械机构的设计2.3.1进退带机构进退带机构实现的功能是对pp带的输入和收紧，进退带机构有轴带动摩擦轮进行转动，通过两个摩擦轮的的转动摩擦实现带的前进。一旦带的顶端碰到行程开关，电机开始反转，带开始收紧，这样多余的带就进入了储带箱，以便于下次的使用。2.3.2夹压剪切机构夹压剪切机构是捆扎里面的核心步骤。是整个机器的核心。由凸轮轴带动三个顶杆进行上下移动，实现对带的顶紧。当摩擦轮驱动的带前进碰到行程开关，这时凸轮轴开始转动一定的角度，第一压头上升，夹紧带的末端，这是电机反转，带开始收紧，收紧的带放进储带箱。凸轮轴再次的转动，第三压头上升，夹紧带，此时凸轮轴再次旋转，第二压头上升，同时加热板开始加热，刀具把带剪断，然后加热板对带进行热熔，对带的夹压。第三章 机构尺寸的设计和校核3.1整体设计 自动捆扎机的工作原理：自动捆扎机用的是pp带，就是聚丙烯作为材料的打包带。打包完成后，利用的是热熔塔接法对带进行粘结。开始。工人把纸箱放在操作台，其次机器开始工作。首先通过摩擦轮的正传，进行聚丙烯带的输送，当带的顶端碰到行程开关的时候，凸轮轴的开始转动一定角度，第一压头通过凸轮顶着上升，压紧带，摩擦轮电机开始反转，对带进行拉紧，到达设定的拉力后，凸轮轴又转动一定的角度，第三压头通过凸轮顶着上升，把带压紧。此时，加热板开始加热，第三压头上升，刀具对带进行剪切，加热板对带加热，第三压头压紧，进行塔接。然后三个压头一次的退回，进行复位，整个过程完成。3.2捆扎机架的设计3.2.1机架的选材 碳素结构具有很多优良的特性，特性之一就是焊接性能好，还便于冲压，屈服强度高。市场上许多机架的设计都采用这种性能好的碳素结构钢。结合自动捆扎机自身的特点，机架选用Q235。3.2.2设计机构的机架 机架先后采用了多种方案。第一种方案是用HT200铸造箱体，作为整个进给机构的机架，经过综合各个方面的分析，认为这种方案，太不经济，铸造的箱体需要的工序多，且设计的箱体铸造难度大，不利用实现;第二种方案是使用前后端分开的机架，但是两个都是剖分式的机架，机盖和机座通过螺栓连接，材料依旧选择的是HT200，画出模型比较，发现还是太复杂，因为摩擦轮的受力很小，这样轴承和轴受的力也就小了，没必要选择剖分式。第三种方案就是本设计采用的方案，采用了整体式的设计，用螺栓直接把机架连接在整个机器的机架，机架采用的是Q235的碳素钢结构，不想铸造件那么庞大，使用且美观。能起到机架的作用准确地固定了各个零件的位置，保证的整个机器运行过程的平稳度。3.3凸轮分配箱箱体的设计3.3.1箱体的选材箱体的形式共有两种，一是焊接箱体，焊接箱体美观，性能好，但不利于大批量的生产制造，二是铸造，铸造的工艺太过复杂，并且各个面的结构和性能可能存在差异，但铸造能铸造出比较复杂的型腔。由于凸轮分配箱的型腔复杂，因此选用铸造。使用的材料是HT200.3.3.2设计机构的箱体 由于凸轮分配箱体复杂的型腔结构，选择的铸造。铸造箱体的主要机构尺寸。箱座壁厚8毫米，箱盖壁厚8毫米，箱盖凸缘厚度12毫米，箱底凸缘厚度12毫米，箱座底凸缘厚度20毫米。地脚螺钉的直径12毫米，地脚螺钉的数目4个，轴承旁连接螺栓的直径8毫米，盖与座连接螺栓直径6毫米。连接螺栓的间距150毫米。定位销的直径9毫米。肋板厚度8毫米。3.4电动机的选择电动机的功用是把电能转变成机械能，为机器的运转提供动力的。由于发电量和设备的更新，电动机被广泛的运用，现实生活中，交流电动机的运用特别的多，尤其是三相异步电动机的运用。被广泛的运用于各种车床，各种需要提供动力的机器，不但环保而且高效。为自动捆扎机选择合适的电机，首先需要考虑的就是匹配。