1、本科毕业论文（20届）纸盒贴角机设计所在学院专业班级机械设计制造及其自动化学生姓名学号指导教师职称完成日期年月I摘要随着国民经济的迅速发展，人民的生活水平有了质的提高，消费者对商品的外观也有了新的要求，尤其是纸盒包装商品。现实生活中消费者对包装彩盒的要求日益提高，不但要求其具有鲜艳的色彩大方的设计还要符合成型漂亮四方端正的要求。再加上社会劳动成本的日益提高，作为取代人工糊盒提高生产效率和成型质量的纸盒贴角机的应用也越来越广泛。尤其近几年，纸包装容器产品多样化的发展趋势越发明显，各大贴角机生产设备商也在向盒型适应性，扩展性和灵活性方面做着努力。为了提高生产生活中的纸盒包装的贴角过程的效率，本文通
2、过收集大量国内外专利文献和研发资料，在分析现有相关技术和产品的基础上，完成了胶带输送机构、刀具运动机构、控制装置三大部分的具体分析研究和具体结构设计，利用机电一体化的专业知识设计出一款纸盒贴角机。【关键词】纸盒；包装；贴角；凸轮IIABSTRACT【ABSTRACT】WITHTHERAPIDDEVELOPMENTOFNATIONALECONOMY，PEOPLESLIVINGSTANDARDSHAVEIMPROVED,CONSUMERSHAVETHENEWREQUIREMENTSTOGOODSAPPEARANCE,ESPECIALLYGOODSOFCARTONPACKAGINGINTHEREAL
3、WORLD,THEDEMANDOFPACKAGINGCOLORCARTONISINCREASINGDAYBYDAYITREQUIREDBRIGHTCOLORSANDDECENTDESIGN,ANDALSOBEAUTIFULMOLDINGTHEAPPLICATIONOFCARTONSPOSTEDMACHINEWHICHISIMPROVINGTHEPRODUCTIVITYANDFORMINGQUALITYISBECOMINGMOREANDMOREWIDESPREADBECAUSEOFSOCIALLABORAREIMPROVINGEVERYDAYPARTICULARLYINRECENTYEARS,D
4、EVELOPMENTTENDENCYOFCARTONPACKAGINGPRODUCTSVARIETYHAVEGROWNALLTHEMOREOBVIOUS,PRODUCTIONEQUIPMENTBUSINESSMAKEGREATEFFORTSINADAPTABILITY,SCALABILITYANDFLEXIBILITYINORDERTOIMPROVETHEEFFICIENCYOFCARTONSPOSTINGPROCEDURE,THISPAPERDISCUSSESTAPETRANSPORT,CUTTOOLMOTIONMECHANISMANDCONTROLVEHICLE,BASEDONALARGE
5、NUMBEROFDOCUMENTSANDPAPERSFINALLY,TOTURNMECHATRONICSKNOWLEDGETOACARTONSPOSTEDMACHINE【KEYWORDS】CARTONS；PACKAGING；POSTEDCAMWHEELIII目录摘要IABSTRACTII目录III1概述111本毕业设计的背景及意义112国内外研究现状1121纸盒包装1122控制机构313发展趋势7131多功能、机动性7132高速、高生产效率7133适应小批量包装盒的生产8134提高自动化程度814毕业设计中所做的工作8141资料收集与整理8142自动贴角方案分析与结构设计8143具体参数的计算
