書本打包機設計說明書

1、機械原理課程設計題目 書本打包機學院 XXXX專業(yè)年級 XXXXXXXXXXX學號姓名 XXXX指導教師 XXXX二一四年X月機械原理課程設計任務書專業(yè) XXXX 學號 XXXXXXXX 姓名 XXXXXX一、 設計題目書本打包機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：包封工藝位置對應功能分解：1.橫向送書（送一摞書）。2.縱向推一摞書前進到工位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。書本打包機工藝順序4.繼續(xù)推書前進到工位b，在工

2、位b書摞上下方設置有擋板，以擋住書摞上下方的包裝紙，所以書摞被推到工位b時實現三面包裝，這一工序共推動ag的七摞書。5.推書機構回程，折紙機構動作，先折側邊將紙包成筒狀，再折兩端上、下邊。6.繼續(xù)折前角，將包裝紙折成如圖21實線所示位置的形狀。7.再次推書前進折后角，推書機構又進到下一循環(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兩端設置的擋板實現折后角。8.在實現上一步工序的同時，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、包機中的主要機構包括：橫向送書機構、縱向送書機構、送紙機構、裁紙機構、折角機構、涂漿糊貼標簽機構以及烘干機構。三、原始數據及設計要求：下圖所示為由總體設計規(guī)定的各部分的相對位置和有關尺寸。打包機各部分的相對位置及有關尺寸和范圍其中O為機器主軸的位置，A為機器中機構的最大允許長度，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，（）為紙卷的位置坐標。書本打包機具體技術要求為：1.機構的尺寸范圍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，推書機構最好放在工作臺面以下。2.工藝要求的數據書摞尺寸：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（主軸轉速）：n= (10±0.1) r/min（電動機轉速：1440 r/min）。主軸轉速不均勻系數： 1/4。紙卷直徑：d= 400 mm。四、設計方案提示：1.此題包含較豐富的機構設計與分析內容，由一組學生完成全題。 2.推書機構、送紙機構、裁紙機構之間有嚴格的時間匹配與順序關系，應考慮這些機構之間的傳動鏈設計。五、設計的主要任

5、務1.根據給定的原始數據和工藝要求，構思并選定機構方案。內容包括縱向推書機構和送紙、裁紙機構，以及從電動機到主軸之間的傳動機構。確定傳動比分配。2.書本打包機一般應包括凸輪機構、齒輪機構、平面連桿機構等三種以上常用機構。3.按比例畫出機構運動簡圖，標注出主要尺寸；畫出包、封全過程中機構的運動循環(huán)圖（全部工藝動作與主軸轉角的關系圖）。4.設計平面連桿機構。并進行運動分析。繪制運動線圖。5.設計凸輪機構。確定運動規(guī)律，選擇基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑，計算凸輪廓線。6.設計計算其中一對齒輪機構。7.編寫設計計算說明書。8.學生可進一步完成書本打包機的計算機演示驗證等。完成日期：2014年

6、xx月XX日 指導教師：XXXXXX摘要：本設計說明書為書本打包機的具體機構設計及部分參數的計算。整個設計過程分為：提出構思、分析可行性、畫出機構運動簡圖、參數測定及計算等幾個階段。期間運用某些畫圖軟件以及對各種資料的查閱，經過小組討論逐步確定方案并進行分工設計。最終確定機構包括橫向送書機構、縱向推書機構、送紙機構、裁紙機構、折角機構、涂漿糊貼標簽機構以及烘干機構、傳動機構的設計。目 錄第一章 機構設計- 7 -第一節(jié) 橫向送書機構- 7 -1.1.1 書本打包機橫向送書機構- 7 -1.1.2 橫向送書機構的工作原理- 7 - 橫向送書機構對比機構- 8 -第二節(jié) 縱向送書機構- 9 - 書

7、本打包機縱向推書機構- 9 -1.2.2 縱向推書機構的工作原理- 9 -1.2.3 縱向送書機構的平面連桿運動線圖- 10 -第三節(jié) 送紙機構- 11 - 書本打包機送紙機構- 11 -1.3.2 送紙機構的工作原理- 11 -1.3.3 送紙機構對比- 11 -第四節(jié) 裁紙機構- 12 -1.4.1 書本打包機裁紙機構- 12 -1.4.2 凸輪參數計算- 13 -第五節(jié) 折角機構- 14 -1.5.1 書本打包機折上下邊機構- 14 -1.5.2 折前角機構- 15 -第六節(jié) 涂漿糊、貼標簽、烘干機構- 15 -1.6.1 書本打包機涂漿糊、貼標簽、烘干機構- 15 -1.6.2 涂漿糊

