第一篇：訂書機(jī)外殼注射模設(shè)計文獻(xiàn)綜述專題

吉林化工學(xué)院

文 獻(xiàn) 綜 述

訂書機(jī)外殼注射模設(shè)計

Injection Mold Design For The Shell Of Staple

√畢業(yè)設(shè)計 □畢業(yè)論文 性 質(zhì): □

教 學(xué) 院：

系

別： 學(xué)生學(xué)號： 學(xué)生姓名： 專業(yè)班級： 指導(dǎo)教師： 職

稱： 起止日期：

機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械電子系 11410521 胡 艾 機(jī)自1105 孔繁星 講師

2015.3.1～2015.3.28

吉 林 化 工 學(xué) 院

Jilin Institute of Chemical Technology

吉林化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計文獻(xiàn)綜述

注塑模設(shè)計的知識構(gòu)建及應(yīng)用

摘 要：注塑模設(shè)計水平低、管理技術(shù)落后已成為制約我國模具行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。本文將知識管理的先進(jìn)管理理念引入注塑模設(shè)計知識管理領(lǐng)域，提出了構(gòu)建注塑模設(shè)計知識管理系統(tǒng)的思路。本文同時簡單介紹了基于幾種軟件的注塑模設(shè)計和應(yīng)用。關(guān)鍵詞：注塑模；知識；磨具設(shè)計；應(yīng)用 引言

模具是各類產(chǎn)品的母體，是注塑、擠塑、沖壓、鑄造等各類工藝的重要成型部件。目前采用模具制造的各類工業(yè)產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、醫(yī)療、航天、船舶、汽車等相關(guān)產(chǎn)業(yè)。因此如何快速有效的設(shè)計模具，并對其成型工藝進(jìn)行預(yù)判已經(jīng)成為了模具設(shè)計制造的主要工作。注塑模設(shè)計是注塑模制造中的關(guān)鍵。一副結(jié)構(gòu)合理的注塑模不僅能順利地生產(chǎn)出高質(zhì)量的塑件，還可以簡化模具的加工過程和提高生產(chǎn)效率，從而降低生產(chǎn)成本并提高附加值。同時，注塑成型還是一個復(fù)雜、影響因素眾多、很難用精確理論模型進(jìn)行描述的過程，屬于弱理論強(qiáng)經(jīng)驗領(lǐng)域，設(shè)計經(jīng)驗是注塑模具方案確定與結(jié)構(gòu)設(shè)計最重要的組成部分之一[1]。

在我國成為“世界加工中心”的大趨勢下和模具行業(yè)本身多年的積累，我國的模具工業(yè)在經(jīng)歷了近十幾年的大發(fā)展之后，逐步進(jìn)入了戰(zhàn)略調(diào)整期，模具工業(yè)的發(fā)展重新面臨著機(jī)遇和挑戰(zhàn)。當(dāng)前的模具行業(yè)中，中小型模具企業(yè)比重偏多，主要從事家電模具及中低檔模具制造，產(chǎn)品樣式雷同，設(shè)計制造水平低，利潤空間急劇萎縮，已形成惡性競爭的態(tài)勢；而在利潤空間很大的大型注塑模尤其是汽車等大型精密復(fù)雜注塑模市場上，國內(nèi)企業(yè)無論在數(shù)量還是產(chǎn)品質(zhì)量上，都難與國外同類企業(yè)抗衡。目前，國產(chǎn)汽車用注塑模具只能滿足中低檔車型的要求，高檔轎車用大型精密復(fù)雜模具（包括保險杠、儀表板等成型模具在內(nèi)）則依賴于進(jìn)口。通過與國外同類企業(yè)比較，國內(nèi)模具設(shè)計制造水平低，管理技術(shù)落后已成為制約我國大型精密復(fù)雜注塑模具發(fā)展的瓶頸[2]。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展和知識經(jīng)濟(jì)時代的到來，應(yīng)用先進(jìn)的信息技術(shù)帶動和提升模具工業(yè)的設(shè)計制造水平，應(yīng)用知識管理的先進(jìn)管理理念提高模具企業(yè)的管理層次，就成為解決國內(nèi)模具行業(yè)面臨問題的重要途徑。因此，非常有必要就大型注塑模設(shè)計制造過程開發(fā)出一整套數(shù)字化知識管理平臺，實現(xiàn)模具生產(chǎn)的信息化、高效化。這也是彌補(bǔ)與發(fā)達(dá)國家在這一領(lǐng)域的差距，趕上世界先進(jìn)模具制造水平的必由之路。

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該模塊以現(xiàn)有大型注塑模設(shè)計理論與設(shè)計方法為基礎(chǔ)，將設(shè)計過程中常用的設(shè)計參數(shù)資料與計算方法通過軟件封裝，既能為設(shè)計人員提供方便快捷的資料查找工具又能充當(dāng)實用的設(shè)計計算工具。

② 文檔資料管理模塊

文檔資料管理是系統(tǒng)的最重要的模塊之一。在大型注塑模設(shè)計過程中，會產(chǎn)生大量的設(shè)計文檔、圖紙等資料，對這些文檔資料必須加以管理。該模塊包括六個小模塊:塑件信息管理、模具實例管理、模具零件管理、設(shè)計標(biāo)注管理、設(shè)計案例管理和項目資料管理。

④知識分布管理模塊

知識分布管理模塊主要是為了解決大型注塑模設(shè)計過程中大量存在的設(shè)計經(jīng)驗(隱性知識)而采取的間接管理方法。通過知識專家的管理，可以讓設(shè)計人員快速找到解決某類問題的專家，通過與專家的交流與溝通來解決問題，這樣也為企業(yè)管理層掌握企業(yè)的知識分布提供了直接的參考資料。

⑤ 信息交流工具模塊

通信工具在注塑模設(shè)計過程中是必不可少的。通過通信工具可以將分散的設(shè)計人員集結(jié)起來，共同完成設(shè)計任務(wù)。另外，聯(lián)機(jī)會議工具還提供了在線視頻、網(wǎng)絡(luò)會議等功能[1]。

2.2 設(shè)計方法及技術(shù)路線

1．(1)設(shè)計方法[5]

大型注塑模設(shè)計知識管理系統(tǒng)的設(shè)計可以分為三個階段進(jìn)行：

① 通過對合作企業(yè)知識管理現(xiàn)狀的調(diào)查，分析企業(yè)在注塑模設(shè)計知識管理上存在的問題，得出合作企業(yè)在注塑模設(shè)計知識管理方面的需求(前文已述)； ② 以軟件工程知識和企業(yè)知識管理理論為指導(dǎo)，并借鑒其它知識管理軟件與信息管理軟件開發(fā)方面的經(jīng)驗，將軟件開發(fā)分為系統(tǒng)需求分析、系統(tǒng)設(shè)計、程序編寫和系統(tǒng)測試完善四個階段;③ 選用Borland Delphi 7.0 并結(jié)合MSSQL Server 2000數(shù)據(jù)庫工具開發(fā)系統(tǒng)各個功能模塊。(2)技術(shù)路線

根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計方法，我們將系統(tǒng)開發(fā)過程分為6個階段，各階段的技術(shù)路線如圖2所示。

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通過統(tǒng)一的人機(jī)交互界面將各個功能子模塊進(jìn)行集成[2]。注塑模設(shè)計的應(yīng)用

3.1 基于CAD的注塑模設(shè)計應(yīng)用

注塑模具中關(guān)鍵的零部件主要是型芯與型腔[4]。成型零件的工作尺寸是指型腔和型芯直接構(gòu)成塑件的尺寸。例如型腔和型芯的徑向尺寸、深度和高度尺寸、孔間距離尺寸等。成型零件工作尺寸的精度直接影響了塑件的精度。下面以型腔尺寸的CAD實現(xiàn)為例說明：

型腔（或凹模）是成型塑件外型的模具零件，其工作尺寸屬于包容尺寸，在使用過程中型腔的磨損會使包容尺寸逐漸增大。所以，為了使得模具的磨損留有修模的余地以及裝配的需要，在設(shè)計模具時，包容尺寸盡量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。具體計算公式如下[6]：

型腔的徑向尺寸計算公式：

L=[Ls(1+Scp)-3D/4]+δ

式中：Ls—塑件外形徑向公稱尺寸；

Scp—塑料的平均收縮率Scp（Smax+Smin）=，2D —塑料尺寸公差；

δ —模具制造公差，取塑件相應(yīng)尺寸公差的1/3~1/6，即δ=(1/3~1/6)D。從計算公式可以看出，型腔的徑向尺寸包含兩部分Ls(1+Scp)及-3/4D 組成，在繪制三維數(shù)模時，通常是按照制件的基本尺寸繪制，不考慮其公差尺寸；為了得到合理的由計算公式得到型芯與型腔尺寸，在繪制型芯與型腔時，必須先對制件數(shù)模進(jìn)行修整。LS(1+Scp)該部分尺寸可利用軟件中的比例縮放功能。如果塑件精度要求不是很高，-3/4D 該部分尺寸可約等于-1/2D，然后利用軟件中的偏置功能，將該尺寸面向材料內(nèi)側(cè)偏置-1/2D?？s放及偏置完成后，可利用軟件中的模型檢查功能，檢查制件各面與開模方向的角度，修整拔模角，完成后繪制型芯與型腔三維模型[7]。

型芯尺寸在CAD軟件中的實現(xiàn)方法與上述方法相同。模具中位置尺寸（如孔的中心距尺寸）在使用過程中磨損的影響可以忽略不計，只考慮模具制造公差、磨損和成型收縮率波動的影響，其計算公式如下：

C=CS(1+Scp)?2

（Smax+Smin）S=式中：CS—塑件位置尺寸；SCP—塑料的平均收縮率，cp；

2-5

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⑤ 根據(jù)模具的整體結(jié)構(gòu)框架，裝配模具的零部件，產(chǎn)生完整的模具。⑥ 將設(shè)計結(jié)果作為經(jīng)驗存入相應(yīng)的事例庫中。3.3.2 基于模型推理技術(shù)

MBR技術(shù)是隨著計算機(jī)編程技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。在早期，以面向過程的方法進(jìn)行編程時，MBR被定義為模擬。即以計算機(jī)建立一個真實世界進(jìn)程的系統(tǒng)模型，由于系統(tǒng)建模是編程必要的步驟，MBR被逐漸淡化。但是隨著面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)的出現(xiàn)，隨著面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計方法(Object oriented Analysis and Design, OO A /D)的提出，MBR又被注入了新的活力[11]。

MBR技術(shù)在建模上可由整體到局部分為：

① 組織模型：負(fù)責(zé)分配和調(diào)度整個系統(tǒng)中各個模塊的功能； ③ 模塊模型：用于進(jìn)行變換、嵌套、組合以產(chǎn)生復(fù)合輸入問題的解； ④ 組件模型：用于進(jìn)行組件的功能特征和物理特征的構(gòu)建及調(diào)試。

MBR技術(shù)在理論上采用約束系統(tǒng)進(jìn)行推理。首先，運(yùn)用組件描述語言(Component Description Language, CDL)將組件的約束特征描述出來；然后，將約束特征轉(zhuǎn)化入并行約束編程(Concurrent Constraint Programming , CCP)框架，即約束系統(tǒng),進(jìn)行推理。CCP框架將輸入問題的外部約束與組件及模塊間的內(nèi)部約束進(jìn)行匹配、組合最終得到輸出結(jié)果[12]?？偨Y(jié)

一個先進(jìn)的知識管理系統(tǒng)的引入，初步實現(xiàn)了對注塑模設(shè)計知識的管理，能夠從不同程度上提高生產(chǎn)管理水平和生產(chǎn)效率。而基于多種繪圖軟件的注塑模設(shè)計的應(yīng)用能夠使注塑模設(shè)計在一個更全面的平臺上得以更全面、更廣泛的實現(xiàn)，能讓注塑模設(shè)計更完善[13]。

參考文獻(xiàn)

[1] MATIN I, HADZISTEVIC M, JANKO H, et al.A CAD/CAE-integrated injection mold design system for plastic products[J].The International Journal of Advanced Manufacturin, 2012, 63(5):

[2] 馬瑞伍．大型注塑模設(shè)計知識管理系統(tǒng)研究[D]．[出版地不詳]：學(xué)位授予單位缺失，2006．

[3] 單方，陳璞，李美村．事例推理技術(shù)在注塑模設(shè)計中的應(yīng)用研究[J]．廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2001（03）：37-39+45． [4] 黃志高，周華民，李德群．基于CBR的注塑模設(shè)計專家系統(tǒng)的研究與開發(fā)[J]．塑

Manufacturing Technology, 1997, 46(1).WEN-REN J, YU-HUNG T, TAI-CHIH L.Algorithm for automatic undercut recognition and lifter design[J].The International Journal of Advanced Manufacturin, 2013, 69(5-8).IN-HO S, JONG-MYOUNG P, SUNG-CHONG C.Web-based Interference Verification System for Injection Mold Design[J].Computer-Aided Design and Applications, 2006, 3(1-4).

