書本自動打包機的設計含19張CAD圖,書本,自動,打包機,設計,19,CAD 書 本 打 包 機 答 辯答 辯 人：XX 導 師：XXLOGO目錄Here is your Content1選題目的2主體內(nèi)容3分析方法4總結建議選題目的1 為了解決印刷廠等一些印書機構面對社會生產(chǎn)中，成批的紙張和大量書本的包裝，以及長期以來書本打包都是人工打包，其工作強度很大，打包質量不佳，浪費了大量的人力以及物力，在這種情況下為了這一現(xiàn)狀的改變，縮短圖書的打包周期、提高圖書供應效率的提高、降低操作者的勞動強度和精力，為簡化書本包裝的過程，設計書本打包機。書本打包機選題目的主體內(nèi)容2 以上兩張圖片，左邊是機構完成整個過程的每個動作圖，右邊是裝配圖.書本打包機應該包含連桿機構、凸輪機構、齒輪機構等三種基本機構。擬定運動循環(huán)圖時，執(zhí)行構件動作起止位置可以根據(jù)具體情況而定，可以重疊安排，但必須滿足工藝上每一個動作的配合以及運行，在時間和空間上不應該出現(xiàn)影響。設計凸輪機構，自行確定運動規(guī)律及變化，合理選擇基圓半徑，設計并校核最大壓力角與最小曲率半徑，設計并計算凸輪輪廓線，盡量讓誤差最小。對連桿機構進行運動設計，并且進行連桿機構的運動分析，設想對連桿機構的往復運動是否有影響。功能分析及流程分析1.工藝動作的分解2.工作原理的分析3.機構的選用4.各執(zhí)行機構的運動簡圖及詳細工作原理。1.驅動裝置的選擇2.電動機容量的選定3.機構的尺寸范圍和工藝要求數(shù)據(jù)4.縱向推書機構運動要求5.其他機構運動要求6.工作阻力7.傳動裝置動力參數(shù)8.傳動零件設計各機構的計算總論功能分析及流程分析（1）首先機構橫向送書（2）縱向將一定數(shù)量的書本整理并推動到包裝紙的地方，此時的包裝紙在書本送到之前就已經(jīng)按照設定好的大小裁剪完畢。（3）繼續(xù)推這一摞書到達下一個位置，在這個位置書摞上下方設有擋板，用來擋住書摞上下方的包裝紙，所以書摞推到這個地方時已實現(xiàn)包三面的狀態(tài)。（4）然后推書機構回程，回程時折紙機構動作，先折側邊部分，把紙卷包成筒裝，在折兩端還有上下邊。（5）然后開始折前角，折完前角后，推書機構進入下一循環(huán)工序，書推到這一位置后，利用工位兩端已經(jīng)設置的擋板來實現(xiàn)折后角。（6）最后推書機構將書推送到涂膠水的位置，此位置兩端設有涂膠水的工序。各機構的計算。機構的計算對于機器以后的性能有至關重要的作用，電動機的容量選擇合適與不合適，對電動機的工作有很重要的影響，當容量過小的時候，不能保證正常工作或者使電動機過載而損壞；當容量過大的時候，能量不能被充分利用，并且由于不能在滿載的情況下運行，所以效率較低，存在很大程度上的浪費。還要考慮機構的尺寸范圍和工藝要求數(shù)據(jù)和工作阻力，工作阻力的大小對以后系統(tǒng)的處理上面誤差將會大大減小。還有傳動裝置動力參數(shù)、傳動比的分配、傳動零件設計。分析方法3優(yōu)缺點的對比的方法這個方法可以選取出比較完美的機械運動形式，可以通過對優(yōu)點和缺點的分析，優(yōu)缺點的對比，使最后的機械形式最合適。機械形式優(yōu)點缺點優(yōu)缺點對比運動簡圖的確定確定機械形式機械形式是比較多的，但是選取比較合適的是至關重要的每個機械械形式都有它的優(yōu)點，我們應該應用每個機械形式都有它的缺點，我們應該避免在這里輸入對上面的圖表的內(nèi)容介紹，文字不宜多，適當就好?？梢韵胂蟪鲆恍┯縿娱g，然后將機械形式帶入，看是否合適通過優(yōu)缺點的對比，最后確定所需要的機械形式 用簡單的線條和符號來代表，構件和運動副，并按一定比例表示各運動副的相對位置，用以說明機構各構件間相對運動關系的簡單圖形，稱為機構運動簡圖。已上圖片從左到右依次為橫向推書機構運動簡圖、縱向推書機構的運動簡圖、送紙機構、裁剪機構、折紙機構、涂膠水、貼標簽、烘干機構。各執(zhí)行機構的運動簡圖及詳細的工作原理1.驅動裝置有很多有電動機、內(nèi)機、蒸汽機、液動機等，但是通過對比電動機最適合。2.決定選用Y132S-4型號的電動機，轉速為1440r/m，電流11.6A，功率5.5kw，效率為85.5。3.通過計算得知平均力矩m=688.98m/s，總功率p=m*w*k，其中w=2*n/60，主軸的轉速為10r/min，因此p=865.36w。4.工作阻力，橫向推書的阻力設為常數(shù)，相當于在主軸上有等效的阻力矩M=4N/M尺寸及計算的分析101020203030404050506060707080809090100100縱向推書機構的運動要求,推單摞書向前,0-80,推整摞書向前,80-120.A橫向送書機構,150-340,送紙,200-360-70,B折側邊，折上下邊，折前角180-340涂膠水，貼標簽，烘干,180-340,裁紙,70-80,C總結建議4回顧書本打包機各個環(huán)節(jié)各機構的計算算功能分析及流程分析緒論對一些機構的計算有時候是至關重要的，所以為了降低誤差，更應該采用精確地計算。主要是敘述論文的題目、設計任務及要求。在這一塊我們主要對工藝動作的分解、工作原理的分析、還有 機構的選用、各執(zhí)行機構的運動簡圖及詳細工作原理有了一定的了解總 結本文主要研究書本打包機的推書機構，送紙機構、包裝機構、折邊機構等，其重要性不言而喻，能極大的提高我國在包裝行業(yè)上效率，省去大部分的人力，減少工作的強度。通過這次的設計我知識的儲備量不是很高，但在尋找資料的過程中使我成長非常多。以下是對這次設計的總結：1）對這次設計主要的機構推書機構進行設計分析并且把每個零件的優(yōu)點和缺點講明白了。2）對推書機構中的凸輪以及齒輪進行計算。3）對其機構中其他的零部件進行簡單分析選擇與計算。4）選擇討論除推書機構外其他幾個機構的工藝過程，工作原理。致 謝 本論文的完成離不開李顯昌老師的靜心教導，潛心育人和每天不厭其煩的督促。李老師知識的儲備量讓我非常的欽。淵博的知識，面對任何問題都能快速反應，這種高度的責任感和工作作風在我心理留下了深刻的映像，為我以后的道路做了一個榜樣。在本論文結束之際，我由衷的向李老師表示感謝。謝謝！ 書本打包機的設計 目 錄 摘要 3 Abstract 4 第一章 緒論 5 1.1設計題目:書本打包機 5 1.2設計任務及要求 5 第二章 功能分析及流程分析 6 2.1工藝動作分解 6 2.2工作原理的分析 6 2.3機構的選用 7 2.4各執(zhí)行機構的運動簡圖及詳細的工作原理 8 第三章 各機構的計算 12 3.1 驅動裝置的選擇 12 3.2 電動機容量的選定 12 3.3機構的尺寸范圍和工藝要求的數(shù)據(jù) 12 3.4縱向推書機構的運動要求 13 3.5其他機構的運動要求 13 3.6 工作阻力 13 3.7傳動裝置動力參數(shù) 14 3.8傳動零件的設計 15 第四章 總論 16 參考文獻 16 致 謝 17 1 摘要 為了解決印刷廠等一些印書機構面對社會生產(chǎn)中，成批的紙張和大量書本的包裝，本文根據(jù)所學知識，針對社會需求以及勞動者的需要，設計出一款比較方便耐用的書本打包機。