全自動(dòng)書本打包機(jī)的推書機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、1右口渝*學(xué)訝技學(xué)范畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目全自動(dòng)書本打包機(jī)的推書機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)系 另I_專業(yè)名稱_ 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化_班級(jí)學(xué)號(hào)_學(xué)生姓名_指導(dǎo)教師_2畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師 的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo) 注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成 果，也不包含我為獲得_ 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文 中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名：_日 期：_指導(dǎo)教師簽名：_日 期：_使用授權(quán)說明本人

2、完全了解_大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本; 學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與 閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論 文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部?jī)?nèi)容。作者簽名：_日 期：_3學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究 所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包 含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出 重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到 本

3、聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同 意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許 論文被查閱和借閱。本人授權(quán) _大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描 等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日4右g竝/T大學(xué)謁技學(xué)底學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人聲明，所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的研究成果。除了文中 特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含法律意義上已屬于他人的任何形

4、式的研究 成果，也不包含本人已用于其他學(xué)位申請(qǐng)的論文或成果。對(duì)本文的研究成果作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果 由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、 使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并 向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)南昌航空大學(xué)科技學(xué)院可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索， 可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。作者簽名：日期：導(dǎo)師簽名：日期：5全自動(dòng)書本打包機(jī)的推書機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：班級(jí)：指導(dǎo)老師：摘要：為了能設(shè)計(jì)出性

5、能更好、更符合客戶需求的全自動(dòng)書本打包機(jī)推書機(jī)構(gòu)，本 文將根據(jù)書本打包機(jī)的工作原理及其要求研究設(shè)計(jì)更高效節(jié)能的推書機(jī)構(gòu)。在對(duì)打包機(jī)推書機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，推書機(jī)構(gòu)要求執(zhí)行構(gòu)件在工作行程中等速直動(dòng)并具有急回特 性。經(jīng)過了方案分析比較，本文推書機(jī)構(gòu)由凸輪連桿機(jī)構(gòu)、 齒輪齒條機(jī)構(gòu)以及其他輔 助支件組成。主要完成的工作總結(jié)如下：（1）擬定推書機(jī)構(gòu)總體方案并進(jìn)行方案分析；（2）進(jìn)行主要零部件的設(shè)計(jì)與校核計(jì)算；（3）設(shè)計(jì)推書機(jī)構(gòu)的總體裝配圖以及繪制槽形凸輪零件工作循環(huán)圖；（4）對(duì)推書機(jī)構(gòu)主要零部件進(jìn)行了三維建模， 并對(duì)總體機(jī)構(gòu)進(jìn)行了裝配，以清晰直 觀的了解到推書機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理。關(guān)鍵詞：推書機(jī)構(gòu)；方案分析；

6、校核計(jì)算；三維建模指導(dǎo)老師簽名:6The design of book pushing mechanism in full automaticpacking machineStude nt n ame：Zhou Na nlanClass088lO53Supervisor:He Hon glinAbstract: In order to desig n a better performa nee, more in line with customer dema nd forfull automatic book bagging machine book pushing mechanism, th

7、is paper will be based onthe book bagging machine working principle and requirements of the design more efficientenergy-saving book pushing mechanism. In the packaging machine book pushingmechanism design, book pushing mechanism requires the implementation of comp onents inworki ng stroke velocity s

8、traight and with quick return characteristics. After the programanalysis and comparison, the paper pushing mechanism by the cam connecting rodmechanism, a gear rack mechanism and other auxiliary supporting comp onent. the majorwork summarized as follows:(1) to push the book body overall pla n and pr

9、ogram an alysis;(2) were the main comp onents of the desig n and check ing calculati on;(3) desig n book push ing mecha nism of gen eral assembly draw ing and draw ing groovecam parts worki ng cycle diagram;(4) the book pushing mechanism of main parts for3D modeling, and the overall organizationof t

10、he assembly, in a clear and intuitive understanding of the book pushing mecha nism of thestructure and worki ng prin ciple.Keywords:book push ing mecha nism；Scheme an alysisCheck ing calculatio n；Three dime nsional modeli ngSign ature of supervisor:71 緒論1.1課題背景與意義.11.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀.11.2.1包裝打包機(jī)國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r.11.2.

11、2包裝打包機(jī)國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r.21.3本文主要框架.42 推書機(jī)構(gòu)總體方案分析2.1工作原理分析.52.2總體方案設(shè)計(jì).62.3推書機(jī)構(gòu)的比較和選擇.72.4本章小結(jié).83 槽形凸輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算3.1槽形凸輪設(shè)計(jì)分析.93.2凸輪輪廓線的計(jì)算與繪制.93.3本章小結(jié) .114 齒輪齒條的設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1齒輪齒條參數(shù)設(shè)計(jì) .124.2幾何尺寸的計(jì)算 .124.3重合度的校核.134.4齒輪的強(qiáng)度校核 .134.5本章小結(jié).145 其它零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算5.1軸的設(shè)計(jì)與校核 .155.2鍵的選用.185.3連桿的設(shè)計(jì).185.4電動(dòng)機(jī)的選擇.195.5本章小結(jié).2086 推書機(jī)構(gòu)的三維建模6.1 So

12、lidWorks軟件簡(jiǎn)介.216.2主要零部件的三維建模.226.3裝配體的三維建模.236.4本章小結(jié).25全文總結(jié).26參考文獻(xiàn) .27致謝.28南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文11 緒論隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù) 含量、性能、功能要求也越來越高。書本打包機(jī)就是一種典型機(jī)電一體化產(chǎn)品。打包 機(jī)正被越來越多的行業(yè)應(yīng)用在產(chǎn)品包裝工序上。同時(shí)伴隨著世界包裝機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，以信息技術(shù)為代表的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)打包機(jī)機(jī)械制造業(yè)提出了更高、 更新的要求，它已伴隨著高新技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展而共同進(jìn)步，并充分體現(xiàn)出打包機(jī) 制造技術(shù)向智能化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、精

13、密化、綠色化和全球化方向發(fā)展的總趨勢(shì)和 時(shí)代特征。1.1 課題背景與意義目前，我國(guó)各地印刷廠印制好的書籍大部分是采用人工打包，工作強(qiáng)度大，并且 生產(chǎn)效率低。同時(shí)很多企業(yè)的包裝水平跟不上生產(chǎn)設(shè)備的更新速度，包裝質(zhì)量不高。 雖然國(guó)內(nèi)少數(shù)企業(yè)憑借自身的雄厚經(jīng)濟(jì)實(shí)力，從國(guó)外引進(jìn)了部分全自動(dòng)打包設(shè)備，但 其高昂的價(jià)格增加了生產(chǎn)成本，絕大多數(shù)企業(yè)仍在使用半自動(dòng)或人工打包設(shè)備，這樣 既使生產(chǎn)效率降低，也浪費(fèi)了大量勞動(dòng)力。為此，根據(jù)我國(guó)包裝行業(yè)的實(shí)際需求和發(fā) 展趨勢(shì)，研發(fā)高質(zhì)量，高可靠性的全自動(dòng)打包機(jī)以替代進(jìn)口，以非常必要，而且形勢(shì) 緊迫。在設(shè)計(jì)過程中需解決以下存在的問題：1、如何實(shí)現(xiàn)打包速度的可調(diào)，以適應(yīng)不

