【文章內(nèi)容簡介】 的作用 1）把動力機(jī)輸出的速度降低或增高，以適應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的需要。 2）實現(xiàn)變速傳動以滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)的經(jīng)常變速要求。3）把動力機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩，變換為執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需要的轉(zhuǎn)矩或力 4）把動力機(jī)輸出的等速運(yùn)動，轉(zhuǎn)變?yōu)閳?zhí)行機(jī)構(gòu)所要求的、其速度按某種規(guī)律變化的旋轉(zhuǎn)或其他類型的運(yùn)動。 5）實現(xiàn)由一個或多個動力機(jī)驅(qū)動若干個相同或不同速度的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 6）受機(jī)體外形尺寸的限制或為了安全和操作方便，執(zhí)行機(jī)構(gòu)不宜與動力機(jī)直接聯(lián)接時，也需要用傳動裝置來聯(lián)接。 傳動系統(tǒng)的類型 傳動系統(tǒng)的類型因機(jī)械種類的不同而不同。按傳動比或輸出速度能否變化分為：定比傳動和變速傳動系統(tǒng)。按動力機(jī)驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的數(shù)目分：獨立驅(qū)動、集中驅(qū)動和聯(lián)合驅(qū)動傳動系統(tǒng)。（1）定比傳動系統(tǒng)定比傳動系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的速度或轉(zhuǎn)速是固定的，即其傳動系統(tǒng)具有固定的傳動比，組成傳動鏈的各個環(huán)節(jié)也應(yīng)有固定的傳動比。（2）變速傳動系統(tǒng)變速傳動系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速可在預(yù)定范圍內(nèi)改變，即其傳動系統(tǒng)具有可調(diào)的傳動比。變速傳動系統(tǒng)分為有級變速和無級變速傳動系統(tǒng)。有級變速傳動系統(tǒng)只能在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)輸出有限的幾種轉(zhuǎn)速，而無級傳動的輸出轉(zhuǎn)速在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)任意改變。（3）獨立驅(qū)動傳動系統(tǒng)系統(tǒng)的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別由動力機(jī)單獨進(jìn)行驅(qū)動獨立驅(qū)動系統(tǒng)有下列三種情況： 1）只有一個執(zhí)行機(jī)構(gòu)時2）有多個執(zhí)行機(jī)構(gòu) 如果其運(yùn)動之間無必然聯(lián)系，為簡化傳動系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)，多采用獨立驅(qū)動傳動系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尺寸和傳遞動力較大，以及各個獨立的執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用較為頻繁時，也適合采用獨立驅(qū)動系統(tǒng)。3）數(shù)字控制機(jī)械 隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備廣泛采用計算機(jī)數(shù)控技術(shù)，如數(shù)控纏繞機(jī)、數(shù)控沖剪床及各種數(shù)控機(jī)床等。為了充分發(fā)揮數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢，均采用獨立驅(qū)動傳動系統(tǒng)對多個執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行單獨驅(qū)動。