首先本文討論各個機構的優(yōu)劣，選出最優(yōu)的機構，對每個機構的工作原理進行研究，確保能在實際過程中運轉。其次對零件進行計算并矯正確保實際生活中不會出現(xiàn)差錯。書本打包機的設計對節(jié)省勞動力有重要的意義。 關鍵詞：推書機構、送紙機構、裁剪機構、折邊機構等。 2 Design of book packing machine Abstract in order to deal with a large number of papers and books in daily office and social production, this paper designs a more efficient and flexible Book packer based on the knowledge learned and after daily observation. It is found that the most important part of the book packer is the book pushing mechanism. This paper also studies the book pushing mechanism and selects other mechanisms additionally. In the working process of the book pushing mechanism, there are strict requirements for cams and gears, and the book pushing mechanism itself needs to have quick return, with the average speed moving along a straight line. In this paper, several main research objects are cam linkage mechanism and rack and pinion mechanism. The main work is as follows: 1) Tentative book pushing mechanism and Discussion on the selection of its scheme 2) Calculate the main parts and check whether they meet the standard 3） The selection of schemes for other institutions except for the push mechanism Keywords: book pushing mechanism, scheme selection, part verification. 3 XXX 第一章 緒論 印刷廠每天都會印刷數(shù)量非常大的圖書，并且品種眾多，書本包裝的規(guī)格也各不相同。長期以來書本打包都是人工打包，其工作強度很大，打包質量不佳，浪費了大量的人力以及物力，在這種情況下為了這一現(xiàn)狀的改變，縮短圖書的打包周期、提高圖書供應效率的提高、降低操作者的勞動強度和精力，為簡化書本包裝的過程，設計書本打包機。 1.1設計題目:書本打包機 書本打包機平常主要應用在印刷廠里，印刷廠印刷出大量的圖書后，書本打包機按照一定的數(shù)目將書本打包。 1.2設計任務及要求 （1）書本打包機應該包含連桿機構、凸輪機構、齒輪機構等三種基本機構。 （2）擬定運動循環(huán)圖時，執(zhí)行構件動作起止位置可以根據(jù)具體情況而定，可以重疊安排，但必須滿足工藝上每一個動作的配合以及運行，在時間和空間上不應該出現(xiàn)影響。 （3）設計凸輪機構，自行確定運動規(guī)律及變化，合理選擇基圓半徑，設計并校核最大壓力角與最小曲率半徑，設計并計算凸輪輪廓線，盡量讓誤差最小。 （4）設計計算齒輪機構，設計齒數(shù)（輪齒總數(shù)z），確定模數(shù)（m=p/π，p為齒距），確定分度圓直徑（d=mz），設計齒頂圓直徑da和齒根圓直徑df（da=d-2.5m，df=mz-2.5m）。 （5）對連桿機構進行運動設計，并且進行連桿機構的運動分析，設想對連桿機構的往復運動是否有影響。  第二章 功能分析及流程分析 2.1工藝動作分解 （1） 首先機構橫向送書。 （2） 縱向將一定數(shù)量的書本整理并推動到包裝紙的地方，此時的包裝紙在書本送到之前就已經(jīng)按照設定好的大小裁剪完畢。 （3） 繼續(xù)推這一摞書到達下一個位置，在這個位置書摞上下方設有擋板，用來擋住書摞上下方的包裝紙，所以書摞推到這個地方時已實現(xiàn)包三面的狀態(tài)。 （4） 然后推書機構回程，回程時折紙機構動作，先折側邊部分，把紙卷包成筒裝，在折兩端還有上下邊。 （5） 然后開始折前角，折完前角后，推書機構進入下一循環(huán)工序，書推到這一位置后，利用工位兩端已經(jīng)設置的擋板來實現(xiàn)折后角。 （6） 最后推書機構將書推送到涂膠水的位置，此位置兩端設有涂膠水的工序。 2.2工作原理的分析 （1） 機構要推書，因此要設計對應的推書機構，推書機構為前后的往復運動，分為橫、縱向推書機構。 （2） 送包裝紙機構，應該用橡膠摩擦輪，通過摩擦來實現(xiàn)包裝紙傳動。 （3） 包裝紙裁剪機構，裁刀的運動為間歇性的進給運動。應該用皮帶帶動齒輪，在在齒輪上安裝一個凸輪，凸輪鏈接連桿機構，連桿機構帶動裁刀把牛皮紙按照一定的大小裁開。 （4） 折邊機構的選用，要使上下兩塊擋板同時運動，用凸輪帶動連桿的方式便可以實現(xiàn)。 （5） 折角機構的選用，折前角可以應用一個凸輪機構便可以實現(xiàn)，包裝的折后角則可以用擋板來實現(xiàn)。 （6） 包裝完成以后還要涂膠水、貼標簽、烘干，這項工作僅需要一個機構來實現(xiàn)，凸輪滑塊的往復運動就可以實現(xiàn)。 （7） 電動機與主軸間的傳動機構，應該通過齒輪系來實現(xiàn)，用齒輪系的變速來實現(xiàn)各個機構應該有的轉動速度。 2.3機構的選用 機械形式：帶傳動 優(yōu) 點：可以起到緩沖和吸震的作用，可以使傳動過程較為平緩，減噪聲；可以起到安全保護的作用，當過載時，帶可以在輪面上打滑，防止損壞其余的零件；結構簡單，維修方便。 缺 點：效率比較低；帶傳動受到摩擦力和彈性形變的影響，不能保證準確的傳動比等。 機械形式：齒輪傳動 優(yōu) 點：機械傳動的效率，一般可以達到百分之九十八，并且壽命也很長；可以保證有恒定的瞬時傳動比，而且傳遞的運動也比較的可靠；傳遞功率非常寬，可以從很小的功率到幾萬馬力，經(jīng)過磨齒的圓周速度可達每一秒一百米；齒輪結構的體積小，結構緊湊。 缺 點：噪聲非常大，對沖擊力很敏感，不能用在軸線距離很大的部件上；制造的精度非常的高，沒有很好的緩沖能力，沒有過載保護，相對應的成本也是非常高的。 機械形式：凸輪機構 優(yōu) 點：比較合理的設計凸輪輪廓曲線可以很容易的獲得任意預定的運動規(guī)律，并且凸輪機構結構簡單。 