紙盒四角邊封箱機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計

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摘 要I摘 要包裝機(jī)械能大幅度地提高生產(chǎn)效率，加快產(chǎn)品的不斷更新；降低勞動強(qiáng)度，改善勞動條件；能節(jié)約材料，降低成本，保護(hù)環(huán)境；有利于被包裝產(chǎn)品的衛(wèi)生，提高產(chǎn)品質(zhì)量。本次課題設(shè)計的是紙盒四角邊封箱機(jī)，采用傳送帶驅(qū)動來進(jìn)行封箱的方案，自動折蓋封箱、四角邊封箱、經(jīng)濟(jì)、快速、平穩(wěn)。這種方案在技術(shù)上是相當(dāng)成熟的一種，它被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際中。這次設(shè)計的紙盒四角邊封箱機(jī)，可以根據(jù)紙箱規(guī)格，手動調(diào)節(jié)寬度及高度，可單機(jī)作業(yè)，也可與自動化包裝流水線配套使用。工作時，當(dāng)箱體進(jìn)入工作空間后，箱體在底部傳送帶的輸送下前進(jìn)。當(dāng)箱體運(yùn)行至刀架位置時，箱體將刀架和前膠帶壓輪壓退位，而后膠帶壓輪在四桿機(jī)構(gòu)的作用下與前膠帶壓輪保持同步運(yùn)動而退位，并使前面的膠帶與紙箱貼合并封箱。隨著箱體前進(jìn)，膠帶不斷地抽出封在箱體上。當(dāng)箱體的后部離開刀架時，前膠帶壓輪由于四桿機(jī)構(gòu)的作用與后膠帶壓輪的運(yùn)動一致，而刀架受彈簧彈力作用，復(fù)位彈起，切斷膠帶。當(dāng)箱體運(yùn)動至離開后膠帶壓輪時，后膠帶壓輪也由于受可調(diào)彈簧回位作用而復(fù)位，使連在箱體上最后的膠帶也貼在箱體上，完成后段封箱任務(wù)。該論文詳細(xì)說明了本次四角邊封箱機(jī)設(shè)計的步驟及其依據(jù)，包括設(shè)計方案的選擇、電機(jī)的選擇、工作臺部件的設(shè)計、頂式部件設(shè)計和刀片的設(shè)計。關(guān)鍵詞 自動折蓋封箱機(jī)、四角邊自動封箱機(jī)、折蓋組件、毛刷組件、封箱組件燕山大學(xué)本科畢業(yè)論文IIAbstractPackaging machinery can greatly increase productivity, accelerate constantly updated products; reduce labor intensity and improve working conditions; energy saving materials, reduce costs，protect the environment; conducive to health is packaged products，improve product quality. This topic is designed carton tape sealing machine, using belt drive for sealing solutions, sealing up and down, economic, fast and smooth. This approach is technically quite mature one, it is widely used in actual production.The design of the carton tape sealing machine, carton size can be adjusted according to the manual width and height can be stand-alone operation, but also with supporting the use of automated packaging line. In operation, when the working space into the box, the box at the bottom of the forward conveying belt. When the tank runs to turret position, the knife box and press wheel pressure to step down before the tape, and then push the wheel under the influence of tape four-bar mechanism to keep pace with the movement of the wheel while pressing the tape before the abdication, and to the front of the tape Post merger with carton sealing. With forward box, tape withdrawn continuously sealed in the housing. When the rear of the cabinet to leave the knife, tape before pressing wheel due to the effect of the four-bar mechanism is consistent with the movement of the tape pressure roller, and knife by the elastic force of the spring, reset bouncing off the tape. When the box moves to the left pinch roller tape, the tape is also due to the pressure roller adjustable spring return action reset, so that even at the end of the tape on the box is also attached to the box, after the completion of the task segment sealing . The paper details the design of this step and sealing machine basis. Including the selection of design options, select the motor, design workbench components, component design and top-blade design.Keywords Automatic carton folded sealing machine、Four automatic sealing machine、Folding door Assembly 、Brush components、Sealingo目 錄III目 錄摘要……………………………………………………………………………ⅠAbstract………………………………………………………………………II第 1 章 緒論……………………………………………………………………11.1 課題背景……………………………………………………………11.2 封箱機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r…………………………………………………11.2.1 國外封箱機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r……………………………………21.2.2 國內(nèi)封箱機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r……………………………………31.3 課題研究的內(nèi)容以及采取的方法…………………………………41.4 技術(shù)參數(shù)要求………………………………………………………51.5 基本任務(wù)……………………………………………………………51.6 