香皂包装机设计-机械原理课程设计

课程设计说明书

题 目： 香皂包装机构设计 院 （系）： 机电工程学院 专 业： 机械电子工程 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职 称：

2014年 1 月 6 日

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目录

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1 设计任务 (1)

2 运动方案的拟订 (1)

3 机构尺寸设计 (6)

4 机构运动仿真（分析） (11)

5 设计小结 (13)

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参考文献 (15)

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1 设计任务

随着中国经济的快速发展，以及即将进入老龄化社会的大趋趋势，劳动力不断减少的问题日渐突出，尤其是中国的中经济支柱制造行业，受这一问题的影响尤其深远，这几年各地不断出现用工荒，各地都面临招不到员工的困境，究其原因，是中国经济过于依赖廉价的劳动办，而忽略了社会结构的不断变化情

况。所以本次课设的目标是解决制造业缺乏劳动力这一问题。课设的香皂香皂包装机构设计的目标就是完由机械自动完成香皂的进料，包装，出料等工序。在未来的20年随着年青劳动的不断减少，这款产品必将满足各制造产商的生产需要，从而摆脱用工荒这一因境。 设计工作量：

1)根据功能要求，确定工作原理和绘制系统功能图。 2)按工艺动作过程拟定运动循环图。

3)构思系统运动方案(至少二个以上)，进行方案评价，选出较优方案。 4)对传动机构和执行机构进行运动尺寸设计。

5)进行机构运动分析或仿真（可以CAD 软件进行仿真分析，也可编程分析）。 6)绘制系统机械运动方案简图（提交电子版和打印版）。 6)编写设计说明书（提交电子版和打印版）。 2 运动方案的拟订 （1）实现的功能

香皂的进料，包装，出料

（2）工作流程

①纸张的进料（由送纸机构传送完成） 偏心轮机械送入香皂恰好入在纸上

由齿条送入后面一道工序 ②接收上级工位传下的纸盒（该工位用不完全齿轮实现步进，并且步进的节奏与偏心轮的推动过程一致） 用吸力吸起纸盒的四边，同时压板压下完

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成折纸动作送出装盒后的香皂

（3）设计方案的评价及选择

①步进机构的方案

a、不完全齿轮机构

不完全齿轮机构（如图）是由齿轮演变过来的，又称为间歇齿轮机构或欠齿轮机构。它也能将主动轮的等速连续运动转换为从动轮的间歇运动。

与其他间歇运动机构相比，其结构简单，制造方便。另外主动轮转动一周，从动轮停歇的次数和每次停歇的时间，以及每次转动的转角等，其允许选择的幅度比槽轮机构、棘轮机构范围大，因而设计灵活。但不完全齿轮机构在转动过程中，在从动轮开始和终止运动时角速度有突变，冲击较大，故一般用于低速轻载运动机构的场合中。若用于高速则需要安装瞬心线附加杆以改善其动力特性。

不完全齿轮机构多用于多工位自动机和半自动机工作台的间歇转位、计数机构及某些间歇进给机构中。

b、槽轮机构

槽轮机构（如图）能将主动构件的等速连续

运动，转换为从动件间歇运动。槽轮机构常

用于步进，转位，分度转动，是一种使用较

普遍的机构。

槽轮机构主要由曲柄、圆销、具有径向槽的槽轮以及机架等组成。槽轮机构工作时，曲柄为主动件，以转速ω连续回转，从动件槽轮在圆销的带动下，可作时而转动，时而停止的间歇转动。当曲柄上圆销还没进入槽轮内时，槽轮的内凹圆弧面被曲柄的外凹圆弧卡住，槽轮是不转动的；圆销进入槽轮的径向槽内时，槽轮被带动的按照与曲柄相反的方向转动。

槽轮机构的机构简单、工作可靠，如果槽轮机构得到合理的设计，拔销进入啮合和退出啮合的过程中槽轮的运动比较平稳。槽轮每次转过的角度φ=2π/z 。因此，槽轮多用于不要求经常调整转角的转位运动机构中，运动过程中槽轮机构有较大的运载荷，当槽数少而载荷大时，槽轮运动过程中存在冲击与振动，故槽轮机构一般不用于高速运动场合。此外由于限于制造工艺、机构尺寸的因素，槽轮机构的槽数不宜过多，使得槽轮两次停歇之间的转角过大。

c 、两种方案的比较

槽轮机构与不完全齿轮相比，两者的机构都较简单，而且工作可靠。显然，不完全齿轮的从动轮停歇的次数和每次停歇的时间，以及每次转动的角度等的选择范围相对槽轮来说比较大，但是其在从动轮开始和终止运动时角速度有突变，冲击角大；而槽轮在设计合理的前提下，拔销进入啮合和退出啮合时，运动较平稳。

②推送香皂机构的方案

a 、 曲柄滑块机构（实际生产中用偏心轮代替可使结构紧凑，安装快捷便利）

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在机械传动系统中，曲柄滑块机构是一种常用的机械结构，它将曲柄的转动转化为滑块在直线上的往复运动，是压气机、冲床、活塞式水泵等机械的主机构。 b 、 凸轮机构（如右图）

由凸轮的回转运动或往复运动推动从动件作规定往复移动或摆动的机构。凸轮具有曲线轮廓或凹槽，有盘形

凸轮、圆柱凸轮和移动凸轮等，其中圆柱凸轮的凹槽曲线是空间曲线，因而属于空间凸轮。从动件与凸轮作点接触或线接触，有滚子从动件、平底从动件和尖端从动件等。尖端从动件能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触，可实现任意运动，但尖端容易磨损，适用于传力较小的低速机构中。为了使从动件与凸轮始终保持接触，可采用弹簧或施加重力。具有凹槽的凸轮可使从动件传递确定的运动，为确定凸轮的一种。一般情况下凸轮是主动的，但也有从动或固定的凸轮。多数凸轮是单自由度的，但也有双自由度的劈锥凸轮。凸轮机构结构紧凑，最适用于要求从动件作间歇运动的场合。它与液压和气动的类似机构比较，运动可靠，因此在自动机床、内燃机、印刷机和纺织机中得到广泛应用。但凸轮机构易磨损，有噪声，高速凸轮的设计比较复杂，制造要求较高。

c 、 两种方案的比较

曲柄滑块机构是连杆机构演变而来的 其运动规律主要由各杆长和曲柄转速控制 运动副多为低副，凸轮机构其主要运动规律由凸轮轮廓轨迹和转速控制，运动副多为高副。

③整体方案比较(齿轮齿条与转盘工位机构的比较

)

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