14、同的打包要求。2、如何執(zhí)行構(gòu)件在工作行程中等速直動(dòng)并具有急回特性。3、凸輪的精確設(shè)計(jì)，受凸輪間歇控制和合理協(xié)調(diào)連桿與擺桿的運(yùn)行是完成打包的關(guān)鍵。4、如何避免以往打包機(jī)械中都伴有煙塵、氣味的情況，保護(hù)操作者的身心健康及環(huán)境保 護(hù)。本課題將致力研制出一種節(jié)能又高效的打包機(jī)縱向推書機(jī)構(gòu)，縱向推書機(jī)構(gòu)作為 全自動(dòng)書本打包機(jī)的重要組成部分，其對(duì)實(shí)現(xiàn)圖書的自動(dòng)捆包、完善全自動(dòng)書本打包 機(jī)的功能和促進(jìn)書本打包機(jī)的應(yīng)用和推廣，以及對(duì)包裝工業(yè)自動(dòng)化和現(xiàn)代化的發(fā)展都 具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1包裝打包機(jī)國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r外包裝機(jī)械的應(yīng)用，起始可追溯到本世紀(jì)初期，如美國(guó)的SIGNODE公司

15、和德國(guó)的CYKLOP公司等就涉足打包機(jī)捆扎行業(yè)，較早的如日本的下島株式會(huì)社、株式會(huì) 社，日魯工業(yè)株式會(huì)社等。至2001年，日本的打包機(jī)械機(jī)總產(chǎn)量達(dá)94萬(wàn)臺(tái)，約占包裝機(jī)械總量的19.5%,總產(chǎn)值達(dá)300億日元。每年約有30%的出口，幾乎占領(lǐng)了全部 東南亞市場(chǎng)。由于他們能成功地引進(jìn)和消化吸收別國(guó)的經(jīng)驗(yàn)，不斷改進(jìn)發(fā)展。結(jié)構(gòu)較 為簡(jiǎn)單，可靠性高，在國(guó)際市場(chǎng)南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文2上有很大的競(jìng)爭(zhēng)能力。其中最大的生產(chǎn)廠家為下島株 式會(huì)社，于1969年開始正式生產(chǎn)自動(dòng)捆扎機(jī)，主要從事產(chǎn)品開發(fā)，產(chǎn)品質(zhì)量控制和 推銷工作，其零部件加工和裝配均通過擴(kuò)散的辦法。在國(guó)內(nèi)設(shè)有17家分公司和270個(gè)代銷點(diǎn)，并在

16、35個(gè)國(guó)家和地區(qū)設(shè)有代理點(diǎn)。產(chǎn)品品種達(dá)200多個(gè)，正常生產(chǎn)品種 為29種。美國(guó)SIGNODE公司則是一家屬于美國(guó)ITW上市公司。在美國(guó)和其他六個(gè) 國(guó)家設(shè)有分公司該公司自1913年就開始從事打包機(jī)械的生產(chǎn)，為100多個(gè)國(guó)家的工 業(yè)產(chǎn)品包裝提供服務(wù)，并為各國(guó)用戶提供24小時(shí)內(nèi)的配件供應(yīng)服務(wù)，他們不僅具有巨大的生產(chǎn)能力，而且還有一支精益求精的研制和開發(fā)隊(duì)伍，通過對(duì)包裝機(jī)械各功能 部件的反復(fù)試驗(yàn)和多方案對(duì)比，生產(chǎn)出的打包機(jī)械具有很好的可靠性和最佳的經(jīng)濟(jì)壽 命，雖然價(jià)格昂貴，但仍然是國(guó)際市場(chǎng)上的強(qiáng)手。目前，國(guó)外包裝機(jī)械水平高的國(guó)家 主要有美國(guó)、德國(guó)、日本、意大利和英國(guó)。而德國(guó)的包裝機(jī)械在設(shè)計(jì)、制造及技術(shù)

17、性 能等方面則居于領(lǐng)先地位。2002年德國(guó)包裝機(jī)械產(chǎn)值已達(dá)34億歐元，其產(chǎn)量的77%為出口產(chǎn)品。隨著世界科技的發(fā)展，發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)把核能技術(shù)、微電子技術(shù)、激光技 術(shù)、生物技術(shù)和系統(tǒng)工程融入了傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)中。新的合金材料、高分子材料、 復(fù)合材料、無(wú)機(jī)非金屬材料等新材料也得到了推廣應(yīng)用，食品包裝機(jī)械的集成化、智 能化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化將成為未來發(fā)展的主流。先進(jìn)的制造技術(shù)，使國(guó)外打包機(jī)制造 商瞄準(zhǔn)市場(chǎng)，積極推出了功能多樣的打包機(jī)機(jī)械，以適應(yīng)包裝廠商對(duì)于打包機(jī)的需求。 像意大利制造的延伸吹塑機(jī)、美國(guó)制造的三面圭寸制袋機(jī)、日本制造的電腦包裝噴印機(jī)、 法國(guó)制造的無(wú)菌灌裝機(jī)、丹麥制造的低耗稱重包裝機(jī)等包裝

18、機(jī)械新品相繼迭出。隨著 包裝新材料的出現(xiàn)，打包機(jī)技術(shù)也有了新的變化。如枯拉伸纏繞膜出現(xiàn)，使得裹包、 收縮、捆扎等工序合為一體，操作得以簡(jiǎn)化而快捷。包裝的新思維是超脫現(xiàn)有包裝技 術(shù)與產(chǎn)品，將其它相關(guān)技術(shù)組合應(yīng)用到包裝上，形成新的包裝技術(shù)。如包裝固化技術(shù) 將固化與干燥能源更新，從熱轉(zhuǎn)向光；包裝切割成型技術(shù)實(shí)現(xiàn)了新型切割與成型器械； 包裝與加工結(jié)合技術(shù)，能緊密地把包裝與加工相結(jié)合于一體；包裝功能借用技術(shù)將包 裝功能超出包裝，增值作用大；包裝功能保護(hù)技術(shù)在包裝材料中加入保鮮、殺菌、防 潮、防靜電、防異味等功能性成分進(jìn)去?？傊?，走向多功能和單一高速兩極化，是世 界包裝機(jī)械制造技術(shù)的時(shí)代潮流。1.2.2包