本章小結(jié)……………………………………………………………5第 2 章 方案設(shè)計………………………………………………………………72.1 傳送機(jī)構(gòu)方案設(shè)計…………………………………………………72.1.1 間歇式傳送……………………………………………………72.1.2 方案二：連續(xù)式傳送…………………………………………82.2 封箱機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………………………………82.3 設(shè)計方案的確定……………………………………………………102.3.1 傳送機(jī)構(gòu)方案的確定…………………………………………102.3.2 封箱機(jī)構(gòu)設(shè)計方案的確定……………………………………10第 3 章 傳送裝置設(shè)計…………………………………………………………123.1 電動機(jī)的選用………………………………………………………123.1.1 電動機(jī)的性能和分類…………………………………………123.1.2 選擇電動機(jī)應(yīng)綜合考慮的問題………………………………133.1.3 本傳動機(jī)構(gòu)電動機(jī)的類型選擇………………………………133.2 電機(jī)選型……………………………………………………………133.2.1 伺服電機(jī)選型原則及其工作特點(diǎn)……………………………133.2.2 選型計算及電機(jī)參數(shù)…………………………………………143.3 減速器的選用………………………………………………………153.3.1 減速器性能和分類……………………………………………153.4 帶傳動的設(shè)計………………………………………………………163.4.1 平帶傳動……………………………………………………16燕山大學(xué)本科畢業(yè)論文IV3.4.2 V 帶傳動……………………………………………………183.5 主軸部分……………………………………………………………183.6 聯(lián)軸器的選用………………………………………………………193.7 輥筒的設(shè)計與計算…………………………………………………20第 4 章 封箱機(jī)構(gòu)設(shè)計………………………………………………………214.1 工作臺高度的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)……………………………………………214.2 紙箱寬度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)…………………………………………………214.2.1 導(dǎo)向桿的設(shè)計………………………………………………214.2.2 寬度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)………………………………………………214.3 紙箱高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)…………………………………………………224.4 刀架部件設(shè)計………………………………………………………234.5 刀片的設(shè)計…………………………………………………………244.6 壓帶機(jī)構(gòu)的設(shè)計……………………………………………………244.7 機(jī)臺高度調(diào)整………………………………………………………25第 5 章 機(jī)器安裝與調(diào)試……………………………………………………275.1 貼帶器的操作及調(diào)節(jié)………………………………………………27第 6 章 日常維護(hù)……………………………………………………………296.1 封箱機(jī)安裝注意事項………………………………………………296.2 封箱機(jī)的日常維護(hù)…………………………………………………296.3 封箱機(jī)常見故障及其排除方法……………………………………29結(jié)論……………………………………………………………………………31參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………32致謝……………………………………………………………………………33附錄 1…………………………………………………………………………33附錄 2…………………………………………………………………………42第 1 章 緒 論1第 1 章 緒論1.1 課題背景包裝機(jī)械能大幅度地提高生產(chǎn)效率，加快產(chǎn)品的不斷更新；降低勞動強(qiáng)度，改善勞動條件；能節(jié)約材料，降低成本，保護(hù)環(huán)境；有利于被包裝產(chǎn)品的衛(wèi)生，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)市場銷售的競爭力；延長產(chǎn)品的保質(zhì)期，方便產(chǎn)品的流通；可減少包裝場地的面積，節(jié)約基建投資。因此，設(shè)計、安裝自動包裝機(jī)械，無論是從提高產(chǎn)品質(zhì)量、 生產(chǎn)效率，還是從消除加工誤差、減輕勞動強(qiáng)度方面，都表現(xiàn)出十分明顯的作用。隨著社會的發(fā)展，封箱機(jī)在各種機(jī)中發(fā)揮著越來越重要的作用。包裝是產(chǎn)品進(jìn)入流通領(lǐng)域的必要條件而實(shí)現(xiàn)包裝的主要手段是使用包裝機(jī)。同時伴隨著時代的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，封箱機(jī)在流通領(lǐng)域中起著越來越重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)在不斷發(fā)展 和各種食品加工品的出現(xiàn)，對包裝技術(shù)和包裝設(shè)備都提出了新的要求。封箱機(jī)更是包裝機(jī)中不可缺少的部分。它主要是采用膠帶對紙箱封口，可以根據(jù)紙箱大小隨意調(diào)整 封箱尺寸，封箱平整，可一次完成上、下封箱動作，即可單機(jī)作業(yè)，也可與流水線配 套使用，廣泛應(yīng)用于家用電器、紡織、百貨、醫(yī)藥等行業(yè)。目前封箱機(jī)競爭日趨激烈，未來的封箱機(jī)將配合產(chǎn)業(yè)自動化趨勢，促進(jìn)包裝設(shè)備總體水平提高，發(fā)展多功能、高效率、低消耗的包裝設(shè)備，而封箱機(jī)技術(shù)也正朝著以下幾個趨勢發(fā)展：機(jī)電一體化、機(jī)功能多元化、結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、控制智能化、結(jié)構(gòu) 運(yùn)動高精度化。1.2 封箱機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r隨著世界科技的發(fā)展，發(fā)達(dá)國家己經(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)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，封箱機(jī)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。21.2.1 國外封箱機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r國外的封箱機(jī)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展大體經(jīng)歷了以下幾個幾段;簡單機(jī)化、初級自動化、自動封箱機(jī)、計算機(jī)控制的高度自動化封口機(jī)。20 世紀(jì) 40 年代中期，在食品、卷煙、火柴等行業(yè)最先使用了封箱機(jī)對產(chǎn)品包裝箱進(jìn)行封口，如英國的巧克力包裝封口，美國的餅干包裝封口被稱為包裝箱封口界的先驅(qū)。