全自動(dòng)書本打包機(jī)的推書機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

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1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 全自動(dòng)書本打包機(jī)的推書機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 系 別 航空與機(jī)械工程系 專業(yè)名稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí)學(xué)號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 二O一二年六月 學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人聲明，所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含法律意義上已屬于他人的任何形式的研究成果，也不包含本人已用于其他學(xué)位申請(qǐng)的論文或成果。對(duì)本文的研究成果作出重要貢獻(xiàn)的

2、個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)南昌航空大學(xué)科技學(xué)院可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 作者簽名： 日期： 導(dǎo)師簽名：

3、 日期： 全自動(dòng)書本打包機(jī)的推書機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 班級(jí)： 指導(dǎo)老師： 摘要：為了能設(shè)計(jì)出性能更好、更符合客戶需求的全自動(dòng)書本打包機(jī)推書機(jī)構(gòu)，本文將根據(jù)書本打包機(jī)的工作原理及其要求研究設(shè)計(jì)更高效節(jié)能的推書機(jī)構(gòu)。在對(duì)打包機(jī)推書機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，推書機(jī)構(gòu)要求執(zhí)行構(gòu)件在工作行程中等速直動(dòng)并具有急回特性。經(jīng)過了方案分析比較，本文推書機(jī)構(gòu)由凸輪連桿機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)以及其他輔助支件組成。主要完成的工作總結(jié)如下： （1） 擬定推書機(jī)構(gòu)總體方案并進(jìn)行方案分析； （2） 進(jìn)行主要零部件的設(shè)計(jì)與校核計(jì)算； （3） 設(shè)計(jì)推

4、書機(jī)構(gòu)的總體裝配圖以及繪制槽形凸輪零件工作循環(huán)圖； （4） 對(duì)推書機(jī)構(gòu)主要零部件進(jìn)行了三維建模，并對(duì)總體機(jī)構(gòu)進(jìn)行了裝配，以清晰直觀的了解到推書機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理。 關(guān)鍵詞： 推書機(jī)構(gòu)； 方案分析； 校核計(jì)算； 三維建模 指導(dǎo)老師簽名： The design of book pushing mechanism in full automatic packing machine Student name: Zhou Nanlan Class: Supervisor:He Hongli

5、n Abstract：In order to design a better performance, more in line with customer demand for full automatic book bagging machine book pushing mechanism, this paper will be based on the book bagging machine working principle and requirements of the design more efficient energy-saving book pushing mecha

6、nism. In the packaging machine book pushing mechanism design, book pushing mechanism requires the implementation of components in working stroke velocity straight and with quick return characteristics. After the program analysis and comparison, the paper pushing mechanism by the cam connecting rod m

7、echanism, a gear rack mechanism and other auxiliary supporting component. the major work summarized as follows: (1) to push the book body overall plan and program analysis; (2) were the main components of the design and checking calculation; (3) design book pushing mechanism of general assembly d

8、rawing and drawing groove cam parts working cycle diagram; (4) the book pushing mechanism of main parts for3D modeling, and the overall organization of the assembly, in a clear and intuitive understanding of the book pushing mechanism of the structure and working principle. Keywords: book pushing

9、mechanism； Scheme analysis； Checking calculation ；Three dimensional modeling Signature of supervisor: 目 錄 1 緒論 1.1 課題背景與意義……………………………………………………………………1 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀……………………………………………………………………1 1.2.1 包裝打包機(jī)國外發(fā)展?fàn)顩r………………………………………………………1 1.2.2 包裝打包機(jī)國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r………………………………………………………2 1.3 本文主要框架…………

10、……………………………………………………………4 2 推書機(jī)構(gòu)總體方案分析 2.1 工作原理分析………………………………………………………………………5 2.2 總體方案設(shè)計(jì)………………………………………………………………………6 2.3 推書機(jī)構(gòu)的比較和選擇……………………………………………………………7 2.4 本章小結(jié)……………………………………………………………………………8 3 槽形凸輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.1 槽形凸輪設(shè)計(jì)分析…………………………………………………………………9 3.2 凸輪輪廓線的計(jì)算與繪制…………………………………………………………9 3.

11、3 本章小結(jié) …………………………………………………………………………11 4 齒輪齒條的設(shè)計(jì)與計(jì)算 4.1 齒輪齒條參數(shù)設(shè)計(jì) ………………………………………………………………12 4.2 幾何尺寸的計(jì)算 …………………………………………………………………12 4.3 重合度的校核 ……………………………………………………………………13 4.4 齒輪的強(qiáng)度校核 …………………………………………………………………13 4.5 本章小結(jié) …………………………………………………………………………14 5 其它零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 5.1 軸的設(shè)計(jì)與校核 ………………………

12、…………………………………………15 5.2 鍵的選用 …………………………………………………………………………18 5.3 連桿的設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………18 5.4 電動(dòng)機(jī)的選擇 ……………………………………………………………………19 5.5 本章小結(jié) …………………………………………………………………………20 6 推書機(jī)構(gòu)的三維建模 6.1SolidWorks軟件簡介………………………………………………………………21 6.2 主要零部件的三維建?！?2 6.3 裝配體的三維建模………

13、…………………………………………………………23 6.4 本章小結(jié)……………………………………………………………………………25全文總結(jié) ………………………………………………………………………………26參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………27致謝………………………………………………………………………………………28 29 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 1緒 論 隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù)含量、性能、功能要求也越來越高。書本打包機(jī)就是一種典型機(jī)電一體化產(chǎn)品。打包機(jī)正被越來越多的行業(yè)應(yīng)

14、用在產(chǎn)品包裝工序上 。同時(shí)伴隨著世界包裝機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，以信息技術(shù)為代表的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)打包機(jī)機(jī)械制造業(yè)提出了更高、更新的要求，它已伴隨著高新技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展而共同進(jìn)步，并充分體現(xiàn)出打包機(jī)制造技術(shù)向智能化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、精密化、綠色化和全球化方向發(fā)展的總趨勢和時(shí)代特征。 1.1課題背景與意義 目前，我國各地印刷廠印制好的書籍大部分是采用人工打包，工作強(qiáng)度大，并且生產(chǎn)效率低。同時(shí)很多企業(yè)的包裝水平跟不上生產(chǎn)設(shè)備的更新速度，包裝質(zhì)量不高。雖然國內(nèi)少數(shù)企業(yè)憑借自身的雄厚經(jīng)濟(jì)實(shí)力，從國外引進(jìn)了部分全自動(dòng)打包設(shè)備，但其高昂的價(jià)格增加了生產(chǎn)成本，絕大多數(shù)企業(yè)仍在使用半自動(dòng)或人工打包設(shè)備，

