书本打包机纵向推书机构的设计

1华北科技学院课程设计任务书题目书本打包机纵向推书机构的设计专业、班级机制B084学号200802024410姓名主要内容、基本要求、主要参考资料等：一、设计题目设计书本打包机中的推书机构、送纸机构及裁纸机构。书本打包机的用途是用牛皮纸将一摞书包成一包，并在两端贴好标签，如图一所示。二、工作原理及工艺动作过程书摞包、封过程工艺顺序及各工位布置分别如图二、三所示，分述如下：（1）横向送书(送一摞书)。（2）纵向推书前进(推一摞书)到工位a，使它与工位b～g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a～g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。2（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、原始数据和设计要求1、推书机构的基本数据为了保证工作安全、台面整洁，推书机构最好放在工作台面以下。2、工艺要求的数据书摞尺寸：宽度a130～140mm；长度b180～220mm；高度c180～220mm。推书起始位置：DOx表中数据。方案1x（mm）1y（mm）y（mm）DOx（mm）20(o)H（mm）][3(o)][1(o)rr（mm）01(o)02(o)03(o)4m(kg)112030065010010020040451012010014052120350650200100200404510120100140631204006503001002004045101201001406411030065010010020040451012010014055110350650200100200404510120100140661104006503001002004045101201001406710035065030010020040451012010014068100300650100100200404510120100140591003506502001002004045101201001405109035065030010020040451012010014063推书行程：H表中数据。推书次数(主轴转速)：n(10±0.1)r／min。主轴转速不均匀系数：≤1／4。3、纵向推书运动要求（1）推书运动循环：整个机器的运动以主轴回转一周为一个循环周期。因此，可以用主轴的转角表示推书机构从动件(推头或滑块)的运动时间。推书动作占时1／3周期，相当于主轴转120o；快速退回动作占时小于1／3周期，相当于主轴转角100o；停止不动占时大于1／3周期，相当于主轴转角140o。具体的每个运动时期内纵向推书机构从动件的工艺动作与主轴转角的关系如下表所示：主轴转角推书机构执行滑块的动作主轴转角推书机构执行滑块的动作o0～o80推单摞书前进o120～o220滑块退回o80～o120推七摞书前进，同时折后角o220～o360滑块停止不动如图五所示为推书机构运动循环图。图一书本打包机的功用4（2）推书前进和退回时，要求采用等加速、等减速运动规律。图二包、封工艺顺序图三包、封过程各工位布置5图五纵向推书机构运动循环图0203013rr1yy120DOx2ABO1DC1x3H4图四纵向推书机构运动简图64、其他机构的运动关系如下表所示。工艺动作主轴转角工艺动作主轴转角横向送书o150～o340送纸裁纸o200～o360～o70o70～o80折侧边，折两端上、下边，折前角o180～o340涂浆糊，贴封签，烘干o180～o3405、各工作阻力的数据（1）每摞书的质量为4.6kg。（2）横向送书机构的阻力可假设为常数，相当于主轴上有等效阻力矩4cM40N·m。（3）送纸、裁纸机构的阻力也假设为常数，相当于主轴上有等效阻力矩5cM10N·m。（4）折后角机构的阻力，相当于四摞书的摩擦阻力（设摩擦系数1.0f）。折算到主轴上的阻力矩。（5）折边、折前角机构的阻力总和，相当于主轴上受到等效阻力矩6cM，其大小可用机器在纵向推书行程中（即主轴转角从o0转至o120范围中）主轴所受纵向推书阻力矩的平均值3cmM表示为6cM＝63cmM其中3cmM大小可由下式求出nMMniiccm133＝7式中，i3cM为推程中各分点的阻力矩的值；n为推程中的分点数。（6）涂浆糊、贴封签和烘干机构的阻力总和，相当于主轴上受到等效阻力矩7cM，其大小可用3cM表示为7cM＝83cmM四、设计内容和设计步骤1、根据给定的原始数据和工艺要求，构思并选定机构方案。除纵向推书机构按图四设计外，送纸、裁纸机构以及从电动机到主轴（图四所示凸轮轴）之间的传动机构应画出机械传动示意图。并确定传动机构及送纸、裁纸机构中与整机运动协调配合有关的主要尺寸或参数：如齿轮的齿数、模数、皮带轮直径、各机械间相互位置尺寸等。画出包封全过程中机械的运动循环图，即全部工艺动作与主轴转角的关系图。2、设计纵向推书机构：按5～6人为一组，每组一个方案。每人选择方案中的两个位置（注意两个点要分别取在推程和回程）。（1）用图解法初选AC杆长度，找出max3与min3的大致范围。并保证滑块能达到行程H。（2）按minmax3)(的原则最后确定AC和CD杆的长度。应满足][3max3的要求。（注意：要保证C点低于滑块导路以保证安全）（3）设摆杆AC的摆角2与凸轮转角1为等加速、等减速运动规律，对摇杆滑块机构进行运动分析，绘出14S、12、814V、14线图。（4）对机构进行力分析，求出主轴上的阻力矩在主轴旋转一周中的一系列数值，即)(jiccMM式中为主轴的转角，i为主轴回转一周中的各分点的序号（每人求两个分点的值）。力分析时，只考虑工作阻力、重力和惯性力。汇集本组其他人的数据。绘制1cM线图并计算出阻力矩的平均值cmM。（5）根据上面求出的平均阻力矩cmM，考虑各运动副的效率。估算出整机效率，算出所需电动机功率的理论值N计，再乘以安全系数K（一般取K＝1.2～1.4），得出电动机功率N电，查阅电动机产品目录，选择电动机型号，应使所选电动机的额定功率NN电。（6）根据力矩曲线和给定的速度不均匀系数，不计各构件的质量和转动惯量，计算出飞轮的等效转动惯量。指出飞轮安装在哪根轴上较合理。（7）根据12曲线，用作图法设计凸轮轮廓，并校核实际轮廓是否变尖或失真，校核][1max1。3、编写、整理设计说明书说明书格式如下：9装订线项目内容结果设计说明书之前必须附上本设计任务书。并写明同组同学名单和指明是第几方案的设计数据。五、设计进度1、布置设计题目，0.5天2、讨论并决定方案，0.5天3、绘制机构运动简图、运动分析、力分析1.5天4、选择电动机、计算飞轮转动惯量、设计凸轮轮廓线，1.5天5、整理设计说明书，1天六、几点说明1、纵向推书机构运动简图及运动分析、力分析线图绘制在1号图纸上。2、14S、12、14V、14、1cM线图及凸轮轮廓线图绘制在另一张1号图纸上。3、送纸、裁纸机构及电动机到主轴之间的传动机构的示意图均绘制在说明书上。20mm30mm30mm104、4V、4允许用解析法计算。用解析法设计时，必须绘制机构运动简图和凸轮轮廓线图，在设计说明书中附有设计程序。完成期限：指导教师签名：于谦课程负责人签名：郭德纲年月日