機(jī)械裝置包裝機(jī)推包機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、摘要：包裝機(jī)推包機(jī)是一種包裝機(jī)中不可缺少的一部分，它推送物品到達(dá)指定包裝工作臺(tái)該機(jī)構(gòu)取代了傳統(tǒng)的人工移動(dòng)物品，工作效率底的缺點(diǎn)， 我所設(shè)計(jì)的推包機(jī)構(gòu)推包，回程一體的全自動(dòng)化功能 其主要設(shè)計(jì)思路來自于對(duì)傳統(tǒng)工藝分解,然后按照相應(yīng)功能的機(jī)構(gòu)部件進(jìn)行設(shè)計(jì),對(duì)比,選定,以及優(yōu)化組合.綜合利用凸輪的往復(fù)運(yùn)動(dòng),齒輪的傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)，以及減速器的定植調(diào)速比的設(shè)定.利用Auto Cad軟件強(qiáng)大繪圖功能,和Word的編輯功能,把設(shè)計(jì)方案圖文并茂,栩栩如生.關(guān)鍵字：凸輪 推包回程 齒輪傳動(dòng) 一、總論及設(shè)計(jì)1.1功能要求推包機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)推送，回程全自動(dòng)一體化的一個(gè)機(jī)構(gòu)。它由推刨機(jī)構(gòu)，回程機(jī)構(gòu)以及電動(dòng)機(jī)組成設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與要求現(xiàn)

2、需要設(shè)計(jì)某一包裝機(jī)的推包機(jī)構(gòu)，要求待包裝的工件1（見圖1）先由輸送帶送到推包機(jī)構(gòu)的推頭2的前方，然后由該推頭2將工件由a處推至b處（包裝工作臺(tái)），再進(jìn)行包裝。為了提高生產(chǎn)率，希望在推頭2結(jié)束回程（由b至a）時(shí)，下一個(gè)工件已送到推頭2的前方。這樣推頭2就可以馬上再開始推送工作。這就要求推頭2在回程時(shí)先退出包裝工作臺(tái)，然后再低頭，即從臺(tái)面的下面回程。因而就要求推頭2按圖示的abcde線路運(yùn)動(dòng)。即實(shí)現(xiàn)“平推水平退回下降降位退回上升復(fù)位”的運(yùn)動(dòng)。要求每5-6s包裝一個(gè)工件，且給定：L=100mm,S=25mm,H=30mm.行程速比系數(shù)K在1.2-1.5范圍內(nèi)選取，推包機(jī)由電動(dòng)機(jī)推動(dòng)。在推頭回程中，除

3、要求推頭低位退回外，還要求其回程速度高于工作行程的速度，以便縮短空回程的時(shí)間，提高工效。至于“cdea”部分的線路形狀不作嚴(yán)格要求。 圖1要求每5-6s包裝一個(gè)工件，且給定：L=100mm,S=25mm,H=30mm.行程速比系數(shù)K在1.2-1.5范圍內(nèi)選取，推包機(jī)由電動(dòng)機(jī)推動(dòng)。在推頭回程中，除要求推頭低位退回外，還要求其回程速度高于工作行程的速度，以便縮短空回程的時(shí)間，提高工效。功能分析：為使包裝機(jī)推頭完成規(guī)定的進(jìn)給回程路線及運(yùn)動(dòng)規(guī)律，需將其運(yùn)動(dòng)功能分成兩部分。1. 推頭有直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，且有急回特性，為此需設(shè)計(jì)進(jìn)給機(jī)構(gòu)。2. 推頭回程時(shí)有低頭運(yùn)動(dòng)，為此需設(shè)計(jì)升降機(jī)構(gòu)。3.為完成規(guī)定路線，需使

4、進(jìn)給與升降聯(lián)動(dòng)，故需有連結(jié)機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)選用：功能執(zhí)行機(jī)構(gòu)工藝動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)給推頭急回進(jìn)給轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿搖桿升降推頭回程低頭凸輪1.2工作原理以及工藝動(dòng)作流程圖推包系統(tǒng)推頭平推至包裝工作臺(tái)包裝機(jī)推包機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)回程系統(tǒng)推頭平推水平退回下降降位退回上升復(fù)位”的運(yùn)動(dòng)。 二、傳動(dòng)方案2.1傳動(dòng)方案的擬定及電動(dòng)選擇：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一般由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)三部分組成如圖： 1電動(dòng)機(jī)2齒輪聯(lián)軸器3減速器2.1.1電動(dòng)機(jī)的選擇：選擇電機(jī)類型：電動(dòng)機(jī)是機(jī)器中運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的來源，其種類很多，有電動(dòng)機(jī)、內(nèi)機(jī)、蒸汽機(jī)、水輪機(jī)、氣輪機(jī)、液動(dòng)機(jī)等。電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、控制方便、維護(hù)容易，一般機(jī)械上大多數(shù)是均采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)

