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1、高新学院机械原理课程设计题 目：书本打包机设计专业班级：机械设计制造及其自动化机单1001班 姓 名：王志钱 学 号 ：1001140542 指导教师：程安宁时 间： 2012 年 07 月 13 日任务书姓名王志钱学号1001140542 专业及班级 机单1001题 目：书本打包机课程设计完成时间： 2012年7月13日 1设计任务：（1）根据给定的原始数据和工艺要求，构思并选定机构方案。内容包括纵向推书机构、送纸机构、裁纸机构、折角机构、涂浆糊机构，以及从电动机到主轴之间的传动机构。确定传动比分配。（2）按比例画出机构运动简图，标注出主要尺寸；画出包、封全过程中机构的运动循环图（全部工艺动
2、作与主轴转角的关系图）。（3）设计平面连杆机构并进行运动分析。绘制从动件运动线图。（4）设计计算其中一对齿轮机构。(5) 书本打包机进行三维造型和动态仿真，并输出送纸机构、推书机构、裁纸机构的位移、速度、加速度曲线。（6） 编写设计计算说明书2. 时间安排：第一阶段 查阅资料、熟悉题目(1天)第二阶段 方案分析、比较（2天）第三阶段 平面机构尺度综合、运动分析（2天）第四阶段 平面动态静力分析（2天）第五阶段 绘制方案图、整理设计说明书（2天）第六阶段 答辩（1天）实习时间为：7.1日7.13日 共计两周 指导教师：程安宁 2012 年07月13 日书本打包机设计方案随着科学技术和工业生产的飞
3、速发展，机械产品种类日益增多，自动化程度愈来愈高。这就要求设计者除综合应用各类典型机构的作用外，还要根据使用要求和功能分析，设计出结构简单、制造方便、性能优良、工作可靠、适用性强的机械系统。机械原理课程设计是机械原理教学中的一个重要环节，是机械类各专业学生在机械原理课程学习后进行的全面、系统、深入的实践性教学，培养学生机械系统运动方案设计、创新设计及应用计算机进行机构分析和工程设计的能力。机械原理课程设计针对某种简单机器进行机械运动简图设计，包括机器功能分析、工艺动作过程确定、执行机构选择、机械运动方案评定、机构尺度综合等。通过机械原理课程设计，使学生巩固所学机械原理的知识和理论，培养开发创新
4、机械的能力，实现用图解法进行机构的分析计算的基本要求，达到借助计算机对机构进行解析法分析，完成机械运动方案和机构设计。一、功能原理分析：1横向送书（送一摞书）。2.纵向推一摞书前进到工位a，使它与工位bg上的六摞书贴紧在一起。3.送纸，书推到工位a前，包装纸已经先送到位。包装牛皮纸使用整卷筒纸，由上向下送够长度后裁切。4.继续推书前进到工位b，在工位b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时实现三面包装，这一工序共推动ag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21实线所示位置的形状。7.再
5、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。综上分析，可以看出：书本打包机中的主要机构包括：横向送书机构、纵向送书机构、送纸机构、裁纸机构、折角机构、涂浆糊贴标签机构以及烘干机构。二、方案拟定 ：机构设计主要包括横向送书机构、纵向送书机构、送纸机构、裁纸机构、折角机构、涂浆糊贴标签机构以及烘干机构的设计，以实现书本打包的功能。方案工艺分
6、解，如下图所示：方案1. 横向送书机构横向送书机构的主要执行机构为凸轮机构和齿轮齿条机构，其机构简图如图所示： 横向推书机构机构运动循环图: 横向送书机构运动循环图横向推书机构在120360期间进行推书运动：120240推头推书，240360推头退回，0120推头不动，横向推书行程H=380mm。横向推书机构对比机构 横向推书机构对比机构图所示的连杆滑块机构也可以实现横向推书的功能，但是通过对比凸轮齿条机构结构简单，易于实现复杂的运动要求比较容易设计各种传动比的要求，而且结构紧凑。连杆滑块机构制造容易，但设计较为困难，连杆机构随着构件和运动副数目的增加，积累误差较大，传动精度不高。方案2. 纵
7、向送书机构纵向送书机构的主要执行机构为凸轮机构和连杆滑块推头机构，其机构见图如图所示： 纵向推书机构 1 纵向推书机构 2纵向推书机构运动循环图纵向推书机构在机构在0120向推书机构在期间完成纵向推书动作：080完成单摞推书，80120完成七摞推书，120220推头回退，220360推头不动。设计数据如下：X1(mm)Y1(mm)Y(mm)X2(mm)H(mm)max()min()rr(mm) r0 (mm)203370100115040022.118.9 40 250具体计算如下：max = arctan(X2/ Y1)=22.1 L=(453-250)/2min = arctan(L/Y1
