包装机推包机构设计说明书

1、机 械 原 理 课 程 设 计 包装 机 推包 机构 说 明 书西南交通大学峨嵋校区机械工程系机电一体化专业08级2班 姓名：董智指导老师：温亚莲2010年12月11日机械原理设计说明书包装机推包机的设计摘要包装机是一个产品生产和外包的机器的统称，其主要功能是包装各种产品，而包 装机推包机构则是给包装机提供包装产品的机构，其主要功能就是从生产线将产品 输送到包装机的相应入口，该机构的运动是一个按一定轨迹的循环往复运动。随着科技的发展，包装机的更新换代，也迫使推包机构的革新，输送产品的过程 不可轻视，推包机构的运用影响到包装机的效率和质量，因而设计者在设计推包机的同时提供了推包机构的设计，另外也

2、有人专门为各种设备设计推包机构。包装在当今社会相当流行，对于任何产品出厂的最后一步大多是包装，因此包装 机的推包机构也是很有市场的。关键字：包装机 推包机构 输送Packing up charter aircraft design SummaryPacker is a product of outsourcing production and machinery collectively. Its main function is to a variety of packaging products, packaging machine and push package body is to

3、provide packaging products, packaging machine and its main function is the product from the production line will be transported to The corresponding packaging machine entrance to the sports bodies are based on a certain trajectory of the campaign cycle.With the development of science and technology,

4、 the upgrading of packaging machines, forcing up the body bag innovation, product delivery process should not be underestimated, pushing the body bag to the impact of the use of packaging machine efficiency and quality, and therefore designers pushed the charter at the same time At the same time, pr

5、ovide most of the bodies pushed the package design, it was also a variety of equipment designed specifically for the push package body.Packaging is very popular in today's society, any product manufactured most of the last of a package, the packaging machine is also a body bag up their markets.K

6、eywords: transport Packing up charter aircraft design目录第一章设计题目1总功能要求2设计数据第二章机构设计1机构选择2机构组合第三章方案是拟定和评价1方案的拟定2方案的评价第四章机构运动尺度综合1运动示意图2功能元分解第五章运动设计及参数1减速设备2位置、速度、加速度的分析第六章运动循环图第七章设计总结第八章参考文献第一章 设计题目现需设计某一包装机的推包机构，要求待包装的工件1 （见图626）先由输送带送到推包机构的推头2的前方，然后由该推头2将工件由a处推至b处（包装 工作台），再进行包装。为了提高生产率，希望在推头2结束回程（由b至a

7、）时，下一个工件已送到推头2的前方。这样推头2就可以马上再开始推送工件。这就要 求推头2在回程时先退出包装工作台，然后再低头，即从台面的下面回程。因而就 要求推头2按图示的abcdea线路运动。即实现“平推一水平退回一下降一降位退回 一上升复位”的运动。1总功能要求图1.2推包机构执行构件运动要求包装机推包机构是一个特殊的输送机构，如图 1.1是推包机构的整体外形， 如图1.2为其简单的示意图，机构将零件有 a点输送到b点再由cde回到a点，机 构的执行构件是端点实现近似矩形轨迹。推包机由电动机推动，在推头回程中，除 要求推头低位退回外，还要求其回程速度高于工作行程的速度，以便缩短空回程的 时

8、间提高功效。2设计数据1）电机驱动，即必须有曲柄。2）输送架平动，其上任一点的运动轨迹近似为虚线所示闭合曲线（以下将该曲线简称为轨迹曲线）。3）轨迹曲线的AB段为近似的水平直线段，其长度为 L=125 mm（这段对应于工件的移动）；水平退回的距离S=30mnfl迹曲线的CD徽的最高点低于直线段AB的距离至少为H =30 mm,（以免零件停歇时受到输送架的不应有的回碰）。4）在设计图中绘出机构的四个位置，AB段和CD限各绘出两个位。须注明机构的全部几何尺寸。5）要求每5-6秒钟包装一个工件；且行程速比系数 K在1.2-1.5范围内选取；而 且在推头回程中，推头要求地位退回，还要求回程速度高于工作

9、行程速度，以便 缩短空回行程时间，提高工作效率。第二章机构设计1 机构选型实现推包机构可以使用偏置滑块机构、往复移动凸轮机构、盘形凸轮机构、导杆 机构、凸轮机构、双凸轮机构、摇杆滑块机构、及组合机构。2 机构组合对这种运动要求，若用单一的常用机构是不容易实现的， 通常要把若干个基 本机构组合起来，设计组合机构。在设计组合机构时，一般课首先考虑选择满足轨迹要求的机构。 而沿轨迹运 动时是速度要求，则通过改变基础机构主动件的运动速度来满足， 也就是让它与 一个输出变速度的附加机构组合。第三章方案的拟定及评价1方案的拟定据前述该机构的功能和要求可有以下几种方案，下面将一一说明方案一：偏置滑块机构与往

