毕业设计（论文）-书本自动打包机设计

1、摘 要随着时代的前进，我国对图书的需求量也变得越来越大，特别是对于全国的各所学校在开学之际这种情形更加的明显，然而，随着全自动的发展与人工成本的增加，手工打包、传统打包这种生产方法已经不能满足大批量书本打包的需求。本文基于这一背景，设计出一款自动化书本打包机，解放了人们的双手，同时，也解决图书需求增加，提高了打包效率，降低了人的劳动强度。该论文首先分析国内外打包机的各种研究状况，然后再根据本文所提出的要求，设计出一款全自动化打包机，其中具体有：新型打包机的原理设计，打包机的机械结构设计，对关键机构检验校核，还另外简单介绍了打包机的系统控制原理。关键词：打包机；自动化；齿轮齿条；槽型凸轮Abst

2、ractWith the advancement of the times, the demand for books in our country has also become larger and larger, especially for schools across the country when the school starts. However, with the development of fully automatic and labor costs In addition, the production method of manual packaging and

3、traditional packaging can no longer meet the needs of large-scale book packaging. Based on this background, this paper designs an automatic book packing machine, which frees people's hands. At the same time, it also solves the increase in demand for books, improves packing efficiency, and reduce

4、s human labor intensity. This paper first analyzes various research conditions of balers at home and abroad, and then designs a fully automatic baler according to the requirements put forward in this paper, including: the principle design of the new baler, the mechanical structure design of the bale

5、r, The key institutions are checked and checked, and the system control principle of the baler is briefly introduced.Key words: baler; automation; rack and pinion; grooved cam摘 要I第1章 绪论11.1 选题背景及意义11.2 国内外研究现状与发展趋势11.2.1 国内发展现状11.2.2 国外发展现状21.3 本文研究内容4第2章 书本打包机总体设计52.1主要技术要求52.2书本打包机总体工艺设计52.3机械结构功能

6、分解与分析62.4 本章小结7第3章 主要机构的设计83.1机构功能要求83.2运动机构的选择93.3槽型凸轮设计103.4齿轮齿条设计113.4.1几何尺寸计算123.4.2重合度校核123.4.3齿轮强度校核133.5轴的设计133.5.1确定最小轴径133.5.2轴的校核143.5连杆的设计14第4章 打包机其他机构设计164.1送纸机构设计164.1.1传动原理分析164.1.2摩擦计算184.1.3纸张检测原理分析194.2包角机构设计204.2.1裹纸204.2.2折上页204.2.3折下页224.2.4折前角与上下边224.3辅助设备23第5章 粘胶封口装置的设计245.1 粘胶

7、封口装置的介绍245.2 粘胶封口装置的原理及结构分析265.3 粘胶封口装置模型的建立27致 谢29参考文献30IV第1章 绪论1.1 选题背景及意义随着文明程度的提升，我国对图书的需求量变得越来越大，特别是对于全国的各所学校在开学之际这种情形更加的明显，然而，随着全自动的发展与人工成本的增加，手工打包、传统打包这种生产方法已经不能满足大批量书本打包的需求。本文基于这一背景，设计出一款自动化书本打包机，解放了人们的双手，同时，也解决图书需求增加，提高了打包效率，降低了人的劳动强度。为了提高效率，我们设计的产品应当具有：工作稳定，性能优越，快速成型，成本适宜等特点。所设计打包机的工作应该是全自

8、动化的，它的整个系统从推书进入打包装置再到捆扎出来，都应当是自动化的过程。本篇论文设计的机构就能够完成书本的自动搬运、并且对包装纸进行一系列的折叠，对书本进行自动化打包以及捆扎的一种具有多种复合功能的打包机。1.2 国内外研究现状与发展趋势1.2.1 国内发展现状我国在自动化行业的进步与发展较慢，之前的包装工作，仅仅是对较为简单的生活用品做一个简单的包装。进入21世纪以来，包装行业变得发展迅猛起来，包装工作及技术已经被运用至各个行业，特别是物流行业，据统计，中国包装行业在近三年的产值就应经超过了万亿，我们耳熟能详的各类快递，都在促进着包装行业的发展。并且他们还以近15%左右逐年增长。尚未见到下