缺 點：凸輪和從動件之間的接觸為高夫接觸，壓力非常大，很容易磨損，一般傳遞動力不是很大的時候才采用。 機械形式：連桿機構 優(yōu) 點：首先運動副都是低副可以承受比較大的載荷，磨損非常小，有利于融化，形狀也是很簡單，利與制造；原動件的運動規(guī)律一般不變，但是可以改變構件的相對長度來得到不一樣的運動規(guī)律。 缺 點：傳遞路線較長，因為連桿機構的運動的經(jīng)過中間的關鍵部分進行傳遞，這樣就很容易產(chǎn)生非常大的誤差積累，機械效率也大大降低；在運動過程，連桿和滑塊的質心都做變速運動，因此所產(chǎn)生的慣性力是很難以消除的，不應該用在高速運動結構。 基本功能 執(zhí)行構件 工藝動作 執(zhí)行機構 縱向推書 滑塊或推板 直線往復運動 連桿機構 橫向推書 滑塊或推板 直線往復運動 連桿機構 送紙機構 橡膠摩擦輪 往復運動 摩擦輪 裁剪機構 裁刀 間歇運動 凸輪連桿機構 折上下邊 平板 擺動往復運動 凸輪連桿機構 折前角 扇形輪 往復回轉運動 凸輪連桿機構 折后腳 擋板 固定 擋板 涂膠水，標簽 滑塊 直線往復運動 凸輪機構 表2-1 各機構的預選 2.4各執(zhí)行機構的運動簡圖及詳細的工作原理 （1） 橫向推書機構運動簡圖： 圖2-1 推書機構運動簡圖 工作原理：首先主動件凸輪的轉動會把一定的速度傳到齒條，然后齒條開始帶動齒輪1和2開始轉動，而且齒輪1和2控制的傳動比不一樣，最后齒輪1帶動齒條1和在其上方的推頭橫向運動完成橫向推書動作。 （2） 縱向推書機構的運動簡圖： 圖2-2 縱向推書機構運動簡圖 工作原理：選取結構比較簡單的曲柄滑塊機構，首先會給曲一定的速度讓它轉動起來，然后滑塊會做往復運動來完成縱向推書的動作。 （3） 送紙機構 圖2-3送紙機構運動簡圖 工作原理：主要的執(zhí)行機構為連桿彈簧和凸輪機構，首先送紙則采用的是橡膠摩擦輪的摩擦傳動，跟包裝紙接觸的的滾子摩擦系數(shù)非常大，然后凸輪的轉動會帶動連桿的擺動，連桿的擺動會使?jié)L子和包裝紙接觸并且產(chǎn)生相對的滾動，從而包裝紙會自上而下的傳動，傳動到一定尺寸后會將包裝紙裁斷。 （4） 裁剪機構 圖2-4裁剪機構運動簡圖 工作原理：這個機構首先利用皮帶傳動，在利用凸輪和推桿來完成包裝紙的裁剪，但是這個凸輪的設計比較困難。 （5） 折紙機構 圖2-5 折紙機構運動簡圖 工作原理：這個機構為上下邊機構，運用凸輪的回轉運動帶動桿件的的上下運動，然后桿件帶動假肢桿件的空隙開啟，以此來實現(xiàn)包裝紙上下邊的折疊，可以發(fā)現(xiàn)包裝紙的破損是非常小的。 （6） 折邊、折角機構 圖2-6折邊、折角機構運動簡圖 工作原理：主要的執(zhí)行機構為齒輪和一個任意轉動的矩形框架，首先這個機構是由齒輪帶動做圓周運動，在初始的狀態(tài)下，兩個滾輪所在的平面平行于書本運動的方向，這樣就可以使書本兩邊所帶的包裝紙能夠安全的通過，然后當兩邊和側邊上下兩邊折起來以后，齒輪帶動它做半圓周運動，以此使豎直的滾輪經(jīng)過前邊角，并將其折起來。 （7） 涂膠水、貼標簽、烘干機構 圖2-7 涂膠水、貼標簽、烘干機構運動簡圖 工作原理：主要執(zhí)行機構為曲柄滑塊機構和凸輪，首先會通過凸輪的轉動帶動連接它的輪軸，并且使它在它上面的水平板塊之間往復運動，然后四個長方體相鄰，兩個長方體之間的間隔為書本的寬度，在推書機構把第二摞書推到涂膠水出，第一摞書恰好到達貼標簽的位置，到烘干機構處，曲柄的轉動會帶動凸輪的上下移動，會讓涂膠水和貼標簽的觸頭前后移動，以上就可以完成涂膠水、貼標簽、烘干的工作。  第三章 各機構的計算 3.1 驅動裝置的選擇 機器運動和動力的來源有很多種，有電動機、內(nèi)機、蒸汽機、液動機等，其中電動機結構簡單、方便控制、維護比較容易，所以機械上大部分是采用電動機驅動的。 3.2 電動機容量的選定 電動機的容量選擇合適與不合適，對電動機的工作有很重要的影響，當容量過小的時候，不能保證正常工作或者使電動機過載而損壞；當容量過大的時候，能量不能被充分利用，并且由于不能在滿載的情況下運行，所以效率較低，存在很大程度上的浪費。電動機的容量主要是由發(fā)熱情況決定的，所以可以由以下的公式計算：，傳動裝置總效率其中：為軸承的傳動效率， 為齒輪的傳動效率，為斜齒輪的傳動效率?，F(xiàn)取一級傳動比i1=20-50，二級圓柱直齒輪的傳動比i2=4-6，三級圓柱直齒輪的傳動比i2=2-4，總的傳動比的范圍：40-200.綜上決定選用Y132S-4型號的電動機，轉速為1440r/m，電流11.6A，功率5.5kw，效率為85.5。 3.3機構的尺寸范圍和工藝要求的數(shù)據(jù) 機器中機構的最大允許長度為2000mm，最大的允許高度為1600mm，工作臺距離主軸的高度為400mm，主軸的位置x=1000-1100mm，y=300-400mm，紙卷的位置x1=300mm，y1=300mm，為保證工作安全，推書機構放在工作臺面以下。 書摞的尺寸：寬度為130-140，長度為180-220mm，高度為180-220mm 推書的起始位置為x0=200mm，行程為400mm 推書的次數(shù)為n=（10±0.1）r/min 主軸轉速的不均勻系數(shù)§≦1/4，紙的直徑為400mm 飛輪的轉動慣量計算：摩擦系數(shù)f=0.03，周期t=2s，包書速度v=0.15/t=0.75m/s，安全系數(shù)k=1.2， 由上述數(shù)據(jù)可得：平均力矩m=688.98m/s，總功率p=m*w*k，其中w=2π*n/60，主軸的轉速為10r/min，因此p=865.36w，飛輪在推書機構上轉動慣量的大小J=Nmax/wm*§，其中§≦1/4。 3.4縱向推書機構的運動要求 推書動作占時為1/3周期，主軸相當于轉120°；快速退回動作小于1/3周期，主軸相當于轉100°；停止不動大于1/3周期，主軸相當于轉140°。 主軸的轉角 執(zhí)行滑塊的工作 主軸的轉角 執(zhí)行滑塊的動作 0°-80° 推單摞書向前 120°-220° 滑塊退回 80°-120° 推整摞書向前 220°-360° 滑塊停止 表3-1縱向推書機構運動要求 3.5其他機構的運動要求 工藝動作 主軸轉角 工藝動作 主軸轉角 橫向送書機構 150°-340° 送紙 200°-360°-70° 折側邊，折上下邊，折前角180°-340° 涂膠水，貼標簽，烘干 180°-340° 裁紙 70°-80° 表3-2其他機構的運動要求 運動過程：（1）0°-180°，通過推書作用和后邊擋板的作用，折上后腳，各傳動軸轉動，但是執(zhí)行機構和凸輪都是靜止。 （2）180°-252°完成折上側邊和兩端上邊。 （3）204°-276°完成折下側邊和兩端下邊，這一行程和上一個行程約有2/3的時間是重合的，正是由于距離短，時間配合的緊密，可以保證紙不會在運動過程中散開。 （4）250°-340°完成折前腳的動作。 （5）340°-360°各軸繼續(xù)轉動，凸輪和執(zhí)行機構仍然處于靜止狀態(tài)。 3.6 工作阻力 (1)每一摞書的質量約為4.6kg，推書的滑塊質量約為8kg。 （2）橫向推書的阻力設為常數(shù)，相當于在主軸上有等效的阻力矩 （3）送紙和裁紙的阻力設為常數(shù)，相當于在主軸上有等效的阻力矩 （4）折后角機構的阻力為四摞書的摩擦阻力。 （5）折邊、折前角的阻力總和為主軸受到的等效力矩Mc6,它的大小可以用縱向推書行程中主軸所受縱向阻力矩平均值Mc3來表示：，，Mci為各分點阻力矩的值；n為分數(shù)點。 （6）涂膠水、貼標簽、烘干機構的阻力總和為主軸收到的等效阻力矩Mc7，大小可以表示為。 3.7傳動裝置動力參數(shù) 傳動比的分配：，，i1為高速級的傳動比，i2為低速級的傳動比，并且i1=(1.3-1.5)i2，現(xiàn)在取i1=1.5i2，則有i1=4.5,i2=3。 電動機軸：Pm=Pd=3.15kw，n=1440r/min， 高速軸：P1=3.087KW,n1=n=1440r/min， 中間軸：P2=n齒n承P1=3.01kw，n2=n1/i1=1440/4.5=320r/min，。 低速軸：P3=P2n承n齒=2.935kw，n3=n2/i2=320/3=106.7r/min，。 工作軸：P0=P3n聯(lián)=2.876kw，n0=n3=106.7r/min，。 3.8傳動零件的設計 高速級采用斜齒輪：P1=3.08kw，T1=20.473N/m，n1=1440r/min，n2=320r/min，i1=4.5，壽命t19200h。 選材：大齒輪采用40Cr，調(diào)質處理，硬度300HBS；小齒輪采用40Cr，表面淬火，硬度50HBS。 確定許用應力：許用接觸應力： 許用彎曲應力： 齒輪的工作轉矩： 根據(jù)接觸的強度，求小齒輪分度圓直徑：， 低速級采用直齒輪：p1=3.01kw;T1=89.83N/m;n1=320r/m;n2=106.7r/min;i2=3；壽命t=19200h。 選材：大齒輪采用40Cr，調(diào)質處理，硬度300HBS；小齒輪采用40Cr，表面淬火，硬度50HBS。 d m z a b β h c α 高速度 184.5 2 90 112.75 45 12.7° 1 0.25 20° 41 20 50 低速度 210 2.5 84 140 55 - 70 28 62 表3-2齒輪選用表  第四章 總論 本文主要研究書本打包機的推書機構，送紙機構、包裝機構、折邊機構等，其重要性不言而喻，能極大的提高我國在包裝行業(yè)上效率，省去大部分的人力，減少工作的強度。 通過這次的設計我知識的儲備量不是很高，但在尋找資料的過程中使我成長非常多。以下是對這次設計的總結： 1） 對這次設計主要的機構——推書機構進行設計分析并且把每個零件的優(yōu)點和缺點講明白了。 2） 對推書機構中的凸輪以及齒輪進行計算。 3） 對其機構中其他的零部件進行簡單分析選擇與計算。 4） 選擇討論除推書機構外其他幾個機構的工藝過程，工作原理。 參考文獻 [1] 王行知 .《機械原理第二版》.北京高等教育出版社， 2008. [2] 裘建興 .《機械原理課程設計指導書》.北京高等教育出版社， 2009. [3] 牛鳴岐、王保明、王振埔 .《機械原理設計手冊》.重慶大學出版社， 2001. [4] 高德 .《包裝機械設計》.北京化工工業(yè)出版社， 2005. [5] 黃成楠 .《我國捆扎機械的現(xiàn)狀與發(fā)展戰(zhàn)略》.中國包裝工業(yè)， 1998. [6] 許林城 .《包裝機械》.湖南大學出版社， 1998. [7] 張永安 .《機械原理課程設計指導》.高等教育出版社，2004 [8] 王章旺 .《包裝分類設計》.中國輕工業(yè)出版社， 2001. [9] 陳潤潔 .《包裝行業(yè)產(chǎn)品質量現(xiàn)狀及展望》.包裝與食品機械， 2004. [10] 張旦聞、方園.《機械原理課程設計》.洛陽理工學院，2002 致 謝 本論文的完成離不開XX老師的靜心教導，潛心育人和每天不厭其煩的督促。李老師知識的儲備量讓我非常的欽。淵博的知識，面對任何問題都能快速反應，這種高度的責任感和工作作風在我心理留下了深刻的映像，為我以后的道路做了一個榜樣。在本論文結束之際，我由衷的向李老師表示感謝。 16 畢業(yè)畢業(yè)答辯答辯PPTPPTORAL EXAMINATION FOR GRADUATION PPTORAL EXAMINATION FOR GRADUATION PPT匯報人：XXX指導老師：XXX目錄目錄Content12345緒論研究方法與研究思路關鍵技術與實踐難點研究成果與應用相關建議與總結PART緒論緒論緒論緒論面對日益增加包裝壓力，和背后高額的成本，喜歡看實體書的我不由自主開始思考，為什么實體書的價錢在現(xiàn)在還是居高不下。跟隨著這種思想我開始對其中打包的環(huán)節(jié)產(chǎn)生了興趣。在產(chǎn)生想法后對于書本打包機工作流程和視頻通過互聯(lián)網(wǎng)進行查找，但通過不斷的研讀各種形式的論文發(fā)現(xiàn)，此工程需要具備完整且成體系的制造和設計知識，但對此我并不抱有任何相信，在積極溝通下，我找到了地方有關生產(chǎn)制造的相關企業(yè)，在通過網(wǎng)絡和實地考察，獲取相關的研究資料和實驗數(shù)據(jù)在不斷溝通和研究中發(fā)現(xiàn)自己的知識水平無法完全進行體系化設計，所以決定對其部分一些主要的機構進行研究觀察。在研究時對各機構的配合進行文獻和參數(shù)上的學習，研究。但此方案到最后也是不完整的，沒有進行充分的調(diào)整，很多地方還存在著明顯的不足。在研究初期，對同類型試驗著重查找，對于不同的要求進行對比，以保證，之后試驗過程中的順利進行。緒論緒論選選題題背背景景我國對印刷品的需求量正在增長迅速，長期以來，我國的各地的印刷部門對圖書的打包方式基本都是人工打包的形式，但是結合實際，傳統(tǒng)手工打包的方法已經(jīng)不再適應當前現(xiàn)狀，為了提高生產(chǎn)效率以及質量，我們必須要設計出工作穩(wěn)定，快速，便捷，經(jīng)濟，性能優(yōu)越，成本較低的打包機。這種打包機是一種可以完成推書送紙裹書折上邊折下邊及折后角折上下角及前角捆扎于一體的圖示自動打包系統(tǒng)，本篇論文致力于設計出一種將書本自動搬運、包裝紙自動折疊、書本的自動打包和捆扎等多種功能的自動打包系統(tǒng)，推動我國圖書自動打包機及包裝工業(yè)自動化的發(fā)展。緒論緒論研究意義研究意義對于書本打包機的難點：推書機構是其中的核心，必須從它出發(fā)，不斷完善其他機構的配合。緒論緒論目前我國對圖書的需求日益增加，尤其是在學生入學的季節(jié)，與此同時，隨著勞動力的匱乏，手工打包的傳統(tǒng)生產(chǎn)方法已經(jīng)不能滿足需求。所以，該篇論文就這一問題，設計出一款書本打包機，解決圖書需求增加，并提高效率，較少勞動強度。該論文首先分析國內(nèi)外打包機現(xiàn)狀，然后再根據(jù)具體設計需求，設計打包機的具體機械結構，對關鍵機構進行設計檢驗校核，并設計出打包機的控制系統(tǒng)。