自动封胶机的结构设计.docx

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1、北京理工大学珠海学院2020届本科生毕业论文自动封胶机的结构设计学 院：专 业：姓 名：指导老师：工业自动化学院机械工程胡小楚学 号：职 称：160406102762韩琪、李冶讲师、高级工程师中国珠海二二年五月诚信承诺书本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业论文自动封胶机的结构设计是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，论文使用的数据真实可靠。承诺人签名： 日期： 年 月 日自动封胶机的结构设计摘 要在这半个世纪以来，科技发展的速度十分惊人，这其中也包括本次设计的包装机械行业。为了让包装封箱更加简便、经济、快速，因此本小组设计了自动包装封

2、箱生产线。本文设计的是自动封胶机。当纸箱进入到自动封胶机的工作空间时，纸箱在侧面传动皮带的摩擦力作用下向前传送，折盖机构将纸箱盖折合而后送入到胶带封箱部件进行封箱。自动封胶机可以根据纸箱的尺寸，手动调节高度与宽度。自动封胶机包含折盖机构、胶带封箱部件、调高机构、调宽机构。本文详细描述了本次自动封胶机设计的步骤与依据。包括折盖机构的设计与传动方案的选择，工作台部件的设计，输送带的选择，侧面传动机构的电机选型，气动执行元件的选择与刀片的设计。关键词：调高机构；调宽机构；工作台部件；封箱胶带部件；刀片设计Automatic sealing machineAbstractIn the past hal

3、f century, the development speed of science and technology is amazing, including the packaging machinery industry of this design. It is economical, fast and stable to seal the box. The automatic sealing machine designed in this paper can adjust the width and height manually according to the specific

4、ations of cartons. It can be operated on a single machine or used with the automatic packaging line. When working, when the box enters the working space, the box moves forward under the friction of the side toothed belt. When the box body moves to the position of knife rest, the box body will press

5、the knife rest and the front belt pressing wheel out of position, and then the belt pressing wheel will keep synchronous motion with the front belt pressing wheel under the action of the linkage mechanism, and the front belt and the carton will be pasted and sealed. With the development of the box,

6、the tape is continuously drawn out and sealed on the box. When the rear part of the box leaves the tool holder, the front belt pressing wheel is in the same movement as the rear belt pressing wheel due to the function of the connecting rod mechanism, while the tool holder is affected by the spring f

7、orce, and the reset spring is used to cut off the belt. When the box moves to leave the rear belt pressing wheel, the rear belt pressing wheel is also reset due to the function of adjustable spring return, so that the last belt even on the box is also pasted on the box, completing the task of sealin

8、g the box in the rear section. This paper describes the design steps and basis of the sealing machine in detail. It includes the choice of design scheme, the choice of motor, the design of height adjusting mechanism, width adjusting mechanism, table components and blade.Key words: Height adjusting m

9、echanism; width adjusting mechanism; Worktable part; Sealing tape parts; blade design目 录1 绪论11.1课题背景11.2自动封箱机的发展现状21.3课题研究的内容以及采取的方法41.4技术参数52 设计任务63 自动封胶机的主要机构73.1折盖机构73.1.1折盖机构设计方案73.1.2折盖机构传动方案73.1.3折盖机构的原理73.1.4前后箱盖折叠部件83.2左右两边折叠导向杆的设计83.3封箱胶带部件设计93.3.1工作原理94 自动封胶机的整体设计114.1封胶机的基本结构114.2自动封胶机的工作

10、原理114.3工作台部件124.3.1机架设计124.4自动封胶机的输送带134.5辊筒的固定154.6调宽机构164.7调高机构164.8侧面传动机构设计174.8.1侧面传动过程174.8.2电动机的选择184.9气动执行元件的选用204.9.1气缸204.10刀片的设计215 三维建模225.1自动封箱机结构总成225.2自动封箱机装配流程235.2.1胶带封箱部件235.2.2折盖机构245.2.3升降部分255.2.4输送机255.2.5总装26结 论27参考文献28谢 辞291 绪论 1.1课题背景 身处在社会高速发展的时期，产品包装业对很多企业包装产品而言有着举足轻重的地位。随着