15、這樣既使生產(chǎn)效率降低，也浪費(fèi)了大量勞動(dòng)力。為此，根據(jù)我國包裝行業(yè)的實(shí)際需求和發(fā)展趨勢，研發(fā)高質(zhì)量，高可靠性的全自動(dòng)打包機(jī)以替代進(jìn)口，以非常必要，而且形勢緊迫。在設(shè)計(jì)過程中需解決以下存在的問題：1、如何實(shí)現(xiàn)打包速度的可調(diào)，以適應(yīng)不同的打包要求。2、如何執(zhí)行構(gòu)件在工作行程中等速直動(dòng)并具有急回特性。3、凸輪的精確設(shè)計(jì)，受凸輪間歇控制和合理協(xié)調(diào)連桿與擺桿的運(yùn)行是完成打包的關(guān)鍵。4、如何避免以往打包機(jī)械中都伴有煙塵、氣味的情況，保護(hù)操作者的身心健康及環(huán)境保護(hù)。本課題將致力研制出一種節(jié)能又高效的打包機(jī)縱向推書機(jī)構(gòu)，縱向推書機(jī)構(gòu)作為全自動(dòng)書本打包機(jī)的重要組成部分，其對(duì)實(shí)現(xiàn)圖書的自動(dòng)捆包、完善全自動(dòng)書本打包機(jī)

16、的功能和促進(jìn)書本打包機(jī)的應(yīng)用和推廣，以及對(duì)包裝工業(yè)自動(dòng)化和現(xiàn)代化的發(fā)展都具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。 1.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1.2.1包裝打包機(jī)國外發(fā)展?fàn)顩r 外包裝機(jī)械的應(yīng)用，起始可追溯到本世紀(jì)初期，如美國的SIGNODE公司和德國的 CYKLOP公司等就涉足打包機(jī)捆扎行業(yè)，較早的如日本的下島株式會(huì)社、株式會(huì)社，日魯工業(yè)株式會(huì)社等。至2001年，日本的打包機(jī)械機(jī)總產(chǎn)量達(dá)94萬臺(tái)，約占包裝機(jī)械總量的19.5%，總產(chǎn)值達(dá)300億日元。每年約有30%的出口，幾乎占領(lǐng)了全部東南亞市場。由于他們能成功地引進(jìn)和消化吸收別國的經(jīng)驗(yàn)，不斷改進(jìn)發(fā)展。結(jié)構(gòu)較為簡單，可靠性高，在國際市場上有很大的競爭能力。其

17、中最大的生產(chǎn)廠家為下島株式會(huì)社，于 1969年開始正式生產(chǎn)自動(dòng)捆扎機(jī)，主要從事產(chǎn)品開發(fā)，產(chǎn)品質(zhì)量控制和推銷工作，其零部件加工和裝配均通過擴(kuò)散的辦法。在國內(nèi)設(shè)有17家分公司和270個(gè)代銷點(diǎn)，并在 35個(gè)國家和地區(qū)設(shè)有代理點(diǎn)。產(chǎn)品品種達(dá)200多個(gè)，正常生產(chǎn)品種為 29種。美國SIGNODE公司則是一家屬于美國 ITW上市公司。在美國和其他六個(gè)國家設(shè)有分公司該公司自1913年就開始從事打包機(jī)械的生產(chǎn)，為 100多個(gè)國家的工業(yè)產(chǎn)品包裝提供服務(wù)，并為各國用戶提供 24小時(shí)內(nèi)的配件供應(yīng)服務(wù)，他們不僅具有巨大的生產(chǎn)能力，而且還有一支精益求精的研制和開發(fā)隊(duì)伍，通過對(duì)包裝機(jī)械各功能部件的反復(fù)試驗(yàn)和多方案對(duì)比，生

18、產(chǎn)出的打包機(jī)械具有很好的可靠性和最佳的經(jīng)濟(jì)壽命，雖然價(jià)格昂貴，但仍然是國際市場上的強(qiáng)手。目前，國外包裝機(jī)械水平高的國家主要有美國、德國、日本、意大利和英國。而德國的包裝機(jī)械在設(shè)計(jì)、制造及技術(shù)性能等方面則居于領(lǐng)先地位。2002年德國包裝機(jī)械產(chǎn)值已達(dá)34億歐元，其產(chǎn)量的77%為出口產(chǎn)品。隨著世界科技的發(fā)展，發(fā)達(dá)國家已經(jīng)把核能技術(shù)、微電子技術(shù)、激光技術(shù)、生物技術(shù)和系統(tǒng)工程融入了傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)中。新的合金材料、高分子材料、復(fù)合材料、無機(jī)非金屬材料等新材料也得到了推廣應(yīng)用，食品包裝機(jī)械的集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化將成為未來發(fā)展的主流。先進(jìn)的制造技術(shù)，使國外打包機(jī)制造商瞄準(zhǔn)市場，積極推出了功能多樣

19、的打包機(jī)機(jī)械，以適應(yīng)包裝廠商對(duì)于打包機(jī)的需求。像意大利制造的延伸吹塑機(jī)、美國制造的三面封制袋機(jī)、日本制造的電腦包裝噴印機(jī)、法國制造的無菌灌裝機(jī)、丹麥制造的低耗稱重包裝機(jī)等包裝機(jī)械新品相繼迭出。隨著包裝新材料的出現(xiàn)，打包機(jī)技術(shù)也有了新的變化。如枯拉伸纏繞膜出現(xiàn)，使得裹包、收縮、捆扎等工序合為一體，操作得以簡化而快捷。包裝的新思維是超脫現(xiàn)有包裝技術(shù)與產(chǎn)品，將其它相關(guān)技術(shù)組合應(yīng)用到包裝上，形成新的包裝技術(shù)。如包裝固化技術(shù)將固化與干燥能源更新，從熱轉(zhuǎn)向光；包裝切割成型技術(shù)實(shí)現(xiàn)了新型切割與成型器械；包裝與加工結(jié)合技術(shù)，能緊密地把包裝與加工相結(jié)合于一體；包裝功能借用技術(shù)將包裝功能超出包裝，增值作用大；包裝

