机械工程学院书本打包机课程设计说明书设计题目：机械原理课程设计书本打包机设计专业：材料成型及其控制工程班级：13材料姓名：张晖学号139290444044 指导教师：于潇泽2015年12 月27 日目录目录绪论 (3)1设计任务 (1)1.1课程设计题目 (3)1.2设计要求 (2)2课程设计题目分析 (2)2.1总功能要求 (4)2.2总功能分解 (4)2.3书本打包机设计参数的选择 (3)2.4各部分执行机构的设计 (3)2.5书本打包机整体机构简图 (4)2.6整个机构的运动循环图 (5)3 各部分机构的设计 (6)3.1各部分机构的设计方案说明 (6)4 执行机构的设计和传动比计算 (8)4.1电动机到主轴间的减速机构计算 (10)4.2推书机构的连杆机构计算 (10)4.3凸轮机构的计算 (11)4.3.1裁纸机构的凸轮分析 (12)4.3.2折边机构的凸轮分析 (13)4.3.3涂浆糊、贴封签、烘干机构的凸轮分析 (13)5 课程设计心得体会 (15)参考文献 (16)绪论随着科学技术和工业生产的飞跃发展，国民经济各个部门迫切需要各种各样的质量优、性能好、能耗低、价格廉的机械产品。

其中，产品设计是决定产品性能、质量、水平、市场竞争能力和经济效益的重要环节。

产品的设计包括机械设备的功能分析、工作原理方案设计和机械运动方案设计等。

这些设计内容可作为机械原理课程设计的内容。

很明显，产品设计本身如果存在问题，常常属于根本性的问题，可能造成机械产品灾难性的失误。

因此我们必须重视对学生进行机械原理设计能力的培养。

为了培养学生的开发和创新机械产品的能力，高等学校工科本科《机械原理课程教学基本要求》中对机械原理课程设计提出的要求是：“结合一个简单的机械系统，综合运用所学理论和方法，使学生受到拟定机械运动方案的初步训练，并能对方案中的某些机构进行分析和设计。

”在机械原理课程中加强机械运动简图能力的培养，已越来越为广大师生所认识。

1 设计任务1.1课程设计题目课程设计题目：书本打包机机书本打包机主要是用在印刷厂里，在大量的书本印刷出来后，将其以一定的数量为一堆，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，饭盒包装机等凡是涉及到要将东西分堆包装的地方，都可以将其稍微改动即可用于其它地方。

1.2设计要求（l）书本打包机一般至少包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构在内的三种机构。

（2）画出机器的运动方案简图与运动循环图。

拟定运动循环图时，执行构件的动作起止位置可根据具体情况重叠安排，但必须满足工艺上各个动作的配合，在时间和空间上不能出现干涉。

（3）设计凸轮机构，自行确定运动规律，选择基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径，计算凸轮廓线。

（4）设计计算齿轮机构。

（5）对连杆机构进行运动设计。

并进行连杆机构的运动分析，绘出运动线图。

（6）学生可进一步完成机器的计算机演示验证、凸轮的数控加工等。

2 课程设计题目分析2.1总功能要求将若干本一摞书用牛皮纸包成一包，并在两端贴好封签。

2.2总功能分解设计书本打包机，其总功能可以分解为以下几个工艺动作：（1）推书机构：为间歇性运动，分为横向、纵向运输机构。

这一动作可以通过两个槽轮带动连杆运动来实现。

（2）送纸机构：采用橡胶摩擦轮通过摩擦来实现传动。

（3）裁制机构：裁刀为间歇性的进给运动。

由皮带带动齿轮，在齿轮上安装一凸轮，凸轮连接连杆机构带动裁刀将牛皮纸裁断。

（4）折边机构：用凸轮带动连杆来实现折上下边的两块挡板同时运动。

（5）折角机构：折后角用一个凸轮机构来实现。

书通过挡板时则实现折前角。

（6）涂浆糊、帖签、烘干机构：可以通过凸轮连杆带动滑块来实现。

（7）电动机到主轴间的传动机构：通过齿轮系的变速来实现各个机构应有的转动速度。

2.3书本打包机设计参数的选择电动机：电动机是机器中运动和动力的来源，其种类很多，有点动机、内燃机、蒸汽机、水轮机、汽轮机等。

电动机结构简单、工作可靠、控制方便、维护容易，一般机械上大多数采用电动机。

电动机设计参数的选择：1、类型：三相异步电动机；转速：1000r/min生产率：20摞/min成品尺寸：长，180~220；宽，130~140；高:180~220；2.4各部分执行机构的设计所选执行机构优缺点详细比较注: 机器中机构的最大允许长度A和高度B：A≈2000mm；B≈1600mm。

工作台面高度：距地面y≈700mm；距主轴y1≈400mm。

主轴水平位置：x≈1000～1100mm。

为了保证工作安全，台面整洁，推书机构最好放在台面以下。

2.5 书本打包机整体机构简图2.6 整个机构的运动循环图停横回停回送送书歇纸书程送 回向歇纵程180200340908070120涂贴炽折侧边上下边前角坐标轴示意图如下：03060901201501802102402703000横向推书纵向推书送 纸裁纸折侧边上下边前脚3 各部分机构的设计3.1各部分机构的设计方案说明(1). 横纵向推书机构方案比较如下：纵横推进机构（2）送纸机构：方案优点：结构简单，要求的目的动作易于实现，功耗较小，经济实惠。

缺点：此机构是由摩擦力来实现送纸，压轮使用时间长可能会出现打滑现象。

（3）裁纸机构：图中所示的是可控摆动剪纸机构，带轮和凸轮为一整体机构。

带轮转动从而凸轮也一起随之而转动，再由凸轮的回转带动杆做上下往复运动，再通过连杆将运动传递到摆叉上，摆叉做一定角度的摆动，随之带动裁刀作前后的间隙运动，从而实现裁纸的目的。

