全自动装箱机机械式抓头部件的设计研究

发布时间：2017-09-28 04:24

  本文关键词：全自动装箱机机械式抓头部件的设计研究

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【摘要】：随着社会的迅猛发展,盛放液态产品的瓶子也形状各异。但现有的全自动装箱机的抓瓶机构不能满足异型瓶的自动装箱。为了提高异型瓶的装箱效率,设计出适应异型瓶的机械式抓头满足异型瓶的装箱需求。同时为了提高装箱效率,将现有的全自动装箱机一次装四箱改为一次装六箱,现有承载抓瓶机构的承载轴强度有可能满足不了一次抓取六箱的载荷要求,需设计出满足载荷要求的承载轴,提高全自动装箱机的生产能力。因此本文的研究成果对实现异型瓶的自动化装箱及提高装箱机的工作效率有着非常重要的意义。本文首先根据装箱瓶型的参数设计出了机械式抓头,并对设计出的机械式抓头部件进行了装箱过程的仿真分析。机械式抓头部件通过在三维软件Solid works中进行建模,并在机械系统仿真软件ADAMS中对其夹瓶装箱过程进行仿真分析。通过对机械式抓头在静态、动态条件下的抓瓶装箱过程的仿真分析以及对机械式抓头突然上升后夹瓶和整个装箱过程的仿真分析,根据得到的仿真结果分析机械式抓头能够完成异型瓶装箱。为了满足全自动装箱机的承载要求,在ANSYS中对承载轴进行优化设计,设计出能够实现一次装六箱的承载轴。在ANSYS中建立承载轴模型,施加载荷,对承载轴进行分析研究,综合考虑设计出的空心轴能够满足载荷要求。通过对全自动装箱机机械式抓头的设计、仿真、分析,得到满足需求的装箱机。本文采用的分析方法,不仅简化了设计的过程,也缩短了设计的周期,而且也提高了设计的效率和质量,从而降低了设计的成本,具有一定的使用价值和参考意义。通过本文的研究,实现了异型瓶自动化装箱,提高了全自动装箱机的工作效率,对装箱机的生产制造提供了可靠的技术资料。经安装调试,各项技术指标符合设计要求,具有很高的工程应用价值。
【关键词】：装箱机 机械式抓头 ADAMS 承载轴 ANSYS
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB486
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 课题的研究背景及意义10-11
• 1.1.1 课题的研究背景10-11
• 1.1.2 课题的提出与意义11
• 1.2 国内外相关领域研究现状11-14
• 1.2.1 包装机械技术发展趋势11-13
• 1.2.2 机械手的研究现状13-14
• 1.3 课题研究的内容与方法14-15
• 1.4 本章小结15-16
• 2 全自动装箱机机械式抓头部件结构设计16-25
• 2.1 常见装箱机的机构类型16-17
• 2.1.1 落入式装箱16
• 2.1.2 套入式装箱16-17
• 2.1.3 吊入式装箱17
• 2.2 抓头式全自动装箱机的组成和工作原理17-19
• 2.2.1 全自动装箱机的组成及工作原理18
• 2.2.2 全自动装箱机抓头部件的简介18-19
• 2.3 抓头种类介绍19-20
• 2.3.1 气爪19-20
• 2.3.2 气动吸盘20
• 2.3.3 气囊式抓头20
• 2.3.4 机械式抓头20
• 2.4 机械式抓头结构20-23
• 2.4.1 夹紧机构21
• 2.4.2 机械式抓头驱动力与夹紧力的关系21-22
• 2.4.3 抓头夹紧力的计算22
• 2.4.4 抓头张角的计算22-23
• 2.5 机械式抓头的驱动方式23-24
• 2.6 本章小结24-25
• 3 全自动装箱机机械式抓头部件的建模及仿真25-42
• 3.1 Solidworks软件简介25
• 3.2 机械式抓头的三维建模25-27
• 3.2.1 机械式抓头零部件的建模25-26
• 3.2.2 由零部件生成装配体26-27
• 3.3 虚拟样机技术与ADAMS软件27-28
• 3.3.1 虚拟样机技术27
• 3.3.2 ADAMS软件27
• 3.3.3 ADAMS和Solidworks间数据转换27-28
• 3.3.4 ADAMS仿真流程28
• 3.4 机械式抓头静态条件下的仿真分析28-33
• 3.4.1 Solidworks模型导入ADAMS28-29
• 3.4.2 模型的简化与假设29
• 3.4.3 施加约束29-30
• 3.4.4 机械式抓头静态条件下抓瓶的仿真分析30-33
• 3.5 机械式抓头动态条件下的仿真分析33-40
• 3.5.1 导入几何模型33-34
• 3.5.2 施加运动约束34
• 3.5.3 添加驱动34-35
• 3.5.4 检验模型35-36
• 3.5.5 机械式抓头装箱过程动态仿真分析36-38
• 3.5.6 机械式抓头夹瓶上升过程动态仿真分析38-40
• 3.6 本章小结40-42
• 4 机械式抓头部件承载轴的有限元分析42-51
• 4.1 有限元分析与ANSYS软件介绍42
• 4.1.1 有限元分析与ANSYS软件介绍42
• 4.2 抓头部件承载轴的受力分析42-45
• 4.2.1 弯曲变形概述42-45
• 4.3 机械式抓头部件承载轴的优化设计45-50
• 4.3.1 实心承载轴的优化设计步骤45-47
• 4.3.2 空心承载轴的优化设计47-49
• 4.3.3 瞬态动力学分析检验设计结果49-50
• 4.4 本章小结50-51
• 5 全自动装箱机的安装与调试51-55
• 5.1 全自动装箱机的安装51-52
• 5.2 全自动装箱机的调试与试验52-54
• 5.2.1 全自动装箱机的调试过程中出现的问题及解决办法52-53
• 5.2.2 全自动装箱机的实验53-54
• 5.3 本章小结54-55
• 6 结论与展望55-56
• 6.1 结论55
• 6.2 展望55-56
• 参考文献56-59
• 攻读硕士学位期间发表的论文59-60
• 致谢60-62

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