各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的運(yùn)動關(guān)系則由指令及數(shù)控裝置進(jìn)行協(xié)調(diào)，以完成復(fù)雜型面的加工及復(fù)雜運(yùn)動的組合。(4)集中驅(qū)動傳動系統(tǒng)，由一個動力機(jī)對多個執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行集中驅(qū)動。 l）執(zhí)行機(jī)構(gòu)間有一定的傳動比要求 2）各執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間有動作要求 這種情況多出現(xiàn)于機(jī)械控制的自動機(jī)上，各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作之間都有嚴(yán)格的時間和空間聯(lián)系。通常用安裝在分配軸上的凸輪來操縱和控制各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動，分配軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)完成一個作業(yè)循環(huán)，各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作順序均由各自的凸輪曲線保證。因此，自動機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)雖然較多，但常采用一個動力機(jī)集中驅(qū)動。3）各執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的運(yùn)動相互獨立各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的運(yùn)動無傳動比聯(lián)系，采用一個動力機(jī)驅(qū)動，可以減少動力機(jī)數(shù)量，節(jié)省能源，尤其對于野外作業(yè)的機(jī)械具有顯著的優(yōu)點。對于中小型機(jī)械，還可簡化傳動系統(tǒng)。所選課題研究的是血液透析識別系統(tǒng)二次包裝，此包裝過程主要分為，上料，制袋，裹包，牽引，縱封，橫封切斷，這種包裝機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)有多個，且各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間有一定的傳動比要求，且各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)間有動作要求：在送料傳送帶沒有輸送過來被包裝的血袋時，只有送料帶和成品輸出帶在運(yùn)動，當(dāng)輸送過來的血袋經(jīng)過送料帶另一端的傳感器時，傳感器發(fā)出脈沖，使?fàn)恳c熱封切斷動作開始，也就是熱封時的輸送帶轉(zhuǎn)動，前進(jìn)一個包裝血袋的長度，同時也進(jìn)行著縱封，橫封及切斷。在下一個脈沖到來時，輸送帶再走一個包裝袋長，重復(fù)牽引，縱封，橫封及切斷的動作，同時將包裝好的血袋輸送到成品輸出帶輸出，每來一個脈沖，就重復(fù)以上的動作。所以這一部分需要集中驅(qū)動的傳動系統(tǒng)，同時為了保證包裝精度和成品率，還需要定比傳動。 傳動系統(tǒng)的初步確定包裝機(jī)的傳動與控制機(jī)構(gòu)，可以采用機(jī)械式，液壓式，或氣動式。應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的特點、生產(chǎn)能力、使用者的情況等具體條件以及機(jī)器動作的復(fù)雜程度而定。高速枕式自動包裝機(jī)一般包裝速度在20～800pcs/min，最高可以達(dá)到3000pcs/min。