【正文】 20a r c c os a r c c os 41 .742 2 37 .54 2 0VvaVaVvaVaZZ h xZZ h x??????? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ? 2110 .8 5t A V H HaH H E K HPmF K K K K u Z Z Z Z Zb d u????? ?? ? ? 112021tmTF d? 查 手冊 ? 動載荷系數(shù) 2112 2( ) 1/ 0 . 8 5 0 1 0 0 1VmV At ZvK uKKK F u? ? ?? 使用要求選用 8 級精度錐齒輪，查表得 122 8 .7 6 , 0 .0 1 9 3KK?? 11mv 60 1000mdn?? ? 故可求出動載荷系數(shù)。 西南交通大學本科 畢業(yè)設計（論文） 第 19 頁 齒向載荷分布系數(shù) HK ? ? 齒間載荷分布系數(shù) ? ? 節(jié)點區(qū)域系數(shù) ? 彈性系數(shù) MP? 重合度系數(shù) 43vaZ? ??? 螺旋角系數(shù) c o s c o s 0 1mZ? ?? ? ? 錐齒輪系數(shù) 1KZ? limlimHH P n T L V R X WH Z Z Z ZS?? ?? 壽命系數(shù)查表得 , nTZZ?? 齒數(shù)應力循環(huán)數(shù) 1206 0 6 0 1LZ jn t u? ? ? ? 潤滑油膜影響系數(shù) ? 工作硬化系數(shù) ? 尺寸系數(shù) 1Z?? 將上述系數(shù)帶入計算可得如下結(jié)果： H HP??? 滿足強度要求。 由于本機構(gòu)錐齒輪所受彎曲應力極小，故不作彎度強度校核。 ： 西南交通大學本科 畢業(yè)設計（論文） 第 20 頁 圖 錐齒輪結(jié)構(gòu)圖 本章小結(jié) 本章介紹了 GDR80 包裝機給袋系統(tǒng)送袋裝置鏈輪鏈條機構(gòu)、升降螺桿機構(gòu)、傳動錐齒輪機構(gòu)的組成材料、尺寸和不同的性能指標，只有把這寫材料和不同的性能指標弄清楚了以后和對各機構(gòu)進行必要的校核才能對給袋系統(tǒng)進行設計。 西南交通大學本科 畢業(yè)設計（論文） 第 21 頁 第 4 章 吸袋裝置設計 吸袋裝置簡介 吸袋裝置結(jié)構(gòu)如圖 所示 1— 凸輪杠桿滾子軸 2— 吸盤平行機構(gòu)軸 3— 吸盤平行機構(gòu)臂盒 4— 吸盤座 5— 取袋氣管緊固螺栓 6— 取袋氣管 7— 吸盤 8— 吸盤平行機構(gòu)臂盒蓋 9— 吸盤平行機構(gòu)小軸 10— 吸盤平行機構(gòu)臂 11— 軸 B 12— 吸盤機構(gòu)臂座 13— 吸盤平行機構(gòu)臂 2 圖 吸袋裝置 如上圖所示 該機構(gòu) 包括凸輪杠桿滾子軸（ 1）、吸盤平行機構(gòu)軸（ 2）、吸盤平行機構(gòu)臂盒（ 3）、吸盤座（ 4）、取袋氣管緊固螺栓（ 5）、取袋氣管（ 6）、吸盤 （ 7）、吸盤平行機構(gòu)臂盒蓋（ 8）、吸盤平行機構(gòu)小軸（ 9）、吸盤平行機構(gòu)臂（ 10）、軸B（ 11）、吸盤機構(gòu)臂座（ 12）、吸盤平行機構(gòu)臂 2（ 13）等主要零件和其他未標注零件西南交通大學本科 畢業(yè)設計（論文） 第 22 頁 組成。 該機構(gòu)采用凸輪控制，通過凸輪 運動， 凸輪杠桿滾子軸（ 1）緊貼其作圓周運動，使吸盤平行機構(gòu)臂（ 10）作四桿運動 ， 周期運動 的凸輪使得 取袋氣管（ 6）和吸盤（ 7）實現(xiàn)來回的循環(huán) 直線 運動， 由于采用 拉伸彈簧 可 保持 吸盤平行機構(gòu)臂（ 10）在內(nèi)的 四桿機構(gòu) 與凸輪的緊貼。本機構(gòu)還采用三吸盤錯落布置以保證吸袋的準確與牢固。 