貢獻與創(chuàng)新貢獻與創(chuàng)新PART研究方法與研究思路研究方法與研究思路研究方法與研究思路研究方法與研究思路01分析分析書本打包機的本打包機的歷史史對于書本打包機的國內(nèi)外發(fā)展史進行簡單學習，了解這些年來其發(fā)展遇到了哪些問題，并對這些方面進行針對性了解，針對打包機的國內(nèi)生產(chǎn)、設備、工藝等進行簡單的了解和學習。在與之前上一代使用產(chǎn)品，進行針對使用方面進行有效數(shù)據(jù)對比02對其主要的推書機構進行研究對其主要的推書機構進行研究就如上面所說，推書機構，是帶領著產(chǎn)品不斷的在機器上運動的心臟，其他機構必須配合推書機構，完成整體的包裝生產(chǎn)。03其它機構的研究其它機構的研究在有推書機構的具體方案和數(shù)據(jù)后，結合市面上的一些通用手段，對其他配合推書機構的機構進行研究，不斷完善整個打包機。研究方法與研究思路研究方法與研究思路擬定方案擬定方案分析運動循環(huán)圖分析運動循環(huán)圖對零件的計算對零件的計算推書機構是將書本推送到指定位置，在實現(xiàn)書本自動捆扎的過程中，起到很重要的作用。其工藝步驟可分為：首先主控會發(fā)出命令，通過主傳動系統(tǒng)來使槽形凸輪、轉動，再由凸輪帶動擺桿、上齒條就會向左進行水平移動，至此，推書過程完成。根據(jù)其要求，選擇出最優(yōu)的傳動系統(tǒng)。對推書機構的主要零件進行計算，校核。研究方法與研究思路研究方法與研究思路送紙機構送紙機構送紙機構，其實現(xiàn)的功能為取紙和送紙，主要就是要將包裝紙通過搓紙輪從紙盒中取出來，使紙張單張出來。采用牛皮紙包裝，其摩擦力大，所以在整個過程中，我們可以采用摩擦傳動的方式來實現(xiàn)功能。該機構結構簡單，穩(wěn)定可靠。研究方法與研究思路研究方法與研究思路1.先對所需要的摩擦力進行分析，并分析如果有意外存在的情況。3.因為中間存在檢測裝置，對檢測裝置的工作原理進行分析，并計算其工作能力。2.對摩擦力進行詳細的計算與校核，看其是否能完成我們需要的強度4.尋找市面上有沒有適合該設計的成品檢測裝置。研究方法與研究思路研究方法與研究思路折角機構折角機構折角機構必須滿足對產(chǎn)品包角的要求，在完成工作的同時還必須滿足其美觀。并且，不能脫離和推書機構的配合。具體折角步驟為，裹紙-折上頁-折下頁-折前角-折上下邊。PART關鍵技術與實踐難點關鍵技術與實踐難點關鍵技術與實踐難點關鍵技術與實踐難點1.推書機構必須可靠6.各圖紙的繪制5.整體機器不應過大3.推書機構的零件要求高2.在設計其他機構時必須考慮推書機構4.各機構的組裝不能沖突關鍵技術與實踐難點關鍵技術與實踐難點在觀看了市面上各種打包機的結構后發(fā)現(xiàn)，空間小的機器，其核心設備我們并不知道。關鍵技術與實踐難點關鍵技術與實踐難點零件的精度零件的精度對于機械行業(yè)來說，精度無疑是設備的重中之重。如果精度出現(xiàn)問題，那之后所遇到的問題會比較復雜。并且其機器的工作可靠性也大大降低，如果是最關鍵的推書機構的零件出現(xiàn)精度上問題，其他機構設計的再好也是沒用。關鍵技術與實踐難點關鍵技術與實踐難點為了解決計算上的麻煩，我利用現(xiàn)在計算機科技的發(fā)達，結合課本和課堂所學的知識，反復進行演算，在其中的過程中，每次的結構讓我大為頭疼，結果沒一個一樣的，后來發(fā)現(xiàn)，其工作的環(huán)境不同，所用參數(shù)也就不同。最后用控制變量的方法，只算出了理想狀態(tài)下的結果。關鍵技術與實踐難點關鍵技術與實踐難點各機構圖繪制各機構圖繪制在這需要把之前繪制的零件圖，一一組合，稍有不慎，前功盡棄。零件圖繪制零件圖繪制圖紙的檢查圖紙的檢查如果出現(xiàn)毛病，改起圖紙來也是費神費力。因為設計出來只是些數(shù)據(jù)，如要把數(shù)據(jù)變成實物，必須要繪制出圖紙。轉配圖的繪制轉配圖的繪制先對于機構圖，裝配圖的難度進一步提升，圖片更加復雜。PART研究成果與應用研究成果與應用部分圖紙展示部分圖紙展示部分圖紙展示部分圖紙展示部分圖紙展示部分圖紙展示部分圖紙展示部分圖紙展示部分圖紙展示部分圖紙展示歡迎各位老師的指正歡迎各位老師的指正ORAL EXAMINATION FOR GRADUATION PPTORAL EXAMINATION FOR GRADUATION PPT匯報人：XX指導老師：XX 書本打包機的設計 目 錄 摘　　要 1 Abstract 2 第一章 緒論 3 1. 選題背景 3 2. 國內(nèi)外發(fā)展過程 3 1.國外 3 2.國內(nèi) 4 第二章 自動打包機的具體設計 6 1. 設計任務 6 1.1 畢業(yè)設計名稱 6 1.2 設計需要 6 2. 畢業(yè)設計題目分析 6 2.1 總功能 6 2.2 功能分解 7 2.3 暫定達到功能的措施.........................................7 2.4 選定的工作參數(shù).............................................7 3. 推書機構的選擇 9 3.1 方案擬定 9 3.2 方案選擇比較 10 3.3 槽形凸輪的具體設計于計算 12 3.4 齒條齒輪的具體設計 15 3.5 齒條齒輪的重合度校核......................................16 3.6 齒輪的強度校核............................................16 4. 其他零部件的設計與計算 17 4.1 軸........................................................17 4.2 鍵........................................................19 4.3 連桿......................................................19 5. 送紙機構的設計與計算 ..........................................18 5.1 原理分析..................................................20 5.2 摩擦力檢驗............... ................................21 5.3 紙張檢測裝置..............................................21 6. 折角機構的設計與計算...........................................22 6.1 簡單包裹..................................................22 6.2 折上頁....................................................22 6.3 折下頁....................................................23 6.4 折角與折邊................................................23 第三章 結論 25 參考文獻 26 致謝 27 書本打包機設計 摘要：為了應對在日常辦公中以及社會生產(chǎn)中，成批成量的紙張以及書本，本文根據(jù)所學知識和在日常的觀察后，設計出更高效且更靈活的書本打包機。