方案优点：结构简单且操作性强。

缺点：间隙时间不易控制，机构的精度要求较高。

（4）折边机构：方案优点：通过凸轮机构带动连杆做间歇性的上下运动，使得折纸板能较为准确的完成折边任务。

缺点: 凸轮和从动件之间为高副接触，压强较大，易于磨损。

（5）折角机构：利用凸轮机构来实现折后角，然后当书本经过挡板时实现折前角。

（6）涂浆糊、帖签、烘干机构：方案优点：涂浆糊、贴封签、烘干三个动作均由一个整体机构完成，工作效率较高，且结构简单方便，比较经济。

缺点：装浆糊，装标签都需要人工操作，很难时时掌控盒内是否满足机构工作的需要；涂浆糊机构中可能会出现浆糊涂抹不均匀的情况，而江湖容易随刷子的摆动而溢出，易造成浪费；贴封签机构中标签的多少直接影响弹簧的弹力大小，容易造成漏贴。

（7）电动机到主轴间的传动机构（减速机构）：由于电动机的转速太大，不适合各机构的转速要求。

所以必须经过变速后才能适应主轴的转速。

通过直齿轮的减速机构来减速容易计算和安装，且可以得到较为稳定的传动比。

4 执行机构的设计和传动比计算4.1电动机到主轴间的减速机构计算减速机构的示意图如下：电动机由选定的数据：电动机转速n1=1000r/min，主轴转速n4=10r/min 可通过计算得到各个齿轮的齿数，传动比为10。

计算过程：i14=z2*z3*z4÷z1*z2’*z3’=100可取：z1=24 z2=75 z3=60 z4=160z2’=15 z3’=20模数m=2 压力角α=20°4.2推书机构的连杆机构计算连杆机构的示意图如下所示：ＲＯＡＢＣＨａｄB为连杆机构的一般位置，A和C分别为连杆端点的左右极限位置。

又因为推书行程为H=︱AC︱=400mm。

设R为等效曲柄半径，d为连杆长度，︱aA︱=x当机构出于拉直共线和重合共线两种位置时，连杆的推程分别取最大值和最小值。

由几何关系可列出：(d+R)²=R²+（H+x）²2R<d x=d-H/2联立上式解得：R（d+1）=36单位：m根据关系式可取：R=300mm d=1100mm4.4凸轮机构的计算4.4.1裁纸机构的凸轮分析要使裁刀间歇性的进给运动，就必须利用凸轮轮机构来实现。

设计的凸轮机构如下图所示：ＯＡＯ’裁刀的进给距离与摆叉的摆动角度有关，由图可看出滚子从动件的上下运动距离为OA，于是OA的长度可通过摆叉的所摆动的角度来计算。

4.4.2折边机构的凸轮分析由凸轮的转动带动滚子从动件上下运动，而凸轮的轮廓设计要通过折纸板的摆动角度来确定。

假设折纸板的长度为L，最大摆动角度为α，则滚子从动件所在的杆端A的运动距离可根据α来计算。

其距离为h=Lsin(90°-α)。

假定该凸轮的基圆半径为R，滚子从动件的半径为r。

设弹簧B到O’的距离为S，则滚子从动件的推程为H（与S、r、R、h有关的代数式）。

该机构的示意图如下：ＯＳＢＡ滚子从动件的运动线图如下：Ｈ０凸轮的示意图如下：ＯＯＲｒＡＢAOB 所夹的大于180°的角为β-α。

AOB 所夹的小于180°的角为α。

4.4.3涂浆糊、贴封签、烘干机构的凸轮分析1）贴标签工艺是在剪纸过程之后完成的，其工作时间为180°~340°之间。

2）凸轮从动件在推程时按等速运动规律，设计其行程为h ，凸轮机构的压力角为α。

设凸轮基圆半径为R ，滚子从动件的半径为r ，通过弹簧的作用使滚子从动件贴紧凸轮表面。

从动件的推程可通过弹簧、连杆移动副的移动距离来计算。

凸轮及从动件的位移线图如下：ＯＯＲｒ5 课程设计心得体会为期一周的机械原理课程设计结束了，在这次实践的过程中我学到了一些除书本知识以外的其他东西,领略到了别人在处理专业技能问题时显示出的优秀品质,更深切的体会到人与人之间的那种相互协调合作的机制,最重要的还是自己对一些问题的看法产生了良性的变化.经本次设计，本组成员了解掌握了机械设计的方法和步骤。

通过对书本打包机运动.速度及工作简图的设计让我们进一步掌握了《机械原理》，加深了对各知识点的理解和运用。

这次设计我们本着认真.准确的原则，使我们增强了自信心，也为我们将来工作打下良好基础。

本次设计使我们在实践.理论方面都有了很大的提高，也为机械设计的课程做了充分的准备。

本次设计得不是很完美，但我们坚信以后我们将做得更好。

在设计我们真正懂得搞设计的艰难，激励我们以后更加的努力学习相关知识。

当我在设计当中遇到问题时,必须要有斟酌的态度才会收到效果。

我记得有位老师说过,有些事情的产生是有原因的,别人能在诸如学习上取得了不一般的成绩,那绝对不是侥幸或者巧合,那是自己付出劳动的成果的彰显,那是自己辛苦过程的体现.这次课程设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。

自己要学习的东西还太多，通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。

在这次课程设计中也使我们的同学关系更进一步了，所以在这里非常感谢帮助我的同学。

总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。

最后终于做完了有种如释重负的感觉。