9、降的趋势。在书本包装行业也是如此，比较出名的包装企业有：紫宏、飞达等公司。图1 现有书本打包机河北省某一内燃机配件厂在不久之前经过研发，开发出了SDBJ型平装书籍打包机。这台打包机能够实现自动出纸，假如没有本书需要包装，或纸箱没有包装纸可用时，机器能够识别出来并自动停止，同时还设置有过载保护装置，过载情况情况下机器就能够自动停止。该书籍打包机的工作示意图。主要性能为：包装速度：8包分钟；包装用纸：定量为70gm 以上卷筒牛皮纸，纸张幅宽380410mm；卷筒纸最大直径约为490mm；给纸高度：690790mm；包装高度：180210mm；包装规格：平装32开本。上海紫宏机械有限公司研制而成的D

10、G20打包机，该书本打包机中杆件结构为主要部分，主要功能是通过凸轮转动带动装置中其他的连杆、横切刀具来完成打包工作。 SK20打包机的主要输送步骤如下：先将书放于传动带上，利用传动带其两侧的导向杆，使得书本先进行自行对齐。供纸部分：包装纸经过摩擦辊的作用提出，摩擦滚有两根，下方的摩擦轮由于其线速度快于上方，保证了纸张能顺利滑出。主机部分：首先在设备的底部开出一定空间，通过光电感应纸张的进入，然后利用圆角辊、折板与压板对书本进行一定程度上的折角与折边。该机器主要性能指标：可包书本规格：190mm×120mm，200mm×120mm，230mm×195mm，300mm

11、×200mm；每包高度：230mm；打包速度：15-20包/分钟。经过一定数量市场上客户的反馈情况，上述两家企业的设备偶尔会出现卡纸现象，或者存在工序转接停顿现象，包装的效率低、同时还存在噪声大和操作不灵便等缺陷。市场反馈认可度较低。因此，自动打包的工作还存在很多进步空间。1.2.2 国外发展现状目前，国外的自动包装水平还是比较先进，特别是打包技术，这项技术较为成熟的国家有德、日、美三国。在这三国之中，技术比较领先为美国。如美国的Barry-wehmillre公司等。Barry-wehmillre公司的生产的书本打包机有以下特点：总体结构简单，体积较小，效率高等。由于空间小，因此存在

12、内部结构复杂，而且体积偏小，这样的布置就会使得各机构进行合作时出现1问题，比如1出现纸张褶皱等现象。在技术方面，德国的技术应该是最过硬的，德国厂家生产的自动化设备，自动程度十分高，精度好，最难能可贵的是性能能够保持相对稳定，这些特点使得他们成为最大的打包设备出口国。比较出名的德国的MSK公司，他们制造的书本打包机，工作相对稳定可靠，有较好的协调性，在生产过程中，能对多种不同大小书籍进行分类并打包，这样的优点大大提高了效率。美国Barry-wehmillre包装机械目前，德国制造的包装机应当是最好的机器，其中最受欢迎的应当是msk型书本打包机，它能够实现多本书本的同时包装，这一工作特点使得人工劳

13、动量大大降低，深受喜爱，但却因此而造成了占地空间较大的缺点，不适合小范围场所使用。德国MSK书本打包机日本也是工业强国，他们生产的包装机械发展较慢却也不错，出色的创新能力，让包装机械行业在日本发展速度迅速，日本拥有雄厚的制造装备业以及各类控制感应器件，这些特点让他们生产的设备操作简单，工作稳定性好。比如富士油压精机株式会社，这家公司属于日本著名的打包机械制造商。日本富士油压精机会社生产出来了多种书本打包机，其中比较出名的是AP-7BV，这款打包机有着一下性能指标：打包速度：8包/分钟，最大包装书本的重量为22kg，总重量约950kg，装置的高度：70mm270mm。但制造成本较高，并且维修费方

