掛歷生產線之上膠裝置設計【三維SW】【11張CAD高清圖紙、文檔所見所得】【YC系列】

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掛歷生產線之上膠裝置設計畢業(yè)論文 畢業(yè)設計（論文）說明書 課題名稱 掛歷生產線之上膠裝置設計 學院(部) 專 業(yè) 班 級 學生姓名 學 號 指導教師(簽字) 教學院長(簽字) 2014年 4月 25日 摘要 印后加工是保證印刷 產品質量并實現(xiàn)增值的重要手段,尤其是包裝印刷產品 ,很多都是通過印后加工技術來大幅度提高品質并增加其特殊功能的。從某種意義上講,印后加工是決定印刷產品成敗的關鍵,往往由于印后加工的質量問題而造成印刷品報廢。掛歷的雛形是一種討債本，隨著歲月的流逝，討債本逐漸演變成為當今的掛歷。掛歷由皇歷、日歷、年畫逐步演變而來，是歷書與年畫相結合的藝術品。本文設計了掛歷自動化生產線之上膠裝置，包括配頁按順序排列，輸紙，闖紙，打龍線打孔，上膠，粘脊背，壓合，自動收成品。整個生產工藝集成，根據(jù)日本渡邊公司產品設計，能實現(xiàn)出膠速度，輸送封頭紙速度與紙張傳遞速度的配合，控制出膠量。 關鍵詞：印刷；掛歷；生產線；上膠裝置 Abstract Finishing is to ensure that the printing product quality and an important means to realize value added, especially in packaging and printing products, through a lot of finishing technology to greatly improve the quality and increase its special function. In a sense, finishing is the key to determine the success or failure of printing products, often due to quality problems caused by printing Postpress. The calendar is the embryonic form of a collection of this, with the passing years, debt collection this gradually evolved into today's calendar. By the imperial calendar, calendar, calendar New Year paintings gradually evolved, is a combination of art and New Year paintings almanac. This paper design the calendar automatic production line of plastic device, including the collating sequence, paper, jogging, playing long line drilling, glue, adhesive back, pressing, automatic wire products. The whole production process integration, according to the Japanese company Watanabe product design, can realize the glue conveyer head speed, paper speed and sheet transfer speed, control the amount of glue. Keyword：Printing；Wall calendar；Production Line；Gluing Device 目錄 摘要 2 Abstract 3 第1章 緒論 6 1.1 課題研究的目的和意義 6 1.2 掛歷的簡介 7 1.2.2掛歷制作工藝流程 8 1.3 掛歷自動生產線的發(fā)展現(xiàn)狀 9 第2章 掛歷生產線上膠裝置設計方案 12 2.1掛歷生產線的介紹 12 2.2掛歷生產線的上膠裝置原理 12 2.3掛歷生產線的設計參數(shù) 14 第3章 掛歷生產線的傳動設計 15 3.1鏈傳動設計 15 3.2鏈輪設計計算 17 3.3遞紙機構的傳動設計 19 3.3.1 滾子 20 3.3.2 電動機的選擇 21 3.3.4 計算總傳動比和分配傳動比 23 3.3.4 傳動動力系數(shù) 23 3.4張緊裝置 24 3.5上膠裝置設計 24 3.5.1 氣缸的介紹 24 3.5.2 氣壓缸工作原理 25 3.5.3氣缸的校核 28 3.5.4氣缸推力驗算 28 第4章 掛歷生產線零部件設計校核 30 4.1 軸的設計及強度校核 30 4.1.1 軸強度計算 30 4.1.2 軸的疲勞強度校核 31 4.1.3 軸的接觸應力校核 34 4.2 滾子的設計與校核 34 4.3紙腳壓板的設計校核 37 第5章 掛歷自動生產線上膠裝置三維建模 38 5.1 Solidworks軟件簡介 38 5.2 零件建模 40 5.2.1擋板三維建模 40 5.2.2 氣缸的三維建模 40 5.2.3其他零件的三維模型造型 41 5.3零件裝配 45 5.4 三維向二維的轉換 46 總結 48 致謝 49 參考文獻 50 第1章 緒論 1.1 課題研究的目的和意義 印后加工是保證印刷 產品質量并實現(xiàn)增值的重要手段,尤其是包裝印刷產品 ,很多都是通過印后加工技術來大幅度提高品質并增加其特殊功能的。