【纸箱自动打包机的结构设计11000字（论文）】

纸箱自动打包机的结构设计目录TOC\o"1-2"\h\u22739纸箱自动打包机的结构设计 15958引言 114211一、绪论 224570（一）打包机简介 214143（二）国内外研究现状及趋势 415080（三）课题的设计目标和内容 624885二、总体方案设计 712643（一）功能需求 713000（二）设计目标 726423（三）打包机整体结构设计方案 713506三、主要零部件设计 93466（一）左顶刀驱动凸轮的设计 931015（二）中顶刀驱动凸轮的设计 1126081（三）右顶刀驱动凸轮的设计 137349（四）摩擦熔接头的设计 157713（五）电机的选择 164437（六）重要轴的设计及校核 1721957（七）工作时间的计算 2124831（八）打包带的选择 2223973四、三维模型的建立 2221734（一）应用软件介绍 233834（二）重要零部件的模型建立 232793（三）机构模型的装配 2615240机架的固定 265016四、结论 2919342参考文献 32[摘要]本文对现有的纸箱打包机的工作原理进行分析后设计出一种主要以凸轮机构和张紧轮机构以及导带槽为核心部件的纸箱自动打包机。通过分析计算，确定了纸板打包机的工作原理。并设计了关键部件，包括机头部件、张紧部件、弓架导带槽，机架等关键部件。最终完成整个纸箱自动打包机的结构设计。[关键词]自动打包机；凸轮机构；摩擦熔接；摩擦张紧引言社会生产的发展愈加迅速，并且随着社会需求的增加，打包工业也飞速发展。绝大部分的工业产品都需要进行打包之后才能进行运输，买卖等后续工作。所以在工业生产中，工厂对打包机的需求量就变得更大。未来,打包行业的智能化打包设备与产品智能化有机地相互融合,以加速打包设备的发展和应用进步，并开发出更高效率、更低功耗、同工位多功能的打包设备。此次对打包机的设计的目的是完成一个具有捆扎打包功能，且达到工作精度要求的纸箱自动打包机。并且在进行该设计的过程之中对纸箱自动打包机的工作原理进行学习，对机构各个部件的结构尺寸进行设计计算并对核心零部件进行校核。以及对动力系统进行选取等。对常规的工程设计过程进行学习，通过设计此结构，可以对学生的实际工程应用能力进行锻炼且可以提高其对书本理论知识的认识，为以后从事的机械类行业的设计方向工作打下一定的理论基础和工程实践基础。一、绪论（一）打包机简介纯机械结构手动式打包机，需要人工操作的纯机械结构的手动式纸箱打包机，其工作原理为杠杆原理，依靠打包机中的杠杆等其他于其配合的机械结构，由工人先固定住只想打包带，然后工人再手动对纸箱进行打包工作，此种纯机械结构的手动打包机不仅对操作人员的劳动强度要求较大，而且由于工人熟练程度不同会导致纸箱的打包操作不能做到统一规范，且不能标准化，所以，这种手动打包机的打包效果相对较弱。半自动纸板打包机必须手动将捆扎带放入机器中，然后机器进行捆扎带的拧紧、粘合、切断、出带等打包过程。由于每个打包都必须手工使用，工作效率低，劳动强度高。全自动纸箱打包机，其工作时只需要操作人员将待打包的物件放在全自动打包机的打包工作台上，安装完成后，工作人员将激活工作开关。开关激活后，自动打包机自动执行打包功能。这种自动打包机只需要一个开关，机器本身就能全自动完成打包工作。所以打包更加标准统一，且工作效率比半自动打包机和手动打包机均高很多，除此之外由于工人仅需要操作开关，工作强度也大大降低且更加安全可靠。全自动无人纸板打包机将自动打包机作为一个打包单元集成到生产线中。生产线将打包发送到打包位置，传感器检测到打包并向打包单元发送信号，打包单元自动执行所有打包功能。（1）发展多品种：因为纸箱打包机在各类行业中有较多的使用，这就要求纸箱打包机在不同环境下使用时要有良好的适应性。