14、面也较高，试用期间噪音也不小。日本生产的打包机我国生产的给雷打包机械装备，通过与国外技术设备相比较，目前依然存在一定差距，比如有：（1）自动化程度低 书本打包能实现自动化，但是进料与出料过程依然需要人工的协助，不能实现全自动； （2）包装质量差 包装纸张由于机构的灵敏度和精准度误差，市场造成出多张或不出纸的问题；并且纸张在输送的过程中，还容易发生褶皱的现象； （3）设备占地面积大 由于在设备中对机械传动的使用程度较高，所以的设备几乎都是使用传统的机构传动来完成打包工作的所有任务，不存在的或者较少使用电气控制，使得体积较笨重，这样也就对打包车间的空间有着更多的要求。 1.3 本文研究内容自动化书

15、本打包机，解放了人们的双手，同时，也解决图书需求增加，提高了打包效率，降低了人的劳动强度。为了提高效率，我们设计的产品应当具有：工作稳定，性能优越，快速成型，成本适宜等特点。所设计打包机的工作应该是全自动化的，它的整个系统从推书进入打包装置再到捆扎出来，都应当是自动化的过程。本文结合其他资料设计出了一款全自动的书本大包装置，同时在文中对书本打包设备的推书机构、取纸机构及包角机构进行了一定的机构分析与计算，最终绘制出CAD二维图以及三维图纸。15第2章 书本打包机总体设计如下，首先提出了设计本书本打包机所需的技术参数与技术，再根据这些技术参数与要求，设计出整个包装机的思路，同时设计出合理的工艺流

16、程。再对各个步序进行比较详尽的分析，最终得到设计结构的数据，最终进行图纸的设计与绘制。2.1主要技术要求1. 包装规格：大小16、32开纸2. 包装高度：80110cm3. 包装重量：1525kg4. 包装速度：8包/分钟5. 送纸以及进纸的工序过程中动作流畅，在折边与折角过程，包装的棱角清晰可见，不存在误包现象，同时不能损坏书本；6. 装置中压书板结构紧凑，通过压书步骤能让书本压紧，且具有缓冲减震功能，装置中位置能够自动调节。7. 可自动对书摞进行捆扎；8. 适用电源：220V±10%，50HZ，工作温度：050。2.2书本打包机总体工艺设计自动化书本打包机，解放了人们的双手，同时

17、，也解决图书需求增加，提高了打包效率，降低了人的劳动强度。为了提高效率，我们设计的产品应当具有：工作稳定，性能优越，快速成型，成本适宜等特点。所设计打包机的工作应该是全自动化的，它的整个系统从推书进入打包装置再到捆扎出来，都应当是自动化的过程。依据上文中给出的技术参数与要求，可知书本打包机有推书、包书、上折角、下折角等及捆扎等几大步骤，再对一部分步骤进行详细的设计与计算。例如推书机构，再例如一摞书推过来的时候有的是整齐的，但也有的是不齐的，所以在设计推书机构时要考虑横向和纵向的整齐，也就是要有横向和纵向两种推书功能。然后还需要装置将包装纸输送下来与指定位置，进行包三面的操作，所以此处就应该有需

18、纸张分离机构。再进行折角工序，要能使上下前后左右的几个方位能完全折好，还要为节约成本以及考虑结构的稳定性，要使打包机结构合理可行，尽可能方便。综上所述，我们将书本打包机的工艺流程分为如下图所示：推书对中送纸裹纸折上边折下边折后角折上下角及前角捆扎。推书板机构我们运用正向推书，侧向松鼠的结构，从而简化整个推书过程。图 2.1 书本打包机的工艺原理图2.3机械结构功能分解与分析通过上述工艺过程来看，我们确定该书本打包机的主要部分有：推书机构、送纸及裹纸机构、折角机构三部分。推书机构我们用曲柄摇杆机构来设计，送纸及裹纸机构主要运用凸轮进行搓纸操作，然后再用一对辊轮的转动来实现送功能，当送出多张纸的时