19、裝打包機(jī)國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r我國(guó)包裝機(jī)械工業(yè)是在改革開放以后發(fā)展起來的。由于起步較晚，大部分設(shè)備都 是通過引進(jìn)設(shè)備消化吸收研制出來的。行業(yè)從無(wú)到有，從小到大，逐步發(fā)展起來。隨著我國(guó)食品工業(yè)、包裝工業(yè)和農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，我國(guó)的包裝食品機(jī)械行業(yè)取得了世 人矚目的進(jìn)步。產(chǎn)品品種的數(shù)量不斷增加，使包裝和食品機(jī)械行業(yè)成為直接為提高人 民生活質(zhì)量服務(wù)，為包裝業(yè)和食品工業(yè)服務(wù)、農(nóng)業(yè)和農(nóng)副產(chǎn)品深加工業(yè)服務(wù)的新興行 業(yè)。成為我國(guó)機(jī)械工業(yè)十大支柱產(chǎn)業(yè)之一。基本南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文3上能生產(chǎn)出滿足人民生活需求的各種 各樣、各種檔次的產(chǎn)品，并正在不斷努力、提高、縮小與國(guó)外先進(jìn)水平、先進(jìn)技術(shù)、 先進(jìn)設(shè)備的差距。在全行

20、業(yè)廣大企業(yè)、科研單位技術(shù)人員及行業(yè)工作者的共同努力下， 新產(chǎn)品、新技術(shù)日益涌現(xiàn)并轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。我國(guó)人口眾多，民以食為天，包裝與食品 機(jī)械產(chǎn)品市場(chǎng)廣闊、潛力巨大。包裝與食品機(jī)械在我同的迅速崛起已引起社會(huì)的廣泛 關(guān)注，即使在東南亞國(guó)家遭受金融危機(jī)的情況下，該行業(yè)仍欣欣向榮，堪稱 朝陽(yáng)工業(yè)” 隨著人民生活水平的不斷提高，對(duì)商品包裝提出了更高的要求，哪里有商品，哪里就 有包裝，可以說包裝工業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)整體結(jié)構(gòu)的發(fā)展起著重要的作用。包裝機(jī)械產(chǎn)品 量大面廣，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工、軍工等各個(gè)行業(yè)。我國(guó)包裝機(jī)械工業(yè)通過 采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，在標(biāo)準(zhǔn)水平、設(shè)計(jì)制造和產(chǎn)品質(zhì)量方面都有了較 大的提高

21、。一些企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到或接近國(guó)外同類機(jī)器的先進(jìn)水平。這些企業(yè)采用 先進(jìn)的企業(yè)管理體系和質(zhì)量保證體系，不斷改善和提高產(chǎn)品的質(zhì)量，以質(zhì)量和售后服 務(wù)為企業(yè)的命脈，解決了用戶的后顧之憂。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)包 裝機(jī)械產(chǎn)品的需求量與日俱增，年產(chǎn)量也逐年提高，包裝饑械企業(yè)數(shù)量越來越多，并 且企業(yè)性質(zhì)逐漸從國(guó)營(yíng)轉(zhuǎn)為私營(yíng)、集體甚至個(gè)體，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，從過去經(jīng)濟(jì)短 缺的賣方市場(chǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)橘I方市場(chǎng)。因此產(chǎn)品在技術(shù)、性能、價(jià)格上的競(jìng)爭(zhēng)更為激烈。目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)品與國(guó)外相比，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力偏低。目前我國(guó)包裝機(jī)械產(chǎn)品普遍存在 質(zhì)量不穩(wěn)定、性能單一、成本高、技術(shù)含量低的狀況：隨著我國(guó)進(jìn)入世貿(mào)組織(WTO)， 國(guó)

22、際先進(jìn)的技術(shù)、設(shè)備和管理經(jīng)驗(yàn)的進(jìn)入勢(shì)必會(huì)對(duì)我國(guó)剛剛發(fā)展起來的包裝機(jī)械工業(yè) 造成巨大沖擊，企業(yè)面臨著前所未有的嚴(yán)峻考驗(yàn)。我們應(yīng)該根據(jù)自己的特點(diǎn)，發(fā)揮自 身的優(yōu)勢(shì)。包裝機(jī)械企業(yè)要想尋找較好的、長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展必須不斷開發(fā)新產(chǎn)品，提高產(chǎn) 品的技術(shù)含金量以及機(jī)械的可靠性以適應(yīng)當(dāng)前日新月異的發(fā)展形勢(shì)，要規(guī)范優(yōu)質(zhì)服務(wù) 標(biāo)準(zhǔn)，努力搞好售后服務(wù)。只有這樣，包裝機(jī)械企業(yè)才能得以更好地發(fā)展。打包包裝 機(jī)械作為包裝設(shè)備中的一個(gè)主要分支，是將一個(gè)或多個(gè)包裝物用牛皮紙包裝在一起的 機(jī)器，使包裝件便于運(yùn)輸、保管和裝卸，屬于外包裝設(shè)備。我國(guó)打包機(jī)械生產(chǎn)自1976年開始。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和各行業(yè)對(duì)改善產(chǎn)品包裝產(chǎn)品質(zhì)量的要

23、求日益 迫切，使包裝機(jī)械不論在生產(chǎn)能力、生產(chǎn)技術(shù)、整機(jī)性能等方面都有了很大的提高。 包裝機(jī)械業(yè)是包裝工業(yè)的配套工業(yè)，在輕工機(jī)械行業(yè)中占有重要的地位。越來越多的 包裝業(yè)人士認(rèn)為：包裝業(yè)的發(fā)展出路在于包裝機(jī)械的發(fā)展。與此同時(shí)，我國(guó)的包裝機(jī) 械行業(yè)在吸收消化國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新，如今已形成了完整的行業(yè)體系，包裝機(jī)械的技術(shù)水平不斷提高， 不僅滿足了國(guó)內(nèi)需求， 不少包裝機(jī)械還實(shí)現(xiàn)了出口創(chuàng) 匯。然而，相對(duì)于國(guó)外包裝機(jī)械的發(fā)展，我國(guó)仍有不少的差距。今后一個(gè)時(shí)期，我國(guó) 包裝業(yè)正面臨著大的發(fā)展機(jī)遇，包裝機(jī)械也將會(huì)有較大的發(fā)展。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文41 3 本文主要框架本文設(shè)計(jì)研究的書本打包機(jī)

24、縱向推書機(jī)構(gòu)，以書本包裹為打包對(duì)象，研究的主要 內(nèi)容包括：凸輪的設(shè)計(jì)和凸輪輪廓線的繪制、 齒輪齒條的設(shè)計(jì)與校核計(jì)算、軸和連桿的 設(shè)計(jì)、計(jì)算以及鍵的選用和電動(dòng)機(jī)的選擇以及各主要零部件及裝配體三維圖等，主要 框架如下圖1.1所示：圖1.1主要框架圖南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文52 推書機(jī)構(gòu)的總體方案分析2.1 工作原理分析全自動(dòng)書本打包機(jī)是一種集書摞自動(dòng)搬運(yùn)、輸送、書摞包裝紙自動(dòng)折紙、書摞自動(dòng)裹包和自動(dòng)捆扎等多種功能于一體的圖書自動(dòng)打包系統(tǒng)。其工藝流程圖如圖2.1示:圖2.1工藝流程圖而其中之一的推書機(jī)構(gòu)，是實(shí)現(xiàn)圖書自動(dòng)化捆包的重要功能單元之一，其工作過 程可表述為：由主控裝置發(fā)出電信號(hào)指令，

