書(shū)本打包機(jī)設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)

1、機(jī) 械 原 理 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)書(shū)本打包機(jī)設(shè)計(jì)院系：專(zhuān) 業(yè)：年 級(jí)：學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：2011年11月摘要書(shū)本打包機(jī)是印刷廠為了把印刷的圖書(shū)更快， 更美觀的把圖書(shū)包裝起來(lái)而設(shè) 計(jì)的專(zhuān)門(mén)用來(lái)打包書(shū)本的機(jī)構(gòu)。書(shū)本打包機(jī)的設(shè)計(jì)主要分為：提出構(gòu)思，計(jì)算自由度，分析可行性，畫(huà)出機(jī) 構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，最后進(jìn)行加工生產(chǎn)。其原理也很簡(jiǎn)單，主要分為推書(shū)機(jī)構(gòu)，送紙機(jī) 構(gòu)，裁紙機(jī)構(gòu)，折紙包裝機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。在包裝過(guò)程中，幾個(gè)機(jī)構(gòu)相互配合而 進(jìn)行打包。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程要求有相應(yīng)的數(shù)據(jù)計(jì)算，CAD繪制的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，和對(duì)應(yīng)的總裝配圖，最后附上心得體會(huì)和與設(shè)計(jì)有相關(guān)的參考文獻(xiàn)。關(guān)鍵詞 ：書(shū)本打包機(jī)；機(jī)構(gòu)；運(yùn)動(dòng)；簡(jiǎn)

2、圖 .目錄1. 設(shè)計(jì)題目.12. 工作流程及工藝動(dòng)作過(guò)程.13. 原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求.54. 設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟 .85. 心得體會(huì) .156. 參考文獻(xiàn) .15：設(shè)計(jì)題目書(shū)本打包機(jī)設(shè)計(jì)及說(shuō)設(shè)計(jì)書(shū)本打包機(jī)中的推書(shū)機(jī)構(gòu)，送紙機(jī)構(gòu)及裁紙機(jī)構(gòu)。書(shū)本打包機(jī)的用途是用牛皮紙將書(shū)包成一包，并在兩端貼好標(biāo)簽(如圖1)工作流程及工藝動(dòng)作過(guò)書(shū)摞包、封過(guò)程工藝順序及各工位布置分別如圖二、三所示，分述如下：(1) 橫向送書(shū)(送一摞書(shū) )。(2)縱向推書(shū)前進(jìn)(推一摞書(shū))到工位a,使它與工位bg上的六摞書(shū)貼緊 在一起。( 3) 送包裝紙。包裝紙?jiān)瓰檎硗布?由上向下送夠長(zhǎng)度后進(jìn)行裁切。(4)繼續(xù)推書(shū)前進(jìn)到工位b,在工位b處

3、書(shū)摞上下方設(shè)置有擋板，以擋住書(shū) 摞上下方的包裝紙，所以書(shū)摞被推到工位 b時(shí)實(shí)現(xiàn)三面包，這一工序共推動(dòng) a g 的七摞書(shū)。( 5) 推書(shū)機(jī)構(gòu)回程，折紙機(jī)構(gòu)動(dòng)作，先折側(cè)邊將紙包成筒狀，再折兩端上、 下邊。(6) 繼續(xù)折前角。將包裝紙折成如圖三實(shí)線所示位置的形狀。(7) 再次推書(shū)前進(jìn)折后角。推書(shū)機(jī)構(gòu)又進(jìn)到下一循環(huán)的工序( 4)，此時(shí)將工 位b上的書(shū)推到工位c。在此過(guò)程中，利用工位c兩端設(shè)置的擋板實(shí)現(xiàn)折后角。(8) 在實(shí)現(xiàn)上一步工序的同時(shí)，工位 c的書(shū)被推至工位do(9) 在工位 d 處向兩端涂漿糊。(10) 在工位 e 貼封簽。(11) 在工位f、g，用電熱器把漿糊烘干。(12) 在工位h,人工將包