先對國內(nèi)外關于打包機的形勢做出分析后，結合各個參數(shù)要求設計出具體的機構，并做出其圖紙。 關鍵詞：書本打包機、各機構、圖紙。 Design of book packing machine Abstract: In order to deal with a large number of papers and books in daily office and social production, this paper designs a more efficient and flexible Book packing machine according to the knowledge learned and after daily observation. After analyzing the situation of the packer at home and abroad, the specific mechanism is designed according to the requirements of each parameter, and the drawings are made. Key words: Book packer, mechanism, drawing. 第一章 緒論 在飛速發(fā)展的今天，工作效率成為了我們在工作時常見的字眼。追求效率的過程中就不能少了一些有助于我們提升質量的工具。書本打包機是在生產(chǎn)中比較常見的一種機器，而且發(fā)展到現(xiàn)在并不是只有書本紙張類的企業(yè)需要用到此類機器。就如上面所說，我國乃至世界目前進入了飛速發(fā)展的時期，所以對書本打包類機器的要求也得更進一步。為了應對這種趨勢，先階段的書本打包機也更具智能化，更能方便人們使用，性能更是朝著優(yōu)越節(jié)能的方向持續(xù)發(fā)展。 1.選題背景： 幾年以前，一本的較好的書籍，價格一般較為昂貴。在了解了市場的運作后我發(fā)現(xiàn)，很多企業(yè)為了節(jié)省成本，往往會采用人工包裝的方式來批量出售書籍。這種方式雖然省錢，但大大降低了生產(chǎn)效率。站在工人的角度上來看也是對體力的一種考驗，而且有時會發(fā)生包裝質量層次不齊的情況。造成這種問題的原因歸根結底還是打包類設備的高額輸出，導致生產(chǎn)中的成本大大提升。雖然說對于工人或者是需求商來說這樣減輕了壓力，但是對企業(yè)來說，這無疑又是一筆巨大的開銷。所以，我們需要找到一個價格更為低廉且質量過關的打包機，以最大限度的減少投資而帶來更大的回報。為了適應市場的需要，設計的打包機需要滿足以下幾點：1、可以自主的調(diào)節(jié)速度，以應對各種工作上的需求。2、對于推書機構來說，最主要的急回性必須具備。3、凸輪以及齒輪的設計必須精準，各個零件之間的拜訪必須合理，便于安裝以及維修。解決以上三點問題，力求設計出一個更加完善的打包機，或對現(xiàn)在的打包類機器有幫助。打包機的發(fā)展對現(xiàn)代自動化的時代有著重要意義。對它的探索研究有助于它對快節(jié)奏生活的適應，與現(xiàn)代化的發(fā)展與時俱進。 2.國內(nèi)外的發(fā)展過程： 1、 國外：由于在20世紀60年代前期聚丙烯材料得到了飛速的發(fā)展與應用，很多外國企業(yè)為了節(jié)省成本，提高效率，開始自主的研發(fā)打包類機器。在當時技術條件有限的環(huán)境中，美國和德國兩大國家開始他們的探索，但是這些被善于學習的日本后來居上，直至20世紀七十年代的時候，起步相對于美國和德國較晚的日本成功研制出了全自動式的打包機，這無疑是打包行業(yè)的一個里程碑。到了2001年，日本的各個會社的總產(chǎn)量已經(jīng)達到了90多萬臺，產(chǎn)值約為300多億日元，約合人民幣2億元。日本憑借著這一優(yōu)勢更加迅速的發(fā)展，在當時幾乎承包了亞洲地區(qū)的全部出口。而在這些會社之中，下島株式會社更是贏家中的贏家，因為自身的條件本來就不錯，再加上日本人容易吸收他國的經(jīng)驗，日本生產(chǎn)的打包機結構越來越簡單且功能性越來越強，質量越來越可靠，在國際舞臺上立于一個頂間位置?？恐@股勢頭，下島株式會社在全世界三十多個國家建立了代理點，所售產(chǎn)品多達200多個。在同一時間并不是日本一家獨大，美國這個上世紀的世界霸主，也在各個領域有了飛一般的發(fā)展。其中位于美國的公司就在打包機器上有了屬于自己的成就。自從1913年開始就致力于研究打包技術，并且世界上多達一百個國家都由提供服務，他們相比于日本有著24小時快速配件制作運送的優(yōu)勢。眾所周知，二戰(zhàn)后的美國得到了更強大資源優(yōu)勢，借用優(yōu)勢，美國有著優(yōu)于其他國家的強大生產(chǎn)力，其后應團隊也是精英中的精英，在一次次的方案選擇和實驗比較后，美國所生產(chǎn)的機械對于同種類的更可靠，更耐用。雖然價格昂貴，但其性能依舊是各個企業(yè)所喜愛的。 在德國，這個以嚴謹著稱的國家所制作出來的產(chǎn)品更是讓全球的公司搶手。其生產(chǎn)的百分之七十的產(chǎn)品都用于供國外出口，而且質量真的沒話說，以至于后來許多別的產(chǎn)品都會冠上“百分比德國制造的”的頭銜來提高自己的銷量，到了2002年由德國生產(chǎn)的包裝機器其收入已經(jīng)突破了34億多歐元，約合人民幣280億元?，F(xiàn)在，由于高新技術產(chǎn)業(yè)和人工智能技術的運用，打包類機器也在朝著更加智能化、簡單化方面持續(xù)發(fā)展，衍生出許多功能多樣化的打包機械。就如日本結合了智能的技術制造出了電腦包裝噴印機等。而且，現(xiàn)在的打包機并不是單一的功能，而是許多功能柔和為一體，像有部分機器融合了捆扎、收縮等功能，使得包裝的過程更加集中、快捷，節(jié)省了大部分人力。在包裝方面的新思路也是現(xiàn)階段國外所探索的目標，經(jīng)過這么多年的發(fā)展，已經(jīng)實現(xiàn)了各個功能集結為一體化，進一步的探索在能源的使用方面。總而言之，打包機正像計算機一樣，朝著更加多元化，方便化的方向持續(xù)發(fā)展，這也正是包裝機制造技術在未來不斷前行的一個趨勢。 2、 國內(nèi)：就如歷史所說，我國因為清政府的閉關鎖國，導致我國的發(fā)展落后于西方諸國。在新中國成立后，我們認識到了落后就要挨打的道理，開始了一系列的自我探索。在過程中可謂是五味雜陳，但是天不負有心人，我們依靠著自己雄厚的實力和歷史悠久的文化與精神，完成了一項又一項的目標，打包機就是其中一個小小的目標。中國的打包機自從改革開放后逐漸成型，也就是20世紀八十年代左右。相比于優(yōu)先發(fā)展的日美等國而言，我國打包機最多詬病的還是質量差，可靠性差，并且產(chǎn)品的更新速度相對于其他國家來說太慢，對新材料、新技術的運用不完善，從整體來說“差”就是過去國產(chǎn)打包機的代言字。