6、和零部件选择8144完善改进与毕业设计的撰写82总体方案设计1021方案拟定10211胶带输送机构研究10212刀具运动机构研究11213其他控制机构研究12214总体方案装配图1222机械传动部件的选择14221电动机的选择14222减速器的选择14223联轴器的选择15224轴承装置的选择15225其他传动装置的选择163机械零部件的设计与计算1831凸轮的设计计算1832棘轮的设计计算1933凸轮轴的强度计算204结论及其展望23参考文献24致谢错误未定义书签。附录错误未定义书签。11概述11本毕业设计的背景及意义在我们日程的生活中，各种礼品以及生活用品都需要纸盒来包装修饰。纸盒包装给人
7、一种有序、安全可靠的印象，具有一种原始自然的风味，易于开启，拿取方便，处理简单。硬纸板彩色纸盒是使用非常广泛的销售类包装。随着我国WTO和印刷包装的迅速发展，各种商品的外包装对品味和品质的追求越来越高，有气是对折叠纸盒的追求，除了设计新颖、色彩鲜艳、层次鲜明、特设部位重点突出、精致而细腻外，还要求盒型简洁、结构合理、加工精确、成型美观1。随着国民经济的迅速发展，人民的生活水平有了质的提高，消费者对商品的外观也有了新的要求，尤其是纸盒包装商品。现实生活中消费者对包装彩盒的要求日益提高，不但要求其具有鲜艳的色彩大方的设计还要符合成型漂亮四方端正的要求。再加上社会劳动成本的日益提高，作为取代人工糊盒
8、提高生产效率和成型质量的纸盒贴角机的应用也越来越广泛。尤其近几年，纸包装容器产品多样化的发展趋势越发明显，各大贴角机生产设备商也在向盒型适应性，扩展性和灵活性方面做着努力2。纸盒制造包装工艺比较复杂，要经过定幅切纸装潢印刷上光压光覆膜模切压痕纸盒贴角等多道工序。纸盒贴角作为纸盒印制加工过程中的最后一道工序，其质量好坏将直接影响最后成品盒的质量和产品合格率。最大限度减少纸盒贴角过程中各种不良因素和操作流程对产品质量的影响，将是最直接、最有效、最经济节本的方式3。以前各工序多以功能单一的单机生产为主，有的还要辅之以手工操作，生产效率低，劳动强度大，产品质量不高。随着机械技术在纸盒行业的应用，极大地
9、提高了纸盒自动化、高效化水平。在纸盒包装尤其是纸盒贴角的过程中，我国纸包装容器制造设备的性能与国外先进水平存在一定差距，主要反映在设备的技术含量上，重视高新技术的应用已成为提高设备的先进性、可靠性的主要途径。因此，本课题中设计一款纸盒贴角机是具有实际意义的4。12国内外研究现状121纸盒包装目前，全球的包装机械需求每年以53的速度增长，2005年达到290亿美元。美国拥有最大的包装设备生产商，其次是日本，其他主要生产商还来自德国、意大利和中2国。但目前包装设备生产增长最快的是在发展中的国家和地区。友达国家将从刺激国内需求中获利，并在发展中国家寻找当地合适的生产厂家，特别是在食品加工厂进行投资，
10、提供包装机械设备。德国包装机械在设计、制造、技术性能等方面居于领先地位。2002年德国包装机械产值达34亿欧元，比2001年上升了10。如以不同的包装材料来划分，2002年德国玻璃包装业增长了近16，木材近36，纸及纸板近119，塑料近134，金属近62，其中铝制包装产品增长近39。欧洲包装机械的70为德国生产，其产量的77出口，占世界包装机械出口市场的29，名列世界第一位。中国是德国包装机械的重要出口国，尤其是食品加工及包装机械。德国主要的包装机械出口市场依次为美、英、法、中、俄。德国的包装机械在计量、制造、技术性能等方面均名列前茅，特别是啤酒、饮料灌装设备具有高速、成套、自动化程度高、可靠
11、性好等特点。一些大公司生产的包装机械集机、电、仪及微机控制于一体，采用光电感应，以光标控制，并配有防静电装置。其大型自动包装机不仅包装容积大，而且能集制袋、称重、充填、抽真空、封口等工序在一台单机上完成。德国包装机械业多年来始终处于稳定增长状态，出口比例占80左右，是世界上最大的包装机械出口国。德国包装机械出口贸易有两大特点一是绝对数额大二是相对比例高。德国的包装机械制造商致力于研究高科技、高素质生产及可靠的服务。优胜之处在于能够提供各类生产问题的解决方案和完善的生产线，并与专业公司保持合作的关系。美国是世界上包装机械发展历史较长的国家，早已形成了独立完整的包装机械体系，其品种和产量均居世界之