從某種意義上講,印后加工是決定印刷產品成敗的關鍵,往往由于印后加工的質量問題而造成印刷品報廢。掛歷的雛形是一種討債本，隨著歲月的流逝，討債本逐漸演變成為當今的掛歷。掛歷由皇歷、日歷、年畫逐步演變而來，是歷書與年畫相結合的藝術品。自動化的概念是一個動態(tài)發(fā)展過程。過去，人們對自動化的理解或者說自動化的功能目標是以機械的動作代替人力操作，自動地完成特定的作業(yè)。這實質上是自動化代替人的體力勞動的觀點。后來隨著電子和信息技術的發(fā)展，特別是隨著計算機的出現(xiàn)和廣泛應用，自動化的概念已擴展為用機器(包括計算機)不僅代替人的體力勞動而且還代替或輔助腦力勞動，以自動地完成特定的作業(yè)。自動化的廣義內涵至少包括以下幾點：在形式方面，制造自動化有三個方面的含義：代替人的體力勞動，代替或輔助人的腦力勞動，制造系統(tǒng)中人機及整個系統(tǒng)的協(xié)調、管理、控制和優(yōu)化。在功能方面，自動化代替人的體力勞動或腦力勞動僅僅是自動化功能目標體系的一部分。自動化的功能目標是多方面的，已形成一個有機體系。在范圍方面，制造自動化不僅涉及到具體生產制造過程，而是涉及產品生命周期所有過程。 所以本文設計了掛歷自動化生產線之上膠裝置，包括配頁按順序排列，輸紙，闖紙，打龍線打孔，上膠，粘脊背，壓合，自動收成品。整個生產工藝集成，根據(jù)日本渡邊公司產品設計，能實現(xiàn)出膠速度，輸送封頭紙速度與紙張傳遞速度的配合，控制出膠量。廣泛應用于現(xiàn)代化的各種工業(yè)企業(yè)中加大了生產率。 1.2 掛歷的簡介 1.2.1掛歷的現(xiàn)狀 掛歷的雛形是一種討債本，隨著歲月的流逝，討債本逐漸演變成為當今的掛歷。掛歷由皇歷、日歷、年畫逐步演變而來，是歷書與年畫相結合的藝術品。中國掛誕生于20世紀40年代。新中國成立后，隨著彩色印刷技術的發(fā)展，掛歷也得到發(fā)掛歷展，新中國成立初期，人民出版社、人民中國出版社等新聞出版單位大都把“掛歷”當成一種對外宣傳品，文字是中英文，有的全部是外文，畫面內容有建設成就攝影、祖國風光、古代山水畫和電影劇照等，對外贈送，對內很少發(fā)行，當時對內發(fā)行的是年畫。新鮮血液掛歷的出現(xiàn)給年歷注入“新鮮血液”。中國繪畫的三大畫科（花鳥畫、人物畫、山水畫）也成為掛歷題材的主體。如《中國歷代花鳥畫選》、《歷代仕女》、《故宮藏古代山水畫選》等。以《中國歷代花鳥畫選》為例，選有南宋李迪的《雪樹寒禽圖》、明代院體派花鳥大家呂紀的《雪柳雙鳧圖》、清代“海上畫派”代表人物任頤的《鳳凰圖》等，工筆、寫意、墨筆等花鳥技法匯于一軸。從我國古代到近代的畫壇流派的專輯也是掛歷題材的另一看點，如“明四家”、“清六家”的《明清畫林擢秀》、“吳門四家”的《吳門畫萃》、“揚州畫派”的《揚州八怪畫選》等；現(xiàn)當代著名畫家的力作及有“文革”色彩的掛歷更是亮點，比如林風眠的《舞》、錢松 的《太湖三春》、劉旦宅的《蘇軾》、《赤腳醫(yī)生好》中的《涼山新貌》。掛歷的出版發(fā)行改變了中國傳統(tǒng)的“歷書”和“年歷”記時法，過去年末歲尾，家家戶戶買幾張年歷畫貼在堂屋內，一貼一年，天天都是老模樣，而掛歷12個月具有12張不同的畫面，而且畫面美觀大方，月月給人一種新鮮感，客人來了往往翻一翻，欣賞一番，贊美一番，不僅使客人享受了“美”，而且也使主人心里美滋滋的，因此，掛歷一上市就受到人們的喜愛。個性化的掛歷正逐漸取代傳統(tǒng)的掛歷成人們的新寵，“怎么把自己的寫真集做到年歷上？”在網絡論壇上，有不少這樣的帖子。年輕人購買日歷往往注重新潮，偶像、奧運吉祥物，甚至自己的寫真集，都成為了他們最希望出現(xiàn)在新年掛歷、臺歷上的東西刷。還有許多人將家人的照片制成掛歷，這既是有意義的紀念品，也是一份時尚的禮品。掛歷不僅是一種日期提示和查詢工具，它也演變成一種家里裝飾角色。個性化需求已開始引起掛歷禮品公司的關注，并且已經有掛歷禮品公司開始承接為消費者“量身定制”新年掛歷、臺歷的業(yè)務。無論內容，還是形式，都可以按照消費者的要求來專門制作。一百多塊錢買到的不僅僅是一樣實用的掛歷，最重要的是包含在里頭的濃濃情意和無限甜蜜。隨著生活水平的提高，人們可以通過手機、電腦等現(xiàn)代工具獲取日期信息，掛歷自然“退居二線”。很多人表示，臺歷、掛歷現(xiàn)在最多只是裝飾品。顯然，時代在發(fā)展，掛歷自己也要“與時俱進”。在傳統(tǒng)掛歷市場日漸蕭條之際，個性掛歷定制已成為掛歷禮品公司持續(xù)發(fā)展的新藍海。2013年10月31日，中央紀委發(fā)出《關于嚴禁公款購買印制寄送賀年卡等物品的通知》。當下公款訂購臺掛歷送禮的現(xiàn)象基本消失，隨之國內臺掛歷市場也萎縮了大半。不少相關企業(yè)感嘆，靠公款消費賺錢的時代已過去，需要謀求轉型。那是在古羅馬時代，當時社會上有一種專門從事放債業(yè)務的人，按月掛歷去向債戶收取利息。為方便起見，他們將何月何日某人該還的債和該付的息都記在一個本子上。因為這種本子是以月為單位，按日期排列，附有記事欄，其記事方法簡便明了，漸漸地被其他行業(yè)所借鑒。香港著名英商太古洋行第二任華人買辦莫藻泉上任后，興建了一家糖廠。