50 年代，封箱機(jī)上廣泛釆用了光電管、電氣開關(guān)實(shí)現(xiàn)了封箱機(jī)的初級自動化。60 年代，在封箱機(jī)上廣泛采用了各種新型電子元件組成控制系統(tǒng)，并采用機(jī)、電氣、 液壓、氣動等綜合技術(shù)，出現(xiàn)了自動封箱機(jī)。70 年代，由于采用電子計算機(jī)對封箱 機(jī)進(jìn)行控制，進(jìn)一步了解單片機(jī)和自動化封箱機(jī)的水平。80 年代，封箱機(jī)行業(yè)大量的應(yīng)用了高新技術(shù)，如微電子技術(shù)、激光技術(shù)、超聲波技術(shù)以及光電纖維等，從而使封箱機(jī)及生產(chǎn)線高度自動化，使用效果更加理想可靠，包裝封口質(zhì)量更加提高。經(jīng)過 60 多年的發(fā)展，國外封箱機(jī)的發(fā)展己經(jīng)形成了獨(dú)立完整的體系，成為機(jī)制造行業(yè)的一個重要分支。美國包裝工業(yè)起步于 20 世紀(jì)初期，自二戰(zhàn)以來得到快速發(fā)展，逐步建立并形成 包括包裝材料、包裝工藝和包裝機(jī)完整而獨(dú)立的工業(yè)體系。其包裝工業(yè)總產(chǎn)值占國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值 3%。據(jù)美國行業(yè)調(diào)查分析，其封箱機(jī)最大使用行業(yè)是食品產(chǎn)業(yè)，其次是 飲料產(chǎn)業(yè)、家庭清潔用品與化妝品產(chǎn)業(yè)、醫(yī)藥用品及煙草業(yè)。美國當(dāng)前前景看好的 封箱機(jī)是:水平枕式微機(jī)控制、配有伺服電機(jī)和薄膜張力好的電力控制裝置的包裝機(jī)。 今后微電子、電腦、工業(yè)機(jī)器人、智能型、圖像傳感技術(shù)和新材料等在包裝機(jī)中將會 得到越來越廣泛的應(yīng)用，使包裝機(jī)日趨向自動化、高效率化、節(jié)能化方向發(fā)展。德國的封箱機(jī)在計量、制造、技術(shù)性能方面均屬世界一流。該國生產(chǎn)的啤酒、飲料灌裝成套設(shè)備生產(chǎn)速度快、自動化程度高、可靠性好。主要體現(xiàn)在：工藝流程的自 動化、生產(chǎn)效率高，滿足了交貨期短和降低工藝流程成本的要求；設(shè)備具有更高的柔 性和靈活性。主要體現(xiàn)在生產(chǎn)的靈活性、構(gòu)造的靈活性和供貨的靈活性，以適應(yīng)產(chǎn)品 更新?lián)Q代的需要；利用計算機(jī)和仿真技術(shù)提供成套設(shè)備，故障率低，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程診 斷服務(wù)；對環(huán)境污染少，主要包括噪音、粉塵和廢棄物的污染。意大利生產(chǎn)的封箱機(jī)中，40%是食品封箱機(jī)，如糖果包裝機(jī)、茶葉包裝機(jī)、灌裝機(jī)等。產(chǎn)品的特點(diǎn)是外觀考宄、性能優(yōu)良、價格便宜。意大利包裝機(jī)行業(yè)的最大優(yōu)勢 就在于可以按照用戶的要求進(jìn)行設(shè)計和生產(chǎn)，并能保證很好地完成設(shè)計、生第 1 章 緒 論3產(chǎn)、試驗(yàn), 實(shí)現(xiàn)監(jiān)督、檢驗(yàn)、組裝、調(diào)整和用戶需求分析等。曰本是封箱機(jī)的后起之秀。它是第二次世界大戰(zhàn)后才發(fā)展起來的，但是發(fā)展速度很快，20 世紀(jì) 60 年代至 70 年代，封箱機(jī)的產(chǎn)值平均每年增長 20%。70 年代初期達(dá)到世界先進(jìn)水平，成為第二包裝大國，封箱機(jī)的平均年產(chǎn)量是 60 萬臺 (套)，其年增長率為 10%。發(fā)展速度快的原因是日本善于引進(jìn)、仿制、創(chuàng)新和經(jīng)營。德國的封箱機(jī)也很發(fā)達(dá)。它擁有幾家在世界上號稱規(guī)模最大的包裝機(jī)廠，它的包裝機(jī)產(chǎn)品大量用于出口。此外，英國、法國、瑞典、瑞士等國家的封箱機(jī)業(yè)各有優(yōu)勢，它們都在不斷研制新型封箱機(jī)，都有久享盛譽(yù)的封箱機(jī)供應(yīng)國內(nèi)外市場。1.2.2 國內(nèi)封箱機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r解放前，我國封箱機(jī)基本上是空白的。絕大部分產(chǎn)品都不用包裝，只有少數(shù)產(chǎn)品采用手工包裝，因此談不上不上包裝機(jī)化。只有上海、北京、天津、廣州等幾大城市有英、美等國進(jìn)口的啤酒、汽水灌裝機(jī)及卷煙小包裝機(jī)等。解放后的 30 年間，我國封箱機(jī)的發(fā)展相當(dāng)緩慢。1956 年我國生產(chǎn)了第一臺卷煙小包裝機(jī)。20 世紀(jì) 60 年代，我國又生產(chǎn)了果酒、啤酒灌裝機(jī)，20 世紀(jì) 70 年代木逐漸開發(fā)了真空包裝機(jī)等，但是還沒有形成包裝工業(yè)體系。進(jìn)入 20 世紀(jì) 80 年代，由于國民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，對外貿(mào)易不斷擴(kuò)大人民生活水平顯著提高，對產(chǎn)品的包裝要求越來越高，迫切要求包裝實(shí)現(xiàn)機(jī)化、自動化，從而大大促使了包裝機(jī)的發(fā)展，包裝機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)中占有的位置越來越重要。20 世紀(jì) 90 年代以來，包裝機(jī)工業(yè)每年平均以 20%-30%的速度增長，發(fā)展速度高于整個包裝工業(yè)平均增長速度的 15%-17%,比傳統(tǒng)的機(jī)工業(yè)的平均增長值高4.7%。包裝機(jī)工業(yè)己經(jīng)成為我國國民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的非常重要的新興行業(yè)。隨著我國商品經(jīng)濟(jì)的繁榮和人民生活水平的提高，封箱機(jī)包裝技術(shù)的前景十分樂觀。近年來，國家加大了對食品和藥品質(zhì)量和安全的監(jiān)督力度，對食品的生產(chǎn)加工包 裝技術(shù)都提出了新的要求。一批生產(chǎn)企業(yè)先后投入資金進(jìn)行包裝設(shè)備的技術(shù)改造和生 產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)新，在一定程度上提升了我國封箱機(jī)的水平和市場競爭力。盡管我國封箱機(jī)包裝技術(shù)的水平有了提高，但是我國的包裝箱機(jī)包裝技術(shù)與發(fā)達(dá)國家的相比在競爭中還是明顯處于弱勢。無論在產(chǎn)品品種、技術(shù)水平還是產(chǎn)品質(zhì)量方面都有一定的差距。并且我國包裝機(jī)行業(yè) 30%左右的企業(yè)存在低水平的重復(fù)建4設(shè)。 這種狀況不但浪費(fèi)了有限的資金、人力等重要資源，還造成了包裝機(jī)市場的無序混亂,阻礙了行業(yè)的健康發(fā)展，制約了我國中小食品企業(yè)包裝機(jī)的升級換代和包裝技術(shù)的創(chuàng) 新。我國的包裝機(jī)多以單機(jī)為主，科技含量和自動化程度低，在新技術(shù)、新工藝、新材料方面應(yīng)用的少，滿足不了我國當(dāng)前食品企業(yè)發(fā)展的要求一些食品企業(yè)為了技術(shù)改造，不得不花費(fèi)大量的資金從國外引進(jìn)一些技術(shù)先進(jìn)的、生產(chǎn)效率高、包裝精度高的成套食品包裝生產(chǎn)線，導(dǎo)致很大一部分國內(nèi)的市場份額被國外品牌所占領(lǐng)。