20、功能保護(hù)技術(shù)在包裝材料中加入保鮮、殺菌、防潮、防靜電、防異味等功能性成分進(jìn)去?？傊?，走向多功能和單一高速兩極化，是世界包裝機(jī)械制造技術(shù)的時(shí)代潮流。 1.2.2包裝打包機(jī)國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r 我國包裝機(jī)械工業(yè)是在改革開放以后發(fā)展起來的。由于起步較晚，大部分設(shè)備都是通過引進(jìn)設(shè)備消化吸收研制出來的。行業(yè)從無到有，從小到大，逐步發(fā)展起來 。隨著我國食品工業(yè)、包裝工業(yè)和農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，我國的包裝食品機(jī)械行業(yè)取得了世人矚目的進(jìn)步。產(chǎn)品品種的數(shù)量不斷增加，使包裝和食品機(jī)械行業(yè)成為直接為提高人民生活質(zhì)量服務(wù)，為包裝業(yè)和食品工業(yè)服務(wù)、農(nóng)業(yè)和農(nóng)副產(chǎn)品深加工業(yè)服務(wù)的新興行業(yè)。成為我國機(jī)械工業(yè)十大支柱產(chǎn)業(yè)之一?；旧夏苌?/p>

21、產(chǎn)出滿足人民生活需求的各種各樣、各種檔次的產(chǎn)品，并正在不斷努力、提高、縮小與國外先進(jìn)水平、先進(jìn)技術(shù)、先進(jìn)設(shè)備的差距。在全行業(yè)廣大企業(yè)、科研單位技術(shù)人員及行業(yè)工作者的共同努力下，新產(chǎn)品、新技術(shù)日益涌現(xiàn)并轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。我國人口眾多，民以食為天，包裝與食品機(jī)械產(chǎn)品市場廣闊、潛力巨大。包裝與食品機(jī)械在我同的迅速崛起已引起社會(huì)的廣泛關(guān)注，即使在東南亞國家遭受金融危機(jī)的情況下，該行業(yè)仍欣欣向榮，堪稱“朝陽工業(yè)”。隨著人民生活水平的不斷提高，對(duì)商品包裝提出了更高的要求，哪里有商品，哪里就有包裝，可以說包裝工業(yè)對(duì)國民經(jīng)濟(jì)整體結(jié)構(gòu)的發(fā)展起著重要的作用。包裝機(jī)械產(chǎn)品量大面廣，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工、軍工等各個(gè)

22、行業(yè)。我國包裝機(jī)械工業(yè)通過采用國際標(biāo)準(zhǔn)和吸收國外先進(jìn)技術(shù)，在標(biāo)準(zhǔn)水平、設(shè)計(jì)制造和產(chǎn)品質(zhì)量方面都有了較大的提高。一些企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到或接近國外同類機(jī)器的先進(jìn)水平。這些企業(yè)采用先進(jìn)的企業(yè)管理體系和質(zhì)量保證體系，不斷改善和提高產(chǎn)品的質(zhì)量，以質(zhì)量和售后服務(wù)為企業(yè)的命脈，解決了用戶的后顧之憂。隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，國內(nèi)市場對(duì)包裝機(jī)械產(chǎn)品的需求量與日俱增，年產(chǎn)量也逐年提高，包裝饑械企業(yè)數(shù)量越來越多，并且企業(yè)性質(zhì)逐漸從國營轉(zhuǎn)為私營、集體甚至個(gè)體，市場競爭日趨激烈，從過去經(jīng)濟(jì)短缺的賣方市場轉(zhuǎn)變?yōu)橘I方市場。因此產(chǎn)品在技術(shù)、性能、價(jià)格上的競爭更為激烈。 目前國內(nèi)產(chǎn)品與國外相比，市場競爭能力偏低。目前我國包

23、裝機(jī)械產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量不穩(wěn)定、性能單一、成本高、技術(shù)含量低的狀況：隨著我國進(jìn)入世貿(mào)組織(WTO)，國際先進(jìn)的技術(shù)、設(shè)備和管理經(jīng)驗(yàn)的進(jìn)入勢必會(huì)對(duì)我國剛剛發(fā)展起來的包裝機(jī)械工業(yè)造成巨大沖擊，企業(yè)面臨著前所未有的嚴(yán)峻考驗(yàn)。我們應(yīng)該根據(jù)自己的特點(diǎn)，發(fā)揮自身的優(yōu)勢。包裝機(jī)械企業(yè)要想尋找較好的、長遠(yuǎn)的發(fā)展必須不斷開發(fā)新產(chǎn)品，提高產(chǎn)品的技術(shù)含金量以及機(jī)械的可靠性以適應(yīng)當(dāng)前日新月異的發(fā)展形勢，要規(guī)范優(yōu)質(zhì)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，努力搞好售后服務(wù)。只有這樣，包裝機(jī)械企業(yè)才能得以更好地發(fā)展。打包包裝機(jī)械作為包裝設(shè)備中的一個(gè)主要分支，是將一個(gè)或多個(gè)包裝物用牛皮紙包裝在一起的機(jī)器，使包裝件便于運(yùn)輸、保管和裝卸，屬于外包裝設(shè)備。我國打

24、包機(jī)械生產(chǎn)自1976年開始。隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和各行業(yè)對(duì)改善產(chǎn)品包裝產(chǎn)品質(zhì)量的要求日益迫切，使包裝機(jī)械不論在生產(chǎn)能力、生產(chǎn)技術(shù)、整機(jī)性能等方面都有了很大的提高。包裝機(jī)械業(yè)是包裝工業(yè)的配套工業(yè)，在輕工機(jī)械行業(yè)中占有重要的地位。越來越多的包裝業(yè)人士認(rèn)為：包裝業(yè)的發(fā)展出路在于包裝機(jī)械的發(fā)展。與此同時(shí)，我國的包裝機(jī)械行業(yè)在吸收消化國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新，如今已形成了完整的行業(yè)體系，包裝機(jī)械的技術(shù)水平不斷提高，不僅滿足了國內(nèi)需求，不少包裝機(jī)械還實(shí)現(xiàn)了出口創(chuàng)匯。然而，相對(duì)于國外包裝機(jī)械的發(fā)展，我國仍有不少的差距。今后一個(gè)時(shí)期，我國包裝業(yè)正面臨著大的發(fā)展機(jī)遇，包裝機(jī)械也將會(huì)有較大的發(fā)展。

