1、機械原理課程設計說明書書本打包機設計院 系： 專 業： 年 級： 學生姓名： 學 號： 指導教師： 2011年11月摘要 書本打包機是印刷廠為了把印刷的圖書更快，更美觀的把圖書包裝起來而設計的專門用來打包書本的機構。書本打包機的設計主要分為：提出構思，計算自由度，分析可行性，畫出機構運動簡圖，最后進行加工生產。其原理也很簡單，主要分為推書機構，送紙機構，裁紙機構，折紙包裝機構和傳動機構。在包裝過程中，幾個機構相互配合而進行打包。在整個設計過程要求有相應的數據計算，CAD繪制的運動簡圖，和對應的總裝配圖，最后附上心得體會和與設計有相關的參考文獻。關鍵詞：書本打包機；機構；運動；簡圖.目錄1. 設

2、計題目.12. 工作流程及工藝動作過程.13. 原始數據和設計要求.54. 設計內容和步驟.85. 心得體會.156.參考文獻.15一：設計題目書本打包機設計及說 設計書本打包機中的推書機構，送紙機構及裁紙機構。書本打包機的用途是用牛皮紙將書包成一包，并在兩端貼好標簽（如圖1）。二：工作流程及工藝動作過 書摞包、封過程工藝順序及各工位布置分別如圖二、三所示，分述如下：（1） 橫向送書(送一摞書)。（2） 縱向推書前進(推一摞書)到工位a，使它與工位bg上的六摞書貼緊在一起。（3） 送包裝紙。包裝紙原為整卷筒紙，由上向下送夠長度后進行裁切。 （4） 繼續推書前進到工位b，在工位b處書摞上下方設置

3、有擋板，以擋住書摞上下方的包裝紙，所以書摞被推到工位b時實現三面包，這一工序共推動ag的七摞書。 （5） 推書機構回程，折紙機構動作，先折側邊將紙包成筒狀，再折兩端上、下邊。（6） 繼續折前角。將包裝紙折成如圖三實線所示位置的形狀。 （7） 再次推書前進折后角。推書機構又進到下一循環的工序（4），此時將工位b上的書推到工位c。在此過程中，利用工位c兩端設置的擋板實現折后角。 （8） 在實現上一步工序的同時，工位c的書被推至工位d。 （9） 在工位d處向兩端涂漿糊。（10） 在工位e貼封簽。 （11） 在工位f、g，用電熱器把漿糊烘干。 （12） 在工位h，人工將包封好的書摞取下。1圖一 書本打

4、包機的功用2圖二 包、封工藝順序3圖五 縱向推書機構運動循環圖yy12ABO1DC34圖四 縱向推書機構運動簡圖4三：原始數據和設計要求 方案（mm）（mm）（mm）（mm）( o )（mm）( o )( o )（mm）( o )( o )( o )(kg)112030065010010020040451012010014052120350650200100200404510120100140631204006503001002004045101201001406411030065010010020040451012010014055110350650200100200404510120100

5、140661104006503001002004045101201001406710035065030010020040451012010014068100300650100100200404510120100140591003506502001002004045101201001405109035065030010020040451012010014061、推書機構的基本數據為了保證工作安全、臺面整潔，推書機構最好放在工作臺面以下。2、工藝要求的數據 書摞尺寸：寬度130140mm；長度180220mm；高度180220mm。 推書起始位置：表中數據。 推書行程：表中數據。5推書次數(主軸轉

6、速)： (10±0.1)rmin。 主軸轉速不均勻系數：14。3、縱向推書運動要求 （1）推書運動循環：整個機器的運動以主軸回轉一周為一個循環周期。因此，可以用主軸的轉角表示推書機構從動件(推頭或滑塊)的運動時間。 推書動作占時13周期，相當于主軸轉120 o； 快速退回動作占時小于13周期，相當于主軸轉角100 o； 停止不動占時大于13周期，相當于主軸轉角140 o。具體的每個運動時期內縱向推書機構從動件的工藝動作與主軸轉角的關系如下表所示： 主軸轉角推書機構執行滑塊的動作主軸轉角推書機構執行滑塊的動作推單摞書前進滑塊退回推七摞書前進，同時折后角滑塊停止不動如圖五所示為推書機構運

7、動循環圖（2）推書前進和退回時，要求采用等加速、等減速運動規律。64、其他機構的運動關系如下表所示。工藝動作主軸轉角工藝動作主軸轉角橫向送書送紙裁紙折側邊，折兩端上、下邊，折前角涂漿糊，貼封簽，烘干5、各工作阻力的數據（1） 每摞書的質量為4.6kg。（2） 橫向送書機構的阻力可假設為常數，相當于主軸上有等效阻力矩40N·m。（3） 送紙、裁紙機構的阻力也假設為常數，相當于主軸上有等效阻力矩10N·m。（4） 折后角機構的阻力，相當于四摞書的摩擦阻力（設摩擦系數）。折算到主軸上的阻力矩。（5） 折邊、折前角機構的阻力總和，相當于主軸上受到等效阻力矩，其大小可用機器在縱向推書

