装盒机构的设计

装盒机构的设计(北亚实业(集团)股份有限公司,黑龙江哈尔滨150001)高军(哈尔滨工程大学,黑龙江哈尔滨150010)吕金丽摘要阐述装盒机的主要功能,对全自动装盒机的配套部件—四杆摆动式拨盖机构进行结构参数设计。使用证明该机构的运动轨迹符合设计及使用要求,与人工操作相比,具有传动准确,效率高等特点,并能与整个传送系统协调一致。关键词装盒机拨盖机构曲柄摇杆机构1工作原理装盒机是集光、机、电等多学科技术于一体的高科技、高智能的产品,该机可全自动地将被包装物品装入盒内并装好,能进行高智能化的管理,具有自动处理不合格产品,自动报警等功能。该机可以提高生产率,减轻劳动强度,降低成本,提高经济效益和包装质量,是出口产品必不可少的全自动包装机械。该机是完成将瓶子及说明书等装入盒内并盖好盖子的全自动装置,它主要包括拨盖机构和扣盖机构两部分,扣盖可分3步完成:1.将上盖两侧挡片折叠、拨到;2.将上盖边缘折叠;3.扣上盖。而拨盖过程与此刚好相反。经分析,拨盖机构与扣盖机构在相互垂直的平面内运动、折盖机构与扣盖机构则在同一水平面内运动,具有共同的运动参数。因此,折盖、扣盖系统采用相同的动力;而拨盖机构需要另一套传动来实现,这两套传动是在相互垂直的平面内运动,所以采用圆锥齿轮传动来联结两套机构,这样才能准确协调的完成各自的动作,也使传动结构简单紧凑。2结构设计及构件参数确定2.1运动要求由于拨叉的拨盖动作完成后,必须返回到初始位置,以确保下个拨盖动作的完成;同时,考虑到结构空间的需要,因此有如下要求1.要求拨叉与挡片接触处的线速度应是盒子前进速度的2倍;2.拨叉转角为60°。为了保证这一要求,可对圆锥齿轮(主动轮)及从动曲柄轮的齿数和节圆直径进行调整,保证拨叉的摆动速度是传动带线速度的2倍即可。2.2方案确定根据传动和动作要求,为了减少振动、增加动作平稳性,设计时考虑尽可能让原动件速度小,而增加从动件速度,并且考虑到整个拨盖工作负载很小,所以我们利用了曲柄摇杆机构的急回特性。选用曲柄摇杆机构的摇杆作为拨盖机构的拨杆(拨叉与摇杆同轴),传动力矩的圆锥齿轮作为曲柄,如图2所示。图1扣盖的三个步骤2.3曲柄摇杆机构参数确定图2拨盖机构的机构运动简图如图3所示,由于受到机架空间限制,要求整个机构体积尽量小,取机架LAD=120mm,连架杆LCD=80mm。图3拨盖机构运动简图根据铰链四杆机构极限位置有如下关系式极限位置1在三角形AC1D中LAC12=LAD2+LC1D2-2·LAD·LC1D·cosφ0(1)合器端盖外圆夹具(焦作矿山机器股份有限公司技术处,河南焦作454002)秦玉成图1为我厂生产的一种离合器端盖,该离合器端盖中间为盲孔。我们在加工外圆时,必须保证其对基准孔的同轴度要求。而以基准孔定位时,工件的装夹则成为加工时的难题,为了达到以基准孔定位的目的,我们设计了图2所示的车外圆夹具。1结构其结构如图2所示,以工件的右端面和内孔定位,通过弹性套的胀紧来夹紧工件。该夹具主要由两部分组成,一部分由夹具体和销子组成,夹具体直接装在车床主轴锥孔内。另一部分由胀紧套、轴、圆螺母、销轴等组成,主要起定位和夹紧作用。2工作过程操作者转动扳手3,圆螺母4沿夹具体1的轴线向左作轴向移动,销轴2受圆螺母的推动,也向左平移,拉动轴8左移,轴8便推着胀紧套7沿夹具体的锥体移动,随着向左位移量的增加,胀紧套7在工件孔内愈胀愈紧,从而达到夹紧工件的目的。这样,随着机床主轴的旋转,工件也绕机床轴线作旋转运动。就可以进行工件外圆的加工了。该夹具经过实践论证,使用方便,安全可靠,生产效率高。图11夹具体2销轴3扳手4圆螺母5销子6定位销7胀紧套8轴9圆柱销图2收稿日期:20020121作者简介:秦玉成(1972-),男,河南焦作人,助工极限位置2在三角形AC2D中LAC22=LAD2+LC2D2-2·LAD·LC2D·cos(φ0+φ)(2)设曲柄长a,连杆LBC=b,摇杆长LCD=c,机架LAD=d,根据工作位置要求及空间限制,已知C=80mm、d=120mm、φ0=90°、φ=60°,则由式(1)、式(2)整理得(b-a)2=c2+d2-2c·d·cosφ0(3)(b+a)2=c2+d2-2c·d·cos(φ0+φ)(4)由式(3)、式(4)联立得b=c2+d2-2cdcosφ0+c2+d2-2cdcos(φ+φ0)2a=c2+d2-2cdcosφ0-c2+d2-2cdcos(φ+φ0)2解后取整,得a=55mm,b=106mm。3结论从全自动装盒机功能介绍和拨盖机构的参数计算中可知,该机构结构简单、性能稳定、工作可靠。对于装大盒时,需要适当调节各构件尺寸和摇杆的摆角。参考文献1李学荣.四连杆机构综合概论(第一册).北京:机械工业出版社,19852孙恒,陈作模.机械原理.北京:高等教育出版社,19953常见机构的原理及应用编写组编.常见机构的原理及应用.北京:机械工业出版社,1998收稿日期:20010921收修改稿日期:20011029作者简介:高军(1963-),男,黑龙江哈尔滨人,工程师,硕士72机械传动2002年onforof-feringfreighttothepositionintimeandprecisely.Inthispaper,adopt-ingmechanicalfeedback,thesystem’sterminalinformationisfedbacktothemiddlepart(adjustingfulcrum).Therandomlysynchronousfol-lowupofthependulumcanberealized.Thedesignwassuccessfullyappliedinmechanicalequipment.Keywords:MechanicalpendulumMechanicalfeedbackSyn-chronizationfollowupReliabilityCalculationforMulti-failureModeofShaftDesignYuTianxiang,etal.