11、世界经济与精神物质文明的高速发展，人们的需求也不断提高，加速推动着产品的生产效率，进一步促进了产品包装业的快速发展。为了满足人们日益增长的需求，设计一条自动包装封箱生产线成为我们目前要解决的难题。近年来，我国的包装技术已经在向更加智能化和自动化的目标上不断靠近了。以前的产品包装环节需要大量的劳动力，人工成本高，使许多企业难以承担。对此我国应该提高技术水平，在产品包装环节使用自动化机器替代以往的大量人工。本小组所研究的自动包装封箱生产线是新一代的自动化生产线，集自动折盒、自动封胶、自动束带等功能于一体，可大幅度降低人工成本且生产效率高、包装质量好。自动包装封箱生产线是当今社会发展的必然产物。自动

12、包装封箱生产线包括自动折盒机、自动封胶机、自动束带机，它的主要操作流程：第一个工位是自动折盒，将四个纸箱盖折下，然后随着辊筒输送带传送到第二个工位自动封胶机，输送带上的传感器通知折盒机构将纸箱压平，然后进入到胶带封箱部件用胶带将纸箱封住，自动封胶机封箱之后再传送到自动束带机进行束带。我国机械包装行业的设备起步晚，这些设备无论是在技术含量方面，还是在自动化程度以及工艺等方面，和国外生产线上的设备比较起来就显得相形见绌了，难以满足我国经济发展的需要。以往的封胶机需要配备工作人员手工折叠纸箱的上盖然后再送入胶带封箱机中，这不仅增加了人工成本而且封箱效率低。随着科学技术和社会经济的快速发展，世界的包装

13、方式逐步趋向于完全自动化生产线的方向发展。我们必须设计出更自动化、智能化的新型自动封胶机取代传统的胶带封箱机1。在现代市场经济的发展中，自动封胶机在流通领域中起着举足轻重的作用。自动封胶机可以根据纸箱的尺寸调节封箱尺寸。它可以单机作业，也可以与流水线配套使用。目前自动封胶机市场竞争日益激烈，未来的自动封胶机将会配合包装机械产业自动化的发展趋势，促进自动化的包装和加工机械设备的技术和总体水平提高，发展多功能、高效率、低能源消耗的自动化包装机械设备，而自动封胶机技术也正朝着机电一体化、机械结构和功能多元化、结构设计工艺标准化、控制系统智能化、结构运动高精度化五大方向发展Error! Referen

14、ce source not found.。 图1.1生产线示意图1.2自动封箱机的发展现状目前自动包装封箱生产线的技术和装备主要市场还是欧美日等发达国家。世界上包装技术四大强国分别为美国、日本、德国和意大利。美国与其他国家相比而言早早地形成了自己独立完整的包装机械体系，它的产量和种类位居世界第一。从二十世纪九十年代起，世界上最大的生产包装机械设备的大国就是美国。美国的通用型包装机械产品占据着相当一部分的比例。自1910年开始到现在，日本包装机械行业已经发展了将近一个世纪，包装机械的销售额在美国之后处于世界第二的位置。以前日本包装机械业的先进设备大多是来自发达国家，对先进设备进行研究之后，便开始

15、研发属于自己的技术设备。德国的包装机械在技术、制造工艺与性能等方面超出了大多数国家。近几年来德国机械设备自动化程度也在不断提高。意大利是世界上位于德国之后排名第二大的包装机械出口国家。意大利现代包装机械的生产可以依照客户的需求进行设计与生产，确保其设计质量与生产质量Error! Reference source not found.。中国包装封箱行业正方兴未艾。但因为现如今国内的自动包装封箱生产线的机械设备的技术不够完善且性价比不高，所以整体市场规模较小。中国的自动包装封箱生产线的机械设备在技术成熟度以及创新程度等方面还有待提高。自动包装封箱生产线的技术较为复杂。一些发达国家研发机械包装自动化

16、技术比较早，技术相对成熟。这些有着领先技术的制造商可以全面考虑自动包装封箱生产线的开发和应用，将机械、电、传感等其他技术融入其中。因为包装机械设备需要面对有着各种各样需求的客户，为此一些机械包装企业选择模块化生产的形式来完成对智能包装设备的微调来达到目的。而且，它大大改善了这种产品的普适性，缩短了设计工作时间。但是，在能够承担人工成本的情况下，很多国内企业都喜欢在包装环节中选择人工操作。但是我认为，我们国家将会迎来转变，现如今我们国家人工成本仍在不断增长。面对这样的情况，自动化包装机械设备的价值将不断显现出来。自动包装封箱生产线能够大幅度减少劳动力。让企业在包装环节的包装产品速度增快，这保证了

