書本打包機課程設(shè)計

1、<p>　　機械原理課程設(shè)計說明書</p><p>　　題 目 書本打包機 </p><p>　　院 部 機電工程學(xué)院 </p><p>　　設(shè)計時間: 2015年06月8日—2015年6月15日</p><p><b>　　目 錄</b></p

2、><p>　　一、設(shè)計題目……………………………………………………………1</p><p>　　1、設(shè)計題目………………………………………………………………………………1</p><p>　　2、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求…………………………………………………………………1</p><p>　　3、設(shè)計任務(wù)………………………………………………………………

3、………………1</p><p>　　二、運動方案設(shè)計………………………………………………………1 </p><p>　　1、工作原理和工藝動作分解……………………………………………………………1</p><p>　　2、機械執(zhí)行機構(gòu)的選擇和評定…………………………………………………………6</p><p>　　3、根據(jù)工藝動作和協(xié)調(diào)要求擬定運

4、動循環(huán)圖……………………………………… 15</p><p>　　4、機械傳動系統(tǒng)的設(shè)計選擇和評定…………………………………………………15</p><p>　　三、執(zhí)行機構(gòu)尺寸設(shè)計………………………………………………16</p><p>　　1、執(zhí)行機構(gòu)各部分尺寸設(shè)計…………………………………………………………16</p><p>　　2、

5、機構(gòu)運動簡圖………………………………………………………………………</p><p>　　四、參考資料…………………………………………………………18</p><p>　　五、設(shè)計總結(jié)…………………………………………………………18</p><p><b>　　一、設(shè)計題目</b></p><p>　　1、設(shè)計題目：書本打

6、包機</p><p>　　2、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求: </p><p>　?、贂敬虬鼨C總體設(shè)計規(guī)定的各部分的相對位置及有關(guān)尺寸見圖I-53所示，其中軸O是機器主軸的位置。</p><p>　?、跈C構(gòu)的尺寸范圍及其他數(shù)據(jù)</p><p>　　機器中機構(gòu)的最大允許長度A和高度B：；。</p><p>　　工作臺面高度：距地

7、面；距主鈾。</p><p><b>　　主軸水平位置：。 </b></p><p>　　為了保證工作安全，臺面整潔，推書機構(gòu)最好放在臺面以下。</p><p><b>　?、酃に囈蟮臄?shù)據(jù)</b></p><p><b>　　書摞尺?。?；。</b></p>&l

8、t;p><b>　　推書起始位置：。</b></p><p><b>　　推書行程：。</b></p><p>　　推書次數(shù)(主鈾轉(zhuǎn)速)：n＝10r／min。</p><p><b>　　3、設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　1）本題設(shè)計的時間為1周；</p&g

9、t;<p>　　2）根據(jù)功能要求，確定工作原理和工藝動作分解；</p><p>　　3）執(zhí)行機構(gòu)選型與設(shè)計：構(gòu)思出至少3種運動方案，并在說明書中畫出運動方案草圖，經(jīng)對所有運動方案進行分析比較后，選擇其中你認為比較好的方案進行詳細設(shè)計；</p><p>　　4）對選擇的方案畫出機構(gòu)運動循環(huán)圖；</p><p>　　5）機械傳動系統(tǒng)的設(shè)計；</p&g

10、t;<p>　　6）對選擇的方案執(zhí)行機構(gòu)進行尺寸設(shè)計；</p><p>　　7）在2或3號圖紙上畫出最終方案的機構(gòu)運動簡圖；</p><p><b>　　二、運動方案設(shè)計</b></p><p>　　1、工作原理和工藝動作分解</p><p>　　書本打包機的用途是要把一摞書 （如20 本一包） 用牛皮紙包

11、成一包，并在兩端貼好封簽,包、封的工藝順序如圖 1-1 所示。</p><p><b>　　圖 1-1</b></p><p>　　其工藝過程如下所述 ，如圖1.-2：</p><p>　　①橫向送書 （送一摞書）。</p><p>　?、诳v向推書前進 （推一摞書） 到工位 a，使它與工位 b ～ g上的 6 摞書貼緊。

12、</p><p>　?、蹠频焦の?a前，包裝紙已先送到位。包裝紙原為整卷筒紙，由上向下送夠長度后進行裁切。</p><p>　　④繼續(xù)推書前進一摞書的位置到工位 b，由于在工位 b 的書摞上下方設(shè)置有擋板，以擋住書摞上下方的包裝紙，所以書摞推到 b 時實現(xiàn)包三面，這個工序中推書機構(gòu)共推動 a ～ g的 7 摞書。</p><p>　?、萃茣鴻C構(gòu)回程時，折紙機構(gòu)動作

