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0引言

包裝機(jī)是用來包裝商品的專用設(shè)備，包裝規(guī)格600mm，，壓力16000kg,行程12000mm,包重60kg.因此.包裝機(jī)主壓板的行程、壓力、速率等方面的運(yùn)動(dòng)性能便是該機(jī)器設(shè)計(jì)成敗的決定性因素.

用于該設(shè)備的六面體箱體及各種商品的稱重等方面的工作由其他工序進(jìn)行,這里所述儀為主壓板的運(yùn)動(dòng)，即主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型原則及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

1主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型

1.1工作原理

圖1為該機(jī)構(gòu)的工作原理示意圖。它是通過電動(dòng)機(jī)件1經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)（構(gòu)件2—6）,驅(qū)動(dòng)主執(zhí)行機(jī)構(gòu)——螺旋-菱形四釵鏈桿組合機(jī)構(gòu)（構(gòu)件7,8.8'.9,10和機(jī)架組成）.迫使主壓板（構(gòu)件12）向下位移，將被包裝商品擠壓成型為所需規(guī)格（擠壓成型后的商品另有包扎定型方法.這里從略）.然后利用倒順開關(guān)操作控制電動(dòng)機(jī)停機(jī)或反轉(zhuǎn)，使主壓板提起，完成一次包裝的行程運(yùn)動(dòng).

圖1中，構(gòu)件11為稱重小車.又叫包裝箱，根據(jù)不同商品所需規(guī)格和重量的不同.可以更換箱體11和構(gòu)件10.

圖1中.當(dāng)主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的絲杠軸件7（其左右兩段分別制成左右螺紋）受到轉(zhuǎn)矩作用后而正反轉(zhuǎn)時(shí)，正反螺紋的左右二螺母件8和8',便可同步分離或靠攏，與此同時(shí).菱形四皎鏈桿件9便迫使件10作下上的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

12常用機(jī)構(gòu)學(xué)的幾種型式

把現(xiàn)有機(jī)構(gòu)學(xué)理論進(jìn)行系統(tǒng)化,對(duì)可作直線往復(fù)移動(dòng)的機(jī)構(gòu)采用羅列比較法,并進(jìn)行可行性計(jì)算,將有助于選擇最優(yōu)的機(jī)構(gòu)型式.常用的將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線往復(fù)移動(dòng)的機(jī)構(gòu)有：1）高付機(jī)構(gòu)，如各種凸輪機(jī)構(gòu)和齒輪齒條機(jī)構(gòu)，2）低付機(jī)構(gòu)，如曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、正弦機(jī)構(gòu)和四桿機(jī)構(gòu)；3｝低付機(jī)構(gòu)與高付機(jī)構(gòu)的組合，如曲柄揺桿機(jī)構(gòu)與齒輪、齒條機(jī)構(gòu)組合等’

13機(jī)構(gòu)選型的一般原則

正確進(jìn)行主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型，在許多情況下對(duì)提高機(jī)器性能具有重要作用,同時(shí)還會(huì)常來良好的經(jīng)濟(jì)效益。一般應(yīng)考慮如下原則：

1-31滿足機(jī)器的運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求,是保證機(jī)器性能的一個(gè)重要方面.當(dāng)不同的機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)同一運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，在一般情況下，應(yīng)盡可能選用功率消耗少、且構(gòu)件數(shù)目少和運(yùn)動(dòng)數(shù)目少的機(jī)構(gòu)。

13.2承受載荷較大的機(jī)器「，一般不宜采用凸輪機(jī)構(gòu)，而宜用增力倍數(shù)較大的連桿機(jī)構(gòu).并應(yīng)在受載區(qū)間內(nèi)保證有較大的傳動(dòng)角，以利機(jī)構(gòu)具有良好的傳力性能。

14主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型

按照電動(dòng)和手動(dòng)兩用包裝機(jī)的要求，參考機(jī)構(gòu)的選型原則，宜選用承載能力高、制造安裝容易、功率消耗低、效率高、行程大壓力大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無漏油汚染、工作可靠的機(jī)構(gòu)°經(jīng)多種機(jī)構(gòu)進(jìn)行比較,初歩選定為圖2所示齒輪-螺旋組合機(jī)構(gòu)，或圖3所示螺旋-菱形四校鏈桿組合機(jī)構(gòu).

2主執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析

在不考慮摩擦力和慣性力的情況下，對(duì)圖3和圖2所示主執(zhí)行機(jī)構(gòu)中主壓板壓下的速度s壓力N.加速度口和位移S（行程）等，分別進(jìn)行分折、方案比較及討論如下。

2.1主壓板壓下時(shí)的速度v                                                                                              '

對(duì)圖3所示機(jī)構(gòu)，由圖4力學(xué)模型分析可知

由式①可知’當(dāng)e角由9時(shí)，速度在理論上由8—0,即件10的速度隨。角的増大而減小。當(dāng)角較小時(shí)r值很大，此時(shí)正是尚未壓緊商品的時(shí)候.正需要快速壓下.以減少空行程和壓力較小時(shí)的行程時(shí)間，以提高效率；而當(dāng)接近90。時(shí)，件10受到的阻力N越來越大,此時(shí)正是主壓板即將到位（例如（^80°,N2216000kg時(shí)）的時(shí)候，此時(shí)速度"很小，所以.所需功率P=N-u,其值較小，于是,即可選用較小容積。

由式①可知’當(dāng)e角由。。亠9。。時(shí)，速度在理論上由8—0,即件10的速度隨。角的増大而減小。當(dāng)。角較小時(shí)r值很大，此時(shí)正是件io尚未壓緊商品的時(shí)候.正需要快速壓下.以減少空行程和壓力較小時(shí)的行程時(shí)間，以提高效率；而當(dāng)接近90。時(shí)，件10受到的阻力N越來越大,此時(shí)正是主壓板即將到位（例如（^80°,N2216000kg時(shí)）的時(shí)候，此時(shí)速度"很小，所以.所需功率P=N-u,其值較小，于是,即可選用較小容量的電動(dòng)機(jī)。

由圖4力學(xué)模型可知，當(dāng)絲杠軸件7由電動(dòng)或手動(dòng)輸入轉(zhuǎn)矩M時(shí)，主壓板件10受到的有用阻力為N（包裝商品的反作用力）.則主執(zhí)行機(jī)構(gòu)為一平衡系統(tǒng)  圖5所示為圖2、圖3兩種機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)線圏，圖中曲線1為圖3所示機(jī)構(gòu)的速度線圖.直線2為圖2所示機(jī)構(gòu)的速度線圏。當(dāng)圖3中的•角達(dá)到80。左右時(shí)，曲線1的速度值遠(yuǎn)遠(yuǎn)比直線2的速度值低，所以’圖3所示機(jī)構(gòu)的功率消耗要比圖2所示機(jī)構(gòu)小得多。

圖5中，曲線1為血=50mm/s時(shí)所作；直線2v=100mm/s時(shí)所作。

2.2主壓板的壓力N

式中w*=soxlOO

S——絲杠軸的導(dǎo)程。

由式②可知，當(dāng)。角由0—90°時(shí),N由。亠8,即主壓板在壓下的過程中，壓力N越來越大，它恰好滿足了包裝商品時(shí)，壓力越壓越大的需要•

2.3主壓板壓下時(shí)的加速度a