并且随着打包机械的使用范围越来越广，对其除了基本的打包功能要求之外，还要有防尘、防爆、防水、耐高温等根据使用场合而决定的额外要求。（2）提高自动化程度：就当下来看，工业生产的自动化程度得到了提高。打包机，装订机等打包机械的自动化程度要求也越来越高，故对其有烫头的自动控温，自动打包、自动计数打包、自动检测打包盒位置、自动机械故障报警等功能均已实现。（3）提高打包速度：为提高打包机的工作效率，并且配合生产流水线工作。打包机必须要有能与其他系统良好配合的工作速度即完成一次纸箱的打包的速度。我国国内的打包工业中使用的全自动打包机的一般工作速度为每一道打包所需3秒到3.5秒的时间，目前打包速度最快的打包机的工作时间为2.8秒/道。相对比之下，国外的自动打包机的工作速度一般为每一道打包1.8秒到2.5秒的时间，最快的为0.96秒/道。（4）改进烫头结构：在自动打包机中如果使用的是塑料材质的打包困扎带，则打包一般为使打包带的两端搭接相连而实现打包工作。为了使得塑料打包带能够两端搭接在一起可以有多种方法。在现在大多数我国国内的打包工业使用的打包机中，热熔搭接是较为多的一种连接方法，使用热熔搭接的方式可以有着较高的连接强度，并且有着加热速度快从而可以加快打包速度以及设备成本比较低廉的优点，但是有些特殊的场合如待打包物件是易燃易爆或者不耐高温等特性的，此时热熔搭接的方式就不能够很好的工作甚至是不能使用此种连接方法的[11]。所以本次设计的焊接方法是摩擦焊接，两层垫片之间的快速摩擦使垫片表面熔化，然后压缩使垫片熔合在一起。（5）优化张紧机构：我国打包机张紧力的调整有两种方式：一是在工作时通过调整张紧机构张紧臂的旋转角度来调整张紧力。第二种是通过调节两个送带滚轮之间的间距来调整送带滚轮能传递的最大摩擦力以调整张紧力，此种方法可以通过在送带滚轮上加上摩擦离合器的方式完成。第一种方式通过调节张紧机构的位置来实现调节张紧力的大小，属于定距离型张紧控制。第二种方法通过调节张紧机构能提供的作为张紧力的力的大小，属于定力型张紧控制。从打包机工作时的工件要求和机器对待打包件的适应程度来看，定力型张紧的适应性更强，打包效果更好，打包效率更高。（6）打包带环保化：随着绿色工业的发展和工业设备对环保型要求的变高。打包机也被提出了环保性的要求，在打包机中会造成环境污染的部分主要为打包困扎带，现在一般使用的聚丙烯塑料打包带都会对环境有污染。所以未来打包带环保化的发展为使用可降解材料或其他无毒无害材料如纸质打包带。现在使用的热熔搭接方法在搭接时会因打包带的熔化燃烧产生对人体和环境都有危害的气体，所以在未来应该研发新的搭接技术来避免在搭接时由打包带所产生的环境污染和对操作者身体健康的危害。（二）国内外研究现状及趋势中国国内的打包业市场容量非常巨大且仍然在快速增长。根据统计，2011年中国的打包产品行业大约拥有1500亿美元的产品在行业内的市场规模，占总量的25%。在2002至2009年之间该打包行业平均每年有20%的市场年均增长率，据保守的估计，中国打包行业市场的年均增长率可能会一直维持到15%左右。据KeyinMedia对国内市场现状做出调查并分析的结果，中国国内还需要进一步发发展打包工业的相关技术。发达国家打包机械比较先进，客户将会被提供更优质的服务。随着我国科技的不断进步和人民对生活质量要求的变高，人们对商品外打包的美观要求逐渐提高。近年来，国家进一步加大了食品及医疗药物的质量与安全监督的力度，对于食品外打包技术也提出了安全美观的要求。目前，我国的打包机械设备在朝着国际一流大踏步前进，在国外，已经将很多智能化的产品应用于打包领域，如遥控器技术、步进电机技术、自动柔性补偿器技术、激光切割技术、信息处理等，国内目前现有许多水平低的打包机械，很少有人使用高水平的技术，国内打包机械的技术含量低已经对于产品的更新和行业中的机械设备的更替会产生很大的破坏。