紙盒貼角機設(shè)計【畢業(yè)設(shè)計】

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p><b>　　紙盒貼角機設(shè)計</b></p><p>　　所在學院 </p><p>　　專業(yè)班級

2、 機械設(shè)計制造及其自動化 </p><p>　　學生姓名 學號 </p><p>　　指導教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘　要</b&g

3、t;</p><p>　　隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人民的生活水平有了質(zhì)的提高，消費者對商品的外觀也有了新的要求，尤其是紙盒包裝商品?，F(xiàn)實生活中消費者對包裝彩盒的要求日益提高，不但要求其具有鮮艷的色彩大方的設(shè)計還要符合成型漂亮四方端正的要求。再加上社會勞動成本的日益提高，作為取代人工糊盒提高生產(chǎn)效率和成型質(zhì)量的紙盒貼角機的應(yīng)用也越來越廣泛。尤其近幾年，紙包裝容器產(chǎn)品多樣化的發(fā)展趨勢越發(fā)明顯，各大貼角機生產(chǎn)設(shè)備商也在

4、向盒型適應(yīng)性，擴展性和靈活性方面做著努力。為了提高生產(chǎn)生活中的紙盒包裝的貼角過程的效率，本文通過收集大量國內(nèi)外專利文獻和研發(fā)資料，在分析現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，完成了膠帶輸送機構(gòu)、刀具運動機構(gòu)、控制裝置三大部分的具體分析研究和具體結(jié)構(gòu)設(shè)計，利用機電一體化的專業(yè)知識設(shè)計出一款紙盒貼角機。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】紙盒；包裝；貼角；凸輪</p><p><b>　　Abst

5、ract</b></p><p>　　【Abstract】With the rapid development of national economy，people's living standards have improved, consumers have the new requirements to goods’ appearance, especially goods of car

6、ton packaging. In the real world ,the demand of packaging color carton is increasing day by day. It required bright colors and decent design, and also beautiful molding. The application of cartons posted machine which i

7、s improving the productivity and forming quality is becoming more and more widespread because of soc</p><p>　　【Key words】cartons；packaging；posted; cam wheel. </p><p><b>　　目　錄</b><

8、;/p><p><b>　　摘　要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　目　錄III</b></p><p><b>　　1概述1</b></p><p>　　1.1本畢業(yè)設(shè)計的背景及意義1</

9、p><p>　　1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1</p><p>　　1.2.1紙盒包裝1</p><p>　　1.2.2控制機構(gòu)3</p><p>　　1.3發(fā)展趨勢7</p><p>　　1.3.1多功能、機動性7</p><p>　　1.3.2高速、高生產(chǎn)效率7</p>

10、;<p>　　1.3.3適應(yīng)小批量包裝盒的生產(chǎn)8</p><p>　　1.3.4提高自動化程度8</p><p>　　1.4畢業(yè)設(shè)計中所做的工作8</p><p>　　1.4.1資料收集與整理8</p><p>　　1.4.2自動貼角方案分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計8</p><p>　　1.4.3

11、具體參數(shù)的計算和零部件選擇8</p><p>　　1.4.4完善改進與畢業(yè)設(shè)計的撰寫8</p><p>　　2總體方案設(shè)計10</p><p>　　2.1方案擬定10</p><p>　　2.1.1膠帶輸送機構(gòu)研究10</p><p>　　2.1.2刀具運動機構(gòu)研究11</p>&

12、lt;p>　　2.1.3其他控制機構(gòu)研究12</p><p>　　2.1.4總體方案裝配圖12</p><p>　　2.2機械傳動部件的選擇14</p><p>　　2.2.1電動機的選擇14</p><p>　　2.2.2減速器的選擇14</p><p>　　2.2.3聯(lián)軸器的選擇15&

13、lt;/p><p>　　2.2.4軸承裝置的選擇15</p><p>　　2.2.5其他傳動裝置的選擇16</p><p>　　3機械零部件的設(shè)計與計算18</p><p>　　3.1凸輪的設(shè)計計算18</p><p>　　3.2棘輪的設(shè)計計算19</p><p>　　3.3凸

14、輪軸的強度計算20</p><p>　　4結(jié)論及其展望23</p><p><b>　　參考文獻24</b></p><p>　　致謝錯誤!未定義書簽。</p><p>　　附錄錯誤!未定義書簽。</p><p><b>　　概述</b></p>&

15、lt;p>　　本畢業(yè)設(shè)計的背景及意義</p><p>　　在我們?nèi)粘痰纳钪?，各種禮品以及生活用品都需要紙盒來包裝修飾。紙盒包裝給人一種有序、安全可靠的印象，具有一種原始自然的風味，易于開啟，拿取方便，處理簡單。硬紙板彩色紙盒是使用非常廣泛的銷售類包裝。隨著我國WTO和印刷包裝的迅速發(fā)展，各種商品的外包裝對品味和品質(zhì)的追求越來越高，有氣是對折疊紙盒的追求，除了設(shè)計新穎、色彩鮮艷、層次鮮明、特設(shè)部位重點突出、

16、精致而細膩外，還要求盒型簡潔、結(jié)構(gòu)合理、加工精確、成型美觀[1]。</p><p>　　隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人民的生活水平有了質(zhì)的提高，消費者對商品的外觀也有了新的要求，尤其是紙盒包裝商品。現(xiàn)實生活中消費者對包裝彩盒的要求日益提高，不但要求其具有鮮艷的色彩大方的設(shè)計還要符合成型漂亮四方端正的要求。再加上社會勞動成本的日益提高，作為取代人工糊盒提高生產(chǎn)效率和成型質(zhì)量的紙盒貼角機的應(yīng)用也越來越廣泛。尤其近幾年，紙