25、1.3本文主要框架 本文設(shè)計(jì)研究的書本打包機(jī)縱向推書機(jī)構(gòu)，以書本包裹為打包對(duì)象，研究的主要內(nèi)容包括:凸輪的設(shè)計(jì)和凸輪輪廓線的繪制、齒輪齒條的設(shè)計(jì)與校核計(jì)算、軸和連桿的設(shè)計(jì)、計(jì)算以及鍵的選用和電動(dòng)機(jī)的選擇以及各主要零部件及裝配體三維圖等，主要框架如下圖1.1所示： 圖1.1主要框架圖 2 推書機(jī)構(gòu)的總體方案分析 2.1工作原理分析 全自動(dòng)書本打包機(jī)是一種集書摞自動(dòng)搬運(yùn)、輸送、書摞包裝紙自動(dòng)折紙、書摞自動(dòng)裹包和自動(dòng)捆扎等多種功能于一體的圖書自動(dòng)打包系統(tǒng)。其工藝流程圖如圖2.1示： 圖2.1工藝流程圖 而其中之一的推書機(jī)構(gòu)，是實(shí)現(xiàn)圖書自動(dòng)化捆包的重要功能

26、單元之一，其工作過程可表述為：由主控裝置發(fā)出電信號(hào)指令，經(jīng)主傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞的運(yùn)動(dòng)驅(qū)使槽形凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪推動(dòng)擺桿經(jīng)連桿帶動(dòng)齒輪沿下齒條滾動(dòng)，且齒輪同時(shí)帶動(dòng)上齒條作水平移動(dòng)，于是上齒條正向推動(dòng)推書板向前推書，完成正向推書過程。其機(jī)構(gòu)示意圖如圖2.2所示： 圖2.2 推書機(jī)構(gòu)示意圖 設(shè)計(jì)推書機(jī)構(gòu)的要求： （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)1/3周期，相當(dāng)于主軸轉(zhuǎn)120； 快速退回動(dòng)作占時(shí)小于1/3周期，相當(dāng)于主軸轉(zhuǎn)角100； 停止不動(dòng)占時(shí)大于1/3周期，相當(dāng)于主軸轉(zhuǎn)角140。

27、 每個(gè)運(yùn)動(dòng)時(shí)期縱向推書機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的工藝動(dòng)作與主軸轉(zhuǎn)角的關(guān)系見下表2.1： 表2.1 推書機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)要求 主軸轉(zhuǎn)角 推書機(jī)構(gòu)執(zhí)行滑塊的工作 主軸轉(zhuǎn)角 推書機(jī)構(gòu)執(zhí)行滑塊的動(dòng)作 0~ 80 80~ 120 推單摞書前進(jìn) 推七摞書前進(jìn)，并折后角 120~ 220 220~ 360 滑塊退回 滑塊停止不動(dòng) 圖2.3 縱向推書機(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。 2.2總體方案設(shè)計(jì) 作為自動(dòng)化包裝機(jī)械，書本打包機(jī)械主要由送書機(jī)構(gòu)、推書機(jī)構(gòu)、裁紙機(jī)構(gòu)等組成，其中縱向推書機(jī)構(gòu)要求執(zhí)行構(gòu)件在工作行程中等速直動(dòng)并具有急回特性。為了能在較

28、短的周期內(nèi)設(shè)計(jì)出性能更好、更符合客戶需求的推書機(jī)構(gòu)，本文在對(duì)打包機(jī)械推書機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，對(duì)縱向推書機(jī)構(gòu)提出如圖2.4所示的運(yùn)動(dòng)方案?？v向推書機(jī)構(gòu)主要由凸輪連桿機(jī)構(gòu)和齒輪齒條機(jī)構(gòu)組成。該機(jī)構(gòu)要實(shí)現(xiàn)間歇推書運(yùn)動(dòng)，為確保書摞不倒，要求執(zhí)行構(gòu)件工作行程等速運(yùn)動(dòng)，快速退回。具體的運(yùn)動(dòng)過程為：主軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)凸輪做等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，搖桿在凸輪作用下作間歇性的往復(fù)擺動(dòng)，連桿帶動(dòng)齒輪齒條機(jī)構(gòu)作間歇性的往復(fù)直動(dòng)。推書滑塊固定在移動(dòng)齒條上隨齒條做往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)推書動(dòng)作，齒輪齒條機(jī)構(gòu)主要是增加推書滑塊的行程?？v向推書機(jī)構(gòu)推書行程H=400。圖2.4中hl=l00， h2=600。推書次數(shù)為：500.1次/分。 圖2.4

29、 推書機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖 2.3推書機(jī)構(gòu)的比較和選擇： 按照設(shè)計(jì)要求推書機(jī)構(gòu)只需實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，則擬定了圖2.5間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、圖2.6傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和圖2.7直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)三種機(jī)構(gòu)進(jìn)行比較分析。 圖2.5間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 圖2.6傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 圖2.7直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 其中間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可由槽輪機(jī)構(gòu)或不完全齒輪、凸輪機(jī)構(gòu)組成；傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可由圓柱齒輪、圓錐齒輪或蝸輪蝸桿；直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可由曲柄滑塊或凸輪機(jī)構(gòu)組成。 通過表2.1比較如下： 表2.1各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)比較 縱橫推進(jìn)機(jī)構(gòu) 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 槽輪 機(jī)構(gòu) 不

30、完 全齒輪 凸輪 機(jī)構(gòu) 圓柱 齒輪 圓錐 齒輪 蝸輪 蝸桿 曲柄 滑塊 凸輪 機(jī)構(gòu) 簡單，易實(shí)現(xiàn)，成本低 運(yùn)動(dòng) 精確 運(yùn)動(dòng)精確 沒沖擊 易實(shí)現(xiàn)同向變 速 不同方向傳動(dòng) 和變速 垂直方向傳動(dòng) 加工簡單成本低 運(yùn)動(dòng)精確，沒沖擊 運(yùn)動(dòng) 不精確 沖擊，加工復(fù)雜，成本高 易磨損，加工成本高 只可同向傳動(dòng) 加工復(fù)雜 成本高，角度不易變 占空間，對(duì)桿長要求高 易磨損，加工成本高 綜上，根據(jù)設(shè)計(jì)要求 ，通過三種機(jī)構(gòu)的對(duì)比， 選擇間歇性運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)當(dāng)中的槽形凸輪機(jī)構(gòu)。 2.4本章小結(jié) 本章主要對(duì)推書機(jī)構(gòu)進(jìn)

