書本打包機(jī)設(shè)計(jì)說明書

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)題目 書本打包機(jī)學(xué)院 XXXX專業(yè)年級 XXXXXXXXXXX學(xué)號姓名 XXXX指導(dǎo)教師 XXXX二一四年X月機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書專業(yè) XXXX 學(xué)號 XXXXXXXX 姓名 XXXXXX一、 設(shè)計(jì)題目書本打包機(jī)是用牛皮紙將一摞書（5本一摞）包成一包，并在兩端涂漿糊和貼好標(biāo)簽，如下圖所示：二、工作原理及工藝動作過程：包封工藝位置對應(yīng)功能分解：1.橫向送書（送一摞書）。2.縱向推一摞書前進(jìn)到工位a，使 它與工位bg上的六摞書貼緊在一起。3.送紙，書推到工位a前，包裝 紙已經(jīng)先送到位。包裝牛皮紙使用整卷筒紙，由上向下送夠長度后裁切。書本打包機(jī)工藝順序4.繼續(xù)推書前進(jìn)到工位b，在工

2、位b書摞上下方設(shè)置有擋板，以擋住書摞上下方的包裝紙，所以書摞被推到工位b時實(shí)現(xiàn)三面包裝，這一工序共推動ag的七摞書。5.推書機(jī)構(gòu)回程，折紙機(jī)構(gòu)動作，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21實(shí)線所示位置的形狀。7.再次推書前進(jìn)折后角，推書機(jī)構(gòu)又進(jìn)到下一循環(huán)的工序4，此時將工位b上的書推到工位c。在此過程中，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，工位c的書被推至工位d。9.在工位d向兩端涂漿糊。10.在工位e貼封簽。工位布置（俯視圖）11.在工位f、g用電熱器把漿糊烘干。12.在工位h，人工將包封好的書摞取下。綜上分析，可以看出：書本打

3、包機(jī)中的主要機(jī)構(gòu)包括：橫向送書機(jī)構(gòu)、縱向送書機(jī)構(gòu)、送紙機(jī)構(gòu)、裁紙機(jī)構(gòu)、折角機(jī)構(gòu)、涂漿糊貼標(biāo)簽機(jī)構(gòu)以及烘干機(jī)構(gòu)。三、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求：下圖所示為由總體設(shè)計(jì)規(guī)定的各部分的相對位置和有關(guān)尺寸。打包機(jī)各部分的相對位置及有關(guān)尺寸和范圍其中O為機(jī)器主軸的位置，A為機(jī)器中機(jī)構(gòu)的最大允許長度，B為最大允許高度，為工作臺面距主軸的高度，（x，y）為主軸的位置坐標(biāo)，（）為紙卷的位置坐標(biāo)。書本打包機(jī)具體技術(shù)要求為：1.機(jī)構(gòu)的尺寸范圍A= 2000 mm，B= 1600 mm。工作臺面位置：= 400 mm主軸位置：x = 10001100 mm，y = 300400 mm；紙卷位置：= 300 mm，= 300

4、mm。為了保證工作安全、臺面整潔，推書機(jī)構(gòu)最好放在工作臺面以下。2.工藝要求的數(shù)據(jù)書摞尺寸：寬度a= 130140 mm；長度b= 180220 mm；高度c= 180220 mm。推書起始位置：= 200 mm。推書行程：H= 400 mm。推書次數(shù)（主軸轉(zhuǎn)速）：n= (10±0.1) r/min（電動機(jī)轉(zhuǎn)速：1440 r/min）。主軸轉(zhuǎn)速不均勻系數(shù)： 1/4。紙卷直徑：d= 400 mm。四、設(shè)計(jì)方案提示：1.此題包含較豐富的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析內(nèi)容，由一組學(xué)生完成全題。 2.推書機(jī)構(gòu)、送紙機(jī)構(gòu)、裁紙機(jī)構(gòu)之間有嚴(yán)格的時間匹配與順序關(guān)系，應(yīng)考慮這些機(jī)構(gòu)之間的傳動鏈設(shè)計(jì)。五、設(shè)計(jì)的主要任