8、貼標簽烘干機構的工作原理- 16 -第二章 機構組合及傳動機構- 17 -第一節(jié) 所有機構簡圖匯總- 17 -第二節(jié) 機構總運動循環(huán)圖- 17 -第三節(jié) 傳動機構設計及電機選擇- 18 -2.3,1 傳動機構選擇- 18 - 數據計算- 18 -第三章 人員分工及設計心得體會- 19 -一、人員分工- 19 -二、設計心得體會- 19 -參考文獻- 20 -第一章 機構設計機構設計主要包括橫向送書機構、縱向推書機構、送紙機構、裁紙機構、折角機構、涂漿糊貼標簽機構以及烘干機構的設計，以實現書本打包的功能。第一節(jié) 橫向送書機構1.1.1 書本打包機橫向送書機構橫向送書機構的主要執(zhí)行機構為凸輪機構和

9、齒輪齒條機構，其機構簡圖如圖所示：橫向送書機構1.1.2 橫向送書機構的工作原理橫向送書機構的工作流程：通過主動件凸輪的轉動將速度通過齒條2齒條2帶動齒輪1,2轉動，并且由齒輪1,2控制不同的傳動比齒輪1帶動齒條1和其上推頭橫向運動完成橫向送書動作。1.1.3 橫向送書機構對比機構橫向送書機構對比機構上圖所示的連桿滑塊機構也可以實現橫向送書的功能，但是通過對比凸輪齒條機構結構簡單，易于實現復雜的運動要求比較容易設計各種傳動比的要求，而且結構緊湊。連桿滑塊機構制造容易，但設計較為困難，連桿機構隨著構件和運動副數目的增加，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構。第二節(jié)

10、縱向送書機構1.2.1 書本打包機縱向推書機構縱向推書機構的主要執(zhí)行機構為凸輪機構和連桿滑塊推頭機構，其機構如圖所示：縱向推書機構1.2.2 縱向推書機構的工作原理一、縱向推書機構的工作流程：通過主動件凸輪的轉動帶動連桿擺動再帶動滑塊做往復運動，從而完成縱向推書動作。二、機構運動循環(huán)圖：縱向推書機構運動循環(huán)圖縱向推書機構在機構在0°120°向推書機構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。 縱向送書機構的平面

11、連桿運動線圖對機構進行高副低代并進行桿組分析得如下兩個級桿組和一個主動件：桿組分析具體運動分析由于過于復雜，在此省略。 第三節(jié) 送紙機構1.3.1 書本打包機送紙機構送紙機構的主要執(zhí)行機構為連桿彈簧機構和凸輪機構，其機構簡圖如圖所示：送紙機構1.3.2 送紙機構的工作原理一、送紙機構工作原理：送紙機構主要實現當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，凸輪轉動帶動連桿擺動，與紙卷接觸的滾子摩擦系數較大，連桿擺動使?jié)L子與紙筒接觸并產生相對滾動，從而將紙自上而下的傳送，傳送定量距離后將紙裁斷。二

12、、送紙機構設計：送紙機構中的滾紙筒直徑D=50mm，可繞紙筒中心軸自由轉動，凸輪運動規(guī)律與橫向送書機構的凸輪運動規(guī)律相似，故其輪廓與其相似。1.3.3 送紙機構對比摩擦輪與不完全齒輪組合機構送紙如下圖所示：送紙機構對比機構一、運動原理：用皮帶輪控制另一個主動輪，按額定的轉速轉動，通過不完全齒輪控制摩擦輪的運動，當需要送紙的時候使不完全齒輪與完全齒輪相嚙合，實現送紙，不需要時使不完全齒輪的圓滑面與齒輪相切，實現傳紙的間歇。二、 優(yōu)點：空間構件靈活，簡單，穩(wěn)定性好，設計簡單。缺點：經濟性較差。三、方案選擇：比較兩個方案，選用了第二個方案，因它結構簡單，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現控制，與其它機構的配合度高。第四節(jié) 裁紙機構1.4.1 書本打包機裁紙機構工藝動作主軸轉角工藝動作主軸轉角橫向送書150° 340°送紙200°360°70°折側邊，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°各機構運動要求由上表知裁紙過程中主軸轉角為70°80°。為了防止從動件運動過程中產生沖擊，要求推程時從動件運動規(guī)律按正弦規(guī)律變化?；爻踢^程中仍舊按正弦加速度規(guī)律設計凸輪。凸輪的最大推