我國的食品包裝機(jī)發(fā)展空間依然廣闊，食品包裝機(jī)包裝技術(shù)的水平有待迫切開發(fā)的需要。曰前，隨著包裝機(jī)技術(shù)含量日趨增加，國外己經(jīng)己將很多先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用在包裝機(jī)上，如遠(yuǎn)距離遙控技術(shù)、步進(jìn)電機(jī)技術(shù)、自動柔性補(bǔ)償技術(shù)、激光切割技術(shù)、信息處理技術(shù)等，國內(nèi)現(xiàn)有的一些包裝機(jī)技術(shù)含量較低，先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用較少，國內(nèi)包裝機(jī)低 水平重復(fù)建設(shè)對行業(yè)產(chǎn)品的升級換代和創(chuàng)新已經(jīng)構(gòu)成了阻礙。另外，包裝機(jī)市場日趨壟斷化。目前中國除了瓦愣紙箱包裝機(jī)和一些小型包裝機(jī)有一定規(guī)模和優(yōu)勢外，其他包裝機(jī)幾乎不成體系和規(guī)模，特別是市場上需求量大的一些成套包裝生產(chǎn)線，在世界包裝市場中均被幾家大包裝機(jī)企業(yè)（集團(tuán)）所壟斷，包裝機(jī)零部件生產(chǎn)專業(yè)化。國際包裝界十分重視提高包裝機(jī)加工和整個包裝系統(tǒng)的通用能力，所以包裝機(jī)零部件生產(chǎn)專業(yè)化是發(fā)展的必然趨勢，很多零部件不再由包裝機(jī)廠生產(chǎn)，而是由一些通用的標(biāo)準(zhǔn)件廠生產(chǎn)，某些特殊的零部件由高度專業(yè)化的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)，真正有名的包裝機(jī)廠將可能是組裝廠。產(chǎn)品向多功能與單一、高速兩極化發(fā)展。包裝機(jī)的最終作用在于提高 生產(chǎn)效率和產(chǎn)品多樣化。包裝機(jī)行業(yè)面對市場的需求和如何趕上甚至超越發(fā)達(dá)國家的 包裝機(jī)，及如何加大自主創(chuàng)新的步伐，力爭在短時間內(nèi)開發(fā)出一批具有自主知識產(chǎn)權(quán) 和國際先進(jìn)水平的產(chǎn)品，是擺在我國封箱機(jī)機(jī)企業(yè)面前的緊迫任務(wù)。1.3 課題研究的內(nèi)容以及采取的方法課題研宄內(nèi)容為：比較各種方案優(yōu)越性，并選擇一種設(shè)計,確定紙盒四角邊封箱機(jī)整體方案包括（機(jī)械本體結(jié)構(gòu)方案、零部件選取、控制系統(tǒng)方案）進(jìn)行機(jī)器人三維實(shí)體設(shè)計，造型，計算，仿真模擬。封箱機(jī)的原理及結(jié)構(gòu)，首先制定出設(shè)計過程中各部分的方案， 如傳動方案、結(jié)構(gòu)方案、壓帶機(jī)構(gòu)、封箱機(jī)構(gòu)的方案等，利用第 1 章 緒 論3方6案的對比的要求，確定最佳方案，然后根據(jù)這套方案進(jìn)行具體設(shè)計，如強(qiáng)度校核、尺寸選擇、材料選擇等。擬采用的方法是理論推導(dǎo)和計算繪圖分析的方法。機(jī)械裝備現(xiàn)代設(shè)計方法也為我們提出了很多的新思路，如機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析、機(jī)構(gòu)的力學(xué)分析、利用 CAD/CAM進(jìn) 行設(shè)計等。在設(shè)計過程中我們應(yīng)該綜合運(yùn)用這些方法，可以使設(shè)計更為細(xì)致。另外， 要使我們的設(shè)計盡量優(yōu)化，以達(dá)到符合要求的性價比。1.4 技術(shù)參數(shù)要求紙盒尺寸范圍：L320-500×W200-500 ×H180-500mm效率：360-500 箱/小時封箱膠帶寬度：36mm、48mm、60mm使用膠帶類型：OPP 膠帶工作臺高度：750mm-785mm1.5 基本任務(wù)設(shè)計說明書 60-70 頁，繪圖工作量不小于 3 張 A0機(jī)械系統(tǒng)整體裝配圖一張 A0機(jī)械系統(tǒng)部件圖一張 A1主要零件圖1.6 本章小結(jié)傳統(tǒng)的膠帶封箱機(jī)在把紙箱送進(jìn)封合時需要手工對紙箱的上蓋進(jìn)行折合后送進(jìn)封箱機(jī)，因此當(dāng)封箱機(jī)與生產(chǎn)線配套時，必須在此處配置一個工位進(jìn)行人工折合上蓋送入封箱機(jī)進(jìn)行封箱。隨著國民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國的工業(yè)生產(chǎn)方式逐步趨向于大規(guī)模連續(xù)流水線作業(yè)及完全自動生產(chǎn)線的方向發(fā)展。而作為能更好地和流水線及全自動生產(chǎn)線配套的實(shí)用新型全自動紙盒四角封箱機(jī)必將取代現(xiàn)有的傳統(tǒng)的膠帶封箱機(jī)。為了使企業(yè)擁有一個方便、經(jīng)濟(jì)、安全且占地面積小的封箱設(shè)備，設(shè)計一個全自動的紙盒四角封箱機(jī)成了我們目前要解決的難題。首先我們通過各種搜索途徑查閱和分析國內(nèi)外已有的研究成果，分析其中的優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)，對比各種已知方案的優(yōu)劣性，從而得出我們需要解決的主要問題。然后，我們第 1 章 緒 論5通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M、三維仿真、動畫模擬、有限元分析，最后結(jié)合經(jīng)濟(jì)性分析和安全性分析等各個角度分析，從而得到我們所具有創(chuàng)新意識的新的問題解決的方案。第 2 章 方案設(shè)計7第 2 章 方案設(shè)計全自動紙盒四角邊封箱機(jī)可以分為四個部件，分別為折蓋封箱機(jī)、四角邊封箱機(jī)、連接滾筒架、側(cè)邊滾筒架。兩個封箱機(jī)部件都是由傳動機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、封箱機(jī)構(gòu)、高度寬度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成。2.1 傳送機(jī)構(gòu)方案設(shè)計 2.1.1 間歇式傳送（1）槽輪機(jī)構(gòu)槽輪由主動撥盤、從動槽輪和機(jī)架組成。主動撥盤以一定加速度勻速轉(zhuǎn)動。當(dāng)主動撥盤上的圓銷沒有進(jìn)入槽輪的槽中的時候，槽輪上的內(nèi)凹鎖止弧被撥盤外凸的鎖止弧卡住，槽輪靜止；當(dāng)主動撥盤上的圓銷進(jìn)入槽輪的槽中的時候，撥盤鎖止弧與槽輪鎖止弧分離，撥盤撥動槽輪轉(zhuǎn)動，直到圓銷與槽輪的槽脫離為止。如此循環(huán)實(shí)現(xiàn)槽輪的間歇運(yùn)動.圖 2-1 槽輪機(jī)構(gòu)（2）曲柄連桿機(jī)構(gòu)圖 2-2 曲柄連桿機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)實(shí)際為雙曲柄機(jī)構(gòu)，中間連桿在曲柄的帶動下可以實(shí)現(xiàn)桿上任一點(diǎn)軌跡8為圓的運(yùn)動，依靠連桿上的特殊結(jié)構(gòu)來推動其上物品，實(shí)現(xiàn)間歇式的傳送。（3）其他機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)間歇式運(yùn)動的其他機(jī)構(gòu)還有：不完全齒輪，曲柄搖塊機(jī)構(gòu)等，在此未考慮選用，故不作詳細(xì)說明。2.1.2 方案二：連續(xù)式傳送直接依靠變速系統(tǒng)輸出的運(yùn)動帶動傳送帶實(shí)現(xiàn)連續(xù)的傳送。變速系統(tǒng)通過帶傳動、齒輪傳動、以及平帶傳動實(shí)現(xiàn)。