13、，先折側(cè)邊 （將紙卷包成筒狀），折兩端上、下邊。</p><p><b>　?、?繼續(xù)折前角。</b></p><p>　?、呱喜絼幼魍瓿珊螅茣鴻C構(gòu)已進到下一循環(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(shè)置的擋板實現(xiàn)折后角。</p><p>　　⑧推書機構(gòu)又一次循環(huán)到工序④時，將工位 c的書摞推至工位 d，此

14、位置是兩端涂糨糊的位置。</p><p><b>　　圖1-2</b></p><p>　　機械執(zhí)行機構(gòu)的選擇和評定</p><p>　　2.1 橫向送書機構(gòu)</p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　橫向送書機構(gòu)的主要執(zhí)行機構(gòu)為凸輪機構(gòu)和齒輪齒條機構(gòu)

15、，如圖所示。 </p><p><b>　　圖2-1</b></p><p><b>　　其工作原理：</b></p><p>　　通過主動件凸輪的轉(zhuǎn)動將速度通過齒條→齒條帶動齒輪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和其上推頭橫向運動完成橫向推書動作。</p><p&

16、gt;<b>　　方案二：</b></p><p>　　橫向推書機構(gòu)對比機構(gòu)，如圖2-2</p><p>　　圖2-2橫向曲柄滑塊推書機構(gòu)</p><p>　　方案三：此方案采用傳送帶來完成橫向送書的動作，其結(jié)構(gòu)如圖所示。</p><p>　　工作原理：輪1為主動件，帶動傳送帶順時針轉(zhuǎn)動，書本放在傳送帶上，利用摩擦力將書

17、本送到工作臺上。</p><p><b>　　圖2-3</b></p><p><b>　　三者比較：</b></p><p>　　方案一 優(yōu)點：精度高</p><p>　　缺點：機構(gòu)比較復(fù)雜，采用的構(gòu)件較多，加工成本高。</p><p>　　方案二 優(yōu)點：構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單

18、，易于實現(xiàn)復(fù)雜的運動要求比較容易設(shè)計各種傳動 比的要求，而且結(jié)構(gòu)緊湊。</p><p>　　缺點：連桿所要承受的力較大，且會產(chǎn)生死點，磨損較大。 </p><p>　　方案三 優(yōu)點：過載時，帶在輪面上打滑，可以防止損壞其他零件，起安全保護作用；能起緩沖和吸振作用，可使傳動平穩(wěn)，噪聲小。 </p><p>　　缺點：因為帶傳動受摩

19、擦力和帶的彈性變形的影響，所以不能保證準確的傳動比, 效率較低。</p><p>　　結(jié)論：課程設(shè)計以簡單為主，設(shè)計成本低，占用空間小，所以選用方案二。</p><p><b>　　2.2縱向送書機構(gòu)</b></p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　縱向送書機構(gòu)的主要執(zhí)行機

20、構(gòu)為凸輪機構(gòu)和連桿滑塊推頭機構(gòu)，其機構(gòu)見圖， </p><p><b>　　圖2-4</b></p><p>　　圖2-4縱向推書機構(gòu)</p><p>　　工作原理：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)運動，從而完成縱向推書動作。  

21、 </p><p>　　方案二：曲柄滑塊機構(gòu)</p><p>　　圖2-5縱向曲柄滑塊推書機構(gòu) </p><p>　　方案二機構(gòu)較為簡單，制造成本低，但連桿所要承受的力較大，且會產(chǎn)生死點，磨損較大。方案一機構(gòu)比較復(fù)雜，采用的構(gòu)件較多，但精度高綜上，所以設(shè)計采用方案一

22、機構(gòu) 。</p><p>　　方案三：此方案采用傳送帶來完成橫向送書的動作，其結(jié)構(gòu)如圖所示。</p><p>　　工作原理：輪1為主動件，帶動傳送帶順時針轉(zhuǎn)動，書本放在傳送帶上，利用摩擦力將書本送到工作臺上。</p><p><b>　　圖2-6</b></p><p><b>　　三者比較:<

23、/b></p><p>　　方案一 優(yōu)點：機構(gòu)緊湊，能實現(xiàn)停留運動和勻加速推程、勻加速退回等的復(fù)雜的運動。凸輪容易控制和調(diào)節(jié)。</p><p>　　缺點：機構(gòu)比較復(fù)雜，采用的構(gòu)件較多，凸輪易磨損，成本高。</p><p>　　方案二 優(yōu)點：機構(gòu)較為簡單，制造成本低。</p><p>　　缺點：連桿所要承受的力較大，且會產(chǎn)生死點，