第二篇：訂書機(jī)改良設(shè)計

訂書機(jī)人機(jī)（改良）設(shè)計

—便攜式訂書機(jī)

前言

文具行業(yè)是中國輕工產(chǎn)業(yè)發(fā)展最迅速、最完善的一個行業(yè)。中國文具市場容量已突破人民幣1000億元，近年來的文具市場發(fā)展步伐均在10%以上，隨著國內(nèi)經(jīng) 濟(jì)的發(fā)展，集團(tuán)購買力的提高，將更加加速文具行業(yè)的發(fā)展。許多大的外企文具生產(chǎn)商、經(jīng)銷商都紛紛駐足國內(nèi)市場，正是看中了中國文具廣闊的消費(fèi)市爭場前景。如果把文具行業(yè)的發(fā)展分為初級階段、競階段、成熟階段的話，目前文具行業(yè)已進(jìn)入了后競爭階段，也就是逐步步入品牌化時代，文具行業(yè)的競爭方式由 單一的價格競爭轉(zhuǎn)向服務(wù)、管理、購物環(huán)境等多方位的品牌化競爭。面對品種繁多的文具用品，消費(fèi)者可選擇的余地也越來越多，國外競爭對手的涌入，將使得整個 市場的競爭壓力不斷加強(qiáng)，未來的競爭也將更加殘酷。為此要在殘酷的市場競爭又贏得一席之地，就必須提升產(chǎn)品的功能性和使用性來贏得消費(fèi)者，為此我們針對訂書機(jī)做此改良設(shè)計。

一產(chǎn)品介紹 訂書機(jī)簡介 訂書機(jī)的發(fā)明

裝訂圖書的傳統(tǒng)方法是按照“貼碼”將書頁縫合起來。這是一個相當(dāng)復(fù)雜的工序，對熟練的裝訂工人來說是簡單的，但由一部機(jī)器來做卻可能很困難。因此想提高工作速度的裝訂工人，尤其當(dāng)生產(chǎn)那些通常要求快的小冊子和雜志時，都試圖尋找到用小段彎鐵絲來進(jìn)行裝訂的辦法。

1869年，美國馬薩諸塞州波士頓的托馬斯·布里格斯發(fā)明了一個能擔(dān)當(dāng)此任的機(jī)器。他創(chuàng)辦了一家制造和銷售這種機(jī)器的“波士頓鐵絲裝訂機(jī)公司”。他的機(jī)器將鐵絲軋斷并使它彎成U形，然后用它來釘穿書頁，最后再彎一下將書恰當(dāng)?shù)毓潭ê谩?/p>

布里格斯最初的訂書機(jī)是相當(dāng)復(fù)雜的，因為它有那么多道操作步驟。因此，他在1894年采用了一種制造工序，該工序首先將鐵線軋斷并弄彎，做成一串“U”形訂書釘。這些釘子可以裝進(jìn)一個簡單得多的機(jī)器里，該機(jī)器可以把這些釘子嵌入紙張中去。這個機(jī)器就是如今辦公室和家里訂書機(jī)的原型。

早期的“U”形釘包在紙里，或者單個地裝進(jìn)訂書機(jī)里。訂書機(jī)的使用在20世紀(jì)20年代日益普及，而在當(dāng)時，U形釘已可以被黏合成一長條投放市場。

訂書針規(guī)格

訂書釘規(guī)格有： 26/

6、24/6（369）、10#、23/6-24，封箱釘35╳16、18、19等?，F(xiàn)有市場上訂書機(jī)現(xiàn)狀分析

訂書機(jī)知名企業(yè)

騎馬訂書機(jī) 得力訂書機(jī) 益而高訂書機(jī) 黑皮文具訂書機(jī) 惠勝訂書機(jī) 品牌惠勝訂書機(jī)展示 1）手握式訂書機(jī)

品牌:惠勝，型號:HS-851，最大裝訂厚度:3（mm），規(guī)格:NO.10，裝訂方式:手動，裝訂長度:65（mm），打孔厚度:3（mm），刀片使用壽命:1000000，重量:0.1722（kg）。產(chǎn)品專利號:200530129583.X訂紙張數(shù):2-18張80克紙適用針型:No.10(100PCS)入紙深度:

分析：這款訂書機(jī)和按壓訂書機(jī)的不同，原理類似平時用的夾子，體積較大。裝訂的頁數(shù)較多，2）360度轉(zhuǎn)頭塑膠訂書機(jī)

品牌:惠勝，型號:HS2005，最大裝訂厚度:3（mm），規(guī)格:24/6 26/6，裝訂方式:手動，裝訂長度:95（mm），打孔厚度:3（mm），刀片使用壽命:100000，重量:0.1778（kg）。訂紙張數(shù):2-20張80克紙適合針型:24/626/6(100/105PCS)入紙深度:95mm產(chǎn)品尺寸:160&

分析：這款訂書機(jī)采用了360度轉(zhuǎn)頭，解決了人們轉(zhuǎn)紙的麻煩，設(shè)計更加人性化，更加方便使用。3）手握立式標(biāo)準(zhǔn)訂書機(jī)

品牌:惠勝，型號:H-800，最大裝訂厚度:3（mm），規(guī)格:24/6 26/6，裝訂方式:手動，裝訂長度:60（mm），打孔厚度:3（mm），刀片使用壽命:1000000，重量:0.1375（kg）。產(chǎn)品專利號:200430087588.6訂紙張數(shù):2-20張80克紙適用針型:24/626/6(105/100PCS)...分析：立式的訂書機(jī)更加節(jié)省空間，適合在辦公室使用或要求節(jié)約空間的地方使用。

4）手握式標(biāo)準(zhǔn)訂書機(jī)

品牌:惠勝，型號:HS-850，最大裝訂厚度:3（mm），規(guī)格:24/6 26/6，裝訂方式:手動，裝訂長度:65（mm），打孔厚度:3（mm），刀片使用壽命:1000000，重量:0.233（kg）。產(chǎn)品專利號:200430129588.9訂紙張數(shù):2-20張80克紙適用針型:24/626/6(105/100PCS)

5）標(biāo)準(zhǔn)塑膠訂書機(jī)

品牌:惠勝，型號:HS-721，最大裝訂厚度:3（mm），規(guī)格:24/6 26/6，裝訂方式:手動，裝訂長度:60（mm），打孔厚度:3（mm），刀片使用壽命:1000000，重量:0.1611（kg）。產(chǎn)品專利號:200430087519.8訂紙張數(shù):2-20張80克紙適用針型:24/626/6(100/105PCS)

分析：塑料的發(fā)明使人類的生活變得更加豐富多彩，塑料的外殼不僅堅固，而且色彩亮麗。

6）迷你訂書機(jī)

使用書針型號:10，裝訂厚度:8，類型:迷你訂書機(jī)，規(guī)格:10X2.2X4.5CM，包裝方式:OPP。此款訂書機(jī)造型時尚，顏色鮮艷，手感舒適。上層有磨砂感電鍍光亮且十分實用，是辦公家居的好幫手！

分析：體積小巧，色彩鮮艷，方便攜帶，適合學(xué)生等經(jīng)常使用裝訂的人群使用。

7）重型加厚訂書機(jī)

可一次性裝訂210張80g紙張！高品質(zhì)產(chǎn)品，建議選用高品質(zhì)訂書釘如伊莎瑞特，可得優(yōu)等品牌書釘配套使用，效果更佳！釘紙深度：66MM釘紙厚度：210張（21.MM厚,80g/m2）書針規(guī)格：23/10-23/24

分析：此類訂書機(jī)常用于專門轉(zhuǎn)訂書籍的場所，如印刷廠、復(fù)印店等。8）電動訂書機(jī)

【包裝】1/－－/24【外箱尺寸】36.5x26x27.5cm【顏色】【書釘種類】26/6 ~ 24/6【訂紙厚度】15pages/80g【裝訂數(shù)】≤50pcs電池適用 4節(jié)5V堿性電池

分析：這款訂書機(jī)以電能為動力，更加方便了人們的裝訂，是未來訂書機(jī)發(fā)展的趨勢。

9）無訂訂書機(jī)

無針訂書機(jī)不用訂書針，就能輕松把幾張紙訂在一起

它對于裝訂一般的紙張，發(fā)票等都沒有問題，使用方便，省時省力，非常適合裝訂少量文件時使用。無針訂書機(jī)環(huán)保設(shè)計，時尚先鋒，永不傷手。尤其適合裝訂票據(jù)，簡單文件等。再也不用因為裝訂錯了而要使用工具用勁去撬。避免了對碎紙機(jī)的損壞.它適合商務(wù)會議，促銷活動，有多處絲印位置。

分析：無訂訂書機(jī)是環(huán)保設(shè)計，并且沒有了被訂到手的危險，也是未來訂書機(jī)發(fā)展的趨勢，但是使用壽命較短。

2、操作分析

這種操作方式裝訂的頁數(shù)較少，當(dāng)頁數(shù)較多時，按壓比較費(fèi)力

使用這種按壓方式，裝訂的頁數(shù)較多，也比較省力。

這種操作方式主要用大拇指施力，力量較小，適合裝訂頁數(shù)較少的情況，當(dāng)頁數(shù)較多時，按壓比較費(fèi)力

3、使用群體分析（大學(xué)生便攜設(shè)計）

1）影響消費(fèi)者購買行為的主要因素有哪些？

影響消費(fèi)者購買行為的主要因素有：

1．社會文化因素。文化因素包括文化、亞文化及社會階層對消費(fèi)者行為所起到的影響，是各因素中對消費(fèi)者的作用最為廣泛深遠(yuǎn)的。

2．經(jīng)濟(jì)因素。影響消費(fèi)行為的經(jīng)濟(jì)因素主要有商品價格、消費(fèi)者收入和商品效用以及經(jīng)濟(jì)環(huán)境因素。

3．心理因素。影響消費(fèi)者購買行為的心理因素，主要包括動機(jī)、知覺、學(xué)習(xí)、信念和態(tài)度等。

4．個人因素。購買者的決策也會受到個人外在特征的影響，特別是受其年齡所處的

生命周期階段、經(jīng)濟(jì)環(huán)境、生活方式、個性以及自我概念的影響。

2）消費(fèi)者心理分析 青年人消費(fèi)心理 ：在我國青年消費(fèi)人口眾多，一般來說青年消費(fèi)者的消費(fèi)心理特征具有以下幾點，1）追求時尚和新穎 青年人的特點是熱情奔放，思想活躍，富于幻想，喜歡冒險，這些特點反映在消費(fèi)心理上，就是追求時尚和新穎，喜歡購買一些新的產(chǎn)品，嘗試新的生活。在他們的帶領(lǐng)下，消費(fèi)時尚也就逐漸形成了。

2）表現(xiàn)自我和體現(xiàn)時尚 這一時期，青年人的自我意識逐漸加強(qiáng)，強(qiáng)烈地追求獨(dú)立自主，在做任何事情時，都力圖表現(xiàn)出自我個性。這一心理特征映在消費(fèi)行為上，就是喜歡購買一些具有特色的商品，而且這些商品最好能體現(xiàn)自己的個性特征，對那些一般化,不能表現(xiàn)自我個性的商品，他們一般都不屑一顧。

3）容易沖動，注重情感 由于人生閱歷并不豐富，青年人對事物的分析判斷能力還沒有完全成熟，他們的思想感情，興趣愛好，個性特征還不完全穩(wěn)定，因此在處理事情時往往容易感情用事，甚至產(chǎn)生沖動行為。他們這種心理特征表現(xiàn)在消費(fèi)行為上，那就是容易產(chǎn)生沖動性購買，在選擇商品時，感情因素占了主導(dǎo)地位，往往以能否滿足自己的情感愿望來決定對商品的好惡，只要自己喜歡的東西，一定會想方設(shè)法，迅速做出購買決策。

4男性消費(fèi)心理：

1)動機(jī)形成迅速、果斷，具有較強(qiáng)的自信性。男性的個性特點與女性的主要區(qū)別之一就是具有較強(qiáng)的理智性、自信性。他們善于控制自己的情緒，處理問題是能夠冷靜的權(quán)衡各種利弊因素，能夠從大局著想。有的男性則把自己看成能力、力量的化身，具有較強(qiáng)的獨(dú)立性和自尊心，這些個性特點也直接影響他們在購買過程中的心理活動。因此，動機(jī)形成要不女性果斷迅速，并能立即導(dǎo)致購買行為，即使處在比較復(fù)雜的情況下，如當(dāng)幾種購買動機(jī)發(fā)生矛盾沖突時，也能夠果斷處理，迅速作出決策，特別是許多男性不愿“斤斤計較”，購買商品也只是詢問大概情況，對某些細(xì)節(jié)不予追究，也不喜歡花太多時間去比較、挑選，即使買到稍微有些毛病的商品，只要無關(guān)大局，也不去計較。