17、包裝容器產(chǎn)品多樣化的發(fā)展趨勢越發(fā)明顯， 各大貼角機生產(chǎn)設(shè)備商也在向盒型適應(yīng)性，擴展性和靈活性方面做著努力[2]。</p><p>　　紙盒制造包裝工藝比較復雜，要經(jīng)過定幅切紙－裝潢印刷－上光壓光覆膜－模切壓痕－紙盒貼角等多道工序。紙盒貼角作為紙盒印制加工過程中的最后一道工序，其質(zhì)量好壞將直接影響最后成品盒的質(zhì)量和產(chǎn)品合格率。最大限度減少紙盒貼角過程中各種不良因素和操作流程對產(chǎn)品質(zhì)量的影響，將是最直接、最有效、最經(jīng)

18、濟節(jié)本的方式[3]。以前各工序多以功能單一的單機生產(chǎn)為主，有的還要輔之以手工操作，生產(chǎn)效率低，勞動強度大，產(chǎn)品質(zhì)量不高。隨著機械技術(shù)在紙盒行業(yè)的應(yīng)用，極大地提高了紙盒自動化、高效化水平。</p><p>　　在紙盒包裝尤其是紙盒貼角的過程中，我國紙包裝容器制造設(shè)備的性能與國外先進水平存在一定差距，主要反映在設(shè)備的技術(shù)含量上，重視高新技術(shù)的應(yīng)用已成為提高設(shè)備的先進性、可靠性的主要途徑。因此，本課題中設(shè)計一款紙盒貼角

19、機是具有實際意義的[4]。</p><p><b>　　國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</b></p><p><b>　　紙盒包裝</b></p><p>　　目前，全球的包裝機械需求每年以5.3%的速度增長，2005年達到290億美元。美國擁有最大的包裝設(shè)備生產(chǎn)商，其次是日本，其他主要生產(chǎn)商還來自德國、意大利和中國。但目前包裝設(shè)備生產(chǎn)

20、增長最快的是在發(fā)展中的國家和地區(qū)。友達國家將從刺激國內(nèi)需求中獲利，并在發(fā)展中國家尋找當?shù)睾线m的生產(chǎn)廠家，特別是在食品加工廠進行投資，提供包裝機械設(shè)備。</p><p>　　德國包裝機械在設(shè)計、制造、技術(shù)性能等方面居于領(lǐng)先地位。2002年德國包裝機械產(chǎn)值達34億歐元，比2001年上升了10%。如以不同的包裝材料來劃分，2002年德國玻璃包裝業(yè)增長了近1.6%，木材近3.6%，紙及紙板近11.9%，塑料近13.4%，

21、金屬近6.2%，其中鋁制包裝產(chǎn)品增長近3.9%。歐洲包裝機械的70%為德國生產(chǎn)，其產(chǎn)量的77%出口，占世界包裝機械出口市場的29%，名列世界第一位。中國是德國包裝機械的重要出口國，尤其是食品加工及包裝機械。德國主要的包裝機械出口市場依次為美、英、法、中、俄。德國的包裝機械在計量、制造、技術(shù)性能等方面均名列前茅，特別是啤酒、飲料灌裝設(shè)備具有高速、成套、自動化程度高、可靠性好等特點。一些大公司生產(chǎn)的包裝機械集機、電、儀及微機控制于一體，采用

22、光電感應(yīng)，以光標控制，并配有防靜電裝置。其大型自動包裝機不僅包裝容積大，而且能集制袋、稱重、充填、抽真空、封口等工序在一臺單機上完成。德國包裝機械業(yè)多年來始終處于穩(wěn)定增長狀態(tài)，出口比例占80%左右，是世界上最大的包裝機械出口國。德國包裝機械出口貿(mào)易有兩大特點：一是絕對數(shù)額大;二是相對比例高。德國的包裝機械制造商致力</p><p>　　美國是世界上包裝機械發(fā)展歷史較長的國家，早已形成了獨立完整的包裝機械體系，其品

23、種和產(chǎn)量均居世界之首。十多年來，美國始終保持著世界最大包裝機械生產(chǎn)和消費大國的地位，其產(chǎn)品以高、大、精、尖居多，機械與計算機緊密結(jié)合，實現(xiàn)機電一體化控制。新型機械產(chǎn)品中以成型、填充、封口三種機械的增長最快，裹包機和薄膜包裝機占整個市場份額的15%，紙盒封盒包裝機在市場占有率中居第二位。從上世紀90年代以來，美國包裝機械業(yè)一直保持良好的發(fā)展勢頭。美國的包裝機械制造廠大部分附屬于大型包裝材料廠，銷售也完全依賴母公司。</p>

24、<p>　　美國食品產(chǎn)業(yè)中，蔬菜和水果每年所需求的包裝機械所占的比重最大，到2005年占20.3%;肉品所需包裝機械為第二位，乳品為第三位，面包第四位，糖果第五位。除肉品持平外，乳品、糖果包裝機械的年需求值所占食品產(chǎn)業(yè)總需求值的比重都呈下降趨勢。其它產(chǎn)業(yè)主要由家庭清潔用品與化妝品、煙草產(chǎn)品、醫(yī)藥產(chǎn)品、日雜產(chǎn)品4個行業(yè)組成。其它產(chǎn)業(yè)對包裝機械年需求值占年總需求值的1/3左右。</p><p>　　美國當前

25、前景看好的包裝機械是：水平枕式微機控制、配有伺服電機和薄膜張力好的電力控制裝置的包裝機械。今后，微電子、電腦、工業(yè)機器人、智能型、圖像傳感技術(shù)和新材料等在包裝機械中將會得到越來越廣泛的應(yīng)用，使包裝機械趨向自動化、高效率化、節(jié)能化方向發(fā)展[5]。</p><p>　　我國包裝機械廠商越來越注重開發(fā)快速、成本較低的包裝設(shè)備，設(shè)備向小、靈活、多用途、高效率方向發(fā)展。此趨勢還包括節(jié)約時間、降低成本，因此包裝界所追求的是組