25、經(jīng)主傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞的運(yùn)動(dòng)驅(qū)使槽形凸輪轉(zhuǎn) 動(dòng)，凸輪推動(dòng)擺桿經(jīng)連桿帶動(dòng)齒輪沿下齒條滾動(dòng)， 且齒輪同時(shí)帶動(dòng)上齒條作水平移動(dòng)， 于是上齒條正向推動(dòng)推書板向前推書，完成正向推書過程。其機(jī)構(gòu)示意圖如圖2.2所示：齒條B圖2.2推書機(jī)構(gòu)示意圖設(shè)計(jì)推書機(jī)構(gòu)的要求：（1）推書運(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)角表示推書機(jī)構(gòu)從動(dòng)件（推頭或滑塊）的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。推書動(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;南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文6停止不動(dòng)占時(shí)大于1/3周期，相當(dāng)于主軸轉(zhuǎn)角140。每個(gè)運(yùn)動(dòng)時(shí)期縱向推書機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的工藝動(dòng)作與

26、主軸轉(zhuǎn)角的關(guān)系見下表2.1:表2.1推書機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)要求主軸轉(zhuǎn)角推書機(jī)構(gòu)執(zhí)行滑塊的工作主軸轉(zhuǎn)角推書機(jī)構(gòu)執(zhí)行滑塊的動(dòng)作0 80。推單摞書前進(jìn)120 220?；瑝K退回80 120。推七摞書前進(jìn)，并折后角220 360?；瑝K停止不動(dòng)%圖2.3縱向推書機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖(2)推書前進(jìn)和退回時(shí)，要求采用等加速、等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律。2.2 總體方案設(shè)計(jì)作為自動(dòng)化包裝機(jī)械，書本打包機(jī)械主要由送書機(jī)構(gòu)、推書機(jī)構(gòu)、裁紙機(jī)構(gòu)等組 成，其中縱向推書機(jī)構(gòu)要求執(zhí)行構(gòu)件在工作行程中等速直動(dòng)并具有急回特性。為了能 在較短的周期內(nèi)設(shè)計(jì)出性能更好、更符合客戶需求的推書機(jī)構(gòu)，本文在對(duì)打包機(jī)械推 書機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，對(duì)縱向推書機(jī)構(gòu)提出如圖2.4所

27、示的運(yùn)動(dòng)方案?？v向推書機(jī)構(gòu)主要由 凸輪連桿機(jī)構(gòu)和齒輪齒條機(jī)構(gòu)組成。該機(jī)構(gòu)要實(shí)現(xiàn)間歇推書運(yùn)動(dòng)，為確保書摞不倒， 要求執(zhí)行構(gòu)件工作行程等速運(yùn)動(dòng)，快速退回。具體的運(yùn)動(dòng)過程為：主軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)凸輪 做等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，搖桿在凸輪作用下作間歇性的往復(fù)擺動(dòng)，連桿帶動(dòng)齒輪齒條機(jī)構(gòu)作 間歇性的往復(fù)直動(dòng)。推書滑塊固定在移動(dòng)齒條上隨齒條做往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)推書動(dòng)作，齒 輪齒條機(jī)構(gòu)主要是增加推書滑塊的行程?？v向推書機(jī)構(gòu)推書行程H=400mm。圖2.4中hl=l00mm，h2=600mm。推書次數(shù)為：50).1次/分。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文72.3 推書機(jī)構(gòu)的比較和選擇:按照設(shè)計(jì)要求推書機(jī)構(gòu)只需實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，則擬定了

28、圖2.5間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、圖2.6傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和圖2.7直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)三種機(jī)構(gòu)進(jìn)行比較分析。圖2.5間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)圖2.6傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)圖2.7直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)其中間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可由槽輪機(jī)構(gòu)或不完全齒輪、凸輪機(jī)構(gòu)組成；傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可 由圓柱齒輪、圓錐齒輪或蝸輪蝸桿；直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可由曲柄滑塊或凸輪機(jī)構(gòu)組成。 通過表2.1比較如下：南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文8表2.1各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)比較縱橫推進(jìn)機(jī)構(gòu)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)槽輪 機(jī)構(gòu)不完 全齒輪凸輪 機(jī)構(gòu)圓柱 齒輪圓錐 齒輪蝸輪蝸桿曲柄 滑塊凸輪 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，易 實(shí)現(xiàn)，成 本低運(yùn)動(dòng)精確運(yùn)動(dòng)精確沒沖擊易實(shí)現(xiàn)同 向變 速不同方向 傳動(dòng) 和變速垂直方向 傳動(dòng)加

29、工簡(jiǎn)單成本低運(yùn)動(dòng)精 確，沒沖 擊運(yùn)動(dòng) 不精確沖擊， 加工復(fù) 雜，成 本高易磨損，加 工成本高只可同向 傳動(dòng)加工復(fù)雜成本高， 角度不易 變占空間， 對(duì)桿長(zhǎng)要 求咼易磨損， 加工成本 高綜上，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，通過三種機(jī)構(gòu)的對(duì)比，選擇間歇性運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)當(dāng)中的槽形凸輪機(jī)構(gòu)。2.4 本章小結(jié)本章主要對(duì)推書機(jī)構(gòu)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，并根據(jù)推書機(jī)構(gòu)的要求進(jìn)行了圖表比較選 用了較合適的推書機(jī)構(gòu)零部件的組合。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文93 槽形凸輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算3.1 槽形凸輪設(shè)計(jì)分析凸輪機(jī)構(gòu)是由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架組成的，三者作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。凸輪機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單緊湊控制準(zhǔn)確有效、性能穩(wěn)定和適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，而且與其它機(jī)構(gòu)配

30、合可以實(shí)現(xiàn) 復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)要求，因此應(yīng)用非常廣泛，特別是在印刷機(jī)、紡織機(jī)、內(nèi)燃機(jī)以及各種自 動(dòng)機(jī)中應(yīng)用更加普遍。充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)凸輪輪廓曲線的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)， 可以提高凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)質(zhì)量與精度，縮短設(shè)計(jì)周期和提高產(chǎn)品質(zhì)量。推書機(jī)構(gòu) 要求等加速等減速運(yùn)動(dòng)，所謂等加速等減速運(yùn)動(dòng)，即從動(dòng)件在一個(gè)推程中先作等加速 運(yùn)動(dòng)，后作等減速運(yùn)動(dòng)，而在回程時(shí)先作等加速運(yùn)動(dòng)，后作等減速運(yùn)動(dòng)。故推書機(jī)構(gòu) 中的凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為一偏置槽形凸輪機(jī)構(gòu)。凸輪角速度-M=1rad/s，逆時(shí)針轉(zhuǎn)向，推桿最大行程h =25mm，具體尺寸見附零件圖。該機(jī)構(gòu)要實(shí)現(xiàn)間歇推書運(yùn)動(dòng)，要執(zhí)行構(gòu) 件（推書滑塊）工作行程等速運(yùn)動(dòng)，快速退回。3