2）購買動機(jī)具有被動性 就普遍意義講男性消費(fèi)者不如女性消費(fèi)者經(jīng)常料理家務(wù)，照顧老人、小孩，因此，購買活動遠(yuǎn)不如女性頻繁，購買動機(jī)也不如女性強(qiáng)烈，比較被動。在許多情況下，購買動機(jī)的形式往往是由于外界因素作用，如家里人的囑咐、朋友的委托、工作的需要等等，動機(jī)的主動性、靈活性比較差，我們常?？吹竭@樣的情況，許多男性顧客在購買商品時，事先記好所要購買的商品品名、樣式、規(guī)格等，如果商品符合他們的要求，則采取購買行為，否則就放棄購買動機(jī)。

3）購買動機(jī)感情色彩比較單薄 男性消費(fèi)者在購買活動中心境的變化不如女性強(qiáng)烈，不喜歡聯(lián)想、幻想，他們往往把幻想看作是未來的現(xiàn)實。相應(yīng)的，感情色彩比較薄淡薄，所以，當(dāng)動機(jī)形成后，穩(wěn)定性較好，其購買行為比較有規(guī)律，即使出現(xiàn)購買沖動，也往往自信決策正確，很少后悔退貨。需要指出的是，男性消費(fèi)者的審美觀同女性有明顯差異，這對他們的動機(jī)形成也有很大的影響。比如，有的男同志認(rèn)為，男性的特征是粗獷有力，因此他們在購買商品時，往往對具有男性特征的商品感興趣，如煙、酒、服裝等。

5女性消費(fèi)心理：在現(xiàn)代社會，誰抓住了女性，誰就抓住了賺錢的機(jī)會。要想快速的賺錢，就應(yīng)該將目光瞄準(zhǔn)女性的口袋，店鋪在市場銷售中，應(yīng)當(dāng)充分重視女性消費(fèi)者的重要性，挖掘女性消費(fèi)市場，女性消費(fèi)者一般具有以下消費(fèi)心理。1）追求時髦 俗話說“愛美之心。人皆有之”，對于女性消費(fèi)者來說，就更是如此。不論是青年女子，還是中老年女性，她們都愿意把自己打扮的美麗一些，充分展現(xiàn)自己的女性魅力。盡管不同年齡層次的女性具有不同的消費(fèi)心理，但是她們在購買某種產(chǎn)品時，首先想到的是這種商品能否展現(xiàn)自己的美，能否展現(xiàn)自己的形象美，使自己顯得更加年輕更加有魅力。例如，她們往往喜歡造型別致新穎、包裝華麗、氣味芬芳的商品。

2）追求美觀 女性消費(fèi)者還十分注重商品的外觀，將外觀和商品的質(zhì)量、價格當(dāng)成同樣重要的因素來對待，因此在挑選商品時，她們會非常注意商品的外觀、色彩。

3）感情強(qiáng)烈，喜歡從眾 女性一般具有比較強(qiáng)烈感情特征，這種心理特征表現(xiàn)在商品消費(fèi)中，主要是情感支配購買動機(jī)和購買行為，同時她們經(jīng)常受到同伴的影響，喜歡購買和她人一樣的東西。4）喜歡炫耀，自尊心強(qiáng) 對于許多消費(fèi)者來說，之所以購買商品，除了滿足基本需要之外，還有可能是為了顯示自己的社會地位，向別人炫耀自己的與眾不同，在這種心理驅(qū)使下，她們會追求高檔產(chǎn)品，而不注重商品的實用性，只要能顯示自己的身份和地位，她們就會樂意購買。

綜合以上的信息可以知道，大學(xué)生作為年輕人，即追求時尚，有要求個性.喜歡購買一些具有特色的商品，在選擇商品時，感情因素占了主導(dǎo)地位，往往以能否滿足自己的情感愿望來決定對商品的好惡，只要自己喜歡的東西，一定會想方設(shè)法，迅速做出購買決策。不會顧及太多。

4、現(xiàn)有訂書機(jī)存在的一些不足

1）一次只能裝訂30頁左右的印刷紙，頁數(shù)再多時，就需要非常大的力氣才能使用，不但不方便使用，而且容易造成訂書機(jī)的損壞。

2）無法觀察訂書機(jī)內(nèi)部訂書釘?shù)木唧w情況，當(dāng)訂書訂用完或者卡訂時，使用者無法知道，降低了使用效率。

3）采用騎馬釘時需要另購專用的加長型訂書機(jī)，增加了成本。4）訂訂的位置、方向只能靠使用者目測，易使訂訂歪斜，影響裝訂美觀。

5）有些訂書機(jī)體積較大不容易攜帶，而體積小的訂書機(jī)裝訂的頁數(shù)又較少，并且存在攜帶時誤傷到手的危險。

改良設(shè)計草圖

第三篇：注射模拆裝實驗心得

注射模拆裝實驗心得

通過模具拆裝實驗，我熟悉了模結(jié)構(gòu)、各零部件的作用和裝配關(guān)系。掌握成型零件、結(jié)構(gòu)零件的裝配和檢測方法，及模具總裝順序。培養(yǎng)了我的實踐動手能力。通過這周實訓(xùn)我們學(xué)到了很多東西，除了對沖壓模和注塑模的原理及功用的了解，還復(fù)習(xí)了以前所學(xué)的知識。如：繪制零件圖、裝配圖、零件的測繪以及AutoCAD的使用，還有就是合作精神，因為以后真正工作時，有些工作不是一個人就能做出來的，也體會到了細(xì)心是邁向成功“第一步”的道理，同時也為今后從事這個工作打下基礎(chǔ)，在沖壓模和注塑模的拆裝和測繪過程中我們也遇到了很多意見不統(tǒng)一的地方，經(jīng)過商量及在老師的幫助下，我們最終完成了這次實訓(xùn)的任務(wù)，感謝老師們的辛苦培訓(xùn)以及同學(xué)們的相互配合和理解使我在這次實訓(xùn)中受益匪淺。

第四篇：自動騎馬訂書機(jī)系統(tǒng)設(shè)計

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摘要

騎馬訂書機(jī)一種快速高性能的訂書設(shè)備，大部分印刷廠都配有該設(shè)備。傳統(tǒng)的騎馬訂書機(jī)設(shè)備，在高速工作狀態(tài)下，很容易發(fā)生堵紙現(xiàn)象。本次設(shè)計中對傳統(tǒng)的騎馬訂書機(jī)的電氣系統(tǒng)進(jìn)行了改造，對訂書機(jī)頭增加了電磁控制裝置，在容易發(fā)生堵紙增加了微動開關(guān)，增加了光電傳感器檢測裝置，從而很好地解決了，高速工作下的堵紙現(xiàn)象。本設(shè)計中還對傳統(tǒng)騎馬訂書機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了PLC改造，使其控制系統(tǒng)更加智能化，提高了工作效率，減少了工人的工作量。關(guān)鍵詞：電磁控制；光電傳感器；微動開關(guān)；PLC

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Abstract Combined saddle stitching, a fast high-performance stapler device, most of the printers are equipped with the device.Stapler riding equipment, state of the high-speed operation, it is prone to the phenomenon of blocking the paper.The design of the electrical system of the traditional riding stapler transformation of electromagnetic control device, a micro switch prone to blocking the paper, an increase of the photoelectric sensor detection device on the stapler head, so good the solution to the phenomenon of blocking paper in the high-speed work.This design the control system of the traditional riding stapler PLC transformation to make it more intelligent control system to improve the work efficiency, reduce the workload of the workers.Key words: electromagnetic control； photoelectric sensor；micro switch；PLC

II

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目錄

摘要......................................................................I ABSTRACT.................................................................II 第1章 緒論..............................................................1 1.1 騎馬訂書機(jī)的產(chǎn)生背景及印刷行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r..........................1 1.2 騎馬訂書機(jī)的發(fā)展趨勢..............................................2 1.3 騎馬訂書機(jī)的書釘成型過程...........................................4 第2章 自動騎馬訂書機(jī)的傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計....................................5 2.1 電動機(jī)的選擇......................................................5 2.1.1電動機(jī)類型的選擇..............................................5 2.1.2電機(jī)容量的選擇................................................5 2.2 齒輪傳動設(shè)計......................................................6 2.2.1齒輪傳動的簡介................................................6 2.2.3按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計齒輪........................................8 2.2.4按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計...........................................11 2.2.5齒輪幾何尺寸的計算...........................................13 2.3 軸的設(shè)計及校核...................................................13 2.3.1 齒輪作用在傳動軸上的力.......................................13 2.3.2初步估算軸的最小直徑.........................................15 2.3.4軸上的載荷...................................................17 2.3.5校核軸的強(qiáng)度.................................................17 2.4 帶傳動的設(shè)計.....................................................20 2.4.1概述.........................................................20 2.4.2帶傳動的設(shè)計計算.............................................21 2.5 凸輪的設(shè)計.......................................................24 2.5.1凸輪的簡介...................................................24 2.5.2確定凸輪的基本外形尺寸.......................................24 第3章 騎馬訂書機(jī)的電氣控制設(shè)計.........................................30 3.1 騎馬訂書機(jī)的特點及控制要求.......................................30 3.2 電氣線路設(shè)計.....................................................30 3.2.1 執(zhí)行電路的設(shè)計..............................................30 3.2.2控制電路的設(shè)計...............................................31 I

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3.3電器元件的選擇....................................................31 3.4編制電氣元件明細(xì)表................................................35 第4章 自動騎馬訂書機(jī)的PLC控制設(shè)計.....................................36 4.1 PLC的簡介.......................................................36 4.1.1PLC的定義及基本結(jié)構(gòu)..........................................36 4.1.2PLC的特點及應(yīng)用范圍..........................................37 4.1.3PLC的工作原理................................................38 4.1.3PLC的選擇原則................................................38 4.2 自動騎馬訂書機(jī)的PLC選型及控制電路改造...........................39 4.2.1自動騎馬訂書機(jī)的PLC類型選擇.................................39 4.2.2PLC控制電路設(shè)計..............................................40 結(jié)論.....................................................................43 參考文獻(xiàn).................................................................44 致謝.....................................................................45 II

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第1章

緒論

1.1 騎馬訂書機(jī)的產(chǎn)生背景及印刷行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r

20世紀(jì)50年代，二次世界大戰(zhàn)結(jié)束世界經(jīng)濟(jì)逐步發(fā)展，印刷行業(yè)的業(yè)務(wù)量日益增加，老式的訂書機(jī)設(shè)備已不能滿足大批量的印刷的要求，高效率的騎馬訂書機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。20世紀(jì)60年代騎馬訂書機(jī)逐步在各個國家得到應(yīng)用，極大地提高了，印刷行的工作效率。

近年來，我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，其中廣告類印刷品，連續(xù)5年保持7.5%以上的高速增長，2011年的總產(chǎn)值突破15萬億大關(guān)。其它的文化印刷品也有很大的提高。根據(jù)十二五規(guī)劃，“十二五”期間，文化產(chǎn)業(yè)要實現(xiàn)跨越式發(fā)展，并在2016年成為國民經(jīng)濟(jì)支柱性產(chǎn)業(yè)。作為文化產(chǎn)業(yè)的一個重要組成部分，印刷產(chǎn)業(yè)尚有很大發(fā)展空間。黨的十七屆六中全會通過的《關(guān)于深化文化體制改革推動社會主義文化大發(fā)展大繁榮若干重大問題的決定》，給文化產(chǎn)業(yè)重要組成部分的印刷業(yè)也帶來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。隨著人民群眾的生活水平的提高，隨著文化大發(fā)展大繁榮，群眾在文化消費(fèi)上將迎來一個高消費(fèi)期。

新聞出版總署“十二五”期間實施重大項目帶動印刷產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要舉措和引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級扶持政策的相繼出臺，為印刷產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了良好的文化氛圍和市場政策環(huán)境，印刷行業(yè)形成的綠色、創(chuàng)意、和諧發(fā)展的印刷產(chǎn)業(yè)發(fā)展理念，為印刷產(chǎn)業(yè)發(fā)展打開了智慧的閘門，對綠色印刷業(yè)的推進(jìn)，將促進(jìn)印刷企業(yè)有一個飛躍性的發(fā)展，也將牽動著含有綠色印刷技術(shù)、符合環(huán)保要求的設(shè)備、器材、出版、包裝、個性化印刷品產(chǎn)業(yè)鏈條的膨脹性的迅猛發(fā)展。