26、合化、簡潔化、可移動的包裝設(shè)備。在包裝機械自動化方面，自動化操作程序已獲得廣泛應(yīng)用，如PLC設(shè)備、數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)等。</p><p>　　目前國內(nèi)糊盒工藝和糊盒帖角機生產(chǎn)都與國際先進水平存在著較大的差距，手工糊盒在國內(nèi)市場中所占的比例相當大。而國內(nèi)勞動力低廉的優(yōu)勢正逐漸縮小，擺在企業(yè)面前的是勞動力的缺乏，面對這種局面，業(yè)內(nèi)人士意識到設(shè)備自動化的道路已勢在必行[6]。</p><p><

27、b>　　控制機構(gòu)</b></p><p>　　目前國內(nèi)外紙盒貼角機基本控制機構(gòu)有以下幾種凸輪機構(gòu)、棘輪機構(gòu)。</p><p>　　凸輪機構(gòu)是由凸輪、從動件、機架以及附屬裝置組成的一種高副機構(gòu)。其中凸輪是一個具有曲線輪廓的構(gòu)件，通常作連續(xù)的等速轉(zhuǎn)動、擺動或移動。從動件在凸輪輪廓的控制下，按預(yù)定的運動規(guī)律作往復移動或擺動。如圖1-1所示為以內(nèi)燃機的配氣凸輪機構(gòu)，凸輪 1 作等

28、速回轉(zhuǎn)，其輪廓將迫使推桿 2 作往復擺動，從而使氣門 3 開啟和關(guān)閉，以控制可燃物質(zhì)進入氣缸或廢氣的排出。由上述例子可以看出，從動件的運動規(guī)律是由凸輪輪廓曲線決定的[7-8]。</p><p><b>　　圖1-1 凸輪機構(gòu)</b></p><p><b>　　凸輪的分類</b></p><p>　　按凸輪形狀分類

29、</p><p><b>　　(1)盤形凸輪</b></p><p>　　它是凸輪的最基本形式。如圖1-2（a）所示，這種凸輪是一個繞固定軸線轉(zhuǎn)動并且具有變化向徑的盤形構(gòu)件。 </p><p><b>　　(2)移動凸輪</b></p><p>　　當盤形凸輪的回轉(zhuǎn)中心趨于無窮遠時，凸輪曲線輪廓

30、相對于機架作往復直線運動，如圖1-2(b)所示，這種凸輪稱為移動凸輪。</p><p><b>　　(3)圓柱凸輪</b></p><p>　　這種凸輪是在一個圓柱上開有曲線凹槽，或是在圓柱端面上作出曲線輪廓(圖1-3（c）)的構(gòu)件。它可以看作是將移動凸輪卷成圓柱體演化而成的。</p><p>　　圖1-2 凸輪的形狀分類</p>

31、<p><b>　　按從動件的形式分類</b></p><p><b>　　(1)尖頂從動件</b></p><p>　　如圖1-3(a)所示，這種從動件構(gòu)造最簡單。尖頂能與任意復雜的凸輪輪廓保持接觸，從而使從動件實現(xiàn)任意預(yù)期的運動。但因它與凸輪輪廓之間為點接觸，接觸應(yīng)力大，易于磨損，所以只適用于作用力不大和速度低的場合，如儀表機構(gòu)中

32、。</p><p><b>　　(2)滾子從動件</b></p><p>　　如圖1-3(b)所示。這種從動件的滾子與凸輪之間為滾動摩擦，磨損較小，可以傳遞較大的動力，所以應(yīng)用較廣。</p><p><b>　　(3)平底從動件</b></p><p>　　如圖1-3（c）所示。這種從動件的優(yōu)點是凸

33、輪對從動件的作用力始終垂直于從動件的底邊(不計摩擦時)，效率較高，而且從動件的底面與凸輪之間易于形成油膜，潤滑性能較好，所以常用于高速傳動中。它的缺點是不能用于有內(nèi)凹輪廓的凸輪上。</p><p><b>　　(4)球面底從動件</b></p><p>　　如圖1-3（d）所示。</p><p>　　以上四種從動件都可以相對機架作往復直線運動或

34、作往復擺動。我們把作往復直線運動的從動件稱為直動從動件，把作往復擺動的從動件稱為擺動從動件。在直動從動件中，若其導路的中心線通過凸輪的回轉(zhuǎn)中心則稱其為對心直動從動件，若不通過凸輪回轉(zhuǎn)中心則稱之為偏置直動從動件[9]。</p><p>　　圖1-3 凸輪機構(gòu)從動件類型</p><p>　　圖1-4為機械中常用的外嚙合式棘輪機構(gòu)，它由主動擺桿，棘爪，棘輪、止回棘爪和機架組成。主動件空套在與棘

35、輪固連的從動軸上，并與驅(qū)動棘爪用轉(zhuǎn)動副相聯(lián)。當主動件順時針方向擺動時，驅(qū)動棘爪便插入棘輪的齒槽中，使棘輪跟著轉(zhuǎn)過一定角度，此時，止回棘爪在棘輪的齒背上滑動。當主動件逆時針方向轉(zhuǎn)動時，止回棘爪阻止棘輪發(fā)生逆時針方向轉(zhuǎn)動，而驅(qū)動棘爪卻能夠在棘輪齒背上滑過，所以，這時棘輪靜止不動。因此，當主動件作連續(xù)的往復擺動時，棘輪作單向的間歇運動[10]。</p><p><b>　　圖1-4棘輪機構(gòu)</b>

36、</p><p>　　棘輪機構(gòu)的分類方式有以下幾種： 按結(jié)構(gòu)形式分為齒式棘輪機構(gòu)和摩擦式棘輪機構(gòu) 齒式棘輪機構(gòu)（圖1-5）結(jié)構(gòu)簡單，制造方便；動與停的時間比可通過選擇合適的驅(qū)動機構(gòu)實現(xiàn)。該機構(gòu)的缺點是動程只能作有級調(diào)節(jié)；噪音、沖擊和磨損較大，故不宜用于高速。</p><p>　　摩擦式棘輪機構(gòu)（圖1-6）是用偏心扇形楔塊代替齒式棘輪機構(gòu)中的棘爪，以無齒摩擦代替棘輪。特點是傳動平

