機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)-書本打包機(jī)設(shè)計(jì).doc

機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書書本打包機(jī)設(shè)計(jì)院 系： 專 業(yè)： 年 級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 2011年11月摘要 書本打包機(jī)是印刷廠為了把印刷的圖書更快，更美觀的把圖書包裝起來而設(shè)計(jì)的專門用來打包書本的機(jī)構(gòu)。書本打包機(jī)的設(shè)計(jì)主要分為：提出構(gòu)思，計(jì)算自由度，分析可行性，畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖，最后進(jìn)行加工生產(chǎn)。其原理也很簡單，主要分為推書機(jī)構(gòu)，送紙機(jī)構(gòu)，裁紙機(jī)構(gòu)，折紙包裝機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。在包裝過程中，幾個(gè)機(jī)構(gòu)相互配合而進(jìn)行打包。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程要求有相應(yīng)的數(shù)據(jù)計(jì)算，CAD繪制的運(yùn)動(dòng)簡圖，和對(duì)應(yīng)的總裝配圖，最后附上心得體會(huì)和與設(shè)計(jì)有相關(guān)的參考文獻(xiàn)。關(guān)鍵詞：書本打包機(jī)；機(jī)構(gòu)；運(yùn)動(dòng)；簡圖.目錄1. 設(shè)計(jì)題目.12. 工作流程及工藝動(dòng)作過程.13. 原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求.54. 設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟.85. 心得體會(huì).156.參考文獻(xiàn).15一：設(shè)計(jì)題目書本打包機(jī)設(shè)計(jì)及說 設(shè)計(jì)書本打包機(jī)中的推書機(jī)構(gòu)，送紙機(jī)構(gòu)及裁紙機(jī)構(gòu)。書本打包機(jī)的用途是用牛皮紙將書包成一包，并在兩端貼好標(biāo)簽（如圖1）。二：工作流程及工藝動(dòng)作過 書摞包、封過程工藝順序及各工位布置分別如圖二、三所示，分述如下：（1） 橫向送書(送一摞書)。（2） 縱向推書前進(jìn)(推一摞書)到工位a，使它與工位bg上的六摞書貼緊在一起。（3） 送包裝紙。包裝紙?jiān)瓰檎硗布?，由上向下送夠長度后進(jìn)行裁切。 （4） 繼續(xù)推書前進(jìn)到工位b，在工位b處書摞上下方設(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，這一工序共推動(dòng)ag的七摞書。 （5） 推書機(jī)構(gòu)回程，折紙機(jī)構(gòu)動(dòng)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。將包裝紙折成如圖三實(shí)線所示位置的形狀。 （7） 再次推書前進(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處向兩端涂漿糊。（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。1圖一 書本打包機(jī)的功用2圖二 包、封工藝順序3圖五 縱向推書機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖yy12ABO1DC34圖四 縱向推書機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖4三：原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求 方案（mm）（mm）（mm）（mm）( o )（mm）( o )( o )（mm）( o )( o )( o )(kg)112030065010010020040451012010014052120350650200100200404510120100140631204006503001002004045101201001406411030065010010020040451012010014055110350650200100200404510120100140661104006503001002004045101201001406710035065030010020040451012010014068100300650100100200404510120100140591003506502001002004045101201001405109035065030010020040451012010014061、推書機(jī)構(gòu)的基本數(shù)據(jù)為了保證工作安全、臺(tái)面整潔，推書機(jī)構(gòu)最好放在工作臺(tái)面以下。2、工藝要求的數(shù)據(jù) 書摞尺寸：寬度130140mm；長度180220mm；高度180220mm。 推書起始位置：表中數(shù)據(jù)。 推書行程：表中數(shù)據(jù)。5推書次數(shù)(主軸轉(zhuǎn)速)： (100.1)rmin。 主軸轉(zhuǎn)速不均勻系數(shù)：14。