剛剛過去的北京國際圖書節(jié)以“綠色印刷”為主題。綠色印刷也是未來印刷業(yè)發(fā)展的一個重要方向。從實施綠色印刷戰(zhàn)略合作協(xié)議到未來五年實施綠色印刷的階段性目標(biāo)的確立，一直到關(guān)于中小學(xué)教科書實施綠色印刷的通知的頒布，我國綠色印刷工作已經(jīng)進(jìn)入實質(zhì)性實施階段。不久前，全國評選出來的獲得環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品認(rèn)證的印刷企業(yè)已經(jīng)達(dá)到103家，我們可以看出來全國范圍的綠色印刷工作也在有條不紊的展開著。從這一份103家印企獲綠色“身份證”的印刷企業(yè)名單中，我們可以清楚的看到北京地區(qū)獲得環(huán)境標(biāo)產(chǎn)品認(rèn)證的印刷企業(yè)已經(jīng)達(dá)到15家，僅次于江蘇省，屈居第二位。同時，有10家及以上印企獲得認(rèn)證的地區(qū)包括北京、上海、江蘇、廣東。可見在這些區(qū)域印刷行業(yè)的發(fā)展還是很發(fā)達(dá)的，對于綠色印刷工作的開展也是十分積極。為了促進(jìn)綠色印刷工程的實施，從不久前的針對中小學(xué)教科書提出來的要求從今年秋季學(xué)期起，全國各地使用的綠色印刷中小學(xué)教科書數(shù)量要占到本地中小學(xué)教科書使用總量的30％；再經(jīng)過1到2年，1

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基本實現(xiàn)全國中小學(xué)教科書綠色印刷全覆蓋。到現(xiàn)在首批綠色印刷嬰幼兒圖書首發(fā)以及獲得環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品認(rèn)證的企業(yè)不斷增多。

可見，為了推動我國綠色印刷行業(yè)的發(fā)展，從政府到企業(yè)，再到個人，大家都用不同的方式積極地促進(jìn)著，從政策的制定，通知的頒布，到具體的實施，每個人為綠色印刷的有利實施做著貢獻(xiàn)。一系列的事實說明我的印刷行業(yè)正在向著綠色節(jié)能高效的可持續(xù)發(fā)展的道路上來。

1.2 騎馬訂書機(jī)的發(fā)展趨勢

騎馬訂書機(jī)機(jī)最早出現(xiàn)在歐洲，經(jīng)過幾十年的發(fā)展．技術(shù)有了很大的提高。近幾年，隨著計算機(jī)技術(shù)網(wǎng)路技術(shù)，PLC技術(shù)的發(fā)展，相應(yīng)的的技術(shù)不斷應(yīng)用到騎馬訂書機(jī)機(jī)上使其功能越來越完善。同時，隨著客戶要求的不斷提高．騎馬裝訂聯(lián)動機(jī)又增設(shè)了許多新功能．如卡紙粘貼、自動上書帖、噴碼等。隨著自動控制技術(shù)以及自動控制技術(shù)的發(fā)展自動騎馬訂書機(jī)主要有以下的發(fā)展趨勢。

1、自動化程度越來越高

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，印刷行業(yè)的生產(chǎn)批量日益增多，印刷行業(yè)的熟練工有嚴(yán)重匱乏，自動化程度的提高顯得日益重要。自動化程度的提高主要體現(xiàn)在PLC技術(shù)的應(yīng)用、自動調(diào)整書帖規(guī)格以及完善的總體自動檢測檢測系統(tǒng)3個方面。自動調(diào)整整書帖規(guī)格開本大小已經(jīng)成為騎馬裝訂聯(lián)動機(jī)的總體發(fā)展趨勢，只要在屏幕中輸入書本的控制器便能自動對開本大小進(jìn)行調(diào)整。精密達(dá)FENGMI半自動騎馬訂書機(jī)上淮南光華光神DQ404-02半自動騎馬訂書機(jī)上海紫光DQB450自動騎馬訂書機(jī)都具備該功能，并且上海紫光DQB450自動騎馬訂書機(jī)還具有接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的功能，即能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)上的相關(guān)數(shù)據(jù)對機(jī)器進(jìn)行調(diào)整，從而實現(xiàn)印前、印刷及印后裝訂的全程數(shù)字化。

2、功能越來越完善[1] 隨著客戶要求的不斷提高，以及相應(yīng)技術(shù)的發(fā)展自動騎馬裝訂機(jī)又增設(shè)了卡紙粘貼、自動上書帖、噴碼等新功能。如瑞安市繆氏印刷機(jī)械有限公司產(chǎn)品新設(shè)備DQ404A-02/DQ404B-02型半自動騎馬訂書機(jī)淮南光華光神機(jī)械電子有限公司光華光神的DDQ404-02GD半自動騎馬訂書機(jī)都備有自動上書貼功能以減輕工人的勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。此外，書本裝訂時，通過噴碼機(jī)器對書冊內(nèi)外側(cè)進(jìn)行噴碼，如郵政編碼、地址等。Osako公司的Prima 能夠完成這項個性化的裝訂功能，而且上海紫光公司計劃將其應(yīng)用到下一代騎馬裝訂聯(lián)動機(jī)中。

3、速度越來越高，功能越來越穩(wěn)定[2]

早在20世紀(jì)70年代初，上海訂書機(jī)械廠就已生產(chǎn)了PDQ一02型騎馬裝訂聯(lián)動機(jī)，最大生產(chǎn)能力為6000本/小時。到了20世紀(jì)90年代，又研制出FENGMING型騎馬裝 2

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訂聯(lián)動機(jī)（如圖1-1），最高速度達(dá)1萬本/小時，不僅改進(jìn)和提高了穩(wěn)定性、可靠性和操作性，而且在外觀上都有了不同程度的改善。2003年．上海紫光機(jī)械有限公司相繼研制出LQDl0和LQD8F騎馬裝訂聯(lián)動機(jī)，LQDl0的性能與LQD8E相比有了很大的提高．最高速度達(dá)到1．2萬本/小時最大開本尺寸為480mm×320mm。搭頁機(jī)叼紙輪軸采用雙叼牙結(jié)構(gòu)．提高了搭頁過程的穩(wěn)定性，對于正反長短邊書帖．既能用鋼皮叼牙打開，也能用真空吸嘴搭無長短邊書帖。三面切書機(jī)改進(jìn)為先切前1：3，再切邊口的形式。海德堡和馬天尼公司是生產(chǎn)騎馬裝訂聯(lián)動機(jī)的兩家大公司，其中海森堡公司最新研制的自動騎馬訂書機(jī)速度在2萬本/小時以上。

圖1-1 “FENGMING”騎馬訂書機(jī)

4、集成化、綠色化程度越來越高

進(jìn)入21世紀(jì)來社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，化石能源的日益枯竭低耗能、高效率的的發(fā)展模式越來受到各國政府及企業(yè)的重視。綠色低耗能低污染化，綠色技術(shù)是一門綜合技術(shù)，節(jié)約能源、節(jié)約資源、提高生產(chǎn)率是綠色制造技術(shù)的核心要求。事實上，綠色制造技術(shù)的應(yīng)用既是可持續(xù)發(fā)展的客觀要求，也是市場競爭的需要。近幾年由于電力電子和數(shù)控技術(shù)的進(jìn)步，以及直線電機(jī)、力矩電機(jī)、電主軸、光柵檢測等部件的成熟，直驅(qū)技術(shù)訂書機(jī)的應(yīng)用速度加快，國外多家訂書機(jī)企業(yè)的新產(chǎn)品已使用直線電機(jī)驅(qū)動。直驅(qū)技術(shù)的應(yīng)用將極大推動訂書機(jī)的結(jié)構(gòu)改變和性能提高，也大大降低了訂書機(jī)的能耗。

近幾年來印刷行業(yè)迅速發(fā)展，人工成本越來越高，選擇高效率的機(jī)器逐漸成為大型印刷行業(yè)的共識。隨著計算機(jī)技術(shù)，PLC技術(shù)的發(fā)展，訂書機(jī)越來越集成化，訂書，裁 3

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剪，印刷逐漸集為一體。集成化的訂書機(jī)，能夠同時完成多項功能，提高了機(jī)器的效率，減少了工人的工作強(qiáng)度，同時又節(jié)約了工人成本，增加了企業(yè)的競爭力。

1.3 騎馬訂書機(jī)的書釘成型過程

騎馬訂書機(jī)的書釘成型過程包括：送料，切斷，和做訂三個過程。送料時中刀滑板下行，短銷推動連桿單向機(jī)構(gòu)逆時針旋轉(zhuǎn)，鐵絲從穿絲嘴穿入，鐵絲便夾在二滾輪中靠摩擦力傳動，經(jīng)鐵絲導(dǎo)軌從切料軸的孔中穿出，進(jìn)入成型模長槽中。切料當(dāng)鐵絲到達(dá)一定位置時，邊刀滑板上行，其中部的凸塊推動切絲搖臂的斜面而使其逆時針旋轉(zhuǎn)，由此刀架下移，刀片把鐵絲切斷。中刀滑板上行到一定高度，成型模由壓簧推入，是切斷了的鐵絲邊刀上鐵絲槽的正下方，隨后，邊刀滑板下行，邊刀的上的鐵絲槽壓向成型模兩端伸出的鐵絲，彎成門字形的訂書釘。成訂過程如圖1-2所示：

1-切料刃軸；2-切料刀片；3-成形鉤；4-鐵絲；5-咬絲鉤；6-邊刀滑板；

圖1-2 騎馬訂書機(jī)的成釘過程

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第2章

自動騎馬訂書機(jī)的傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計

2.1 電動機(jī)的選擇

2.1.1電動機(jī)類型的選擇

電磁調(diào)速異步電動機(jī)又稱滑差電機(jī)[7]，它是一種利用直流電磁滑差恒轉(zhuǎn)矩控制的交流無級變速電動機(jī)。由于它具有調(diào)速范圍廣、速度調(diào)節(jié)開滑、起動轉(zhuǎn)矩大、控制功率小、有速度負(fù)反饋、自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)時機(jī)械特性硬度高等一系列優(yōu)點，因此在印刷機(jī)及騎馬訂書機(jī)、無線裝訂、高頻烘干聯(lián)動機(jī)、鏈條鍋爐爐排控制中都得到廣泛應(yīng)用。如801型對開立式?；剞D(zhuǎn)凸版印刷機(jī)、JS2101型對開雙面膠印機(jī)，J2105型對開單色膠印機(jī)、J2108型對開單色膠印機(jī)、PZ4880－01A型對開四色膠印機(jī)等印刷機(jī)械采用這種電動機(jī)就更能符合印刷工藝要求。

因此，本次設(shè)計選擇電磁調(diào)速異步電動機(jī)（又稱滑差電機(jī)）。該電動機(jī)具有以下主要優(yōu)點：

（1）交流無級調(diào)速，機(jī)械特性硬度較高；

（2）結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、維護(hù)方便、價格低廉；

（3）調(diào)速范圍大，用在像印刷機(jī)這樣的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時，一般可達(dá)10：1，有特殊要求（如輪轉(zhuǎn)機(jī)）時亦可達(dá)50：1；

（4）可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩。在現(xiàn)代化的聯(lián)合輪轉(zhuǎn)機(jī)中，都應(yīng)用了自動化的紙張拉緊機(jī)械，它可以達(dá)到隨著卷筒紙直徑的變化，調(diào)節(jié)離合器的轉(zhuǎn)矩經(jīng)保持拉力不變。

2.1.2電機(jī)容量的選擇

電機(jī)工作的有效功率

該設(shè)備，切鋼絲所用力為F=9.2KN，傳從速度為V=0.6m/s電機(jī)工作的有效功率為`

PW??Fv1000?W9200?0.6W

1000?0.84?6.57KW從電動機(jī)到工作機(jī)輸送帶間的總效率為

3????1??2??3??4

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式中?

1、?

2、?