24、磨損較大。</p><p>　　方案三 優(yōu)點：過載時，帶在輪面上打滑，可以防止損壞其他零件，起安全保護作用；能起緩沖和吸振作用，可使傳動平穩(wěn)，噪聲小。 </p><p>　　缺點：因為帶傳動受摩擦力和帶的彈性變形的影響，所以不能保證準確的傳動比, 效率較低。</p><p><b>　　結(jié)論：選擇方案一。</b>&

25、lt;/p><p><b>　　2.3送紙機構(gòu)</b></p><p><b>　　方案一 :</b></p><p>　　送紙機構(gòu)的主要執(zhí)行機構(gòu)為連桿彈簧機構(gòu)和凸輪機構(gòu)，其機構(gòu)簡圖如圖2-7。</p><p><b>　　圖2-7</b></p><p>

26、<b>　　工作原理：</b></p><p>　　送紙機構(gòu)主要實現(xiàn)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。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。</p><p><b>　　方案二</b></p

27、><p><b>　　圖2-8</b></p><p>　　利用不完全齒輪來控制紙張的伸縮。</p><p>　　工作原理：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動，當需要送紙的時候使不完全齒輪與完全齒輪相嚙合，實線送紙，不需要時使不完全齒輪的圓滑面與齒輪相切，實現(xiàn)傳紙的間歇。 </p>&

28、lt;p><b>　　2.3二者比較</b></p><p>　　方案一 優(yōu)點：設(shè)計簡單，成本較低。</p><p>　　缺點：其效率較低，長時間使用滾子與齒輪之間易打滑。</p><p>　　方案二 優(yōu)點：不完全齒輪，運動精確。</p><p>　　缺點：沖擊，加工復(fù)雜，成本高，不完全齒輪不易設(shè)計。<

29、;/p><p><b>　　結(jié)論：選用方案一。</b></p><p>　　2.4裁紙機構(gòu): </p><p><b>　　方案一 </b></p><p><b>　　圖2-9</b></p><p>　　圖2-9以凸輪機構(gòu)實現(xiàn)剪紙動作，簡潔明了，容

30、易控制剪切時間，但是穩(wěn)定太差，容易造成機械損壞。 </p><p><b>　　方案二:</b></p><p><b>　　圖2-10</b></p><p>　　工作原理：皮帶傳動再利用凸輪與推桿機構(gòu)完成紙的剪切。</p><p>　　優(yōu)點：凸輪運用簡單容易識別。</p>

31、<p>　　缺點：凸輪設(shè)計比較麻煩。</p><p>　　結(jié)論：方案二的設(shè)計可行。</p><p><b>　　2.5折紙機構(gòu):</b></p><p><b>　　二個機構(gòu)的對比:</b></p><p>　　圖2=11

32、圖2-12</p><p><b>　　圖2-13</b></p><p>　　圖2-11所示的機構(gòu)和圖2-12所示的機構(gòu)類似，為上下邊機構(gòu)，通過凸輪的回轉(zhuǎn)帶動桿件的上下運動進而帶動假肢桿件的間隙閉合開啟，實現(xiàn)書本的上下邊折疊。通過比較可以發(fā)現(xiàn)，用圖2-11所示機構(gòu)，對牛皮紙造成的破壞比圖2-12的要小，所以選擇圖2-11適合。</p><p>

33、;　　圖2-13為折疊所用的鋼板形狀</p><p><b>　　折邊、折角機構(gòu)</b></p><p>　　方案一的折前角機構(gòu)的主要執(zhí)行機構(gòu)為一個隨軸回轉(zhuǎn)的半球形轉(zhuǎn)子，該機構(gòu)隨軸轉(zhuǎn)動，上下邊折好后，半球形轉(zhuǎn)子剛好轉(zhuǎn)過來實現(xiàn)折前角的功能。后角利用固定擋板折好。</p><p><b>　　圖2-14</b></p&g

34、t;<p>　　方案二的主要執(zhí)行機構(gòu)為一個隨軸轉(zhuǎn)動的矩形框和齒輪機構(gòu)，該機構(gòu)為由齒輪帶動的，做圓周運動的機構(gòu)。初始狀態(tài)下，兩滾輪所在平面平行于書運動方向，以便書兩邊所帶的紙能夠順利通過。當側(cè)邊與兩端上下邊折起來之后，齒輪帶動其繞豎直軸作半周圓周運動，使豎直滾輪掠過前角邊，將其折起。此方案的機構(gòu)的工作效率更高，因此選擇方案二。</p><p><b>　　圖2-15</b><

