包装扭结手设计说明书.doc

说明书目录1. 方案设计1.1方案选择1.2可行性分析2. 工艺要求3. 工作循环31手臂的回转运动规律32手臂的伸缩运动规律33手指的张闭运动规律4. 设计计算4.1确定传动参数4.2手臂、手指的尺寸设计 4.2.1 手指的尺寸设计计算 4.2.2 手臂的尺寸设计计算4.3扇形齿轮、齿条的设计计算4.3.1齿条4.3.2扇形齿轮4.4凸轮的设计计算4.4.1伸缩凸轮4.4.2张闭凸轮4.5凸轮展开面的计算4.6 弹簧的设计计算参考文献设计说明书1方案设计 11方案选择根据设计任务书所给机构简图，现选择方案（a）。此方案的扭结夹持力易于通过圆螺母调节，可满足不同材料的要求。 12 可行性分析糖果包装机的生产能力要求为120次/分，方案（a）能满足高速运转的要求，其结构、组成、配合关系容易表达，结构上简单，所以选用（a）方案。但它的张闭凸轮和轴向位移凸轮为圆柱槽型凸轮，加工难达到预定精度，随着加工技术的提高，也可以达到预定精度的。并且通过螺母调节尾部弹簧，易于实现不同扭结力的调整，适用性好。（b）方案次之，（c）方案最差，因为（c）方案在扭手指部夹紧时凸轮会与滚子脱离接触。2工艺要求21有效扭结回转度数为540，回转方向顺时针；22手臂回转的同时伴有伸缩运动：最大伸缩行程12mm；23手指的闭合靠压缩弹簧的作用力来完成，又可产生适当的加紧力.扭结时一直闭合，不扭结时一直张开。3工作循环：31手臂的回转运动规律手臂的回转(共3圈): 扭结手一直保持旋转状态，有效旋转要求为540，工作传动比为3:1，所以要求手臂的有效回转为180。 32手臂的伸缩运动规律手臂伸缩运动： 0-50手臂缩回，170时开始扭结，手臂开始前进，直到350时扭结结束，停止前进，伸缩量是12mm，350至360停止。此后手臂收缩至50时停止，进行下一轮循环。如下图所示：33手指的张闭运动规律手指在20时完全张开，保持张开直到140。从140时开始至170完成闭合动作，保持闭合，进入扭结工序。350时扭结结束，手指开始张开。在下一个周期的20时完成张开，开始新一轮循环。4.设计计算41确定传动参数取传动比i=3,齿轮m=2,Z1=25,Z2=75,则小齿轮分度圆直径：d1=mZ1=252=50mm；小齿轮齿顶圆直径：da1=d1+2ha=50+22=54mm；小齿轮齿根圆直径：df1=d1-2hf=(z1-2ha*-2c*)m=45mm；大齿轮分度圆直径: d2=mZ2=275=150mm；大齿轮齿顶圆直径：da2=d2+2ha=150+22=154mm；大齿轮齿根圆直径：df2=d2-2hf=(Z2-2ha*-2c*)m=145mm； 两齿轮轴的中心距：a=(d1+d2)/2=100mm。 42手臂、手指的尺寸设计 421手指的尺寸设计计算因为，糖果的周长为：C=d=37.68mm=12)43扇形齿轮、齿条的设计计算431齿条取齿条模数m=1.5全齿高:h=ha+hf=(2ha*+c*)m=(2+0.25)1.5=3.375mm齿条厚度:H=2h+7=23.375+7=13.75mm，取14mm432扇形齿轮取齿数z=16,则齿轮分度圆直径d=mz=1.516=24 mm两扇形齿轮中心距:l1 =d+H=24+14=35mm夹住糖要补偿8mm(6mm),25-8=17，手指夹糖纸长度为13mm（17mm）。又在手指张开时不应妨碍糖纸进入，其投影应大于1367mm，取为8mm，故可得,机械手单臂的最大张角=arcsin（35/2）/50+arcos41/50=52,即为扇形齿轮的转角。取扇形齿轮圆心角为120。齿条相应移动的距离: s=0.5d52/180=9.46mm，取9.5mm，还可压缩弹簧，提高夹紧力。44凸轮的设计计算凸轮机构简图如下：441伸缩凸轮 对应于伸缩凸轮的摆杆，其摆动为一边摆即摆杆只向竖直位置的左边摆动，其摆动的最大角度为：=arctan(12/200)=3.44对应于工作循环图，安装手指的芯轴在主动轴转角摆杆摆角轴套位移0503.44右移12 mm501700静止1703503.44左移12 mm3503600静止442张闭凸轮 没有张闭动作时齿条保证与手指同步移动，张闭时有相对位移主动轴转角摆杆摆角齿条相对扇形齿轮位移齿条绝对位移0 200.43左移6.3mm左移1.5 mm20501.630mm右移7.2mm501401.630mm0mm1401704.34右移9.5mm右移9.5mm1703500.920mm左移12 mm3503600.09左移3.2mm左移3.2mm45凸轮展开面的计算用=arcsin(t/l)可求得特殊相位角的摆角，然后可绘制出凸轮理论轮廓线和实际轮廓线。凸轮数据见凸轮零件图。4.6 摆杆长度的设计 由上面选定两齿轮的中心距可以确定摆杆上半段的长度为25+75=100mm，采用1：1,则下半段的长度也为100mm，摆杆总长为200mm。4.7 弹簧的设计通过已经设计轴部的直径，选择弹簧的中径为20，通过查表可选弹簧的直径为3mm，单圈刚度为74.5。假设开始时弹簧的预压缩力为6N，在拨轮移动12mm后其最大压缩力有9N，则弹簧的刚度有（96）/0.215，可知弹簧的有效圈数为74.5/155圈。取弹簧圈间距t5mm。弹簧形式采用两端磨平式。参考