17、足够的生产量，又能够给企业节省人工成本。对此，中国某些企业已经尝试在工作空间内采用自动包装封箱生产线。例如，中国一家电子商品物流中心内实现了全自动化包装封箱生产模式：裁剪纸箱的纸张，自动分拣产品，自动折盖封箱。整个过程没有人工参与，生产效率高。江苏洋河酒厂股份有限公司在包装物流智能配送车间采用了自动包装封箱技术，对酒进行包装封箱。车间内有多条生产线，每条生产线都配有原辅材料输送带，可以在特定时间以特定数量将原辅材料送到车间的各个装箱区，井然有序，生产效率大大提高。众所周知，中国的包装机械的大部分企业存在技术含量低且企业规模小的问题，只有极少部分国内的企业能与发达国家的企业相竞争。因此大多数企业

18、使用的先进包装机械设备都是产自发达国家的。由于中国人口多、需求量大，所以需要进口更多的先进包装机械设备，但我国许多企业仍未掌握领先的包装机械技术，难以研发出能满足需求的自动包装机械设备。这也使得一些有资本的企业将目光看向了国外包装设备的市场，不得不选择耗费巨资从国外引进一些生产效率更高，性能更好的包装生产线，这也是导致国内一大部分的市场份额被国外品牌所占领的重要原因之一。显而易见，自动包装行业无论是在国内还是国外，在未来能够快速发展是必然的，为此，我国的包装机械研发企业应该不断努力去提高自身在国内甚至是国外市场的竞争能力，采取一系列的措施来改善我国自动包装机械的技术水平，例如改变以往的经营思想

19、，发展更具时代意义的思维理念，将目光放得更高更远。所以我国在发展包装机械的道路上任重而道远，需要我们以积极的态度去学习国外的先进技术，从他国的经验中不断得到启发，研制出属于我们国家的包装机械设备。在英国、美国和德国等一些发达国家，它们对全自动封胶机的需求呈相对平缓的增长趋势。而包装机械设备业在发展中国家呈现较快的增长趋势，但是论包装机械设备的技术与制造能力，发达国家仍然是领先中国。到2019年，西欧、日本和美国将继续占据2/3的全自动封箱机制造市场Error! Reference source not found.。在发展中国家先进包装机械设备的销量将超过发达国家和地区。发达国家的自动封胶机整

20、体技术、创新度等方面依然超出我们国家，我国包装机械行业正在不断快速发展中，推动着中国企业持续进行自主研制和创新，以满足我国对包装机械设备的市场需求。总体来说，我国自动封胶机行业未来的形势和发展是非常乐观的，只要自动封胶机生产企业始终能够继续努力敢于迎接新的挑战，抓住机遇，坚信在未来我国自动封胶机行业会站立在世界包装机械行业的前端Error! Reference source not found.。图1.2中国包装机械行业市场规模1.3课题研究的内容以及采取的方法 此次课题研究内容为自动包装封箱生产线，第一个工位为自动折盒机、第二个工位为自动封胶机、第三个工位为自动束带机。如图1.3所示，自动包

21、装封箱生产线的流程：将装好产品的纸箱从右方的辊筒输送带进入此流水线，进入第一台包装机械：自动折盒机（对纸箱进行折盒）进入第二台包装机械：自动封胶机(先再次将纸箱盖折平然后进行一字型封箱)进入第三台包装机械：自动束带机（捆扎带捆紧纸箱，粘合并且剪断，然后送带到位）折合纸箱盖+一字型封箱+束带打包完成。本课题的研究内容为：自动封胶机的基本原理以及结构，首先，研究设计过程中各部分结构，如折盖机构、胶带封箱部件、调高结构、调宽结构等，将折盖机构方案进行对比，根据所需确定最佳方案，然后根据这套方案进行具体设计，再确定封箱机的机架尺寸、各部分机构等。本文拟采用的方法是理论推导和分析的方法。在设计的过程中还