首先我们要注重的问题就是电动机的功率是否满足机器的要求，这对电动机的寿命也是至关重要的影响。根据电动机的知识，如果选择了一台功率大的电动机，这样的情况，电机几乎不会满载运行，会造成不经济，造成机器的成本过高，且机器的功耗太大，引起浪费。如果选择的太小，让电动机长时间超负荷运行，会大大地降低电动机的寿命。造成电机的损坏。根据捆扎机的摩擦轮机构，根据转速要求和功率的要求，选择的电动机型号是Y160L-6，满载转速每分钟970转，额定功率11千瓦。根据凸轮运动的整个要求，选择的电机是步进电机，步进电机的型号是8DK25-12。这种步进电机可以有效地控制凸轮轴的转角，从而有效地控制三根压杆的运动。3.5滚动轴承的选择及校核 滚动轴承是现代的机器中使用最多的部件的一种，滚动轴承有很多的优点，选用方便，旋转精度高，启动所需力度小。3.5.1滚动轴承的选择摩擦轮轴转速n=485r/min，装轴承处的轴颈直径为30mm，预期寿命为L=20000h，因为轴承所受轴向力比较小，主要受径向力，且转速较高，运作时冲击较小，承载小，所以，摩擦轮轴选用的是深沟球轴承61906，查找该轴承的资料得到基本额定的动载荷13.2/KN，基本额定静载荷是8.30/KN，极限转速是14000/（r/min），外径47mm。宽度9mm。凸轮轴受到的轴向力也比较小，转速要求也不高，但需要频繁的启动，有一定的冲击，承载不大，所以，凸轮轴轴承选择的是，深沟球轴承6210，内圈50mm，外圈90mm，基本额定动载荷35.0/KN，基本额定静载荷23.2/KN，极限转速每分钟6700转。3.5.2寿命分析 确定当量动载荷P，相比于径向力，轴向力过小可以忽略不计。所以，PfF，而F154N，f=1.8，所以P=277.2N。 寿命L=，=3。所以L=21332h大于20000h。所以，符合要求。3.5.3轴承的配置及定位 摩擦轮上的轴承一端是轴肩和轴承盖固定，另一端是套筒和轴承盖固定。轴承盖起到了固定到机架的作用，同时还具有防尘的作用。轴承游隙靠轴承端盖下的垫片来进行调整，较为方便。并且可以加紧外圈已达到预紧的目的。凸轮轴上的轴承采用的是轴肩和轴承盖的固定。3.5.4滚动轴承的配合 按规定，轴承内孔与轴的配合应采用基孔制，轴承外径与外壳孔的配合应采用基轴制。3.6摩擦轮的设计 摩擦轮传动就是两个相互压紧的滚轮，通过彼此的滚动来实现运动和传递力的。两个滚轮是滚动摩擦，摩擦力比较小，而相对于两个轮子上的点确是静摩擦，力比较大，能完全满足捆扎机带的传动。由于结构简单、运动平稳、噪声低、制造容易、，过载可以打滑，由于这些的优点，所以广泛应用于现代的工业，如，造纸厂的滚纸。摩擦轮还是有其本质的缺点，就是其不稳定性。由机械设计课本知，一切靠摩擦传动，都有其不稳定性，所以精度要求极高的机器很少使用摩擦。摩擦轮的功用就是实现带的进带和退带，为带提供动力。摩擦轮的材料应选用：接触疲劳强度、吸湿小，摩擦系数高，耐磨性好和弹性模量大，易于加工和比较经济，可以选用GCr15。3.7键的选择及校核 键是一种标准的零件，通常用来传递转矩和实现轴与轮毂之间的轴向固定，有的还能实现轴向滑动的导向和轴向零件的轴向固定。1、摩擦轮上的键（1）、选型和材料因为工作时主要传递转矩，周向定位和抵抗剪切。所以选择普通平键，A型。材料为铸铁。（2）、选择截面尺寸与长度因为连接轴段的直径为30mm。轮毂长度为50mm。而键长应略短于或等于轮毂，所以取L=46mm。查机械设计课本表6-1键宽b键高h，取10mm。8mm。（3）、键的强度校核对于普通平键连接，不考虑剪断，它的失效形式主要是工作面被压溃。假设载荷在工作面上分布均匀，其强度条件为=2000T/kld，T=Fd/2=90Nm，所以=45046MPa，查机械设计课本表6-2知，=75MPa,小于。