1884年他推出一種類似海報廣告式的“月份牌”，用以宣傳太古糖廠的產品。莫藻泉特意聘請設計師關蕙農設計畫面，內容多為花卉、吉祥人物、福、祿、壽、喜、中國古代天官賜福、迎春接福及仕女圖等。凡購買太古糖者，贈送“月份牌”一幀。后來，許多廠商競相印制免費贈送“月份牌”，并不斷改進形式。隨著歲月的流逝，“討債本”和“月份牌”逐漸演變成為當今的掛歷。 1.2.2掛歷制作工藝流程 （1）專版掛歷是相對于通用內容的掛歷而言，根據(jù)您的要求進行單獨的設計、制掛歷作、印刷。內容、款式風格等都是專一的。整個過程都是專門圍繞著你的需求而開展的，工序有：設計風格小樣--設計印刷稿--出菲林片并打印刷樣--制版--印刷--裁切--裱板--分頁--修邊--打孔--穿環(huán)壓環(huán)--質檢--包裝--交付。此外還有：復膜--燙金銀--起鼓--過油--模切等印刷工藝工序根據(jù)產品的要求按需加入。 （2）專版的設計：您可以根據(jù)自己的需求自行設計或委托專業(yè)的平面設計公司設計。根據(jù)設計復雜程度的不同，設計費用也會有所不同。 （3）溫州人掛歷設計前的準備：A、確定要設計的風格和目標；B、每張頁面的文字描述；C、每張頁面的圖片（分辨率大于或等于300像素/英寸,尺寸與制作的臺歷尺寸相近） （4）設計印刷稿的要求：A、文字要轉曲線；B、文件格式最好是PDF格式，也可以是CDR格式或AI、EPS等矢量格式；C、文件要留有3mm的出裁邊。 1.3 掛歷自動生產線的發(fā)展現(xiàn)狀 掛歷自動生產線指的是機器設備、系統(tǒng)或過程（生產、管理過程）在沒有人或較少人的直接參與下，按照人的要求，經過自動檢測、信息處理、分析判斷、操縱控制，實現(xiàn)預期的目標的過程。自動化技術廣泛用于工業(yè)、農業(yè)、軍事、科學研究、交通運輸、商業(yè)、醫(yī)療、服務和家庭等方面。采用自動化技術不僅可以把人從繁重的體力勞動、部分腦力勞動以及惡劣、危險的工作環(huán)境中解放出來，而且能擴展人的器官功能，極大地提高勞動生產率，增強人類認識世界和改造世界的能力。因此，自動化是工業(yè)、農業(yè)、國防和科學技術現(xiàn)代化的重要條件和顯著標志。1788年英國機械師J.瓦特發(fā)明離心式調速器（又稱飛球調速器），并把它與蒸汽機的閥門連接起來，構成蒸汽機轉速的閉環(huán)自動控制系統(tǒng)。瓦特的這項發(fā)明開創(chuàng)了近代自動調節(jié)裝置應用的新紀元，對第一次工業(yè)革命及后來控制理論的發(fā)展有重要影響。人們開始采用自動調節(jié)裝置，來對付工業(yè)生產中提出的控制問題。這些調節(jié)器都是一些跟蹤給定值的裝置，使一些物理量保持在給定值附近。自動調節(jié)器應用標志著自動化技術進入新的歷史時期。進入20世紀以后，工業(yè)生產中廣泛應用各種自動調節(jié)裝置，促進了對調節(jié)系統(tǒng)進行分析和綜合的研究工作。這一時期雖然在自動調節(jié)器中已廣泛應用反饋控制的結構，但從理論上研究反饋控制的原理則是從20世紀20年代開始的。1833年英國數(shù)學家C.巴貝奇在設計分析機時首先提出程序控制的原理。1939年世界上第一批系統(tǒng)與控制的專業(yè)研究機構成立，為20世紀40年代形成經典控制理論和發(fā)展局部自動化作了理論上和組織上的準備。20世紀40～50年代是局部自動化時期第二次世界大戰(zhàn)時期形成的經典控制理論對戰(zhàn)后發(fā)展局部自動化起了重要的促進作用。在問題的過程中形成了經典控制理論﹐設計出各種精密的自動調節(jié)裝置﹐開創(chuàng)了系統(tǒng)和控制這一新的科學領域。這一新的學科當時在美國稱為伺服機構理論﹐在蘇聯(lián)稱為自動調整理論﹐主要是解決單變量的控制問題。經典控制理論這個名稱是1960年在第一屆全美聯(lián)合自動控制會議上提出來的。1945年后由于戰(zhàn)時出版禁令的解除﹐出現(xiàn)了系統(tǒng)闡述經典控制理論的著作。1945年美國數(shù)學家維納﹐N.把反饋的概念推廣到一切控制系統(tǒng)。50年代以后﹐經典控制理論有了許多新的發(fā)展。。經典控制理論的方法基本上能滿足第二次世界大戰(zhàn)中軍事技術上的需要和戰(zhàn)后工業(yè)發(fā)展上的需要。但是到了50年代末就發(fā)現(xiàn)把經典控制理論的方法推廣到多變量系統(tǒng)時會得出錯誤的結論。經典控制理論的方法有其局限性。20世紀40年代中發(fā)明的電子數(shù)字計算機開創(chuàng)了數(shù)字程序控制的新紀元﹐雖然當時還局限于自動計算方面，但ENIAC和EDVAC的制造成功﹐開創(chuàng)了電子數(shù)字程序控制的新紀元。電子數(shù)字計算機的發(fā)明為60～70年代在控制系統(tǒng)中廣泛應用程序控制和邏輯控制以及廣泛應用電子數(shù)字計算機直接控制生產過程奠定了基礎。20世紀50年代末起至今是綜合自動化時期，這一時期空間技術迅速發(fā)展，迫切需要解決多變量系統(tǒng)的最優(yōu)控制問題。于是誕生了現(xiàn)代控制理論?，F(xiàn)代控制理論的形成和發(fā)展為綜合自動化奠定了理論基礎。同時微電子技術有了新的突破。1958年出現(xiàn)晶體管計算機，1965年出現(xiàn)集成電路計算機，1971年出現(xiàn)單片微處理機。