因此，加快发展高水平的工业打包产品是我国打包机械企业的发展目标之一，以追赶上国外的相关行业。图1-1A手动打包机图1-1B半自动打包机图1-2全自动打包流水线在国外，打包工业在二十世纪初期开始发展，在目前日本国内，较早的大型打包式飞机设计制造生产厂家主要分别是美国日本下岛株式会社，日鲁飞机工业集团株式会社。至1991年，日本的各类大型塑料袋及履带打包打包加工机机械共计产品总产量已高达14万台，约相当占各类塑料打包加工机械生产总量的19.5%，日本国内生产总值达到300亿日元。双方商定，中国每年将出口东南亚30%的产品，几乎占据了中国和东南亚所有的出口市场。由于目前日本的新型打包发动机产品制造商和打包生产厂家不断地吸引别国的新型打包发动机并积极研究消化和借鉴吸收别国的打包经验，不断地开发改进新的打包机，使得日本打包机的产品整体结构形状比较简单，且同样具备相对高的质量可靠性，在日本国际打包市场上也同样具有很强的市场竞争力。其中最大的一批产品生产商为日本下岛工业株式会社，于1969年时就开始正式自行研制设计生产自动塑料打包机，至1985年时其总产量就首次成功突破5万台，年销售额已已经超过61亿日元，全部子公司只有150多名兼职员工，主要工作是专门从事各类产品的设计开发，产品质量的风险控制和市场促销等等工作，其所有主要零部件的组装加工及产品装配都主要是通过产品拓展或者产品扩散的各种方式工作来加以实现。在目前日本国内各地都各自设有17家代理分支机构，270个办理代销服务网点。目前美国signode公司以生产打包工业用品为主，是位于美国的sitw多家上市证券公司所有的跨国企业公司。它在欧洲美国和其它六个发达国家都分别设有全资子公司，该企业集团从1913年就已经正式开始了专业进行各种打包专用机械的研发和设计生产，为100多个发达国家的打包工业产品和打包客户需求提供全面的产品打包和生产服务，并为各国工业用户免费提供24小时内的打包零配件和材料供应商的服务，它们不仅在当今国际上已经具有强大的工业技术生产能力，而且同时还已经拥有一支精益求精的技术研究机构设计和产品开发技术人才队伍，通过它有针对性地研究推广各种打包专用机械各种应用功能和对零部件的反复质量测试和多种技术解决问题方案的精度对比，生产成功了以后所设计制造的各种打包器械机都可以具有良好的生产可靠性和最优的使用经济性和使用寿命，虽然生产成本低，但仍被广泛认为已经是当今整个国际打包市场的技术领导者和技术强手。（三）课题的设计目标和内容本次设计是自动纸箱打包机的结构设计，设计纸箱自动打包机的整体执行及传动方案、对纸箱自动打包机的各个子系统进行结构及传动设计、对纸箱自动打包机的核心零部件进行设计及校核、对动力系统进行设计并对动力源进行选型。

二、总体方案设计（一）功能需求打包机打包信息：打包材料为PP带，宽度为15mm，厚度为1m。打包盒的尺寸有：长600mm，宽500mm，高400mm以及小于这个尺寸的打包盒等。在打包前，运动参数要做出相应的变化。预期的打包机应满足以下功能条件：1.可完成纸箱打包为了实现这一功能，系统必须完成三个主要功能：1缠绕，2张紧，3切割和焊接。2.自动打包打包过程的所有功能只需人工参与推箱，自动化程度高，使得人力从中解放出来，减少了工作中的一些繁复内容。3.低成本该纸箱自动打包机运用了机械工艺与电子信息技术相结合的工业技术，此技术的应用使得纸箱自动打包机在设计时大大减少了复杂机械结构的设计，并且由于结构的简化，纸箱自动打包机的制造成本和设计成本也会减少，使得此设计能够更容易的在现在国内打包工业中进行推广使用。（二）设计目标确定设计目标是打捆机设计的第一阶段，是打捆机设计的基础。对所研制的打捆机的特殊工艺进行了分析。打包机采用平行打包，即两根带子并排包裹在盒子的顶部。打包机的一次工作过程为：(1)箱子达到预定位置。(2)送带。