22、可以综合运用机构的运动分析、利用Solidworks等软件进行设计等方法使设计尽量优化，以达到要求。图1.3自动包装封箱生产线流程图1.4技术参数电机功率：2120W使用胶带的类型：PVC、OPP胶带纸箱尺寸范围：最小箱：1308090；最大箱：530290370自动封箱胶带机的宽度：36mm、48mm、60mm生产效率：50箱/分钟工作台高度：680mm2 设计任务在全球化的当今世界，生产力的质量和水平正直接反映着一个民族和国家的发达繁荣程度。而我国现代机械工业的形成和发展也直接地影响着其生产力的质量和水平。随着经济社会的高速进步和发展,人们对于生产力的认识和要求也不断得到提高。如何顺应时代

23、的发展研制出性能好、效率高、价格低廉的工业产品，是我们需要解决的严峻问题。自动封胶机依靠连杆机构的运动原理对纸箱进行胶带封箱，它操作简便、生产率高，易于有效实现生产自动化和设备的智能化。自动封胶机的设计制造技术水平很大程度上反映着我国纸箱包装加工机械的产品先进性、经济性、合理性。因此，本次设计的自动封胶机的结构设计是十分有必要的。根据技术参数设计折盖机构、胶带封箱部件、调高机构、调宽机构等，设计侧面传动机构并进行电动机选型，按工作高效性、可靠性和合理性设计折盖机构、胶带封箱部件、工作台部件和刀片的设计，利用课堂所学的机械知识，参考已有的封胶机，设计一款能实现折盖封箱功能的封胶机，并利用Soli

24、dworks等软件绘制出自动封胶机的三维模型。3 自动封胶机的主要机构3.1折盖机构3.1.1折盖机构设计方案方案一：折盖机构设计为四个各负责折前后左右箱盖的机构，这种机构需要纸箱传送到折盖机构时停下来进行折盖再送入封箱机构。这种机构会使封箱速率减慢，不能体现自动封箱机快速高效的优势。方案二：折盖机构设计为前箱盖压板、后箱盖折叠臂和左右两根导向杆。当纸箱传送到折盖机构时，前箱盖压板将前箱盖压住，当纸箱碰到输送带上的传感器时，折盖机构开始工作，通过气缸的活塞伸缩达到折合纸箱前后盖的目的。纸箱继续向前运动，纸箱两侧盖在左右折叠导向杆的作用下完成侧盖折盖动作。相对于方案一，方案二中纸箱可以随着输送带

25、前进并完成折盖动作，无需停下来折盖。方案二可实现自动封箱机的经济、快速、高效、平稳，因此选择方案二。3.1.2折盖机构传动方案方案一：采用电动机作为折盖机构的传动方式，则需要选用减速比非常大的电机，否则的话不能满足机器所需的扭矩，而且电机体积较大，会导致整个机构的体积很大，而且成本高并且不易于设计。方案二：折盖机构运用气动控制方式完成折纸箱前后盖的动作，它还可与全自动无人化包装线配套使用，更好的满足包装需求。气压传动无油、无污染，成本低，易于实现快速摆动，与机械传动相比易于布局及操纵。因此选择方案二。3.1.3折盖机构的原理折盖机构分为后箱盖折叠臂、前箱盖压板和两条导向杆。后箱盖折叠臂的运动简

26、图如图3.1所示。当纸箱在输送带的作用下匀速前进，后箱盖折叠臂原始位置是在上方。纸箱通过输送带上的传感器时，使后箱盖折叠臂的气缸2活塞杆压缩，后箱盖折叠臂绕着轴承回转轴转动而下降，同时气缸1活塞杆伸出，将后箱盖折叠臂小臂绕着轴旋转伸出，折下纸箱后盖。随着纸箱向前运动，前箱盖压板将纸箱前盖折下。随着纸箱的向前运动，左右折叠导向杆将纸箱左右盖匀速往下折压，将纸箱的左右盖折合，完成折盖封箱目的。再由胶带封箱机构完成贴封胶带的工作Error! Reference source not found.。根据不同纸箱大小，执行不同的程序自动调整各气缸运动顺序。图3.1后箱盖折叠部件简图3.1.4前后箱盖折叠