31、行了總體設(shè)計(jì)，并根據(jù)推書機(jī)構(gòu)的要求進(jìn)行了圖表比較選用了較合適的推書機(jī)構(gòu)零部件的組合。 3 槽形凸輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.1 槽形凸輪設(shè)計(jì)分析 凸輪機(jī)構(gòu)是由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架組成的，三者作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。凸輪機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊控制準(zhǔn)確有效、性能穩(wěn)定和適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，而且與其它機(jī)構(gòu)配合可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)要求，因此應(yīng)用非常廣泛，特別是在印刷機(jī)、紡織機(jī)、內(nèi)燃機(jī)以及各種自動(dòng)機(jī)中應(yīng)用更加普遍。充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)凸輪輪廓曲線的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，可以提高凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)質(zhì)量與精度，縮短設(shè)計(jì)周期和提高產(chǎn)品質(zhì)量。推書機(jī)構(gòu)要求等加速等

32、減速運(yùn)動(dòng)，所謂等加速等減速運(yùn)動(dòng)，即從動(dòng)件在一個(gè)推程中先作等加速運(yùn)動(dòng), 后作等減速運(yùn)動(dòng)，而在回程時(shí)先作等加速運(yùn)動(dòng)，后作等減速運(yùn)動(dòng)。故推書機(jī)構(gòu)中的凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為一偏置槽形凸輪機(jī)構(gòu)。凸輪角速度，逆時(shí)針轉(zhuǎn)向，推桿最大行程，具體尺寸見附零件圖。該機(jī)構(gòu)要實(shí)現(xiàn)間歇推書運(yùn)動(dòng)，要執(zhí)行構(gòu)件(推書滑塊)工作行程等速運(yùn)動(dòng)，快速退回。 3.2凸輪輪廓線的計(jì)算與繪制 對(duì)推書機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要求機(jī)構(gòu)的傳力性能好，推書滑塊勻速推書并快速退回，而推書機(jī)構(gòu)凸輪廓線設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)該類機(jī)構(gòu)的正常工作影響很大，所以下面將在對(duì)該類機(jī)構(gòu)工作原理和工作要求進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，用解析法分析符合工作要求的凸輪輪廓曲線方程，并繪制凸輪廓線圖。

33、 建立如圖3.2所示的坐標(biāo)系xNy. 圖3.2 機(jī)構(gòu)安裝及輪廓尺寸簡圖 由封閉向量三角形△NKM得矢量方程式： 以復(fù)數(shù)形式表示： 歐拉展開得： 削去得：所以，凸輪的理論廓線方程為： 其中為凸輪向徑，為搖桿擺角，是中間變量，可用如下方法求解。由圖3.2所示封閉四邊形NABC的封閉矢量方程式： 以復(fù)數(shù)形式表示：。其中由機(jī)構(gòu)安裝尺寸確定。 歐拉展開得： 削去得：，其中，，為相應(yīng)桿長，由機(jī)構(gòu)安裝尺寸確定。聯(lián)解上式即可求得凸輪輪廓曲線方程。假設(shè)機(jī)構(gòu)的極位夾角為(可由給定的行程速度變化系數(shù)求出)，推書齒輪的工作行程為(即為)，取凸輪向徑角度和相同的等分?jǐn)?shù)為N，則凸輪向徑的

34、轉(zhuǎn)角可表示為：推書齒輪的位移：，其中 t為其等分?jǐn)?shù)，取值范圍為( ,)。 根據(jù)凸輪曲線方程及從動(dòng)件位移方程，繪制出凸輪廓線圖如圖3.3示： 1- 理論輪廓線; 2- 實(shí)際輪廓線 圖3.3 凸輪輪廓曲線和運(yùn)動(dòng)規(guī)律 3.4本章小結(jié) 本章重點(diǎn)介紹了凸輪的設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容包括:槽形凸輪的分析和凸輪相關(guān)計(jì)算并在AutoCAD上完成凸輪輪廓曲線和凸輪運(yùn)動(dòng)規(guī)律的繪制,使設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖于一體，非常方便，同時(shí)讓推書機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了間歇推書運(yùn)動(dòng)，使得執(zhí)行構(gòu)件(推書滑塊)工作行程等速運(yùn)動(dòng)，快速退回，完成了設(shè)計(jì)的要求。 4 齒輪齒條的設(shè)計(jì)與計(jì)算 4.1

35、齒輪齒條參數(shù)設(shè)計(jì) 齒輪傳動(dòng)是近代機(jī)器中最常見的一種機(jī)械傳動(dòng)，是傳遞機(jī)器動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的一種主要形式，是實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的一種極佳傳動(dòng)方案。齒輪齒條傳動(dòng)的特點(diǎn)是：齒條齒廓為直線，齒廓上各點(diǎn)具有相同的壓力角，且在傳動(dòng)過程中始終保持相同的標(biāo)準(zhǔn)齒形角，和與其它傳動(dòng)相比，具有傳遞的功率大、速度范圍廣、效率高、工作可靠、壽命長、結(jié)構(gòu)緊湊、能保證恒定傳動(dòng)比等特點(diǎn)。齒輪齒條在傳動(dòng)的過程中是相當(dāng)穩(wěn)定的，所以在相似的技術(shù)當(dāng)中算是比較穩(wěn)定的一種，齒輪傳動(dòng)是應(yīng)用最為廣泛的一種傳動(dòng)形式。所以根據(jù)推書機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求選用了齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中齒輪為圓柱直齒輪，現(xiàn)設(shè)計(jì)齒輪齒條參數(shù)如下表4.1所示： 表4.

36、1齒輪齒條參數(shù) 名稱 符號(hào) 齒數(shù) 齒條 模數(shù) 2 2 齒數(shù) 21 287 壓力角 齒頂高系數(shù) 1 1 頂隙系數(shù) 0.25 0.25 4.2 幾何尺寸的計(jì)算 (1) 分度圓直徑： (2) 齒頂高： (3) 齒頂圓直徑： (4) 齒根圓直徑： (5) 基圓直徑： 4.3重合度的校核 齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具有傳動(dòng)效率高和結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，齒輪齒條設(shè)計(jì)中重合度的大小對(duì)設(shè)計(jì)的合理性和傳動(dòng)的平穩(wěn)性影響較大。所以對(duì)打包機(jī)縱向推書機(jī)構(gòu)中齒輪齒條的重合度進(jìn)行校核驗(yàn)算是非常重要的。在安裝時(shí)要根