(3)打包带进入弓架导带槽，形成垂直带圈。(4)收带。(5)打包带从弓架导带槽中拉出,缠绕在纸箱上。(6)收紧。(7)切断打包带。(8)摩擦熔接。(9)推出纸箱。（三）打包机整体结构设计方案该模型采用的焊接方法为摩擦焊接。机头部件的三个顶刀由三个凸轮驱动。电压的调整是通过一个智能的摩擦开关来实现的。绕带机构为带合页板的弓架导带槽。框架采用方钢焊接而成的框架结构。该打捆机分为几个工段，每个工段分工合作，协同工作，以实现该打包机的功能。1111111-储带轮2-弓架导带槽3-张紧部件4-机头部件5-机架图2-1纸箱打包机三维模型（1）导带系统为弓架导带槽，弓架导带槽可打包的纸箱规格为600mm×500mm×400和小于此规格的箱子，导带槽采用合页板的方式达到带在槽中运动时的放堵塞和脱落。（2）机头工作系统为凸轮组工作，机头工作主轴上为三个凸轮的凸轮组，其对应的三个从动件配合送带系统，完成1送带2打包带进入弓架导带槽，形成垂直的皮带环3将带4的密封条从前框导带的槽中取出，缠绕在箱体上。顶部，5紧固密封条，6切断密封条，配合焊接系统完成密封条焊接。（3）焊接系统为摩擦焊接机构，其结构为振动轴、振动器、偏心轴和振动摩擦杆。使得两边打包带之间剧烈摩擦生热进而熔接。（4）张紧系统为摩擦离合器式送带滚轮，通过调节两个送带滚轮之外轮廓表面的间距来调节送带收带时的张紧力。（5）机架为方钢管焊接而成的工作机机架及滚筒式储带架。三、主要零部件设计此次设计的纸箱打包机中，核心部件为机头主轴上的凸轮，主轴上的几个凸轮的从动件直接负责打包带的收紧搭接切断等动作。因此，行李箱自动打包机机构的主要部分——凸轮的设计，决定了其工作质量。该机器有三个凸轮，每个都有自己的独立功能，共同工作，以共同操作打包机。凸轮设计的参考公式：（3-1）式中：s为凸轮轮廓线方程。h为凸轮某阶段的升程，mm。为凸轮某阶段的升程角，角度制。为凸轮某阶段转过的角度，其中。（一）左顶刀驱动凸轮的设计当左侧凸轮的左上刀片工作时，打包机完成二次拧紧后，将封口带的起始端紧固紧固。如图3-1所示，根据左顶刀的工作需求，左顶刀的外轮廓一共分成六个部分：第一部分和第二部分时第一次上升的一次上升阶段和第一次休止阶段，其作用为退带时凸轮从动件对打包带提供一定的支撑力，为了防止当打包带退带时候打包带与机构中的零件缠在一起而使得机器无法工作。第三及第四段是二次上升和二次休止阶段，它们两个阶段的作用为打包带的加压紧固。第五及第六部分为回程期及休止期，此阶段的作用为待打包机完成了一系列的工作以后，等待下一次打包时的时期。图3-1左顶刀凸轮左顶刀驱动凸轮基圆半径，滚子半径，从动件运动位移方程为：（1）一次上升期，升程，凸轮运动角从动件位移方程其中，（2）一次休止期，凸轮运动角，从动件位移方程（3）二次上升期，升程，凸轮运动角从动件位移方程（4）二次休止期，凸轮运动角，从动件位移方程（5）回程期，升程，凸轮运动角从动件位移方程（6）三次休止期，凸轮运动角，从动件位移方程综上，从动件位移方程（3-2）由式知，凸轮理论轮廓坐标为（3-3）取凸轮运动角步长为为1°，得到了如图3-2示的凸轮理论轮廓线之后可确定凸轮的实际轮廓线，且凸轮从动件选取滚子接触，其中滚子的直径为9.5mm。图3-2左顶刀凸轮轮廓（二）中顶刀驱动凸轮的设计中顶刀的作用为配合摩擦熔接头使得打包带进行摩擦熔接，在熔接后顶刀加压使其熔接更加牢固。所以将凸轮的轮廓共分为八个部分：第1和第2段：一次上升阶段和一次休止阶段，其作用为将打包带进行熔融且切断打包带。第3段和第4段：二次上升阶段和二次休止期，其作用为打包带熔融后的继续加压使其熔接更加牢固。第5，6，7，8阶段：一次回程，一次休止阶段和二次回程和二次休止阶段。其作用为打包凸轮的主要功能都完成一次后凸轮从动件的复位。（1）一次上升期，升程，凸轮运动角，从动件位移方程为下：其中，.