第 3 章 機構(gòu)選型3.1 傳送機構(gòu)設(shè)計方案方案一間歇式傳送:圖 3-1機構(gòu)示意圖 說明槽輪機構(gòu)槽輪由主動撥盤、從動槽輪和機架組成。主動撥盤以一定角速度勻速轉(zhuǎn)動。當(dāng)主動撥盤上的圓銷沒有進入槽輪的槽中的時候,槽輪上的內(nèi)凹鎖止弧被撥盤外凸的鎖止弧卡住,槽輪靜止;當(dāng)主動撥盤上的圓銷進入槽輪的槽中的時候,撥盤鎖止弧與槽輪鎖止弧分離,撥盤撥動槽輪轉(zhuǎn)動,直到圓銷與槽輪的槽脫離為止。如此循環(huán)實現(xiàn)槽輪的間歇運動。曲柄連桿機構(gòu)該機構(gòu)實際為雙曲柄機構(gòu),中間連桿在曲柄的帶動下可以實現(xiàn)桿上任一點軌跡為圓的運動,依靠連桿上的特殊結(jié)構(gòu)來推動其上物品,實現(xiàn)間歇式的傳送。其他可以實現(xiàn)間歇式運動的其他機構(gòu)還有:不完全齒輪,曲柄搖塊機構(gòu)等,再次為考慮選用,故不作詳細說明。方案二連續(xù)式傳送:直接依靠變速系統(tǒng)輸出的運動帶動傳送帶實現(xiàn)連續(xù)的傳送。變速系統(tǒng)通過帶傳動、齒輪傳動、以及鏈傳動實現(xiàn)。3.2 折蓋機構(gòu)設(shè)計方案3.2.1 機構(gòu)原理的設(shè)計方案折蓋機構(gòu)的功能是折下紙箱蓋,分為折紙箱后蓋機構(gòu),折紙箱前蓋機構(gòu),折紙箱后蓋機構(gòu)。折紙箱后蓋機構(gòu)要求輸出的運動是實現(xiàn)擺桿輸出運動為一定角度的往復(fù)式擺動,并且在兩個極限位置都要停留一定時間,以保持箱蓋在被封住以前不會因為紙板彈性而回彈。所以選取折紙箱后蓋機構(gòu)的輸入運動為直線運動。折紙箱前蓋機構(gòu)不需要設(shè)計專門的機構(gòu),可利用紙箱的運動,依靠固定結(jié)構(gòu)把它壓下去。折紙箱側(cè)蓋由兩個成角度的壓桿固定在執(zhí)行那個運動的前方,同樣利用紙箱的運動,依靠壓桿將兩個側(cè)蓋壓下去。折后箱蓋機構(gòu)在折前箱蓋機構(gòu)前面工作,然后由側(cè)面壓桿放平側(cè)面箱蓋,由膠帶封裝。圖3-2機構(gòu)示意圖 說明連桿機構(gòu)a連桿機構(gòu)b右邊直動的連桿作為本機構(gòu)的主動件,與凸輪從動件剛性連接,實現(xiàn)左邊擺桿的擺動。3.2.2 機構(gòu)具體位置的設(shè)計方案折蓋機構(gòu)是需要由氣泵提供運動輸入的,所以其在系統(tǒng)中的位置對傳動系統(tǒng)的選擇有很大影響,折蓋機構(gòu)可以放置在側(cè)面?zhèn)鲃訖C構(gòu)兩側(cè),或滑動梁上方。3.3 封箱機構(gòu)設(shè)計方案封箱機構(gòu)的具體功能是使封箱膠帶把紙箱封住,并且切斷膠帶,然后回到初始狀態(tài)等待下一次工作。機構(gòu)主要依靠紙箱的運動,滾輪的滾動和彈簧的回復(fù)力壓緊膠帶,在紙箱通過各個機構(gòu)后,機構(gòu)依靠彈簧的彈力恢復(fù)初始位子。運動過程為a→b→c→d。具體方案示意圖如下圖3-3: 紙 箱 膠 帶有 膠 一 側(cè) 無 膠 一 側(cè)紙 箱 膠 帶有 膠 一 側(cè) 無 膠 一 側(cè) 紙 箱膠 帶有 膠 一 側(cè) 無 膠 一 側(cè)a b紙 箱膠 帶有 膠 一 側(cè) 無 膠 一 側(cè)膠 帶 切 斷 紙 箱膠 帶有 膠 一 側(cè) 無 膠 一 側(cè)C d3-33.4 調(diào)節(jié)機構(gòu)設(shè)計方案考慮到實際中紙箱的尺寸是千變?nèi)f化的,為了使裝置在一個較大的范圍內(nèi)具有一定的通用性,加入調(diào)節(jié)機構(gòu),調(diào)節(jié)機構(gòu)的作用是調(diào)節(jié)裝置各部分之間的距離,以滿足不同高度和寬度的紙箱進行封箱。3.5設(shè)計方案的確定以上各種機構(gòu)的設(shè)計方案中各有優(yōu)缺點,需要對其進行比較分析,選擇最終方案。