3、縱向推書運(yùn)動(dòng)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)13周期，相當(dāng)于主軸轉(zhuǎn)120 o； 快速退回動(dòng)作占時(shí)小于13周期，相當(dāng)于主軸轉(zhuǎn)角100 o； 停止不動(dòng)占時(shí)大于13周期，相當(dāng)于主軸轉(zhuǎn)角140 o。具體的每個(gè)運(yùn)動(dòng)時(shí)期內(nèi)縱向推書機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的工藝動(dòng)作與主軸轉(zhuǎn)角的關(guān)系如下表所示： 主軸轉(zhuǎn)角推書機(jī)構(gòu)執(zhí)行滑塊的動(dòng)作主軸轉(zhuǎn)角推書機(jī)構(gòu)執(zhí)行滑塊的動(dòng)作推單摞書前進(jìn)滑塊退回推七摞書前進(jìn)，同時(shí)折后角滑塊停止不動(dòng)如圖五所示為推書機(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。64、其他機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系如下表所示。工藝動(dòng)作主軸轉(zhuǎn)角工藝動(dòng)作主軸轉(zhuǎn)角橫向送書送紙裁紙折側(cè)邊，折兩端上、下邊，折前角涂漿糊，貼封簽，烘干5、各工作阻力的數(shù)據(jù)（1） 每摞書的質(zhì)量為4.6kg。（2） 橫向送書機(jī)構(gòu)的阻力可假設(shè)為常數(shù)，相當(dāng)于主軸上有等效阻力矩40Nm。（3） 送紙、裁紙機(jī)構(gòu)的阻力也假設(shè)為常數(shù)，相當(dāng)于主軸上有等效阻力矩10Nm。（4） 折后角機(jī)構(gòu)的阻力，相當(dāng)于四摞書的摩擦阻力（設(shè)摩擦系數(shù)）。折算到主軸上的阻力矩。（5） 折邊、折前角機(jī)構(gòu)的阻力總和，相當(dāng)于主軸上受到等效阻力矩，其大小可用機(jī)器在縱向推書行程中（即主軸轉(zhuǎn)角從轉(zhuǎn)至范圍中）主軸所受縱向推書阻力矩的平均值表示為 6 其中大小可由下式求出 7 式中，為推程中各分點(diǎn)的阻力矩的值；n為推程中的分點(diǎn)數(shù)。（6） 涂漿糊、貼封簽和烘干機(jī)構(gòu)的阻力總和，相當(dāng)于主軸上受到等效阻力矩，其大小可用表示為 8四：設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟 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。除縱向推書機(jī)構(gòu)按圖四設(shè)計(jì)外，送紙、裁紙機(jī)構(gòu)以及從電動(dòng)機(jī)到主軸（圖四所示凸輪軸）之間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)畫出機(jī)械傳動(dòng)示意圖。并確定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及送紙、裁紙機(jī)構(gòu)中與整機(jī)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)配合有關(guān)的主要尺寸或參數(shù)：如齒輪的齒數(shù)、模數(shù)、皮帶輪直徑、各機(jī)械間相互位置尺寸等。畫出包封全過程中機(jī)械的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖，即全部工藝動(dòng)作與主軸轉(zhuǎn)角的關(guān)系圖。 2、設(shè)計(jì)縱向推書機(jī)構(gòu)：按23人為一組，每組一個(gè)方案。每人選擇方案中的兩個(gè)位置（注意兩個(gè)點(diǎn)要分別取在推程和回程）。 （1）用圖解法初選AC桿長度，找出與的大致范圍。并保證滑塊能達(dá)到行程。 （2）按的原則最后確定AC和CD桿的長度。應(yīng)滿足的要求。（注意：要保證C點(diǎn)低于滑塊導(dǎo)路以保證安全） （3）設(shè)擺桿AC的擺角與凸輪轉(zhuǎn)角為等加速、等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，對(duì)搖桿滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，繪出、線圖。 （4）對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行力分析，求出主軸上的阻力矩在主軸旋轉(zhuǎn)一周中的一系列數(shù)值，即8式中為主軸的轉(zhuǎn)角，為主軸回轉(zhuǎn)一周中的各分點(diǎn)的序號(hào)（每人求兩個(gè)分點(diǎn)的值）。力分析時(shí)，只考慮工作阻力、重力和慣性力。匯集本組其他人的數(shù)據(jù)。繪制線圖并計(jì)算出阻力矩的平均值。（5）根據(jù)上面求出的平均阻力矩，考慮各運(yùn)動(dòng)副的效率。估算出整機(jī)效率，算出所需電動(dòng)機(jī)功率的理論值計(jì)，再乘以安全系數(shù)（一般取1.21.4），得出電動(dòng)機(jī)功率電，查閱電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品目錄，選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)，應(yīng)使所選電動(dòng)機(jī)的額定功率電。