19、候，可反转将多出来的纸送回去。折角构可用上折板，下折板及固定挡板等来实现，主要结构如下图所示。1书本；2推书机构；3、下折板；4、左右折板；5、捆扎机；6、送纸机构；7、上折板图2.2 书本打包机总体结构分析各部件所实现的功能，（1）书本1由推书机构2推送到指定的位置；（2）纸盒内的纸张由送纸机构6分离并取出，将纸张送到指定位置；（3）推书板前进，将书本推进纸张内，实现裹三面功能，当三面裹好之后，上折板7压下，此时上面就折好了；（4）上边折好后，下折板3向上翻折，实现折下边及折后角的功能；（5）上下边以及后角都被折后后，推书板2推着书本1通过固定折板4，来实现折上下角以及前角的功能。（6）至此

20、，书本包裹完成，在通过捆扎机5进行捆扎即可。2.4 本章小结本章通过对书本打包机的数据参数以及技术要求，拟定了工艺流程以及设计总体结构方案。并画出示意图，以后再进行详细的分析计算，如图2.3所示，机构的三维示意图如下所示。图2.3 打包机三维示意图第3章 主要机构的设计3.1机构功能要求推书机构是将书本推送到指定位置，在实现书本自动捆扎的过程中，起到很重要的作用。其工艺步骤可分为：首先主控会发出命令，通过主传动系统来使槽形凸轮7转动，再由凸轮带动摆杆9再经过连杆1带动齿轮5运动，其沿着下齿条进行滚动，此时齿轮会带动上齿条进行水平运动，当要实现推出功能的时候，上齿条就会向左进行水平移动，至此，推

21、书过程完成。机构示意图如下图所示： 图3.1 推书机构示意图 推书机构设计（1）推书机构的运动周期循环:推书机的一个循环周期为主轴回转一周。所以推书机构的运动时间可以用主轴的转角大小来表示。推书占主轴旋转的120°，也就是整个推书动作的1/3周期。退回动作占小于主轴旋转的100°，即1/3个周期。静止的动作占主轴转角的140°，大于1/3个周期。每个动作的工艺与主轴转角的关系如下图3.1所示。 主轴转角推书机构执行滑块的动作主轴转角推书机构执行滑块的动作0°120° 推书前进120°220°滑块退回220°360&

22、#176; 滑块静止 图3.2 纵向推书机构运动循环图（2）推书机构要采用加速，减速相等的速度来进行推书前进和退回。3.2运动机构的选择 由于推书机构推书的过程是一个较为缓慢的过程，而退回时为空载退回，所以设计过程要使退回时的速度比推书的过程要快，所以，如图3.3三种方案所示，整个过程要有急回的过程和等速的过程。 (a) 间歇运动机构 (b) 传动运动机构 (c) 直线运动机构 图3.3 三种运动方案这三种运动方案中，第一种，间歇运动机构由凸轮机构、槽轮机构组成。第二种，由涡轮蜗杆，圆柱齿轮，圆锥齿轮组成传动运动机构；第三种由凸轮机构或曲柄滑块织成直线运动机构，他们各具特色。对比以上三种推书机

23、构，再结合设计要求旋转带动其平稳旋转，通过来回摆动槽形凸轮来实现往复运动，再通过连杆带动齿轮求，我们选用间歇运动机构，其中选择槽形凸轮机构。我们设计其工艺过程：凸轮由株齿条做间歇的往复运动。将推书板固定在上齿条上，通过连杆跟着上齿条做往复循环运动。运动简图如图3.3所示。 图3.3 推书机构运动简图3.3槽型凸轮设计凸轮机构是由机架，从动件，凸轮三部分组成，三者之间的运动是相对的，并且具有很好的适应能力，性能稳定，并且结构较为简单并且能准确的进行控制等，并且其能很好地和其他机构进行配合，来实现复杂的运动。其被广泛的运动于纺织机，印刷机，内燃机等各种自动机器中。并且要求推书机构在一个推程中要先进

