書本打包機(jī)設(shè)計(jì)

1、高新學(xué)院機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)題 目：書本打包機(jī)設(shè)計(jì)專業(yè)班級：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化機(jī)單1001班 姓 名：王志錢 學(xué) 號 ：1001140542 指導(dǎo)教師：程安寧時(shí) 間： 2012 年 07 月 13 日任務(wù)書姓名王志錢學(xué)號1001140542 專業(yè)及班級 機(jī)單1001題 目：書本打包機(jī)課程設(shè)計(jì)完成時(shí)間： 2012年7月13日 1設(shè)計(jì)任務(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)、送紙機(jī)構(gòu)、裁紙機(jī)構(gòu)、折角機(jī)構(gòu)、涂漿糊機(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）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

2、作與主軸轉(zhuǎn)角的關(guān)系圖）。（3）設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)并進(jìn)行運(yùn)動分析。繪制從動件運(yùn)動線圖。（4）設(shè)計(jì)計(jì)算其中一對齒輪機(jī)構(gòu)。(5) 書本打包機(jī)進(jìn)行三維造型和動態(tài)仿真，并輸出送紙機(jī)構(gòu)、推書機(jī)構(gòu)、裁紙機(jī)構(gòu)的位移、速度、加速度曲線。（6） 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書2. 時(shí)間安排：第一階段 查閱資料、熟悉題目(1天)第二階段 方案分析、比較（2天）第三階段 平面機(jī)構(gòu)尺度綜合、運(yùn)動分析（2天）第四階段 平面動態(tài)靜力分析（2天）第五階段 繪制方案圖、整理設(shè)計(jì)說明書（2天）第六階段 答辯（1天）實(shí)習(xí)時(shí)間為：7.1日7.13日 共計(jì)兩周 指導(dǎo)教師：程安寧 2012 年07月13 日書本打包機(jī)設(shè)計(jì)方案隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的飛

3、速發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品種類日益增多，自動化程度愈來愈高。這就要求設(shè)計(jì)者除綜合應(yīng)用各類典型機(jī)構(gòu)的作用外，還要根據(jù)使用要求和功能分析，設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、性能優(yōu)良、工作可靠、適用性強(qiáng)的機(jī)械系統(tǒng)。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是機(jī)械原理教學(xué)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是機(jī)械類各專業(yè)學(xué)生在機(jī)械原理課程學(xué)習(xí)后進(jìn)行的全面、系統(tǒng)、深入的實(shí)踐性教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)及應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析和工程設(shè)計(jì)的能力。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)針對某種簡單機(jī)器進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動簡圖設(shè)計(jì)，包括機(jī)器功能分析、工藝動作過程確定、執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇、機(jī)械運(yùn)動方案評定、機(jī)構(gòu)尺度綜合等。通過機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生鞏固所學(xué)機(jī)械原理的知識和理論，培養(yǎng)開發(fā)創(chuàng)新

4、機(jī)械的能力，實(shí)現(xiàn)用圖解法進(jìn)行機(jī)構(gòu)的分析計(jì)算的基本要求，達(dá)到借助計(jì)算機(jī)對機(jī)構(gòu)進(jìn)行解析法分析，完成機(jī)械運(yùn)動方案和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。一、功能原理分析：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。4.繼續(xù)推書前進(jìn)到工位b，在工位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(shí)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

5、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(shí)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(shí)，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。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)。二、方案擬定 ：機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括橫向送書機(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)的設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)書本打包的功能。方案工藝分

6、解，如下圖所示：方案1. 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)和齒輪齒條機(jī)構(gòu)，其機(jī)構(gòu)簡圖如圖所示： 橫向推書機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖: 橫向送書機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖橫向推書機(jī)構(gòu)在120360期間進(jìn)行推書運(yùn)動：120240推頭推書，240360推頭退回，0120推頭不動，橫向推書行程H=380mm。橫向推書機(jī)構(gòu)對比機(jī)構(gòu) 橫向推書機(jī)構(gòu)對比機(jī)構(gòu)圖所示的連桿滑塊機(jī)構(gòu)也可以實(shí)現(xiàn)橫向推書的功能，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。方案2. 縱

7、向送書機(jī)構(gòu)縱向送書機(jī)構(gòu)的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)為凸輪機(jī)構(gòu)和連桿滑塊推頭機(jī)構(gòu)，其機(jī)構(gòu)見圖如圖所示： 縱向推書機(jī)構(gòu) 1 縱向推書機(jī)構(gòu) 2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0120向推書機(jī)構(gòu)在期間完成縱向推書動作：080完成單摞推書，80120完成七摞推書，120220推頭回退，220360推頭不動。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如下：X1(mm)Y1(mm)Y(mm)X2(mm)H(mm)max()min()rr(mm) r0 (mm)203370100115040022.118.9 40 250具體計(jì)算如下：max = arctan(X2/ Y1)=22.1 L=(453-250)/2min = arctan(L/Y1