吸袋裝置機構(gòu)設計 四桿機構(gòu)設計 本機構(gòu)中要桿組實現(xiàn)的運動是將凸輪的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為吸盤機構(gòu)的平移運動故設計如下四桿機構(gòu)：如圖 圖 四桿機構(gòu) 如上圖所示，機構(gòu)壁座 3 固定作為機架，桿件 4 通過軸承與原動件凸輪連接，與壁盒 1和桿件 2一起構(gòu)成了該四桿機構(gòu) 。 此機構(gòu)中桿件 2 受力最大，為了保證該 桿具 有足夠的強度，必須使桿件危險截面的 最大工作應力不超過材料拉伸的許用應力 。 西南交通大學本科 畢業(yè)設計（論文） 第 23 頁 max []??? 即 ? ?.maxNFA ?? ? ? ssn?? ? sn — 材料的安全系數(shù) s? — 屈服極限 ??? — 許用應 力 .maxNF — 許用最大拉力 A — 桿件 危險 截面積 材料為 Q235 鋼， ? ? 170MPa? ? 3m a x 61 0 1 0 4 1 . 6 71 2 2 0 1 0 M P a? ?????? 滿足 ? ?.maxNFA ?? 故四桿機構(gòu) 可正常工作 吸盤機構(gòu)設計 吸盤機構(gòu)如圖 圖 吸盤機構(gòu) 西南交通大學本科 畢業(yè)設計（論文） 第 24 頁 本機構(gòu)采用三個高低錯落吸盤保證物袋不易脫落，在吸袋四桿機構(gòu)的推動下，真空吸盤前進到送 袋機構(gòu)擋板推動的包裝袋吸取自立包裝袋，送與夾袋夾下完成送袋后倒退回原位置，完成一個運動周期，實現(xiàn)自動給袋目的。 吸袋機構(gòu)的推動力有由凸輪運動并經(jīng)單向鏈輪通過鏈條與重錘相連實現(xiàn)，利用重力原理實現(xiàn)給袋機構(gòu)的自動給袋 。 同時本機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，性能價格比高，生產(chǎn)自動化程度高，能夠減輕操作者的勞動強度，提高工作效率?；境叽缭O計如下 圖 、 圖 所示： 圖 圖 吸盤平行機構(gòu)臂尺寸如下圖 、 圖 所示： 西南交通大學本科 畢業(yè)設計（論文） 第 25 頁 圖 圖 吸盤控制凸輪設計 1． 電機的選擇 通過 測繪工作選擇電動機的各項數(shù)據(jù)如下表： 表 41 電機的各項數(shù)據(jù) HZ U A r/min 60 200 1735 總的減速比為 1： 50，通過計算凸輪的轉(zhuǎn)速為 。 根據(jù)以上分析，可進行凸輪材料的選取 。 2． 凸輪材料的選取 西南交通大學本科 畢業(yè)設計（論文） 第 26 頁 本凸輪的工作條件是低速低載，故選材如下： 材料 HT300 合金鑄鐵 熱處理、極限應力σ HO 退火 180～ 250HB， σ HO=2HB 從動件接觸端 材料 45 熱處理 表面淬火 40～ 50HRC 3． 凸輪公 面粗糙度 差及表 表 42 凸輪公差及表面粗糙度 凸輪精度 極 限 偏 差 表面粗糙度 Ra/μ m 向徑 /mm 極角 基準孔 凸輪槽寬 凸輪工作輪廓 凸輪槽壁 一般精度 177。 ( ～) 177。 (30 ′～40′ ) H7(H8) H8 ～ 4． 凸輪尺寸的確定 要確定出凸輪的具體尺寸，需確定從動件的位移、速度、加速度等與凸輪轉(zhuǎn)角的函數(shù)關(guān)系，然后在確定出相應的邊界條件。一般 的設計原則是：從動件的位移線圖、速度線圖和加速度線圖應該都是連續(xù)的，尤其是在凸輪速度比較高的時候。 在確定具體尺寸之前可以先設計出凸輪輪廓線，凸輪的輪廓線可以用參數(shù)方程的形式表示。凸輪輪廓曲線的設計主要內(nèi)容是建立凸輪輪廓曲線的參數(shù)方程，利用計算機或者手工畫出凸輪的輪廓，如果出現(xiàn)輪廓不光滑、有尖點等問題，則要修改凸輪、從動件的結(jié)構(gòu)尺寸，甚至重新設計從動件的運動規(guī)律。 