书本打包机机构设计.

1、机械原理课程设计设 计 题 目：书本打包机机构设计 学院：机电工程学院 专业：机械设计制造及其自动化专业 姓 名 :学 号：指 导 老 师：目录 一：设计题目 书本打包机设计及说 二：工作流程及工艺动作过 三原始数据与设计要求 四 机构设计方案初选（一）横向送书机构（二）纵向送书机构（三）送纸机构（四）裁纸机构（五）折边、折角机构（六）涂胶、贴封签、烘干机构五、电动机的选择六整体方案图七课程总结21:设计题目一书本打包机设计及说设计书本打包机中的推书机构，送纸机构及裁纸机构1书本打包机是用牛皮纸将一摞书(5本一摞)包成一包，并在两端涂浆糊和贴好标签，如下图所示:工作流程及工艺动作过送书推书后用

2、折前角送纸折侧边折后角涂浆糊贴封签(11)烘干(2) 纵向推书前进(推一摞书)到工位a,使它与工位bg上的六摞书贴紧在一起。(3) 送包装纸。包装纸原为整卷筒纸，由上向下送够长度后进行裁切。(4) 继续推书前进到工位 b,在工位b处书摞上下方设置有挡板，以挡住书摞上下方的包装纸，所以书摞被推到工位b时实现三面包，这一工序共推动 ag的七摞书。（5）推书机构回程，折纸机构动作，先折侧边将纸包成筒状，再折两端上、下边。（6）继续折前角。将包装纸折成如图三实线所示位置的形状。（7）再次推书前进折后角。推书机构又进到下一循环的工序（4），此时将工位 b 上的书推到工位c。在此过程中，利用工位 c两端设

3、置的挡板实现折后角。（8）在实现上一步工序的同时，工位c的书被推至工位 d。（ 9） 在工位 d 处向两端涂浆糊。（10）在工位 e 贴封签。（11）在工位f、g,用电热器把浆糊烘干。（12）在工位h，人工将包封好的书摞取下三原始数据与设计要求：打包机各部分的相对位置及有关尺寸和范围1. 机构的尺寸范围A= 2000 mm , B= 1600 mm 。 工作台面位置： = 400 mm 主轴位置：x = 1000 1100 mm, y = 300 400 mm； 纸卷位置： = 300 mm ， = 300 mm 。为了保证工作安全、台面整洁，推书机构最好放在工作台面以下。2. 工艺要求的数据

4、书摞尺寸：宽度 a= 130140 mm；长度 b= 180220 mm ；高度 c= 180220 mm 。 推书起始位置： = 200 mm 。推书行程： H= 400 mm 。推书次数（主轴转速） ： n=10 r/min四 机构设计方案初选 机构设计主要包括横向送书机构、纵向送书机构、送纸机构、裁纸机构、折角、折边 机构、涂浆糊贴标签烘干机构的设计，以实现书本打包的功能。（一） 横向送书机构1. 机构的运动要求：由横向推书机构与主轴转角的关系得：横向推书机构在120。340。期间进行推书运动：120 340推头推书，340360推头退回，0120推头不动。2. 运动方案的比较与选择：初

5、步设计方案如下面三图所示：万案一万案万案二对于横向送书机构来说，有三种机构方案可以选择。其优缺点对比如下图所示。万案一、 ，*万案一万案三优点运动机构比较 简单能够比较精确 的控制推书的速度， 便于在适当的时间 内把书推到相应位 置运动机构比较 简单，只有连杆和滑 块组成，容易加工制 造，并且制造成本比 较低。能够精确的控 制推书的速度，便于 在适当的时间内把 书推到相应位置，不 妨碍其他机构的执 行。缺点由齿轮和焊接 在齿轮上的连杆组 成，容易磨损，加工 成本高。运动机构的运 动速度比较难控制， 不能精确地在规定 时间内把书推到规 定的地点。运动复杂，制造成本高综合上述对三个方案的全方位比较

6、，选择方案一机构比较符合我们对于打包过程的准确性和经济的适用性。3. 所选方案的工作原理：通过主动件齿轮的转动带动焊接在齿轮上的连杆运动，从而推动滑块向前运动，达到所以推书到一定距离后，滑块退回来,推书目的，又因为齿轮和连杆相当于曲柄滑块运动，准备进行第二次推书，以此循环运动下去。4 所选方案的数据设计因为齿轮和连杆、滑块相当于做曲柄滑块运动，所以必须满足杆长条件，且在设计的 时候把齿轮的圆心和滑块的中心设计在同一水平面上，即e=0，所以其杆长条件为：rv L,又因为滑块运动距离为H=200+400=600mm ,所以可设定L=400mm , r=200mm ,齿轮的直径 D=440mm,（二

7、 ）纵向送书机构1机构的运动要求：纵向推书机构在机构在 0120向推书机构在期间完成纵向推书动作：080完成单摞推书，80120完成七摞推书，120220推头回退，220360推头不动。2.运动方案的比较与选择：初步设计方案如下面三图所示万案一万案一万案一万案二优点能够比较精确的控 制推书的速度，便于在 适当的时间内把书推到 相应位置。整个机构较简单，运动也比较简单。机构简单，占用空间小，成本低。缺点凸轮的制造成本摆杆的运动规律难难以控高，占用空间大。以控制。制推书的规律。综合上述对三个方案的全方位比较，选择图三机构比较符合我们对于打包过程的准确性和经济的适用性。3 所选方案的工作原理：通过主

