第 3 章 機(jī)構(gòu)選型3.1 傳送機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案方案一間歇式傳送：圖 3-1機(jī)構(gòu)示意圖 說明槽輪機(jī)構(gòu)槽輪由主動(dòng)撥盤、從動(dòng)槽輪和機(jī)架組成。主動(dòng)撥盤以一定角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)主動(dòng)撥盤上的圓銷沒有進(jìn)入槽輪的槽中的時(shí)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(dòng)撥盤上的圓銷進(jìn)入槽輪的槽中的時(shí)候，撥盤鎖止弧與槽輪鎖止弧分離，撥盤撥動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)，直到圓銷與槽輪的槽脫離為止。如此循環(huán)實(shí)現(xiàn)槽輪的間歇運(yùn)動(dòng)。曲柄連桿機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)實(shí)際為雙曲柄機(jī)構(gòu)，中間連桿在曲柄的帶動(dòng)下可以實(shí)現(xiàn)桿上任一點(diǎn)軌跡為圓的運(yùn)動(dòng)，依靠連桿上的特殊結(jié)構(gòu)來推動(dòng)其上物品，實(shí)現(xiàn)間歇式的傳送。其他可以實(shí)現(xiàn)間歇式運(yùn)動(dòng)的其他機(jī)構(gòu)還有：不完全齒輪，曲柄搖塊機(jī)構(gòu)等，再次為考慮選用，故不作詳細(xì)說明。方案二連續(xù)式傳送：直接依靠變速系統(tǒng)輸出的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)傳送帶實(shí)現(xiàn)連續(xù)的傳送。變速系統(tǒng)通過帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、以及鏈傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)。3.2 折蓋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案3.2.1 機(jī)構(gòu)原理的設(shè)計(jì)方案折蓋機(jī)構(gòu)的功能是折下紙箱蓋，分為折紙箱后蓋機(jī)構(gòu)，折紙箱前蓋機(jī)構(gòu)，折紙箱后蓋機(jī)構(gòu)。折紙箱后蓋機(jī)構(gòu)要求輸出的運(yùn)動(dòng)是實(shí)現(xiàn)擺桿輸出運(yùn)動(dòng)為一定角度的往復(fù)式擺動(dòng)，并且在兩個(gè)極限位置都要停留一定時(shí)間，以保持箱蓋在被封住以前不會(huì)因?yàn)榧埌鍙椥远貜?。所以選取折紙箱后蓋機(jī)構(gòu)的輸入運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)。折紙箱前蓋機(jī)構(gòu)不需要設(shè)計(jì)專門的機(jī)構(gòu)，可利用紙箱的運(yùn)動(dòng)，依靠固定結(jié)構(gòu)把它壓下去。折紙箱側(cè)蓋由兩個(gè)成角度的壓桿固定在執(zhí)行那個(gè)運(yùn)動(dòng)的前方，同樣利用紙箱的運(yùn)動(dòng)，依靠壓桿將兩個(gè)側(cè)蓋壓下去。折后箱蓋機(jī)構(gòu)在折前箱蓋機(jī)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(jī)構(gòu)示意圖 說明連桿機(jī)構(gòu)a連桿機(jī)構(gòu)b右邊直動(dòng)的連桿作為本機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件，與凸輪從動(dòng)件剛性連接，實(shí)現(xiàn)左邊擺桿的擺動(dòng)。3.2.2 機(jī)構(gòu)具體位置的設(shè)計(jì)方案折蓋機(jī)構(gòu)是需要由氣泵提供運(yùn)動(dòng)輸入的，所以其在系統(tǒng)中的位置對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇有很大影響，折蓋機(jī)構(gòu)可以放置在側(cè)面?zhèn)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)兩側(cè)，或滑動(dòng)梁上方。3.3 封箱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案封箱機(jī)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(jī)構(gòu)主要依靠紙箱的運(yùn)動(dòng)，滾輪的滾動(dòng)和彈簧的回復(fù)力壓緊膠帶，在紙箱通過各個(gè)機(jī)構(gòu)后，機(jī)構(gòu)依靠彈簧的彈力恢復(fù)初始位子。運(yùn)動(dòng)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(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案考慮到實(shí)際中紙箱的尺寸是千變?nèi)f化的，為了使裝置在一個(gè)較大的范圍內(nèi)具有一定的通用性，加入調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)機(jī)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(jìn)行封箱。3.5設(shè)計(jì)方案的確定以上各種機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案中各有優(yōu)缺點(diǎn)，需要對(duì)其進(jìn)行比較分析，選擇最終方案。