（2）一次休止期，凸轮运动角，从动件位移方程为，其中，.（3）二次上升，升程，凸轮运动角，从动件位移方程为其中，（4）二次休止期，凸轮运动角，从动件位移方程为，其中，。一次回程期其中，（6）一次近休止期（7）二次回程期，升程，凸轮运动角，从动件位移方程为其中（8）二次近休止期，综上，从动件位移方程（3-4）（3-4）凸轮理论轮廓坐标为 （3-5）（三）右顶刀驱动凸轮的设计若带式输送机已就位，则用右顶刀将密封带的自由端紧固。右上方的手柄轮廓相对简单。根据右上刀的工作顺序，将输送带的周长和刀的控制口在右上处分为四部分[21]，具体见下图3-3。展示：区段1和2是推和长时间的休息。打包开始时，切割器立即右上向上，将捆扎件的自由端挤压在一起；区段3和4是返回循环，右顶刀在打包循环结束后返回到原来的位置。图3-3右顶刀凸轮（1）推程期，升程，凸轮运动角，从动件运动方程为：其中，（2）远休止期，凸轮运动角，从动件运动方程为其中，（3）回程期，升程，凸轮运动角，从动件运动方程为其中，（4）近休止期，凸轮运动角，从动件运动方程为其中，综上，从动件位移方程（3-6）凸轮理论轮廓坐标为（3-7）如图3-4的曲线1所示为右凸轮的理论轮廓线，凸轮采用滚子从动件，则凸轮的实际轮廓线为图3-4中的曲线2。图3-4右顶刀凸轮轮廓（四）摩擦熔接头的设计当摩擦焊接接头工作时，假设焊接接头的振动幅值为a，则焊接接头在一个周期内的波动为2a。假设摩擦杆的回转半径的等效长度为r。工作时打包带同时受到压力和摩擦力的作用，所以振幅应取的较小一点，所以取得a为1.5mm摩擦熔接时，摩擦的平均线速度1.几何参数的确定最大摆角和偏心距e及R的确定设定e=1.5mm,由偏心轴和震动器的绘图测出最大摆角=3°。当最大转角通过振动杆时，摩擦焊缝连接左右转弯距离为3mm。2.熔接热Q的确定设带的截面宽b为15mm，熔接长度l=20mm，聚丙烯带的密度,并假设二层带子各熔融mm,则熔融质量。熔解热量计算公式为：（3-8）式中：为热，取0.4为热温度，聚丙烯带熔比温度为165℃，取180℃，工作温度约200℃.计算结果为：（五）电机的选择在此次设计的纸箱自动打包机中共有三个电机。分别为：凸轮电机A：与凸轮轴相连接作为机头凸轮运动的驱动。张紧电机B：与送带滚轮的轴相连作为送带与收紧打包带的驱动。振动电机C：与热熔装置的偏心轴相连作为摩擦熔接机构的振动发生的驱动。1.凸轮电机A的选择发动机的选择是基于它所承受的工作量。将凸轮近似看作为一个半径为r的圆形，钢密度ρ=7.9g/cm3凸轮质量为：三个顶刀的质量：设切带力为5N；钢摩擦系数μ=0.005。凸轮可近似看做半径为r=L=0.025m,三个凸轮等效半径r=0.075m因为要控制凸轮的转速，所以选择伺服电机查表,最终选择SGM7J-02AFC6S伺服电机。额定功率200W。2.张紧电机B的选择由于纸箱打包机在工作时打包带在收紧的时候的负载相对较大，所以选择电机时以打包带收紧时的载荷进行计算选取电机。打包带收紧时，设载荷为F=15N，PP带与张紧机构中的滚轮之间的摩擦系数为，取=3.0。则计算电机所受载荷：L为张紧轮的半径L=2.5,则：因此参考机械设计指南，选择伺服电机SGM7J-08AFC6S。额定功率为750w，额定转速为2820r/min。工作转速220r/min。3.震动电机C的电机选择振动电机C与振动发生装置中的偏心轴相连接，它的功能是快速产生振动功率，其自身负载相对较小，必须能够提供较高的转速。所以，根据机械设计准则，选择了转速为6000转/分的70SL01两相交流伺服电机。（六）重要轴的设计及校核1.凸轮轴的设计及校核图3-5凸轮轴凸轮轴主要装有三个凸轮轴和组合凸轮轴，凸轮轴主要分为三个部分。构成比从右边开始：第一段：l=9mm,d=12mm。装轴承。第二段：l=80mm，d=15mm。