12、首。十多年来，美国始终保持着世界最大包装机械生产和消费大国的地位，其产品以高、大、精、尖居多，机械与计算机紧密结合，实现机电一体化控制。新型机械产品中以成型、填充、封口三种机械的增长最快，裹包机和薄膜包装机占整个市场份额的15，纸盒封盒包装机在市场占有率中居第二位。从上世纪90年代以来，美国包装机械业一直保持良好的发展势头。美国的包装机械制造厂大部分附属于大型包装材料厂，销售也完全依赖母公司。美国食品产业中，蔬菜和水果每年所需求的包装机械所占的比重最大，到2005年占203肉品所需包装机械为第二位，乳品为第三位，面包第四位，糖果第五位。除肉品持平外，乳品、糖果包装机械的年需求值所占食品产业总需
13、求值的比重都呈下降趋势。其它产业主要由家庭清洁用品与化妆品、烟草产品、医药产品、日杂产品4个行业组成。其它产业对包装机械年需求值占年总需求值的1/3左右。美国当前前景看好的包装机械是水平枕式微机控制、配有伺服电机和薄膜张力好的电力控制装置的包装机械。今后，微电子、电脑、工业机器人、智能型、图像传感技3术和新材料等在包装机械中将会得到越来越广泛的应用，使包装机械趋向自动化、高效率化、节能化方向发展5。我国包装机械厂商越来越注重开发快速、成本较低的包装设备，设备向小、灵活、多用途、高效率方向发展。此趋势还包括节约时间、降低成本，因此包装界所追求的是组合化、简洁化、可移动的包装设备。在包装机械自动化
14、方面，自动化操作程序已获得广泛应用，如PLC设备、数据收集系统等。目前国内糊盒工艺和糊盒帖角机生产都与国际先进水平存在着较大的差距，手工糊盒在国内市场中所占的比例相当大。而国内劳动力低廉的优势正逐渐缩小，摆在企业面前的是劳动力的缺乏，面对这种局面，业内人士意识到设备自动化的道路已势在必行6。122控制机构目前国内外纸盒贴角机基本控制机构有以下几种凸轮机构、棘轮机构。凸轮机构是由凸轮、从动件、机架以及附属装置组成的一种高副机构。其中凸轮是一个具有曲线轮廓的构件，通常作连续的等速转动、摆动或移动。从动件在凸轮轮廓的控制下，按预定的运动规律作往复移动或摆动。如图11所示为以内燃机的配气凸轮机构，凸轮
15、1作等速回转，其轮廓将迫使推杆2作往复摆动，从而使气门3开启和关闭，以控制可燃物质进入气缸或废气的排出。由上述例子可以看出，从动件的运动规律是由凸轮轮廓曲线决定的78。图11凸轮机构凸轮的分类按凸轮形状分类1盘形凸轮它是凸轮的最基本形式。如图12（A）所示，这种凸轮是一个绕固定轴线转动并且具有变化向径的盘形构件。2移动凸轮4当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时，凸轮曲线轮廓相对于机架作往复直线运动，如图12B所示，这种凸轮称为移动凸轮。3圆柱凸轮这种凸轮是在一个圆柱上开有曲线凹槽，或是在圆柱端面上作出曲线轮廓图13（C）的构件。它可以看作是将移动凸轮卷成圆柱体演化而成的。图12凸轮的形状分类按从动
16、件的形式分类1尖顶从动件如图13A所示，这种从动件构造最简单。尖顶能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触，从而使从动件实现任意预期的运动。但因它与凸轮轮廓之间为点接触，接触应力大，易于磨损，所以只适用于作用力不大和速度低的场合，如仪表机构中。2滚子从动件如图13B所示。这种从动件的滚子与凸轮之间为滚动摩擦，磨损较小，可以传递较大的动力，所以应用较广。3平底从动件如图13（C）所示。这种从动件的优点是凸轮对从动件的作用力始终垂直于从动件的底边不计摩擦时，效率较高，而且从动件的底面与凸轮之间易于形成油膜，润滑性能较好，所以常用于高速传动中。它的缺点是不能用于有内凹轮廓的凸轮上。4球面底从动件如图13（D）