(30)………………………………………AbstractThispaperintroducesthefourbasicfailuremodesofthreetypesofshaft,andexplicatesthemulti-failuremoderelatedmechani-calreliabilityanalysisapproach.Byusingfunctionalfunctionequation,thecomputingformulaoffailuremoderelatedcorrelationcoefficientandreliabilityisgivenonthebasisofthetheoryofO.Ditlevsen.Last,anexampleisgiventoillustratethecomputingmethod.Keywords:ReliabilitydesignFailurerelatedFunctionalfunc-tionCorrelationcoefficientShaftTheDoubleGoalsFuzzyReliabilityOptimalDesignofZKWarmGearingZhaoYanru(37)…………………………………………AbstractInthispaper,theprincipleandcharacteroffuzzyreliabilitydesignwereintroduced.CombininganexamplethemathematicalmodelofmultigoalsfuzzyreliabilityoptimaldesignforZKwormgearingwasestablished.Theoptimalmethodandoptimalsolutiononwormgearingweregiven.Keywords:ZKwormgearingRandomvariableFuzzyvariableReliabilityTheOptimumDesignofFour-rodDrivingMechanismforThinBoardReversingmachineLiChangchun,etal.(39)……………AbstractThefour-roddrivingmechanismforthinboardreversingmachinewasanalyzedinthispaper.Accordingtotherestraintcondi-tions,thesizeofthemechanismwasoptimized.Keywords:Four-rodmechanismBoardreversingmachineTransmissionangleOptimumdesignThePracticalInvoluteEquationunderCartesianCoordinatesSys-temWangYoulin,etal.(41)……………………………………AbstractItisverycomplicatedtocalculatethecoordinatesofthein-voluteprofileofgeartoothusingtheequationsunderpolarcoordinatessystemgiveninmechanicsbooks,andtheinvoluteequationsgiveninmathsbooksarealsoinapplicableforthispurpose.Therefor,apracticalinvoluteequationundercartesiancoordinatesystemwaspresentedinthispaper.Keywords:ToothprofileInvoluteCoordinateEquationOptimumDistributionofTransmissionRatioandOptimumDesignforGearSpeedReducerWangShousheng(44)…………………AbstractOptimumdistributionoftransmissionratioandoptimumde-signforgearspeedreducersarediscussedontheprinciplesoflightestinweight.shortestinlength.Lowestinheightofspeedreducersandofal-mostsamedepthofallstepgearsbeingdeepintolubricatingoil.Keywords:SpeedreduceratioTransmissionratioDistributionTheInfluenceofTeethUndercutonthecontactRatioforExternalGearPumpwithFew-teeth-differenceNaFengling,etal.(48)………………………………………………………………AbstractTheteethundercutofexternalgearpumpwithfew-teeth-differencewasanalyzed.Theinfluenceoftheteethundercutonthecon-tactratiowasdisscused.Therelationalformulasbetweentheteethun-dercutandthecontactratiowereestablished,andpracticalexamplesweregiven.Keywords:InvoluteCylindricalgearPathofcontactContact