31、.2 凸輪輪廓線的計(jì)算與繪制對(duì)推書機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要求機(jī)構(gòu)的傳力性能好，推書滑塊勻速推書并快速退回， 而推書機(jī)構(gòu)凸輪廓線設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)該類機(jī)構(gòu)的正常工作影響很大，所以下面將在 對(duì)該類機(jī)構(gòu)工作原理和工作要求進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，用解析法分析符合工作要求的凸 輪輪廓曲線方程，并繪制凸輪廓線圖。建立如圖3.2所示的坐標(biāo)系xNy.圖3.2機(jī)構(gòu)安裝及輪廓尺寸簡(jiǎn)圖由圭寸閉向量三角形NKM得矢量方程式：rq= l411以復(fù)數(shù)形式表示：re=|4 l1ei南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文10歐拉展開得：l1si n 二rsi nr11cos 二 r cosJ-丨削去 得：所以，凸輪的理論廓線方程為：r =r)理

32、r cos 日-l4costg - sin。其中 r 為凸輪向徑，為搖桿擺角， 是中間變量， ， 可用如下方法求解。 由圖3.2所示 封閉四邊形NABC的封閉矢量方程式：I3llos以復(fù)數(shù)形式表示：l3e l2e-l0- sei0。其中由機(jī)構(gòu)安裝尺寸確定。歐拉展開得：* sin 二 ssin-gn l2cos 一： = l0scos0-13cosA+:A2+B2_C2削去令得： =2arctg，其中 B-C丿A=2sl3sin,B=2l3(l0scos0),C = l22-l32-(l0scos0)2s2sin，l2， l3為相應(yīng)桿長(zhǎng)，lo由機(jī)構(gòu)安裝尺寸確定。聯(lián)解上式即可求得凸輪輪廓曲線方程r

33、()。假設(shè)機(jī)構(gòu)的極位夾角為i(可由給定的行程速度變化系數(shù)求出)，推書齒輪的工作行程為h(即為H 2 =244.4mm)，取凸輪向徑角度二和h相同的等分?jǐn)?shù)為N，則凸輪向徑的轉(zhuǎn)角二可表 示為：180t - 900+勺 j 推書齒輪的位移：s = h-0.5 i，其中t為其等分?jǐn)?shù)，Ni 2丿IN丿取值范圍為(0 ,N)。根據(jù)凸輪曲線方程 r()及從動(dòng)件位移方程，繪制出凸輪廓線圖如圖3.3示：南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文11南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文12圖3.3凸輪輪廓曲線和運(yùn)動(dòng)規(guī)律3.4 本章小結(jié)本章重點(diǎn)介紹了凸輪的設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容包括：槽形凸輪的分析和凸輪相關(guān)計(jì)算并在AutoCAD上完成凸

34、輪輪廓曲線和凸輪運(yùn)動(dòng)規(guī)律的繪制,使設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖于一體， 非常方便，同時(shí)讓推書機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了間歇推書運(yùn)動(dòng)，使得執(zhí)行構(gòu)件（推書滑塊）工作行程等速運(yùn)動(dòng)，快速退回，完成了設(shè)計(jì)的要求。7實(shí)際輪廓線r南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文134 齒輪齒條的設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1 齒輪齒條參數(shù)設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)是近代機(jī)器中最常見的一種機(jī)械傳動(dòng)，是傳遞機(jī)器動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的一種主 要形式，是實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的一種極佳傳動(dòng)方案。齒輪齒條傳動(dòng)的 特點(diǎn)是：齒條齒廓為直線，齒廓上各點(diǎn)具有相同的壓力角，且在傳動(dòng)過程中始終保持 相同的標(biāo)準(zhǔn)齒形角，和與其它傳動(dòng)相比，具有傳遞的功率大、速度范圍廣、效率高、 工作可靠、壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)緊湊、

35、能保證恒定傳動(dòng)比等特點(diǎn)。齒輪齒條在傳動(dòng)的過程中 是相當(dāng)穩(wěn)定的，所以在相似的技術(shù)當(dāng)中算是比較穩(wěn)定的一種，齒輪傳動(dòng)是應(yīng)用最為廣 泛的一種傳動(dòng)形式。所以根據(jù)推書機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求選用了齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中齒 輪為圓柱直齒輪，現(xiàn)設(shè)計(jì)齒輪齒條參數(shù)如下表4.1所示：表4.1齒輪齒條參數(shù)名稱符號(hào)齒數(shù)（Z1 ）齒條(Z2 )模數(shù)m22齒數(shù)z21287壓力角a2020齒頂咼系數(shù)ha*11頂隙系數(shù)c0.250.254.2 幾何尺寸的計(jì)算(1)分度圓直徑d:d1= mz1= 2 21 = 42mm齒頂高h(yuǎn)a:ha1 = ha2二 ham = 1 2 = 2mm齒頂圓直徑da:da1=(乙2ha)m = (21 2 1

36、)2 =46mm齒根圓直徑 df:南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文14df1二（乙一2ha-2c ）m二（212 1-2 0.25） 2=37mm(5)基圓直徑 db:db1= d1co =42 cos20= 39.47 mm4.3 重合度的校核齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具有傳動(dòng)效率高和結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，齒輪齒條設(shè)計(jì)中重合度的 大小對(duì)設(shè)計(jì)的合理性和傳動(dòng)的平穩(wěn)性影響較大。所以對(duì)打包機(jī)縱向推書機(jī)構(gòu)中齒輪齒 條的重合度進(jìn)行校核驗(yàn)算是非常重要的。在安裝時(shí)要根據(jù)上表的設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算出重合 度，以校核該齒輪齒條設(shè)計(jì)能否滿足工作要求。根據(jù)上述的幾何尺寸經(jīng)計(jì)算得荷=31，繪出的齒輪齒條嚙合重合度如圖4.1所示:z1（tan

37、 a1 tan 8）+小cossin d圖4.1齒輪齒條嚙合簡(jiǎn)圖計(jì)算結(jié)果表明，推書機(jī)構(gòu)中齒輪齒條傳動(dòng)的重合度數(shù)值為1.78,根據(jù)相關(guān)資料, 認(rèn)為重合度在1.52.0范圍內(nèi)比較合理。據(jù)此判斷，推書機(jī)構(gòu)中齒輪齒條機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 參數(shù)合理，能夠滿足工作要求。4.4 齒輪的強(qiáng)度校核2ham21 tan 3102 二-tan2002 1 2cos20osin 20=1.78南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文15齒輪齒條傳動(dòng)，不存在高轉(zhuǎn)速、長(zhǎng)時(shí)間工作條件(要求)，且應(yīng)力循環(huán)次數(shù)比齒 輪傳動(dòng)小的太多了，所以，就不存在輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度、接觸疲勞(點(diǎn)蝕等)強(qiáng)度計(jì) 算問題。比起直齒輪傳動(dòng)，齒輪齒條傳動(dòng)的重合系數(shù)要高，每