5、已經(jīng)是系列化了，通常由專門的工廠按標(biāo)準(zhǔn)系列成批或大量生產(chǎn)。機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)工作的載荷、工作的要求、工作的環(huán)境、安裝的要求及尺寸、重量有無特殊限制等條件，從產(chǎn)品目錄中選擇電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式、容量和轉(zhuǎn)速，確定具體的型號(hào)。擇電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)型式。生產(chǎn)的單位一般用三相交流電源，如無特殊的要求（如在較大范圍內(nèi)平穩(wěn)地調(diào)速，經(jīng)常啟動(dòng)和反轉(zhuǎn)等），通常都采用三相交流異步電動(dòng)機(jī)。我國(guó)已制定了一標(biāo)準(zhǔn)的系列是一般用途的全封閉的自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕氣體和無特殊要求的機(jī)械，如金屬切削機(jī)床、風(fēng)機(jī)、輸送機(jī)、攪拌機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械食品機(jī)械等。由于系列還具有啟動(dòng)性好的優(yōu)點(diǎn)，因此也適合某些對(duì)啟動(dòng)

6、轉(zhuǎn)矩要求較高的機(jī)械。三相交流異步電動(dòng)機(jī)根據(jù)其額定功率和滿載轉(zhuǎn)速的不同，具有系列型號(hào)。為適應(yīng)不同的安裝需要，同一類的電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)又制成若干種安裝形式。各類型的電動(dòng)機(jī)的參數(shù)和外型及安裝尺寸可查手冊(cè)。2.1.2選定電動(dòng)機(jī)的容量：電動(dòng)機(jī)的容量選得合適與否，對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。當(dāng)容量小于工作要求時(shí)，電動(dòng)機(jī)不能保證工作裝置的正常的工作，或使用電動(dòng)機(jī)因長(zhǎng)期的過載而過早損壞；容量過大則電動(dòng)機(jī)的價(jià)格高，能量不能充分利用，且常常不在滿載下運(yùn)行，其效率和功率的因數(shù)都較低，造成浪費(fèi)。電機(jī)的容量的主要由電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱情況決定，而發(fā)熱又與其工作情況決定。工作機(jī)所需工作功率，應(yīng)由機(jī)器工作阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算得

7、來的，可按下式計(jì)算： 其中：T工作機(jī)的阻力矩，； n工作機(jī)的轉(zhuǎn)速，；傳動(dòng)裝置的總效率組成傳動(dòng)裝置的各部分運(yùn)動(dòng)副效率之積，即 其中： 分別為軸承、齒輪、斜齒輪的傳動(dòng)效率 按推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取一級(jí)傳動(dòng)i1=20-50，二級(jí)圓柱直齒輪的傳動(dòng)比i2=4-6, 三級(jí)圓柱直齒輪的傳動(dòng)比i3=2-4,總的傳動(dòng)范圍為40-200. 根據(jù)附。2選擇Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)經(jīng)過綜合考慮決定選用Y132S8型號(hào)電動(dòng)機(jī)考慮減小噪聲、振動(dòng)等方面的要求時(shí)，最好選用帶傳動(dòng)。當(dāng)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪時(shí)，由于帶與帶輪間的摩擦（或嚙合），便拖動(dòng)從動(dòng)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并傳遞一定動(dòng)力。帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、選價(jià)低廉以及緩沖吸振等特點(diǎn)，

8、在近代機(jī)械中被廣泛應(yīng)用。 帶傳動(dòng)鏈傳動(dòng)但是齒輪傳動(dòng)的制造及安裝精度要求高，價(jià)格較貴，且不宜用于傳動(dòng)距離過大的場(chǎng)合。 蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比大，承載能力較齒輪低，常布置在傳動(dòng)系統(tǒng)的高速級(jí)，以獲得較小的結(jié)構(gòu)尺寸；同時(shí)，摩擦力大，發(fā)熱大。同時(shí)蝸桿傳動(dòng)在嚙合處有相對(duì)滑動(dòng)。當(dāng)滑動(dòng)速度很大，工作條件不夠良好時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較嚴(yán)重的摩擦與磨損，從而引起過分發(fā)熱，使?jié)櫥闆r惡化，因而摩擦損失較大，效率低； 根據(jù)以上的分析比較，再結(jié)合要求的工作條件可以得到，在此采帶傳動(dòng)。據(jù)以上分析，我選擇的電動(dòng)機(jī)是型號(hào)Y160M-4，轉(zhuǎn)速為1440r/min,功率為11kw，功率因數(shù)為0.84，效率為88%。 三、主要執(zhí)行結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)3.