24、行等加速运动，再进行等减速运动所以该凸轮机构为一偏置槽形凸轮机构。下面我们将对推书机构进行设计，并且要其传动性能较好，能实现匀速推书和快速退回的功能，机构凸轮的轮廓线是否可行，也会影响该机构的正常工作，因此我们将对该机构的工作要求和工作原理进行分析，再用解析法，按照其工作要求，来解析并绘制凸轮轮廓曲线方程，并画出其轮廓线。我们可以建一个如图3.4所示的坐标系xNy： 图3.4 机构安装及轮廓尺寸简图由封闭向量三角形NKM得矢量方程式：，以复数形式表示：，写成欧拉形式则为：，。消去得：。所以，理论上，该凸轮轮廓方程：。是凸轮的向径，为摇杆摆角，是中间变量。的求解方法可用如下方法。图3.4中四边形

25、NABC为封闭的，其矢量方程式为：，将其用复数形式表示为：，的确定是由机构的安装尺寸来决定的。展开得：，。消去得：，其中，为对应的杆长，的尺寸由安装时的尺寸决定。通过上面公式，联合求解，即可求出凸轮的轮廓线方程。极位夹角我们假设为（的求解由确定的形成速度变化系数来确定），将设定为推书齿轮的工作行程，再讲的推书齿轮工作行程和凸轮向径角度平均分成N，那么=，可将推书齿轮的位移表示为，式中，设其等分数为，其范围（0，N）。然后再根据和从动件的位移方程，画其廓线图，如图3.5。 （a）理论轮廓线 （b）实际轮廓线 图3.5 凸轮轮廓线和运动规律3.4齿轮齿条设计在机器中，其传递动力的一种主要方式就是齿

26、轮传动，在旋转运动和实现直线运动的转换方面，会起到很好的作用。其传动地优点有：由于齿条齿廓为直线，所以在齿廓上的每个点的压力角都一样，并且在整个运动过程中，都会有相同的标准齿形角，根据推书机构的要求，选择选择齿轮齿条传动机构，齿轮选择圆柱直齿轮，其如下表3.3所示。 表3.3 齿轮齿条参数名称符号齿数（）齿条（）模数22齿数21287压力角20°20°齿顶高系数11顶隙系数0.250.253.4.1几何尺寸计算（1） 齿顶高：；（2） 分度圆直径：；（3） 分度圆齿厚：;（4） 齿顶圆直径：；（5） 齿根圆直径：；（6） 基圆直径：。3.4.2重合度校核齿轮齿条传动的优点有

27、结构较为紧凑，并且其重合度的大小也会有严格规定。因此，我们要对其重合度进行校核。根据参数的要求，我们可知，所以重合度为：因为齿轮齿条重合度一般在1.52.0之间即可，所以计算出的重合度1.78满足要求。3.4.3齿轮强度校核因为该齿轮齿条传动机构应用在推机构中，其运动速度较低，并且工作具有季节性，故循环次数小，齿轮接触疲劳强度忽略不计，点蚀，弯曲疲劳强度等问题，并且相对于齿轮传动，该传动方式的单齿受力较小，重合度较高，所以，我们只对齿轮受力进行分析校核。选40Cr，硬度300HBS，调质处理，取，再取，因其单项传动，所以取。因为，取，弯曲应力。齿数，。，则：，所以齿轮弯曲强度符合要求。3.5轴

28、的设计3.5.1确定最小轴径轴的扭转强度条件为：其中：扭转切应力，单位Mpa；抗弯截面系数，单位mm3； 扭矩，单位N·mm；功率，单位kW；转速，单位r/min； 扭转切应力，单位Mpa；截面处轴的直径，单位mm；求得直径，材料选45钢，按公式计算得轴径。因此，将齿轮轴的最小轴径定位20mm，长度50mm。3.5.2轴的校核在通常的校核中，一般去轴上最大承受的扭矩和弯矩的界面强度，这里取，用公式计算轴的应力：，其中： 弯矩，单位N·mm； 计算应力，单位Mpa； 抗弯截面系数，单位mm3； 扭矩，单位N·mm； 对称循环变应力时轴的许用弯曲应力，单位Mpa； 由