17、所示。以上四种从动件都可以相对机架作往复直线运动或作往复摆动。我们把作往复直线运动的从动件称为直动从动件，把作往复摆动的从动件称为摆动从动件。在直动从动件中，若其导路的中心线通过凸轮的回转中心则称其为对心直动从动件，若不通过凸轮回转中心则称之为偏置直动从动件9。5图13凸轮机构从动件类型图14为机械中常用的外啮合式棘轮机构，它由主动摆杆，棘爪，棘轮、止回棘爪和机架组成。主动件空套在与棘轮固连的从动轴上，并与驱动棘爪用转动副相联。当主动件顺时针方向摆动时，驱动棘爪便插入棘轮的齿槽中，使棘轮跟着转过一定角度，此时，止回棘爪在棘轮的齿背上滑动。当主动件逆时针方向转动时，止回棘爪阻止棘轮发生逆时针方向
18、转动，而驱动棘爪却能够在棘轮齿背上滑过，所以，这时棘轮静止不动。因此，当主动件作连续的往复摆动时，棘轮作单向的间歇运动10。图14棘轮机构棘轮机构的分类方式有以下几种按结构形式分为齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构齿式棘轮机构（图15）结构简单，制造方便；动与停的时间比可通过选择合适的驱动机构实现。该机构的缺点是动程只能作有级调节；噪音、冲击和磨损较大，故不宜用于高速。摩擦式棘轮机构（图16）是用偏心扇形楔块代替齿式棘轮机构中的棘爪，以无齿摩擦代替棘轮。特点是传动平稳、无噪音；动程可无级调节。但因靠摩擦力传动，会出6现打滑现象，虽然可起到安全保护作用，但是传动精度不高。适用于低速轻载的场合。图15齿
19、式棘轮机构摩擦式棘轮机构按啮合方式分外啮合棘轮机构和内啮合棘轮机构（图16）外啮合式棘轮机构的棘爪或楔块均安装在棘轮的外部，而内啮合棘轮机构的棘爪或楔块均在棘轮内部。外啮合式棘轮机构由于加工、安装和维修方便，应用较广。内啮合棘轮机构的特点是结构紧凑，外形尺寸小11。图16外啮合式棘轮机构内啮合式棘轮机构按从动件运动形式分单动式棘轮机构、双动式棘轮机构（图17）单动式式棘轮机构当主动件按某一个方向摆动时，才能推动棘轮转动。双动式棘轮机构，在主动摇杆向两个方向往复摆动的过程中，分别带动两个棘爪，两次推动棘轮转动。7图17单动式棘轮机构、双动式棘轮机构13发展趋势目前，手工糊盒在国内市场中所占的比例
20、仍然相当大，占据了糊盒市场的半壁江山。但是由于市场上异型盒越来越多，而且仍处于不断增长之中，这种需求极大地促进了自动糊盒机的应用，提高了企业的生产效率。糊盒帖角机是包装盒加工的最后一道工序，是将印刷好并模切成型的纸板折叠成型并粘好糊口的设备。国内的发展情况国内自动糊盒机制造业起步较晚，二十世纪八九十年代才开始发展12。目前，产品质量还比较低，大致相当于国外先进企业60年代的水平，大部分自动糊盒机生产厂商还都是仿制国外设备，当然现在也有一些国内生产厂家不惜代价引进国外先进技术，发展自主品牌。其未来发展趋势有下面几点。131多功能、机动性从国际市场份额来看，直线盒占60左右，锁底盒占30左右，六角
21、盒、八角盒、异型盒等占10左右，而且直线盒所占的比例在不断下降，异型盒所占的比例逐步上升。目前，我国包装市场仍然普遍使用标准的直线盒。随着经济全球化进程的加速以及市场竞争的加剧，消费者和包装用户对包装盒的要求越来越高，为了提高产品附加值，包装盒的盒型设计也日益多样化，一些先进的自动锁底式彩盒需求也越来越多，包括玩具盒、酒盒、药品盒等。这种复杂的盒型一般不能有效地用人工或简单的糊盒机制作。在盒型适应性方面，国产自动糊盒机远不及进口自动糊盒机，尤其是在异型盒的生产方面，目前国产自动糊盒机还无法满足要求，国内生产厂商更需加倍努力。132高速、高生产效率作为一个彩盒供应商，能否提供即时生产和即时供货已