8、动件凸轮的转动带动连杆摆动再带动滑块做往复运动，从而完成纵向推书动作。4 所选方案的数据设计由主轴转过的角度和推书的距离可得知凸轮推程运动角为120为了防止推书过程中书本出现洒落要求推书过程中加速度从零开始，根据要求凸轮的加速度按正弦规律变化。回程过程中加速度没有要求，仍旧按正弦加速度规律设计凸轮。凸轮和机构整体的具体设计尺寸如下图所示：(1)按a ( max) min确定H1和L用图解法初选 L杆长度，找出 a ma)和a min的大致范围，并保证滑块能达到行程H.根据凸轮机构压力角a 1 A 万案一万案一优点能够一次性完成折边工作，效率咼机构较简单，占用空间小缺点占用空间较大，机构比只能折

9、上面和两侧的较复杂边，工作效率低通过上表对于两种机构的优缺点的综合比较，选择方案一比较符合我们的设计要求。1 )所选方案的工作原理:如图所示，1、2、3、4、5、6、都是长方形的板块，齿轮轮随着主轴的转动而转动,通过焊接在齿轮上的连杆推动，是长方形板块1、2、3向下移动，4、5、6向上移动，从而达到折边目的。1、2、3、4、5、6、都是长方形的板块示意图如下:2) 所选方案的数据设计：根据书摞的高度和宽度，可以算出长方形板块 1和4的长为300mm,宽为100mm。而长方形板块2,3,5,6的长度为100mm，宽度为100mm。又因为齿轮和连杆、滑块相当于 做曲柄滑块运动， 所以必须满足杆长条

10、件，且在设计的时候把齿轮的圆心和滑块的中心设计在同一水平面上，即e=0,所以其杆长条件为：r2 v L1以及rv L4设定书摞高度 H=200mm 根据其运动规律可算出其他杆的尺寸，如下图所示L1L2L3L4rRr2R2(mm(mm(mm(mm(mm(m(mm)m)(mm)200100100200100240100240(2 )折角机构折前角机构的主要执行机构为一个随轴回转的长方形转子。如下图所示该机构随轴转动，上下边折好后，长方形转子刚好转过来实现折前角的功能。后角利用固定挡板折好。折前角机构十分简单，容易实现，而且制造成本低，性价比很高。其中1和2为直齿锥齿轮，可设定1和2直齿锥齿轮的齿数

11、为 25,直径为100mm，模数m=4.长 方形转子的宽 L仁75mm，长度L2=100mm。(六) 涂胶、贴圭寸签、烘干机构1. 机构的运动要求：涂胶、贴封签、烘干机构的作用区间为180到340 0。到180之间涂胶、贴封签、烘干机构不进行工作，340到360涂胶、贴封签、烘干机构退回原位。2. 运动方案的比较与选择：万案一万案一万案一优点能够一次性完成涂胶、贴封签，烘干工作，占用空间小。传动更为稳定机构运动比较简单缺点运动有不确定性很难控制其运动规律，凸轮制造成本咼，其有两个凸轮，成本比方案一的咼3 所选方案的工作原理:如图所示，1、2、3都是长方形的板块，其中1为涂胶，2为贴封签,3为烘

12、干。齿轮轮随着主轴的转动而转动，通过焊接在齿轮上的连杆推动三个长方形板块向下移动，从而达到涂胶、贴封签、烘干目的。当转过一定角度后，三个长方形板块开始向上回收。达到 循环运动下去。4.所选方案的数据设计：根据书摞的高度和宽度，长方形的板块1、2、3的长度都可设为100mm,宽度可设为50mm。又因为齿轮和连杆、滑块相当于做曲柄滑块运动，所以必须满足杆长条件，且 在设计的时候把齿轮的圆心和滑块的中心设计在同一水平面上，即e=0，所以其杆长条件为：rv L1 ,设定书摞高度H=200mm ,因为涂胶、贴封签、烘干的区域在书摞的中间部位， 所以三个长方形板块需向下移动150mm,所以可设定r=150

13、mm , L1=300mm , L2=150mm ,L4=50mm。又根据书摞的宽度 a=135mm,可设定 L3=270mm。五、电动机的选择根据主轴的转速 n=10r/min,所选的电动机转速 n=1000r/min ,所以i=1000/10=100,设有 六个齿轮进行减速。计算过程：i14= (z2*z3*z4 ) - (z1*z2 *z3) =100可取：z仁24 z2=75 z3=60 z4=160 z2 =15 z3 =20 模数 m=3 压力角 a =20根据 D=mz 可知，D1=-72mm , D2=225mm , D3=480mm , D2=45mm , D3=60mm。减

14、速机构的示意图如下:六. 整体方案图如下:七. 课程总结在短暂的课程设计期间中， 我收益良多，不但复习了以前所学过机械原理、理论力学、物理等学科的知识，使以前零散的知识形成了一个有效的知识网络体系，补充了许多机械设计方面和力学方面知识。 这次的课程设计在收获的同时也让我看到了自己的很多不足之 处，这表现在对原有机构的改良和创新上，也表现在对机构的运动分析上。在这个课程设 计的过程中，我常常卡在对所设计的机构的运动分析上，这是对机械原理课程知识掌握不够的表现。还有我也曾经因为实践经验的缺乏失落过，也曾经绘图成功而热情高涨。虽然 这只是一次的极简单的课程制作（书本打包机），可是平心而论，也耗费了我不少的心血，这就让我不得不佩服专门搞机械设计的前辈们，才意识到老一辈对我们社会的付出，为了人们的生活更美好，他们为我们社会所付出多少心血啊！通过这次课程设计， 我认识到了机械创新的艰难性和必须性。也知道了机械在社会生产中发挥的重要作用，它可以大大降低生产时间并节省劳力。科技是第一生产力，只有掌握