27、部件折盖机构的前后箱盖折叠部件有前箱盖压板与后箱盖折叠小臂，它们的宽度是根据纸箱最小尺寸定的，由于最小尺寸纸箱的宽度为80mm，为折下纸箱的前后盖，前箱盖压板与后箱盖折叠小臂的宽度必须小于80mm，所以将它们的宽度尺寸定为56mm。3.2左右两边折叠导向杆的设计在该次设计过程中，左右两边的折叠导向杆让随着传送带运动的纸箱通过导向杆将纸箱侧盖折下，完成纸箱左右箱盖的自动折合，因此它要具有一定的推力。因此选用不锈钢作为导向杆的材料。为了实现导向杆的动作，可以将推杆设计成如图3.2所示的结构。导向杆还设置有导向杆安装调整块，它是用于调整导向杆的高低角度，用螺丝拧安装调整块上的孔来实现调整导向杆高度的

28、功能。图3.2导向杆的结构3.3封箱胶带部件设计封箱胶带部件是自动封胶机中最为关键的部件，它的作用是完成纸箱的胶带封箱的任务，因此要求： 1. 保证封箱胶带部件工作的合理性。2. 保证封箱胶带部件工作时封胶牢固、平整和规范。3. 保证封箱胶带部件工作的高效稳定。3.3.1工作原理根据公式，可得胶带封箱部件的自由度为1，机构的各构件之间具有确定的相对运动。封箱胶带部件结构如图3.4所示。在当纸箱传送到自动封胶机后，纸箱将在侧面传动皮带的摩擦力作用下前进。当传送到封箱胶带部件位置时，纸箱匀速前进，纸箱的推力作用使胶带压轮1和刀片架向上运动，胶带压轮2在连杆机构的作用下与胶带压轮1保持同步运动也向上

29、运动。胶带压轮1上面的胶带与传送过来的纸箱相贴合，开始封箱。随着纸箱继续前进，胶带不断地从胶带压轮1抽出封在纸箱盖上。当纸箱运行到后半部分离开胶带压轮1的位置时，胶带压轮1会受弹簧力的回位作用而向下运动恢复初始位置，而刀片架受小弹簧回位弹力作用，向下运动，切断了胶带。当纸箱运动离开胶带压轮2时，胶带压轮2也由于受可调弹簧的回位作用而向下运动，使连在纸箱上最后的胶带也贴在纸箱上，完成封箱任务Error! Reference source not found.。胶带封箱部件是依靠纸箱的推动完成运动的。部件上有两个限位块，一个限位块的作用是在连杆机构运动时限制胶带压轮的高度，阻止零件的移动行程不能超

30、过限位块所在的位置。另一个限位块的作用是限制切断刀摆臂摆动幅度，防止零件的移动行程超过限位块所在的位置。图3.4刀架部件机构简图4 自动封胶机的整体设计4.1封胶机的基本结构该图是自动封胶机的整体结构图，是根据相关材料绘制出来的，如图4.1所示：图4.1 封胶机整体结构图4.2自动封胶机的工作原理如图4.1所示，该机器由折盖机构、胶带封箱部件、调高机构、调宽机构、侧面传动机构、工作台部件等组成。侧面传动机构是由两台电动机驱动，它们分别带动着侧面传动机构的两根摩擦带运行。两侧的侧面传动皮带和工作台上的辊筒输送带以及顶式部件上的横梁组成箱体轮廓空间，纸箱从上一个工位进入该空间后，箱体在侧面传动皮带

31、的摩擦力作用下前进。纸箱通过传感器安装板时，传感器通知折盖机构运动，使后箱盖折叠臂的气缸2活塞杆压缩，后箱盖折叠臂绕着轴承回转轴转动而下降，同时气缸1活塞杆伸出，将后箱盖折叠臂小臂绕着轴旋转伸出，折合后箱盖。随着纸箱匀速向前运动，前箱盖压板将纸箱前盖压平，折下纸箱前盖。纸箱继续向前运动，左右折叠导向杆呈向下的趋势，随着纸箱的向前运动，导向杆将纸箱左右盖匀速往下折压，将纸箱的左右盖折合，完成折盖封箱目的Error! Reference source not found.。 纸箱继续向前运动，经过斜板，将箱盖压紧。当纸箱传送到封箱刀架部件位置时，纸箱匀速前进，纸箱推动着胶带压轮1和刀片架，使它们向