要實現(xiàn)這樣高的包裝速度，而且要保證動作的相互協(xié)調(diào)和工作可靠穩(wěn)定，用液壓式或氣動式控制機(jī)構(gòu)尚有困難，因為液體和氣體有可壓縮性，而且油液的粘度大，高速換向運(yùn)動時慣性沖擊大、發(fā)熱高，液壓還會因溫度升高而使粘度變化，影響動作的準(zhǔn)確性，所以一般只用于活塞往復(fù)動作在40pcs/min左右的機(jī)械。目前國內(nèi)外在枕式裹包機(jī)中大多采用機(jī)械傳動方式。因為連桿、凸輪機(jī)構(gòu)一經(jīng)調(diào)整后就能嚴(yán)格保證動作的可靠性，并且能實現(xiàn)比較復(fù)雜的動作，并配合當(dāng)今的電子技術(shù)和微機(jī)控制技術(shù)，更進(jìn)一步提高生產(chǎn)率。根據(jù)以上分析，本文設(shè)計的高速枕式自動包裝機(jī)的操縱系統(tǒng)采用機(jī)械式控制系統(tǒng)，涉及有：鏈條傳動，帶（齒形帶）傳動，齒輪傳動，曲柄連桿傳動等機(jī)構(gòu)。一臺包裝機(jī)由哪些幾部分組成，決定于包裝工藝的要求。枕式自動包裝機(jī)由以下部分組成：（1）傳動系統(tǒng)；（2）供紙裝置；（3）成形器構(gòu)件；（4）內(nèi)裝物輸送系統(tǒng)；（5）中封牽引構(gòu)件系統(tǒng)；（6）端封切斷構(gòu)件系統(tǒng)；（7）電氣控制系統(tǒng)。初步確定如下的傳動系統(tǒng)圖：圖32傳動系統(tǒng)簡圖 工作循環(huán)過程高速枕式自動包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)適合于連續(xù)式自動包裝。從工藝上講，其包裝工作循環(huán)過程如圖33所示。圖33 包裝過程循環(huán)圖工藝是連續(xù)的，只有在內(nèi)裝物供送時，每送入一件必須保證端封切斷器封切一件。因此其工作循環(huán)過程比較簡單。 總體傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)是機(jī)器的重要組成部分，由它驅(qū)動各個執(zhí)行部件，按工藝要求完成各種動作。傳動系統(tǒng)的傳動精度，將直接影響機(jī)器的包裝加工質(zhì)量。傳動系統(tǒng)的精度不高是機(jī)器振動、噪音主要來源。傳動系統(tǒng)直接影響機(jī)器結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，所以傳動系統(tǒng)關(guān)系到機(jī)器的結(jié)構(gòu)和性能。由上面討論過的包裝工藝知，傳動系統(tǒng)的組成由如下幾部分組成：（1） 供送薄膜；（2） 內(nèi)裝物件供送；（3） 中封牽引的運(yùn)動；（4） 端封切斷器的運(yùn)動。由包裝工藝及循環(huán)過程知，它們的幾部分傳動要求是：（1） 內(nèi)裝物供送的推頭間距應(yīng)與袋長相適應(yīng)。一般來說在枕式自動包裝機(jī)中，內(nèi)裝物供送的推頭間距應(yīng)等于包裝物最長的尺寸，以便達(dá)到大范圍包裝的功能。理想情況是內(nèi)裝物被推送進(jìn)成型器時與包裝材料的速度大致協(xié)調(diào)一致。（2） 在工作時，橫封切斷器應(yīng)與包裝薄膜材料的運(yùn)動速度相當(dāng)，以免在橫封時產(chǎn)生皺紋。為適應(yīng)不同包裝袋長要求，選用變速機(jī)構(gòu)驅(qū)動，使橫封切斷器熱封切斷瞬時的角速度可調(diào)。（3） 應(yīng)嚴(yán)格保證滿足封切斷器旋轉(zhuǎn)封切一件時，內(nèi)裝物供送推頭前進(jìn)一個帶長的傳動要求。（4） 端封切斷器應(yīng)在兩袋之間的中間位置熱封并切斷。當(dāng)袋長改變時，它的工作相位需作相應(yīng)調(diào)整。 傳動類型的分析傳動首先應(yīng)當(dāng)滿足機(jī)器工作部分的要求，并使動力機(jī)在較佳工況下運(yùn)轉(zhuǎn)。小功率傳動常選用簡單的裝置，以降低成本。大功率傳動則優(yōu)先考慮傳動效率、節(jié)能和降低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。當(dāng)工作部分要求調(diào)速時，如能與動力機(jī)的調(diào)速性能相適應(yīng)可采用定傳動比傳動；動力機(jī)的調(diào)速如不能滿足工藝和經(jīng)濟(jì)性要求，則應(yīng)采用變傳動比傳動。