微處理機的出現(xiàn)對控制技術產生了重大影響﹐控制工程師可以很方便地利用微處理機來實現(xiàn)各種復雜的控制，使綜合自動化成為現(xiàn)實?！白詣踊?Automation)”是美國人D.S.Harder于1936年提出的他認為在一個生產過程中，機器之間的零件轉移不用人去搬運就是“自動化”。發(fā)展趨勢現(xiàn)代生產和科學技術的發(fā)展，對自動化技術提出越來越高的要求，同時也為自動化技術的革新提供了必要條件。70年代以后，自動化開始向復雜的系統(tǒng)控制和高級的智能控制發(fā)展，并廣泛地應用到國防、科學研究和經濟等各個領域，實現(xiàn)更大規(guī)模的自動化，例如大型企業(yè)的綜合自動化系統(tǒng)、全國鐵路自動調度系統(tǒng)、國家電力網自動調度系統(tǒng)、空中交通管制系統(tǒng)、城市交通控制系統(tǒng)、自動化指揮系統(tǒng)、國民經濟管理系統(tǒng)等。自動化的應用正從工程領域向非工程領域擴展，如醫(yī)療自動化、人口控制、經濟管理自動化等。自動化將在更大程度上模仿人的智能，機器人已在工業(yè)生產、海洋開發(fā)和宇宙探測等領域得到應用，專家系統(tǒng)在醫(yī)療診斷、地質勘探等方面取得顯著效果。工廠自動化、辦公自動化、家庭自動化和農業(yè)自動化將成為新技術革命的重要內容，并得到迅速發(fā)展。 渡邊通商株式會社坐落于東京。30多年以來一直致力于印后文件、票據(jù)和掛歷等產品的配頁、裝訂技術以及相應檢測設備的研發(fā)、生產和銷售。主要產品有文件、票據(jù)、掛歷的配頁機、裝訂機、數(shù)紙機、撕裂機以及全自動化生產線。渡邊通商株式會社北京辦事處把提高國內印后處理水平和與國際接軌作為使命，讓客戶100分滿意作為永恒的目標，努力開拓國內印后設備市場。目前公司已為國內多家印刷企業(yè)提供了全方位的解決方案。該公司擁有一支專業(yè)、敬業(yè)、充滿激情的管理經營團隊，秉持完善的人性化的服務，精益求精的經營方針，一切以客戶滿意為企業(yè)追求的目標， 目前已建立了一個遍布全國集銷售、技術支持和服務為一體的網絡。在第五屆溫州臺掛歷展上，渡邊通商株式會社帶來了全新的環(huán)保理念。其展示的紙質頭封裝掛歷機和紙環(huán)臺歷裝訂機，被大會預測為未來中國臺掛歷裝訂的趨勢。配頁機：型號齊全、功能強大、性能穩(wěn)定。從90*160尺寸的到全開尺寸的配頁系列。配頁機可聯(lián)動，組合成您需要的組數(shù)。配頁方式有塔式的、臥式的?？蓮V泛引用于臺歷、掛歷、票據(jù)、文件、試卷、發(fā)票、EMS票據(jù)等產品的配頁。裝訂機：主要有文件裝訂機、臺歷裝訂機、掛歷裝訂機。產品的特色是裝訂方式新穎，裝訂速度快，工作穩(wěn)定。文件裝訂機，不同于傳統(tǒng)的配訂折切設備，采用水溶膠替代騎馬釘裝訂，具有裝訂效率高、美觀等特色。特別適合兒童畫冊、銀行合同、標書等安全要求高、保存時間長類產品的裝訂，具有安全可靠，內頁不易脫落，易保存等特點。臺歷裝訂機，采用紙環(huán)替代傳統(tǒng)的鐵環(huán)裝訂，具有環(huán)保、美觀等特點，也可用于兒童書籍的裝訂。掛歷裝訂機。票據(jù)、掛歷、臺歷、試卷、文件、兒童書籍等印刷品配頁和裝訂 。 第2章 掛歷生產線上膠裝置設計方案 2.1掛歷生產線的介紹 本次設計的掛歷自動生產線屬于渡邊通商株式會社的產品。渡邊通商株式會社一直致力于印后文件、票據(jù)和掛歷等產品的配頁、裝訂技術以及相應檢測設備的研發(fā)、生產和銷售。主要產品有文件、票據(jù)、掛歷的配頁機、裝訂機、數(shù)紙機、撕裂機以及全自動化生產線。臺歷裝訂機，采用紙環(huán)替代傳統(tǒng)的鐵環(huán)裝訂，具有環(huán)保、美觀等特點，也可用于兒童書籍的裝訂。掛歷裝訂機。票據(jù)、掛歷、臺歷、試卷、文件、兒童書籍等印刷品配頁和裝訂。傳統(tǒng)的工業(yè)自動化系統(tǒng)即機電一體化系統(tǒng)主要是對設備和生產過程的控制，即由機械本體、動力部分、測試傳感部分、執(zhí)行機構、驅動部分、控制及信號處理單元、接口等硬件元素，在軟件程序和電子電路邏輯的有目的的信息流引導下，相互協(xié)調、有機融合和集成，形成物質和能量的有序規(guī)則運動，從而組成工業(yè)自動化系統(tǒng)或產品。在工業(yè)自動化領域，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)經歷了繼基地式氣動儀表控制系統(tǒng)、電動單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)和集散式控制系統(tǒng)DCS的發(fā)展歷程。近年來，隨著控制技術、計算機、通信、網絡等技術的發(fā)展，信息交互溝通的領域正迅速覆蓋從工廠的現(xiàn)場設備層到控制、管理各個層次。工業(yè)控制機系統(tǒng)一般是指對工業(yè)生產過程及其機電設備、工藝裝備進行測量與控制的自動化技術工具(包括自動測量儀表、控制裝置)的總稱。對自動化最簡單的理解也轉變?yōu)椋河脧V義的機器來部分代替或完全取代或超越人的體力。 2.2掛歷生產線的上膠裝置原理 掛歷生產線由電動機提供動力，經過減速器減速，減速器鏈輪通過鏈傳動，將動力傳動至機器。遞紙機構采用帶傳動，電機減速后由輸送帶帶動遞紙機構前后移動。本機主要由遞紙機構和上膠裝置組成。