29、图3.6可以看出，齿轮端或连杆端为危险截面，通过设计数据易知，所形成的扭矩为：，由于弯矩应力，此处扭转切应力为对称环应变力，取折合系数，则：，查表得可得抗扭界面系数：，则：。满足=50Mpa这一限制，所以满足要求，并且存在较多余量。图3.6 齿轮轴的受力3.5连杆的设计 图3.7 连杆机构示意图如图3.7所示，B是连杆的一般位置，A和C分别为连杆断电的左右极限位置。因为推书行程为，设R为等效曲柄半径，d为连杆长度，当机构处于拉直共线和重合共线两种位置时，推程分别取最大值和最小值。由几何关系可列出，根据关系式可取：，。第4章 打包机其他机构设计4.1送纸机构设计自动化书本打包机，解放了人们的双手

30、，同时，也解决图书需求增加，提高了打包效率，降低了人的劳动强度。为了提高效率，我们设计的产品应当具有：工作稳定，性能优越，快速成型，成本适宜等特点。所设计打包机的工作应该是全自动化的，它的整个系统从推书进入打包装置再到捆扎出来，都应当是自动化的过程。本文设计的送纸机构也是全自动处理纸张与包装之间的关系。4.1.1传动原理分析 (a) 纸张输送 （b）分离轮反转1-搓纸轮；2-拾纸轮；3-分离轮；4-电容传感器 图4.1 送纸机构示意图 图4.1为送纸机构，其实现的功能为取纸和送纸，主要就是要将包装纸通过搓纸轮从纸盒中取出来，使纸张单张出来。图4.1表示了该机构主要的组成部分，外加步进电机组成。

31、采用牛皮纸包装，其摩擦力大，所以在整个过程中，我们可以采用摩擦传动的方式来实现功能。该机构结构简单，稳定可靠，其主要工艺流程为首先用搓纸轮将纸张从纸盒中分离出来，再经过电容检测装置，当出来的是单张纸时，则有上图4.1（a）所示，离合器与分离轮断开，拾纸轮2运动，纸张开始输送。当两张出纸时，分离轮3与离合器结合，反方向运转，将多出来的纸张送回纸盒内。为了控制分离轮的反转与停止，我们在分离轮3上我们安装一个电磁式离合器。 （a）单纸受力分离模型 （b）多纸受力分离模型 图4.2 送纸机构纸张分离模型材料之间的转动惯量、摩擦系数、包装纸的质量、轮与包装纸相对运动速度等因素，这些都是送纸机构的传动要综

32、合考虑的。如上图4.2所示，我们对送纸机构数学建模进行分析，其中包括各部分，对单张纸及多张纸的受力进行了分析。单张纸送纸过程的动力学方程： (4.1) 上式中，为送纸轮的角速度，为分离轮的角速度，为送纸轮的转动惯量，为分离轮的转动惯量，为送纸轮的扭矩，分离轮的扭矩，为送纸轮的半径，为分离轮的半径。 每个表面接触方程为： (4.2) 从（4.1）可知，分离轮和送纸轮v之间，与方向相反，大小相等，在这里我们使的值趋近于0，这样可以使传动趋于平稳。再使，。根据公式（4.2）得出。有前面的部分，使分离轮和送纸轮的转动惯量达到尽可能的相同，已达到传动平稳的效果。当送至装置搓纸轮送出的纸为两张纸的时候，其

33、力学方程为： （4.3）以下为第一张纸相对送纸轮、第二张纸相对第一张纸、分离轮相对于第二张纸的相对运动方程如下： （4.4）4.1.2摩擦计算摩擦轮示意图如图4.3所示，主动轮转速，从动轮转速（r/min），主动轴转矩（N·m），滑动率（%），可靠性系数，摩擦系数，传递功率。 图4.3 摩擦传动简图传动比：压紧力：作用在轴上的总压力：径向力，轴向力。4.1.3纸张检测原理分析 图4.4 测量示意图 在送纸的时候有可能会出现多张v纸一起送出的情况，当出现多张纸的时候，我们可以看做一个整体，那么就是一张纸变厚。所以，通过电容的检测，就能感应出是否出现了重复输送纸张的情况。改变纸张厚度，此