符合要求。2、凸轮轴上的键（1）、选型和材料因为工作时主要传递转矩，周向定位和抵抗剪切。所以选择普通平键，A型。材料为铸铁。（2）、选择截面尺寸与长度 键长L取28mm。查机械设计课本表6-1键宽b键高h，取14mm、9mm。(3) 、对于普通平键连接，不考虑剪断，它的失效形式主要是工作面被压溃。假设载荷在工作面上分布均匀，其强度条件为=2000T/kld，T=Fd/2=150Nm，所以=12.8/MPa，小于。符合要求。3.8螺栓的选择及计算1、对于连接底座和箱体的螺栓（1） 、螺栓组结构的设计螺钉数为z=4个，沿两边均匀布置。（2） 、螺钉受力分析在重力作用下，螺钉受径向的剪切力。每个螺钉所受的工作剪力为F=F/Z。而F为箱体质量和包装物的重量之和。F取3000N。所以，F为375N。（3） 、确定螺钉 选择螺钉材料为Q235，性能等级为4.6级，由机械设计课本表5-8，查得材料的屈服强度极限为240MPa。由表5-8，查得安全系数为S=2.5，所以许用剪应力为/S=96MPa。所以按剪切强度条件d=3.11mm。根据箱体尺寸和整体外形，按GB/T1962003，取粗牙普通螺纹，选用螺栓类型为圆头开槽螺栓，螺纹公称直径为d=15mm。考虑到机器运行过程中产生的动载，所以适当加大。2、 摩擦轮机架和箱体的联接螺栓（1） 、螺钉组结构的设计螺钉数为4个（2） 、螺栓受力分析在重力作用下，螺钉组受到轴向载荷。每个螺钉所受的轴向工作载荷为F=F/Z。而总工作载荷F为机架自重，所以F约为100N。所以，F为25N。此处螺钉连接需要预紧，取残余预紧力F=0.4F，总拉力F=F+F=35N。（3）、确定螺栓直径 选择螺栓材料为Q235，性能等级为4.6级，由机械设计课本表5-8，查得材料的屈服强度极限为240MPa。取S=1.5，所以=/S=160MPa。按危险截面拉伸强度条件，求得螺钉小径d=2.2mm。根据箱体尺寸和整体外形，按GB/T1962003，取粗牙普通螺纹，螺纹公称直径为d=10mm，螺杆长度L=30，螺纹长度为45mm。3、 储带轮和机架的螺栓连接（1）、螺钉组结构的设计螺钉数为4个（2）、螺栓受力分析在重力作用下，螺钉组受到轴向载荷。每个螺钉所受的轴向工作载荷为F=F/Z。而总工作载荷F为机架自重，所以F约为200N。所以，F为50N。此处螺钉连接需要预紧，取残余预紧力F=0.4F，总拉力F=F+F=70N。（3）、确定螺栓直径 选择螺栓材料为Q235，性能等级为4.6级，由机械设计课本表5-8，查得材料的屈服强度极限为240MPa。取S=1.5，所以=/S=160MPa。按危险截面拉伸强度条件，求得螺钉小径d=5mm。根据箱体尺寸和整体外形，按GB/T1962003，取粗牙普通螺纹，螺纹公称直径为d=10mm。3、 凸轮箱的螺栓 根据机械设计课程设计手册，表11-1铸造箱体的结构尺寸。地脚螺钉的直径12毫米，地脚螺钉的数目4个，轴承旁连接螺栓的直径8毫米，盖与座连接螺栓直径6毫米。3.9凸轮的设计和计算 凸轮机构广泛的应用于各种各样的机械中，特别是自动控制和自动机的装置中。凸轮是一种具有曲线轮廓或凹槽的构件。机构中选用的是盘形的的凸轮。这种凸轮是绕固定的轴线回转的具有变化向径的盘形构件。按照推杆的形状分，本机器选用的是滚子推杆，这种推杆是滚子和凸轮轮廓之间的滚动摩擦，导致磨损较小，所以可以用来传递较大的动力，滚子采用的是特制的球轴承或滚子轴承的形式。凸轮运动的过程中，有最低位置运动到最高位置，这一运动的过程称为推程。推杆的运动规律就是指的是推杆的位移，加速度和速度的变化的规律。