14、程為50mm，設計凸輪從動件是直動型的，基圓半徑50mm，滾子半徑10mm。設計裁紙刀距離紙張40mm，下圖為從動件運動位移與凸輪轉角關系。凸輪運動位移、轉角示意圖所以通過上圖，運用圖解法可得凸輪輪廓線及裁紙機構大致為如下機構：裁紙機構1.4.2 凸輪參數計算一、最大壓力角：凸輪機構在運動過程中，其壓力角是不斷變化的。為了觀察機構壓力角的變化情況，以找出最大壓力角，可對機構進行高副低代，換成低副機構加以觀察。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。計算時可將某一位置時滾子中心與凸輪接觸點的曲率中心分別代以轉動副鉸接一個虛擬構件來代替高副，從而得到一個曲柄滑塊機構。經作圖計算，最大

15、壓力角為=36.5°<=30°38°二、最小曲率半徑：校核實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，由高數公式 =（x2+y2）2/3/xy” - x”y，并逐點求解得最小曲率半徑min < 。第五節(jié) 折角機構1.5.1 書本打包機折上下邊機構一、折上下邊機構的主要執(zhí)行機構為凸輪機構和連桿機構，折上下邊機構簡圖如圖所示：折上下邊機構二、折上下邊機構工作原理： 通過凸輪的回轉運動，帶動連桿擺動，進而實現假肢桿件的間隙閉合開啟運動，實現折上下邊的功能。三、機構優(yōu)點： 該機構主要優(yōu)點是通過凸輪較小幅度的回轉運動實現了假

16、肢桿件較大幅度的間隙閉合開啟運動，而且可以同時折好上下邊，提高了工作效率。另外，由于凸輪回轉幅度較小，因而整體機構所占空間小，整體顯得十分緊湊。 折前角機構一、折前角機構的主要執(zhí)行機構為一個隨軸回轉的半球形轉子，其機構示意圖如下圖所示：折前角機構二、折前角機構工作原理：該機構隨軸轉動，上下邊折好后，半球形轉子剛好轉過來實現折前角的功能。后角利用固定擋板折好。三、機構優(yōu)點：該機構十分簡單，容易實現，而且制造成本低，性價比很高。第六節(jié) 涂漿糊、貼標簽、烘干機構1.6.1 書本打包機涂漿糊、貼標簽、烘干機構 涂漿糊貼標簽烘干機構的主要執(zhí)行機構為凸輪擺桿機構，將此機構分解成四部分，涂漿糊 貼標簽 烘干

17、 二次烘干，其機構簡圖如圖所示：漿糊貼標簽烘干示意圖它們的機構都可以用凸輪擺桿滑塊機構實現。凸輪的轉動使得滑塊往復運動，完成各個動作。涂漿糊、貼標簽、烘干機構1.6.2 涂漿糊貼標簽烘干機構的工作原理通過凸輪的轉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運動，四個長方體相鄰兩長方體間隔130140mm（書摞的寬度），恰好為兩摞書中點之間的距離，在推書機構把第二摞書推到涂漿糊處，第一摞書恰好到達貼標簽處。直至最后完成烘干。第二章 機構組合及傳動機構第一節(jié) 所有機構簡圖匯總書本打包機總簡圖上圖所示為書本打包機總簡圖，該圖中分別表達了橫向送書機構、縱向推書機構、送紙機構、裁紙機構、折上下

18、邊機構、折前角、涂漿糊、貼標簽、烘干機構的機構簡圖。通過該簡圖可以了解書本打包機的運行過程和打包過程。第二節(jié) 機構總運動循環(huán)圖機構總運動循環(huán)圖如下圖所示：機構總運動循環(huán)圖第三節(jié) 傳動機構設計及電機選擇2.3,1 傳動機構選擇電機選擇1000r/min，并選擇適當的齒輪組成輪系以達到需要的傳動比，設計的傳動機構如下圖所示：傳動機構 數據計算由選定的數據：電動機轉速n1=1000r/min，主軸轉速n4=10r/min，傳動比為100可通過計算得到各個齒輪的齒數。計算過程： 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m=2 ，壓力角=20°第三章 人員分工及設計心得體會一、人員分工總體方案討論確定XXXXXXXXXXXXXXXX繪圖XXXXXXXXPPT制作XXXXXXXXX各機構具體分工：縱向送書機構：XXXXXXXX裁紙機構：XX傳動機構：XX送紙機構：XX其它機構共同討論或自由發(fā)揮人員排序：XXXXXXXXXXXXX二、設計心得體會經過這次短暫而有意義的課程設計，我們對這一整個學期學習到的機械原理知識有了更加深入的體會和認識