34、处采用平行板式。电容也会改变。图4.4所示为为检测纸张是否重复输出的简图。其电容量公式如下所示： （4.5）其中：包装纸上表面到电极的距离；电容极板面积（单个极板）；包装纸下表面到电极的距离；包装纸厚度；包装纸上表面到电极板之间介质的介电常数；包装纸的介电常数；包装纸下表面导电极之间介质的介电常数；，时，电容量公式（4.5）也可以变成： （4.6）介电常数和为定值的时候，此时包装纸的厚度及介电常数来决定极板电容值。当介电常数为定值的时候，可以通过式（4.6）就可计算出来包装纸的厚度。4.2包角机构设计4.2.1裹纸 图4.5书本包裹示意图纸张通过上述的送纸机构送出之后，在导纸板的引导下，纸张会

35、向下输送，纸张到达指定位置的时候，传感器会感应纸张到位，发出信号，夹紧电磁铁，使纸张固定。此时推书板推动书本向前前进，以此来对书本进行裹三面的操作，此处用兰达电磁铁有限公司的H20234525吸盘式电磁铁。如图4.5所示。在这里要注意的是，送纸机构运动的速度一定要比推书机构运动的速度要快。4.2.2折上页在之前裹三面过后，即要包裹第四个面，当前三个面包裹完成之后，推板后退回到初始位置。之后书本上方的上折板通过凸轮驱动，向下运动，第四页的上半页向下翻折，折板末端会轻微向外翻折，起到导向的作用。折上半页的凸轮采用平底凸轮，压力角为0，避免发生自锁v现象，并且能减小摩擦，并且增大传动效率。折板运动要

36、稳定，均匀，速度要适中，所以选择舵机来驱动平底凸轮进而控制折板的旋转角度的大小以及旋转状态。进而带动上折板的运动。在这里选用盛辉金属舵机MG996。其实物如下图所示。该舵机采用花键与凸轮连接在一起，受力面积大，并且采用多级减速，使其转矩较大较稳定，响应快，精度高，能转动指定角度。为了不使凸轮与书本发生擦碰，凸轮采用往返90°的转动形式，也就是舵机往复90°转动的形式工作。凸轮的结构简图如图所示。因凸轮的运动范围为090°，即，并且将的范围内做成对称的形式。并且令凸轮的基圆半径R为10cm，其转动点到最高点的距离为60cm，所以其移动距离D为50。所以凸轮的上下移动

37、范围用方程来表示v即为书摞被包裹三面后，需要开始第四面的包裹，电机带动凸轮旋转，上折页板在重力作用下向下移动，从而实现第四面的包裹。用平底凸轮，如图4.6（b）所示，该类凸轮压力角，不会出现自锁，传动效率高。凸轮基园半径为R，上下移动距离为D，工作区只有，为保证凸轮的中心在对称轴上，将范围内做成与对称的形状，则得到凸轮在的工作范围内的运动方程： （4.7）（b）平底凸轮机构简图图4.6 折上页示意图4.2.3折下页 图4.7 折下页示意图 折下半页及折后角机构设计，下半页采用折板，也是利用舵机带动折板转动，当折下半页的时候，舵机逆时针旋转90°，此时下半页折上去，会稍微覆盖上半页。然

38、后舵机继续旋转90°，此处舵机同样采用上面盛辉金属舵机MD936，并且使用花键连接。然后将上下页折向书本内侧。如图4.8所示。4.2.4折前角与上下边图4.8 端面折页示意图图4.9为折前角和上下边的折叠板。折前角和折上下边机构设计，推板推动书本向前运动，先将书本前角向两侧折叠，通过机构固定挡板两边的导向作用来完成，固定挡板末端会向外翻出，起起到一定的导向作用。然后书本再继续向前推进，首先在下开口槽的作用下，书本包装纸的下边向上翻折。再继续向前推进，在上开口槽的作用下，书本包装纸的上边向下翻折。至此，整个书本打包过程已经完成，再进行捆扎操作。4.3辅助设备书本需要经过机器输送到推书板