2.2 封箱機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計封箱機(jī)構(gòu)的具體功能是使封箱膠帶把紙箱封住，并且切斷膠帶，然后回到初始狀態(tài)等待下一次工作。機(jī)構(gòu)主要依靠紙箱的運(yùn)動，滾輪的滾動和彈簧（彈簧未畫出）的回復(fù)力壓緊膠帶，在紙箱通過各個機(jī)構(gòu)后，機(jī)構(gòu)依靠彈簧的彈力恢復(fù)初始位子。第 2 章 方案設(shè)計9圖 2-3 封箱機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計流程圖102.3 設(shè)計方案的確定以上各種機(jī)構(gòu)的設(shè)計方案中各有優(yōu)缺點(diǎn)，需要對其進(jìn)行比較分析，選擇最終的方案。2.3.1 傳送機(jī)構(gòu)方案的確定間歇式傳送的一個很大的好處是可以配合其他裝置進(jìn)行有規(guī)律的加工，但若電機(jī) 轉(zhuǎn)速不變，其每次傳送距離與停留時間是固定的，考慮到現(xiàn)實(shí)中紙箱尺寸的不確定，在這里選取間歇式傳送機(jī)構(gòu)己無多大意義，因?yàn)槿艏埾涑叽绺淖?，則不能保證裝置可以正常工作。并且間歇式的傳送工作效率較低，不能滿足快速封箱的要求。因此，傳 送機(jī)構(gòu)選擇連續(xù)式傳送。運(yùn)動由電機(jī)提供依次經(jīng)過帶傳動、齒輪傳動、傳送帶傳遞到封箱機(jī)構(gòu)下。2.3.2 封箱機(jī)構(gòu)設(shè)計方案的確定上面設(shè)計的封箱機(jī)構(gòu)的方案我們可以簡單設(shè)計成 2 滾輪的，當(dāng)箱體從右往左行進(jìn)時，推動滾輪 1,滾輪 2 會跟著滾輪 1 一起運(yùn)動，并且把刀片抬起；膠帶被貼在箱體 上，接著繼續(xù)向前行進(jìn)，直至箱體通過滾輪 2 時，滾輪 2 向下運(yùn)動，而滾輪1 隨著滾 輪 2—起向下運(yùn)動，由于滾輪 1 的向下運(yùn)動，帶動刀片的向下運(yùn)動，因此膠帶會被切 斷，當(dāng)箱體完全通過時，機(jī)構(gòu)回到初始狀態(tài)（依靠彈簧回到初始狀態(tài)，圖中未畫出）。圖 2-4 封箱機(jī)構(gòu)設(shè)計方案(1) 高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)選用絲杠，確定為手動調(diào)節(jié)，因?yàn)閱尉€絲杠自鎖性好，所以選單線絲杠，螺紋大徑取 30mm ,螺 距 取 10mm ,矩形螺紋牙，螺紋牙高度 5 mm。第 2 章 方案設(shè)計11(2) 水平寬度的調(diào)節(jié)使用同軸的旋向相反的絲桿，可以實(shí)現(xiàn)兩邊對稱的調(diào)節(jié)。2.4 本章小結(jié)課題研究內(nèi)容為：比較各種方案優(yōu)越性，并選擇一種設(shè)計,確定紙盒四角邊封箱機(jī)整體方案包括（機(jī)械本體結(jié)構(gòu)方案、零部件選取、控制系統(tǒng)方案）進(jìn)行機(jī)器人三維實(shí)體設(shè)計，造型，計算，仿真模擬。根據(jù)封箱機(jī)的原理及結(jié)構(gòu)，首先制定出設(shè)計過程中各部分的方案， 如傳動方案、結(jié)構(gòu)方案、壓帶機(jī)構(gòu)、封箱機(jī)構(gòu)的方案等，利用方案的對比的要求，確定最佳方案，然后根據(jù)這套方案進(jìn)行具體設(shè)計，如強(qiáng)度校核、尺寸選擇、材料選擇等。擬采用的方法是理論推導(dǎo)和計算繪圖分析的方法。機(jī)械裝備現(xiàn)代設(shè)計方法也為我們提出了很多的新思路，如機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析、機(jī)構(gòu)的力學(xué)分析、利用 CAD/CAM進(jìn) 行設(shè)計等。在設(shè)計過程中我們應(yīng)該綜合運(yùn)用這些方法，可以使設(shè)計更為細(xì)致。另外， 要使我們的設(shè)計盡量優(yōu)化，以達(dá)到符合要求的性價比。12第 3 章 傳送裝置設(shè)計根據(jù)上述選定的傳送機(jī)構(gòu)方案，采用連續(xù)傳送，即：直接依靠變速系統(tǒng)輸出的運(yùn)動帶動傳送帶實(shí)現(xiàn)連續(xù)的傳送。變速系統(tǒng)通過帶傳動、齒輪傳動、以及平帶傳動實(shí)現(xiàn)。 結(jié)構(gòu)如下圖示：1-傳 送 帶 2-滾 筒 3-V 帶 4-減 速 器 5-電 動 機(jī)圖 3-1 傳送裝置設(shè)計3.1 電動機(jī)的選用3.1.1 電動機(jī)的性能和分類電動機(jī)可分為交流電動機(jī)和直流電動機(jī)兩大類?，F(xiàn)就這兩種類型電機(jī)論述如下：(1)交流電動機(jī)交流電動機(jī)簡單、耐用、可靠、易維護(hù)、價格低、特性硬，但起動和調(diào)速性能差, 輕載時功率因素低，一般在無調(diào)速要求的機(jī)械廣泛應(yīng)用。在可變級頻率電源供電下可平滑調(diào)速。(2)直流電動機(jī)直流電動機(jī)的調(diào)速性能好，范圍寬，采用電子控制，能充分適應(yīng)各種機(jī)械負(fù)載特 性的需求，但它的價格貴、維護(hù)復(fù)雜且需要直流電源，因此只有在交流電動機(jī)第 3 章 傳送裝置設(shè)計13不能滿 足要求時才采用。其中串勵電動機(jī)的特點(diǎn)是起動轉(zhuǎn)矩大、過載能力大、特性軟、適用于電力牽引機(jī)械等。復(fù)勵電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩和過載能力比并勵電動機(jī)大，但調(diào)速范圍稍窄。3.1.2 選擇電動機(jī)應(yīng)綜合考慮的問題選擇電動機(jī)應(yīng)綜合考慮的問題：(1)根據(jù)機(jī)械的負(fù)載性質(zhì)和生產(chǎn)工藝對電動機(jī)的起動、制動、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等要求, 選擇電動機(jī)的類型。(2)根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩，速度變化范圍和起動的頻率程度要求，考慮電動機(jī)的溫升限 制，過載能力和起動轉(zhuǎn)矩，選擇電動機(jī)的功率。所選電動機(jī)的功率應(yīng)留有余量，負(fù)載 率一般取 0.8?0.9。過大的備用功率會使電機(jī)的效率降低，對于感應(yīng)電動機(jī)，其功率 因素將變壞。(3)如溫度、濕度、灰塵、雨水、腐蝕及易燃易爆氣體和其他因素的必要保護(hù)方 式選擇電動機(jī)的結(jié)構(gòu)形式。除此之外，選擇電動機(jī)還必須考慮運(yùn)行的可靠性、設(shè)備的供貨情況、安裝檢修的 難易、以及產(chǎn)品的價格、建設(shè)費(fèi)用和生產(chǎn)過程前后期電動機(jī)功率變化關(guān)系等各種因素。3. 1.3 本傳動機(jī)構(gòu)電動機(jī)的類型選擇由于本設(shè)計中電動機(jī)是用來給傳動機(jī)構(gòu)做動力，且載荷平穩(wěn)，常溫下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，生產(chǎn)批量為小批量，所以按工作要求及工作條件選用三相異步電動機(jī)，代號為 Y系列，同時為了其具有廣泛的適用性，采用了 380V 電壓 50HZ 的頻率。A 選擇電動機(jī)的功率(容量）電動機(jī)功率選擇是否合適，對電動機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。功率過小不能保 證工作機(jī)的正常工作，若功率選得過大，電動機(jī)的價格高，效率和功率因數(shù)都較低， 造成浪費(fèi)。