32、上运动，而胶带压轮2在连杆机构的作用下与胶带压轮1保持同步运动也向上运动，并使胶带压轮1上面的胶带与纸箱贴合并封箱。纸箱随输送带继续向前，胶带不断地从胶带压轮1上抽出封在纸箱上。当纸箱运行到后半部分离开胶带压轮1的位置时，胶带压轮1受弹簧力的回位作用而向下运动，而刀片架受小弹簧的回位弹力作用，向下运动，切断胶带。当箱体运动离开胶带压轮2时，胶带压轮2也由于受可调弹簧的回位作用而复位，使连在纸箱上最后的胶带也贴在纸箱上，完成后段封箱任务Error! Reference source not found.。纸箱进入自动束带工位。4.3工作台部件工作台是自动封箱机的基础。工作台上的辊筒本身无动力驱动

33、。箱体在辊筒形成的面上滑过，完成封箱进入下一个设备。4.3.1机架设计设计步骤：取纸箱的最大尺寸长530mm、宽290mm、高370mm进行设计。（1） 初步确定机架的形状和尺寸。机架高度根据人机工程学，让人不感觉到疲惫，而且效率高，初步确定为680mm。机架宽度应满足约三个纸箱的长度，初步确定为1500mm。机架宽度确定需要根据两个摩擦带之间的最大距离580mm，确定机构能正常的运转。（2） 初定采用工业铝型材，采用机械加工，加工到精确的尺寸。（3） 分析载荷情况，包括机架上设备的重量、机身的自重、设备运转的运动载荷等。自动封胶机主要是对纸箱包装封胶，质量轻，无重载荷，因此无需分析负载情况。

34、（4） 确定结构的形式。（5） 根据机械设计手册的公式，确定本机架结构所允许的挠度和应力。（6） 进行计算，确定尺寸，最终组装机架的尺寸为L1568毫米，W580毫米，H680毫米。参照以上所说设计准则要求，根据自动封箱机需要安装传感器，由于铝型材上安装传感器更易于调整。因此自动封箱机框架材料应该选择国际铝型材Error! Reference source not found.。（7） 结构如图4.2所示：图4.2 机架结构图4.4自动封胶机的输送带皮带带式输送带的主要优点：1.皮带的物料输送能力大。一方面，皮带输送带在运输物料的条件下可以对物品进行一系列的操作，例如货物的装卸搬运以及打包等，

35、不会因为物料空载停止运输。另一方面由于它不经常启动和制动，因此也适用于高速使用。与其他输送带相比较，皮带输送带的主要优势之一是连续、高速的物料运输和大容量。2.结构简单。该输送带还设置在一定的线路和输送物料范围内，质量轻，价格低廉，工作时消耗的功率较小。在相同的输送条件下，带式输送带所需的功率相比其他输送带而言一般较小。3.可以实现货物的中长距离运送。输送带的工艺已经越来越成熟，其单机的输送距离长度也在不断地增加，另外还能够同时将多条输送带连接起来变为长距离的带式物料输送路线。皮带带式输送带的缺点：1.缺乏通用性。一种类型的输送机器设备一般只能运输一定量的某种类型物料。2.输送线路必须固定不变

36、，局限性大。一旦皮带输送带的输送线路需要改变，传送物料的线路就必须重新安装排列，费时费力。3.不能自动取料，大部分皮带输送机都需要操作人员使用机器设备进行自动取料。图4.3皮带输送带无动力辊筒式输送带：不需要任何驱动装置，通过辊筒与传送的物料之间的摩擦产生运动。无动力辊筒输送带投入资金小、成本低廉。但无动力辊筒的运动需要借助其他外力进行推动。易于连接和进行物料过滤，利用多条输送带与各种机器设备组合成功能复杂多样的输送系统，满足各种物料的输送工艺要求；而且无动力辊筒式输送带输送稳定性高、可靠性高、容易操作和维护。自动包装封箱生产线的输送带有多条输送线路。输送的物品是纸箱，速度较平缓。因此选用无动