4、封好的書(shū)摞取下。圖一書(shū)本打包機(jī)的功用7折瀚角折后角涂漿糊 貼封翁 煥干圖二包、封工藝順序圖四縱向推書(shū)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖-_02圖五 縱向推書(shū)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求方X1y1yXDO20H31r010203m4案(mm(mm(mm(mm(°)(mm(o )(o )(mm(o )(o )(o )(kg)11203006501001002004045101201001405212035065020010020040451012010014063120400650300100200404510120100140641103006501001002004045101201001405511

5、0350650200100200404510120100140661104006503001002004045101201001406710035065030010020040451012010014068100300650100100200404510120100140591003506502001002004045101201001405109035065030010020040451012010014061、推書(shū)機(jī)構(gòu)的基本數(shù)據(jù)為了保證工作安全、臺(tái)面整潔，推書(shū)機(jī)構(gòu)最好放在工作臺(tái)面以下2、工藝要求的數(shù)據(jù)書(shū)摞尺寸：寬度a 130140mm長(zhǎng)度b 180220mm高度c 180220mm 推書(shū)起

6、始位置：Xd。表中數(shù)據(jù)。推書(shū)行程：H表中數(shù)據(jù)。推書(shū)次數(shù)(主軸轉(zhuǎn)速)：n (10 ± 0.1)r / min主軸轉(zhuǎn)速不均勻系數(shù)：< 1/4。3、縱向推書(shū)運(yùn)動(dòng)要求(1) 推書(shū)運(yùn)動(dòng)循環(huán)：整個(gè)機(jī)器的運(yùn)動(dòng)以主軸回轉(zhuǎn)一周為一個(gè)循環(huán)周期。因此, 可以用主軸的轉(zhuǎn)角表示推書(shū)機(jī)構(gòu)從動(dòng)件(推頭或滑塊)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。推書(shū)動(dòng)作占時(shí)1/3周期，相當(dāng)于主軸轉(zhuǎn)120 °快速退回動(dòng)作占時(shí)小于1/3周期，相當(dāng)于主軸轉(zhuǎn)角100 °停止不動(dòng)占時(shí)大于1/3周期，相當(dāng)于主軸轉(zhuǎn)角140 °。具體的每個(gè)運(yùn)動(dòng)時(shí)期內(nèi)縱向推書(shū)機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的工藝動(dòng)作與主軸轉(zhuǎn)角的關(guān)系如下表所示：主軸轉(zhuǎn)角推書(shū)機(jī)構(gòu)執(zhí)行滑塊的動(dòng)作

7、主軸轉(zhuǎn)角推書(shū)機(jī)構(gòu)執(zhí)行滑塊的動(dòng)作0° -80°推單摞書(shū)前進(jìn)120° -220°滑塊退回°°推七摞書(shū)前進(jìn)，同時(shí)折°°80 -120后角220 -360滑塊停止不動(dòng)如圖五所示為推書(shū)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖(2) 推書(shū)前進(jìn)和退回時(shí)，要求采用等加速、等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律。4、其他機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系如下表所示工藝動(dòng)作主軸轉(zhuǎn)角工藝動(dòng)作主軸轉(zhuǎn)角橫向送書(shū)150° -340°折側(cè)邊，折兩端上、下邊，折°0送紙200 360 70180 -340前角裁紙70°80°涂漿糊，貼封簽，烘干180° -

8、340°5、各工作阻力的數(shù)據(jù)(1) 每摞書(shū)的質(zhì)量為4.6kg。(2) 橫向送書(shū)機(jī)構(gòu)的阻力可假設(shè)為常數(shù)，相當(dāng)于主軸上有等效阻力矩M c4 40N m。(3) 送紙、裁紙機(jī)構(gòu)的阻力也假設(shè)為常數(shù)，相當(dāng)于主軸上有等效阻力矩M c5 10N - m。(4) 折后角機(jī)構(gòu)的阻力，相當(dāng)于四摞書(shū)的摩擦阻力(設(shè)摩擦系數(shù) f 0.1)。折 算到主軸上的阻力矩。(5) 折邊、折前角機(jī)構(gòu)的阻力總和，相當(dāng)于主軸上受到等效阻力矩Mc6，其大小可用機(jī)器在縱向推書(shū)行程中(即主軸轉(zhuǎn)角從0°轉(zhuǎn)至120o范圍中)主軸所受縱向推書(shū)阻力矩的平均值Mcm3表示為M c6 = 6 M cm3其中皿創(chuàng)3大小可由下式求出nM

