创新设计修改版
YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】
目 录
一、设计题目························································1 二、设计方案的选定·················································2 三、机构的设计·····················································6
1、偏置滑块机构的设计··········································6 2、直动滚子从动件盘形凸轮轮廓设计······························7 四、电动机的选定及传动系统方案的设计·······························9
1、电动机转速、功率的确定······································9 2、传动系统的设计··············································9 五、实验心得·······················································12 六、参考文献·······················································12
一、设计题目
现需要设计某一包装机的推包机构，要求待包装的工件1（见图1）先由输送带送到推包机构的推头2的前方，然后由该推头2将工件由a处推至b处（包装工作台），再进行包装。为了提高生产率，希望在推头2结束回程（由b至a）时，下一个工件已送到推头2的前方。这样推头2就可以马上再开始推送工作。这就要求推头2在回程时先退出包装工作台，然后再低头，即从台面的下面回程。因而就要求推头2按图示的abcde线路运动。即实现“平推—水平退回—下降—降位退回—上升复位”的运动。 设计数据与要求：
要求每5-6s包装一个工件，且给定：L=100mm，S=25mm，H=30mm。行程速比系数K在范围内选取，推包机由电动机推动。
在推头回程中，除要求推头低位退回外，还要求其回程速度高于工作行程的速度，以便缩短空回程的时间，提高工效。至于“cdea”部分的线路形状不作严格要求。
图1 推包机构执行构件运动要求
摘要：包装机推包机是一种包装机中不可缺少的一部分，它推送物品到达指定包装工作台 该机构取代了传统的人工移动物品，工作效率底的缺点， 我所设计的推包机构推包，回程一体的全自动化功能
其主要设计思路来自于对传统工艺分解,然后按照相应功能的机构部件进行设计,对比,选定,以及优化组合.综合利用凸轮的往复运动,齿轮的传动运动，以及减速器的定植调速比的设定..利用Auto Cad软件强大绘图功能,和Word的编辑功能,把设计方案图文并茂,栩栩如生. 关键字：凸轮 推包回程 齿轮传动 功能分析：
为使包装机推头完成规定的进给回程路线及运动规律，需将其运动功能分成两部分。 1. 推头有直线进给运动，且有急回特性，为此需设计进给机构。 2. 推头回程时有低头运动，为此需设计升降机构。
3.为完成规定路线，需使进给与升降联动，故需有连结机构。 机构选用： 功能 进给 升降 执行机构 推头 推头 工艺动作 急回进给 回程低头 执行机构 转动导杆 —— 凸轮 摇杆 二、设计方案的选定
1.推头左右运动 方案a：
1 轴承 2 推头 3 凸轮
a方案所采用推送机构是如图所示的类似于曲柄滑块机构。其主要由凸轮和推头组成。该机构运动时，凸轮逆时针转动，带动推头运动，实现推头的左右来回的动作。
方案b:
方案b采用的是曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构的组合，优点是机构的稳定性好，可以实现所需的各种要求，产生的压力也大。曲柄运动带动推头完成各种动作。
综上所述，b方案明显优于a方案，所以推头采用b方案的设计。 2.推头上下运动 方案a
方案a所采用机构是如图所示的凸轮机构。其主要由凸轮和推头串联而成。该机构运动时，凸轮逆时针转动，带动推头运动，实现压和停歇的动作。 方案b:
方案b采用曲柄来带动从动件来实现运动。当凸轮顺时针转动时，带动推头完成所需的各种动作。此方案结构简单，不过这个有个缺点，就是它没有急回运动，此机构满足所需的要求，但工作效率不是很高，所以不是很理想。该运动所需的时间长，从简便等各个方面的因素考虑， 方案一：双凸轮机构与摇杆滑块机构的组合，（见图2）
图2双凸轮机构与摇杆机构滑块机构的组合 方案一的运动分析和评价：
该机构由凸轮1和凸轮2，以及5个杆组成。机构一共具有7个活动构件。机构中的运动副有7个转动副，4个移动副以及两个以点接触的高副。其中机构的两个磙子存在两个虚约束。由此可知：
机构的自由度 F=3n-2Pl+Ph-p' =1
机构中有一个原动件，原动件的个数等于该机构的自由度。所以，该机构具有确定的运动。在原动件凸轮1带动杆3会在一定的角度范围内摇动。通过连杆4推动杆5运动，然后连杆6在5的推动下带动推头做水平的往返运动，从而实现能推动被包装件向前运动。同时凸轮2在推头做回复运动的时候通过向上推动杆7，使连杆的推头端往下运动，从而实现推头在给定的轨迹中运
动。该机构中除了有两个凸轮与从动间接触的两个高副外，所有的运动副都是低副。在凸轮与从动件的接触时，凸轮会对从动件有较大的冲击，为了减少凸轮对从动件冲击的影响，在设计过程中把从动件设计成为滚动的从动件，可以间接增大机构的承载能力。同时，凸轮是比较大的工件，强度比较高，不需要担心因为载荷的过大而出现机构的断裂。在整个机构的运转过程中，原动件1是一个凸轮，凸轮只是使3在一定角度的往复摆动，而对整个机构的分析可知，机构的是设计上不存在运转的死角，机构
可以正常的往复运行。机构中存在两个凸轮，不但会是机构本身的重量增加，而且凸轮与其他构件的连接是高副，而高副承载能力不高，不利于实现大的载荷。 而整个机构连接不够紧凑，占空间比较大。
方案二：偏执滑块机构与盘形凸轮机构组合，（见图2）
图2偏置滑块机构与盘形凸轮
机构的组合
方案二的运动分析和评价：
方案二的机构主要是由一个偏置滑块机构以及一个凸轮机构组合而成的。偏置滑块机构主要是实现推头的往复的直线运动，从而实现推头在推包以及返回的要求。而凸轮机构实现的是使推头在返程到达C点的时候能够按照给定的轨迹返回而设计的。这个组合机构的工作原理主要是通过电动机的转动从而带动曲柄2的回转运动，曲柄在整周回转的同时带动连杆3在一定的角度内摆动，而滑块4在水平的方向实现往复的直线运动，从而带动连着推头的杆运动，完成对被包装件的推送过程。在推头空载返回的过程中，推头到达C点时，凸轮的转动进入推程阶段，使从动杆往上运动，这时在杆5和杆6连接的转动副就成为一个支点，使杆6的推头端在从动件的8的推动下向下运动，从而使推头的返程阶段按着给定的轨迹返回。这个机构在设计方面，凸轮与从动见的连接采取滚动从动件，而且凸轮是槽型的凸轮，这样不但能够让从动件与凸轮之间的连接更加紧凑，而且因为采用了滚动
创新设计修改版审批稿
