齿轮四杆组合机构参数化设计方法的研究

发布时间：2019-10-23 13:50

【摘要】：内框纸横向输送系统是卷烟包装机的重要组成部分，其主要机构即为齿轮四杆组合机构。为适应超高速卷烟包装机发展的要求，采用现代先进的设计方法是非常必要的。本文即对包装机内框纸横向输送系统齿轮四杆组合机构的参数化设计方法进行了研究。文章首先对齿轮四杆的基本理论进行分析和研究，其次使用基于ADAMS平台的参数化方法，建立了齿轮四杆机构运动学及动力学模型，并针对卷烟包装机内框纸横向输送的要求，设计了满足运动需要的齿轮四杆机构，最后，简要介绍了齿轮四杆机构应用情况以及企业采用的齿轮四杆机构的设计方法。论文的研究内容主要有以下几个方面： 1．介绍了齿轮四杆机构的基本理论，并根据理论对齿轮四杆机构使用最广泛的简单形式进行了尺寸约束关系推导，并作了平衡配重方案设计。 2．利用ADAMS软件建立了齿轮四杆机构的运动学参数化模型，得到了杆长变化与运动输出规律之间的关系。 3．根据内框纸横向输送的要求，拟合了所需的齿轮四杆机构运动输出规律曲线，并通过最优化的方法，得到了满足要求的齿轮四杆机构的尺寸比例。 4．利用ADAMS软件，将齿轮四杆机构的配重参数化，并通过试验设计的方法找到了机构运动副受力状况最佳时的配重惯量参数。 5．根据得到的尺寸比例、配重惯量等数据，以及生产实际需求设计出了齿轮四杆组合机构，并在ADAMS环境中，为机构加上超高速的驱动，测得了机构运动副的受力状况。通过对齿轮四杆机构参数化设计方法的研究，为今后相关机构的设计提供了参考，有利于机械设计者工作效率的提高。
【图文】：

工艺流程图,卷烟包装机,工艺流程图

能力由最初的 200 包/min 提高到 800 包/min，甚至是 1000 包/ min。我国卷烟包装设备的发展也经历了由低速到高速，由直式包装机到横式包装机，由整机引进、引进技术自行制造到自行设计的过程。目前国内烟厂所用主流硬盒包装机型为 ZB45 和德国 FOCKE 350 等机型，生产能力均为 400 包/ min；ZB47 生产能力 550 包/ min。卷烟包装机有着普通包装机的特点，即包装运动不易实现连续运动，包装动作之间相位要求较严格。但卷烟包装机也有自己独特的一些特点，一是对包装质量要求较高，二是机构要求紧凑、快速，能够与上游的卷接机搭配成生产线。如图 1.1 所示即为 YB48 卷烟包装机工艺流程图，YB48 卷烟包装机是速度为800 包/min 硬盒包装机，烟支通过烟库下烟，烟支转塔模盒成形，再由传送带将成组的烟支输送，再进行铝箔纸、内框纸、商标纸包装，最后烘干，，便输出包装好的小盒烟包。整条线从烟支到最后输出烟包全自动化，其中有涉及烟支、铝箔纸、内框纸、商标纸与胶水五种原辅材料与机构复杂的包装折叠动作。该工艺流程是以双路包装方式，间隙运动与连续运动组合的高速包装机，是目前国内最先进的包装机。

系统原理图,切割装置,烟支,齿轮四杆机构

内框纸横向输送系统（如图 1.2）的功能是把内框切割装置与烟连接起来。从内框纸切割装置推出的内框纸送到横向轨道后，由横向推进烟支通道的往复槽上。输送带即由本文研究的齿轮四杆机构的输以便能够一步一步地间歇地输送内框纸，并在传送行程结束时使输送的行程，使内框纸顺利被推进烟支通道。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH132.41

【参考文献】