10、复移动凸轮机构的组合在此方案中，偏置滑块机构可实现行程较大的往复直线运动，且具有急回特性， 同时利用往复移动凸轮来实现推头的小行程低头运动的要求，这时需要对心曲柄滑 块机构将转动变换为移动凸轮的往复直线运动。方案二：偏置滑块机构与往复移动凸轮机构的组合方案三：偏置滑块机构与盘形凸轮机构的组合方案四：导杆机构与凸轮机构的组合机构方案五：双凸轮机构与摇杆滑块机构的组合2方案的评价由上述方案设计的比较可以看出：方案一偏置滑块机构与往复移动凸轮机构的组合， 由于5、6件的支撑限制，1的长度设计也受到相应限制，而且采取此方案会使整个机构的尺寸变大。方案二偏置滑块机构与盘形凸轮机构的组合， 采取盘形凸轮做

11、主动件和部分 支撑，减小了一方案的复杂性，给设计带来了方便，另外对于方案二的设计来说， 采取沟梢凸轮与滚子配合的力封闭，为了使滚子能在梢内灵活转动，梢宽应略大 于滚子的直径，因为有间隙，故不宜用于高速。采用滚子从动件，耐磨损，可传 递较大的动力，但机构复杂，尺寸重量大，滚子轴常受结构限制，强度较低。广 泛用于低速和中速，其改进后可用于高速。方案三偏置滑块机构与盘形凸轮机构的组合， 利用弹簧力、从动件自重等外 力使从动件与凸轮始终保持接触，平面与盘形凸轮直接接触容易产生磨损， 而且 不够平稳。方案四导杆与凸轮机构的组合机构相对其他的设计机构显得简单的多，采用平底从动件，多数平底与其速度方向垂直，

12、因此受力情况好，传动效率高，与凸轮接触面间形成楔形油膜，易润滑，结构维护简单、体积小、重量轻，但不能与内凹或直线轮廓工作，且平底不能太长。多用于高速小型凸轮机构。该设计若L过大则机身过高，对于L较小是比较好的设计。所以通过改良，将平底改为滚子， 则，对于内凹、外凸、直线的凸轮轮廓同样适合。方案五双凸轮机构与摇杆滑块机构的组合，没有急回特性，机构的连贯性好。 对于L较长的设计难以实现。综合设计的要求和尺寸要求，本人觉得方案四的机构设计经过改良后是比较合理的，所以选取方案四的改良版。如下 第四章 机构运动尺度综合1运动示意图经计算得自由度F=1,该机构有一个主动件，所以该机构可以正常运转。2功能元

13、分解由运动简图可知机构可分为两个运动，凸轮机构控制运输爪的升降，导杆机构控制往复运动，两者的配合及凸轮的设计可以达到 abcdea的运动。图1中 1为主动件，2,3,4,5,6 是导杆机构，可以完成abc间或cd间的往复运动，1 凸轮与2机构的滚子接触，可以使整个 2机构上下往复运动，从而有 abc与 cd间的高度差，通过设计凸轮的参数配合导杆机构完成整个 abcdea的运动轨 迹。功能一：导杆机构一一实现abc或de间的往复运动此处导杆机构中AB=125mm为输送爪的输送距离 L。OE为摇杆，BC为导杆，长为 399mm(1) 设计简图图导杆机构设计图(2) 设计推导公式AB = 125.m

14、m,DB=62.5mm, OE = 30 mm因为 K=1.21.5所以 极位夹角为0 =16.3636oBC=DB/sin ( 0 /2 )BC=202.2542439.2641mm于是取 BC=399.53mm当取极位夹角8 =18o时，即/ ACB=18o /DCB=9o所以 sin ( 0 /2 ) =0.1564 tan (0/2) =0.1584DC=394.61mmOC=147.03mm由计算得主动件2是安装位置，和CD的高度。功能二：凸轮机构一一实现机构的上下往复运动此方案中设计的凸轮两端为圆的一部分，其中Rob=100mm Roa=130mm则高H=Rob- Roa=30mm

15、 (轨迹曲线的CD曲的最高点低于直线段AB的距 离至少为H=30mm(1)设计简图凸轮机构设计图(2)设计说明由于设计需求知，此轨迹需近似矩形，abc段和de段的直线往复，需将凸轮此时的 轮廓设计为圆弧。经过分析：可以知道凸轮的大圆弧段长L1=S+L=130mm即为推头平动和水平退回的路程和。在大圆弧段，保证了推头在水平方向上的运动。由于凸 轮凹下去的小圆弧的运动轨迹和运动路程没有要求，但是为了要让凸轮满足运动轨 迹”下降一一降位回程一一上升复位”，且满足给定的机会特性的要求，则需要使凸轮的小圆半径r满足R - r =30mm。由图可计算出/ COD=252.104o弧CAD1S位输送机构轨迹