本次設計是根據(jù)實體測繪進行的，故通過掃描可直接得出凸輪的輪廓曲線，然后在根據(jù)具體要求進行相關(guān)的修正。掃描并修正后所得凸輪如下 圖： 西南交通大學本科 畢業(yè)設計（論文） 第 27 頁 圖 吸盤控制凸輪 由上圖可知： AB段為推程運動段，最大推程運動角∠ AOB=90176。 BC段為遠休止段，遠休止角∠ BOC=138176。 AC段為回程運動段，最大回程運動角∠ AOC=132176。 推程運動角 α — 從動件由離凸輪轉(zhuǎn)動中心最近位置到達最遠位置時的相應的凸輪轉(zhuǎn)角 遠休止角 — 從動件在距凸輪轉(zhuǎn)動中心最遠的位置上停歇時相應的凸輪轉(zhuǎn)角 。 回程運動角 β — 從動件由離凸輪轉(zhuǎn)動中心最遠位置到達最近位置時的相應的凸輪 角 。 通過測量得出該凸輪推程段與回程段各點坐標如表 43 與表 44 所示： 西南交通大學本科 畢業(yè)設計（論文） 第 28 頁 表 43 吸盤控 制凸輪推程段各點坐標 推程角α（176。） 半徑 R1（㎜） 推程角α（176。） 半徑 R1（㎜） 0 48 3 51 6 54 9 57 12 60 15 63 18 66 21 69 24 72 27 75 30 78 33 81 36 84 39 87 42 90 45 西南交通大學本科 畢業(yè)設計（論文） 第 29 頁 表 44 吸盤控制凸輪回程段各點坐標 回程角β（176。） 半徑 R2（㎜） 回程角β（176。） 半徑 R2（㎜） 0 66 3 69 6 72 9 75 12 78 15 81 18 84 21 87 24 90 27 93 30 96 33 99 36 102 39 105 42 108 45 111 48 114 51 117 54 120 57 123 60 126 63 129 西南交通大學本科 畢業(yè)設計（論文） 第 30 頁 5． 吸盤控制凸輪強度的校核 凸輪強度校核 2()H E H FF NZ mmb????? （ 41） 式中 F — 凸輪與從動件在接觸處的法向力， N b — 凸輪與從動件的接觸寬度， mm ? — 綜合曲率半徑， 1212??? ??? ?（兩個外凸面接觸用“ +”） （ 42） 1212??? ??? ?（外凸與內(nèi)凹接觸時用“ ”） （ 43） 1? — 凸輪輪廓在接觸處的曲率半徑， mm 2? — 從動件在接觸處的曲率半徑， mm EZ — 綜合彈性系數(shù)2()Nmm， 121220 .4 1 8E EEZ EE? ? （ 44） 1E 、 2E — 分別為凸輪和從動件接觸端材料的彈性模量， 2Nmm 鋼對鋼 EZ =、鋼對鑄鐵的 EZ =、鋼對球墨鑄鐵的 EZ = HP? — 許用 接觸應力 6H P H O R O HZ N N S??? （ 45） ~1,RZ ? 粗糙度值低時取大值 N — 60nT n — 凸輪轉(zhuǎn)速， minr T — 凸輪預期壽命， h 西南交通大學本科 畢業(yè)設計（論文） 第 31 頁 ON — 對 HT氮化處理的表面 62 10ON ?? ，其他材料 510ON ? HS — 安全系數(shù)， ~ ? 其中 EZ = ? N 10b? mm 為了使凸輪輪廓曲線不出現(xiàn)尖點須 ?? （ 46） r 為滾子半徑， 由測繪知 ? mm，則 m in 1 7 .5 2 1 .8 7 50 .8? ??mm 取 min ? ? mm 則 由公式（ 31）得： 2 2 . 7 81 8 1 . 3 4 4 . 2 2 61 7 . 5 2 1 . 8 7 5b? ? ? ? ??Ｈ Ｅ F＝ Z 其中 2HO? ? HB 1RZ? 50 10N ? 460 35 .6 12 2. 56