3、?4分別為聯(lián)軸器、軸承、齒輪傳動和凸輪的傳動效率[5]，有表可查?1?0.99、?2?0.98、?3?0.97、?4?0.94 則

?W?0.99?0.983?0.97?0.94?0.84

電機(jī)的轉(zhuǎn)速

二級圓柱齒輪減速器傳動比i0?8~10，V帶傳動比范圍i1?2~4作軸轉(zhuǎn)速為n0?20r/min所以電動機(jī)的轉(zhuǎn)速的可選范圍為

n?i0i1n0?320~800r/min

查表可知：可選JZT251—4型電機(jī)，120—1200r/min，7.5KW 2.2 齒輪傳動設(shè)計

2.2.1齒輪傳動的簡介

齒輪傳動是利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動力和運(yùn)動的機(jī)械傳動。

齒輪傳動的特點：傳動效率較高，傳動過程平穩(wěn)，使用壽命長，齒輪之間的傳動比精確，工作狀況可靠，能夠傳動功率范圍大。例如齒輪的傳遞功率范圍可以從很幾瓦到幾萬千瓦；傳動速度高達(dá)300m/s；齒輪直徑范圍大，可以從手表用的幾毫米齒輪到大型水利工程用的二十多米齒輪，但是制造大型齒輪需要有專門的齒輪制造設(shè)備，大型齒輪嚙合傳動會產(chǎn)生很大的噪聲，而且大型齒輪的精度不易保證。

齒輪的齒面應(yīng)具有較高的耐磨性能、抗塑性變形、抗點蝕、抗膠合的能力，而齒根要有較高的抗折斷的能力。因此，對輪齒材料性能的基本要求為：齒面要用硬度較高的材料、齒芯要韌性較好的材料。常用的齒輪材料是鑄鐵 鋼、和無機(jī)非金屬材料。鋼材的韌性交好，抗沖擊能力強(qiáng)，還可以通過物理及化學(xué)處理改善其鋼材力學(xué)性能，所以鋼材最適合用來制造齒輪。

齒輪在工作過程中 HB＜350時，稱為軟齒面H8＞350時，稱為硬齒面齒面硬度 HB＜350 時

常用材料；

45、35SiMn、40Cr、40CrNi、40MnB。特點： 具有較好的綜合性能，齒面具有較高強(qiáng)度和硬度，齒芯具有較好韌性。熱處理后切齒精度可達(dá)8級。制造簡單、經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)率高，對精度要求不高。齒面硬度 HB＞350大于 采用中碳鋼時： 常用材料：

45、40Cr、40CrNi。特點：齒面硬度高 HRC＝48-55，接觸強(qiáng)度高，耐磨性好。齒芯保持調(diào)質(zhì)后的韌性，耐沖擊能力好，承載能力較高。精度可達(dá)7級精度。

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適用于大量生產(chǎn)，如：汽車、機(jī)床等中速中載變速箱齒輪。采用低碳鋼時：常用材料；20Cr、20CrMnTi、20MnB、20CrMnTo。

齒輪在工作時由于某種原因而損壞，使其失去正常工作能力的現(xiàn)象稱為失效。齒輪的失效形式有很多種，常見的失效形式有：

1、齒面磨損

齒輪在傳動過程中，輪齒嚙合處存在滑動摩擦。齒輪在受力情況下，齒面間的相對滑動使齒面發(fā)生磨損。磨損會破壞齒面形狀，造成傳動不平穩(wěn)；另外，磨損使輪齒變薄，造成齒側(cè)間隙增大，輪齒強(qiáng)度降低。齒面磨損是潤滑條件差的開式齒輪傳動(外露的齒輪傳動)的主要失效形式，也是開式蝸桿傳動的主要失效形式。

2、輪齒折斷

齒輪在工作中，其輪齒的受力狀況相當(dāng)于懸臂梁，齒根處受到的彎矩最大，所產(chǎn)生的應(yīng)力集中。在嚙合過程中，齒輪根部所受的彎矩是交替變化的，因此，在該處最容易產(chǎn)生疲勞裂紋而使輪齒折斷，輪齒的這種失效形式稱為輪齒的疲勞折斷。齒輪的另一種折斷是長期過載或受到過大沖擊載荷時的突然折斷，稱為過載折斷。

3、輪齒塑性變形

在低速重載的工作條件下，齒輪的齒面承受很大的壓力和摩擦力，由于這些力的作用，材料較軟的齒輪的局部齒面可能產(chǎn)生塑性流動，使齒面出現(xiàn)凹槽或凸起的棱臺，從而破壞齒輪的齒廓形狀，使齒輪喪失工作能力。齒輪的這種失效形式稱為輪齒的塑性變形。

4、齒面點蝕

齒輪工作時，當(dāng)嚙合表面反復(fù)受到接觸擠壓作用，且由此所產(chǎn)生的壓力過大或使用時間過長時，齒面會產(chǎn)生細(xì)微的疲勞裂紋。隨著齒輪的連續(xù)工作，裂紋會沿表層不斷擴(kuò)大，使齒面出現(xiàn)小塊金屬剝落，形成麻點和斑坑。輪齒齒面發(fā)生的這種失效形式稱為齒面點蝕。嚴(yán)重的齒面點蝕會破壞齒輪輪齒的工作表面，造成傳動不平穩(wěn)，產(chǎn)生噪聲，甚至使齒輪失去工作能力。齒面點蝕這種失效形式多發(fā)生在潤滑條件良好的閉式齒輪傳動中。

5、齒面膠合

在高速重載的閉式齒輪傳動中，齒面潤滑較為困難，嚙合面在重載作用下產(chǎn)生局部高溫使其粘結(jié)在一起，當(dāng)齒輪繼續(xù)運(yùn)動時，會在較軟的齒面上撕下部分金屬材料而出現(xiàn)撕裂溝痕，這種由于齒面粘結(jié)和撕裂而造成的失效稱為齒面膠合。齒面出現(xiàn)膠合現(xiàn)象后，將嚴(yán)重?fù)p壞齒面而導(dǎo)致齒輪失效。閉式蝸桿傳動中極易發(fā)生這種失效。

2.2.2選定各齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù)

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本設(shè)計中，已知輸入功率為7.5KW，小齒輪轉(zhuǎn)速為860r/min，齒數(shù)比為3.2。工作壽命為15年（每年工作300天），每天工作8小時。

（1）本設(shè)計中騎馬訂書機(jī)主軸齒輪精度選擇

根據(jù)本設(shè)計方案，選用直齒圓柱齒輪。騎馬訂書機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故運(yùn)用7精度(GB 10095—88)。

（2）材料選擇

綜合設(shè)計思路方案，根據(jù)濮良貴《機(jī)械設(shè)計》第八版191頁選擇小齒輪材料為40C(質(zhì))，硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))，硬度為240HBS。

（3）齒數(shù)選擇

選擇小齒輪齒數(shù)z1?24，大齒輪z2?24?3.2?76.8，取z2?77

2.2.3按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計齒輪[3]

由濮良貴《機(jī)械設(shè)計》第八版203頁齒面接觸強(qiáng)設(shè)計計算公式進(jìn)行計算，即

32?ZE?KT1u?1d1t?2.32????????·u?H?d式中

d1t——所求齒輪直徑（mm）

T1——齒輪傳動的轉(zhuǎn)矩（N·mm）

ZE——彈性影響系數(shù)（MPa）

12(2?1)

?d——齒寬系數(shù)

K——載荷系數(shù)

（1）確定公式內(nèi)的各個計算數(shù)值

1）試選載荷系數(shù)Kt?1.3 2）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩

T1?95.5?10

5P1n1(2?2)

95.5?105?7.5?N?mm 860?8.328?104N?m3）根據(jù)濮良貴《機(jī)械設(shè)計》第八版表10-7選取出齒寬系數(shù)

?d?1

4）根據(jù)濮良貴《機(jī)械設(shè)計》第八版表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)

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ZE?189.8MPa

5）根據(jù)濮良貴《機(jī)械設(shè)計》第八版表10-21查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限

12?Hlim?600MPa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限?Hlim?550MPa

6）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)

N1?60n1jLh

(2?3)

?60?860??8?300?2?15??3.715?1093.715?109N2? 3.2?1.161?1097）根據(jù)濮良貴《機(jī)械設(shè)計》第八版表10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1?0.90，KHN2?0.95

8）計算接觸疲勞許用應(yīng)力通常取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1

??H?1?KHN1??lim1S?0.9?600?540MPa

（2-4）S?0.95?550?522.5MPa ??H?2?KHN2??lim2（2）計算

1）計算小齒輪分度圓直徑

3d1t?2.323?ZE?KT1u?1????????·u ?H?d4?189.8?1.3?8.328?104.2· ??522.513.2??2 = 2.32= 61.634mm 2）小計算圓周速度v

v?

?d1tn160?10003.14?61.634?860?m/s60?1000?2.77m/s(2?5)

3）計算齒寬b 9

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b??d?d1t

(2?6)

?1?61.634mm? 61.634mm4）計算齒寬與齒高比

b h模數(shù)

mt?d1tz1?61.63424?2.568mm

（2-6）

齒高

H?2.25mt?5.778mm寬與齒高比

(2-7)

b61.634??10.67 h5.7785)計算載荷系數(shù)

根據(jù)v?2.77ms，7級精度根據(jù)濮良貴《機(jī)械設(shè)計》第八版圖10-8查得動載荷系數(shù)

KV?1.12

對于直齒輪

KH??KF??1；

根據(jù)濮良貴《機(jī)械設(shè)計》第八版表10-2查得使用系數(shù)KA?1； 查得7級精度小齒輪相對支承非對稱布置時KHB?1.423由表得KFB?1.35

載荷系數(shù)為：

b?10.67，KH??1.423查hK?KAKVKH?

(2?8)

?1?1.12?1?1.423?1.5946）按實際的載荷系數(shù)校正所算得的小分度圓直徑

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d1?d1t3KKt3(2?9)

1.5941.3?65.968mm?61.634?7)計算模數(shù)m

m?d165.968??2.748mm

z1242.2.4按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計[3]

齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計公式為 m?2KT1?YFaYsa?2??dz1???F?????(2?10)

式中

?FE1——齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限(1)確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值

由濮良貴《機(jī)械設(shè)計》第八版圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限：

?FE1?500MPa

大齒輪的彎曲疲勞極限：

?FN1?380MPa

查得彎曲疲勞壽命系數(shù)：

KFN1?0.85，KFN2?0.88

計算彎曲疲勞許用應(yīng)力：取彎曲疲勞完全系數(shù)S?1.4，得

??F?1?KFN1?FE

1S0.85?500?MPa1.4?303.57MPa(2?11)

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??F?2?KFN2?FE2S0.88?380?MPa

1.4?238.86MPa計算載荷系數(shù)：

K?KA?KV?KFa?KFb?1?1.12?1?1.35?1.512

由濮良貴《機(jī)械設(shè)計》第八版表10-5查得齒形系數(shù)

YFa1?2.65，YFa2?2.226

查取應(yīng)力校正系數(shù)

YSa1?1.58，YSa2?1.764

計算大小齒輪的YFaYSa??F?并加以比較

YFaYSa??F?1?2.65?1.58?0.01379303.57

2.226?1.764?0.01644238.86

??F?2由上式可知大齒輪的數(shù)值較大 設(shè)計計算

3YFaYSa?m?2?1.512?8.328?104?0.01644?2.05mm1?242

由計算結(jié)果可知，齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)，齒輪模數(shù)m主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)2.05并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2.5mm，按接觸強(qiáng)度算的的分度圓直徑d1=65.968mm。

算出小齒輪的齒數(shù)：

z1?d165.968??26 m2.5大齒輪的齒數(shù)：

z2?3.2?26?83.2取z2?84

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2.2.5齒輪幾何尺寸的計算

（1）計算分度圓的直徑

小齒輪分度圓直徑

d1?z1?m?26?2.5?65mm

大齒輪分度圓直徑

d2?z2?m?84?2.5?210mm

（2）確定齒輪中心距的

d1?d2265?210

?2?137.5mma?（3）計算齒輪寬度

(2?12)

b??ddd1?1?65?65mm

2.3軸的設(shè)計及校核

2.3.1 齒輪作用在傳動軸上的力

分析騎馬訂書機(jī)的傳動系統(tǒng)圖可知主軸箱內(nèi)各軸均為轉(zhuǎn)軸。已知電機(jī)功率為7.5KW，轉(zhuǎn)速為120~1200r/min，小齒輪工作轉(zhuǎn)速為860r/min，齒數(shù)比為3.2?，F(xiàn)對主軸進(jìn)行分析和設(shè)計：

1、軸上的輸出功率P2 p2?p?1?2?7.5?9.8?9.7

2?6.9KW2、軸上的轉(zhuǎn)矩T2

由于n?120~1200r/min，當(dāng)n?120r/min時，軸的轉(zhuǎn)矩

PT2?95500002

n2 13

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6.9N?mm 120?54625N?mm ?9550000?