37、穩(wěn)、無噪音；動程可無級調(diào)節(jié)。但因靠摩擦力傳動，會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，雖然可起到安全保護作用，但是傳動精度不高。適用于低速輕載的場合。</p><p>　　圖1-5齒式棘輪機構(gòu) 摩擦式棘輪機構(gòu)</p><p>　　按嚙合方式分外嚙合棘輪機構(gòu)和內(nèi)嚙合棘輪機構(gòu)（圖1-6） 外嚙合式棘輪機構(gòu)的棘爪或楔塊均安裝在棘輪的外部，而內(nèi)嚙合棘輪機構(gòu)的棘爪或楔塊均在棘輪內(nèi)部。外嚙合式棘輪機構(gòu)由于加工、安裝和維修方

38、便，應(yīng)用較廣。內(nèi)嚙合棘輪機構(gòu)的特點是結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小[11]。</p><p>　　圖1-6外嚙合式棘輪機構(gòu) 內(nèi)嚙合式棘輪機構(gòu)</p><p>　　按從動件運動形式分單動式棘輪機構(gòu)、雙動式棘輪機構(gòu)（圖1-7）單動式式棘輪機構(gòu)當主動件按某一個方向擺動時，才能推動棘輪轉(zhuǎn)動。雙動式棘輪機構(gòu)，在主動搖桿向兩個方向往復擺動的過程中，分別帶動兩個棘爪，兩次推動棘輪轉(zhuǎn)動。</p>&

39、lt;p>　　圖1-7單動式棘輪機構(gòu)、雙動式棘輪機構(gòu)</p><p><b>　　發(fā)展趨勢</b></p><p>　　目前，手工糊盒在國內(nèi)市場中所占的比例仍然相當大，占據(jù)了糊盒市場的半壁江山。但是由于市場上異型盒越來越多，而且仍處于不斷增長之中，這種需求極大地促進了自動糊盒機的應(yīng)用，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。糊盒帖角機是包裝盒加工的最后一道工序，是將印刷好并模切成

40、型的紙板折疊成型并粘好糊口的設(shè)備。國內(nèi)的發(fā)展情況 國內(nèi)自動糊盒機制造業(yè)起步較晚，二十世紀八九十年代才開始發(fā)展[12]。目前，產(chǎn)品質(zhì)量還比較低，大致相當于國外先進企業(yè)60年代的水平，大部分自動糊盒機生產(chǎn)廠商還都是仿制國外設(shè)備，當然現(xiàn)在也有一些國內(nèi)生產(chǎn)廠家不惜代價引進國外先進技術(shù)，發(fā)展自主品牌。其未來發(fā)展趨勢有下面幾點。</p><p><b>　　多功能、機動性</b></p>

41、<p>　　從國際市場份額來看，直線盒占60%左右，鎖底盒占30%左右，六角盒、八角盒、異型盒等占10%左右，而且直線盒所占的比例在不斷下降，異型盒所占的比例逐步上升。目前，我國包裝市場仍然普遍使用標準的直線盒。隨著經(jīng)濟全球化進程的加速以及市場競爭的加劇，消費者和包裝用戶對包裝盒的要求越來越高，為了提高產(chǎn)品附加值，包裝盒的盒型設(shè)計也日益多樣化，一些先進的自動鎖底式彩盒需求也越來越多，包括玩具盒、酒盒、藥品盒等。這種復雜的盒型一

42、般不能有效地用人工或簡單的糊盒機制作。在盒型適應(yīng)性方面，國產(chǎn)自動糊盒機遠不及進口自動糊盒機，尤其是在異型盒的生產(chǎn)方面，目前國產(chǎn)自動糊盒機還無法滿足要求，國內(nèi)生產(chǎn)廠商更需加倍努力[。</p><p><b>　　高速、高生產(chǎn)效率</b></p><p>　　作為一個彩盒供應(yīng)商，能否提供即時生產(chǎn)和即時供貨已成為客戶選擇與否的先決條件。準時的交貨，最短時間內(nèi)提供足夠數(shù)量的紙

43、盒將有助于獲取訂單。要求糊盒機必須容易調(diào)節(jié)，生產(chǎn)速度高，當然穩(wěn)定性也不可缺少，因為廠商需隨時處于準備生產(chǎn)的狀態(tài)。</p><p>　　適應(yīng)小批量包裝盒的生產(chǎn)</p><p>　　目前短版活越來越多，小批量的糊盒在國內(nèi)主要還是依靠手工，如果自動糊盒機今后能夠在小批量生產(chǎn)方面有所突破的話，將更有利于自動糊盒機的推廣應(yīng)用。</p><p><b>　　提高自動化

44、程度</b></p><p>　　在整個印刷業(yè)都在朝著交工期限更緊、作業(yè)周期更短，進而更多的工作轉(zhuǎn)換及需要縮減設(shè)定準備時間的方向發(fā)展之際，印后設(shè)備廠商也面臨著不斷增加的壓力。自動糊盒機的自動化程度越高，對操作人員的依賴性就越低，同時還可提高生產(chǎn)效率，降低操作人員的勞動強度。在操作性方面將越來越趨于人性化，體現(xiàn)“以人為本”的設(shè)計理念[13-14]。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計中

45、所做的工作</p><p>　　在本畢業(yè)設(shè)計中需要完成的是一項機械結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計內(nèi)容，其包括實施方案的確定與零部件、材料等零部件圖紙的確定與繪制。所作具體工作內(nèi)容如下。</p><p><b>　　資料收集與整理</b></p><p>　　在指導老師的指導下，收集大量國內(nèi)外專利文獻和研發(fā)資料，調(diào)研生產(chǎn)廠家的技術(shù)人員與操作工，參考文獻資料分析現(xiàn)