3.5.1 傳送機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的確定間歇式傳送的一個(gè)很大的好處是可以配合其他裝置進(jìn)行有規(guī)律的加工，但若電機(jī)轉(zhuǎn)速不變，其每次傳送距離與停留時(shí)間是固定的，考慮到現(xiàn)實(shí)中紙箱尺寸的不確定，在這里選取間歇式傳送機(jī)構(gòu)已無多大意義，因?yàn)槿艏埾涑叽绺淖儯瑒t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(jī)構(gòu)選擇連續(xù)式傳送。運(yùn)動(dòng)由電機(jī)提供依次經(jīng)過帶傳動(dòng)傳遞到側(cè)面?zhèn)魉蛶稀?.5.2 折蓋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的確定3.5.2.1折蓋機(jī)構(gòu)具體位置的確定因?yàn)榧埾涑叽绮淮_定，即折蓋機(jī)構(gòu)的具體位置不確定，折紙箱后蓋機(jī)構(gòu)采用氣泵提供動(dòng)力，氣泵的放置位置需要考慮。若將折蓋機(jī)構(gòu)置于兩側(cè)，則需要設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)把運(yùn)動(dòng)傳遞到兩側(cè)，這樣會(huì)多出一部分零件，使成本增加。因此選取方案把折蓋機(jī)構(gòu)置于上方，這樣傳動(dòng)系統(tǒng)會(huì)簡單很多。但是也有缺點(diǎn)，擺桿的運(yùn)動(dòng)不在是在水平面中的擺動(dòng)，而是在豎直平面內(nèi)，這樣會(huì)使很多零件承受的力增大很多，因此在材料選用時(shí)，盡量選擇較輕的材料。若要采用在兩邊布置折蓋機(jī)構(gòu)的方法，則必須在使各機(jī)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(huì)使用到四個(gè)擺桿，每一個(gè)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(jī)構(gòu)置于工作臺(tái)上方。3.5.2.2 折蓋機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)原理確定連桿機(jī)構(gòu)a在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程中有死點(diǎn)存在，在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)較麻煩，并且在使用過程中由于磨損，可能會(huì)再次出現(xiàn)死點(diǎn)，因此不予選用。連桿機(jī)構(gòu)b在這里選用比較合適利用氣缸連接擺桿實(shí)現(xiàn)擺桿擺動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變時(shí)，如擺桿開始運(yùn)動(dòng)和有運(yùn)動(dòng)到停止時(shí)，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(jī)構(gòu)。在仿真后對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)可以進(jìn)行更深入的分析，以優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。3.5.3 封箱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的確定上面設(shè)計(jì)的封箱機(jī)構(gòu)的方案存在缺陷，不適用于任意長度的紙箱，因?yàn)樗玫氖羌埾涞那岸送苿?dòng)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(jìn)行改進(jìn)，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(jìn)的方案簡圖如下圖 3-4:1234刀 片圖 3-3紙箱從左向右運(yùn)動(dòng)，先推動(dòng)轉(zhuǎn)輪1，轉(zhuǎn)輪3會(huì)跟著轉(zhuǎn)輪1一起運(yùn)動(dòng)，把刀片抬起；然后轉(zhuǎn)輪2被推著運(yùn)動(dòng)動(dòng)，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(huì)向下運(yùn)動(dòng)，因?yàn)檗D(zhuǎn)輪3還在紙箱上方，轉(zhuǎn)輪2也不會(huì)向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)紙箱后端通過轉(zhuǎn)輪3時(shí)，轉(zhuǎn)輪1和轉(zhuǎn)輪3帶動(dòng)刀片向下運(yùn)動(dòng)，而這時(shí)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(shí)，機(jī)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(shí)現(xiàn)封箱的過程。3.5.4 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的確定調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)選用氣泵提供動(dòng)力，推動(dòng)氣缸伸縮。當(dāng)紙箱通過工作臺(tái)，由感應(yīng)裝置接受紙箱的寬度和長度信號(hào)，確定為自動(dòng)調(diào)節(jié)，因?yàn)闅獗每刂凭_，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。