凸轮轮廓曲线的设计方法的基本原理是反转法原理。在设计轮廓线的时候，可以假设凸轮静止不动，然后使推杆相对于凸轮做反转运动。又要保证在其导轨内做预期的运动。这样就做出了推杆一系列的位置，将其做出的位置连成平滑的曲线，这就是要求的凸轮。3.9.1凸轮1的设计计算1、 推杆在反转运动中占据的各位置2、 计算推杆在反转运动中的预期位移 （3 - 1）表 3-1/()0153045607590S/mm01.534.567.510/()270285300315330345360S/mm107.564.531.50其运动规律为： =090 推杆等速上升h=10mm 90270 推杆远休 270360 推杆等速下降h=10mm根据计算的数据得出要画的曲线图。3.9.2凸轮2的设计计算1. 推杆在反转运动中占据的各位置2. 计算推杆在反转过程中的预期位移 (3 - 2)表 3-2/()0153045607590S/mm01.534.567.510/()210225240255270285300S/mm107.564.531.50其运动规律为： =090 推杆等速上升h=10mm 90210 推杆远休 210300 推杆等速下降h=10mm 300360 推杆近休根据计算的数据得出要画的曲线图。3.9.3凸轮3的设计和计算1、 推杆在反转运动中占据的各位置2、 计算推杆在反转运动中的预期位移 （3 - 3）表 3-3/()0153045607590S/mm01.534.567.510/()150165180195210225240S/mm107.564.531.50其运动规律为： =090 推杆等速上升h=10mm 90150 推杆远休 150240 推杆等速下降h=10mm 240360 推杆近休根据计算的数据得出要画的曲线图。图 3-1 摩擦轮轴3.10轴的设计和计算1、摩擦轮轴（1）、轴的材料的选择由于轴受力不是很大，且有冲击，而且由于工作性质限制要求轴的尺寸不能太大，轴也很重要，所以选择材料45，采用调质处理。（2） 、轴的结构设计轴上零件的装配方案：联轴器、套筒、摩擦轮、轴承、轴承盖依次自右向左安装。（3）、轴上零件的定位对于轴上零件的定位，从左端开始，左端用的是定位轴肩，轴承靠着轴承盖和轴肩进行定位，对于轴肩这地方是有要求的，轴肩的高度不能超过轴承的外圈，这样是方便轴承的拆卸，直接通过工具便能拆卸，再向左是一个定位的轴肩，这是固定摩擦轮的，对摩擦轮实现的是轴向的固定，摩擦轮的右端采用的是轴套进行的轴向固定，轴套的另一端直接连到联轴器，这样整个的轴向的固定完成，轴上的周向的固定是通过键对摩擦轮进行固定的。（4）、按轴所受的扭矩初步估算轴的直径 d，而=，查机械设计课本表15-3，得=100，而功率P=7.5KW，所以d大于等于20mm。由于轴上开由2个键槽，所以增大轴的最小直径50%，取30mm。基本的轴颈尺寸是30mm。根据各轴断配合的需要，还根据里面各个定位轴肩的要求，具体设计的轴的机构尺寸如图所示。（5) 、轴的机构的工艺性轴的机构工艺性是，轴的结构的形式方便于装配轴上的零件和加工，相对的加工经济，并且有利于大批量的生产。轴的结构要在满足使用要求的前提下，越简单越好，这样加工的难度就会减少，相应提高了加工的效率。、轴端制出45度的倒角。并且所有的倒角采用统一的形式C2.。倒角的存在便于零件的装配。为了减小应力集中，轴肩出应制出圆角。圆角的存在不仅减少了应力集中，还便于退刀。但是圆角的大小是有要求的，例如，轴承和轴肩的配合，轴肩的倒角不能超过轴承的倒角，否则会造成定位不可靠，这样会导致磨损的加重。