46、有相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品的優(yōu)缺點，取其精華去其糟粕，設(shè)計出一種更為有效、更為方便可靠的實際方案。</p><p>　　自動貼角方案分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　在分析現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，提出研制一種能夠自動貼角的紙盒貼角機，實現(xiàn)高速、高效、高可靠地貼角動作的機械化。針對紙盒貼角的市場需求，結(jié)合課題組的專業(yè)知識，分別從膠帶輸送機構(gòu)、刀具運動機構(gòu)、控制裝置三大方面進行研究。理論研究、技術(shù)

47、開發(fā)相結(jié)合，研制機電一體化的紙盒貼角機。</p><p>　　具體參數(shù)的計算和零部件選擇</p><p>　　結(jié)合該畢業(yè)設(shè)計最終需要完成的目標指數(shù)，計算和選擇各電機的參數(shù)、大小等和確定各重要零部件的尺寸、材料以及選擇的設(shè)計方案。</p><p>　　完善改進與畢業(yè)設(shè)計的撰寫</p><p>　　對于前面所做的所設(shè)計的方案內(nèi)容進行重新整理、分析

48、，改善結(jié)構(gòu)設(shè)計的不足之處，使其符合加工工藝合理性、美觀性、實用性等。對畢業(yè)設(shè)計進行客觀的總結(jié)，把理論與設(shè)計系統(tǒng)化，加以鞏固。其實施方案圖如圖1-8所示：</p><p>　　圖1-8 項目實施方案圖</p><p><b>　　總體方案設(shè)計</b></p><p><b>　　方案擬定</b></p><

49、;p>　　紙盒貼角機裝置，其包括底座，端面支撐板，電機，電機支座，減速器，減速器支座，凸緣聯(lián)軸器，角接觸球軸承，軸承擋圈，凸輪，棘輪，滑塊，軸承座，軸承端蓋，橡膠圈，調(diào)節(jié)螺母，支撐板，保護罩以及控制裝置等?，F(xiàn)將其結(jié)構(gòu)分成三部分內(nèi)容進行研究說明。</p><p><b>　　膠帶輸送機構(gòu)研究</b></p><p>　　該部分要確保膠帶能順利輸送到位，這是完成紙盒

50、的貼角的首要保證，也是該畢業(yè)設(shè)計的重點之一。膠帶輸送的方案有很多，通過查閱相關(guān)資料，再聯(lián)系實際情況，其中比較合理的方案有兩種，但是兩者都需要靠棘輪機構(gòu)來實現(xiàn)膠帶穩(wěn)定的輸出，不同的是用什么來控制棘輪運動，即一種用電機單獨控制棘輪的運動，另一種用凸輪機構(gòu)帶動棘輪運動。</p><p>　　電機單獨控制的設(shè)計優(yōu)點是操作簡單，缺點是整個設(shè)計的連貫性有所欠缺。而考慮到刀具的運動也是用凸輪控制，這樣如果用凸輪機構(gòu)帶動棘輪運動

51、這種法案就能同時用一根軸來帶動兩個凸輪運動，設(shè)計也顯得簡單，而且能保證整個紙盒貼角過程的連貫性。圖2-1是膠帶輸送機構(gòu)示意圖：</p><p>　　圖2-1 膠帶輸送機構(gòu)示意圖</p><p>　　其運動過程為：軸的轉(zhuǎn)動帶動凸輪的轉(zhuǎn)動，凸輪的轉(zhuǎn)動帶動連桿的上下運動，該連桿用過彈簧固定在箱體內(nèi)部，連桿向下運動后，在彈簧彈力作用下能自動回復，連桿上連接一根鏈條，鏈條連接棘輪的外輪，在連桿上下運

52、動的同時，棘輪的外輪左右往復轉(zhuǎn)動一定角度，棘輪內(nèi)輪通過軸連接一個滾輪，棘輪的內(nèi)輪帶動滾輪一直做順時針的間歇性轉(zhuǎn)動，夾在滾輪與支撐面之間的膠帶隨著滾輪向左做間歇性運動。</p><p><b>　　刀具運動機構(gòu)研究</b></p><p>　　該部分是確保刀具能在膠帶輸送完畢的時，向下運動及時切斷膠帶，也是完成紙盒貼角整個過程的重要部分。刀具向下運動的控制方案有很多種，

53、其中以活塞控制和凸輪控制最為常見。</p><p>　　活塞控制的特點是適用壓力范圍廣， 活塞壓縮機的熱效率高， 活塞壓縮機對材料要求低，多用普通鋼鐵材料， 但是缺點是相對于該畢業(yè)設(shè)計來說機構(gòu)復雜，成本太高，根據(jù)自己所學的專業(yè)知識，本畢業(yè)設(shè)計選擇簡單，低成本的凸輪控制，結(jié)合膠帶輸送控制系統(tǒng)，兩者均為凸輪控制，可共用一根轉(zhuǎn)動軸，只要兩個凸輪錯開一定角度就能合理的實現(xiàn)整個貼角過程。圖2-2是刀具運動機構(gòu)示意圖：<

54、;/p><p>　　圖2-2 刀具運動機構(gòu)示意圖</p><p>　　其運動過程為：軸的轉(zhuǎn)動帶動凸輪的轉(zhuǎn)動，凸輪的轉(zhuǎn)動帶動連桿的上下運動，該連桿用過彈簧固定在箱體內(nèi)部，連桿向下運動后，在彈簧彈力作用下能自動回復，刀具固定住在連桿的側(cè)面（圖中顯示為右邊），連桿向下運動帶動刀具向下運動，并切斷膠帶，完成貼角過程。 </p><p><b>　　其他控制機構(gòu)研究&l

55、t;/b></p><p>　　除了上述兩個運動機構(gòu)的控制外，還需要人為地控制電機的間歇性運動，即人工按下控制按鈕，電機轉(zhuǎn)動，帶動減速器，控制軸轉(zhuǎn)動一周自動停止，該部分由電路控制完成。零件之間的動力傳動還需要用鏈傳動鏈接、皮帶傳動鏈接以及彈簧裝置，膠帶的加熱由電路控制。</p><p><b>　　總體方案裝配圖</b></p><p>