8、)=18.9 Lbc=800mmLab=400mm方案3. 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)方案4 . 裁紙機(jī)構(gòu)裁紙機(jī)構(gòu)的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)為凸輪頂桿機(jī)構(gòu)和連桿滑塊機(jī)構(gòu)，如下圖所示：裁紙機(jī)構(gòu)簡圖方案5 . 折角機(jī)構(gòu) 折上下邊機(jī)構(gòu) 折上下邊對比機(jī)構(gòu)折前角機(jī)構(gòu)方案6. 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)，其機(jī)構(gòu)簡圖如圖所示： 涂漿糊貼標(biāo)簽烘干示意圖將此機(jī)構(gòu)分解成四部分，涂漿糊 貼標(biāo)簽 烘干 二次烘干。如圖所示： 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)運(yùn)動循環(huán)圖涂漿糊貼標(biāo)簽烘干機(jī)構(gòu)對比機(jī)構(gòu)三、方案總結(jié)：所

9、有機(jī)構(gòu)匯總?cè)鐖D所示 書本打包機(jī)總簡圖上圖所示為書本打包機(jī)總簡圖，該圖按加工順位表達(dá)了書本打包的運(yùn)動情況。該圖中分別表達(dá)了橫向推書機(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。 機(jī)構(gòu)總運(yùn)動循環(huán)圖四、數(shù)據(jù)分析及處理: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 =

10、10001100 mm，y = 300400 mm；紙卷位置：= 300 mm，= 300 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= (100.1) 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。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(gè)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

11、，使零散的知識形成了有機(jī)的網(wǎng)絡(luò)體系，同時(shí)通過對相關(guān)書籍的查閱，也拓寬了我們對這門課程以及本專業(yè)的認(rèn)識。 這次的課程設(shè)計(jì)讓我們看到了團(tuán)隊(duì)的力量，三人分工協(xié)作，將各個(gè)部分分成不同的小步驟。我們先積極地查閱了大量的資料，然后把資料進(jìn)行匯總，并集體討論了整個(gè)的設(shè)計(jì)思路，之后三人分工協(xié)作，將各個(gè)部分分成不同的小步驟。設(shè)計(jì)過程中，不僅讓大家學(xué)以致用，還大大培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作的精神。因?yàn)樵谡n程設(shè)計(jì)中我們漸漸明白，只有一個(gè)人知道原理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須讓每個(gè)人都知道的，否則一個(gè)人的失誤，就可能導(dǎo)致整個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作失敗。 一個(gè)多星期里，我們將時(shí)間合理分配，根據(jù)個(gè)人的優(yōu)勢將工作內(nèi)容合理分配。但每一個(gè)機(jī)構(gòu)的完成，絕對不只是

12、具體某個(gè)人的功勞。當(dāng)自己思考出了一個(gè)機(jī)構(gòu)的雛形，小組就會積極開展討論。比如在對凸輪的設(shè)計(jì)中，凸輪在任意兩個(gè)角度的速度分析，受力情況，加速度分析和動態(tài)的靜力分析等，我們經(jīng)歷了激烈討論，懸而未決，再次修改直至最終大家一致通過。但由于對matlab等編程軟件不熟悉，我們還是未能擬合出精確的凸輪輪廓?？墒沁@每一個(gè)機(jī)構(gòu)，都是我們小組成員反復(fù)思考，辯論，查閱資料直至最終確定下來的。而辯論過程中，不僅讓我們認(rèn)識到了自己想法不全面的地方，也體會到經(jīng)同伴指出問題后恍然大悟的快感，更可貴的是往往就在這你一言我一語中，我們討論出了更為完整實(shí)用優(yōu)良的方案。通過本次課程設(shè)計(jì)，讓每個(gè)組員都受益頗豐。我們不僅更全面深入地掌

13、握了所學(xué)知識，并且還有了初步的機(jī)械選型與組合及確定傳動方案的能力，培養(yǎng)了初步的開發(fā)和創(chuàng)新機(jī)械產(chǎn)品的能力。同時(shí)，我們也對運(yùn)動分析和設(shè)計(jì)有了一個(gè)較完整的概念，進(jìn)一步提高了運(yùn)算、繪圖、表達(dá)及查閱各種技術(shù)資料的能力。但也讓我們意識到，目前我們所具有的知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，當(dāng)理論碰上實(shí)踐，我們依然會感到毫無頭緒和無從下手，這主要是因?yàn)槲覀兤綍r(shí)不注重培養(yǎng)和鍛煉自己獨(dú)立思考和動手的能力，而這無一不是我們這個(gè)專業(yè)所需要我們具備的。所以，今后的日子里，我們還要虛心學(xué)習(xí)，而且不僅學(xué)習(xí)本專業(yè)知識，只要專業(yè)有所涉及，我們都不應(yīng)該放過，因?yàn)樵谶@次實(shí)踐中，我們就發(fā)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)跟數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)等多門學(xué)科的緊密關(guān)聯(lián)。我們也充分認(rèn)識到，只有當(dāng)知識形成了一個(gè)更加嚴(yán)密的網(wǎng)，我們才能設(shè)計(jì)出更完善的機(jī)械。在14天的時(shí)間里，我們默契合作，相互幫助，付出許多汗水和努力。但看到最終成品出來時(shí)，還是讓我們?nèi)伺d奮不已。我們也熱切期望我們的成果能得到老師