負(fù)荷穩(wěn)定(或變化很小) 、長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械(例如運(yùn)輸機(jī))，可按照電動機(jī)的額 定功率選擇，而不必校驗(yàn)電動機(jī)的發(fā)熱和起動轉(zhuǎn)矩。3.2 電機(jī)選型3.2.1 伺服電機(jī)選型原則及其工作特點(diǎn) 伺服電機(jī)選型原則如下： 1.連續(xù)工作轉(zhuǎn)矩小于額定轉(zhuǎn)矩；2.瞬時工作最大轉(zhuǎn)矩14小于最大扭矩；3.負(fù)載慣量小于 3 倍電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量；4.連續(xù)工作轉(zhuǎn)速小于額定轉(zhuǎn)速。工作特點(diǎn)如下：1.最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的 2-3 倍；2.變功率運(yùn)行，轉(zhuǎn)矩和電流在額定值以下可以長期運(yùn)行；3.超額定轉(zhuǎn)矩工作時間不超過 2min；4.工作在最低轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)速之間時為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，在額定轉(zhuǎn)速和最大轉(zhuǎn)速之間時為恒功率調(diào)速。3.2.2 選型計算及電機(jī)參數(shù)1.封箱機(jī)電機(jī)選型由式（3-2）已算出工作轉(zhuǎn)矩為 2509.3TMNm?AN.m 查資料并計算得出聯(lián)軸器、蝸輪蝸桿、兩對軸承的總傳動效率為 0.78，所以電機(jī)功率為：3.87950nPKw????總（3-1）可以首先根據(jù)功率確定選型的大致范圍，然后根據(jù)扭矩確定傳動比，最后驗(yàn)算等效轉(zhuǎn)動慣量是否滿足要求。利用 solidworks 建立封箱機(jī)的三維模型，并且對各個零件賦予材料屬性，然后利用“評估”中的“質(zhì)量屬性”得出相對某軸的轉(zhuǎn)動慣量。其中蝸桿、蝸輪和擺臂裝配體工作時的轉(zhuǎn)動慣量分別為 213.460Jkgm???A kg.m2、 2.30Jkgm?A kg.m2 和23196.05Jkgm?Akg.m2 ，所以折算到電機(jī)軸的等效轉(zhuǎn)動慣量為 ??2213.8LzJ???????kg.m2 （3-2）由設(shè)定轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速比可以得出電機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)大于 157.5rpm，額定轉(zhuǎn)矩應(yīng)大于1593.61N·m。考慮到封箱機(jī)為非連續(xù)性工作，工作力矩小于最大值，且電機(jī)可以短時間超額定轉(zhuǎn)矩工作。綜上所述，選擇西門子 1PH8224-1-b2-電機(jī)。2.封箱機(jī)電機(jī)選型小車主軸、大齒輪和小齒輪的轉(zhuǎn)動慣量分別為 249.3510Jkgm???A kg.m2、250.46Jkgm?Akg.m2 和 3264.150Jkgm???A kg.m2。封箱機(jī)速度最大為 30rpm,設(shè)定加速過程為 0.1 秒，則加速度大小為 /rads?? ，所需驅(qū)動力矩為：??457TN?N.m （3-3）當(dāng)加速到最大速度的瞬時具有最大消耗功率，最大功率為 34.65PW? W。小、大齒輪的齒數(shù)分別為 32z? 、 40z，等效轉(zhuǎn)動慣量為 2.10LJkgm??A kg.m2。綜上所述，選擇安川電機(jī) SGMCS-14C-C。第 3 章 傳送裝置設(shè)計15所選伺服電機(jī)電機(jī)參數(shù)如表 3-1 所示。表 3-1 伺服電機(jī)參數(shù)電機(jī)型號 輸入電壓 P[Kw]M[Nm]I[A]N[rpm]J[kg.m2]M[kg]西門子1PH8224-1-b2-SLM/BLM 400V 36.0 860 100 400 1.452 610安川SGMCS-14C-C 200V 0.293 14.0 2.8 200 0.022 14.23.3 減速器的選用減速器是用于原動機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的封閉的傳動裝置。由于減速器具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動效率高、傳動準(zhǔn)確可靠、使用維護(hù)方便等特點(diǎn)，故在各種機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用甚廣。3.3.1 減速器性能和分類減速器按其機(jī)構(gòu)分為：圓柱齒輪減速器、圓錐一圓柱齒輪減速器；蝸桿減速器；行星輪齒輪減速器；擺線針輪減速器以及諧波輪減速器等等。常見減速器的類型及其 應(yīng)用簡述如下：(1)圓柱齒輪減速器兩級展開式圓柱齒輪減速器。它是兩級減速器中運(yùn)用最廣，最簡單的一種。齒輪 相對軸承位置不對稱。當(dāng)軸產(chǎn)生彎曲變形時，載荷在齒寬上分布不均勻。因此，軸應(yīng)具有較大的剛度，并盡量使高速齒輪遠(yuǎn)離輸入端，高速級可制成斜齒，低速級可制成 直齒。相對分流式講，用于載荷較平穩(wěn)的場合，傳動比一般為 i=8?60。(2)圓錐及圓錐圓柱齒輪減速器圓錐一圓柱齒輪減速器：它主要用于輸入軸與輸出軸相交而傳動化又較大的傳 動。圓錐齒輪應(yīng)在高速級，以減少錐齒輪尺寸，齒輪可分別制成直齒和斜齒。傳動比在直齒圓錐齒輪為 8?22,斜齒輪及螺旋齒輪為 8?40。3.3.2 減速器類型的選擇由前面計算知本設(shè)計所用減速器傳遞的功率 P=0.14kW,傳動比 i=8.732,輸入轉(zhuǎn)速 n=1390 r/min,則選擇兩級圓柱齒輪 (ZLY)減速器。由《機(jī)械設(shè)計實(shí)用手冊》表 9-1-2 查得:兩級減速器總中心距 a=192mm，b 16=80mm,a2=112mm。根據(jù)表 9-1-4 選取減速器公稱傳動比系列/=5.8 根據(jù)表 9-2-3 ZLY 型減速器低速級許用輸入功率 6=1.4 kW 根據(jù)表 9-2-9 ZLY 型減速器外形尺寸設(shè)計減速器的尺寸。3.4 帶傳動的設(shè)計帶傳動的類型很多，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計實(shí)用手冊》表 8-1-1 長用帶傳動的類型、特 點(diǎn)及應(yīng)用，選擇普通 V 帶用于連接減速器低速軸和滾筒軸之間的傳動；而置于導(dǎo)軌 上用于輸送箱體的帶則選用聚酰胺片基復(fù)合平帶。3.4.1 平帶傳動平帶傳動在機(jī)械傳動中應(yīng)用較普遍。它的特點(diǎn)是：（1)結(jié)構(gòu)簡單，能適應(yīng)多種傳動形式如交叉與角度傳動、多被動輪傳動、張緊離合器等。⑵主動輪與被動輪之間 距離較大。適于體積較大的機(jī)具之間的傳動。⑶膠帶有彈性，傳動中產(chǎn)生打滑，可 以緩和沖擊載荷和短時過載，又安全作用。⑷ 不能保持準(zhǔn)確穩(wěn)定的速比。 （5)軸和軸承上受壓力較大。聚酰胺片基復(fù)合平帶按承載層(聚酰胺片基)的能力(抗拉強(qiáng)度)分為輕型 L、中型 M、重型 H 和特輕型 EL、加重型 EH、超重型 EEH 等幾種，其尺寸規(guī)格見《機(jī)械設(shè) 計實(shí)用手冊》表 8-1-39。本設(shè)計中采用聚酰胺片基復(fù)合平帶傳動設(shè)計可以參照《機(jī)械設(shè)計實(shí)用手冊》表 8-1-35 進(jìn)行，但應(yīng)考慮下列幾點(diǎn) ： 選擇帶型時，現(xiàn)根據(jù)用途、載荷的大小和變化情況按《機(jī)械設(shè)計實(shí)用手冊》 表 8-1-40選擇貼面類型，然后再根據(jù)設(shè)計功率尺和小帶輪轉(zhuǎn)速〃,由《機(jī)械設(shè)計實(shí)用手冊》圖 8-1-7 選擇帶型。