56、　　紙盒貼角機總體方案視圖如下圖，其包主視圖（圖2-3）、俯視圖（圖2-4）、左視圖（圖2-5）和最終裝配圖（圖2-6）。</p><p>　　主視圖主要反應(yīng)了紙盒貼角機的形狀結(jié)構(gòu)，表達了各個零件安裝位置。圖中詳細的表達了膠帶輸送機構(gòu)、刀具運動機構(gòu)、控制裝置等的信息。</p><p><b>　　圖2-3 主視圖</b></p><p>　　俯

57、視圖表達了外圍的大致形狀以及滾輪軸的具體信息。</p><p><b>　　圖2-4 俯視圖</b></p><p>　　左視圖主要表達了電機跟減速器的皮帶連接。</p><p><b>　　圖2-5 左視圖</b></p><p><b>　　機械傳動部件的選擇</b><

58、;/p><p>　　在本設(shè)計中，紙盒貼角機裝置涉及的主要傳動部件有電動機、減速器和聯(lián)軸器，其他還有一些皮帶傳動，鏈條傳動和彈簧。</p><p><b>　　電動機的選擇</b></p><p>　　Y系列電機具有效率高，能耗少、噪聲低、振動小、重量輕、體積小、性能優(yōu)良，運行可靠，維護方便等優(yōu)點。廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑、采礦行業(yè)的各種無特殊要求的

59、機械設(shè)備。如風機、水泵、機床、起重及農(nóng)副產(chǎn)品加工機械等。本畢業(yè)設(shè)計對電動機要求比較低，因此選擇型號為Y208S-6的三相異步電動機[15]（如圖2-7），其參數(shù)如表2-1。</p><p>　　表2-1 Y208S-6的三相異步電動機參數(shù)</p><p>　　圖2-7 Y225M-2的三相異步電動機</p><p><b>　　減速器的選擇</b&g

60、t;</p><p>　　由于電動機軸和控制凸輪運動的軸處于垂直狀態(tài)，故選用單級圓錐齒輪減速器[16]（如圖2-8），其減速比為2.67,輸出轉(zhuǎn)數(shù)為360r/min。</p><p>　　圖2-8 單級圓錐齒輪減速器</p><p><b>　　聯(lián)軸器的選擇</b></p><p>　　凸緣聯(lián)軸器屬于剛性聯(lián)軸器，是把兩個

61、帶有凸緣的半聯(lián)軸器用普通平鍵分別與兩軸連接，然后用螺栓把兩個半聯(lián)軸器連成一體，以傳遞運動和轉(zhuǎn)矩。這種聯(lián)軸器有兩種主要的結(jié)構(gòu)形式：①靠鉸制孔用螺栓來實現(xiàn)兩軸對中和靠螺栓桿承受擠壓與剪切來傳遞轉(zhuǎn)矩；②靠一個半聯(lián)軸器上的凸肩與另一個半聯(lián)軸器上的凹槽相配合而對中。連接兩個半聯(lián)軸器的螺栓可以采用A級和B級的普通螺栓，轉(zhuǎn)矩靠兩個半聯(lián)軸器結(jié)合面的摩擦力矩來傳遞。本設(shè)計的聯(lián)軸器連接的是減速器與軸，連接比較簡單，因此選擇型號為GYS6凸緣聯(lián)軸器[17]（

62、如圖2-9），其參數(shù)如表2-2。</p><p>　　表2-2 GYS6凸緣聯(lián)軸器參數(shù)</p><p><b>　　2-9 凸緣聯(lián)軸器</b></p><p><b>　　軸承裝置的選擇</b></p><p>　　角接觸球軸承（如圖2-10）可同時承受徑向負荷和軸向負荷。能在較高的轉(zhuǎn)速下工作。接觸

63、角越大，軸向承載能力越高[18]。高精度和高速軸承通常取15 °接觸角。本畢業(yè)設(shè)計中軸受徑向力的影響，可選用角接觸球軸承，其型號為7217C，其參數(shù)如表2-3。</p><p>　　表2-3 角接觸球軸承參數(shù)</p><p>　　圖2-10角接觸球軸承</p><p><b>　　其他傳動裝置的選擇</b></p>&l

64、t;p>　　本畢業(yè)設(shè)計涉及的基本連接有皮帶傳動、鏈條傳動和彈簧。</p><p><b>　　（1）皮帶傳動</b></p><p>　　帶傳動（如圖2-11）具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、能緩沖吸振、可以在大的軸間距和多軸間傳遞動力，且其造價低廉、不需潤滑、維護容易等特點，在近代機械傳動中應(yīng)用十分廣泛。摩擦型帶傳動能過載打滑、運轉(zhuǎn)噪聲低，但傳動比不準確（滑動率在2%

65、以下）；同步帶傳動可保證傳動同步，但對載荷變動的吸收能力稍差，高速運轉(zhuǎn)有噪聲。本設(shè)計中電動機與減速器的連接采用摩擦型帶傳動。</p><p><b>　　圖2-11帶傳動</b></p><p><b>　?。?）鏈條傳動</b></p><p>　　鏈傳動（圖2-12）是通過鏈條將具有特殊齒形的主動鏈輪的運動和動力傳遞到

66、具有特殊齒形的從動鏈輪的一種傳動方式。 鏈傳動有許多優(yōu)點，與帶傳動相比，無彈性滑動和打滑現(xiàn)象，平均傳動比準確，工作可靠，效率高；傳遞功率大，過載能力強，相同工況下的傳動尺寸小；所需張緊力小，作用于軸上的壓力??；能在高溫、潮濕、多塵、有污染等惡劣環(huán)境中工作。 鏈傳動的缺點主要有：僅能用于兩平行軸間的傳動；成本高，易磨損，易伸長，傳動平穩(wěn)性差，運轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生附加動載荷、振動、沖擊和噪聲，不宜用在急速反向的傳動中。本設(shè)計中棘輪與連桿之間的連接采

