机械原理课程设计Word格式.docx
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5.2、主要构件的设计说明…………………………………………………………………11
六、送纸机构有关数据及图示：
………………………………………………………………11
6.1、送纸机构简介及其相关设计…………………………………………………………11
6.2、送纸机构中相关数据…………………………………………………………………12
七、剪纸机构：
…………………………………………………………………………………12
7.1、剪纸机构图示…………………………………………………………………………13
7.2、剪纸机构的工作原理…………………………………………………………………13
八、贴标签机构工作原理及其设计：
…………………………………………………………14
8.1、贴标签机构图示及其相关简介…………………………………………………………14
8.2、根据上述数据设计要求设计凸轮过……………………………………………………14
8.3、机构的整体设计…………………………………………………………………………15
九、参考文献……………………………………………………………………………………16
十、感想与自我评价……………………………………………………………………………16
绪论
在人类的生产和生活中，大量使用各种机械设备，以减轻和代替人的劳动力，提高生产率，产品质量和生活水平。
随着科学技术和工业生产的发展，计算机技术、电子技术和机械技术有机结合，机电一体化的实现，促进机械产品向高速、高效、自动化、轻量化方向发展。
可见，人们对机械设计要求越来越高，所以我们大学生要带着自己的设计理念从理论到实践中去，努力设计出自己的完美设计，对社会左出大的贡献，做社会有用人才书本打包机主要是用在印刷厂里，在大量数印刷出来后，将其以一定数量为一堆，用牛皮纸将其包装起来，以便于销售和运输。
这种功能在很多地方都可以用到，比如：
包糖机，饭盒包装机等凡是设计到需要将东西分堆包装的地方都可以将其稍加改动即可用于其他地方。
这次设计，就是我们才华的一个展示，其中也体现了合作的重要。
以下是我们的设计内容：
Ⅰ内容提出：
为了让打包书本这个工作完全机械化，轻松、方便
Ⅱ设计对象：
Ⅲ设计内容：
根据给定的原始数据和工艺要求，构思并选定方案，内容包括纵向推书机构和送纸、裁纸机构.
根据选定的方案，给定的尺寸数据和运动性质的要求，利用优化设计纵向推书机构的简图尺寸。
对于传动机构及送纸，裁纸机构，确定与整体运动协调配合尺寸（宏观定性关系）。
最后感谢张老师对我们的指导，相信我们以后会做的更好。
一、设计题目：
2.1、书本打包机是用牛皮纸将一摞书包成一包，并在两端贴好标签，如下图所示：
图1书包打包机的功用
2.2、书本打包机的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2、3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
使它与工位
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
，在工位
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
时实现三面包，这一工序共推动
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。
6、继续折前角。
将包装纸折成如图3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
上的书推到工位
。
在此过程中，利用工位
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
的书被推至工位
9、在工处向两端涂将糊。
10、在工位
贴封签。
11、在工位
、
，用电热器把浆糊烘干。
12、在工位
，人工将包封好的书摞取下。
2.3、工作工艺图示
推书送纸推书包三面折侧边
折前角折后角涂浆糊
贴封签烘干
图2包、封工艺顺序
三、原始数据和设计要求
图3包、封过程各工位布置（俯视图）
3.1、由总体设计规定的各部分的相对位置和有关尺寸（上图3）。
其中O为主轴的位置，A为机器中机构的最大允许长度，B为最大允许高度。
Y为工作台面距主轴的高度，（x,y）为主轴的坐标。
（）为纸卷的位置坐标。
（1）机构的尺寸范围及其他数据
A=2000mm;
B=1600mm。
工作台面位置：
y0=400mm
主轴位置：
X=1000~1100mm，Y=300~400mm;
为了保证工作台安全、吧面整洁，失忆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=130~140mm长度=180~220mm高度=180~220mm
推书起始位置：
=200mm
推书次数（主轴转速）:
n=（10±
0.1）r/min
纸卷直径：
d=400mm
（3）纵向推书运动要求
3.2、推书运动循环：
整个机器的运动以主轴回转一周为一个周期。
因此，可以有主轴的转角推书机构从动件（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，相当于转角140º
.