38、個(gè)齒承受的力相對(duì)要 小。所以，對(duì)齒輪齒條傳動(dòng)進(jìn)行強(qiáng)度校核，只要通過輪齒受力分析計(jì)算，滿足輪齒彎 曲強(qiáng)度即可。1選材：圓柱直齒輪，40Cr,調(diào)質(zhì)處理，硬度300HBS;2許用彎應(yīng)力：查表有： 二Flimbi= 600N/mm2所以取 KFL=1，則有：6】1 二KFCKFL=300N /mm2SF3驗(yàn)算彎曲應(yīng)力:其中 z=20,YF=4.15(x=0),T1=20.473N*m，Kv=1.08d1=40mmd= 1,k = 1.17,mn= 2mmYF2T1KRKV2貝U；F1-廠 一=62.13N/mm2：J d1dmn所以齒輪彎曲強(qiáng)度符合要求。4.5 本章小結(jié)本章重點(diǎn)介紹了齒輪齒條機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

39、，主要內(nèi)容包括：(1) 分析設(shè)計(jì)了齒輪齒條機(jī)構(gòu)的參數(shù)；(2) 對(duì)齒輪齒條進(jìn)行了重合度的校核及對(duì)齒輪彎曲強(qiáng)度的校核。；十F lim blSFKFCKFL取 SF=2，單向傳動(dòng)取 KFC=1，因?yàn)?NFV= NH= 3.69108NF0=4 1062T；K:KVanYF13004.152= 72.23N/mm=YF南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文165 其它零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算5.1 軸的設(shè)計(jì)與校核推書機(jī)構(gòu)的齒輪傳動(dòng)軸和凸輪軸都采用平鍵。電動(dòng)機(jī)正常工作的轉(zhuǎn)速為no=96Or/min。齒輪的轉(zhuǎn)速ni=no/ii=96O/2=48Or/min;功率Pi=10KW。凸輪軸的轉(zhuǎn)速n2=ni/i2=480r/

40、min；功率P2=10KW。因此各軸的轉(zhuǎn)速如下：齒輪軸：ni=480r/min；凸輪軸：n2=480r/min；1.確定齒輪軸最小直徑PT9550000軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為：T=-TWT0.2d3式中：.T扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位MPa;T軸所受的扭距，單位N mm;WT軸的抗扭截面系數(shù)，單位 mm3;n軸的轉(zhuǎn)速，單位r / min；P軸傳遞的功率。單位KW；d計(jì)算截面處軸的直徑，單位 mm；T許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位MPa；由上式可得軸的直徑：、9550000PI9550000P ITA“d一333A03- 0.2T n 0.2冇Vn Yn選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。A0查表取112，P=10KW，n

41、=480r/min帶入 得：軸最小直徑的初始值：d 19.65mm。所以根據(jù)要求現(xiàn)設(shè)計(jì)尺寸為齒輪軸小端直徑為20mm，長(zhǎng)度為60mm ；大端直徑為25mm，長(zhǎng)度為200mm。用同樣方法可確定凸輪軸的尺寸。2.軸的校核南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文17進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度。取-二1,用公式計(jì)算軸的應(yīng)力：匚ca軸的計(jì)算應(yīng)力，單位MPa；M軸所受的彎距，單位N mm；T軸所受的扭距，單位N mm；W軸的抗彎截面系數(shù)，單位 mm3。計(jì)算公式如下:二 d4(D _d) (D d)2zb32D找出齒輪軸的危險(xiǎn)截面，現(xiàn)將計(jì)算出的截面處的 MH、MV及 M總的值列表如下:

42、表5.1載荷值計(jì)算載荷水平面H垂直面V支反力FFNH1=302.8N, FNH2=237.5NFNV1= 111.53N, FNV2=84.85N彎矩MMH=29596N mmMV=13542.37N mm總彎矩M總=J295962+13542.372=30045N mm扭矩TT =8057.9N mm畫出軸的載荷分析圖。如圖5.1示:caM2CT)2W3二南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文18故安全。3飛輪的計(jì)算與安裝飛輪是具有適當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、起貯存和釋放動(dòng)能作用的轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件。它是安裝在機(jī)器 回轉(zhuǎn)軸上的具有較大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的輪狀蓄能器，飛輪可以用來減少機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)過程的速度 波動(dòng)。所以為了加強(qiáng)推書機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)

43、的平穩(wěn)性，要計(jì)算飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，并確定飛輪安 裝在哪根軸上較合適來達(dá)到設(shè)計(jì)要求。飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算如下：摩擦系數(shù)為 f=0.03，周期為t=2s則包書速度為：v = 0.15/1 = 0.075m/ s安全系數(shù)為k =1.2又由上述可算得：平均力矩m=688.98m/s所以總功率：P =m-k上圖中c截面為危險(xiǎn)截面前已選定軸的材料為圖5.1軸的載荷分析圖通過計(jì)算得:-caM2CT)l56.93MPa45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得.=90MPa。因此,Fnv2M總南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文19而CD=2nn/60主軸轉(zhuǎn)速為：10r/mi nP = 865.36所以，飛輪應(yīng)該裝在推書機(jī)構(gòu)凸輪軸上較合理

44、，并且轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J : J =N max/，m、. = 1675kg - m其中，0.255.2 鍵的選用選用A型平鍵(GB/T1096-1979)，按帶輪和齒輪的寬度由手冊(cè)查得:b h I二6mm 6mm 8mm強(qiáng)度校核，按公式計(jì)算:P2000T1P dkL（許用擠壓應(yīng)力），k=0.5h=2.5,L=L-b=13mm鍵聯(lián)接傳遞的轉(zhuǎn)矩為:T1=8.058N m鍵的工作面壓強(qiáng)P為:綜上，鍵聯(lián)結(jié)強(qiáng)度合格。5.3 連桿的設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)的示意圖如下圖5.3所示:查得參數(shù)二FF=100N/mm22000T1P =dkL2000a。58=35/2MPa：；FF=100MPa14 2.5 13南昌航空大學(xué)科技學(xué)

45、院學(xué)士學(xué)位論文20B為連桿機(jī)構(gòu)的一般位置，A和C分別為連桿端點(diǎn)的左右極限位置。又因?yàn)橥茣?行程為H= AC = 400mm。設(shè)R為等效曲柄半徑，d為連桿長(zhǎng)度，aA = x當(dāng)機(jī)構(gòu)出于拉直共線和重合共線兩種位置時(shí)，連桿的推程分別取最大值和最小 值。由幾何關(guān)系可列出（d RR2（H x）22R：d,x =d -h/2根據(jù)關(guān)系式可取：R =200mm d = 600mm5.4 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的作用是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，現(xiàn)代各種生產(chǎn)機(jī)械都廣泛應(yīng)用電機(jī)來驅(qū) 動(dòng)。在生產(chǎn)上主要用的是交流電動(dòng)機(jī)，特別是三相異步電動(dòng)機(jī)。它被廣泛地用來驅(qū)動(dòng) 各種金屬切削機(jī)床、起重機(jī)、鍛壓機(jī)、傳動(dòng)帶、鑄造機(jī)械、功率不大的通風(fēng)機(jī)及