67、用鏈傳動。</p><p><b>　　圖2-12 鏈傳動</b></p><p><b>　?。?）彈簧</b></p><p>　　彈簧（如圖2-13）是一種利用彈性來工作的機械零件。一般用彈簧鋼制成。用以控制機件的運動、緩和沖擊或震動、貯蓄能量、測量力的大小等，廣泛用于機器、儀表中。彈簧的種類復雜多樣，按形狀分，主要

68、有螺旋彈簧、渦卷彈簧、板彈簧等。本設(shè)計中凸輪連接的連桿的往復運動與棘輪的往復運動均用彈簧控制。</p><p><b>　　圖2-13 彈簧</b></p><p>　　機械零部件的設(shè)計與計算</p><p><b>　　凸輪的設(shè)計計算</b></p><p><b>　　凸輪輪廓曲線的設(shè)

69、計</b></p><p>　　在老師的指導下，參考相關(guān)資料，本畢業(yè)設(shè)計采用的是對心直動尖底從動件盤形凸輪機構(gòu)[19-20]，如圖3-1。</p><p>　　3-1 對心直動尖底從動件盤形凸輪機構(gòu)</p><p>　　用作圖法設(shè)計該凸輪輪廓曲線，步驟如下：</p><p>　　1.計算得出推桿的位移變化規(guī)律，如圖3.2（左）。&

70、lt;/p><p>　　2.先選取合適的比例尺µl。任選一點作為凸輪的轉(zhuǎn)動中心O。作半徑為r0 =24mm凸輪的基圓。</p><p>　　3. 再從OA(A為從動件位置)開始按-ω的方向依次量取與推程運動角、遠休止角、回程運動角和近休止角相等的角度。</p><p>　　4.然后將位移線圖上的推程段分成四等份。分別對應(yīng)點1、2、3、4。在位移線圖上，過這些點

71、作軸的垂線，與位移曲線交1'、2、3'、4'各點，則線段11'、22'、33'、44'就是凸輪轉(zhuǎn)過相應(yīng)的角度時從動件的位移。在凸輪基圓上過1、2、3...點作偏距圓的切線這些切線就是在反轉(zhuǎn)過程中從動件軌道所占據(jù)的位置。沿這些切線依次量取1'、2'、3'...各點，使11'、22'...等于位移線圖上的11'、22'...。用光

72、滑的曲線將1'、2'、3'、4'各點相連，這就是推程階段的凸輪的廓線。</p><p>　　5.最后用同樣的方法得到回程的凸輪廓線。用圓弧將這兩段光滑連接，最終得到一個完整的凸輪廓線，如圖3-2（右）。</p><p>　　圖3-2 凸輪輪廓曲線</p><p><b>　　棘輪的設(shè)計計算</b></p&g

73、t;<p><b>　　棘輪齒形的選擇：</b></p><p>　　圖3-2為常用齒形，由于本畢業(yè)設(shè)計所用的棘輪機構(gòu)承受的載荷較小，可采用三角形。</p><p><b>　　圖3-2 棘輪</b></p><p><b>　　模數(shù)、齒數(shù)的確定：</b></p><

74、p>　　與齒輪相同，棘輪輪齒的有關(guān)尺寸也用模數(shù)m作為計算的基本參數(shù)，但棘輪的標準模數(shù)要按棘輪的頂圓直徑da來計算。 </p><p>　　m = da/z =30/20=1.5mm</p><p>　　棘輪齒數(shù)z一般由棘輪機構(gòu)的使用條件和運動要求選定。對于一般進給和分度所用的棘輪機構(gòu)，可根據(jù)所要求的棘輪最小轉(zhuǎn)角來確定棘輪的齒數(shù)（z ≤250，一般取z = 8～30），然后選定模數(shù)。

75、</p><p><b>　　齒面傾斜角的確定：</b></p><p>　　棘輪齒面與徑向線所夾α稱為齒面傾斜角。棘爪軸心O1與輪齒頂點A的連線O1A與過A點的齒面法線nn的夾角β（30°）稱為棘爪軸心位置角。 </p><p>　　為使棘爪在推動棘輪的過程中始終緊壓齒面滑向齒根部，應(yīng)滿足棘齒對棘爪的法向反作用力N對O1（長L）軸的

76、力矩大于摩擦力Ff沿齒面對O1軸的力矩，即 </p><p>　　N?LAsinβ > Ff?LAcosβ</p><p>　　則 Ff/N < tanβ</p><p>　　因為 f = tan = Ff/N</p><p>　　所以 tanβ > tanα</p><p><b>　　即

77、 β > α</b></p><p><b>　　取α=20°</b></p><p>　　(式中f和分別為棘爪與棘輪齒面間的摩擦系數(shù)和摩擦角， f取0.2) </p><p>　　行程和動停比的調(diào)節(jié)方法：</p><p><b>　　（1）采用棘輪罩 </b></

78、p><p>　　通過改變棘輪罩的位置，使部分行程棘爪沿棘輪罩表面滑過，從而實現(xiàn)棘輪轉(zhuǎn)角大小的調(diào)整。 </p><p>　　（2）改變擺桿擺角 </p><p>　　通過調(diào)節(jié)曲柄搖桿機構(gòu)中曲柄的長度，改變搖桿擺角的大小，從而實現(xiàn)棘輪機構(gòu)轉(zhuǎn)角大小的調(diào)整。 </p><p>　?。?） 采用多爪棘輪機構(gòu) </p><p>　　采

79、用棘爪數(shù)為6的多爪棘輪機構(gòu)[20]。</p><p><b>　　凸輪軸的強度計算</b></p><p><b>　　按軸的扭轉(zhuǎn)強度計算</b></p><p>　　(1)計算軸的轉(zhuǎn)矩，確定軸的最小直徑</p><p>　　電機輸出功率，輸出轉(zhuǎn)速,對于圓截面的實心軸，其抗扭強度條件為：</p