3、作用在齒輪上的力[3]

Ft?2T22?54625??520N d210Fr?Fttan??520?tan20?189N

Fn?Ft520??554Ncos?cos20

式中圓周力Ft，徑向力Fr及軸上的法向力Fn如圖2-1所示

M?MH2?MV2

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圖2-1 軸的載荷分析圖

2.3.2初步估算軸的最小直徑

選取材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表15-3，取A0?100，可得

dmin?A03p2n2

6.9120?38.5mm ?100?3軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑，為了確定軸的最小直徑，必須先確定聯(lián)軸器的孔徑。考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，取KA=1.3

Tca?KAT2?1.3?54625?71012.5N?mmd=40mm故，軸的最小直徑dmin=40mm

(2?13)

按照轉(zhuǎn)矩Tca的條件，查表GB/T 5014—2003，選用LX3彈性柱銷聯(lián)軸器，孔徑為2.3.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計

（1）擬定軸上零件的分配方案，如圖2-2所示。

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2-2軸的結(jié)構(gòu)與裝配

（2）確定各軸段直徑和長度

1）初步選擇滾動軸承。因同時受徑向載荷和很小的軸向載荷作用，故選深溝球軸承。初定dI?II?dIII?IV?65mm，因此，選深溝球軸承6413，其尺寸為d?D?B?65mm?120mm?23mm，于是有l(wèi)I—II?23mm。選定，dII?III?90mm，lII?III?54mm。

2)安裝z?84齒輪的軸段III-IV的直徑dIV?V?60mm，齒輪左端用套筒定位，右端用軸肩定位，dIV?V?60mm 為了使套筒可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取lIV?V?61mm。dV?VI?45mm，lV?VI?8mm。

3）查表GB/T 5014—2003取聯(lián)軸器LX3的Y型，孔長60mm，石棉墊片寬度為6mm故，lVI?VII?60mm?6mm?66mm，dVI?VII?40mm

4）軸的長度為：

l?23mm?54mm?64mm?61mm?8mm?66mm?276mm

（3）軸上零件的周向定位

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齒輪與軸，聯(lián)軸器與軸，均采用平鍵連接，由表查得，齒輪與軸的平鍵截面為b?h?14mm?9mm，鍵槽長定為54mm，聯(lián)軸器與軸的平鍵為b?h?12mm?8mm，長為40mm 2.3.4軸上的載荷

可化為簡支梁的軸跨距為L2?L3?L4?61mm?8mm?66mm?135mm，根據(jù)計算，截面C為危險截面，做出軸的扭矩圖和彎矩圖，各個數(shù)值參考如表2-2：

表2-1 軸的各個計算數(shù)值

載荷

水平面H

垂直面V 支反力F

FNH1?274N FNH2?274N

FNV1?100N FNV2?89N

彎矩

MH?20207.5N?mm

MV?7375N?mm 總彎矩M

M?22N?mm 20207.5?7375?21511扭矩T

T2?54625N?mm

2.3.5校核軸的強(qiáng)度

（1）軸的計算應(yīng)力

軸的計算應(yīng)力校核時，只需校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度，本設(shè)計中最大最大彎矩和扭矩的截面為C面，根據(jù)表中數(shù)據(jù)以及扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取??0.6，軸的計算應(yīng)力[3]

?ca??M???T4?22W(2?14)

2?21511??0.6?5462520.1?453MPa?43MPa

前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查濮良貴《機(jī)械設(shè)計》第八版表15-1可知，???1??60MPa，因此1）判斷危險截面 ?ca????1?，故安全。

（2）校核軸的疲勞強(qiáng)度

齒輪軸段彎矩最大，截面III為危險截面，其它截面均按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較寬設(shè)定的，故，只需軸的右側(cè)即可。

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2）截面右側(cè)各個系數(shù)的計算[3]

抗彎截面系數(shù)：

W?0.1d3?0.1?403?6400mm3抗扭截面系數(shù)：

WT?0.2d3?0.2?403?12800mm3截面左側(cè)彎矩M為：

73.75?30.5M?21511??12615N?mm73.75截面上的轉(zhuǎn)矩：

(2?15)

(2?16)

T2?54625N?mm

截面上的彎曲應(yīng)力：

M12615??1.97MPa W6400?b?截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 ：

T54625??4.27MPa WT12800軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理[6]。由濮良貴《機(jī)械設(shè)計》第八版表15-1查得

?T??B?640MPa，??1?275MPa，??1?155MPa。

截面上由于軸肩而形成理論應(yīng)力集中系數(shù)??及??，由濮良貴《機(jī)械設(shè)計》第八版

D44r2.0?1.1，經(jīng)插值后得???1.82，???1.20。?0.05，?附表3-2查取因?d40d40濮良貴《機(jī)械設(shè)計》第八版附圖3-2查得軸材料的敏性系數(shù)為

q??0.82，q??0.85

k??1?q?(???1)

(2?17)

?1?0.82?(1.82?1)?1.68k??1?q?(???1)(2?18)

由圖表選出

?1?0.85?(1.2?1)?1.17

???0.67，???0.82

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軸按磨削加工，查圖可得表面質(zhì)量系數(shù)

??????0.92

軸的表面未經(jīng)強(qiáng)化處理，即?q?1，按濮良貴《機(jī)械設(shè)計》第八版公式（3-12）及（3-12a）的軸的綜合系數(shù)為

碳鋼的特性系數(shù)

計算安全系數(shù) [3]

K??k?1???1????1.680.67?10.92?1?2.60K??k???1?1????1.170.82?10.92?1 ?1.51???0.1~0.取???0.1???0.05~0.1取???0.05S????1K??a????m?2752.6?4.86?0.1?0?21.76S????1K??a????m

?1551.51?17.802?0.05?17.802?11.1619

(2?19)

(2?20)

(2?21)

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Sca??S?S?S??S?21.76?11.162222(2?21)

21.76?11.16?9.9?S?1.5故可知軸是安全的。

2.4 帶傳動的設(shè)計

2.4.1概述[4] 帶傳動是一種撓性傳動。帶傳動的基本組成零件為帶輪和傳動帶。當(dāng)主動輪轉(zhuǎn)動時，利用摩擦，將動力通過傳動帶傳遞給從動輪。工作示意圖如圖2-3所示：

（a）不工作

（b）工作

2-3傳動帶工作示意圖

帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、能緩沖吸振、能夠輕易實現(xiàn)遠(yuǎn)距離，價格便宜、維護(hù)容易等特點。在近代機(jī)器設(shè)備中應(yīng)用廣泛。摩擦型帶傳動能夠?qū)崿F(xiàn)過載打滑、而且機(jī)器工作時噪聲低，但摩擦型帶傳動比不夠精確；同步帶傳動能夠保證一定的傳動比，但是對帶的載荷變動量的吸收能力差，高速速運(yùn)轉(zhuǎn)時噪聲很大。根據(jù)用途不同，有一般工業(yè)用傳動帶、汽車用傳動帶、農(nóng)業(yè)機(jī)械用傳動帶和家用電器用傳動帶。摩擦型傳動帶根據(jù)其截面形狀的不同又分平帶、V帶和特殊帶等。

帶傳動的功率損失有：

（1）滑動損失 摩擦型V帶傳動工作時，由于帶輪上下邊的拉力差及其帶輪不同變形差形成彈性滑動，從而導(dǎo)致帶與從動輪的速度損失。彈性滑動功率損失率通常在1%～2%之間。嚴(yán)重滑動，特別是過載打滑，會使帶的運(yùn)動長時間處于不穩(wěn)定狀態(tài)，效率急劇下降，摩擦磨損加劇，從而嚴(yán)重影響帶的壽命?；瑒訐p失隨緊邊與松邊拉力差的增大而增大，隨帶體彈性模量的增大而減小。

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（2）內(nèi)摩擦損失 帶在運(yùn)行中的反復(fù)伸縮，會使帶體內(nèi)部產(chǎn)生摩擦引起功率損失。內(nèi)摩擦損失隨預(yù)緊力、帶厚與帶輪直徑比的增大而增大。減小帶的帶輪之間的拉力變化，可減小帶傳動的內(nèi)摩擦損失。

（3）空氣阻力損失 帶輪高速運(yùn)行時，運(yùn)行風(fēng)阻引起的功率損失。帶傳動的功率損失與速度的平方成正比。因此設(shè)計高速帶傳動時，應(yīng)減小帶的表面積，盡量用厚窄的帶；帶輪的輪輻表面應(yīng)平滑或用輻板以減小風(fēng)阻。

（4）軸承摩擦損失 軸承受帶拉力的作用產(chǎn)生摩擦，也會導(dǎo)致帶傳動的功率損失，軸承摩擦損失是引起功率損失的重要因素之一。

綜合上述損失，帶傳動的效率約在80%～96%范圍內(nèi)，設(shè)計帶傳動時，要根據(jù)帶綜合因素來選取帶輪與傳動帶的形狀。

2.4.2帶傳動的設(shè)計計算

騎馬訂書機(jī)帶式傳動系統(tǒng)中采用V帶傳動。已知電動機(jī)功率為P?7.5kW，轉(zhuǎn)速為n1?1200r/min，傳動比i?3.4，每天工作8小時

1、確定計算功率Pca[4] 由帶傳動工作情況系數(shù)表查得濮良貴《機(jī)械設(shè)計》第八版表8-7知KA?1.1，故

Pca?KAP?1.1?7.5kW?8.25kW

2、選擇V帶的帶型根據(jù)Pca、n1由普通V帶選型圖，選用A型。

3、確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd并驗算帶速v 1）選擇取小帶輪基準(zhǔn)直徑

dd1?120mm

2）驗算帶速 由經(jīng)驗知

v??dd1n160?10003.14?120?1200?

60?1000?7.54m/s

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因為5 m/s < v < 30 m/s，故帶速合適。3）計算大帶輪基準(zhǔn)直徑

dd2?idd1?3.4?120mm ?408mm元整取dd2?400mm

4、確定V帶中心距a和基準(zhǔn)長度Ld 1）初定中心距

0.7(dd1?dd2)?a0?2(dd1?dd2)

初定中心距a0 = 600 mm 2)計算帶所需基準(zhǔn)長度 L?2a0??(dd2?dd1)d02(dd1?dd2)?4a0?2?600??22(120?400)?(400?120)4?600

?2050mm

查表得基準(zhǔn)長度：

Ld =2000 mm 3）帶的實際中心距a

a?a0?Ld?Ld0

2???2000?2050??600?2??mm?575mm

4）中心距變化范圍[3] amin?a?0.015Ld?600?0.015?2000?570mmamax?a?0.03Ld?600?0.03?2000?660mm

2?22）(2?23)

（

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中心變化距范圍570~660 mm

4、計算驗證小帶輪上的包角?1[3] ?1?180??(dd2?dd1)

57.3a57.3??180??(400?120)575?152??90?(2?24)

5、計算帶的根數(shù)z 1）計算單根V帶的額定功率Pr 由dd1?120mm和n1?1200r/min,查表得P0?2.28kW

根據(jù)n1?1200r/min,i?3.4查表得

?P0?0.15kW

查表得K??0.925，KL?0.93于是

Pr?(P0??P0)K?KL

2）計算V帶的根數(shù)

(2?25)

?(2.28?0.15)?0.925?0.93kW?2.2kWz?

取4根

6、單根V帶的初始拉力最小值[3]

Pca8.25??3.75 Pr2.2F0min?500?500??232N應(yīng)使初拉力F0>F0min

7、軸的最小壓力[3]

(2.5?K?)Pca?qv2K?zv（2?24）

(2.5?0.925)?8.25?0.1?7.5420.925?4?7.54 23

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Fpmin?2zF0minsin?12152? 2?2?4?161?sin?1251N2.5 凸輪的設(shè)計

2.5.1凸輪的簡介[5]

凸輪是一種機(jī)械機(jī)械回轉(zhuǎn)或滑動部件，它把運(yùn)動傳遞給緊靠它邊緣運(yùn)動的滾輪或在槽面上運(yùn)動的針桿。凸輪在各種機(jī)械中廣泛的應(yīng)用，尤其在紡織機(jī)械，印刷機(jī)械，沖壓機(jī)床等自動控制裝置中應(yīng)用最為廣泛。隨著制造技術(shù)的發(fā)展，凸輪的制造越來越精確，應(yīng)用范圍也逐漸擴(kuò)大。凸輪傳動的特點如下： 只要合理的設(shè)計出凸輪的輪廓，就能很容易地獲得預(yù)期的運(yùn)動規(guī)律。2 凸輪的響應(yīng)速度快 3 凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單緊湊 凸輪輪廓線與推桿之間為點線接觸，易磨損。5 凸輪制造困難。

凸輪的種類很多，按凸輪的形狀分類可分為盤形凸輪和圓柱形凸輪；按推桿分類可分為，尖頂推桿凸輪，滾子推桿凸輪和平底推桿凸輪；按接觸的方式不同可分為，力封閉凸輪和幾何封閉凸輪。

2.5.2確定凸輪的基本外形尺寸

自動騎馬訂書機(jī)采用直動滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)，工作條件是高速輕載。對推桿的要求為：當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過90°時，推桿上升150mm，凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過90°時時，推桿停止不動；凸輪再繼續(xù)轉(zhuǎn)過60°時，推桿下降150mm，凸輪轉(zhuǎn)過其余角時，推桿又停止不動。、確定凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸 基圓半徑

初步確定基圓的半徑r0=300mm，推桿棍子半徑為rr=60mm。本此設(shè)計的工作條件是高速輕載，選用沖擊較小的運(yùn)動規(guī)律。

2、確定凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動方程

初步選定，推程階段為正弦加速運(yùn)動規(guī)律，回程階段選用五次多項式運(yùn)動規(guī)律[5]。運(yùn)動規(guī)律如圖2-4所示：

（1）正弦運(yùn)動規(guī)律的方程式為：

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v?h??1?cos(2??/?0)?/?0a?2?h?2sin(2??/?0)/?02s?h?(?/?0)?sin(2??/?0)/(2?)?