（1）小帶輪直徑名可按表 8-1-35 的計算值減小 30%?50%,但必須大于表 8-1-39 中規(guī)定的 rfmin，并應(yīng)使帶速 10?15m/s。（2）曲撓次數(shù) w 應(yīng)小于 Wmin=l5?50 小帶輪直徑大時取高值，若 w〉w min，則應(yīng)該用輕薄的帶或較大的帶輪直徑以免影響帶的壽命。（1）確定帶寬根據(jù)上式算出帶寬，再結(jié)合所要輸送箱體的寬度，初步確定輸送帶的寬度，并按 《機(jī)械設(shè)計實(shí)用手冊》表 8-1-39 選取標(biāo)準(zhǔn)值。取 b=250mm，選用兩根該帶。由以上推理計算可知，本設(shè)計中使用的聚酰胺片基復(fù)合平帶為：LR-M250x3350 GB/1063-89(—面粘鉻鞣革、一面粘彈性膠片、帶寬為 250mm、 帶長為第 3 章 傳送裝置設(shè)計173350mm 的聚酰胺片基復(fù)合平帶)。由以上推理計算可知，本設(shè)計中使用的聚酰胺片基復(fù)合平帶為：LR-M 250x3350 GB/1063-89(—面粘鉻鞣革、一面粘彈性膠片、帶寬為 250mm、 帶長為3350mm 的聚酰胺片基復(fù)合平帶)。平帶傳動在機(jī)械傳動中應(yīng)用較普遍。它的特點(diǎn)是：（1)結(jié)構(gòu)簡單，能適應(yīng)多種傳動形式如交叉與角度傳動、多被動輪傳動、張緊離合器等。⑵主動輪與被動輪之間 距離較大。適于體積較大的機(jī)具之間的傳動。⑶膠帶有彈性，傳動中產(chǎn)生打滑，可 以緩和沖擊載荷和短時過載，又安全作用。⑷ 不能保持準(zhǔn)確穩(wěn)定的速比。 （5)軸和軸承上受壓力較大。聚酰胺片基復(fù)合平帶按承載層(聚酰胺片基)的能力(抗拉強(qiáng)度)分為輕型 L、中型 M、重型 H 和特輕型 EL、加重型 EH、超重型 EEH 等幾種，其尺寸規(guī)格見《機(jī)械設(shè) 計實(shí)用手冊》表 8-1-39。本設(shè)計中采用聚酰胺片基復(fù)合平帶傳動設(shè)計可以參照《機(jī)械設(shè)計實(shí)用手冊》表 8-1-35 進(jìn)行，但應(yīng)考慮下列幾點(diǎn) ： 選擇帶型時，現(xiàn)根據(jù)用途、載荷的大小和變化情況按《機(jī)械設(shè)計實(shí)用手冊》 表 8-1-40選擇貼面類型，然后再根據(jù)設(shè)計功率尺和小帶輪轉(zhuǎn)速〃,由《機(jī)械設(shè)計實(shí)用手冊》圖 8-1-7 選擇帶型。（1）小帶輪直徑名可按表 8-1-35 的計算值減小 30%?50%,但必須大于表 8-1-39 中規(guī)定的 rfmin，并應(yīng)使帶速 10?15m/s。（2）曲撓次數(shù) w 應(yīng)小于 Wmin=l5?50 小帶輪直徑大時取高值，若 w〉w min，則應(yīng)該用輕薄的帶或較大的帶輪直徑以免影響帶的壽命。（1）確定帶寬根據(jù)上式算出帶寬，再結(jié)合所要輸送箱體的寬度，初步確定輸送帶的寬度，并按 《機(jī)械設(shè)計實(shí)用手冊》表 8-1-39 選取標(biāo)準(zhǔn)值。取 b=250mm，選用兩根該帶。由以上推理計算可知，本設(shè)計中使用的聚酰胺片基復(fù)合平帶為：LR-M250x3350 GB/1063-89(—面粘鉻鞣革、一面粘彈性膠片、帶寬為 250mm、 帶長為3350mm 的聚酰胺片基復(fù)合平帶)。由以上推理計算可知，本設(shè)計中使用的聚酰胺片基復(fù)合平帶為：LR-M 250x3350 GB/1063-89(—面粘鉻鞣革、一面粘彈性膠片、帶寬為 250mm、 帶長為3350mm 的聚酰胺片基復(fù)合平帶)。183.4.2 V 帶傳動V 帶比平帶應(yīng)用更廣泛，在許多情況下代替了平膠帶傳動和鏈傳動。V 帶傳動的 特點(diǎn)：(1)與鏈傳動相比，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，制造、使用、維護(hù)方便，能適應(yīng)多種復(fù) 雜的傳動形式。但其傳動不穩(wěn)定，局部損壞不易修理，需更換新品。(2)與平帶相比，不易掉帶，帶輪安裝要求不太嚴(yán)格，允許兩輪中心面有較大的 位置度和平行度偏差，能更好地適應(yīng)多種傳動形式，簡化傳動機(jī)構(gòu)。V 帶得出拉力較 低，允許用較小的包角和中心距，傳動比可以比較大，外廓尺寸小，沒有接頭，運(yùn)行 平穩(wěn)。(1)小帶輪直徑名可按表 8-1-35 的計算值減小 30%?50%,但必須大于表 8-1-39 中規(guī)定的 rfmin，并應(yīng)使帶速 10?15m/s。(2)曲撓次數(shù) w 應(yīng)小于 Wmin=l5?50 小帶輪直徑大時取高值，若 w〉w min，則應(yīng)該用輕薄的帶或較大的帶輪直徑以免影響帶的壽命。(3)確定帶寬根據(jù)上式算出帶寬，再結(jié)合所要輸送箱體的寬度，初步確定輸送帶的寬度，并按 《機(jī)械設(shè)計實(shí)用手冊》表 8-1-39 選取標(biāo)準(zhǔn)值。取 6=250mm，選用兩根該帶。由以上推理計算可知，本設(shè)計中使用的聚酰胺片基復(fù)合平帶為：LR-M250x3350 GB/1063-89(—面粘鉻鞣革、一面粘彈性膠片、帶寬為250mm、 帶長為 3350mm 的聚酰胺片基復(fù)合平帶)。3.5 主軸部分軸材料的選擇主軸零件要求材料具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、韌性和耐磨性。這些性質(zhì)是通過熱處理方法實(shí)現(xiàn)的。因此要求材料具有良好的淬火硬度，同時保持材料內(nèi)在的軔性。低碳合 金鋼的韌性優(yōu)于中碳鋼，故于重載、高速。氮化鋼具有淬火變形小的特點(diǎn)，使之適于精密主軸使用。軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用于軋制圓鋼和鍛件，有的則第 3 章 傳送裝置設(shè)計19直接用圓鋼。由于碳鋼比合金鋼價廉，對應(yīng)力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理 或化學(xué)處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造尤為廣泛，45 號鋼 等優(yōu)質(zhì)中碳鋼是最常用的材料。 Q235-A 等普通碳素鋼用于不重要的軸或受載較小的 軸。合金鋼比碳鋼具有更高的力學(xué)性能和更好的淬火性能。因此，在傳遞大動力，并 要求減少尺寸與質(zhì)量，提高軸頸的耐磨性，以及處于高溫或低溫條件下工作的軸，常 采用合金鋼。各種熱處理（如高頻淬火、滲碳、氮化、氰化等）以及表面強(qiáng)化處理（如噴丸、滾壓等)，對提高軸的抗疲勞強(qiáng)度都有著顯著的效果。由于此設(shè)計中軸主要傳遞運(yùn)動，且受力較小，選擇 45 鋼作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理。3.6 聯(lián)軸器的選用聯(lián)軸器按計算轉(zhuǎn)矩 7；進(jìn)行選擇，要求所選聯(lián)軸器允許的最大轉(zhuǎn)矩大于計算轉(zhuǎn)矩 T； ,且孔徑應(yīng)與被連接的兩軸直徑一致。聯(lián)軸器的類型應(yīng)根據(jù)工作要求選擇，一般多采用可移式聯(lián)軸器，它可以補(bǔ)償由于 制造、安裝生產(chǎn)的徑向位移和角位移。在啟動頻繁、變載荷、高速級正反轉(zhuǎn)的場合， 應(yīng)采用彈性聯(lián)軸器。本設(shè)計中電動機(jī)與減速器高速軸之間使用聯(lián)軸器。20再根據(jù)軸徑的大小査《機(jī)械設(shè)計實(shí)用手冊》表 4-2-19 選用 TL3 聯(lián)軸器。其主要 參數(shù)如下：TL3:軸孔直徑范圍為 16?22mm,公稱轉(zhuǎn)矩 7:T=63 Nm 合適，許用轉(zhuǎn)速 [n]=4700(鐵) ，[n]?。合適。