39、处，这里可以采用上海悦美机械制造有限公司的挡板式爬坡皮带输送机，该机器可以只一个方向运作，防止书本下滑，机器底部配备滚轮，可以进行设备转移，如图4.13所示。 图4.9 SD120型捆扎机 图4.10 挡板式爬坡皮带输送机第5章 粘胶封口装置的设计5.1 粘胶封口装置的介绍书本打包机的工作原理及工艺动作分解书本打包机的工作原理及工艺动作分解为一下一些步骤： 送书：横向送一摞书。 推书：纵向推一摞书到工位a，使它与工位bg上的六摞书贴紧。 送纸：书推到工位a前，包装纸已先送到位。包装纸原为整卷筒纸，由上向下送够长度后进行裁切。 继续推书前进至工位b，由于在工位b的书摞上下方设置有挡板，以挡住书摞

40、上下方的包装纸，所以书摞推到b时实现包三面。这个工序中推书机构共推动ag的7摞书。 推书机构回程时，折纸机构动作先折侧边(将纸卷包成筒状)，再两端上、下边。 继续折前角。 上步动作完成后，推书机构已进到下一循环的工序，此时将工位b上的书推到工位c。在此过程中，利用工位c两端设置的挡板实现折后角。 推书机构又一次循环到工序时，将工位c的书摞推到工位d。 在工位d向两端涂胶。 在工位e贴封签。 在工位f、g，用电热器把胶烘干。 在工位h时，用人工将包封好的书摞取下。其中，步骤-即为将书本进行封口的几个步骤，其总体示意图如图5.1所示图5.1 书本打包的总流程图5.2 粘胶封口装置的原理及结构分析涂

41、浆贴标签烘干机构的工作原理：通过凸轮的转动带动与凸轮连接的轮轴，并使其上面的水平板块做水平往复运动，四个长方体相邻两长方体间隔130140mm（书摞的宽度），恰好为两摞书中点之间的距离，在推书机构把第二摞书推到涂浆糊处，第一摞书恰好到达贴标签处。直至最后完成烘干。机构主要执行机构为移动凸轮和曲柄滑块机构，曲柄的转动带动移动凸轮上下移动，使涂浆贴标签烘干触头前后移动，从而完成涂浆贴标签和烘干的工作。其中，结构原理图如图5.2所示图5.2 粘胶封口装置原理图5.3 粘胶封口装置模型的建立利用sw软件对这一封口装置进行模型的建立，其模型示意图如图5.3所示,其中弹簧装置为了使得推动杆进行压缩粘贴运动

42、后能够自行返回原处，而曲柄滑块机构则是为了能够实现往复粘贴的多重动作。粘贴纸由人工实现粘贴在粘贴头的前段，在进行包书动作之后，粘贴在包书纸的合并部分。图5.3 粘胶封口装置模型示意图总 结本论文所做的工作有以下一些： (1)搜集了一些有关于各种类型打包装置的资料，并且通过调研结果综合地考虑了目前对于实际中各种书本打包机装置需求的一些具体要求，提出了这一书本打包机的总体结构方案，这样一个机械具有结构新颖、紧凑，体积小，自适应能力强，维修方便等特点。 (2)本文还结合了其他类型的打包装置的独特的结构特点，从而对本文所设计的装置进行了选型，并且还对箱轴进行了一些相关的力学分析和运动同步性的分析，从而计算得到了一些比较重要的设计参数。 另外，本文还查阅了其他一些相关装置的结构和类型，通过对照和分析，研制了这一种实用性装置，并且对该装置的结构进行了多次设计。但是从初步的应用与实际的需求看来，目前还存在着一些不容易解决的问题要去多分析和检验，这里就不再多加叙述。 致 谢本科最后阶段