由于起步較晚，在前期制造的時候只能靠引進，加以研究再結合稍微一點創(chuàng)新，制作出我們自己的產(chǎn)品。但說實話這種做法首先受制于外國的打壓，其次我國在當時的零件生產(chǎn)質量也不太好。這也是造成國內(nèi)打包機在以前發(fā)展緩慢的原因之一。在不斷的探索的過程中，我們終于發(fā)現(xiàn)了根本問題的所在。從那時開始，我國開始注重了問題的根本——人才的培養(yǎng)。 我國在進幾年的努力后，逐漸變成了世界上的生產(chǎn)大國，每年的生產(chǎn)量在世界上是數(shù)一數(shù)二的，所以對包裝工藝的需用也是非常龐大的。俗話說的好“肥水不流外人田”，面對這龐大的生產(chǎn)量，我們更不可能把打包用的工具轉交給別人，但這種工作量又是對包裝技術大的一個重大考驗。但是經(jīng)過黨的不懈努力和人才的培養(yǎng)，“中國制造”正在向全世界展現(xiàn)他的魅力，就如現(xiàn)在肆虐全球的肺炎疫情來說，我國作為一個大國，其生產(chǎn)力和大國風范已經(jīng)得到了世界上大部分國家的認同。從1976年以來，中國在探索的路上不斷自我創(chuàng)新，不但客服了零件精度等問題，更讓“依賴”變?yōu)榱恕疤峁?，這也使得打包類機器的制作，設計等方面得到了質的提升。如今的中國在打包機領域后來居上，青出于藍而勝于藍，跟隨國際趨勢，形成了自己完善的體系。這對國內(nèi)大小企業(yè)來說無疑是一個福音，不僅節(jié)省了人工的成本更是使制造成本進一步降低，滿足我國日益變快的生活節(jié)奏的需求?，F(xiàn)在中國已經(jīng)加入了“WTO”，會有更多的國外技術和理念進入到我們的視野，這無疑會對我們自主創(chuàng)新的產(chǎn)品造成一次巨大的沖擊。如何度過這個難關，還需具備不斷探索的精神，無論是設計、制作、還是銷售上都做到精益求精。這樣，會讓骨子里本來就有奮斗精神的中國產(chǎn)品在世紀立于不敗之地。確實，現(xiàn)在中國的產(chǎn)品和外國還有不小的差距，但這未免不是一個機遇，“生于憂患，死于安樂”只有迎著壓力不斷上前，我國打包機行業(yè)的發(fā)展才能朝著更遼闊的未來不斷發(fā)展。 第二章 自動打包機的具體設計 1. 設計任務 1.1畢業(yè)設計名稱 畢業(yè)設計名稱：書本打包機 在書本生產(chǎn)或者紙張打印制造等方面，當大量的成品制作出來后，將其按照規(guī)定的數(shù)量為一組，用包裝紙包裝，目的是在運輸或者銷售上更方便一些。該產(chǎn)品在社會生活制造中比較常見，只要是需要將物品分批包裝的功能時，都可用其調(diào)整后用于正常的生產(chǎn)。 1.2設計需要 1） 該設備經(jīng)查資料得知，市面上大多數(shù)的產(chǎn)品的構造一般由推書機構、送紙機構、折疊機構三大機構所組成。 2） 根據(jù)需要，繪畫出該機器運動時的運動方案簡圖和運動循環(huán)圖。在制作運動循環(huán)圖的過程中，各個構件動作始停位置可以視設計中的現(xiàn)狀重疊安排，但是必須達到構件動作時工藝上的相互配合，原則上要求時間和空間兩方面不可有干涉的情況發(fā)生。 3） 通過計算，設計出需要的凸輪機構和齒輪機構。并檢驗凸輪、齒輪的曲率半徑和壓力角，并畫出兩者輪廓。 4） 分析所需要的連桿機構，作出運動線路圖。 5）使用相關軟件制作出凸輪的數(shù)控加工程序。 2. 畢業(yè)設計題目分析 2.1總功能 用包裝紙將一定數(shù)量的物件包成一包。 2.2功能分解 包裝順序圖 2.3暫定達到功能的措施 根據(jù)功能的分解得出以下解決其功能的方式 1） 推書機構：間歇運動，其中又有橫向和縱向的運輸機構。如若完成，暫定用兩個槽輪帶動著連桿讓其運動來實現(xiàn)。 可以用摩擦較大但不損壞產(chǎn)品的東西，利用摩擦力傳動來實現(xiàn)。 2） 送紙機構：可以用摩擦較大但不損壞產(chǎn)品的東西，利用摩擦力傳動來實現(xiàn)。和推書機構一樣，為間歇進給運動。解決方式暫定為用一齒輪和一凸輪兩者軸連接，用齒輪帶動著凸輪做間歇運動，同時在給凸輪配一連桿機構，連桿上安裝裁剪刀，這樣實現(xiàn)間歇性的牛皮紙的裁剪。 3） 折邊機構：暫定為靠凸輪和連桿讓折邊的兩個板同時運動 4） 折角機構：因為后角和前角折向不一樣，后角可以用凸輪機構實現(xiàn)，前角視情況而定。 2.4選定的工作參數(shù) 打包機各部分的相對位置及有關尺寸和范圍 上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。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。 1）尺寸：A=2000mm，B=1600mm。 工作臺面位置=400mm 主軸位置x =1000～1100mm，y =300～400mm； 紙卷位置=300mm，=300mm。 2） 數(shù)據(jù)：書摞尺寸： 寬度a=130~140mm； 長度b=180~220mm； 高度c=180~220mm。 推書起始位置=200mm。 推書行程H=400mm。 推書次數(shù)（主軸轉速）n=(10±0.1)r/min。 主軸轉速不均勻系數(shù)δ≤1/4。 紙卷直徑d=400mm。 3） 關于推書的要求： 推書運動循環(huán)：整個機器的運動以主軸回轉一周為一個循環(huán)周期。因此可以用主軸的轉角表示推書機構從動件（推頭或滑塊）的運動時間。 推書動作占時1/3周期，相當于主軸轉120°； 快速退回動作占時小于1/3周期，相當于主軸轉角100°； 停止不動占時大于1/3周期，相當于主軸轉角140°。 每個運動時期縱向推書機構從動件的工藝動作與主軸轉角的關系見下表： 主軸轉角 推書機構執(zhí)行滑塊的工作 主軸轉角 推書機構執(zhí)行滑塊的動作 0°~ 80° 80°~ 120° 推單摞書前進 推七摞書前進，同時折后角 120°~ 220° 220°~ 360° 滑塊退回 滑塊停止不動 推書機構的運動循環(huán)圖 推書前進和退回時，要求采用等加速、等減速運動規(guī)律。 3.推書機構的選擇 3.1方案擬定： 由上兩圖可知推書機構在執(zhí)行工作時，必須時等速直線運動且具備急回的特性。所以我暫擬定圖3.1的運動方案。首先先對縱向推書機構進行討論，就如文中2.3中推書機構的描述所示，這個機構首先腰實現(xiàn)間歇運動，其次還要保證書堆（紙堆）不倒，還要完成上述等速運動，快速復位。所以，我暫定用齒輪與齒條配合再利用凸輪連桿機構的傳動。 其具體運動過程：主軸帶動著凸輪一起做等角速度的運動，這時連桿由于凸輪的特性，可以間歇性的做來回擺動，再連桿的末尾連接齒條齒輪機構，就可實現(xiàn)間歇性的來回運動。 圖3.1所示參數(shù)，、、 圖3.1推書機構運動簡圖 3.2方案選擇比較 由上述可知我們只需要能找到直線往復運動的最合理機構即可，在此做出三種暫定方案： 1） 間歇運動機構： 間歇運動機構中又有槽輪機構、不完全齒輪以及凸輪機構供我們選擇。 