37、力滚筒式输送带。图4.4无动力辊筒输送带4.5辊筒的固定输送带上的辊筒主要由两个部分构成，一个是实心内轴，另一个是空心外轴，这两个部分之间带有轴承，而内轴的两端则固定在工作台的机架两侧。辊筒间距取决于最小箱长度，为1/290=45，实际选用42.5mm中心距，辊筒使用最小的32mm辊筒，但此中心距带来的问题是电机无法安装在底部，辊筒之间的间隙太小只有10.5mm，无法安装传动轴，所以考虑此情况只能将电动机上置。无动力辊筒式输送带上的辊筒是一种圆柱形的零件，是用在各种机械包装设备等传动系统中，对物料进行输送，它们大多由优质不锈钢、铸钢件和经过实心加工锻造的优质合金钢芯等零件组合而制成。无动力辊筒

38、的尺寸需要依据运送的纸箱尺寸而定，一般采用输送的货物加上一定长度，本课题采用的纸箱尺寸中，最宽宽度为290mm，因此取辊筒长度为500mm。图4.5辊筒4.6调宽机构为适应各种纸箱的宽度，两侧面传动装置的宽度在150-530mm范围内可调节，侧面传送带装置之间的距离由两根水平移动反螺纹丝杆确定，两丝杆的一边是左旋螺纹，另一边是右旋螺纹。当旋转调节手轮时，两根丝杆同时同向旋转，所以两侧面传动装置就会向中间靠拢或者向两边分开，以适应传送过来的不同纸箱的宽度。而且调宽机构还用于提供纸箱两侧的动力，使纸箱在输送带上匀速前进。在每组导带轮上都装有独立的驱动电机等元件，从而驱动主动轮滚动，使输送带滚动起来

39、，带动纸箱运动Error! Reference source not found.。图4.6调宽机构4.7调高机构调高机构的高度调节通过手轮带动丝杆转动，调高机构两端分别设置有一根丝杆，两丝杆螺纹的旋向是相同的，当同时转动调节手轮时，两丝杆同时同速转动，来控制和调节纸箱的工作空间的高低，达到通过调高机构的上升或下降来适应纸箱的不同尺寸高度。调高机构如图4.7所示，在机架的两侧各设置有一个中空长条形的外框架，外框架里分别设置有一根丝杠，可通过上下移动两根丝杆来进行高度的调节Error! Reference source not found.。图4.7 调高装置结构图4.8侧面传动机构设计4.8.

40、1侧面传动过程在每组皮带的导轮上都分别安装有一台减速电动机用来驱动侧面匀速传动的皮带。在每组导轮上都有一台电动机驱动侧面传动皮带。减速电动机工作后，它的转矩直接传给侧面传动皮带的主动轮，通过皮带另外一端的张紧轮，使得皮带的张紧适中，两边皮带内的主动轮开始匀速旋转，带动两边皮带开始不停地匀速旋转运动。皮带表面上的纹路很粗糙，当纸箱通过时，两侧面传动皮带之间可调节至能够刚好夹紧纸箱并带动纸箱运动，在皮带不停旋转匀速运动时，同时使底部输送带上的辊筒也匀速转动起来，将通过的纸箱向前匀速传送，在匀速传送纸箱的过程中，完成纸箱封胶并传送到下一个工位自动束带机中。侧面传动机构的输送带一般为水平输送带，由于将

41、输送带竖直放置，因此输送带容易向下坠，因此在侧面传动输送带内设有导条，如图4.8所示。导条的作用是定位和导向，其目的是使输送带在输送机上准确运行，防止跑偏。因此，为了避免输送带的偏差，在许多行业如工业或者机械行业，都会选择在输送带的背面和轴承表面安装导条，以满足输送带防跑偏的需要，并起到固定输送带物料的作用Error! Reference source not found.。图4.8输送带的导条4.8.2电动机的选择本设计中运输带速度： （式4.1）皮带轮的直径： （式4.2）皮带轮转一周的长度为： （式4.3）则输出轴的转速应为： （式4.4） 由于这个工控，没有启动负载，只需要克服底部滚筒

42、摩擦力和侧边皮带的摩擦力，功率很低，因此选择标准齿轮减速箱Error! Reference source not found.。因为带速0.45m/s，带轮直径70mm，转速：123.2r/min，根据图4.9查产品目录：选10K型120W减速电机（10K即10:1减速比的标准减速器），最大转速150r/min，可以通过手拧变频器向下调节速度达到期望值。图4.9电机型号电机品牌信垯电机电源方式交流电功率120W电压220V转速150r/min频率50Hz最大转矩额定转矩82.1Nm重量4kg表4.1电机参数表图4.10电机实物图4.9气动执行元件的选用气动执行元件是将压缩空气的压力能转化为机械

