小包纸巾全自动包装机推入推出机构的分析与研究

摘要

小包纸巾因其小巧，方便携带的特点而成为大家青睐的一种生活用品，因需求量较大，故对所需的小包纸巾包装机有了更高的要求。本论文以小包纸巾全自动包装机推入推出机构为研究对象，研究设计了一种基于圆柱凸轮—连杆—摆杆的纸叠托板机构。文章通过对包装速度所对应的机型进行了相关的表述和研究，并对相应的机构进行了三维建模，最后对模型进行了仿真，利用实际机型的运动对仿真的模型进行了相关的设计与改进。 论文首先介绍了国内外包装机械的发展史和现状，并在此基础上对我国包装机械发展状况的不足之处提出了看法。结合裹包机械的特点对小包纸巾包包装机械的机构进行了理论分析计算，并通过所得模型仿真的方式对所得的数据进行了可行性的分析检验。 本文主要的研究内容具体如下: 1.包装机组的工作原理及传动系统。该部分分析并计算了整个包装机工作过程中各个机构的驱动方式，阐述了包装过程中所需的热封装置、剔废装置，以及供膜系统的工作原理，且对全自动纸巾包装机整体的控制部分进行了简单的介绍。 2.包装机中纸叠的推入推出机构运动过程的工作原理。对纸叠的推入机构进行了分析研究，推入机构包括摆臂、推板和托板。利用连杆机构、Frendenstein方程对摆臂及其驱动机构进行参数的确定，对推板的合成运动进行了理论分析。通过Solidworks软件建立摆臂的三维模型，并将模型与包装轮进行仿真计算，得出摆臂角速度与包装轮角速度，并在两者角速度接近时，利用两者的相对位置使得纸叠能够被推入包装轮槽中。 3.托板上下往复摆动的研究。纸叠的推入机构还需要有辅助机构即包装机中的托板。利用圆柱凸轮机构将转动最终转化为托板的上下往复摆动，根据轮廓线方程运用Matlab软件绘制出圆柱凸轮的理论轮廓线，然后将数据以XYZ坐标点的形式导入到Solidworks软件中，设置好相应的参数得到圆柱凸轮的三维模型。 4.纸叠推出机构的计算和建模。根据纸叠推出机构的特点，利用数学方法分段列出了推出机构凸轮轮廓线的方程，用Solidworks软件对凸轮的三维实体进行了建模。 5.凸轮三维模型的仿真分析与验证。利用ADAMS软件对两个凸轮的三维模型进行了运动学分析。根据仿真得到的结果，验证了滚子在凸轮的运动过程中平滑，没有干涉，进而验证了凸轮的设计满足要求。

目录

声明

摘要

1前言

1．1选题的背景及研究意义

1．2国内外包装机械发展现状

1．3裹包包装机的种类及工艺介绍

1．3．1裹包包装机的发展概况

1．3．2裹包机械的分类和特点

1．3．3转塔间歇折叠式间歇裹包机的工作原理及特点

1．4本文研究内容

2全自动纸巾包装机机构的性能分析

2．1全自动纸巾包装机组的组成及功能

2．1．1折叠机的主要功能及工作流程

2．1．2包装机的总体设计

2．2全自动纸巾包装机各部分的运动规律

2．3包装机热封与剔废部分及供膜系统的简单介绍

2．4．1包装机的传动机构的工作原理

2．4．2包装机控制系统的简单介绍

2．5本章小结

3推纸机构的运动与分析

3．1推纸机构的组成与运动原理

3．2利用矩阵法求解驱动摆臂连杆机构的运动

3．3驱动推板运动的连杆机构分析

3．4摆杆滑块运动分析

3．5推板合成运动

3．6摆臂机构角速度确定的相关方法

3．6．1 Frendenstein方程推导

3．6．2平面连杆机构设计

3．7本章小结

4承载纸叠并辅助推板推纸的机构

4．1常见的圆周转动转换为摆动机构

4．2从动件运动规律的分析

4．2．1凸轮从动件常用的运动规律

4．3圆柱面凸轮轮廓线的设计

4．3．1移动从动件圆柱凸轮的轮廓线的设计及相关公式的计算

4．3．2摆动从动件圆柱凸轮

4．4摆动从动件圆柱凸轮相关参数的确定

4．4．1圆柱凸轮机构的最大压力角与最小基圆半径的关系

4．4．2圆柱凸轮轮廓曲线的确定

4．4．3建立圆柱凸轮实体的方法

4．5本章小结

5凸轮出纸机构的分析与研究

5．1常见的凸轮机构

5．2凸轮出纸机构运动原理

5．3出纸凸轮机构的分析

5．3．1纸叠包膜，一侧端面折叠和侧面折叠段

5．3．2侧面热封段

5．3．3热封到推出的过渡阶段

5．3．4推出阶段

5．3．5推出到回程过渡阶段

5．4凸轮压力角计算

5．5本章小结

6纸巾包装机凸轮机构的运动学仿真

6．1仿真软件介绍

6．2 ADAMS仿真设置

6．2．1导入模型并进行相关的设置

6．2．2设置零件的物理特性

6．2．3添加约束

6．3圆柱凸轮机构的仿真计算

6．4圆柱凸轮机构仿真结果分析

6．5凸轮推出机构仿真结果分析

6．6圆柱凸轮机构的有限元分析

6．7本章小结

7结论

7．1全文总结

7．2论文的创新点

7．3论文的不足之处

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