8、行程中（即主軸轉角從轉至范圍中）主軸所受縱向推書阻力矩的平均值表示為 6 其中大小可由下式求出 7 式中，為推程中各分點的阻力矩的值；n為推程中的分點數。（6） 涂漿糊、貼封簽和烘干機構的阻力總和，相當于主軸上受到等效阻力矩，其大小可用表示為 8四：設計內容及步驟 1、根據給定的原始數據和工藝要求，構思并選定機構方案。除縱向推書機構按圖四設計外，送紙、裁紙機構以及從電動機到主軸（圖四所示凸輪軸）之間的傳動機構應畫出機械傳動示意圖。并確定傳動機構及送紙、裁紙機構中與整機運動協調配合有關的主要尺寸或參數：如齒輪的齒數、模數、皮帶輪直徑、各機械間相互位置尺寸等。畫出包封全過程中機械的運動循環圖，即全

9、部工藝動作與主軸轉角的關系圖。 2、設計縱向推書機構：按23人為一組，每組一個方案。每人選擇方案中的兩個位置（注意兩個點要分別取在推程和回程）。 （1）用圖解法初選AC桿長度，找出與的大致范圍。并保證滑塊能達到行程。 （2）按的原則最后確定AC和CD桿的長度。應滿足的要求。（注意：要保證C點低于滑塊導路以保證安全） （3）設擺桿AC的擺角與凸輪轉角為等加速、等減速運動規律，對搖桿滑塊機構進行運動分析，繪出、線圖。 （4）對機構進行力分析，求出主軸上的阻力矩在主軸旋轉一周中的一系列數值，即8式中為主軸的轉角，為主軸回轉一周中的各分點的序號（每人求兩個分點的值）。力分析時，只考慮工作阻力、重力和慣

10、性力。匯集本組其他人的數據。繪制線圖并計算出阻力矩的平均值。（5）根據上面求出的平均阻力矩，考慮各運動副的效率。估算出整機效率，算出所需電動機功率的理論值計，再乘以安全系數（一般取1.21.4），得出電動機功率電，查閱電動機產品目錄，選擇電動機型號，應使所選電動機的額定功率電。（6）根據力矩曲線和給定的速度不均勻系數，不計各構件的質量和轉動慣量，計算出飛輪的等效轉動慣量。指出飛輪安裝在哪根軸上較合理。（7）根據曲線，用作圖法設計凸輪輪廓，并校核實際輪廓是否變尖或失真，校核。 3.CAD繪制運動簡圖及分析說明縱向推書機構方案凸輪機構和杠桿機構進行放大9圖六運動擬定：通過凸輪的轉動控制搖桿的擺動角

11、度，用杠桿放大原理進行行程的放大，當凸輪達到最大推程時，杠桿把書剛好退到b的位置，而當回程到基圓時，凸輪近休，杠桿間歇停止140°，等待系統的下一周期循環。優 點： 杠桿結構簡單，加工和安裝比較方便，加工成本低，容易控制和調節，運動清晰明了，可滿足運動要求。缺 點： 杠桿的承載力不大，容易索性變形，杠桿結構運動擺幅大，占空間，效率低，凸輪加工難，易磨損，成本高。送紙機構方案摩擦輪不完全齒輪組合機構送紙10運動擬定：用皮帶輪控制另一個主動輪，按額定的轉速轉動，通過不完全齒輪控制摩擦輪的運動，當需要送紙的時候使不完全齒輪與完全齒輪相嚙合，實線送紙，不需要時使不完全齒輪的圓滑面與齒輪相切，

12、實現傳紙的間歇。優 點：空間構件靈活，簡單，穩定性好，設計簡單。缺 點：經濟性較差。剪紙機構方案11運動擬定：皮帶傳動再利用凸輪與推桿機構完成紙的剪切。優 點：凸輪運用簡單容易識別。缺 點：凸輪設計比較麻煩。折紙機構 在推書的過程中由于b工位上上下設有擋板，所以當書被推到b工位時實現包三面，再利用凸輪連桿機構折前面，利用連桿滑塊機構實現折側邊。再利用齒輪機構使折筒做圓周運動實現折前角，最后利用推書運動將書推到c工位上。在此過程中利用工位c兩端設置的擋板實現折后角。 12傳動機構方案四級齒輪傳動裝置運動擬定：馬達通過皮帶把轉動傳到齒輪，通過四級齒輪減速，達到轉速要求。優 點：通過馬達解決了機構卡死導致馬達燒壞的現象，相對于渦輪蝸桿傳動力大，齒輪造價低，空間小。缺 點：占用空間大。13書本打包機總流程圖14五：心得體會 經過一段時間的工作，過程曲折可謂一語難盡。在此期間我也失落過，也曾一度熱情高漲。從開始時滿富盛激情到最后汗水背后的復雜心情，點點滴滴無不令我回味無長。 同時我認為我們的工作是一個團隊的工作，團隊需要個人，個人也離不開團隊，必須發揚團結協作的精神。某個人的離群都可能導致導致整項工作的失敗。實習中只有一個人知道原理是遠遠不夠的，必須讓每個人都知道，否則一個人的錯誤，就有可能導致整個工作失敗。團