5、務(wù)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。內(nèi)容包括縱向推書機(jī)構(gòu)和送紙、裁紙機(jī)構(gòu)，以及從電動機(jī)到主軸之間的傳動機(jī)構(gòu)。確定傳動比分配。2.書本打包機(jī)一般應(yīng)包括凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、平面連桿機(jī)構(gòu)等三種以上常用機(jī)構(gòu)。3.按比例畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖，標(biāo)注出主要尺寸；畫出包、封全過程中機(jī)構(gòu)的運(yùn)動循環(huán)圖（全部工藝動作與主軸轉(zhuǎn)角的關(guān)系圖）。4.設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)。并進(jìn)行運(yùn)動分析。繪制運(yùn)動線圖。5.設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)。確定運(yùn)動規(guī)律，選擇基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑，計(jì)算凸輪廓線。6.設(shè)計(jì)計(jì)算其中一對齒輪機(jī)構(gòu)。7.編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。8.學(xué)生可進(jìn)一步完成書本打包機(jī)的計(jì)算機(jī)演示驗(yàn)證等。完成日期：2014年

6、xx月XX日 指導(dǎo)教師：XXXXXX摘要：本設(shè)計(jì)說明書為書本打包機(jī)的具體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及部分參數(shù)的計(jì)算。整個設(shè)計(jì)過程分為：提出構(gòu)思、分析可行性、畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖、參數(shù)測定及計(jì)算等幾個階段。期間運(yùn)用某些畫圖軟件以及對各種資料的查閱，經(jīng)過小組討論逐步確定方案并進(jìn)行分工設(shè)計(jì)。最終確定機(jī)構(gòu)包括橫向送書機(jī)構(gòu)、縱向推書機(jī)構(gòu)、送紙機(jī)構(gòu)、裁紙機(jī)構(gòu)、折角機(jī)構(gòu)、涂漿糊貼標(biāo)簽機(jī)構(gòu)以及烘干機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。目 錄第一章 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)- 7 -第一節(jié) 橫向送書機(jī)構(gòu)- 7 -1.1.1 書本打包機(jī)橫向送書機(jī)構(gòu)- 7 -1.1.2 橫向送書機(jī)構(gòu)的工作原理- 7 - 橫向送書機(jī)構(gòu)對比機(jī)構(gòu)- 8 -第二節(jié) 縱向送書機(jī)構(gòu)- 9 - 書

7、本打包機(jī)縱向推書機(jī)構(gòu)- 9 -1.2.2 縱向推書機(jī)構(gòu)的工作原理- 9 -1.2.3 縱向送書機(jī)構(gòu)的平面連桿運(yùn)動線圖- 10 -第三節(jié) 送紙機(jī)構(gòu)- 11 - 書本打包機(jī)送紙機(jī)構(gòu)- 11 -1.3.2 送紙機(jī)構(gòu)的工作原理- 11 -1.3.3 送紙機(jī)構(gòu)對比- 11 -第四節(jié) 裁紙機(jī)構(gòu)- 12 -1.4.1 書本打包機(jī)裁紙機(jī)構(gòu)- 12 -1.4.2 凸輪參數(shù)計(jì)算- 13 -第五節(jié) 折角機(jī)構(gòu)- 14 -1.5.1 書本打包機(jī)折上下邊機(jī)構(gòu)- 14 -1.5.2 折前角機(jī)構(gòu)- 15 -第六節(jié) 涂漿糊、貼標(biāo)簽、烘干機(jī)構(gòu)- 15 -1.6.1 書本打包機(jī)涂漿糊、貼標(biāo)簽、烘干機(jī)構(gòu)- 15 -1.6.2 涂漿糊

8、貼標(biāo)簽烘干機(jī)構(gòu)的工作原理- 16 -第二章 機(jī)構(gòu)組合及傳動機(jī)構(gòu)- 17 -第一節(jié) 所有機(jī)構(gòu)簡圖匯總- 17 -第二節(jié) 機(jī)構(gòu)總運(yùn)動循環(huán)圖- 17 -第三節(jié) 傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及電機(jī)選擇- 18 -2.3,1 傳動機(jī)構(gòu)選擇- 18 - 數(shù)據(jù)計(jì)算- 18 -第三章 人員分工及設(shè)計(jì)心得體會- 19 -一、人員分工- 19 -二、設(shè)計(jì)心得體會- 19 -參考文獻(xiàn)- 20 -第一章 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括橫向送書機(jī)構(gòu)、縱向推書機(jī)構(gòu)、送紙機(jī)構(gòu)、裁紙機(jī)構(gòu)、折角機(jī)構(gòu)、涂漿糊貼標(biāo)簽機(jī)構(gòu)以及烘干機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)書本打包的功能。第一節(jié) 橫向送書機(jī)構(gòu)1.1.1 書本打包機(jī)橫向送書機(jī)構(gòu)橫向送書機(jī)構(gòu)的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)為凸輪機(jī)構(gòu)和