35、;/p><p>　　涂漿、貼標簽、烘干機構(gòu)</p><p><b>　　圖2-16</b></p><p><b>　　圖2-17</b></p><p>　　涂漿貼標簽烘干機構(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)運動，四個長方體相鄰兩長方體間隔130~140m

36、m（書摞的寬度），恰好為兩摞書中點之間的距離，在推書機構(gòu)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。</p><p>　　機構(gòu)主要執(zhí)行機構(gòu)為移動凸輪和曲柄滑塊機構(gòu)，曲柄的轉(zhuǎn)動帶動移動凸輪上下移動，使涂漿貼標簽烘干觸頭前后移動，從而完成涂漿貼標簽和烘干的工作。</p><p>　　根據(jù)工藝動作和協(xié)調(diào)要求擬定運動循環(huán)圖</p><p><b

37、>　　圖2-18</b></p><p>　　機械傳動系統(tǒng)的設(shè)計選擇和評定</p><p><b>　　傳動裝置設(shè)計：</b></p><p>　　傳動裝置的高速級齒輪z1做成斜齒輪，低速級齒輪做成直齒輪。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但齒輪對于軸承對稱布置，載荷沿齒寬均勻發(fā)布，軸承受載均勻。適合運用于變載荷場合。電動機選擇常用1000r/mi

38、n的電機。</p><p><b>　　圖2-19</b></p><p><b>　　傳動比計算：</b></p><p>　　由選定的數(shù)據(jù)：電動機轉(zhuǎn)速n1=1000r/min，主軸轉(zhuǎn)速n4=10r/min，傳動比為100可通過計算得到各個齒輪的齒數(shù)。</p><p>　　計算過程： i14=d

39、2*z2*z4÷d1*z1*z3=100</p><p>　　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α=20°</p><p><b>　　執(zhí)行機構(gòu)尺寸設(shè)計</b></p><p>　　1、執(zhí)行機構(gòu)各部分尺寸設(shè)計</p>

40、<p>　　1.橫向送書機曲柄滑塊的設(shè)計</p><p>　　曲柄滑塊有兩個極限位置C1，C2，其位移為250mm。AC2=500mm，由此可得AB=375mm，BC=175mm。</p><p>　　2.縱向送書機構(gòu)凸輪的設(shè)計</p><p>　　縱向推書機構(gòu)在機構(gòu)在0°~90°向推書機構(gòu)在期間完成縱向推書動作</p>

41、<p><b>　　圖3-1</b></p><p>　　3.送紙機構(gòu) 凸輪的設(shè)計</p><p>　　紙張的伸長量最大為900mm,所以凸輪的推程為900mm，圖3-2</p><p><b>　　圖3-2</b></p><p>　　4.裁紙機構(gòu)凸輪的設(shè)計</p>&

42、lt;p>　　由所學(xué)知識課紙，凸輪的推程為50mm可以了，見圖3-3.</p><p><b>　　圖3-3</b></p><p>　　5.折紙機構(gòu)凸輪的設(shè)計</p><p>　　如圖3.5.1所示折上下邊是對稱的，應(yīng)此推程只需數(shù)高度的一半即可，所以推程=70mm，見圖3-4。</p><p><b>

43、　　圖3-4</b></p><p><b>　　四、參考資料</b></p><p>　　孫恒，陳作模主編.機械原理（第八版）.北京：高等教育出版社，2013</p><p>　　任崇桂主編.Auto CAD與工程制圖實訓(xùn)教程.山東：山東大學(xué)出版社，2013</p><p><b>　　設(shè)計總結(jié)&

44、lt;/b></p><p>　　經(jīng)過一段時間的工作，過程曲折可謂一語難盡。在此期間我也失落過，也曾一度熱情高漲。從開始時滿富盛激情到最后汗水背后的復(fù)雜心情，點點滴滴無不令我回味無長。  </p><p>　　為期一周的機械原理課程設(shè)計結(jié)束了，在這次實踐的過程中我學(xué)到了一些除書本知識以外的其他東西,領(lǐng)略到了別人在處理專業(yè)技能問題時顯示出的優(yōu)秀品質(zhì),更深切的體會到人

45、與人之間的那種相互協(xié)調(diào)合作的機制,最重要的還是自己對一些問題的看法產(chǎn)生了良性的變化</p><p>　　自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次課程設(shè)計，我才明白學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。實習(xí)中只</p><p>　　知道原理是遠遠不夠的，必須讓每個人都知道，否則一個人的錯誤