2） 傳動運動機構： 傳動運動機構中有圓柱齒輪、圓錐齒輪以及蝸輪蝸桿可選擇。 3） 直線運動機構： 直線運動機構中有曲柄滑塊、凸輪機構選擇。 由下表比較： 間歇運動 傳動運動 直線運動 槽輪機構 不完全齒輪 凸輪機構 圓柱齒輪 圓錘齒輪 渦輪蝸桿 曲柄滑塊 凸輪機構 底成本、容易制造 精準度高 精準度高、幾乎沒有沖擊 易達到同向變速的要求 能完成不同向的傳動與變速 可以達到垂直方向的傳動需求 低成本、容易制造 精準度高、幾乎沒有沖擊 欠缺精準度 沖擊較大、制作復制且高成本 高成本且工作時易損壞 只能同向的傳動，局限性較大 制作困難 高成本，不能靈活的改變角度 太占空間，并且對桿的長度有一定要求 高成本且工作時易損壞 通過對上表中的優(yōu)缺點進行比較，我選擇間歇運動機構的槽輪機構。 3.3槽形凸輪的具體設計與計算 如下圖所示建立坐標系： 以三角形為準得到矢量方程： 復數(shù)形式為： 歐拉展開后可得： 作削處理后可得：。由此可見，現(xiàn)在凸輪在理論上的輪廓方程式為： 注：是凸輪的向徑 是搖桿的擺角也為中間變量 還是由上圖所示，的求解方式具體如下： 復數(shù)形式為： 注：是由機構的具體安裝尺寸所確定 歐拉展開后可得： 作削處理后可得： 注：，， 是對應的桿的長度，是實際的安裝尺寸來確定，聯(lián)立以上方程就可得到凸輪輪廓的曲線方程，再設極位夾角為，以及推書齒輪的工作行程是/，凸輪的等分數(shù)為,則有以下表達式： 做出凸輪輪廓線圖3.2： 1——理想的凸輪輪廓線 2——實際的凸輪輪廓線 圖3.2 3.4齒條齒輪的具體設計 隨著現(xiàn)代傳動設備的越來越成熟，齒輪傳動成為我們?nèi)粘Ｖ须S處可見的傳動設備，大到汽車，小到手表，到處都是它的身影。而齒條和齒輪的配合可以實現(xiàn)旋轉運動到直線運動的轉變，并且相對于其他的傳動設備，他的功率更大，效果更好，可選速度多，以及壽命長工作可靠性高等有點。選它的最主要原因還是它能保證工作時有恒定的傳動比，因為由文中3.2中經(jīng)比較后得，此次設計中齒輪選定得是圓柱直齒輪，具體參數(shù)如下： 符號 齒數(shù) 齒條 模數(shù) 齒數(shù) 壓力角 齒頂高系數(shù) 頂隙系數(shù) 具體計算如下： 3.5齒條齒輪的重合度校核 雖然齒輪齒條在工作時有較高的傳動效率，但在設計的時候需要對其重合度有明確的校核，以選擇出較為合理的且平穩(wěn)性較好的數(shù)值，來到達機構所需要的工作要求。 在相關資料的描述中，重合度在時證明該結構較為合理。再由上述計算得到幾何尺寸 最后的結果為，在給出的范圍內(nèi)。所以，該齒輪齒條機構設計合理，滿足工作所需要的要求。 3.6齒輪的強度校核 齒輪齒條傳動相對于齒輪傳動來說考慮的問題相對于少，但是我們?nèi)孕枰獙ζ涞凝X輪進行強度校核，必須滿足工作所需要的齒輪彎曲強度。 由本文3.4所述，我選取的齒輪材料為： 圓柱直齒輪：調(diào)質處理， 硬度為。 經(jīng)查資料得到許用彎曲應力公式： 經(jīng)查表得： 設,單向傳動數(shù)值設 ，即 經(jīng)查資料得到彎曲應力公式為： 即該齒輪滿足所需得彎曲應力的要求。 4.其他零部件的設計與計算 4.1軸 在本次設計中，各種軸的連接我只選用平鍵連接。由題目設定參數(shù)可知： 電機的工作轉速： 齒輪： 齒輪功率： 凸輪軸： 凸輪軸功率： 經(jīng)查得書本，軸的扭轉強度需滿足： 代入后可到軸的直徑： 根據(jù)題目選取軸的材料為45號鋼（調(diào)質處理）。再查表得到。 取整后得到齒輪軸的最小直徑為，長度約為，最大直徑，長度約為 對上述軸進行強度校核： 畫出扭矩圖，進行觀察，如下： 即截面是危險截面： 經(jīng)查表可知45號鋼（調(diào)質處理）的許用應力為 4.2鍵 無特殊情況，我選用A型平鍵（GB/T1096-1979) 查表得 其轉矩為： 經(jīng)校核，該軸強度達標。 4.3連桿 如上圖所示，為連桿的兩極限位置，為通常位置。 設 則 5.送紙機構的設計與計算 5.1原理分析： 送書示意簡圖 送書機構的主要功能就是從紙盒中取出包裝紙，紙張由1輪間歇性帶出，如果取出的是一張紙，則如前圖所示，3輪與2輪轉向相反；若取出多張紙，則3輪與2輪轉向相同，把多余的紙張運回紙箱。具體受力分析如下： 一張紙時紙張動力方程： 其表面接觸方程： 由剛剛分析可知，方向相反，且。 現(xiàn)使，則，，由表面接觸方程可得 2輪和3輪的轉動慣量相同，達到了需要的效果。 當所送紙為兩張時有公式: 和 經(jīng)計算其達到平穩(wěn)傳動的效果。 5.2摩擦力檢驗 根據(jù)示意圖大致做出1輪的摩擦傳動圖： 計算其摩擦力： ， 5.3紙張檢測裝置： 為了檢測紙張是否是單張出入，在送紙機構中加入電容檢測裝置。 電容檢測示意圖 和為常值時，紙張厚度與一起表現(xiàn)出電容數(shù)值。當為常值時由上式可以計算出紙張的厚度，以此來控制3輪的轉向。 6. 折角機構的設計與計算 6.1.簡單包裹， 紙張從送書機構中取出后經(jīng)過導紙板向下輸送，到達下方后檢測到紙張后夾緊。書本由推書機構往前推進，通過該裝置后，書本已經(jīng)三面簡單包裹完畢。 6.2.折上頁 折上頁我決定用凸輪來實現(xiàn)，當簡單包裹完三頁后，由上面靠凸輪帶動的折板，使準備折第四頁的紙張向下翻折。 凸輪用平底凸輪，這樣可以讓壓力角減小至，增加其工作的效率，也可以使我們最不愿意看到的自鎖現(xiàn)象不會發(fā)生。 凸輪再依靠舵機驅動，這樣控制的折板速度均勻適中，下圖為示意簡圖： 凸輪范圍：，并且其左右對稱。 基圓半徑： 轉動點與最高點距離： 得圖中 這樣即可實現(xiàn)第四個面得折疊。 6.3.折下頁 下頁和后角得折疊方式如圖所示，下頁用的與上頁大致相同，靠舵機驅動凸輪帶動折板翻折，當舵機逆時針轉完后，即折下頁完成后，會把上頁擋住一些。后舵機繼續(xù)轉動，最終使上下兩頁都到達翻折要求。 6.4.折角與折邊 由推板帶動產(chǎn)品繼續(xù)往前，經(jīng)過上述折頁后，經(jīng)過此步驟時可以靠機構的阻礙，使產(chǎn)品的前角折疊完畢。因為此步驟多靠擋板完成，在繼續(xù)前進的過程中，擋板又有一導向的功能。 固定擋板上有槽的原因，上下兩邊的紙會隨槽口的方向折疊，當推板推至末尾后，整個包裝完畢。 第三章 結論 本文主要研究全自動打包機的推書機構，并額外討論其他機構的方案選擇，其重要性不言而喻，能極大的提高我國在包裝行業(yè)上效率，省去一些人力，減少工作的強度。 雖然我的這次設計對于市場來說是九牛一毛，而且很多知識的儲備量不是很高，但在尋找資料的過程中使我成長很多。以下是對這次設計的總結： 1） 對打包機的背景，以及國內(nèi)外的發(fā)展趨勢做一個概況。 2） 對這次設計主要的幾個機構進行設計分析。 3） 對推書機構中的凸輪以及齒輪進行計算并校核。 4） 對其機構中其他的零部件進行簡單分析選擇與計算。 5） 選擇討論并設計除推書機構外其他幾個機構。 參考文獻 [1] 隋明陽 .《機械設計基礎》.機械工業(yè)出版社， 2005. 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