8、)=18.9 Lbc=800mmLab=400mm方案3. 送纸机构送纸机构的主要执行机构为连杆弹簧机构和凸轮机构，其机构简图如图所示： 送纸机构方案4 . 裁纸机构裁纸机构的主要执行机构为凸轮顶杆机构和连杆滑块机构，如下图所示：裁纸机构简图方案5 . 折角机构 折上下边机构 折上下边对比机构折前角机构方案6. 涂浆糊、贴标签、烘干机构 涂浆糊贴标签烘干机构的主要执行机构为凸轮摆杆机构，其机构简图如图所示： 涂浆糊贴标签烘干示意图将此机构分解成四部分，涂浆糊 贴标签 烘干 二次烘干。如图所示： 涂浆糊、贴标签、烘干机构 涂浆糊贴标签烘干机构运动循环图涂浆糊贴标签烘干机构对比机构三、方案总结：所
9、有机构汇总如图所示 书本打包机总简图上图所示为书本打包机总简图，该图按加工顺位表达了书本打包的运动情况。该图中分别表达了横向推书机构、纵向推书机构、送纸机构、裁纸机构、折上下边机构、折前角、涂浆糊、贴标签、烘干机构的机构简图。通过该简图可以了解书本打包机的运行过程和打包过程。 机构总运动循环图四、数据分析及处理:其中O为机器主轴的位置，A为机器中机构的最大允许长度，B为最大允许高度，为工作台面距主轴的高度，（x，y）为主轴的位置坐标，（）为纸卷的位置坐标。书本打包机具体技术要求为：（1） 机构的尺寸范围A= 2000 mm，B= 1600 mm。工作台面位置：= 400 mm主轴位置：x =
10、10001100 mm，y = 300400 mm；纸卷位置：= 300 mm，= 300 mm。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a= 130140 mm；长度b= 180220 mm；高度c= 180220 mm。 推书起始位置：= 200 mm。推书行程：H= 400 mm。推书次数（主轴转速）：n= (100.1) r/min（电动机转速：1440 r/min）。主轴转速不均匀系数： 1/4。纸卷直径：d= 400 mm。设计心得体会经过这次短暂而有意义的课程设计，我们对这一整个学期学习到的机械原理知识有了更加深入的体会和认识
11、，使零散的知识形成了有机的网络体系，同时通过对相关书籍的查阅，也拓宽了我们对这门课程以及本专业的认识。 这次的课程设计让我们看到了团队的力量，三人分工协作，将各个部分分成不同的小步骤。我们先积极地查阅了大量的资料，然后把资料进行汇总，并集体讨论了整个的设计思路，之后三人分工协作，将各个部分分成不同的小步骤。设计过程中，不仅让大家学以致用，还大大培养了团队合作的精神。因为在课程设计中我们渐渐明白，只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道的，否则一个人的失误，就可能导致整个团队的工作失败。 一个多星期里，我们将时间合理分配，根据个人的优势将工作内容合理分配。但每一个机构的完成，绝对不只是
12、具体某个人的功劳。当自己思考出了一个机构的雏形，小组就会积极开展讨论。比如在对凸轮的设计中，凸轮在任意两个角度的速度分析，受力情况，加速度分析和动态的静力分析等，我们经历了激烈讨论，悬而未决，再次修改直至最终大家一致通过。但由于对matlab等编程软件不熟悉，我们还是未能拟合出精确的凸轮轮廓。可是这每一个机构，都是我们小组成员反复思考，辩论，查阅资料直至最终确定下来的。而辩论过程中，不仅让我们认识到了自己想法不全面的地方，也体会到经同伴指出问题后恍然大悟的快感，更可贵的是往往就在这你一言我一语中，我们讨论出了更为完整实用优良的方案。通过本次课程设计，让每个组员都受益颇丰。我们不仅更全面深入地掌
13、握了所学知识，并且还有了初步的机械选型与组合及确定传动方案的能力，培养了初步的开发和创新机械产品的能力。同时，我们也对运动分析和设计有了一个较完整的概念，进一步提高了运算、绘图、表达及查阅各种技术资料的能力。但也让我们意识到，目前我们所具有的知识是远远不够的，当理论碰上实践，我们依然会感到毫无头绪和无从下手，这主要是因为我们平时不注重培养和锻炼自己独立思考和动手的能力，而这无一不是我们这个专业所需要我们具备的。所以，今后的日子里，我们还要虚心学习，而且不仅学习本专业知识，只要专业有所涉及，我们都不应该放过，因为在这次实践中，我们就发现课程设计跟数学、计算机等多门学科的紧密关联。我们也充分认识到，只有当知识形成了一个更加严密的网，我们才能设计出更完善的机械。在14天的时间里，我们默契合作，相互帮助，付出许多汗水和努力。但看到最终成品出来时，还是让我们三人兴奋不已。我们也热切期望我们的成果能得到老师的肯定。在此对老师一个学期以来的付出表示感谢！参考文献1 高志、殷勇辉、章兰珠、崔立.机械原理 华东理工教育出版社， 20102 王三民主编. 机械原理与设计课程设计 机械工业出版社，20043 . 机械原理指导书. 高等教育出版社4 张永安机械原理课程设计指导 高等教育出版社5 张旦闻、方园、杨少磊、焦保国. 机械原理课程设计 洛阳理工学院机械原理课程设计指导教师评审意