46、水泵 等。（1）三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造三相異步電動(dòng)機(jī)分成兩個(gè)基本部分：定子（固定部分）和轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）。三 相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子根據(jù)構(gòu)造上的不同分為兩種型式：鼠籠式和繞線式。鼠籠式和繞 線式只是在轉(zhuǎn)子構(gòu)造上的不同，它們的工作原理是一樣的。鼠籠式電動(dòng)機(jī)由于構(gòu)造上 簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，工作可靠，使用方便，就成為生產(chǎn)上應(yīng)用最廣泛的一種電動(dòng)機(jī)。（2）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理下圖5.4是三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的原理圖，圖中N，S表示兩極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)， 轉(zhuǎn)子中只示出兩根導(dǎo)條。當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)向順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，其磁力線切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條， 導(dǎo)條中就感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)。在電動(dòng)勢(shì)的作用下，閉合的導(dǎo)條中就有電流。這電流與旋轉(zhuǎn) 磁場(chǎng)相互作用。而使轉(zhuǎn)

47、子導(dǎo)條受到電磁力F。電磁力的方向可應(yīng)用左手定則來確定。電磁力產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)起來。N5南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文21圖5.4電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)原理圖(3)三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇要為一生產(chǎn)機(jī)械選配一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，首先要考慮電動(dòng)機(jī)的功率，合理選擇電動(dòng)機(jī)的 功率具有重大的經(jīng)濟(jì)意義。如果電動(dòng)機(jī)的功率選大了，雖然能保證正常運(yùn)行，但是不 經(jīng)濟(jì)。因?yàn)檫@不僅使設(shè)備投資增加和電動(dòng)機(jī)未被充分利用，而且電動(dòng)機(jī)經(jīng)常不是在滿 載荷下運(yùn)行，它的效率和功率也都不高。如果電動(dòng)機(jī)的功率選小了，就不能保證電動(dòng) 機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械的正常運(yùn)行，不能充分發(fā)揮機(jī)械的效能，并使電動(dòng)機(jī)由于過載而過早地 損壞。根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)摩擦輪的功率和轉(zhuǎn)速情況

48、，選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)：丫160L-6額定功率:11KW;滿載轉(zhuǎn)速：970r/mi n。圖5.5電動(dòng)機(jī)(4)三相異步電動(dòng)機(jī)的三維建模在整個(gè)設(shè)計(jì)方案中，電動(dòng)機(jī)屬于外購(gòu)部分，不需要另行設(shè)計(jì)，故在三維圖中可用 簡(jiǎn)單的模擬圖形來代替。5.5 本章小結(jié)本章重點(diǎn)介紹了包裝帶捆扎機(jī)總體結(jié)構(gòu)和各部件的設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容包括(1)進(jìn)行了軸的設(shè)計(jì)及其校核計(jì)算、飛輪的計(jì)算與安裝和連桿的設(shè)計(jì)；根據(jù)設(shè)計(jì)要求選用了鍵和電動(dòng)機(jī)。6 推書機(jī)構(gòu)的三維建模6.1 SolidWorks 軟件簡(jiǎn)介SolidWorks軟件是世界上第一個(gè)基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，SolidWorks公司成立于1993年，由PTC公司的技術(shù)副總裁與C

49、V公司的副總裁 發(fā)起，當(dāng)初的目標(biāo)是希望在每一個(gè)工程師的桌面上提供一套具有生產(chǎn)力的實(shí)體模 型設(shè)計(jì)系統(tǒng)。從1995年推出第一套SolidWorks三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件至今，至2010年已經(jīng)擁有位于全球的辦事處，并經(jīng)由300家經(jīng)銷商在全球140個(gè)國(guó)家進(jìn)行銷售 與分銷該產(chǎn)品。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文222011年9月20日，DS SolidWorks推出SolidWorks2012新品，這也是SolidWorks的CAD軟件史上發(fā)布的第20個(gè)版本。SolidWorks2012新增 了和完善了200多項(xiàng)功能，可以更好的幫助提高企業(yè)創(chuàng)新能力和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的工作 效率。在這個(gè)版本中增加了大型審閱圖和走查等眾

50、多功能，其中大型審閱圖可以 快速打開復(fù)雜的大型裝配體，節(jié)省系統(tǒng)資源。走查功能可以模仿人眼的觀察走向，可以更加清晰的看到復(fù)雜的構(gòu)造內(nèi)部。SolidWorks軟件功能強(qiáng)大，組件繁多。在SolidWorks中，當(dāng)生成新零件時(shí)，你可以直接參考其他零件并保持這種參考關(guān)系。在裝配的環(huán)境里，可以方便地設(shè)計(jì)和修改零部件。對(duì)于超過一萬(wàn)個(gè)零部件的大型裝配體，SolidWork的性能得到極大的提高。SolidWorks可以動(dòng)態(tài)地查看裝配體的所有運(yùn)動(dòng)，并且可以對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件進(jìn)行動(dòng)態(tài)的干涉檢查和間隙檢測(cè)。同時(shí)SolidWorks可以從三維模型中自動(dòng)產(chǎn)生工程圖，包括視圖、尺寸和標(biāo)注，增強(qiáng)了的詳圖操作和剖視圖，包括生成 剖

51、中剖視圖、部件的圖層支持、 熟悉的二維草圖功能、以及詳圖中的屬性管理員。SolidWorks功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是SolidWorks的三大特點(diǎn)，使得SolidWorks成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量SolidWorks不僅提供如此強(qiáng)大的功能，同時(shí)對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者來說，操作簡(jiǎn)單方便、易學(xué)易用。SolidWorks資源管理器是同Windows資源管理器一樣的CAD文件管理器，用它 可以方便地管理CAD文件。在強(qiáng)大的設(shè)計(jì)功能和易學(xué)易用的操作 （包括Windows風(fēng)格的拖/放、點(diǎn)/擊、剪切/粘貼）協(xié)同

52、下，使用SolidWorks，整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)是可 百分之百可編輯的，零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和工程圖之間的是全相關(guān)的。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文236.2 主要零部件的三維建模1槽形凸輪：機(jī)械的回轉(zhuǎn)或滑動(dòng)件，它把運(yùn)動(dòng)傳遞給在槽面上自由運(yùn)動(dòng)的針桿，或者 它從這樣的滾輪和針桿中承受力。該機(jī)構(gòu)要實(shí)現(xiàn)間歇推書運(yùn)動(dòng)，為確保書摞不倒，要 求執(zhí)行構(gòu)件工作行程等速運(yùn)動(dòng)，快速退回。如圖6.1所示：圖6.1槽形凸輪2擺桿：在推書機(jī)構(gòu)中，連接凸輪與連桿的連接件，如圖6.2所示:3連桿：連桿機(jī)構(gòu)中兩端分別與主動(dòng)和從動(dòng)構(gòu)件鉸接以傳遞運(yùn)動(dòng)和力的桿件，如圖6.3所示：南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文24南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)