上膠裝置由膠盒、調節(jié)膠盒升降的氣缸、壓膠用的氣缸、膠頭往孔里注膠。封頭紙到達膠盒下面，壓在封頭紙上 然后上膠。掛歷生產線遞紙裝置和上膠裝置方案圖如圖2-1和2-2所示。 圖2-1 掛歷生產線遞紙裝置方案圖 圖2-2 掛歷生產線上膠裝置方案圖 2.3掛歷生產線的設計參數(shù) 本次設計開發(fā)的掛歷自動化生產線，包括配頁（帖）按順序排列，輸紙，闖紙，打龍線打孔，上膠，粘脊背，壓合，自動收成品。整個生產工藝集成。 根據(jù)日本渡邊公司產品設計。原始數(shù)據(jù)：最大速度2000本每小時，紙張重量60g-300g，最大幅面8開，最小幅面A4技術要求：實現(xiàn)出膠速度，輸送封頭紙速度與紙張傳遞速度的配合，控制出膠量。 第3章 掛歷生產線的傳動設計 3.1鏈傳動設計 電動機驅動(額定功率 =7.5，轉速=1000)，從動輪轉速=310，載荷平穩(wěn)。 1、選擇鏈輪齒數(shù) 　　鏈傳動速比： 　　　　　　　 　 選小鏈輪齒數(shù)=25 。 大鏈輪齒數(shù) z2=iz1=3.23×25=81，合適。 2、確定計算功率 已知鏈傳動工作平穩(wěn)，電動機拖動，由表3-2選=1.3，計算功率為　　　　　　　=1.3×7.5=9.75 3．初定中心距，取定鏈節(jié)數(shù)初定中心距，推薦=(30~50)，取=46。 選取偶數(shù)鏈節(jié)=136節(jié) 4．確定鏈節(jié)距 首先確定系數(shù)，，。 小鏈輪齒數(shù)系數(shù)=1.34。 （鏈長系數(shù)） =1.08 選單排鏈，=1。 所需傳遞的額定功率為 　　　　　　　　 選擇滾子鏈型號為10A，鏈節(jié)距=15.875。 5.確定鏈長和中心距 鏈長 /1000=136×15.875/1000=2.159m 中心距 　 符合要求。 中心距減小量 =(0.002～0.004）643.3=1.28~2.6 實際中心距 =643.3-（1.28~2.6）=642.02~640.7 取實際中心距=642。 6．求作用在軸上的力。 驗算鏈速 作用在軸上的壓軸力。 計算有效圓周力=1000 =1000×7.5/6.615=1133.8 水平工作取壓軸力系數(shù) =1.30。 軸上的壓力=× =1.30×1133.8=1473.9 3.2鏈輪設計計算 1.材料選擇：采用35鋼經正火處理，齒面硬度160~200HBS。 2.分度圓直徑 3.齒頂圓直徑 (查表 滾子最大直徑=10.16) 取=134(mm)。 4.齒根圓直徑 5.分度圓弦齒高 。 取=4.5。 6.最大齒根距離 7.齒側凸緣直徑（查表為內鏈板最大高度；=15.09 （） 8.齒側圓弧半徑 9滾子定位圓弧半徑 10.滾子定位角 11齒寬：（是內鏈節(jié)內寬9.40mm） 12.齒側倒角 13.齒側半徑 14.鏈輪齒總寬（為排數(shù)） 15.軸轂厚度：（假設軸孔為50，查表4-7 =6.4） 16.輪轂長度 取長度為50 17輪轂直徑 。 3.3遞紙機構的傳動設計 遞紙機構采用帶傳動，電機減速后由輸送帶帶動遞紙機構前后移動。輸送帶在輸送中既是承載部件又是牽引部件，它不僅僅要有承載能力，還要有足夠的抗拉強度。選擇合適的輸送帶品種規(guī)格可以延長輸送帶的使用壽命，保證生產的持續(xù)穩(wěn)定，降低生產成本和維護費用。防滑輸送帶耐用使用壽命長。主要有普通人字形、外凸人字形、橫格、圓釘形等類型。最大速度2000本每小時，紙張重量60g-300g；傳動裝置示意圖如下圖3.3： 圖3.3遞紙機構示意圖 3.3.1 滾子 滾子是傳遞動力的主要部件。本系列滾子根據(jù)承載能力分輕型、中型和重型三種。同一種滾子直徑又有幾種不同的軸徑和中心跨距供設計者選用。 輕型：軸承孔徑20~50mm。 中型：軸承孔徑60~100mm。 重型：軸承孔徑100~220mm。 滾子表面有裸露光鋼面、人字形和菱形花紋橡膠覆面。小功率、小帶寬及環(huán)境干燥時可采用裸露光鋼面滾子。人字形花紋膠面磨擦系數(shù)大，防滑性和排水性好，但有方向性。菱形膠面用于雙向運行的輸送機。用于重要場合的滾筒，最好采用硫化橡膠覆面。用于阻燃，隔爆條件，應采取相應的措施。 最小滾子直徑D按下式選取。 D=cd 式中：d—芯層厚度或鋼繩直徑mm; c—系數(shù)，棉織物=80，尼龍=90，聚酯=108，鋼繩芯=145。 軸的最小直徑的確定 滾子示意圖如圖3.4下： 圖3.4 滾子 3.3.2 電動機的選擇 （1）選擇電動機的類型 由于帶式運輸機不需要大范圍的調速，故選用一般用途的Y 系列三相異步電動機。 （2） 選擇電動機功率 1）根據(jù)《運輸帶功率的簡易算法》計算輸送機總驅動功率 ①根據(jù)L = 2m 查附圖得K =5.5 計算LC = KL=5.5 × 2.2=12.1m ②根據(jù)LC = 66m, B = 650mm 查表1 得 P 1=1.15kW ③根據(jù)LC= 66m、Q =15t/ h, 查表2 得 P2= 0.117kW ④根據(jù)Q = 15t / h, 查表3 得P 3= 0.245kW 則輸送帶總驅動功率 P w= 1.2（P 1+ P2+ P 3) =1.2×(1.15+0.117+0.245)=1.8144 kW 式中： P 1-輸送帶驅動功率, 根據(jù)輸送帶寬和修正長度L C 在《膠帶輸送機功率的簡易算法》表1 中查出所需功率P 1。 P2-根據(jù)輸送帶能力和修正長度L C,查出所需功率。 