9、齒輪齒條機(jī)構(gòu)，其機(jī)構(gòu)簡圖如圖所示：橫向送書機(jī)構(gòu)1.1.2 橫向送書機(jī)構(gòu)的工作原理橫向送書機(jī)構(gòu)的工作流程：通過主動件凸輪的轉(zhuǎn)動將速度通過齒條2齒條2帶動齒輪1,2轉(zhuǎn)動，并且由齒輪1,2控制不同的傳動比齒輪1帶動齒條1和其上推頭橫向運(yùn)動完成橫向送書動作。1.1.3 橫向送書機(jī)構(gòu)對比機(jī)構(gòu)橫向送書機(jī)構(gòu)對比機(jī)構(gòu)上圖所示的連桿滑塊機(jī)構(gòu)也可以實(shí)現(xiàn)橫向送書的功能，但是通過對比凸輪齒條機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動要求比較容易設(shè)計(jì)各種傳動比的要求，而且結(jié)構(gòu)緊湊。連桿滑塊機(jī)構(gòu)制造容易，但設(shè)計(jì)較為困難，連桿機(jī)構(gòu)隨著構(gòu)件和運(yùn)動副數(shù)目的增加，積累誤差較大，傳動精度不高。因此我們確定凸輪齒條方案為橫向送書機(jī)構(gòu)。第二節(jié)

10、縱向送書機(jī)構(gòu)1.2.1 書本打包機(jī)縱向推書機(jī)構(gòu)縱向推書機(jī)構(gòu)的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)為凸輪機(jī)構(gòu)和連桿滑塊推頭機(jī)構(gòu)，其機(jī)構(gòu)如圖所示：縱向推書機(jī)構(gòu)1.2.2 縱向推書機(jī)構(gòu)的工作原理一、縱向推書機(jī)構(gòu)的工作流程：通過主動件凸輪的轉(zhuǎn)動帶動連桿擺動再帶動滑塊做往復(fù)運(yùn)動，從而完成縱向推書動作。二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖：縱向推書機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖縱向推書機(jī)構(gòu)在機(jī)構(gòu)在0°120°向推書機(jī)構(gòu)在期間完成縱向推書動作：0°80°完成單摞推書，80°120°完成七摞推書，120°220°推頭回退，220°360°推頭不動。 縱向送書機(jī)構(gòu)的平面

11、連桿運(yùn)動線圖對機(jī)構(gòu)進(jìn)行高副低代并進(jìn)行桿組分析得如下兩個級桿組和一個主動件：桿組分析具體運(yùn)動分析由于過于復(fù)雜，在此省略。 第三節(jié) 送紙機(jī)構(gòu)1.3.1 書本打包機(jī)送紙機(jī)構(gòu)送紙機(jī)構(gòu)的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)為連桿彈簧機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)，其機(jī)構(gòu)簡圖如圖所示：送紙機(jī)構(gòu)1.3.2 送紙機(jī)構(gòu)的工作原理一、送紙機(jī)構(gòu)工作原理：送紙機(jī)構(gòu)主要實(shí)現(xiàn)當(dāng)有一摞書推來時從包裝紙筒上扯下一定長度的包裝紙，然后剪斷。根據(jù)書本尺寸，每份包裝紙的尺寸700mm×400mm。送紙采用橡膠摩擦輪傳動，凸輪轉(zhuǎn)動帶動連桿擺動，與紙卷接觸的滾子摩擦系數(shù)較大，連桿擺動使?jié)L子與紙筒接觸并產(chǎn)生相對滾動，從而將紙自上而下的傳送，傳送定量距離后將紙裁斷。二

12、、送紙機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：送紙機(jī)構(gòu)中的滾紙筒直徑D=50mm，可繞紙筒中心軸自由轉(zhuǎn)動，凸輪運(yùn)動規(guī)律與橫向送書機(jī)構(gòu)的凸輪運(yùn)動規(guī)律相似，故其輪廓與其相似。1.3.3 送紙機(jī)構(gòu)對比摩擦輪與不完全齒輪組合機(jī)構(gòu)送紙如下圖所示：送紙機(jī)構(gòu)對比機(jī)構(gòu)一、運(yùn)動原理：用皮帶輪控制另一個主動輪，按額定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，通過不完全齒輪控制摩擦輪的運(yùn)動，當(dāng)需要送紙的時候使不完全齒輪與完全齒輪相嚙合，實(shí)現(xiàn)送紙，不需要時使不完全齒輪的圓滑面與齒輪相切，實(shí)現(xiàn)傳紙的間歇。二、 優(yōu)點(diǎn)：空間構(gòu)件靈活，簡單，穩(wěn)定性好，設(shè)計(jì)簡單。缺點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)性較差。三、方案選擇：比較兩個方案，選用了第二個方案，因它結(jié)構(gòu)簡單，容易制造、裝配，穩(wěn)定性好，并滿足送紙要求，另外