9、 c3iM cm3=丄n式中，Mc3i為推程中各分點(diǎn)的阻力矩的值；n為推程中的分點(diǎn)數(shù)。(6) 涂漿糊、貼封簽和烘干機(jī)構(gòu)的阻力總和，相當(dāng)于主軸上受到等效阻力矩Mc7，其大小可用Mc3表示為M c7 8 M cm3四：設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟1、根據(jù)給定的原始數(shù)據(jù)和工藝要求，構(gòu)思并選定機(jī)構(gòu)方案。除縱向推書(shū)機(jī) 構(gòu)按圖四設(shè)計(jì)外，送紙、裁紙機(jī)構(gòu)以及從電動(dòng)機(jī)到主軸(圖四所示凸輪軸)之間 的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)畫(huà)出機(jī)械傳動(dòng)示意圖。并確定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及送紙、裁紙機(jī)構(gòu)中與整機(jī) 運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)配合有關(guān)的主要尺寸或參數(shù)：如齒輪的齒數(shù)、模數(shù)、皮帶輪直徑、各機(jī) 械間相互位置尺寸等。畫(huà)出包封全過(guò)程中機(jī)械的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖，即全部工藝動(dòng)作與 主軸轉(zhuǎn)角的關(guān)系圖

10、。2、設(shè)計(jì)縱向推書(shū)機(jī)構(gòu)：按23人為一組，每組一個(gè)方案。每人選擇方案中 的兩個(gè)位置(注意兩個(gè)點(diǎn)要分別取在推程和回程)。(1) 用圖解法初選AC桿長(zhǎng)度，找出 3 max 與 3min 的大致范圍。并保證滑塊能 達(dá)到行程H。(2) 按(3max)min的原則最后確定AC和 CD桿的長(zhǎng)度。應(yīng)滿足3max 3的要求。(注意：要保證C點(diǎn)低于滑塊導(dǎo)路以保證安全)(3) 設(shè)擺桿AC的擺角2與凸輪轉(zhuǎn)角i為等加速、等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，對(duì)搖桿滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，繪出S41、 21、V41、 41線圖。(4) 對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行力分析，求出主軸上的阻力矩在主軸旋轉(zhuǎn)一周中的一系列數(shù)值，即M cj M c( i )式中 為主軸的轉(zhuǎn)

11、角， i 為主軸回轉(zhuǎn)一周中的各分點(diǎn)的序號(hào)(每人求兩個(gè)分點(diǎn)的值)。力分析時(shí)，只考慮工作阻力、重力和慣性力。 匯集本組其他人的數(shù)據(jù)。繪制 Mc 1線圖并計(jì)算出阻力矩的平均值 M cm。(5) 根據(jù)上面求出的平均阻力矩Mcm，考慮各運(yùn)動(dòng)副的效率。估算出整機(jī)效率，算出所需電動(dòng)機(jī)功率的理論值 N計(jì)，再乘以安全系數(shù)K (一般取K = 1.2 1.4)，得出電動(dòng)機(jī)功率 N 電，查閱電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品目錄，選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)，應(yīng)使所選 電動(dòng)機(jī)的額定功率 N N 電。(6) 根據(jù)力矩曲線和給定的速度不均勻系數(shù)，不計(jì)各構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣 量，計(jì)算出飛輪的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。指出飛輪安裝在哪根軸上較合理。( 7)根據(jù) 21 曲線，用