（6）根據(jù)力矩曲線和給定的速度不均勻系數(shù)，不計(jì)各構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，計(jì)算出飛輪的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。指出飛輪安裝在哪根軸上較合理。（7）根據(jù)曲線，用作圖法設(shè)計(jì)凸輪輪廓，并校核實(shí)際輪廓是否變尖或失真，校核。 3.CAD繪制運(yùn)動(dòng)簡圖及分析說明縱向推書機(jī)構(gòu)方案凸輪機(jī)構(gòu)和杠桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行放大9圖六運(yùn)動(dòng)擬定：通過凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)控制搖桿的擺動(dòng)角度，用杠桿放大原理進(jìn)行行程的放大，當(dāng)凸輪達(dá)到最大推程時(shí)，杠桿把書剛好退到b的位置，而當(dāng)回程到基圓時(shí)，凸輪近休，杠桿間歇停止140，等待系統(tǒng)的下一周期循環(huán)。優(yōu) 點(diǎn)： 杠桿結(jié)構(gòu)簡單，加工和安裝比較方便，加工成本低，容易控制和調(diào)節(jié)，運(yùn)動(dòng)清晰明了，可滿足運(yùn)動(dòng)要求。缺 點(diǎn)： 杠桿的承載力不大，容易索性變形，杠桿結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)擺幅大，占空間，效率低，凸輪加工難，易磨損，成本高。送紙機(jī)構(gòu)方案摩擦輪不完全齒輪組合機(jī)構(gòu)送紙10運(yùn)動(dòng)擬定：用皮帶輪控制另一個(gè)主動(dòng)輪，按額定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，通過不完全齒輪控制摩擦輪的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)需要送紙的時(shí)候使不完全齒輪與完全齒輪相嚙合，實(shí)線送紙，不需要時(shí)使不完全齒輪的圓滑面與齒輪相切，實(shí)現(xiàn)傳紙的間歇。優(yōu) 點(diǎn)：空間構(gòu)件靈活，簡單，穩(wěn)定性好，設(shè)計(jì)簡單。缺 點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)性較差。剪紙機(jī)構(gòu)方案11運(yùn)動(dòng)擬定：皮帶傳動(dòng)再利用凸輪與推桿機(jī)構(gòu)完成紙的剪切。優(yōu) 點(diǎn)：凸輪運(yùn)用簡單容易識(shí)別。缺 點(diǎn)：凸輪設(shè)計(jì)比較麻煩。折紙機(jī)構(gòu) 在推書的過程中由于b工位上上下設(shè)有擋板，所以當(dāng)書被推到b工位時(shí)實(shí)現(xiàn)包三面，再利用凸輪連桿機(jī)構(gòu)折前面，利用連桿滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)折側(cè)邊。再利用齒輪機(jī)構(gòu)使折筒做圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)折前角，最后利用推書運(yùn)動(dòng)將書推到c工位上。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。 12傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案四級(jí)齒輪傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)擬定：馬達(dá)通過皮帶把轉(zhuǎn)動(dòng)傳到齒輪，通過四級(jí)齒輪減速，達(dá)到轉(zhuǎn)速要求。優(yōu) 點(diǎn)：通過馬達(dá)解決了機(jī)構(gòu)卡死導(dǎo)致馬達(dá)燒壞的現(xiàn)象，相對(duì)于渦輪蝸桿傳動(dòng)力大，齒輪造價(jià)低，空間小。缺 點(diǎn)：占用空間大。13書本打包機(jī)總流程圖14五：心得體會(huì) 經(jīng)過一段時(shí)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(shí)滿富盛激情到最后汗水背后的復(fù)雜心情，點(diǎn)點(diǎn)滴滴無不令我回味無長。 同時(shí)我認(rèn)為我們的工作是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作，團(tuán)隊(duì)需要個(gè)人，個(gè)人也離不開團(tuán)隊(duì)，必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。某個(gè)人的離群都可能導(dǎo)致導(dǎo)致整項(xiàng)工作的失敗。實(shí)習(xí)中只有一個(gè)人知道原理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須讓每個(gè)人都知道，否則一個(gè)人的錯(cuò)誤，就有可能導(dǎo)致整個(gè)工作失敗。團(tuán)結(jié)協(xié)