具体的每个运动周期内纵向推书机构从动件的工艺动作与主转轴的关系列于下表：
主轴转角
推书机构执行滑块的动作
0º
~80º
80º
~120º
推单摞书前进
推七摞书前进，同时折后角
120º
~220º
220º
360º
滑块退回
滑块停止不动
如图所示为推书机构运动循环图。
推书前进和退回时，要求采用等加速，等减速运动规律。
其他机构的运动关系列于下表表示
工艺动作
折侧边，折两边上、下边，折前角，涂浆糊，贴标签，烘干
150º
~340º
180º
送纸
裁纸
200º
~360º
~70º
70º
四、横向推书机构
4.2、其工作过程：
通过主动件凸轮的转动将速度通过齿条—2传送给齿轮—2，齿轮—2与齿轮—1是齿轮啮合，通过传动比传给齿轮—1一个速度，使其通过齿条—1带动推头做横向进给运动，最后达到横向送书过程，完成横向送书阶段。
4.3、机构的运动要求：
由横向推书机构与主轴转角的关系得：
横向推书机构在120°
~360°
期间进行推书运动：
120°
~240°
推头推书，240°
推头退回，0°
~120°
推头不动。
横向推书行程H=600~700mm。
1、一个横向推书过程中，设计齿轮-1转动俩圈。
由H=600~700mm得，齿轮-1的直径应在190mm~220mm之间。
设计齿轮直径为200mm。
使用标准齿轮，压力角为20，模数是8.齿数是15。
齿轮-2的直径为40mm.，使用标准齿轮，模数为为4。
各个齿轮齿条的数据参数：
全部使用标准齿轮
齿轮-1直径D=200mmM=8Z=15
齿轮-2直径D=40mmM=4Z=10
齿条-1齿数Z=18
齿条-2齿数Z=12
2、凸轮设计：
由上面得知凸轮推程运动角
=120°
为了防止推书过程中出现书本洒落，要求推书过程中加速度从零开始，根据要求凸轮的加速度按正弦规律变化。
回程过程中加速度没有要求，建议用正弦加速度规律设计凸轮，我是按正弦加速度规律设计回程的。
凸轮的行程h=125.6mm，设计凸轮的从动件是直动型的，其压力角的范围是30~38之间，采用压力角为32，由诺模图知，h/r=1,则其基圆半径是125.6mm。
凸轮轮廓按正弦加速度的要求来做，凸轮的S-Φ方程：
s=h（
），其中
，0°
，凸轮的行程为0;
凸轮按正弦加速度加速，直到s达到125.6mm；
240°
，凸轮按正弦加速度减速，直到s达到0。
凸轮的S-Φ曲线
修改凸轮的S-Φ方程：
）+125.6。
运用Excel电子表格计算，将ψ平分360份，计算出相应的s。
再运用工式:
X=s×
Sin（
π）+400
Y=s×
Cos（
其中
为0°
之间。
将上面的数据导入CAD中，得到的图形为：
3、机构的综合设计：
推头的行程范围为628mm;
齿轮-1的直径200mm，凸轮的最大半径是251.2mm，则齿轮-1的轴与凸轮轴的垂直距离应大于351.2mm，设计为400mm。
五、纵向推书机构的工作原理及主要技术要求
5.1、在书本打包机的设计中，对纵向推书机构做出如图1的运动方案，纵向推书机构主要由凸轮连杆机构和齿轮齿条机构组成。
该机构要实现间歇推书动作，为确保书摞不倒，要求执行构件（推书滑块）工作行程等速运动，快速退回1。
具体运动过程为：
主轴转动带动凸轮做等角速度转动，摇杆在凸轮作用下做间歇往复摆动，连杆带动齿轮齿条机构做间歇性往复直动。
推书滑块固定在移动齿条上随齿条做往复运动实现推书过程，齿轮齿条机
构主要是增加推书滑块的行程。
纵向推书行程H=400mm,h1=100mm,h2=600mm,推书次数n=（10±
推书机构的运动简图
5.2、主要构件的设计：
连杆及其尺寸确定
根据图所示书本打包机机械设计所限定的安装尺寸及机器的轮廓尺寸，为使机器有良好的传力性能，优化后的机器尺寸l1=624.528，l2=224.585，l3=302.473.
根据推书行程H=400，由H=N
D=N
mZ,H=H1+H2H1:
H2=2:
所以H1=155.6mmH2=244.4mm齿轮尺寸m=4Z=15齿条尺寸与相应齿轮配合，移动齿条长为220mm
6.1、送纸机构简介及其相关设计
1）该图所示为送纸机构的简易图，其工作原理为：
主轴带动凸轮的转动，使得压杆压住卷纸与连接在转动主轴上的圆柱杆相接触，并使得圆柱杆同时带动纸卷做向下进给运动，当送纸达到适当长度时，压杆将脱离与纸卷、圆柱的接触，并最后达到送纸的一个过程。
2）对于凸轮设计的要求：
1）送纸过程是在推书过程阶段完成的，故要求凸轮的行程时间为2/3期,
220°
~70°
部分
2）凸轮推程运动角φ0=45°
，从动件在推程时按正弦加速度运动，设计其行程h
为20mm，凸轮机构的许用压力角［α］=30°
3）根据诺模图确定凸轮最小基圆半径rb。
3）对凸轮的设计过程：
根据诺模图中的虚线与正弦加速度运动规律标尺的交点求得：
h/rb=0.26
由此可近似确定最小基圆半径rb=h/0.26=20/0.26=77mm
=90°
6.2、送纸机构中相关数据：
基圆半径rb=77mm，与凸轮连接的连杆
1=300mm，压杆
2=300mm，其中
1与
2夹角为150°
7.1、剪纸机构图示
7.2、剪纸机构的工作原理：
通过主轴的运动将速度V传递到凸轮上，使其转动，将力与速度通过连杆传给剪刀，通过剪刀截断合适尺寸的纸，最后达到剪纸工作过程。
主轴转速应与送纸机构中的速度相匹配，故剪刀的速度V=200mm/s。
纸的有效长度为400mm，故要使得其送的纸的长度大于400mm，故此凸轮设计要求其陷进的部分应大于120°
，设其工作部分为140°
其中剪刀设计与竖直纸相隔50mm.