主要承载三个凸轮，凸轮间有套筒定位。第三段：l=46mm，d=12mm。靠近轴肩出装轴承。最左端装联轴器，连接凸轮电机。（1）选择轴的材料轴传递总功率。由于它是主传动轴，转速不高，所以轴的材料可以选用45钢。经阻震回火后，根据机械设计规范，允许应力为。硬度为217—255HBS.强度极限为。（2）按转矩估算轴径根据公式可算得最小轴径，其中，，，算得（3）凸轮轴的校核计算转矩T由凸轮电机输入,T=T’由于凸轮轴是水平放置的，所以没有轴向力Fa，径向力Fr是各零件在轴上的重力和轴上的空载重量。Fr包括五个部分，三个顶刀的重力,三个凸轮的重力,这里为将三个凸轮简化为一个半径为25mm圆做受力分析。四个轴套的重力，三个推杆的重力，轴的自重。凸轮重力：3.14×2.5×2.5×1×7.9×3=465g顶刀重力：5×3×2×7.9=237g杆的重力：3.14×0.3×0.3×7×3×7.9=47g轴套重力：3.14×0.1×0.1×1×4×7.9=1g轴的自重：[3.14×0.6×0.6×4.6＋3.14×0.75×0.75×8＋0.6×0.6×0.9]×7.9=160gFr=①＋②＋③＋④＋⑤=901g=9N因为两个支反力对称分布，FN1=FN2=a-受力分析图b-应力图c-弯矩图d-扭矩图图3-6凸轮轴的受力图根据弯扭合成强度校核轴（4）计算当量弯矩由，按照设计标准，轴朝一个方向运行，负载有影响，因此转矩可以认为是脉动周期变化。取，则：对危险界面强度进行校核：由参考文献公式查得：之前选择的轴材料是45钢，查得故安全。2.张紧轮轴的设计及校核图3-7张紧轮轴（1）张紧线束是张紧部分的重要组成部分，它承载摩擦轮并连接张紧器电机。从右开始装配：第一段：l=20mm，d=14mm。车出M14的螺纹，装上M14的调节螺母。第二段：l=31mm，d=14mm。装摩擦内轮与摩擦外轮。第三段：l=11mm，d=24mm。轴肩。第四段：l=20mm，d=20mm。装轴承。第五段：l=27mm，d=12mm。装联轴器，连接张紧轮电机。（2）张紧轮轴的检核计算张紧器的转速与密封带输入转速的设置有关，密封带输入转速设置为6m/s，摩擦孔轮的半径为25mm。由公式V=wr。w=2πn。得到n=228r/min，则有：张紧器的轴水平放置，没有轴向力Fa，径向力Fr为轴上零件的重量和轴的空重。轴的自重：[3.14×0.6×0.6×2.7+3.14×1×2＋3.14×1.2×1.2×1.1＋3.14×0.7×0.7×5.5]×7.9=179.8g②轴上零件重量：3.14×（2.5×2.5-1.4×1.4）×2×7.9=213gFr=①＋②=394g=4N，竖直方向仅有轴承的支反力和径向力Fr，故FN=Fr=4Na-受力分析图b-应力图c-弯矩图d-扭矩图图3-8张紧轮受力图根据弯扭合成强度校核轴，算当量弯矩，由，根据设计要求，轴单向运转，载荷有冲击，故其转矩可看成脉动循环变化，取，则：由参考文献公式查得：已选定的轴材料为45钢，调制处理，查得故安全。（七）工作时间的计算带圈应该足够大，可以把盒子放在窗台上。打包高度为400mm。在形成带圈时，密封带应穿过整个皮带导向轴并重叠20mm。计算皮带输入长度时，皮带应通过整个弓体的转向带槽。此时，皮带的长度为l=2280mm+20mm=2300mm。压缩点火发动机B的额定转速为：，张紧摩擦外轮的半径r=25mm。输入速度的实际按照相关标准，设定输入速度v=6m/s。（1）则送带时间为。（2）收带时间计算设收带速度也为V收=6m/s收带的长度为l收=l-l纸箱周长=2300mm-1800mm=500mm。则收带时间为t收=（3）张紧轮从正转到反转的时间间隔t间隔=0.5s（4）收带接收后，张紧打包带需要的时间t紧=0.5s（5）凸轮轴的转速为20r/min=1r/3s。