37、據(jù)上表的設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算出重合度，以校核該齒輪齒條設(shè)計(jì)能否滿足工作要求。 根據(jù)上述的幾何尺寸經(jīng)計(jì)算得，繪出的齒輪齒條嚙合重合度如圖4.1所示： 圖4.1齒輪齒條嚙合簡圖 計(jì)算結(jié)果表明，推書機(jī)構(gòu)中齒輪齒條傳動(dòng)的重合度數(shù)值為1.78，根據(jù)相關(guān)資料，認(rèn)為重合度在1.5～2.0 范圍內(nèi)比較合理。據(jù)此判斷，推書機(jī)構(gòu)中齒輪齒條機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)合理，能夠滿足工作要求。 4.4齒輪的強(qiáng)度校核 齒輪齒條傳動(dòng)，不存在高轉(zhuǎn)速、長時(shí)間工作條件（要求），且應(yīng)力循環(huán)次數(shù)比齒輪傳動(dòng)小的太多了，所以，就不存在輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度、接觸疲勞（點(diǎn)蝕等）強(qiáng)度計(jì)算問題 。比起直齒輪傳動(dòng)，齒輪齒條傳

38、動(dòng)的重合系數(shù)要高，每個(gè)齒承受的力相對(duì)要小。所以，對(duì)齒輪齒條傳動(dòng)進(jìn)行強(qiáng)度校核，只要通過輪齒受力分析計(jì)算，滿足輪齒彎曲強(qiáng)度即可。 1.選材：圓柱直齒輪，40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度300HBS； 2.許用彎應(yīng)力： 查表有： 取，單向傳動(dòng)取，因?yàn)椋? 所以取，則有： 3驗(yàn)算彎曲應(yīng)力： 其中 (x=0), ， 則 所以齒輪彎曲強(qiáng)度符合要求。 4.5本章小結(jié) 本章重點(diǎn)介紹了齒輪齒條機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容包括: (1) 分析設(shè)計(jì)了齒輪齒條機(jī)構(gòu)的參數(shù)； (2) 對(duì)齒輪齒條進(jìn)行了重合度的校核及對(duì)齒輪彎曲強(qiáng)度的校核。 5 其它零部件的設(shè)計(jì)與

39、計(jì)算 5.1軸的設(shè)計(jì)與校核 推書機(jī)構(gòu)的齒輪傳動(dòng)軸和凸輪軸都采用平鍵。電動(dòng)機(jī)正常工作的轉(zhuǎn)速為n0=960r/min。齒輪的轉(zhuǎn)速n1=n0/i1=960/2=480r/min；功率P1=10KW。凸輪軸的轉(zhuǎn)速n2=n1/i2=480r/min；功率P2=10KW。因此各軸的轉(zhuǎn)速如下： 齒輪軸：n1=480r/min； 凸輪軸：n2=480r/min； 1．確定齒輪軸最小直徑 軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為： 式中： —扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位； T—軸所受的扭距，單位； —軸的抗扭截面系數(shù)，單位； n—軸的轉(zhuǎn)速，單位； P

40、 —軸傳遞的功率。單位KW； d —計(jì)算截面處軸的直徑，單位； []—許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位； 由上式可得軸的直徑： 選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。A0查表取112，P=10KW，n=480r/min 帶入得： 軸最小直徑的初始值：d19.65。 所以根據(jù)要求現(xiàn)設(shè)計(jì)尺寸為齒輪軸小端直徑為20 ，長度為60；大端直徑為25，長度為200。 用同樣方法可確定凸輪軸的尺寸。 2．軸的校核 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度。取， 用公式計(jì)算軸的應(yīng)力： —軸的計(jì)算應(yīng)力，單位； M —軸所受的彎距，單位； T —

41、軸所受的扭距，單位； W —軸的抗彎截面系數(shù)，單位。計(jì)算公式如下： 找出齒輪軸的危險(xiǎn)截面，現(xiàn)將計(jì)算出的截面處的、及的值列表如下： 表5.1載荷值計(jì)算 載 荷 水平面H 垂直面V 支反力F 彎矩M 總彎矩 扭矩T 畫出軸的載荷分析圖。如圖5.1示： 圖5.1 軸的載荷分析圖 上圖中 c截面為危險(xiǎn)截面。通過計(jì)算得： 前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得。因此， ，故安全。 3．飛輪的計(jì)算與安裝 飛輪是具有適當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、起貯存和釋放動(dòng)能作用的轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件。它是安裝在機(jī)器回轉(zhuǎn)軸上的具有較大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的輪狀蓄能

42、器，飛輪可以用來減少機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)過程的速度波動(dòng)。所以為了加強(qiáng)推書機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，要計(jì)算飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，并確定飛輪安裝在哪根軸上較合適來達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算如下： 摩擦系數(shù)為=0.03，周期為=2s 則包書速度為： 安全系數(shù)為 又由上述可算得：平均力矩 所以總功率： 而ω=2π*n/60 主軸轉(zhuǎn)速為：10r/min 所以，飛輪應(yīng)該裝在推書機(jī)構(gòu)凸輪軸上較合理， 并且轉(zhuǎn)動(dòng)慣量: 其中，δ≥0.25 5.2鍵的選用 選用A型平鍵（GB/T1096-1979），按帶輪和齒輪的寬度由手冊(cè)查得： 強(qiáng)度校核，按公式計(jì)算

43、： 查得參數(shù)（許用擠壓應(yīng)力），k=0.5h=2.5,L=L-b=13 鍵聯(lián)接傳遞的轉(zhuǎn)矩為： 鍵的工作面壓強(qiáng)P為： 綜上，鍵聯(lián)結(jié)強(qiáng)度合格。 5.3連桿的設(shè)計(jì) 連桿機(jī)構(gòu)的示意圖如下圖5.3所示： 圖5.3連桿機(jī)構(gòu)的示意圖 B為連桿機(jī)構(gòu)的一般位置，A和C分別為連桿端點(diǎn)的左右極限位置。又因?yàn)橥茣谐虨椤? 設(shè)R為等效曲柄半徑，為連桿長度， 當(dāng)機(jī)構(gòu)出于拉直共線和重合共線兩種位置時(shí)，連桿的推程分別取最大值和最小值。 由幾何關(guān)系可列出 ( 根據(jù)關(guān)系式可?。? 5.4電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)的作用是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，現(xiàn)代各種生產(chǎn)機(jī)械都廣泛應(yīng)用電機(jī)來驅(qū)動(dòng)。在