8.1、贴标签机构图示及其相关简介
1）工作原理：
通过凸轮的转动带动与凸轮连接的轮轴，并使其上面的水平板块做水平往复运动，最后完成贴标签这一过程。
2）对于凸轮设计的要求
1）贴标签工艺是在剪纸过程之后完成的，故其工作时间为180°
~340°
为24mm，凸轮机构的许用压力角［α］=30°
8.2、根据上述数据设计要求设计凸轮过程如下：
根据诺模图中的虚线与正弦加速度运动规律标尺的交点求得：
由此可近似确定最小基圆半径rb=h/0.26=25/0.26=73mm
将上面的数据导入CAD中，得到的图形为
8.3、机构的整体设计：
从动轮滚子的半径设计为20mm。
与滚子相连的杆件长度设计为170mm。
其他各个部分主轴的之间的距离已在上图8.1中标出了。
贴标签机构的推头的水平移动距离是40mm.
参考文献
朱江《凸轮连杆组合机构优化设计》机械工业出版社
张永安《机械原理课程设计指导》高等教育出版社
文朴《机械设计》机械工业出版社
王继荣师忠秀《机械原理课程设计》机械工业出版社
王之烁王大康《机械设计综合课程设计》机械工业出版社
张建中《机械设计基础》高等教育出版社
陆凤仪《机械原理课程设计》机械工业出版社
感想与自我评价
做课程设计说长不长说短也不短，比平时上课累些，但也比平时上课充实很多，我很喜欢这种充实的感觉，一想到曾经中午不吃饭不休息就为了赶在别的同学前面完成课设的一个流程图就感到兴奋不已。
说到这就不得不感谢学院给我们提供一个这样的机会来锻炼提高自己的水平，更要感谢老师在百忙之中抽出大量时间对我们进行辅导。
课程设计的内容对我们绝大多数学生来说的感觉是一样的，熟悉又陌生。
熟悉是因为我们所做的课题都是机械原理课程中学习过的操作单元，陌生的是对于设计过程中所涉及到的查阅资料、文献、标准，计算及计算机绘图等实际操作。
这些操作我们平时接触并不太多，课程设计不但给我们提供了一次检验平时知识掌握熟练程度的机会，更主要的是给了我们一次学习和巩固知识的机会。
从一开始的不知从何下手到后来的慢慢熟悉，再到后来的能基本掌握查阅资料的要领,能较熟练的操作word、autoCAD及其他专业软件，可以说我们的知识掌握熟练程度有了很大的提高。
而且，我们在课程设计中的课题都是模拟工业生产的，因此在课设中我们不仅要考虑专业知识，还要综合考虑实际生产中可能涉及到的各种实际问题，而且后一种问题影响更为重要，因而也更为复杂棘手。
就在这一步一步的摸索中我们感受到了知识的力量，当我们运用平时所学习到的知识解决了课设中所涉及到的哪怕是一个很小的问题时，那种喜悦的心情也是难以言表的！
回想这段时光，虽然比较辛苦，但还是让我们学会了许多书本上难以获取的知识，从老师开始布置任务，拿到任务书，我们一时有点不知所措，不知如何下手，以前一直都是听课，做作业，考试，都是理论上的东西，没有把理论与实践相结合，这次真正让我们自己设计一个设备，还真怀疑自己的能力，怕最终完不成此次任务。
但经过几天的思考，整理思绪，很快就找到了突破的方向，再加上小组同学的紧密配合，一个有条理的计划书就展现在了脑海里，就开始查阅资料，相关的文献，虽然过程有点辛苦，但这段时光没有虚度，非常充实，让我们学到了很多东西。
非常感谢学院给我们的这次课设机会，也非常感谢老师的热心教导。
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