/摘要圖書的需求迅速增加，特別是在春、秋兩季入學，將迎來高峰。同時，“用工荒”問題日益嚴重，傳統(tǒng)的手工包裝方法很難滿足要求.為了適應這一形勢,本文開發(fā)了一個圖書自動包裝機，提高圖書的包裝效率，減少了操作人員的勞動強度.本文首先討論了打包機的國內(nèi)外現(xiàn)狀，然后根據(jù)書籍打包機的設(shè)計要求，進行對本包裝機的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計,詳細介紹了機器的一部分的設(shè)計機制,該機制原理圖給出關(guān)鍵部分的功能，原理圖描述.本書對包裝機械機構(gòu)和控制系統(tǒng)的設(shè)計,進行了改善和優(yōu)化結(jié)構(gòu).關(guān)鍵詞:圖書，書本打包機，機械結(jié)構(gòu)，機構(gòu)原理AbstractBooksdemandincreasedrapidly，especiallyinthespringandautumnseasontwoentrance,willusherinthepeak。Atthesametime，”laborshortage"problemismoreandmoreserious,thetraditionalmanualpackingmethodsaredifficulttomeettherequirementsof.Inordertoadapttothissituation,thispaperdevelopedanautomaticbookpackingmachine,toimprovetheefficiencyofbookpackaging,reducethelaborintensityoftheoperator。Thispaperfirstdiscussesthestatusquoofmachineathomeandabroadbookspacked，thenaccordingtotherequirementofdesignbooksbalers,carriesonthedesigntothebookpackingmachinemechanicalstructure,introducesindetailthemechanismofpartdesignofthemachine，thekeypartofthemechanismprinciplediagramisgiven，theschematicdiagramofthefunctionweredescribed.Thedesignofthebookpackingmachinemechanismandcontrolsystem，thestructureoftheimprovementandoptimization.KeyWords:Books,booksbalers,mechanicalstructure,mechanism目錄_Toc415601840”Abstract II目錄 IIIHYPERLINK\l”_Toc415601842"第1章緒論 1HYPERLINK\l”_Toc415601843"1。1引言 1HYPERLINK\l”_Toc415601844”1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展 1_Toc415601846"1。2.2國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 31。3本文研究內(nèi)容 4第2章書本打包機總體設(shè)計 52.1主要技術(shù)要求 5HYPERLINK\l”_Toc415601850”2.2書本打包機總體工藝設(shè)計 52。3機械結(jié)構(gòu)功能分解與分析 62.4本章小結(jié) 7_Toc415601854”3.1機構(gòu)功能要求 83。3槽型凸輪設(shè)計 103。4齒輪齒條設(shè)計 12HYPERLINK\l”_Toc415601858"3。4。1幾何尺寸計算 12HYPERLINK\l”_Toc415601859”3.4.2重合度校核 13HYPERLINK\l”_Toc415601860”3。4。3齒輪強度校核 13HYPERLINK\l”_Toc415601861"3.5軸的設(shè)計 13_Toc415601863"3.5.2軸的校核 143.5連桿的設(shè)計 15HYPERLINK\l”_Toc415601865"第4章打包機其他機構(gòu)設(shè)計 164。