22、成为客户选择与否的先决条件。准时的交货，最短时间内提供足够数量的纸盒将有助于获取订单。要求糊盒机必须容易调节，生产速度高，当然稳定性也不可缺少，因为厂商需随时处于准备生产的状态。8133适应小批量包装盒的生产目前短版活越来越多，小批量的糊盒在国内主要还是依靠手工，如果自动糊盒机今后能够在小批量生产方面有所突破的话，将更有利于自动糊盒机的推广应用。134提高自动化程度在整个印刷业都在朝着交工期限更紧、作业周期更短，进而更多的工作转换及需要缩减设定准备时间的方向发展之际，印后设备厂商也面临着不断增加的压力。自动糊盒机的自动化程度越高，对操作人员的依赖性就越低，同时还可提高生产效率，降低操作人员的劳
23、动强度。在操作性方面将越来越趋于人性化，体现“以人为本”的设计理念1314。14毕业设计中所做的工作在本毕业设计中需要完成的是一项机械结构的具体设计内容，其包括实施方案的确定与零部件、材料等零部件图纸的确定与绘制。所作具体工作内容如下。141资料收集与整理在指导老师的指导下，收集大量国内外专利文献和研发资料，调研生产厂家的技术人员与操作工，参考文献资料分析现有相关技术和产品的优缺点，取其精华去其糟粕，设计出一种更为有效、更为方便可靠的实际方案。142自动贴角方案分析与结构设计在分析现有相关技术和产品的基础上，提出研制一种能够自动贴角的纸盒贴角机，实现高速、高效、高可靠地贴角动作的机械化。针对纸
24、盒贴角的市场需求，结合课题组的专业知识，分别从胶带输送机构、刀具运动机构、控制装置三大方面进行研究。理论研究、技术开发相结合，研制机电一体化的纸盒贴角机。143具体参数的计算和零部件选择结合该毕业设计最终需要完成的目标指数，计算和选择各电机的参数、大小等和确定各重要零部件的尺寸、材料以及选择的设计方案。144完善改进与毕业设计的撰写对于前面所做的所设计的方案内容进行重新整理、分析，改善结构设计的不足之处，使其符合加工工艺合理性、美观性、实用性等。对毕业设计进行客观的总结，把理论与设计系统化，加以巩固。其实施方案图如图18所示9图18项目实施方案图资料收集、整理自动贴角分析纸盒贴角机方案设计刀具
25、运动机构胶带传送机构改进、完善资料整理项目结题、研究成果固化控制装置102总体方案设计21方案拟定纸盒贴角机装置，其包括底座，端面支撑板，电机，电机支座，减速器，减速器支座，凸缘联轴器，角接触球轴承，轴承挡圈，凸轮，棘轮，滑块，轴承座，轴承端盖，橡胶圈，调节螺母，支撑板，保护罩以及控制装置等。现将其结构分成三部分内容进行研究说明。211胶带输送机构研究该部分要确保胶带能顺利输送到位，这是完成纸盒的贴角的首要保证，也是该毕业设计的重点之一。胶带输送的方案有很多，通过查阅相关资料，再联系实际情况，其中比较合理的方案有两种，但是两者都需要靠棘轮机构来实现胶带稳定的输出，不同的是用什么来控制棘轮运动，
26、即一种用电机单独控制棘轮的运动，另一种用凸轮机构带动棘轮运动。电机单独控制的设计优点是操作简单，缺点是整个设计的连贯性有所欠缺。而考虑到刀具的运动也是用凸轮控制，这样如果用凸轮机构带动棘轮运动这种法案就能同时用一根轴来带动两个凸轮运动，设计也显得简单，而且能保证整个纸盒贴角过程的连贯性。图21是胶带输送机构示意图图21胶带输送机构示意图11其运动过程为轴的转动带动凸轮的转动，凸轮的转动带动连杆的上下运动，该连杆用过弹簧固定在箱体内部，连杆向下运动后，在弹簧弹力作用下能自动回复，连杆上连接一根链条，链条连接棘轮的外轮，在连杆上下运动的同时，棘轮的外轮左右往复转动一定角度，棘轮内轮通过轴连接一个滚