P 3-根據(jù)輸送帶能力和提升高度在表3中查出所需功率。 2）計算電機功率： kW 式中:η－電動機至工作機的傳動裝置的總效率 η＝η帶η軸承2η齒η聯(lián) η帶 －帶傳動傳動效率，查機械傳動效率?表取η帶＝0.96 η軸承－一對滾動軸承效率，查機械傳動效率?表取η軸承＝0.99 η鏈－一對圓柱齒輪傳動效率，查機械傳動效率?表取η齒＝0.97?（初選8級精度） η聯(lián)－彈性聯(lián)軸器效率，查機械傳動效率?表取η聯(lián)＝0.99 傳動裝置總效率η=0.96×0.992×0.97×0.99=0.9 （3）確定電機轉速nd? ①計算滾子轉速：r/min ②確定電機同步轉速? 一般V帶傳動傳動比 i帶=2～4，圓柱齒輪傳動比的范圍i齒=3～5，則合理總傳動比i總= i帶×i齒=6～20。 故電動機轉速可選范圍為 nd=i總×nw=（6～20）×95.54r/min=（573.25～1910.83）r/min 查機械手冊，綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量以及帶傳動和減速器的傳動比，選取較合適的方案，現(xiàn)選用型號為 Y100L2-4的電動機,其相關參數(shù)如下：額定功率3.0kW，轉速1430r/min，電流6.82A，效率82.5%，功率因素0.81。 3.3.4 計算總傳動比和分配傳動比 i總 取i帶=3，則i齒=i總/i帶=14.97/3=4.99 3.3.4 傳動動力系數(shù) (1) 各軸轉速 n1=nd/i帶=1430/3=476.7/min n2=n1/i齒=476.7/4.99=95.53r/min n滾=n2=95.53r/min (2) 各軸輸入功率 P1=Pdη帶=2.016×0.96=1.94kW P2=P1η2η3=1.94×0.99×0.97=1.86kW P滾=P2η2=1.86×0.97=1.80kW (3) 各軸輸入轉矩 電動機輸出轉矩Td 各軸輸入轉矩 T1=Td i帶η1=1346.35×3×0.96=3877.49N.mm T2=T1i齒η2η3=3877.49×4.99×0.99×0.97=18580.53N.mm T滾=T2η2=18580.53×0.97=18023.11N.mm 3.4張緊裝置 (1) 保證運輸帶分離點具有足夠的張力, 滿足傳動滾子的摩擦傳動要求。 (2) 保證運輸帶最小張力點的張力, 滿足輸送帶的垂度限制條件。 (3) 滿足運輸帶引起的彈性伸長要求的拉緊行程。 (4) 補償運輸帶的永久伸長。 (5) 為運輸帶接頭提供必要的行程。 3.5上膠裝置設計 上膠裝置的膠盒是由調節(jié)膠盒升降的氣缸和壓膠用的氣缸提供動力。膠盒底下有膠頭往孔里注膠，封頭紙到達膠盒下面，掛歷壓在封頭紙上上膠。 3.5.1 氣缸的介紹 氣壓傳動由于結構緊湊，制造簡單，工作可靠，故在機械制造業(yè)、輕工業(yè)和食品工業(yè)的各個部門獲得了廣泛的應用。但由于對它的研究還不夠充分，所以在很多地方，使它的應用受到了限制。在20實際60年代末，氣動元件得到發(fā)展，控制方式有所創(chuàng)新，應用啟動系統(tǒng)更為合理和安全。工業(yè)領域得到了廣泛的應用。氣壓系統(tǒng)的工作介質是空氣。 1·氣源裝置 獲得壓縮空氣的設備，空氣凈化設備。 如空壓機，空氣干燥機等。氣源裝置是向氣動系統(tǒng)提供所需壓縮空氣的動力源。他包括空氣壓縮機和氣源處理系統(tǒng)兩大部分。 2·執(zhí)行元件 將氣體的壓力能轉換成機械能的裝置，也是系統(tǒng)能量輸出的裝置。如氣缸，氣馬達等 3·控制元件 用以控制壓縮空氣的壓力，流量，流動方向以及系統(tǒng)執(zhí)行元件工作程序的元件。如壓力閥，流量閥，方向閥和邏輯元件等 4·輔助元件 起輔助作用，如過濾器，油霧器，消聲器，散熱器，冷卻器，放大器及管件等。 3.5.2 氣壓缸工作原理 單作用氣缸：單作用氣缸只有一腔可輸入壓縮空氣，實現(xiàn)一個方向運動。其活塞桿只能借助外力將其推回；通常借助于彈簧力，膜片張力，重力等。 主要尺寸的確定 1.氣缸工作壓力的確定 本設計的氣缸用于整個床體的升降功能： 由《液壓傳動與氣壓傳動》表3-1取氣缸工作壓力p=1Mpa 表3-1 氣壓負載常用的工作壓 負載F/N <5000 5000～ 10000 10000～ 20000 20000～ 30000 30000～ 50000 >50000 工作壓力p/MPa <0.8～1 1.5～2 2.5～3 3～4 4～5 >5～7 假設每個氣缸受力相同，則每個氣缸收到的壓力為： （3-1） 根據(jù)上膠裝置假設推桿為45號鋼， F=2450N，臨界力 E=196 GPa。 根據(jù)壓桿穩(wěn)定型計算推桿直徑： （3-2） 由公式 ， （3-3） 代入計算公式，計算 （3-4） 由此得到： 取整后，得到： 本方案因為存在上膠裝置自重可以是氣缸恢復初始狀態(tài)，所以選用單作用氣缸。 （3-5） 式中， F——活塞桿上的推力，N —— 氣缸工作時的總阻力，N P ——氣缸工作壓力，Pa D ——活塞直徑，m 氣缸工作時的總阻力與眾多因素有關，如運動部件慣性力、背壓阻力、密封處摩擦力等。以上因素可以載荷率η的形式計入公式，如要求氣缸的靜推力和靜拉力，則在計入載荷后： （3-6） 計入載荷率就能保證氣缸工作時的動態(tài)特性。若氣缸動態(tài)參數(shù)要求較高；且工作頻率高，其載荷率一般取η=0.3至0.5 ，速度高時取小值，速度低時取大值。