53、士學(xué)位論文254齒輪軸：齒輪軸指支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運(yùn)動(dòng)、扭矩或彎矩的機(jī)械零件，如圖6.4所示：圖6.4齒輪軸5齒輪：輪緣上有齒能連續(xù)嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的機(jī)械元件，齒輪是能互相嚙合的有齒的機(jī)械零件，如圖6.5所示：圖6.5齒輪6齒條：具有一系列等距離分布齒的平板或直桿，如圖6.6所示:圖6.6齒條6.3 裝配體的三維建模本文研究設(shè)計(jì)的縱向推書機(jī)構(gòu)是由槽形凸輪、擺桿、連桿、齒輪、齒輪軸、齒條 和推書擋板等組成，其中槽形凸輪與擺桿連接以實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的間歇運(yùn)動(dòng)，擺桿與連桿連 接傳遞運(yùn)動(dòng)與力，齒輪軸兩端同時(shí)連接著連桿和齒輪，把力傳遞給齒輪，讓齒輪齒條 嚙合傳動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)推書擋板的運(yùn)動(dòng)，其裝配體

54、三維圖如圖6.7所示：南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文26圖6.7推書機(jī)構(gòu)裝配圖圖6.8推書系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文27圖6.8推書系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖26.4 本章小結(jié)本章詳細(xì)的介紹了SolidWorks設(shè)計(jì)軟件以及用SolidWorks對(duì)推書機(jī)構(gòu)各主要零 件的三維建模。并對(duì)整體機(jī)構(gòu)進(jìn)行了裝配，使我們清晰直觀的了解了推書機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 和工作原理。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文28全文總結(jié)通過歷時(shí)近半年的籌備與研發(fā)，本文成功的設(shè)計(jì)出書本打包機(jī)縱向推書機(jī)構(gòu)，能 很好的滿足對(duì)書本的推動(dòng)要求，運(yùn)行穩(wěn)定。推書機(jī)構(gòu)作為書本打包機(jī)的重要組成部分， 它的研制成功，極大的提高了我國(guó)書籍包裝的自動(dòng)化和

55、標(biāo)準(zhǔn)化水平，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng) 度。本論文是對(duì)設(shè)計(jì)推書機(jī)構(gòu)工作的總結(jié)，所作的主要工作包括：(1)國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)于書本打包機(jī)的需求以及應(yīng)用前景的分析，了解和掌握國(guó)內(nèi)與國(guó) 際上關(guān)于包裝機(jī)械的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)。(2)研究確定書本打包機(jī)縱向推書機(jī)構(gòu)的工作流程和系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案。(3)關(guān)鍵機(jī)械部件一凸輪機(jī)構(gòu)的研究分析。闡述了凸輪的工作流程，并繪制出凸 輪輪廓圖。(4)設(shè)計(jì)齒輪齒條機(jī)構(gòu)，并進(jìn)行了重合度的計(jì)算和齒輪的校核計(jì)算。(5)其它零部件的設(shè)計(jì)。完成軸的設(shè)計(jì)和校核計(jì)算，連桿的設(shè)計(jì)，鍵的選用及電 動(dòng)機(jī)的選用。書本打包機(jī)縱向推書機(jī)構(gòu)是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，并具有廣泛的應(yīng)用前 景。通過研制書本打包機(jī)縱向推書機(jī)

56、構(gòu)，我學(xué)習(xí)了機(jī)、電及計(jì)算機(jī)控制一體化的現(xiàn)代 化高科技設(shè)備的研究開發(fā)過程，在鍛煉自己科研能力的同時(shí)，鍛煉和提高我的實(shí)際動(dòng) 手能力及項(xiàng)目科研管理能力，可以深入到我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化裝備的第一線，了解我國(guó)目 前國(guó)有大中型工業(yè)企業(yè)的設(shè)備現(xiàn)狀，深深的感受到我國(guó)的工業(yè)技術(shù)水平與國(guó)外先進(jìn)水 平還有很大差距，要不斷縮小這種技術(shù)水平差距正需要我們當(dāng)代科研技術(shù)工作者的不 懈努力。我們研制的書本打包機(jī)雖然已經(jīng)能較好的完成對(duì)書籍打包的功能，但其在整體性 能、自動(dòng)化程度以及功能的完善性方面跟國(guó)外先進(jìn)的全自動(dòng)打包機(jī)相比還有一定的差 距。在書籍打包方面，我們需要努力的方向是：縮短打包周期以及打包機(jī)的工作穩(wěn)定及 可靠性。南昌航空大

57、學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文29參考文獻(xiàn)1陳守強(qiáng).機(jī)械裝備導(dǎo)論M.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2008.09.2李斌.剖析 SDB-I 型平裝書籍打包機(jī)J.印刷技術(shù)，2007( 02):51-52.3王中剛，張秀親.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐M.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003.4成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)全卷M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999.5高德.包裝機(jī)械設(shè)計(jì)M .北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2005.黃穎為.包裝機(jī)械結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)M .北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2006.7孫懷遠(yuǎn)，郭志杰.微型直角封口包裝機(jī)研制J.包裝工程,2005,26:65 -67.8劉揚(yáng)，賀兵.枕式包裝機(jī)橫封機(jī)構(gòu)平衡設(shè)計(jì)J.包裝工程,2008,

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59、尤德同，周重益.全自動(dòng)捆扎機(jī)微機(jī)控制系統(tǒng)J.機(jī)械制造與自動(dòng)化，1993(4):37-39.16陳潤(rùn)潔.包裝機(jī)械行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量現(xiàn)狀分析及展望J.包裝與食品機(jī)械，2004,22(1):23-28.17許林城.包裝機(jī)械M.長(zhǎng)沙:湖南大學(xué)出版社,1998.18王章旺.包裝分類設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)基礎(chǔ)M.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社 2001, 14-31.19何衛(wèi)鋒.高速接縫式自動(dòng)包裝機(jī)的設(shè)計(jì)和開發(fā)D.廣州：廣東工業(yè)大學(xué),2004.20張 玉，劉 平.幾何量公差與測(cè)量技術(shù)M.沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社1999.21孫 桓，陳作模.機(jī)械原理M,北京：高等教育出版社 2000.22鄧星鐘.機(jī)電傳動(dòng)控制(第三版)M,華中科技大學(xué)出

60、版,2001.23 A.W. Roberts. The in flue nee of granu lar vortex moti on on the volumetric performa nee ofen closed screw con veyorsJ, Powder Techno logy 1041999 (104) : 56 -67.南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文3024 Seiichirou SUZUK , A study on the dynamic behaviors of an automatic washing machine , 2001Korea ADAMS User