27、轮，棘轮的内轮带动滚轮一直做顺时针的间歇性转动，夹在滚轮与支撑面之间的胶带随着滚轮向左做间歇性运动。212刀具运动机构研究该部分是确保刀具能在胶带输送完毕的时，向下运动及时切断胶带，也是完成纸盒贴角整个过程的重要部分。刀具向下运动的控制方案有很多种，其中以活塞控制和凸轮控制最为常见。活塞控制的特点是适用压力范围广，活塞压缩机的热效率高，活塞压缩机对材料要求低，多用普通钢铁材料，但是缺点是相对于该毕业设计来说机构复杂，成本太高，根据自己所学的专业知识，本毕业设计选择简单，低成本的凸轮控制，结合胶带输送控制系统，两者均为凸轮控制，可共用一根转动轴，只要两个凸轮错开一定角度就能合理的实现整个贴角过程
28、。图22是刀具运动机构示意图图22刀具运动机构示意图12其运动过程为轴的转动带动凸轮的转动，凸轮的转动带动连杆的上下运动，该连杆用过弹簧固定在箱体内部，连杆向下运动后，在弹簧弹力作用下能自动回复，刀具固定住在连杆的侧面（图中显示为右边），连杆向下运动带动刀具向下运动，并切断胶带，完成贴角过程。213其他控制机构研究除了上述两个运动机构的控制外，还需要人为地控制电机的间歇性运动，即人工按下控制按钮，电机转动，带动减速器，控制轴转动一周自动停止，该部分由电路控制完成。零件之间的动力传动还需要用链传动链接、皮带传动链接以及弹簧装置，胶带的加热由电路控制。214总体方案装配图纸盒贴角机总体方案视图如下
29、图，其包主视图（图23）、俯视图（图24）、左视图（图25）和最终装配图（图26）。主视图主要反应了纸盒贴角机的形状结构，表达了各个零件安装位置。图中详细的表达了胶带输送机构、刀具运动机构、控制装置等的信息。图23主视图13俯视图表达了外围的大致形状以及滚轮轴的具体信息。图24俯视图左视图主要表达了电机跟减速器的皮带连接。图25左视图1422机械传动部件的选择在本设计中，纸盒贴角机装置涉及的主要传动部件有电动机、减速器和联轴器，其他还有一些皮带传动，链条传动和弹簧。221电动机的选择Y系列电机具有效率高，能耗少、噪声低、振动小、重量轻、体积小、性能优良，运行可靠，维护方便等优点。广泛用于工业、
30、农业、建筑、采矿行业的各种无特殊要求的机械设备。如风机、水泵、机床、起重及农副产品加工机械等。本毕业设计对电动机要求比较低，因此选择型号为Y208S6的三相异步电动机15（如图27），其参数如表21。表21Y208S6的三相异步电动机参数型号额定功率（KW）转速（R/MIN）电流（A）效率功率因数堵转电流额定电流堵转转距额定转距最大转距额定转距重量KGY28064598088910085651820508图27Y225M2的三相异步电动机222减速器的选择由于电动机轴和控制凸轮运动的轴处于垂直状态，故选用单级圆锥齿轮减速器16（如图28），其减速比为267,输出转数为360R/MIN。图28单
31、级圆锥齿轮减速器15223联轴器的选择凸缘联轴器属于刚性联轴器，是把两个带有凸缘的半联轴器用普通平键分别与两轴连接，然后用螺栓把两个半联轴器连成一体，以传递运动和转矩。这种联轴器有两种主要的结构形式靠铰制孔用螺栓来实现两轴对中和靠螺栓杆承受挤压与剪切来传递转矩；靠一个半联轴器上的凸肩与另一个半联轴器上的凹槽相配合而对中。连接两个半联轴器的螺栓可以采用A级和B级的普通螺栓，转矩靠两个半联轴器结合面的摩擦力矩来传递。本设计的联轴器连接的是减速器与轴，连接比较简单，因此选择型号为GYS6凸缘联轴器17（如图29），其参数如表22。表22GYS6凸缘联轴器参数型号公称转矩（NM）许用转速（R/MIN）
32、轴孔直径（MM）轴孔长度（MM）D（MM）D1（MM）B（MM）B1（MM）S（MM）转动惯量（KGM2）质量（KG）GYS64008000501121408040568001554329凸缘联轴器224轴承装置的选择角接触球轴承（如图210）可同时承受径向负荷和轴向负荷。能在较高的转速下工作。接触角越大，轴向承载能力越高18。高精度和高速轴承通常取15接触角。本毕业设计中轴受径向力的影响，可选用角接触球轴承，其型号为7217C，其参数如表23。表23角接触球轴承参数轴承代号D（MM）D（MM）B（MM）RA（MIN）R1S（MIN）A（MM）动载荷C（KN）R静载荷CAR（KN）极限转速（R