3.7 輥筒的設(shè)計與計算簡單的帶式輸送機(jī)上裝有傳動滾筒和張緊滾筒；較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)上還設(shè)有該項滾 筒，用以增加包角或改變輸送方向。常用的輥筒結(jié)構(gòu)型式見《實(shí)用機(jī)械設(shè)計手冊》圖 13.3-3。為了獲得所需的傳動牽 引力，而又不致使輸送帶的張力過大，可在傳動滾筒表面包覆木材、皮革或橡膠，以 增加滾筒與輸送帶之間的摩擦力，并可采用各種輸送帶圍繞型式以增大輸送帶在滾筒 上的包角。滾筒基本參數(shù)和尺寸見《實(shí)用機(jī)械設(shè)計手冊》表 13.3-9。重型帶式輸送機(jī)多采用各種類型的多滾筒傳動方式，以增加傳動功率，見《實(shí)用 機(jī)械設(shè)計手冊》圖 13.3-5。根據(jù)輥筒在本設(shè)計中的作用以及它與封箱機(jī)的連接形式，設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單、占用空 間少、具有足夠承載能力的滾筒，如圖 3-2 所示：圖 3-2 輥筒3.8 本章小結(jié)本章主要講述了傳送裝置的設(shè)計過程，包括電機(jī)的選型，減速器的選型，帶傳動的設(shè)計，主軸設(shè)計，聯(lián)軸器的選用和輥筒的選用計算過程，根據(jù)上述選定的傳送機(jī)構(gòu)方案，采用連續(xù)傳送，即：直接依靠變速系統(tǒng)輸出的運(yùn) 動帶動傳送帶實(shí)現(xiàn)連續(xù)的傳送。變速系統(tǒng)通過帶傳動、齒輪傳動、以及平帶傳動實(shí)現(xiàn)。 第 4 章 封箱機(jī)構(gòu)設(shè)計21第 4 章 封箱機(jī)構(gòu)設(shè)計4.1 工作臺高度的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為適應(yīng)不同生產(chǎn)線的要求，工作臺的高度可通過 4 根支柱上所連接的 4 根中間含 有矩形孔的支柱通過螺栓連接來調(diào)整?？烧{(diào)范圍是 20cm。由于 4 根支柱上的孔是矩 形分布的，調(diào)節(jié)起來特別容易。采用這種設(shè)計，具有簡單、方便的優(yōu)點(diǎn)。4.2 紙箱寬度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4.2.1 導(dǎo)向桿的設(shè)計本設(shè)計中，導(dǎo)向桿用于使隨輸送帶動作的紙箱由于導(dǎo)向桿的作用，使箱體自動調(diào) 節(jié)對中位置，并進(jìn)入封箱位置中，完成紙箱的自動封箱動作。結(jié)合《機(jī)械設(shè)計實(shí)用手冊》選用 45 號鋼作為導(dǎo)向桿的材料。4.2.2 寬度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為適應(yīng)各種紙箱的寬度，兩調(diào)節(jié)桿的寬度在 150-500_范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)桿 之間的距離由兩根螺桿確定，兩螺桿兩頭分別為左旋和右旋螺紋，中間留有 40mm光 桿，用于把不同旋向的螺紋分開。當(dāng)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)手輪如圖 4-2 所示，兩根螺桿通過鏈條 的帶動同方向旋轉(zhuǎn)，于是兩調(diào)節(jié)桿靠攏或向兩邊分開，以適應(yīng)不同的箱體寬度。圖 4-1 調(diào)節(jié)導(dǎo)軌寬度圖22搖動搖把手柄可以調(diào)整封箱寬度，順時針（在操作側(cè)側(cè)視） 轉(zhuǎn)動曲柄可調(diào)窄，逆時針轉(zhuǎn)動曲柄可調(diào)寬。4-2 搖動手柄4.3 紙箱高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)選用絲杠，確定為手動調(diào)節(jié)，因?yàn)閱尉€絲杠自鎖性好，所以選單線 絲杠，螺紋大徑取 30mm,螺距取 10_,矩形螺紋牙，螺紋牙高度 5_。搖動搖把手柄 b51 可以調(diào)整封箱高度，順時針(俯視)轉(zhuǎn)動曲柄可調(diào)高，逆時針轉(zhuǎn)動曲柄可調(diào)低。圖 4-3 紙箱高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)第 4 章 封箱機(jī)構(gòu)設(shè)計234.4 刀架部件設(shè)計該機(jī)構(gòu)分別由上刀架和下刀架組成，完成紙箱的頂面和底面的封口和膠帶切斷任 務(wù)。由于是膠帶封箱機(jī)封箱質(zhì)量的關(guān)鍵部件，要求 ：(1) 要確保其工作的準(zhǔn)確性和合理性。(2) 要確保其工作的穩(wěn)定性。(3) 要確保去工作的高效率。刀架結(jié)構(gòu)如圖 4-4 所示。在當(dāng)箱體進(jìn)入工作空間后，箱體在側(cè)面的齒將皮帶的摩 擦力作用下前進(jìn)。當(dāng)運(yùn)行至刀架位置時，箱體將刀片架和膠帶壓輪 1 壓退位，而膠帶 壓輪 2 在四桿機(jī)構(gòu)的作用下與膠帶壓輪 1 保持同步運(yùn)動而退位，并使前面的膠帶與紙 箱貼合并封箱。隨著箱體前進(jìn)，膠帶不斷地抽出封在箱體上。當(dāng)箱體的后部離開刀片 時，膠帶壓輪 1 由于四桿機(jī)構(gòu)的作用與膠帶壓輪 2 的運(yùn)動一致，而刀片架受小彈簧 彈力作用，復(fù)位彈起，切斷膠帶。當(dāng)箱體運(yùn)動離開膠帶壓輪 2時，膠帶壓輪 2 也由于 受可調(diào)彈簧回位作用而復(fù)位，使連在箱體上最后的膠帶也貼在箱體上，完成后段封箱任務(wù)。圖 4-4 刀架機(jī)構(gòu)244.5 刀片的設(shè)計膠帶刀片設(shè)計如圖 4-5 所示。膠帶在切斷前繃得很緊，只要斷開處有一點(diǎn)先被切 破，斷口就會迅速擴(kuò)大，直到全部切斷。為了增強(qiáng)切斷瞬間的壓強(qiáng)的作用效果，設(shè)計刀齒的排列有一定的斜度，其斜度為 3°，從而使瞬間的接觸面積大大減少，盡可能的使刀片一次性切斷膠帶。圖 4-5 刀片的結(jié)構(gòu)圖4.6 壓帶機(jī)構(gòu)的設(shè)計壓帶機(jī)構(gòu)初步選定采用四連桿機(jī)構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)的共同點(diǎn)是原動件的運(yùn)動都要經(jīng)過 一個不與機(jī)架直接相連的中間構(gòu)件才能傳動從動件，即連桿機(jī)構(gòu)。連桿機(jī)構(gòu)具有以下一些傳動特點(diǎn)：連桿機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動副一般均為低副，其運(yùn)動副元素為面接觸，壓力較小，承載能 力較大，潤滑好，磨損小，加工制造容易，且連桿機(jī)構(gòu)中的低副一般是幾何密封，對 保證工作的可靠性有利。在連桿機(jī)構(gòu)中，在原動件的運(yùn)動規(guī)律不變的條件下，可用改變各相對長度來使從 動件得到不同的運(yùn)動規(guī)律。在連桿機(jī)構(gòu)中，連桿上個點(diǎn)的軌跡是各種不同形狀的曲線，其形狀隨著各構(gòu)件相 對長度的改變而改變，故連桿曲線的形式多樣，可用滿足一些特定工作需要。連桿機(jī)構(gòu)也存在如下一些缺點(diǎn)：由于連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動必須經(jīng)過中間桿件進(jìn)行傳遞，因而傳動路線較長，易產(chǎn)生較 大的誤差積累，同時也使機(jī)械效率降低。在連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動中，連桿及滑塊所產(chǎn)生的慣性力難以用一般平衡方法加以消除，因而連桿機(jī)構(gòu)不宜用于高速運(yùn)動。