43、能，驱动机构能够进行直线往复运动、摆动和旋转运动或冲击动作的执行元件。4.9.1气缸在气动执行元件中，使用最频繁的气缸是直线式气缸，它是通过引导活塞在气缸内运动进行直线往复运动的金属机件。根据其用途和结构特征的不同，分为活塞式和非活塞式（如膜片式）。一般来说，膜片式气缸密封润滑性能好，无摩擦阻力，无需额外使用机油即可进行润滑，但由于膜片式气缸的运动行程短，主要功能是用于生产运行过程中控制系统的夹紧和阀门的启闭。实际生产中得到广泛使用的是活塞式气缸。因此折盖机构中选用活塞式气缸。图4.11活塞式气缸图4.12膜片式气缸4.10刀片的设计为了充分确保刀片对胶带的切割稳定性和可靠性，同时保证一次性完

44、成整条胶带的切断，刀片设计如图3.5所示。由于胶带每次在被刀片切断前都处于很紧绷的状态，只要胶带断口的地方有一点被刀片切掉，断口就自然会迅速不断扩大，直到整条胶带全部被刀片切断。为了大大提高刀片切断胶带时瞬间的压力效果，设计了一定的刀齿排列的斜度，斜度为3，大幅度地减小了瞬间刀齿接触胶带的面积，确保刀片尽可能一次性地切断整条胶带Error! Reference source not found.。图4.13刀片结构图5 三维建模5.1自动封箱机结构总成结合图5.2，可知序号1为封胶机机架；序号2为折盖机构；序号3为调高机构；序号4为胶带封箱部件；序号5为导向杆；序号6为辊筒输送带；序号7为侧面

45、传动机构。纸箱在辊筒输送带从左至右传送，纸箱传送到输送带底部的传感器时，传感器通知折盖机构开始工作，将纸箱的前后盖折合，纸箱继续向右运动，导向杆将纸箱的侧盖折合，完成折盖的目的。纸箱随着输送带运动，经过横梁时，横梁下的斜板将纸箱盖给压紧，送入胶带封箱部件，依靠纸箱推动胶带压轮完成纸箱封胶。完成整个封箱过程，最后送入下一个工位。图5.1自动封胶机三维图图5.2自动封胶机结构详图5.2自动封箱机装配流程因总体装配较为复杂，所以各部分装配过程分开描述。5.2.1胶带封箱部件先装胶带机前轮摆臂和胶带压轮，然后是弹簧和后轮摆臂，进而是连杆和防粘调整轮，然后是胶带封箱部件的左右框架连接杆，用于连接左右框架

46、，最后是胶带架和胶带卷。图5.3胶带封箱部件三维图5.2.2折盖机构首先是前箱盖折叠臂，然后安装前箱盖压板，进而安装后箱盖折叠臂，最后是后箱盖折叠臂小臂。图5.4折盖机构三维图5.2.3升降部分首先是横梁，然后安装前后箱盖折叠部件，进而安装升降丝杆螺母焊接法兰，然后是安装左右折叠导向杆，然后是胶带封箱部件与主框架的连接板，然后是胶带封箱部件安装框架，最后是安装胶带封箱部件。图5.5升降部分三维图5.2.4输送机首先是输送机的框架，然后安装脚杯，进而安装底部传感器安装板，然后是安装用于适合纸箱宽度的丝杆和手轮，最后是安装侧面传动机构的输送皮带。图5.6输送机三维图5.2.5总装首先是输送机，然后安装用于纸箱高度调节的调高机构，最后是安装升降部分。图5.7自动封胶机三维图结 论本次设计是关于自动封胶机的结构设计。在设计开始之前，通过网站了解与课题相关的资料、文献。通过查询到的资料，对包装机械与课题研究的自动封胶机的背景与发展现状有了基本的了解。本课题研究的自动封胶机主要包括折盖机构、胶带封箱部件、调高机构、调宽机构等的设计。对折盖机构进行设计与传动方案的选择、工作台部件的设计，输送带的选择，侧面传动机构的电机选型，气动执行元件的选择与刀片的设计等。设计过程中将实际生