动作集成高速开箱弧面凸轮机构的设计与研究

发布时间：2017-04-27 10:05

  本文关键词：动作集成高速开箱弧面凸轮机构的设计与研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着商品经济的飞速发展，包装业占国民经济的比重逐渐增加，它的工作方式也向智能化及自动生产线方向发展。在后包装生产线上的关键技术之一就是开箱机技术，开箱机的成型速度决定了整个流水线的生产周期。同时，开箱机拥有很大的市场前景，广泛应用在医药、食品、饮料等包装行业。本文研究的开箱机构是开箱机的核心技术部分，它的工作性能直接决定了纸箱板的成型速度和质量，对整个包装工业的发展有着重要的意义。 但是，根据市场调查显示，现有国内开箱机的开箱机构是由传动性能差的平面凸轮或气缸连杆机构组成的，整个机构为开式传动，造成噪音大、寿命短、效率低等缺点，且容易对包装物品造成污染，这是食品、药品等包装行业最忌讳的，同时限制了包装行业的发展。 为了提高纸箱板的开箱速度和质量，根据开箱所需要的四个具有严格时序性的开箱动作，本文提出了一种利用动作集成方式的单一摆动弧面凸轮驱动的多点时序动作输出的开箱机构，即用摆动弧面凸轮同时带动四个从动摆盘输出四个摆动动作，再通过相应的连杆机构输出对应的开箱动作。把主传动系统设计在封闭的凸轮箱体里，实现机构的闭式传动，在提高机构使用寿命的同时避免了机构传动时带来的油污染。主要工作内容和成果如下： （1）在分析开箱工艺的基础上，完成了创新开箱机构总体方案的设计，包括开箱机的技术参数和功能要求、开箱工艺路线图和机构运动循环图等。 （2）完成了动作集成高速开箱弧面凸轮机构的总体结构布局和关键执行机构的设计，主要包括摆动弧面凸轮和四个摆动盘的布局结构、竖起定型机构、折底部纸页机构和凸轮箱体结构。 （3）提出了利用Pro/E对摆动弧面凸轮进行自动参数化建模思想，编写了参数化程序，完成了摆动弧面凸轮的建模，，此方法提高了建模效率和精度。同时，也完成了对其他零部件的三维建模。 （4）通过对各零部件的装配，创建了所设计的动作集成开箱机构的虚拟样机，并仿真模拟了开箱机构工作流程，介绍了机构的动作过程和开箱效果，同时也证实了所设计动作集成开箱机构的合理性。
【关键词】：开箱机构 间歇摆动弧面凸轮 动作集成 参数化设计 运动仿真
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH112.2;TB486
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 1 引言11-17
• 1.1 课题研究背景11
• 1.2 开箱机构简介11-13
• 1.2.1 包装机械概述12
• 1.2.2 开箱机构的工作原理12-13
• 1.3 国内外研究动态及存在的问题13-15
• 1.3.1 国内外研究概况13-14
• 1.3.2 国内开箱机构存在的问题14-15
• 1.4 课题研究的目的及意义15
• 1.5 课题主要研究内容15-16
• 1.6 课题主要技术创新点16-17
• 2 高速开箱机构的总体方案设计17-27
• 2.1 包装机械设计一般步骤17-18
• 2.1.1 方案计划阶段17
• 2.1.2 方案设计阶段17
• 2.1.3 技术设计阶段17
• 2.1.4 审核鉴定阶段17-18
• 2.2 开箱机构的主要工作参数与功能要求18-19
• 2.3 开箱机构工艺分析19-22
• 2.3.1 开箱机类型的确定19-20
• 2.3.2 开箱运动形式和机构类型确定20-21
• 2.3.3 工艺路线图的确定21-22
• 2.4 开箱机构总体方案拟定22-24
• 2.5 工作循环图24-26
• 2.5.1 拟定运动时间24-25
• 2.5.2 执行机构动作要求25
• 2.5.3 绘制工作循环图25-26
• 2.6 主传动方案设计26-27
• 3 动作集成开箱机构的结构设计27-49
• 3.1 高速开箱机构的结构设计要求27
• 3.2 开箱机构的结构组成27-28
• 3.3 开箱机构的整体结构设计与工作原理28-30
• 3.4 开箱机构摆动弧面凸轮的设计与计算30-43
• 3.4.1 摆动弧面凸轮工作原理与性能特点30-32
• 3.4.2 间歇摆动弧面凸轮摆动盘运动规律32-34
• 3.4.3 主要运动参数确定34-36
• 3.4.4 摆动弧面凸轮机构主要几何尺寸设计与计算36-38
• 3.4.5 间歇摆动弧面凸轮数学模型建立38-43
• 3.5 开箱机执行机构设计43-49
• 3.5.1 弧面凸轮与四个摆盘位置结构设计43-44
• 3.5.2 竖起定型机构设计44-46
• 3.5.3 整机凸轮箱体设计46-49
• 4 动作集成开箱机构的三维实体建模49-61
• 4.1 Pro/E5.0 三维建模软件的简介49-50
• 4.2 间歇摆动弧面凸轮自动参数化建模50-58
• 4.2.1 间歇摆动弧面凸轮建模原理51-52
• 4.2.2 间歇摆动弧面凸轮参数化设计52-57
• 4.2.3 间歇摆动弧面凸轮加工仿真57-58
• 4.3 高速开箱机构其他零部件的实体建模58-61
• 4.3.1 间歇摆动从动盘的建模58-59
• 4.3.2 开箱机构其他零部件的实体造型59-61
• 5 动作集成开箱机构虚拟样机的创建与运动仿真61-71
• 5.1 零件装配方式简介61-63
• 5.2 开箱机构整机装配63-66
• 5.2.1 摆动弧面凸轮与四个从动摆盘的装配63-64
• 5.2.2 总体机构装配64-66
• 5.3 开箱机构虚拟样机仿真运行66-71
• 5.3.1 机构运动仿真参数确定66
• 5.3.2 开箱机构虚拟样机工作流程模拟66-71
• 6 总结与展望71-73
• 6.1 总结71
• 6.2 课题工作展望71-73
• 致谢73-75
• 参考文献75-79
• 攻读学位期间发表的学术论文目录79-80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 柴承文;蔡吉飞;孙建新;;卧式装箱生产线开箱及合箱系统气动控制系统研究[J];北京印刷学院学报;2011年06期

2 张有良;彭英民;苟向民;;全自动高速纸箱包装机的设计及电气控制[J];包装与食品机械;2007年06期

3 张有良;李彩琴;苟向民;王嘉;;多工位高速纸箱成型封底机设计[J];包装与食品机械;2009年01期

4 刘凤臣;刘黎明;姚峗峰;张良安;;平行四边形机构在后道包装机械中的应用[J];包装与食品机械;2010年05期

5 刘雄心;谭铁仁;李梦瑶;高智;;平板式泡罩包装机成型装置凸轮曲线的改进[J];包装与食品机械;2012年05期

6 方代正;;基于Pro/E的弧面凸轮分度机构建模研究[J];机床与液压;2006年06期

7 王月华,葛正浩,陈玉刚;弧面凸轮间歇摆动驱动装置的模块化设计与参数化[J];机械传动;2005年02期

8 杨妮;葛正浩;杨芙莲;徐峰;;基于Pro/E空间凸轮的设计及3D建模[J];机械设计;2007年12期

9 ;Application and safety assessment for nano-composite materials in food packaging[J];Chinese Science Bulletin;2011年12期

10 吴忆峰;;基于UG NX4.0软件平台的顶膜凸轮三维参数化设计[J];机械研究与应用;2009年02期

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本文编号：330391