当凸轮轴转一圈时，三个凸轮轴构成一词打包工作。所以打包时间是3秒。由此可见：总打包时间t总=t送+t收+t紧+t间+t打=0.38s+0.083s+0.5s+0.5s+3s=4.463s，约等于t总=4.5s。（八）打包带的选择由于纸板箱是用于打包机器零件，所以要求皮带具有更强的抗拉强度。本文选择的打包带是聚丙烯打包带，宽度为15mm，厚度为1mm。抗拉强度约为8000N，焊头界面抗拉强度可达原胶带的80%，即6500N。本章对纸箱打包机的核心零部件进行了设计及校核，其中包括：（1）工作主轴上的三个凸轮的设计，其工作主要为设计出凸轮的外轮廓。三个凸轮均采用摆线运动规律进行设计，可以在中高速场合下有效避免冲击。并最终设计出凸轮的理论轮廓。（2）摩擦熔接头的设计，根据摩擦熔接头的工作速度及工作压力，设计摩擦接头的摆角为3°摆动距离为3mm。（3）工作电机的选择，主要对机头中的凸轮电机，送带滚轮的张紧电机，摩擦熔焊机构中的振动电机。并由机构的工作载荷出发计算出电机功率，并按机械设及手册中选取电机型号分别：为凸轮电机A为SGM7J-02AFC6S伺服电机，额定功率200W；张紧电机B的型号为SGM7J-08AFC6S伺服电机，额定功率为750W，额定转速为2820转/分，驱动转速为220转/分；振动电机C为70SL01两相交流伺服电机，转速为6000转/分，额定功率1000w。（4）重要轴的设计及校核，根据工作载荷设计出了凸轮轴和张紧轮轴的各个轴段长度及直径，并且经过对两根轴的校核后两根轴均满足强度要求。（5）工作时间的计算，经计算得一道打包所需的时间为4.5s。（6）打包机所配合使用的捆扎带的选择，打包捆扎带带为宽度为15mm，厚度为1mm的聚丙烯打包带。四、三维模型的建立（一）应用软件介绍Solidworks软件具有强大的功能且易学易用。这使得SolidWorks成为主流的三维CAD软件。通过使用SolidWorks可以使得设计时有多种不同方案，且能够减少设计过程中的错误。设计者可以通过该软件可以对产品的三维模型进行建立，并且操作简单，容易学习。（二）重要零部件的模型建立1.凸轮轴的建模过程简述凸轮轴的草绘：（1）打开solidworks软件之后，新建一个零件，选取一个草绘平面，点击“正视于”点击“草图绘制”后进入草绘。（2）选取一条中心线，并设置成“水平”，“无限长”。（3）选取“直线”，画出凸轮轴的大致形状，画完后使用“智能尺寸”对凸轮轴的具体尺寸进行草图绘制。图4-1凸轮轴的草图绘制凸轮轴的旋转拉伸当完成凸轮轴的草绘之后，选取草绘图形，点击“插入”，“拉伸”，“旋转”，完成凸轮轴的旋转拉伸命令。图4-2凸轮轴的旋转拉伸轴上键槽的绘制（1）在绘制轴上键槽时，需要先建立一个基准平面（2）在建立完基准平面后，在该基准平面上完成键槽的草绘，草绘方式与轴的草绘方式类似。（3）当完成轴上键槽的草绘工作后，点击插入“切除”，“拉伸”，输入好键槽的深度后完成键槽的创建。图4-3基准平面的创建图4-4键槽的草绘轴倒角的创立在绘制完键槽之后，插入特征，选取倒角，选取倒角的角度及倒角的大小之后，完成凸轮轴的绘制。图4-5凸轮轴2.左凸轮的建模过程简述凸轮的草绘与凸轮轴的零件模型创建的方式类似，先选取一个草绘屏幕，进入草绘后绘制好凸轮草绘图形。图4-6凸轮的草绘凸轮的拉伸特征与凸轮轴的建立方式类似，绘制好凸轮的草图之后，点击草图，插入拉伸命令，按凸轮的厚度设置好拉伸长度，即可完成凸轮的建模。图4-7左凸轮（三）机构模型的装配待机构的模型建立完成之后，可以进入打包机的装配工装，整个机构的装配工装可简述如下：机架的固定打开solidworks软件，新建一个装配体文件，点击“插入现有模型/装配体”后点击浏览，找到机架所在的文件位置，点击确认，添加机架到solidworks工作界面中。用鼠标将其摆放到一个合适的位置之后，在模型树