（2）五次多項式的運(yùn)動規(guī)律方程為：

s?C0?C1??C2?2?C3?3?C4?4?C5?5v?ds/dt?C1??2C2???3C3??2?4C4??3?5C5??4 a?dv/dt?2C2?2?6C3?2??12C4?2?2?20C5?2?3

(a)正弦運(yùn)動規(guī)律圖

（b）五次多項式運(yùn)動規(guī)律

圖2-4 凸輪推程與回程階段的運(yùn)動規(guī)律

由圖知正弦加速運(yùn)動規(guī)律和五次多項式運(yùn)動規(guī)律都沒有柔性沖擊和剛性沖擊，適合高速輕載的凸輪設(shè)計。

3、計算凸輪的理論廓線

對于對心直動滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪的理論輪廓線坐標(biāo)為

x?(s0?s)sin??ecos???y?(s0?s)cos??esin??s?r0，求得：

(2?25)

本次騎馬訂書機(jī)的設(shè)計中e?0x?(r0?s)sin???

y?(r0?s)cos??對上式中的位移s進(jìn)行分段計算

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（1）騎馬訂書機(jī)凸輪的推程階段

?02?90???/2

?01?90???/2

s1?h?(?1/?01)?sin(2??1/?01)/(2?)?

?h?(2?1/?)?sin(4?1)/(2?)?

?1??0,?/2?

（2）騎馬訂書機(jī)凸輪的遠(yuǎn)休止階段

??02?90??/2

s2?1

5（3）騎馬訂書機(jī)凸輪的回程階段?03?60???/3

s3346h?553?10h?3/?03?15h?43/?03?3/?0

3?27h0?33/?3?121h5?43/?4?145h8?53/?5

（4）騎馬訂書機(jī)凸輪近休止階段

?04?12?0?2?/3

s4?0

推程和回程階段的壓力角

??arctands/d?rs

0?去計算間隔為5°計算以上各式的值，將結(jié)果寫入表格中。計算結(jié)果時：???推程階段：???1??遠(yuǎn)休止階段：???1??2??3

回程階段：???1??2??3??近休止階段：???1??2??3??4??5

4、計算凸輪的實際工作廓線

?2??0,?/2?

?3??0,?/3?

?4??0,?/3?

（2-26）

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其中

x??x?rrcos???y??y?rrsin??(2?27)

sin??(dx/d?)/(dx/d?)2?(dy/d?)2 cos???(dy/d?)/(dx/d?)2?(dy/d?)2

（1）騎馬訂書機(jī)凸輪的實際工作推程階段 ?1??0,?/2?

dx/d??(ds/d?)sin?1?(r0?s)cos?1?2h? ???1?cos4?(1)??sin?1?(r0?s)co?s1

???

dy/d??(ds/d?)cos?1?(r0?s)sin?1?2h?

???1?cos4?(1)??co?s1?(r0?s)sin?1

???

（2）騎馬訂書機(jī)凸輪的實際工作遠(yuǎn)休止階段

?2??0,?/2?

dx/d??(r0?s)cos(?/2??2)dy/d???(r0?s)sin(?/2??2)

（3）騎馬訂書機(jī)凸輪的實際工作回程階段

?3??0,?/3?

dx/d??(ds/d?)sin(?3??)?(r0?s)cos(?3??)

?(81h0?32/?3?486h0?33/?4?729h0?34/?5)sin?(3??)?

(r0?s)cos(?3??)

35dy/d??(810h?3/?3?4860h?34/?4?7290h?3/?5)cos(?3??)?(r0?s)sin(?3??)

4）騎馬訂書機(jī)凸輪的實際工作遠(yuǎn)休止階段

?3??0,2?/3?

dx/d??(r0?s)cos(4?/3??4)

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dy/d???(r0?s)sin(4?/3??4)

凸輪的工作曲線與實際曲線的計算結(jié)果如表2-2

表2-2 凸輪的各個計算數(shù)值

?

0? 5? 10?

350? x

0.000 26.175 52.365

y

300.000 299.185 296.226

x?

0.000 21.602 44.468

??

240.000 238.885 237.228-52.092-26.148 0.000

295.446 298.984 300.000

-41.468-20.916 0.000

236.352 238.645 240.000 355? 360?

由表中各個數(shù)值計算結(jié)果，可作出凸輪的輪廓曲線如圖2-5所示：

圖2-5 凸輪的輪廓曲線

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凸輪機(jī)構(gòu)推程階段最大的壓力角為19.856°，相應(yīng)凸輪的轉(zhuǎn)角為45°；回程階段的最大壓力角為27.658°，相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角為210°，凸輪的最大壓力角小于許用壓力角，故凸輪的尺寸設(shè)計合理。

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第3章

騎馬訂書機(jī)的電氣控制設(shè)計

3.1 騎馬訂書機(jī)的特點及控制要求

1、騎馬訂書機(jī)的運(yùn)動由電動機(jī)M傳動

2、主軸制動靠剎車輪的摩擦制動

3、到發(fā)生堵紙現(xiàn)象時，微動開關(guān)啟動，電機(jī)M斷電，機(jī)器停止工作。

4、機(jī)器的運(yùn)動與停止等操作都集中在電氣操作箱上。

電動機(jī)M的型號：JZT251—4 7.5kW 220V 1200r/min 3.2 電氣線路設(shè)計

3.2.1 執(zhí)行電路的設(shè)計

根據(jù)騎馬訂書機(jī)的工作要求，為了調(diào)速，并降低啟動電流，電動機(jī)M選用松下變頻器BFV00072G 220V 0.75KW?？傠娐返倪^載保護(hù)選用，選用熔斷器FU[10]。執(zhí)行電路圖如3-1所示：

圖3-1 自動騎馬訂書機(jī)的執(zhí)行電路圖

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3.2.2控制電路的設(shè)計

光電傳感器的初狀態(tài)閉合，當(dāng)檢測到書帖信號時，光電傳感器SL1的長閉觸電開啟，繼電器KM3斷開，從而使電磁鐵主回路中的電流繼電器KA1失電斷開，電磁鐵YV不工作，離合機(jī)構(gòu)嚙合，訂書機(jī)機(jī)頭工作。當(dāng)無書帖時，光電傳感器SL1閉合，繼電器KM3得電觸點閉合，從而使從而使電磁鐵主回路中的電流繼電器KA1得電閉合，電磁鐵電磁鐵YV工作，離合機(jī)構(gòu)斷開，訂書機(jī)機(jī)頭不工作。接近開關(guān)SL2同步復(fù)位KM3，以保證裝訂機(jī)頭，停于上限位置。當(dāng)發(fā)生紙張擁堵時，微動開關(guān)SS1斷開，繼電器KM1失電，變頻器的控制回路中的開關(guān)SA開啟，變頻器失電，停止工作，電動機(jī)M停止。當(dāng)光電傳感器SL1檢測到書帖時，SL1-2觸電閉合，計數(shù)器得到一次信號，累加一次。當(dāng)無書帖時，計數(shù)器無信號，不累加?？刂齐娐穲D如3-2所示

圖3-2 自動騎馬訂書機(jī)的控制電路圖

3.3電器元件的選擇[6]

1、電源引入開關(guān)Q

電源引入開Q關(guān)主要起外部輸入電路的作用，可根據(jù)電機(jī)M的額定電流選用。

P7500I??A?19.7A U380選用HZ-25/3型開關(guān)，額定電流25A

2、變頻器[12] 變頻器（Variable-frequency Drive，VFD）是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流（交流 31

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變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。通過改變電源的頻率來達(dá)到改變電源電壓的目的，根據(jù)電機(jī)的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護(hù)功能，如過流、過壓、過載保護(hù)等等。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。為了電動機(jī)M調(diào)速，并降低啟動電流，電動機(jī)M選用松下變頻器BFV00072G 220V 0.75KW。

3、電位器

電位器是具有三個引出端、阻值可按某種變化規(guī)律調(diào)節(jié)的電阻元件。電位器通常由電阻體和可移動的電刷組成。當(dāng)電刷沿電阻體移動時，在輸出端即獲得與位移量成一定關(guān)系的電阻值或電壓。電位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用。后者可視作一可變電阻器。工作示意圖圖如3-3所示：

圖3-3 電位器工作原理圖

本設(shè)計中為了獲得部分穩(wěn)定的電壓輸出，選用日本思博（sakae）22HP-10電位器，主要參數(shù)如下：

功率：2W

最大工作電壓：250V 預(yù)期旋轉(zhuǎn)壽命：1000000次

4、光電傳感器[16] 光電傳感器是采用光電元件作為檢測元件的傳感器。它首先把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。光電池作為光電探測使用時，其基本原理與光敏二極管相同。光電電傳感器具有檢測距離長；對檢測物體的限制少； 響應(yīng)時間短 ；分辨率高 ；可實現(xiàn)非接觸的檢測 ；可實現(xiàn)顏色判別 ；便于調(diào)整等優(yōu)點。

本設(shè)計中當(dāng)每個書帖裝訂好時，為使其信號轉(zhuǎn)化為計數(shù)器能識別的電信號，選用PIH-TC20NOC3D（對射型NPN常開+常閉 / 距離3CM / DC10-30V）光電傳感器。

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5、熔斷器FU1，F(xiàn)U2 FU1是對總電路的保護(hù)熔斷器。熔體電流為：

P7500IR??A?19.7A

U380可選用RL-15熔斷器，配用20A的熔斷器。FU2，選用RL-15熔斷器，配用2A的熔斷器。

6、繼電器KA，KA1，KA2及KA3 繼電器專用的固態(tài)繼電器可以具有短路保護(hù)，過載保護(hù)和過熱保護(hù)功能，與組合邏輯固化封裝就可以實現(xiàn)用戶需要的智能模塊，直接用于控制系統(tǒng)中。

固態(tài)KA選用固態(tài)繼電器SAP-4040D 40A，各項參數(shù)如下 負(fù)載最大電流：40A；

負(fù)載電壓：40V-480V；

控制電壓：3-32VDC；

頻率范圍：47/63HZ 工作環(huán)境溫度：-40-80℃

動作狀態(tài)指示：LED，KA1，KA2及KA3選用SSR-10DA(10A)單相固態(tài)繼電器 各項參數(shù)如下： 負(fù)載最大電流：10A；

負(fù)載電壓：40V-480V；

控制電壓：3-32VDC；

頻率范圍：47/63HZ 工作環(huán)境溫度：-30-75℃

動作狀態(tài)指示：LED，7、停止開關(guān)SB1，啟動開關(guān)SB2 停止開關(guān)SB1選用LA10綠色，啟動開關(guān)SB2選用LA10紅色

8、電磁鐵YT 電磁鐵控制電磁離合機(jī)構(gòu)的嚙合與斷開，選用直流推拉式電磁鐵HCNE-1038主要參數(shù)如下：

吸力：5N

行程：10mm

控制電壓：DC24V

9、開關(guān)電源

開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制IC和MOSFET構(gòu)成。本次設(shè)計中所選開關(guān)電源為歐姆龍開關(guān)電源S8JC-100-24 100W DC24V。如圖3-4所示：

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圖3-4 S8JC-100-24型歐姆龍開關(guān)電源

10、計數(shù)器

本設(shè)計中選用JDM9-6數(shù)顯智能計數(shù)器（圖3-5）220V交流 110V 24V交直流電壓均可直接工作 計數(shù)范圍：6位LED數(shù)碼管0-999999