1送紙機構(gòu)設(shè)計 16HYPERLINK\l”_Toc415601867"4.1.1傳動原理分析 16_Toc415601870”4。2包角機構(gòu)設(shè)計 204.2.1裹紙 204.2。2折上頁 20HYPERLINK\l”_Toc415601873”4.2.3折下頁 21_Toc415601875”4。3捆扎機原理 22HYPERLINK\l”_Toc415601876”4.3.1送帶 23HYPERLINK\l”_Toc415601877”4.3。2抽 23HYPERLINK\l”_Toc415601878"4。3。3切燙 234.4輔助設(shè)備 24_Toc415601881”參考文獻 26HYPERLINK\l"_Toc415601882”致謝 27第1章緒論1.1引言進入21世紀,基于計算機及電子的自動化技術(shù)快速發(fā)展,人們對傳統(tǒng)設(shè)備的自動化性能改進提出了新的要求。隨著生活水平的提高，人們也越來越注重精神生活的追求及子女的教育水平，因此書籍等印刷品的數(shù)量迅速增長，2010年年以來，我國圖書出版業(yè)的年產(chǎn)值已經(jīng)突破萬億元大關(guān)。出版業(yè)的發(fā)展,帶動了印刷機械、包裝機械等設(shè)備的需求。書籍的印刷具有季節(jié)性,多集中于大中小學校的開學前的階段，這就要求，書籍印刷企業(yè)必須具備較強的生產(chǎn)能力。為保證書籍在轉(zhuǎn)運過程不被損壞，業(yè)內(nèi)普遍的做法是將一定規(guī)格的書籍進行打包。書籍的包裝是制約書籍生產(chǎn)的一大問題，目前，國內(nèi)的多數(shù)印制廠多采用人工包裝的方式,包裝質(zhì)量差，包裝效率低，隨著用工成本的增加，部分企業(yè)還容易出現(xiàn)“用工荒”問題，從而無法滿足生產(chǎn)需求。一些有實力的印刷企業(yè)從國外引進了部分全自動包裝設(shè)備,但是使用和維護成本較高，間接地提高了企業(yè)的成本。因此行業(yè)內(nèi)迫切需要研發(fā)性價比較高的自動打包設(shè)備。書本打包設(shè)備是一種典型的機電一體化產(chǎn)品，集書摞自動搬運、輸送、書摞包裝紙自動折紙、書摞自動裹包和自動捆扎等多種功能于一體［1］。自動書本打包機的研制具有重要的理論意義和極強的現(xiàn)實意義，不但可以促進包裝工業(yè)自動化和現(xiàn)代化的發(fā)展，還可以提高印刷企業(yè)的包裝效率和包裝質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本[2]。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展1.2。1國外研究現(xiàn)狀圖1。1美國Barry—wehmillre包裝機械國外對包裝設(shè)備的研究較早，技術(shù)已經(jīng)較為成熟，一些公司已經(jīng)擁有比較完備的產(chǎn)品系列，并積極來發(fā)新品。美國的包裝機械產(chǎn)業(yè)歷史比較悠久,產(chǎn)品種類和數(shù)量居全球之首，其包裝工業(yè)總產(chǎn)值占國民生產(chǎn)總值的3％[3］.比較知名的公司，如LantechInc、ITW、ANGELUS、Barry-wehmillre、Beinis、SA-SIBSPA等公司都具有較強的市場競爭力,其設(shè)備特點是高精尖，與計算機技術(shù)精密結(jié)合，但是一般成本較高,價格昂貴.如圖1—1所示,是Barry—wehmillre公司的包裝機械，該設(shè)備具有自動化程度高，工作速度快等特點，但因結(jié)構(gòu)比較復雜，各執(zhí)行機構(gòu)在協(xié)調(diào)配合時，經(jīng)常會出現(xiàn)包裝紙張褶皺問題。德國是世界最大的包裝機械出口國，包裝機械在制造工藝和技術(shù)性能等方面都比較先進,其特點是具備成套、高速、自動化程度高,可靠性好。比較知名的公司有SETIZ、MSK等［4］，如圖1—2所示，是德國的MSK書本打包機,該設(shè)備每個動作都相互比較獨立，動作協(xié)調(diào)性得到了很好的提升，可以同時打包多摞書本,工作效率較高，但是其占地面積較大,對車間要求較高。圖1。2德國MSK書本打包機圖1。3日本富士油壓精機書本打包機日本是包裝機械的后起之秀,其設(shè)備的主要特點是穩(wěn)定性好、自動化程度較高、操作簡便。