2、 凸轮轴（1）、轴的材料的选择图 3-2 凸轮轴由于轴受力较大，且有冲击，而且由于工作性质限制要求轴的尺寸不能太大，轴也很重要，所以选择合金钢，材料牌号为45，采用调质处理。（2）、轴的结构设计 、轴上零件的装配方案轴从左到右依次轴承，套筒、三个凸轮、套筒、轴承，后面是键和离合器的联接。由于轴开的键槽比较多，所以直接没有使用轴肩进行定位，而是采取了套筒进行定位。因为套筒定位不需要像轴肩那样形成受力集中，也不需要像圆螺母那样，在轴上切制螺纹。套筒的定位结构简单，定位可靠，因而不使轴的疲劳强度降低。但唯一的缺点是不适合转速比较高的情况。（3）、轴上零件的定位对于轴向定位，（4）、按轴所受的扭矩初步估算轴的直径 d，而=，查机械设计课本表15-3，得=100，而功率P=7.8KW，所以d大于等于21mm。由于轴上开由四个键槽，所以增大轴的直径50mm。根据轴上零件的装配以及相邻零件的距离要求，并且考虑受弯矩的影响，确定各轴段的尺寸。具体的尺寸见图。（5）轴的结构工艺性、轴端制出45度的倒角。倒角的大小为C2.、为了减小应力集中，轴肩出应制出圆角。3.11带传动的选择、计算、运动分析及校核已知带传动的工作条件，所需传递的额定功率P，小带轮转速n1，传动比i。 应确定或选择带的型号，基准长度，根数，中心距，带轮的材料，基准直径以及结构尺寸、初拉力和轴压力。1、 确定计算功率Pca （3 - 4）为工作情况系数，查机械设计课本表8-8，=1.32、 选择V带的带型根据计算功率和小带轮转速，从机械设计课本图8-11选取普通V带的带型，是Z型带。3、 确定带轮的基准直径并验算带速（1）初选小带轮的基准直径根据V带的带型，参考机械设计课本表8-7和表8-9确定小带轮的基准直径=43mm（2）验算带速v=2.18m/s （3 - 5）（3）计算大带轮的基准直径由，取i=2，=86mm，根据机械设计课本表8-9，圆整得依然为90mm。4、 确定中心距a，并选择V带的基准长度（1）、根据带传动总体尺寸的限制条件，结合初定中心距=230mm。（2） 、计算相应的带长=671mm （3 - 6）根据机械设计课本表8-2，选取带的基准长度=700mm（3） 、计算中心距a及变动范围传动的实际中心距近似为 =100mm5、 验算小带轮上的包角=131.59120， （3 - 7）符合要求。6、 确定带的根数（1）、计算单根V带的额定功率由=43mm和=970r/min，查机械设计课本表8-4，得=0.12KW根据=970r/min，i=2和Z型带，查机械设计课本表8-5，得=0.02KW查表8-6，得=0.93，查表8-2得=0.94，所以，（+）=0.13（2） 、计算V带的根数=2根 （3 - 8）7、 计算单根V带的初拉力由机械设计课本表8-3查得，Z型带的单根长度质量q=0、17kg/m，所以，=100.72N8、 计算轴压力=295.46N （3 - 9）9、 带轮结构设计（1） 、带轮的材料选择HT150（2） 、带轮的结构形式 对于小带轮因为2.5d（d为安装带轮的轴的直径），所以，小带轮采用实心式。对于大带轮，采用轮辐式。3.12捆扎带材料的选择聚丙烯塑料带质量轻的特点，大大的超过了钢带的使用。聚丙烯塑料带的成本较钢带底，强度又比纸带强，性价比比较高。耐弯曲的特性，质量轻的特点使之在行业的应用的前景比较的广阔，所以自动捆扎机选用的是聚丙烯塑料带，满足该机器对包装带的要求。3.13捆扎形式的选择 随着包装形式的不断发展，捆扎形式也在不断的发展。国外出现了井字、十字交叉等多种形式，但目前国内还是以单道和多道为主，很少涉及复杂的井字和交叉的
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