44、生產(chǎn)上主要用的是交流電動(dòng)機(jī)，特別是三相異步電動(dòng)機(jī)。它被廣泛地用來驅(qū)動(dòng)各種金屬切削機(jī)床、起重機(jī)、鍛壓機(jī)、傳動(dòng)帶、鑄造機(jī)械、功率不大的通風(fēng)機(jī)及水泵等。 （1）三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造 三相異步電動(dòng)機(jī)分成兩個(gè)基本部分：定子（固定部分）和轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）。三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子根據(jù)構(gòu)造上的不同分為兩種型式：鼠籠式和繞線式。鼠籠式和繞線式只是在轉(zhuǎn)子構(gòu)造上的不同，它們的工作原理是一樣的。鼠籠式電動(dòng)機(jī)由于構(gòu)造上簡單，價(jià)格低廉，工作可靠，使用方便，就成為生產(chǎn)上應(yīng)用最廣泛的一種電動(dòng)機(jī)。 （2）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理 下圖5.4是三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的原理圖，圖中N，S表示兩極旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子中只示出兩根導(dǎo)條。當(dāng)旋轉(zhuǎn)

45、磁場向順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，其磁力線切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，導(dǎo)條中就感應(yīng)出電動(dòng)勢。在電動(dòng)勢的作用下，閉合的導(dǎo)條中就有電流。這電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用。而使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條受到電磁力F。電磁力的方向可應(yīng)用左手定則來確定。電磁力產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)起來。 圖5.4 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)原理圖 （3）三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇 要為一生產(chǎn)機(jī)械選配一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，首先要考慮電動(dòng)機(jī)的功率，合理選擇電動(dòng)機(jī)的功率具有重大的經(jīng)濟(jì)意義。如果電動(dòng)機(jī)的功率選大了，雖然能保證正常運(yùn)行，但是不經(jīng)濟(jì)。因?yàn)檫@不僅使設(shè)備投資增加和電動(dòng)機(jī)未被充分利用，而且電動(dòng)機(jī)經(jīng)常不是在滿載荷下運(yùn)行，它的效率和功率也都不高。如果電動(dòng)機(jī)的功率選小了，就不能保證電動(dòng)機(jī)和生

46、產(chǎn)機(jī)械的正常運(yùn)行，不能充分發(fā)揮機(jī)械的效能，并使電動(dòng)機(jī)由于過載而過早地?fù)p壞。 根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)摩擦輪的功率和轉(zhuǎn)速情況，選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)：Y160L-6 額定功率：11KW；滿載轉(zhuǎn)速：970r/min。 圖5.5電動(dòng)機(jī) （4）三相異步電動(dòng)機(jī)的三維建模 在整個(gè)設(shè)計(jì)方案中，電動(dòng)機(jī)屬于外購部分，不需要另行設(shè)計(jì)，故在三維圖中可用簡單的模擬圖形來代替。 5.5本章小結(jié) 本章重點(diǎn)介紹了包裝帶捆扎機(jī)總體結(jié)構(gòu)和各部件的設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容包括: (1) 進(jìn)行了軸的設(shè)計(jì)及其校核計(jì)算、飛輪的計(jì)算與安裝和連桿的設(shè)計(jì)； (2) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求選用了鍵和電動(dòng)機(jī)。 6 推書機(jī)構(gòu)的三維建模 6.1 Sol

47、idWorks軟件簡介 SolidWorks軟件是世界上第一個(gè)基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，　SolidWorks公司成立于1993年，由PTC公司的技術(shù)副總裁與CV公司的副總裁發(fā)起，當(dāng)初的目標(biāo)是希望在每一個(gè)工程師的桌面上提供一套具有生產(chǎn)力的實(shí)體模型設(shè)計(jì)系統(tǒng)。從1995年推出第一套SolidWorks三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件至今，至2010年已經(jīng)擁有位于全球的辦事處，并經(jīng)由300家經(jīng)銷商在全球140個(gè)國家進(jìn)行銷售與分銷該產(chǎn)品。2011年9月20日，DS SolidWorks推出SolidWorks2012新品，這也是SolidWorks的CAD軟件史上發(fā)布的第20 個(gè)版本。Solid

48、Works2012 新增了和完善了200多項(xiàng)功能，可以更好的幫助提高企業(yè)創(chuàng)新能力和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的工作效率。在這個(gè)版本中增加了大型審閱圖和走查等眾多功能，其中大型審閱圖可以快速打開復(fù)雜的大型裝配體，節(jié)省系統(tǒng)資源。走查功能可以模仿人眼的觀察走向，可以更加清晰的看到復(fù)雜的構(gòu)造內(nèi)部。 SolidWorks軟件功能強(qiáng)大，組件繁多。在SolidWorks 中，當(dāng)生成新零件時(shí)，你可以直接參考其他零件并保持這種參考關(guān)系。在裝配的環(huán)境里，可以方便地設(shè)計(jì)和修改零部件。對(duì)于超過一萬個(gè)零部件的大型裝配體，SolidWork的性能得到極大的提高。SolidWorks可以動(dòng)態(tài)地查看裝配體的所有運(yùn)動(dòng)，并且可以對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件進(jìn)

49、行動(dòng)態(tài)的干涉檢查和間隙檢測。同時(shí)SolidWorks可以從三維模型中自動(dòng)產(chǎn)生工程圖，包括視圖、尺寸和標(biāo)注，增強(qiáng)了的詳圖操作和剖視圖，包括生成剖中剖視圖、部件的圖層支持、熟悉的二維草圖功能、以及詳圖中的屬性管理員。SolidWorks功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是SolidWorks 的三大特點(diǎn)，使得SolidWorks成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量SolidWorks不僅提供如此強(qiáng)大的功能，同時(shí)對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者來說，操作簡單方便、易學(xué)易用。SolidWorks資源管理器是同Windows資源管理器一樣的

50、CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。在強(qiáng)大的設(shè)計(jì)功能和易學(xué)易用的操作（包括Windows風(fēng)格的拖/放、點(diǎn)/擊、剪切/粘貼）協(xié)同下，使用SolidWorks，整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)是可百分之百可編輯的，零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和工程圖之間的是全相關(guān)的。 6.2主要零部件的三維建模 1槽形凸輪：機(jī)械的回轉(zhuǎn)或滑動(dòng)件 ,它把運(yùn)動(dòng)傳遞給在槽面上自由運(yùn)動(dòng)的針桿，或者它從這樣的滾輪和針桿中承受力。該機(jī)構(gòu)要實(shí)現(xiàn)間歇推書運(yùn)動(dòng)，為確保書摞不倒，要求執(zhí)行構(gòu)件工作行程等速運(yùn)動(dòng)，快速退回。如圖6.1所示： 圖6.1 槽形凸輪 2擺桿：在推書機(jī)構(gòu)中，連接凸輪與連桿的連接件，如圖6.2所示： 圖6