若氣缸動態(tài)參數(shù)要求一般，且工作頻率低，基本是勻速運動，其載荷率可取η=0.7至0.85 。 由上式，得： （3-7） 去較大值，且圓整后，得到 缸筒壁厚和外徑的設計 缸筒直接承受壓縮空氣壓力，必須有一定厚度。一般氣缸缸筒壁厚與內徑之比小于或等于1/10，其壁厚可按薄壁筒公式計算: （3-8） 式中， δ - 缸筒壁厚，mm D --- 氣缸內徑，mm --- 氣缸試驗壓力，一般取 P --氣缸工作壓力 （Pa） [σ]---缸筒材料許用應力（Pa） 本方案氣缸缸筒采用鋁合金ZL106,[σ]=3MPa代入己知數(shù)據(jù)，則壁厚為: （3-9） 啊啊 啊 則筒壁外徑為70+17.5=87.5 mm。 3.5.3氣缸的校核 （1）活塞桿穩(wěn)定性的驗算： 當活塞桿的長度L較小時（L≤10d），可以只按強度條件校核計算活塞桿直徑d 有: （3-10） 其中，[σ]=120MPa， 則: 所以滿足實際設計要求。 3.5.4氣缸推力驗算 由以上計算可知氣壓缸能產生的推力F= 6154N 大于上膠裝置所需的推力 F= 2450 N 。所以該氣缸滿足要求。 最后設計的掛歷生產線上膠裝置如圖3.5所示： 圖3.5：掛歷生產線上膠裝置總裝圖 第4章 掛歷生產線零部件設計校核 4.1 軸的設計及強度校核 軸的材料為20Cr，設計如圖4.1所示： 圖4.1：軸零件圖 4.1.1 軸強度計算 拉力 式中：——軸的均布載荷； ——力； ——寬度。 式中： ——均布載荷； ——反力； ——長度 式中： ——前后均布載荷 式中： ——平面上附加的均布力矩 按扭轉條件計算Ⅰ－Ⅰ截面的強度 因此Ⅰ－Ⅰ截面安全。 按彎扭合成條件計算Ⅳ－Ⅳ截面 因此Ⅳ－Ⅳ截面安全。 4.1.2 軸的疲勞強度校核 Ⅰ截面直徑最小，且有應力集中；Ⅱ截面為連接處，由于直徑發(fā)生實然變化，產生明顯的應力集中；由于直徑最大且無應力集中，故不必對其他地方處進行校核，而只需對Ⅰ、Ⅱ截面進行校核。 截面Ⅰ右側 因為Ⅰ截面受扭矩作用，所以 由于變化形成的理論應力集中系數(shù)由表查取。因，，經插值后可查得 軸的材料的敏性系數(shù)為 有效應力集中系數(shù)為 尺寸系數(shù) 表面質量系數(shù)為 處未經表面強化處理，即，則得綜合系數(shù)值為 取 計算安全系數(shù) 可知其安全。 截面Ⅱ左側 彎曲應力 所以 ， 扭轉應力 所以 由于軸徑變化形成的理論應力集中系數(shù)因，，經插值后可查得 ， 軸的材料的敏性系數(shù)為 ， 有效應力集中系數(shù)為 尺寸系數(shù) 尺寸系數(shù) 表面質量系數(shù)為 此處未經表面強化處理，即，則得綜合系數(shù)值為 取 ， 計算系數(shù)值 故安全。 4.1.3 軸的接觸應力校核 最大壓應力 式中：——均布載荷； ——接觸區(qū)寬度的一半。 式中：——模數(shù)； ——半徑； ——半徑。 所以 故安全。 4.2 滾子的設計與校核 滾子的設計數(shù)據(jù)如圖4.2所示： 圖4.2：滾子零件圖 （2）校核 許用應力 用插入法查得： 許用應力值 應力校正系數(shù) 當量彎矩 設計的直徑 （3）疲勞強度校核 材料選用不銹鋼調質，， 對稱循環(huán)疲勞極限 脈動循環(huán)疲勞極限 等效系數(shù) 截面上的應力彎矩 彎曲應力幅 彎曲平均應力 扭轉切應力 扭轉應力幅和平均切應力 驗算強度合格。 4.3紙腳壓板的設計校核 紙腳壓板的的材料為Q235。結構如圖4.3所示，總長為130mm。 圖4.3 紙腳壓板 在實際工作中紙腳壓板只受到支撐力的作用，因此只要校核紙腳壓板的壓應力即可。從圖4.3可以看出，紙腳壓板在連接處的面積最小，即屬于危險截面。作用在紙腳壓板上的最大力。 上端連接處最大應力 下端連接處的最大應力 通過對紙腳壓板的以上校核，可知所設計的紙腳壓板符合設計要求。 第5章 掛歷自動生產線上膠裝置三維建模 5.1 Solidworks軟件簡介 首先我要對Solidworks進行介紹一下，它是一種先進的，智能化的參變量式CAD設計軟件，在業(yè)界被稱為“3D機械設計方案的領先者”，易學易用，界面友好，功能強大，在機械制圖和結構設計領域，掌握和使用Solidworks已經成為最基本的技能之一。與傳統(tǒng)的2D機械制圖相比，參變量式CAD設計軟件具有許多優(yōu)越性，是當代機械制圖設計軟件的主流和發(fā)展方向。傳統(tǒng)的CAD設計通常是按照一定的比例關系，從正視，側視，俯視等角度，根據(jù)投影，透視效果逐步繪出所需要的各個單元，然后標注相應尺寸，這就要求制圖和看圖人員都必須具備良好的繪圖和三維空間想象能力。如果標注尺寸發(fā)生變化，幾何圖形的尺寸不會同步變更；如果改變了幾何圖行，其標注尺寸也不會發(fā)生變化，還要重新繪制，標注，因此繪圖工作相當繁重。參變量式CAD設計軟件，是參數(shù)式和變量式的統(tǒng)稱。在繪制完草圖后，可以加入尺寸等數(shù)值限制條件和其他幾何限制條件，讓草圖進入完全定義狀態(tài)，這就是參數(shù)式模式。由于軟件自動加入了關聯(lián)屬性，如果修改了標注尺寸，幾何圖形的尺寸就會同步更新。也可以暫時不充分的限制條件，讓草圖處于欠定義狀態(tài)，這就是變量式操作模態(tài)。 