33、/MIN）7217C641502821299998850380016图210角接触球轴承225其他传动装置的选择本毕业设计涉及的基本连接有皮带传动、链条传动和弹簧。（1）皮带传动带传动（如图211）具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力，且其造价低廉、不需润滑、维护容易等特点，在近代机械传动中应用十分广泛。摩擦型带传动能过载打滑、运转噪声低，但传动比不准确（滑动率在2以下）；同步带传动可保证传动同步，但对载荷变动的吸收能力稍差，高速运转有噪声。本设计中电动机与减速器的连接采用摩擦型带传动。图211带传动（2）链条传动链传动（图212）是通过链条将具有特殊齿形的主动
34、链轮的运动和动力传递到具有特殊齿形的从动链轮的一种传动方式。链传动有许多优点，与带传动相比，无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠，效率高；传递功率大，过载能力强，相同工况下的传动尺寸小；所需张紧力小，作用于轴上的压力小；能在高温、潮湿、多尘、有污染等恶劣环境中工作。链传动的缺点主要有仅能用于两平行轴间的传动；成本高，易磨损，易伸长，传动平稳性差，运转时会产生附加动载荷、振动、冲击和噪声，不宜用在急速反向的传动中。本设计中棘轮与连杆之间的连接采用链传动。17图212链传动（3）弹簧弹簧（如图213）是一种利用弹性来工作的机械零件。一般用弹簧钢制成。用以控制机件的运动、缓和冲击或震动、贮
35、蓄能量、测量力的大小等，广泛用于机器、仪表中。弹簧的种类复杂多样，按形状分，主要有螺旋弹簧、涡卷弹簧、板弹簧等。本设计中凸轮连接的连杆的往复运动与棘轮的往复运动均用弹簧控制。图213弹簧183机械零部件的设计与计算31凸轮的设计计算凸轮轮廓曲线的设计在老师的指导下，参考相关资料，本毕业设计采用的是对心直动尖底从动件盘形凸轮机构1920，如图31。31对心直动尖底从动件盘形凸轮机构用作图法设计该凸轮轮廓曲线，步骤如下1计算得出推杆的位移变化规律，如图32（左）。2先选取合适的比例尺L。任选一点作为凸轮的转动中心O。作半径为R024MM凸轮的基圆。3再从OAA为从动件位置开始按的方向依次量取与推程
36、运动角、远休止角、回程运动角和近休止角相等的角度。4然后将位移线图上的推程段分成四等份。分别对应点1、2、3、4。在位移线图上，过这些点作轴的垂线，与位移曲线交1、2、3、4各点，则线段11、22、33、44就是凸轮转过相应的角度时从动件的位移。在凸轮基圆上过1、2、3点作偏距圆的切线这些切线就是在反转过程中从动件轨道所占据的位置。沿这些切线依次量取1、2、3各点，使11、22等于位移线图上的11、22。用光滑的曲线将1、2、3、4各点相连，这就是推程阶段的凸轮的廓线。5最后用同样的方法得到回程的凸轮廓线。用圆弧将这两段光滑连接，最终得到一个完整的凸轮廓线，如图32（右）。19图32凸轮轮廓曲
37、线32棘轮的设计计算棘轮齿形的选择图32为常用齿形，由于本毕业设计所用的棘轮机构承受的载荷较小，可采用三角形。图32棘轮模数、齿数的确定与齿轮相同，棘轮轮齿的有关尺寸也用模数M作为计算的基本参数，但棘轮的标准20模数要按棘轮的顶圆直径DA来计算。MDA/Z30/2015MM棘轮齿数Z一般由棘轮机构的使用条件和运动要求选定。对于一般进给和分度所用的棘轮机构，可根据所要求的棘轮最小转角来确定棘轮的齿数（Z250，一般取Z830），然后选定模数。齿面倾斜角的确定棘轮齿面与径向线所夹称为齿面倾斜角。棘爪轴心O1与轮齿顶点A的连线O1A与过A点的齿面法线NN的夹角（30）称为棘爪轴心位置角。为使棘爪在推