16、的abc段作支撑，所以为圆弧，弧 EF段为其轨迹的de段作支撑，也为圆弧，让运动变的平稳很多。根据上面数据可以画出来的凸轮的轮廓图和三维模型。凸轮的三维模型图：根据设计原理图和数据要求，利用 Pro-E软件，画出来了基本工作平面设计 图，装配图如下第五章运动设计参数1、 减速设备推包机构的速度不需要很快，因此在传动机构中设计了减速设备。根据题目的要求，该机构的要求是在 5到6秒包装一个工具，则动力输出的转速在 10 到 12r/min.带传动：它的特点是传动平稳、能缓冲减振，但承载能力较小，即传递相同转 矩时，结构尺寸较其他传动形式大一些。而且，它宜布置在高速级。蜗杆传动：它能实现较大的传动比

17、，尺寸紧凑，传动平稳。但是效率较低，适用于中小速功率且间歇运转的场合。齿轮传动：多级齿轮传动可以实现大传动比，而且适合于传递动力且连续工作的场合。通过列下表比较三个传动方式的优劣： 在计算过程中设计的相关符号的说明:符号备注n电动机满载的转速以及各轴的转速P电动机的输入功率及各轴的输出功率电动机轴及轴间的传动效率i电动机到轴以及轴与轴间的传输比V带的传动比，约在242、 电动机的选择选择电动机类型：在工作要求范围内，选择三相异步电动机，封闭式结构，电影为380V,例。电动机的转速为 590r/min ,额定功率为75kw,效率为0.925 ,最终凸轮的转速为 1012r/min ,所以需要总的

18、传动比为 i=590/10=59 或 i=590/12=49.17 。因为蜗杆涡轮的单级传动比大，一般在30到80,分度圆的蜗杆涡轮传动的传动比可达500。但随着传动比增大，其机械效率显着降低。因此可以采用多级齿轮动或者单级蜗杆涡轮传动。采用多级齿轮传动则为：通过齿轮组实现较大的传动比，i=(Z2*Z4*Z6*Z8)/(Z1*Z3*Z5*Z7),可根据需求将电动机的速度降低到所需速度，再将速度传给曲柄和凸轮，曲柄控制机构水平方向的 往复运动，凸轮控制机构上下往复运动。其中主要参数为曲柄滑块导杆的设计参数， 设计需求表明水平方向的参数即曲柄滑块导杆机构的参数要求严格，凸轮参数方面 只需要保证其机

19、构的上下高度差和与曲柄滑块导杆机构的配合即可。3、 位置、速度、加速度的分析在上图导杆机构中，已知曲柄的长度 AB,转角。1、等角速度w1及中心距AC,我们来分析下导杆的转角。3、角速度w3和角加速度a3,以及滑块在导杆上的位置s、 滑动速度v及加速度a。根据对运动执行机构的仿真，可以得到推头的位移、速度、加速度图像(1)位置分析图像(2) 速度分析图像(3) 加速度分析图像第六章 运动循环图曲柄导杆机构控制水平向左控制水平向右凸轮机构高度不变控制向下运动高度不变控制向上运动第七章设计体会作为一名机械工程系机械设计制造及其自动化大三的学生，我觉得能做类似的 课程设计是十分有意义的，而且是十分必

20、要的。在已度过的大三的时间里我们大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上掌握 的仅仅是专业基础课的理论面，如何锻炼我们的实践面？如何把我们所学到的专业 基础理论知识用到实践中去呢？我想做类似的课程设计就为我们提供了良好的平 台。在做本次课程设计的过程中，我感触最深的是查阅大量的设计手册。为了自己 的设计更加完善，更加符合工程标准，一次次翻阅机械设计手册是十分必要的，同 时也是必可不少的了。我们是在做设计，但我们不是艺术家，他们可以抛开实际， 尽情在幻想的世界里翱翔，我们是工程师，一切都要有据可依，有理可寻，不切实 际的构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。作为一名机械专业的学生掌握一门或几门绘

21、图软件是必不可少的。由于本次大 作业，我们学过了 AutoCAD和Proe、VB编程等，所以我们还需掌握更多的软件, 虽然过去从未独立应用他们，但在学习的过程中带着问题去学习，我发现效率更高， 记得大一学CAD时就觉得好难，就是因为我们没有把自己放在使用者的角度，单单 是为了学习而学习，这样效率当然不会高。边学边用这样才会提高效率，这是我本 次课程设计的第二大收获，但是由于水平有限，难免有错误，还是望老师批评指正。在为课程设计写说明书时，为了让说明书内容更充实，使自己的书面语言更趋 向于专业化，我们组到图书馆去借了相关的书籍来翻阅。在查找资料、阅读资料的 同时，我还知道了更多以前课本上没有学到过的知识（尤其在为“计算公式”找资 料时）。不仅把凸轮滑块机构的有关知识复习了一遍，还把最基本的四连杆机构普遍 方程，四连杆机构的位置确定等通看了一次。这次我们所要用到的是无偏心的曲柄 滑块机构