13、，由不完全齒輪對送紙的時間實(shí)現(xiàn)控制，與其它機(jī)構(gòu)的配合度高。第四節(jié) 裁紙機(jī)構(gòu)1.4.1 書本打包機(jī)裁紙機(jī)構(gòu)工藝動作主軸轉(zhuǎn)角工藝動作主軸轉(zhuǎn)角橫向送書150° 340°送紙200°360°70°折側(cè)邊，折兩端上下邊，折前角180° 340°裁紙70°80°涂漿糊,貼封簽,烘干180° 340°各機(jī)構(gòu)運(yùn)動要求由上表知裁紙過程中主軸轉(zhuǎn)角為70°80°。為了防止從動件運(yùn)動過程中產(chǎn)生沖擊，要求推程時從動件運(yùn)動規(guī)律按正弦規(guī)律變化?；爻踢^程中仍舊按正弦加速度規(guī)律設(shè)計(jì)凸輪。凸輪的最大推

14、程為50mm，設(shè)計(jì)凸輪從動件是直動型的，基圓半徑50mm，滾子半徑10mm。設(shè)計(jì)裁紙刀距離紙張40mm，下圖為從動件運(yùn)動位移與凸輪轉(zhuǎn)角關(guān)系。凸輪運(yùn)動位移、轉(zhuǎn)角示意圖所以通過上圖，運(yùn)用圖解法可得凸輪輪廓線及裁紙機(jī)構(gòu)大致為如下機(jī)構(gòu)：裁紙機(jī)構(gòu)1.4.2 凸輪參數(shù)計(jì)算一、最大壓力角：凸輪機(jī)構(gòu)在運(yùn)動過程中，其壓力角是不斷變化的。為了觀察機(jī)構(gòu)壓力角的變化情況，以找出最大壓力角，可對機(jī)構(gòu)進(jìn)行高副低代，換成低副機(jī)構(gòu)加以觀察。滾子中心可視為從動件尖端，它與理論輪廓線形成高副接觸。計(jì)算時可將某一位置時滾子中心與凸輪接觸點(diǎn)的曲率中心分別代以轉(zhuǎn)動副鉸接一個虛擬構(gòu)件來代替高副，從而得到一個曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。經(jīng)作圖計(jì)算，最大

15、壓力角為=36.5°<=30°38°二、最小曲率半徑：校核實(shí)際輪廓線的最小曲率半徑時，由a min +滾子半徑r = min得最小曲率半徑，由高數(shù)公式 =（x2+y2）2/3/xy” - x”y，并逐點(diǎn)求解得最小曲率半徑min < 。第五節(jié) 折角機(jī)構(gòu)1.5.1 書本打包機(jī)折上下邊機(jī)構(gòu)一、折上下邊機(jī)構(gòu)的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)為凸輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)，折上下邊機(jī)構(gòu)簡圖如圖所示：折上下邊機(jī)構(gòu)二、折上下邊機(jī)構(gòu)工作原理： 通過凸輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動，帶動連桿擺動，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)假肢桿件的間隙閉合開啟運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)折上下邊的功能。三、機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)： 該機(jī)構(gòu)主要優(yōu)點(diǎn)是通過凸輪較小幅度的回轉(zhuǎn)運(yùn)動實(shí)現(xiàn)了假