38、动棘轮的过程中始终紧压齿面滑向齿根部，应满足棘齿对棘爪的法向反作用力N对O1（长L）轴的力矩大于摩擦力FF沿齿面对O1轴的力矩，即NLASINFFLACOS则FF/NTAN即取20式中F和分别为棘爪与棘轮齿面间的摩擦系数和摩擦角，F取02行程和动停比的调节方法（1）采用棘轮罩通过改变棘轮罩的位置，使部分行程棘爪沿棘轮罩表面滑过，从而实现棘轮转角大小的调整。（2）改变摆杆摆角通过调节曲柄摇杆机构中曲柄的长度，改变摇杆摆角的大小，从而实现棘轮机构转角大小的调整。（3）采用多爪棘轮机构采用棘爪数为6的多爪棘轮机构20。33凸轮轴的强度计算按轴的扭转强度计算1计算轴的转矩，确定轴的最小直径电机输出功率
39、KWP0450，输出转速MIN/360RN,对于圆截面的实心轴，其抗扭强度条件为21MMNT7162式中轴的扭转切应力（MPA）T轴传递的扭矩NMMWP抗扭载面模量MM3P轴传递的功率KWN轴的转速R/MIND轴的直径MM许用扭转切应力MPA选取轴的材料为45钢，调质处理，根据表153，A取120。以上可以得到轴的直径的设计公式3110MINNPADMMMM5036004501203故轴最小直径取50MM。按弯扭合成强度计算1根据轴的结构图，可分析出轴承处为危险截面，现计算轴承截面处的HM，VM及M值，如表31。载荷水平面H垂直面V支反力F,40,1021NFNFNHNHNFNFNVNV30,
40、1221弯矩MMMNMH6000MMNMV58001，MMNMV126002总弯矩MMNM843258006000221MMNM14898126006000222扭矩TMMNT32158表31轴承处的HM，VM及M值很据上表的计算结果分别做出水平方向的弯矩MH图（图33A）和垂直上的弯矩MV图（图33B），然后按下面公式计算总弯矩并做出M图（图33C），作扭矩图，如图33D。NPTDTWTTTT63105592022图33轴的载荷分布图2校核轴的强度根据上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取60，轴的计算应力MPAWTMCA642641032158608432323231
41、22轴的材料选用的是45钢，调质处理，查表151得160MPA，因此1CA，故安全21。234结论及其展望本设计通过对机械设计制造及其自动化专业大学本科四年所学知识进行整合，完成一个特定功能、满足特殊要求的纸盒贴角机的设计，比较好地体现机械设计制造及其自动化专业毕业生的理论研究水平、实践专业能力以及专业精神和态度，具有较强的针对性和明确的实施目标，实现了理论和实践的有机结合。本毕业设计所设计的纸盒贴角机，结构紧凑、工作可靠、操作简单。纸盒贴角机的出现减少了人工操作，在带来便利的同时也减少了工厂事故的发生，更为重要的是它很大程度上提高了工厂的生产效率。综上，经过资料的收集、方案的选择比较和论证，
42、到分析计算，再到工程图纸的绘制以及毕业设计论文的撰写等各个环节，我对大学四本科阶段的知识有了一个整体的深层次的理解，同时对工程的理解更加深刻和准确。因此，通过毕业设计实现了预期目标。24参考文献【1】王德忠纸盒包装的现状和未来J中国包装工业1999，645556【2】史良纸盒包装技术的新进展N中国包装报,20081009003【3】王德忠纸包装制品的现状及发展趋势N西北轻工业学院学报,20021205006【4】余成发折叠纸盒的糊盒工艺J印刷杂志2000,12830【5】林建国外纸盒包装及外形的最新发展N中国包装报,20051027004【6】陈希荣我国家电包装国际化与包装创新问题N中国包装报
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