51、.2 擺桿 3連桿：連桿機(jī)構(gòu)中兩端分別與主動(dòng)和從動(dòng)構(gòu)件鉸接以傳遞運(yùn)動(dòng)和力的桿件，如圖6.3所示： 圖6.3 連桿 4齒輪軸：齒輪軸指支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運(yùn)動(dòng)、扭矩或彎矩的機(jī)械零件，如圖6.4所示： 圖6.4 齒輪軸 5齒輪：輪緣上有齒能連續(xù)嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的機(jī)械元件，齒輪是能互相嚙合的有齒的機(jī)械零件，如圖6.5所示： 圖6.5 齒輪 6齒條：具有一系列等距離分布齒的平板或直桿，如圖6.6所示： 圖6.6 齒條 6.3裝配體的三維建模 本文研究設(shè)計(jì)的縱向推書機(jī)構(gòu)是由槽形凸輪、擺桿、連桿、齒輪、齒輪軸、齒條和推書擋板等組成，其中槽形凸輪

52、與擺桿連接以實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的間歇運(yùn)動(dòng)，擺桿與連桿連接傳遞運(yùn)動(dòng)與力，齒輪軸兩端同時(shí)連接著連桿和齒輪，把力傳遞給齒輪，讓齒輪齒條嚙合傳動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)推書擋板的運(yùn)動(dòng)，其裝配體三維圖如圖6.7所示： 圖6.7 推書機(jī)構(gòu)裝配圖 圖6.8 推書系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1 圖6.8 推書系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2 6.4本章小結(jié) 本章詳細(xì)的介紹了SolidWorks設(shè)計(jì)軟件以及用SolidWorks對(duì)推書機(jī)構(gòu)各主要零件的三維建模。并對(duì)整體機(jī)構(gòu)進(jìn)行了裝配，使我們清晰直觀的了解了推書機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理。 全文總結(jié) 通過歷時(shí)近半年的籌備與研發(fā)，本文成功的設(shè)計(jì)出書本打

53、包機(jī)縱向推書機(jī)構(gòu)，能很好的滿足對(duì)書本的推動(dòng)要求，運(yùn)行穩(wěn)定。推書機(jī)構(gòu)作為書本打包機(jī)的重要組成部分，它的研制成功，極大的提高了我國書籍包裝的自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)化水平，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。本論文是對(duì)設(shè)計(jì)推書機(jī)構(gòu)工作的總結(jié)，所作的主要工作包括： (1) 國內(nèi)企業(yè)對(duì)于書本打包機(jī)的需求以及應(yīng)用前景的分析，了解和掌握國內(nèi)與國際上關(guān)于包裝機(jī)械的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢。 (2) 研究確定書本打包機(jī)縱向推書機(jī)構(gòu)的工作流程和系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案。 (3) 關(guān)鍵機(jī)械部件—凸輪機(jī)構(gòu)的研究分析。闡述了凸輪的工作流程，并繪制出凸輪輪廓圖。 (4) 設(shè)計(jì)齒輪齒條機(jī)構(gòu)，并進(jìn)行了重合度的計(jì)算和齒輪的校核計(jì)算。

54、 (5) 其它零部件的設(shè)計(jì)。完成軸的設(shè)計(jì)和校核計(jì)算，連桿的設(shè)計(jì)，鍵的選用及電動(dòng)機(jī)的選用。 書本打包機(jī)縱向推書機(jī)構(gòu)是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，并具有廣泛的應(yīng)用前景。通過研制書本打包機(jī)縱向推書機(jī)構(gòu)，我學(xué)習(xí)了機(jī)、電及計(jì)算機(jī)控制一體化的現(xiàn)代化高科技設(shè)備的研究開發(fā)過程，在鍛煉自己科研能力的同時(shí)，鍛煉和提高我的實(shí)際動(dòng)手能力及項(xiàng)目科研管理能力，可以深入到我國工業(yè)現(xiàn)代化裝備的第一線，了解我國目前國有大中型工業(yè)企業(yè)的設(shè)備現(xiàn)狀，深深的感受到我國的工業(yè)技術(shù)水平與國外先進(jìn)水平還有很大差距，要不斷縮小這種技術(shù)水平差距正需要我們當(dāng)代科研技術(shù)工作者的不懈努力。 我們研制的書本打包機(jī)雖然已經(jīng)能較好的完成對(duì)書籍打包

55、的功能，但其在整體性能、自動(dòng)化程度以及功能的完善性方面跟國外先進(jìn)的全自動(dòng)打包機(jī)相比還有一定的差距。在書籍打包方面，我們需要努力的方向是:縮短打包周期以及打包機(jī)的工作穩(wěn)定及可靠性。 參考文獻(xiàn) [1] 陳守強(qiáng).機(jī)械裝備導(dǎo)論[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2008.09. [2] 李斌.剖析SDB-I型平裝書籍打包機(jī)[J].印刷技術(shù)，2007（02）:51-52. [3] 王中剛,張秀親.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003. [4] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)全卷[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999. [5] 高德.包裝機(jī)械設(shè)計(jì)[

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60、心指導(dǎo)和細(xì)心關(guān)懷下完成的。 在本文的方案提出、修改和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中，自始至終都得到了賀老師的精心指導(dǎo)。賀老師的知識(shí)淵博、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍以及高度的責(zé)任感給我留下了深刻的印象，并將使我銘記終生。在論文結(jié)束之際，我謹(jǐn)向賀老師致以最衷心的感謝！ 經(jīng)過近半年的工作，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)圓滿畫上了句號(hào)。這段時(shí)間以來，通過學(xué)習(xí)、研究打包機(jī)裝置的相關(guān)資料，我學(xué)到了很多知識(shí)，而且在圖紙的繪制過程中進(jìn)一步熟悉了三維繪圖軟件的應(yīng)用。這段歷程不僅僅是單純的設(shè)計(jì)過程，更重要的是一個(gè)獨(dú)立工作能力的鍛煉過程。從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)朋友給了我無形的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠摯的謝意！ 在本文結(jié)束之際，四年的大學(xué)生生活也即將宣布結(jié)束，在四年的大學(xué)生活里，南昌航空大學(xué)科技學(xué)院的老師們給予了我無私的教導(dǎo)，有了他們的幫助，使我少走了很多的彎路，受益匪淺，在此一并向大學(xué)期間所有關(guān)心、支持、幫助我的老師和同學(xué)表示衷心的感謝！在即將畢業(yè)之際，祝他們一路順風(fēng)、事業(yè)有成。