16、肢桿件較大幅度的間隙閉合開啟運(yùn)動，而且可以同時折好上下邊，提高了工作效率。另外，由于凸輪回轉(zhuǎn)幅度較小，因而整體機(jī)構(gòu)所占空間小，整體顯得十分緊湊。 折前角機(jī)構(gòu)一、折前角機(jī)構(gòu)的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)為一個隨軸回轉(zhuǎn)的半球形轉(zhuǎn)子，其機(jī)構(gòu)示意圖如下圖所示：折前角機(jī)構(gòu)二、折前角機(jī)構(gòu)工作原理：該機(jī)構(gòu)隨軸轉(zhuǎn)動，上下邊折好后，半球形轉(zhuǎn)子剛好轉(zhuǎn)過來實(shí)現(xiàn)折前角的功能。后角利用固定擋板折好。三、機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：該機(jī)構(gòu)十分簡單，容易實(shí)現(xiàn)，而且制造成本低，性價比很高。第六節(jié) 涂漿糊、貼標(biāo)簽、烘干機(jī)構(gòu)1.6.1 書本打包機(jī)涂漿糊、貼標(biāo)簽、烘干機(jī)構(gòu) 涂漿糊貼標(biāo)簽烘干機(jī)構(gòu)的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)為凸輪擺桿機(jī)構(gòu)，將此機(jī)構(gòu)分解成四部分，涂漿糊 貼標(biāo)簽 烘干

17、 二次烘干，其機(jī)構(gòu)簡圖如圖所示：漿糊貼標(biāo)簽烘干示意圖它們的機(jī)構(gòu)都可以用凸輪擺桿滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。凸輪的轉(zhuǎn)動使得滑塊往復(fù)運(yùn)動，完成各個動作。涂漿糊、貼標(biāo)簽、烘干機(jī)構(gòu)1.6.2 涂漿糊貼標(biāo)簽烘干機(jī)構(gòu)的工作原理通過凸輪的轉(zhuǎn)動帶動與凸輪連接的輪軸，并使其上面的水平板塊做水平往復(fù)運(yùn)動，四個長方體相鄰兩長方體間隔130140mm（書摞的寬度），恰好為兩摞書中點(diǎn)之間的距離，在推書機(jī)構(gòu)把第二摞書推到涂漿糊處，第一摞書恰好到達(dá)貼標(biāo)簽處。直至最后完成烘干。第二章 機(jī)構(gòu)組合及傳動機(jī)構(gòu)第一節(jié) 所有機(jī)構(gòu)簡圖匯總書本打包機(jī)總簡圖上圖所示為書本打包機(jī)總簡圖，該圖中分別表達(dá)了橫向送書機(jī)構(gòu)、縱向推書機(jī)構(gòu)、送紙機(jī)構(gòu)、裁紙機(jī)構(gòu)、折上下

18、邊機(jī)構(gòu)、折前角、涂漿糊、貼標(biāo)簽、烘干機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)簡圖。通過該簡圖可以了解書本打包機(jī)的運(yùn)行過程和打包過程。第二節(jié) 機(jī)構(gòu)總運(yùn)動循環(huán)圖機(jī)構(gòu)總運(yùn)動循環(huán)圖如下圖所示：機(jī)構(gòu)總運(yùn)動循環(huán)圖第三節(jié) 傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及電機(jī)選擇2.3,1 傳動機(jī)構(gòu)選擇電機(jī)選擇1000r/min，并選擇適當(dāng)?shù)凝X輪組成輪系以達(dá)到需要的傳動比，設(shè)計(jì)的傳動機(jī)構(gòu)如下圖所示：傳動機(jī)構(gòu) 數(shù)據(jù)計(jì)算由選定的數(shù)據(jù)：電動機(jī)轉(zhuǎn)速n1=1000r/min，主軸轉(zhuǎn)速n4=10r/min，傳動比為100可通過計(jì)算得到各個齒輪的齒數(shù)。計(jì)算過程： i14=d2*z2*z4÷d1*z1*z3=100取輪1直徑d1=15mm ，輪2直徑d2=25mm ，z1=20 ，z2=135 ，z3=18 ，z4=160，模數(shù)m=2 ，壓力角=20°第三章 人員分工及設(shè)計(jì)心得體會一、人員分工總體方案討論確定XXXXXXXXXXXXXXXX繪圖XXXXXXXXPPT制作XXXXXXXXX各機(jī)構(gòu)具體分工：縱向送書機(jī)構(gòu)：XXXXXXXX裁紙機(jī)構(gòu)：XX傳動機(jī)構(gòu)：XX送紙機(jī)構(gòu)：XX其它機(jī)構(gòu)共同討論或自由發(fā)揮人員排序：XXXXXXXXXXXXX二、設(shè)計(jì)心得體會經(jīng)過這次短暫而有意義的課程設(shè)計(jì)，我們對這一整個學(xué)期學(xué)習(xí)到的機(jī)械原理知識有了更加深入的體會和認(rèn)識