3.5.1 傳送機構(gòu)設(shè)計方案的確定間歇式傳送的一個很大的好處是可以配合其他裝置進行有規(guī)律的加工,但若電機轉(zhuǎn)速不變,其每次傳送距離與停留時間是固定的,考慮到現(xiàn)實中紙箱尺寸的不確定,在這里選取間歇式傳送機構(gòu)已無多大意義,因為若紙箱尺寸改變,則不能保證裝置可以正常工作。并且間歇式的傳送工作效率較低,不能滿足快速封箱的要求。因此,傳送機構(gòu)選擇連續(xù)式傳送。運動由電機提供依次經(jīng)過帶傳動傳遞到側(cè)面?zhèn)魉蛶稀?.5.2 折蓋機構(gòu)設(shè)計方案的確定3.5.2.1折蓋機構(gòu)具體位置的確定因為紙箱尺寸不確定,即折蓋機構(gòu)的具體位置不確定,折紙箱后蓋機構(gòu)采用氣泵提供動力,氣泵的放置位置需要考慮。若將折蓋機構(gòu)置于兩側(cè),則需要設(shè)計傳動系統(tǒng)把運動傳遞到兩側(cè),這樣會多出一部分零件,使成本增加。因此選取方案把折蓋機構(gòu)置于上方,這樣傳動系統(tǒng)會簡單很多。但是也有缺點,擺桿的運動不在是在水平面中的擺動,而是在豎直平面內(nèi),這樣會使很多零件承受的力增大很多,因此在材料選用時,盡量選擇較輕的材料。若要采用在兩邊布置折蓋機構(gòu)的方法,則必須在使各機構(gòu)間有足夠的位置容納下紙箱的前提下使擺桿的長度可調(diào),但是這樣會使用到四個擺桿,每一個都需要根據(jù)尺寸的改變來調(diào)節(jié),給使用者帶來很大不便。因此選取折蓋機構(gòu)置于工作臺上方。3.5.2.2 折蓋機構(gòu)的機構(gòu)原理確定連桿機構(gòu)a在機構(gòu)運動過程中有死點存在,在設(shè)計計算時較麻煩,并且在使用過程中由于磨損,可能會再次出現(xiàn)死點,因此不予選用。連桿機構(gòu)b在這里選用比較合適利用氣缸連接擺桿實現(xiàn)擺桿擺動。在運動狀態(tài)改變時,如擺桿開始運動和有運動到停止時,很多零件承受的力可能較大。但在這里擺桿選用輕質(zhì)的材料,因此可以考慮選用該機構(gòu)。在仿真后對其優(yōu)缺點可以進行更深入的分析,以優(yōu)化設(shè)計方案。3.5.3 封箱機構(gòu)設(shè)計方案的確定上面設(shè)計的封箱機構(gòu)的方案存在缺陷,不適用于任意長度的紙箱,因為它用的是紙箱的前端推動切斷膠帶的連桿,而切斷膠帶的位置是在紙箱的后端,這一段長度是固定的,因此它不具有通用性,需要進行改進,既然膠帶是在后端切斷,那么就用紙箱后端來控制膠帶的切斷,這樣就與紙箱的長度無關(guān)了。改進的方案簡圖如下圖 3-4:1234刀 片圖 3-3紙箱從左向右運動,先推動轉(zhuǎn)輪1,轉(zhuǎn)輪3會跟著轉(zhuǎn)輪1一起運動,把刀片抬起;然后轉(zhuǎn)輪2被推著運動動,膠帶被貼在紙箱上面,勻速繼續(xù)向前,當(dāng)紙箱后端通過轉(zhuǎn)輪1是,轉(zhuǎn)輪1不會向下運動,因為轉(zhuǎn)輪3還在紙箱上方,轉(zhuǎn)輪2也不會向下運動,當(dāng)紙箱后端通過轉(zhuǎn)輪3時,轉(zhuǎn)輪1和轉(zhuǎn)輪3帶動刀片向下運動,而這時轉(zhuǎn)輪2和轉(zhuǎn)輪4并沒有回到初始位置,用彈力使膠帶被切斷,當(dāng)紙箱完全通過時,機構(gòu)回到初始狀態(tài)。如此就可以不受紙箱長度的限制而實現(xiàn)封箱的過程。3.5.4 調(diào)節(jié)機構(gòu)設(shè)計方案的確定調(diào)節(jié)機構(gòu)選用氣泵提供動力,推動氣缸伸縮。當(dāng)紙箱通過工作臺,由感應(yīng)裝置接受紙箱的寬度和長度信號,確定為自動調(diào)節(jié),因為氣泵控制精確,操作簡單,安全可靠,污染小。所以選用氣泵調(diào)節(jié)以適應(yīng)不同紙箱的規(guī)格。