工作部分需要連續(xù)調(diào)速時，一般應(yīng)盡量采用有級變速傳動。無級變速傳動常用來組成控制系統(tǒng)，對某些對象或過程進(jìn)行控制，這時應(yīng)根據(jù)控制系統(tǒng)的要求來選擇傳動。 在定傳動比傳動能滿足性能要求的前提下，一般應(yīng)選用結(jié)構(gòu)簡單的機(jī)械傳動。機(jī)械傳動能適應(yīng)各種動力和運(yùn)動的要求，應(yīng)用極廣。液壓傳動的尺寸小,動態(tài)性能較好,但傳動距離較短。氣壓傳動大多用于小功率傳動和惡劣環(huán)境中。液壓和氣壓傳動還易于輸出直線往復(fù)運(yùn)動。液力傳動具有特殊的輸入和輸出特性，因而能使動力機(jī)與機(jī)器工作部分良好匹配。電力傳動的功率范圍大，容易實現(xiàn)自動控制和遙控，能遠(yuǎn)距離傳遞動力。本文所設(shè)計的包裝機(jī)主要是機(jī)械傳動來實現(xiàn)的。機(jī)械傳動是利用機(jī)件直接實現(xiàn)傳動，其中齒輪傳動和鏈傳動屬于嚙合傳動；摩擦輪傳動和帶傳動屬于摩擦傳動。機(jī)械傳動的作用是傳遞運(yùn)動和力，常用機(jī)械傳動系統(tǒng)的的類型有齒輪傳動、蝸輪蝸桿傳動、帶傳動、鏈傳動、輪系等。(1) 齒輪傳動齒輪傳動是依靠主動齒輪依次撥動從動齒輪來實現(xiàn)的，其基本要求之一是其瞬時角速度之比必須保持不變。齒輪傳動的特點:①能保證瞬時傳動比恒定,平穩(wěn)性較高,傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確可靠。②傳遞的功率和速度范圍較大。③結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠,可實現(xiàn)較大的傳動比。④傳動效率高,使用壽命長。⑤齒輪的制造、安裝要求較高.(2) 蝸輪蝸桿傳動蝸輪蝸桿傳動是用于傳遞空間互相垂直而不相交的兩軸間的運(yùn)動和動力。(3) 帶傳動帶傳動是通過中間撓性件（帶）傳遞運(yùn)動和動力。帶傳動主要用于兩軸平行而且回轉(zhuǎn)方向相同的場合，這種傳動稱為開口傳動。帶傳動一般有以下特點：①有良好的饒性，能吸收震動，緩和沖擊，傳動平穩(wěn)噪音??；②帶傳動過載時，帶在帶輪上打滑，防止其他機(jī)件損壞，起到保護(hù)作用；③結(jié)構(gòu)簡單，制造，安裝和維護(hù)方便；④帶與帶輪之間存在一定的彈性滑動，故不能保證恒定的傳動比，傳動精度和傳動效率較低；⑤由于帶工作時需要張緊，帶對帶輪軸有很大的壓軸力；⑥帶傳動裝置外廓尺寸大，結(jié)構(gòu)不夠緊湊；⑦帶的壽命較短，需經(jīng)常更換。由于帶傳動存在上述特點，一般情況下，帶傳動傳動的功率P≤100KW，帶速v=525m/s，平均傳動比i≤5，傳動效率為94%97%。同步齒形帶的帶速為4050m/s，傳動比i≤10，傳遞功率可達(dá)200KW,效率高達(dá)98%99%。(4) 鏈傳動鏈傳動是由裝在平行軸上的主、從動鏈輪和繞在鏈輪上的環(huán)形鏈條所組成，以鏈條作中間撓性件，靠鏈條與鏈輪輪齒的嚙合來傳遞運(yùn)動和動力。鏈傳動的特點:①和齒輪傳動比較,它可以在兩軸中心相距較遠(yuǎn)的情況下傳遞運(yùn)動和動力。②能在低速、重載和高溫條件下及灰土飛揚(yáng)的不良環(huán)境中工作。③和帶傳動比較,它能保證準(zhǔn)確的平均傳動比,傳遞功率較大,且作用在軸和軸承上的力較小。④傳遞效率較高,～。⑤鏈條的鉸鏈磨損后,使得節(jié)距變大造成脫落現(xiàn)象。⑥.(5) 輪系由一系列齒輪組成的傳動系統(tǒng)統(tǒng)稱為輪系，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中。輪系分為定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系兩種類型。輪系的主要特點：適用于相距較遠(yuǎn)的兩軸之間的傳動；可作為變速器實現(xiàn)變速傳動；可獲得較大的傳動比；實現(xiàn)運(yùn)動的合成與分解。