80、><p>　　式中： τ --軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力（MPa）  </p><p>　　T—軸傳遞的扭矩(N.mm)</p><p>　　Wp—抗扭載面模量(mm3)               </p><p

81、>　　P—軸傳遞的功率(kW)</p><p>　　n—軸的轉(zhuǎn)速(r/min)               </p><p>　　d--軸的直徑(mm)</p><p>　　[τ]—許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力(MPa)

82、60;</p><p>　　選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表15-3，A取120。</p><p>　　以上可以得到軸的直徑的設(shè)計公式：</p><p>　　故軸最小直徑取50mm。</p><p><b>　　按彎扭合成強度計算</b></p><p>　　(1)根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖，可分析出軸

83、承處為危險截面，現(xiàn)計算軸承截面處的，及M值，如表3-1。</p><p>　　表3-1軸承處的，及M值</p><p>　　很據(jù)上表的計算結(jié)果分別做出水平方向的彎矩MH圖（圖3-3a）和垂直上的彎矩MV圖（圖3-3b），然后按下面公式計算總彎矩并做出M圖（圖3-3c），作扭矩圖，如圖3-3d。</p><p>　　圖3-3 軸的載荷分布圖</p>&

84、lt;p><b>　　(2)校核軸的強度</b></p><p>　　根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計算應(yīng)力</p><p>　　軸的材料選用的是45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表15-1得[]=60 ，因此，故安全[21]。</p><p><b>　　結(jié)論及其展望</b></p&

85、gt;<p>　　本設(shè)計通過對機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)大學本科四年所學知識進行整合，完成一個特定功能、滿足特殊要求的紙盒貼角機的設(shè)計，比較好地體現(xiàn)機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)生的理論研究水平、實踐專業(yè)能力以及專業(yè)精神和態(tài)度，具有較強的針對性和明確的實施目標，實現(xiàn)了理論和實踐的有機結(jié)合。</p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計所設(shè)計的紙盒貼角機，結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、操作簡單。紙盒貼角機的出現(xiàn)減少了人工操作

86、，在帶來便利的同時也減少了工廠事故的發(fā)生，更為重要的是它很大程度上提高了工廠的生產(chǎn)效率。</p><p>　　綜上，經(jīng)過資料的收集、方案的選擇比較和論證，到分析計算，再到工程圖紙的繪制以及畢業(yè)設(shè)計論文的撰寫等各個環(huán)節(jié)，我對大學四本科階段的知識有了一個整體的深層次的理解，同時對工程的理解更加深刻和準確。因此，通過畢業(yè)設(shè)計實現(xiàn)了預(yù)期目標。</p><p><b>　　參考文獻<

87、/b></p><p>　　【1】王德忠.紙盒包裝的現(xiàn)狀和未來[J].中國包裝工業(yè).1999， (64):55～56 </p><p>　　【2】史良.紙盒包裝技術(shù)的新進展[N].中國包裝報,2008.10.09(003) </p><p>　　【3】王德忠.紙包裝制品的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[N].西北輕工業(yè)學院學報,2002.12.05(006)&l

88、t;/p><p>　　【4】余成發(fā).折疊紙盒的糊盒工藝[J].印刷雜志.2000,(1):28～30</p><p>　　【5】林建.國外紙盒包裝及外形的最新發(fā)展[N].中國包裝報,2005.10.27(004) </p><p>　　【6】陳希榮.我國家電包裝國際化與包裝創(chuàng)新問題[N].中國包裝報,2008-12-11 (002)</p><p&g

89、t;　　【7】劉華全.天地蓋紙盒的坯盒全自動四角貼角機[P].中國專利;200420087344,2004.08.06</p><p>　　【8】劉敏杰.貼標機取標凸輪曲線的設(shè)計研究[J].輕工機械,2004,(4):41～43</p><p>　　【9】吳努.凸輪機構(gòu)運動特性的諧評判[J].機械科學與技,1998(6)</p><p>　　【10】王樹人.外齒棘輪

90、片形棘爪型棘輪扳手設(shè)計計算[J].機械設(shè)計 ,2002(10)</p><p>　　【11】孫恒.機械原理,江西工業(yè)大學出版社,2008.12,155-169,237-240</p><p>　　【12】Adam Corey Tillinghast, Chepachet,RI(US);Nevan Clancy Hanumara, Kingston, RI(US),etc. Automate

91、d page turner[P]. United States Patent: US2005/0230592AL Oct.20,2005</p><p>　　【13】C. Leigh Herran,Parametric Study of AcousticExcitation-Based Glycerol-WaterMicrosphere Fabrication in SingleNozzle Jetting.Jo

92、urnal of Manufacturing Science and Engineering ,Volume 132 ,2010 Pages 100-108</p><p>　　【14】Glen Mullineux,On the Torque Characteristic of aCrash-Lock Carton Base，Journal of Mechanical Design，Volume 131,2009

93、，Pages258-265</p><p>　　【15】吳宗澤主編.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊. 第三版.北京：高等教育出版社, 2006.</p><p>　　【16】杜海霞.圓柱齒輪減速器的最小體積優(yōu)化設(shè)計[J].機械工程與自動化, 2011(1)</p><p>　　【17】樓應(yīng)侯、潘曉彬、鄭堤、崔玉國、胡利永等編.機械電子工程專業(yè)課程設(shè)計指導書</p>

94、<p>　　【18】趙冬晗.貼標機取標板參數(shù)零部件的選擇[J]. 輕工機械,2008(10):26-38</p><p>　　【19】廖海平.平底直動從動件盤行凸輪機構(gòu)彈流潤滑設(shè)計[J].機械設(shè)計,2009(5)</p><p>　　【20】鄭堤、唐可洪主編.機電一體化設(shè)計基礎(chǔ).第一版.機械工業(yè)出版社.2010.6.</p><p>　　【21】濮良貴