9、1推送回程機(jī)構(gòu) 3.1.1推頭左右運(yùn)動(dòng)方案a：1 軸承 2 推頭 3 凸輪a方案所采用推送機(jī)構(gòu)是如圖所示的類似于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。其主要由凸輪和推頭組成。該機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，凸輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)推頭運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)推頭的左右來回的動(dòng)作。方案b: 方案a采用的是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的組合，優(yōu)點(diǎn)是機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性好，可以實(shí)現(xiàn)所需的各種要求，產(chǎn)生的壓力也大。曲柄運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)推頭完成各種動(dòng)作。綜上所述，b方案明顯優(yōu)于a方案，所以推頭采用b方案的設(shè)計(jì)。3.1.2推頭上下運(yùn)動(dòng)方案a 方案a所采用機(jī)構(gòu)是如圖所示的凸輪機(jī)構(gòu)。其主要由凸輪和推頭串聯(lián)而成。該機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，凸輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)推頭運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)壓和停歇的動(dòng)作。方案b:方案

10、b采用曲柄來帶動(dòng)從動(dòng)件來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)凸輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)推頭完成所需的各種動(dòng)作。此方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不過這個(gè)有個(gè)缺點(diǎn)，就是它沒有急回運(yùn)動(dòng)，此機(jī)構(gòu)滿足所需的要求，但工作效率不是很高，所以不是很理想。該運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間長(zhǎng)，從簡(jiǎn)便等各個(gè)方面的因素考慮，3.2傳動(dòng)裝置3.2.1蝸桿傳動(dòng) 圖2 蝸桿傳動(dòng)3.2.2直齒輪嚙合傳動(dòng) 圖3 直齒輪嚙合傳動(dòng)3.3 機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能根據(jù)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式,繪制機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能,如圖6-1所示減速2推頭左右運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī) 減速1 運(yùn)動(dòng)分支減速2推頭上下運(yùn)動(dòng) 圖4 四、機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案擬定4.1擬定的方案：在第三章中，我已經(jīng)分析了a,b兩個(gè)方案的各構(gòu)件的功能特點(diǎn)。

11、根據(jù)分析和他們各自的工作原理?，F(xiàn)在對(duì)它們進(jìn)行最佳組合。如圖：方案a1 滑塊機(jī)構(gòu)2 推頭3 凸輪4 電動(dòng)機(jī)5 凸輪機(jī)構(gòu)方案b:如下圖1 滑塊機(jī)構(gòu)2 推頭3 凸輪4 傳動(dòng)裝置5 凸輪機(jī)構(gòu)6 電動(dòng)機(jī)顯而易見，綜上所評(píng)方案a為最佳方案。五、系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理5.1方案a的數(shù)據(jù)處理方案a1 滑塊機(jī)構(gòu)2 推頭3 凸輪4 電動(dòng)機(jī)5 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如下：轉(zhuǎn)動(dòng)比公式：i12=n1/n2(1) 每5-6s包裝一個(gè)工件.(2) .行程速比系數(shù)K在1.2-1.5范圍內(nèi).(3) 推頭由低位退回(4) 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率為11KW，1450r/min。5.1.1機(jī)械循環(huán)圖的確定A確定機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)時(shí)間： T=1/Q式中Q表示生

12、產(chǎn)率Q=10個(gè)/分，則T=1/Q=60/10=6 SB：確定各個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的簡(jiǎn)化運(yùn)動(dòng)線路圖 如下圖 推頭 0 90 180 270 360C:確定凸輪的大小 ：凸輪的基圓半徑R：70mm， 從動(dòng)件的最大位移為35mm5.1.2傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)：轉(zhuǎn)動(dòng)比公式：i12=n1/n2 i12=w1/w2=960*6/60=96即從電動(dòng)機(jī)里傳出的轉(zhuǎn)速要減小96倍，傳到機(jī)構(gòu)上，才可以實(shí)現(xiàn)所需的運(yùn)動(dòng) 5.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)處理 圖51 , 2 ,3 ,5傳動(dòng)齒輪, 4- 蝸桿齒輪 （二）計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及分配各級(jí)傳動(dòng)比在前面的方案設(shè)計(jì)中已確定此次設(shè)計(jì)的減速器為齒輪傳動(dòng)，并且采用展開式傳動(dòng)。 分配原則：1、 使各級(jí)的傳動(dòng)的承載能力大致相同（齒面的接觸強(qiáng)度大致相等）。2、 使減速器能獲得最小的外形尺寸和重量。3、 使各級(jí)傳動(dòng)中大齒輪的浸油深度大致相等，潤(rùn)滑方便。 選用減速器為三級(jí)傳動(dòng)，先經(jīng)過三級(jí)減速后，再經(jīng)過分流得到軋輥所需要的轉(zhuǎn)速和方向，經(jīng)過綜合考慮選得名稱模數(shù)齒數(shù)半徑轉(zhuǎn)速r/min齒輪2532128967齒輪3516641450齒輪55966415蝸桿4513014505.3成品的尺寸設(shè)計(jì)包裝尺寸(mm)：長(zhǎng)×寬×高