美國Solid Works公司是一家專門從事開發(fā)三維機械設計軟件的高科技公司，公司宗旨是使每位設計工程師都能在自己的微機上使用功能強大的世界最新CAD/CAE/CAM/PDM系統(tǒng)，公司主導產品是世界領先水平的Solid Works軟件。 90年代初，國際微機市場發(fā)生了根本性的變化，微機性能大幅提高，而價格一路下滑，微機卓越的性能足以運行三維CAD軟件。為了開發(fā)世界空白的基于微機平臺的三維CAD系統(tǒng)，1993年PTC公司的技術副總裁與CV公司的副總裁成立SolidWorks公司，并于1995年成功推出了SolidWorks軟件，引起世界相關領域的一片贊嘆。在SolidWorks軟件的促動下，1998年開始，國內、外也陸續(xù)推出了相關軟件；原來運行在UNIX操作系統(tǒng)的工作站CAD軟件，也從1999年開始，將其程序移植到Windows操作系統(tǒng)中。由于SolidWorks出色的技術和市場表現(xiàn)，不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為華爾街青睞的對象。終于在1997年由法國達索公司以三億一千萬的高額市值將SolidWorks全資并購。公司原來的風險投資商和股東，以原來一千三百萬美元的風險投資，獲得了高額的回報，創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀錄。并購后的SolidWorks以原來的品牌和管理技術隊伍繼續(xù)獨立運作，成為CAD行業(yè)一家高素質的專業(yè)化公司。 功能描述 （1）、Top?Down(自頂向下)的設計 （2）、Down?Top?(自下向上)的設計 （3）、配置管理 （4）．易用性及對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)格式的支持 （5）．零部件鏡像 （6）.裝配特征 （7）．工程圖 （8）．eDrawing Solidworks模形由零件，裝配體和工程圖等文件組成，沒有生成零件之前的圖紙稱為草圖。由2D，3D草圖直接生成3D模形和工程圖時，如果修改了草圖的標注尺寸，其3D模形和工程圖會同步更新；相反，如果修改了工程圖的標注尺寸，其3D模形和草圖也會同步更新。軟件使用起來非常方便，大大減少了設計人員的工作量，提高了工作效率。 通常，從打開一個零件文件或建立一個新零件文件開始，繪制草圖、生成基體特征、然后在模型上添加更多的特征，生成零件。也可以從其他軟件導入曲面或幾何實體開始，編輯特征，生成零件和裝配體工程圖。這是常用的設計方法，也就是自下而上的設計方法。 草圖繪制從零件文件開始，對于一個新的產品設計，要首先建立零件文件。 由于零件、裝配體及工程圖的相關性，所以當其中一個視圖改變時，其他兩個視圖也會自動改變。 SolidWorks2012允許自定義功能,選擇菜單欄中的“工具”-“選擇”命令,可以顯示.定義”系統(tǒng)選項”和”文件屬性”選項卡. SolidWorks2012可以自動保存工作.自動恢復功能可以自動保存零件,裝配體或工程圖文件的信息,在系統(tǒng)死機時不會丟失數(shù)據(jù).如果設定此選項,則選擇”工具”_”選項”菜單命令.在”系統(tǒng)選項”選項卡上,單擊”備份”選項,選擇”每(n)次更改后,自動恢復信息”復選框,然后設定信息自動保存前應發(fā)生的變更次數(shù). SolidWorks2012具有很強的文件交換功能,可以輸入,輸出數(shù)十種文件格式,可以與AutoCAD，pro/ENGINEER,Solid Edge,CAM等軟件很方便地進行文件交換。 SolidWorks2012在草圖繪制模式及工程圖中提供顯示網格線和捕捉網格線功能?？蓪⒕W格線與模型邊線對齊，還可捕捉到角度。網格線和捕捉功能在SolidWorks2012中不太使用，因為SolidWorks是參變量軟件，尺寸和幾何關系已提供了所需的精度。 5.2 零件建模 5.2.1擋板三維建模 在SolidWorks中，由于擋板的三維模型相對比較復雜，運用了拉伸，切除等特征，形成托盤的三維模型。如圖5.1所示。 圖5.1 擋板三維圖 5.2.2 氣缸的三維建模 由于氣缸的三維模型相對比較復雜，運用了拉伸，切除等特征，形成托盤的三維模型。如圖5.2所示 圖5.2 氣缸三維圖 5.2.3其他零件的三維模型造型 另外，SolidWorks里toolbox里包含了各種傳動件，螺栓，螺母，螺釘，軸承等數(shù)據(jù)，可直接調用輸入自己參數(shù)即可。 銷軸的建模，從toolbox中選擇銷軸，如圖5.3所示 圖5.3 添加銷軸標準件 由于鏈輪的三維模型比較復雜，運用了拉伸，圓角，等特征，形成鏈輪的三維模型。如圖5.4所示 圖5.4 鏈輪的三維建模 支架、底盤、噴嘴的三維模型比較復雜，運用了拉伸，圓角，旋轉切除等特征，形成的三維模型。其它零部件的三維建模這里就不一一描述。如圖5.5，5.6，5.7，5.8所示 圖5.5 底盤 圖5.6 行程支架 圖5.7 滑蓋 圖5.8 噴嘴 5.3零件裝配 修改配色后，掛歷生產線上膠裝置看起來更加的形象逼真，配色后的效果方便設計審核人員更加細致的發(fā)現(xiàn)不足，便于修改。裝配通過一個中心線重合，面重合或給定距離來配合圓弧曲面的零件。由于掛歷生產線上膠裝置的組件較多，我們采用分裝在到總裝的形式，得到裝配圖如下圖5.9所示。 圖5.9 掛歷生產線上膠裝置三維裝配體 5.4 三維向二維的轉換 SolidWorks作為一套功能強大的計算機輔助繪圖和設計軟件，可以建立零件的三維實體圖，三