比較上面不同傳動類型的優(yōu)缺點，結(jié)合本文所設(shè)計的包裝機(jī)需要遠(yuǎn)距離的傳輸，若主要采用齒輪傳動，需要多級惰輪，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝要求高，而采用鏈輪傳動，既可以實現(xiàn)較遠(yuǎn)距離的傳輸，結(jié)構(gòu)大大簡化，而且，工作環(huán)境要求不高，易于安裝。 對傳動系統(tǒng)的分析對于牽引輥、主傳送滾輪和中縫熱封滾輪，它們的運(yùn)動首先要保持材料在整個運(yùn)動過程中有適宜的張緊力；其次它們的運(yùn)動速度應(yīng)與供送袋長相適應(yīng)。當(dāng)包裝薄膜材料印有商標(biāo)圖案，并要求圖案與物品始終保持相對位置時，則需要自動補(bǔ)償供送長度與圖案間距不一致所造成的積累誤差下面就接縫式自動包裝機(jī)的傳動系統(tǒng)進(jìn)行分析，分析如圖31所示傳動系統(tǒng)，可以得到如圖34所示的傳動系統(tǒng)圖。圖34枕式包裝機(jī)的傳動系統(tǒng)圖圖中各符號的含義是：n－－電動機(jī)或終端傳動軸的轉(zhuǎn)速。D、d－－帶輪的計算直徑。Z－－齒輪的齒數(shù)。z’－－鏈輪的齒數(shù)。i－－傳動比在設(shè)計中，確定該傳動系統(tǒng)的傳動比及生產(chǎn)能力，進(jìn)而給出整個傳動裝置選型和分配齒數(shù)。按照傳動要求對有關(guān)傳動鏈進(jìn)行必要的分析計算。依此到出各傳動鏈傳動比的關(guān)系式，令 （） （）則供送內(nèi)裝物每分鐘供送的件數(shù)： （） （）中封牽引每分鐘牽引的長度及每個袋長度： （） （）則對應(yīng)每袋長度為： （）供送薄膜每分鐘長度為： （） （）則對應(yīng)每袋長度為： （）端封切斷器的傳動關(guān)系： （） （）端封切斷器的線速度與中封牽引的線速度必須一致，故端封切斷器的線速度為： （）要求： （）則： （）輸出包裝物輸送帶的傳動： （） （） （）要求： （）通過以上分析，可以知道這一簡單的工藝路線，只能生產(chǎn)單一產(chǎn)品。對于內(nèi)裝物的變化，就不能適應(yīng)。為了達(dá)到高速、多功能、大范圍內(nèi)進(jìn)行枕式自動包裝，可以從以下兒方面進(jìn)行設(shè)置配置：（1） 配置多功能：為使能包裝不同尺寸的內(nèi)裝物，可以在不改變的端封切斷機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上，使中封牽引加快速度（包裝長度大的內(nèi)裝物）和減慢速度（包裝長度小的內(nèi)裝物）。因此，在中封牽引器傳動機(jī)構(gòu)前加裝一個變速裝置。（2） 由于配置了中封牽引器的速度可調(diào)，從而引發(fā)了薄膜輸送速度的變化，故要求端封切斷器在封裝切斷的瞬間速度與中封牽引器輸送薄膜的速度相當(dāng)。因此，在端封切斷器傳動之前加裝一個非勻速傳動裝置（使其旋轉(zhuǎn)一周時，會時快時慢）。在時間不變的情況下，圓周上的線速度是變化的，使其封切的瞬間速度與中封牽引速度相當(dāng)。（3） 為了實現(xiàn)大范圍包裝，在分配軸前輸入級中，對整機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制, 以實現(xiàn)可以包裝速度的調(diào)節(jié)。（4） 為實現(xiàn)高速包裝，對端封切斷器的變速機(jī)構(gòu)進(jìn)行深入的探討。（5） 當(dāng)包裝薄膜材料印商標(biāo)圖案，并要求圖案與物品始終保持相對位置時，則需要自動補(bǔ)償供送長度與圖案間距不一致所造成的積累誤差。在中封牽引前加裝補(bǔ)償機(jī)構(gòu)。（6） 為了端封切斷器封切位置正好在頭尾兩袋子中間，在端封切斷器前裝有調(diào)整機(jī)構(gòu)。 其他結(jié)構(gòu)的運(yùn)動分析 供送薄膜的傳動系統(tǒng)分析現(xiàn)代裹包機(jī)采用卷筒材料日趨增多。因此，與預(yù)先裁切好的平張材料相比，卷筒材料更適宜于包裝機(jī)連續(xù)化、高速化和自動化。故高速接縫式自動包裝機(jī)是采用卷筒式包裝材料。 縱封牽引器的傳動分析一般來說，差動補(bǔ)償機(jī)構(gòu)較為常用，也有直接采用伺服電機(jī)進(jìn)行直接驅(qū)動的中封牽引器。這對電氣控制系統(tǒng)要求極高，故較為少用。而在此只考慮用差動補(bǔ)償?shù)姆椒?，在輪系的傳動中，存在兩個自由度