12、作圖法設(shè)計(jì)凸輪輪廓，并校核實(shí)際輪廓是否變尖或失真，校核 1max 1 。3.CAD 繪制運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及分析說(shuō)明縱向推書(shū)機(jī)構(gòu)方案凸輪機(jī)構(gòu)和杠桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行放大 圖六運(yùn)動(dòng)擬定：通過(guò)凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)控制搖桿的擺動(dòng)角度，用杠桿放大原理進(jìn)行行程的放大，當(dāng) 凸輪達(dá)到最大推程時(shí)，杠桿把書(shū)剛好退到b的位置，而當(dāng)回程到基圓時(shí)，凸輪近 休，杠桿間歇停止140°,等待系統(tǒng)的下一周期循環(huán)。優(yōu) 點(diǎn)：杠桿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工和安裝比較方便，加工成本低，容易控制和調(diào)節(jié)，運(yùn)動(dòng)清晰明了，可滿足運(yùn)動(dòng)要求。缺 點(diǎn)：杠桿的承載力不大，容易索性變形，杠桿結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)擺幅大，占空間， 效率低，凸輪加工難，易磨損，成本高。送紙機(jī)構(gòu)方案摩擦輪一不完全齒輪

13、組合機(jī)構(gòu)送紙運(yùn)動(dòng)擬定：用皮帶輪控制另一個(gè)主動(dòng)輪，按額定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)不完全齒輪 控制摩擦輪的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)需要送紙的時(shí)候使不完全齒輪與完全齒輪相嚙合，實(shí)線 送紙，不需要時(shí)使不完全齒輪的圓滑面與齒輪相切，實(shí)現(xiàn)傳紙的間歇。優(yōu) 點(diǎn)：空間構(gòu)件靈活，簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。缺 點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)性較差。剪紙機(jī)構(gòu)方案9運(yùn)動(dòng)擬定：皮帶傳動(dòng)再利用凸輪與推桿機(jī)構(gòu)完成紙的剪切優(yōu)點(diǎn)：凸輪運(yùn)用簡(jiǎn)單容易識(shí)別。缺 點(diǎn)：凸輪設(shè)計(jì)比較麻煩。折紙機(jī)構(gòu)在推書(shū)的過(guò)程中由于b工位上上下設(shè)有擋板，所以當(dāng)書(shū)被推到b工位時(shí)實(shí)現(xiàn)包三 面，再利用凸輪連桿機(jī)構(gòu)折前面，利用連桿滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)折側(cè)邊。 再利用齒輪機(jī) 構(gòu)使折筒做圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)折前角，最后利用推書(shū)運(yùn)動(dòng)

14、將書(shū)推到c工位上。在此過(guò) 程中利用工位c兩端設(shè)置的擋板實(shí)現(xiàn)折后角。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案四級(jí)齒輪傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)擬定：馬達(dá)通過(guò)皮帶把轉(zhuǎn)動(dòng)傳到齒輪，通過(guò)四級(jí)齒輪減速，達(dá)到轉(zhuǎn)速要求 優(yōu) 點(diǎn)：通過(guò)馬達(dá)解決了機(jī)構(gòu)卡死導(dǎo)致馬達(dá)燒壞的現(xiàn)象，相對(duì)于渦輪蝸桿傳 動(dòng)力大，齒輪造價(jià)低，空間小。缺 點(diǎn)：占用空間大。15書(shū)本打包機(jī)總流程圖五：心得體會(huì)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的工作，過(guò)程曲折可謂一語(yǔ)難盡。在此期間我也失落過(guò)，也 曾一度熱情高漲。 從開(kāi)始時(shí)滿富盛激情到最后汗水背后的復(fù)雜心情， 點(diǎn)點(diǎn)滴滴無(wú) 不令我回味無(wú)長(zhǎng)。同時(shí)我認(rèn)為我們的工作是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作， 團(tuán)隊(duì)需要個(gè)人， 個(gè)人也離不開(kāi)團(tuán) 隊(duì)，必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。 某個(gè)人的離群都可能導(dǎo)致導(dǎo)致整項(xiàng)工作的失 敗。實(shí)習(xí)中只有一個(gè)人知道原理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的， 必須讓每個(gè)人都知道， 否則一個(gè) 人的錯(cuò)誤， 就有可能導(dǎo)