比較知名的公司有古川株式會社、富士油壓精機株式會社等,如圖1—3所示，是日本富士油壓精機會社生產(chǎn)的AP-78V打包機，該打包機其打包速度可達每分鐘8包，最大包裝質(zhì)量20噸，設(shè)備自動約900KG。但是該設(shè)備使用了空氣壓縮機，噪音較大。此外，意大利、韓國等國家的包裝產(chǎn)業(yè)也具有一定實力?？偲饋砜矗瑖鈱Πb設(shè)備的研究多集中在機電一體化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、生產(chǎn)效率提高及提高設(shè)備可靠性等方面，其表現(xiàn)出來的主要發(fā)展趨勢有：(1）成套設(shè)備供應能力增強;（2)產(chǎn)品適應性好,具有好的柔性和靈活性；（3）普遍采用仿真設(shè)計技術(shù)；（4)包裝工藝流程的自動化及智能化程度越來越高。1.2.2國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀我國的打包機從20世紀80年代中期開始發(fā)展,最初在書籍、報刊發(fā)行部門獲得推廣，近年來發(fā)展異常迅速，已成為十大機械行業(yè)之一，產(chǎn)品廣泛應用于輕工、食品、外貿(mào)、印刷、化工、紡織等行業(yè).2011年，全國包裝機械數(shù)量已達110.8萬臺(套），產(chǎn)值為443億元，據(jù)中國機械工業(yè)聯(lián)合會公布的數(shù)據(jù),在十二五期間,國內(nèi)包裝機械平均增速可達16％，總產(chǎn)值有望突破6000億元，目前,國內(nèi)較為知名的企業(yè)有紫宏、新邵、飛達等.但是，我國包裝機械企業(yè)規(guī)模偏小，技術(shù)裝備不很完善，管理水平比較低，自我發(fā)展和技術(shù)設(shè)計開發(fā)能力較弱，產(chǎn)品品種單一［5］。主要表現(xiàn)在:生產(chǎn)效率低、能耗高、穩(wěn)定性和可靠性差，產(chǎn)品造型落后,外觀粗糙,基礎(chǔ)件和配套件壽命低；產(chǎn)品的技術(shù)含量、附加值較低;新產(chǎn)品開發(fā)周期長,不能及時響應市場的需求，及時提供市場、用戶所急需的產(chǎn)品。石家莊內(nèi)燃機配件廠開發(fā)出一款SBD-J型平裝書籍打包機［6］，能實現(xiàn)紙張的自動識別，具有過載保護功能，包裝速度可達8包/min，其工作流程如圖1-5所示。上海紫宏機械開發(fā)出SK20書本打包機［7］,打包速度可達20包/min，可對四種規(guī)格書籍進行包裝，如圖1-6所示。但是上述兩種產(chǎn)品經(jīng)常發(fā)生諸如卡紙、工序流傳不暢等問故障,降低了工作效率，還容易產(chǎn)生噪音，不能從真正意義上解決書籍印刷企業(yè)的自動包裝問題，因此沒能得到較好的推廣。圖1.4石家莊內(nèi)燃機配件廠打包工作機示意圖圖1.5SK20書刊打包機包裝行業(yè)的發(fā)展取決于包裝機械的發(fā)展,相對于國外產(chǎn)品，我國的包裝機械還有一定的差距，具體表現(xiàn)在：(1）包裝外觀質(zhì)量得不到保證，捆扎力度控制不好；(2）諸如搬運、打捆等工序可能會需要人工介入，不能實現(xiàn)完全自動化;（3）新材料、新工藝推廣較少，產(chǎn)品更新速度慢,且可靠性較差；（4)單機設(shè)備多，流水線設(shè)備少，智能化控制程度還較低?？v觀包裝機械的發(fā)展歷史，我國的包裝機械產(chǎn)業(yè)要比發(fā)達國家落后將近20年,要想快步追趕，應該從虛擬樣機設(shè)計、機構(gòu)功能多元化、結(jié)構(gòu)設(shè)計標準化、控制智能化等方面入手,實現(xiàn)包裝機械專而精的發(fā)展。1。3本文研究內(nèi)容本文的主要研究內(nèi)容是分析目前國內(nèi)的包裝機械發(fā)展現(xiàn)狀,在此基礎(chǔ)上結(jié)合給定的設(shè)計參數(shù)要求，設(shè)計一款新型的包書設(shè)備,并分別就該設(shè)備的推書機構(gòu)、取裹紙機構(gòu)及包角機構(gòu)進行必要的計算與機構(gòu)分析，最后繪制出相關(guān)部件的二維圖。論文涉及的主要內(nèi)容如圖1-5所示.圖1。5論文主要研究內(nèi)容第2章書本打包機總體設(shè)計在進行打包機設(shè)計之前,首先要明確技術(shù)要求，然后依據(jù)要求,構(gòu)思工序路線，繪制工藝流程圖。最后將各