圖3-5 JDM9-6型數(shù)顯智能計數(shù)器

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3.4編制電氣元件明細(xì)表

根據(jù)3.3所選電氣元件，列出3-1所示，電氣元件表

3-1 自動騎馬訂書機(jī)電氣元件明細(xì)表

符號 M Q RP U SL 名 稱 異步電動機(jī) 組合開關(guān) 電位器 變頻器 光電傳感器

型 號 JZT251-4 HZ-25/3 22HP-10 BFV00072G PIH-TC20NOC3D

規(guī)

格

380V 1200r/min 7.5KW 3極

500V

25A

2W 250V 220V 0.75KW 距離3CM

DC10-30V KA 固態(tài)繼電器

SAP-4040D

40A 控制電壓：

3-32vDC KA1 繼電器

SSR-10DA

10A 控制電壓：

3-32vDC KA2 繼電器

SSR-10DA

10A 控制電壓：

3-32vDC KA3 SB1 SB2 YT FU1 FU2 G C 繼電器 控制按鈕 控制按鈕 電磁鐵 熔斷器 熔斷器 開關(guān)電源 計數(shù)器

SSR-10DA LA10 LA10 HCNE-1038 RL-15 RL-15 S8JC-100-24 JDM9-6

10A 控制電壓：

3-32vDC 綠色 紅色

吸力5N 行程10mm

DC24V 500V 熔體 10A 500V 熔體

2A 100W 24V

24V 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 數(shù)量 1 1 1 1 2

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第4章

自動騎馬訂書機(jī)的PLC控制設(shè)計

4.1 PLC的簡介

4.1.1PLC的定義及基本結(jié)構(gòu)[18] PLC又稱可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊踢壿嬁刂破鲗嵸|(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機(jī)。

PLC硬件的基本結(jié)構(gòu)包括：電源、中央處理器（CPU）、儲存器、輸入輸出借口、外部設(shè)備。

1、電源

電源是PLC的能量源，可靠穩(wěn)定的電源很大程度上決定了PLC工作性能。如果沒有一個持續(xù)穩(wěn)定的電源系統(tǒng)PLC是無法正常工作的。因此，PLC控制器的制造商對電源的設(shè)計和制造十分重視。PLC的電源有直流和交流兩種，直流多為24V的電源，交流多為220V電源，PLC電源的抗干擾能力都很強(qiáng)，有的交流電源PLC供電范圍在140V~250V之間。

2、中央處理器(CPU)

中央處理單元(CPU)是可編程邏輯控制器的核心部件，是PLC的控制運(yùn)算中心。它負(fù)責(zé)處理PLC接受的用戶程序和數(shù)據(jù)，檢查電源、存儲器、計數(shù)器、定時器等部件的運(yùn)行狀態(tài)，并能夠判斷用戶程序中的語法錯誤。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并存入“內(nèi)存映像”，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，按指令執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算，當(dāng)所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，將輸入輸出映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。

3、存儲器

存儲器主要用來存放用戶的程序及數(shù)據(jù)。存儲器的主要種類有，ROM、EPROM、EEROM。

4、輸入輸出接口

PLC輸入輸出接口是CPU與外部設(shè)備之間交換信息的連接電路，它們通過總線與CPU相連，簡稱I/O接口。PLC的輸入輸出接口包括：數(shù)字量輸入模塊，數(shù)字量輸出模塊，模擬量輸入模塊和模擬量輸出模塊四大部分。PLC之所以能夠在惡劣的工業(yè)環(huán)境中正常工作，輸入輸出接口起了重要作用。

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5、外部設(shè)備

PLC的外部設(shè)備主要有：顯示器、打印機(jī)、編程器等。目前，PLC多采用個人計算機(jī)編程，PLC通過通信電纜與PC連接，從而使PLC的編程、監(jiān)控達(dá)到了真正意義上的快捷、方便。

4.1.2PLC的特點及應(yīng)用范圍[12] PLC是面向用戶的專用控制器，相對于應(yīng)用廣泛的繼電—接觸系統(tǒng)以及單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)具有很多特點。

（1）PLC控制器的考干擾能力強(qiáng)，一般的PLC控制系統(tǒng)不用考慮干擾問題，繼電氣控制雖然能夠抵抗一般的電磁干擾，但在高電磁環(huán)境中，可靠性會急劇下降。單片機(jī)控制系統(tǒng)則要專門設(shè)計抗干擾系統(tǒng)，非常容易受到電磁干擾，不能夠在較高電磁環(huán)境下工作，應(yīng)用范圍較小。

（2）PLC系統(tǒng)的維護(hù)方便，利用PLC自我診斷功能可以很快的找出故障點及時排除故障。繼電器控制系統(tǒng)常用的電子元件容易損壞，更換時檢查非常不方便費(fèi)時費(fèi)力。單片機(jī)控制系統(tǒng)需要定期維護(hù)且維護(hù)復(fù)雜，技術(shù)難度較高，需要專門的技術(shù)人員。（3）PLC程序開發(fā)采用梯形圖，明了簡便易學(xué)不需要專門的計算機(jī)知識。機(jī)電控制系統(tǒng)開發(fā)時圖樣多，線路復(fù)雜接線工作量大，出現(xiàn)錯誤排查困難系統(tǒng)的調(diào)試工作量大周期長。單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)測試技術(shù)難度大，需要有專門計算機(jī)技術(shù)知識的人進(jìn)行測試。

（4）PLC控制系統(tǒng)通用性較好，適用范圍廣非常適合在惡劣的工業(yè)環(huán)境中工作，而且系統(tǒng)易于擴(kuò)展，接口即插即用。繼電器控制系統(tǒng)鋪設(shè)好后改裝麻煩，費(fèi)時費(fèi)力，一般為專用系統(tǒng)。單片機(jī)系統(tǒng)改造時要經(jīng)過專門的軟硬件技術(shù)改造再能使用，改造時間長。（5）PLC的硬件成本相對于繼電器控制系統(tǒng)和單片機(jī)控制系統(tǒng)較高，這是制約PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用的一個重要因素。

隨著工業(yè)自動化的提高，如今只要涉及控制的地方，都離不開PLC這個大腦，可大概分為兩個領(lǐng)域：

（1）單機(jī)控制為主的自動化設(shè)備，比如：包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、紡織機(jī)械、注塑機(jī)械、自動焊接設(shè)備、機(jī)床設(shè)備、冶金行業(yè)的輥壓、連鑄機(jī)械等。這些設(shè)備的所有動作，加工都需要靠依據(jù)工藝設(shè)定在PLC內(nèi)的程序來指導(dǎo)執(zhí)行和完成，就如人的大腦。（2）以過程控制為主的流程自動化設(shè)備，比如污水處理、自來水處理、樓宇控制、火電主控、輔控、水電主控、輔控、太陽能、水泥、石油、石化、鐵路交通等。這些行業(yè)所有設(shè)備的連續(xù)生產(chǎn)運(yùn)行，總存在許多的監(jiān)控點和大量的實時參數(shù)，而要監(jiān)視、控制、和采集這些流程參數(shù)和相關(guān)的工藝設(shè)備，也必須依靠PLC這個大腦來完成，當(dāng)然傳統(tǒng)叫法也有DCS，盡管設(shè)計之初的理念不一樣，但現(xiàn)技術(shù)路線已逐漸融合。

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4.1.3PLC的工作原理[19] PLC采用循環(huán)掃描的方式工作，實際工作時，用戶設(shè)定好程序后，CPU從第一條程序開始執(zhí)行，執(zhí)行方式是從上向下，從左向右，程序結(jié)束時，再返回第一執(zhí)行直到循環(huán)結(jié)束。工作過程如圖4-1所示。

4-1 PLC的工作過程框圖

1、自診斷

PLC在掃描用戶程序之前，都首先進(jìn)行自我診斷。自我診斷包括輸入輸出接口，儲存器，CPU等，發(fā)現(xiàn)異常情況，停機(jī)顯示出錯。若PLC自我診斷正常，用戶程序開始執(zhí)行。

2、通信

在通信階段PLC編程器或計算機(jī)有通信請求，PLC會在這段時間內(nèi)完成數(shù)據(jù)收發(fā)工作。

3、讀入現(xiàn)場信號

在這個階段PLC對各個輸入端信號進(jìn)行掃描，將外部輸入存入映像寄存器。對于接通電路輸入信號，映像寄存器中狀態(tài)為“1”；對于斷開電路輸入信號，映像寄存器的狀態(tài)為“0”，也就是說某一個輸入信號相對應(yīng)的電器元件在映像寄存器中為“1”時，該電器元件的狀態(tài)為“ON”，在映像寄存器中為“0”時，該電氣元件的狀態(tài)為“OFF”。

4、程序執(zhí)行

這一階段CPU將用戶當(dāng)前程序調(diào)出，逐條執(zhí)行，程序的運(yùn)算結(jié)果會存在映像寄存器中。如果在這一階段用戶改變程序內(nèi)容，PLC不會立刻執(zhí)行，要在下一個掃描周期執(zhí)行。

5、輸出結(jié)果

當(dāng)PLC將程序執(zhí)行完畢后，PLC會把輸出狀態(tài)寄存器的指令狀態(tài)，轉(zhuǎn)化成執(zhí)行元件所能夠識別的電信號，從而控制被控設(shè)備及電器元件。

4.1.3PLC的選擇原則[19] PLC系統(tǒng)設(shè)計時，明確控制方案后就是PLC的選型問題了。PLC的選擇依據(jù)主要有 如下：

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（1）輸入輸出點數(shù)的估算，PLC選擇是輸入輸出點數(shù)要留一定的余量，通常是比實際所需點數(shù)高10%到40%，也可根據(jù)實際情況自行考慮。

（2）儲存量的估算，PLC選擇時要首先根據(jù)機(jī)器所執(zhí)行的功能，初步估算應(yīng)用程序的大小，從而初步確定儲存器的大小。

（3）控制功能的選擇，用戶選擇PLC設(shè)備時，要熟悉所控制設(shè)備的主要功能及控制方式，來確定PLC的類型。

（4）PLC機(jī)型的選擇，以上三個步驟完成之后，PLC的各項參數(shù)基本確定，就要考慮機(jī)型問題。PLC的產(chǎn)品種類很多，用戶要根據(jù)自身經(jīng)濟(jì)情況和所控機(jī)器的情況綜合考慮，選擇性價比合適的產(chǎn)品。

4.2 自動騎馬訂書機(jī)的PLC選型及控制電路改造

4.2.1自動騎馬訂書機(jī)的PLC類型選擇

根據(jù)自動騎馬訂書機(jī)的規(guī)格和各項技術(shù)要求，可選用日本三菱公司生產(chǎn)FX2N-32MR-001型PLC[15]（如圖4-2）。FN系列PLC是日本三菱公司制造的高性能小型PLC，性能穩(wěn)定，速度快是現(xiàn)有PLC產(chǎn)品中性價比較高的產(chǎn)品，其中FN2系列是FN系列中速度最快的型號。FX2N-32MR-001型PLC的規(guī)格如下：

電源規(guī)格：AC 100V~240V，DC24V

輸入輸出點數(shù)：輸入16，輸出16（繼電器）外形尺寸：150×87×90（mm）

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圖4-2 FX2N-32MR-001型PLC 4.2.2PLC控制電路設(shè)計

（1）自動騎馬訂書機(jī)的輸入輸出點數(shù)如表4-1所示：

表4-1地址分布表

輸入地址 X0 X1

注釋 電機(jī)啟動按鈕SB1 光電傳感器SL1未檢測到數(shù)

到書帖信號

光電傳感器SL1檢測到數(shù)貼

信號

光電傳感器SL2檢測到數(shù)貼

信號

紙張擁堵微動開關(guān)SS1 錯帖微動開關(guān)SS2 電機(jī)停止SB2

輸出地址 Y0 Y1

注釋 電動機(jī)啟動 繼電器ＫA1得

電閉合 電磁鐵ＹT得電閉合 電動機(jī)停止 X2 Y2 X3 X4 X5 X6

Y3

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（2）自動騎馬訂書機(jī)的PLC接線圖如圖4-3所示

圖4-3自動騎馬訂書機(jī)的PLC接線圖

（3）自動騎馬訂書機(jī)的PLC程序圖如圖4-4所示: 41

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圖4-4 自動騎馬訂書機(jī)的PLC程序圖

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結(jié)論

緊張忙碌的畢業(yè)設(shè)計，終于接近尾聲。在畢業(yè)設(shè)計這段時間里，我學(xué)到了很多知識，同時也對大學(xué)所學(xué)知識做了一次系統(tǒng)的總結(jié)。在畢業(yè)設(shè)計初期，我遇到了很大的困難，面對題目不知如何下手。在老師指導(dǎo)下我查逐步理清了設(shè)計思路，通過查閱相關(guān)資料，向老師請教和同學(xué)們討論我逐步解決了畢業(yè)設(shè)計中的相關(guān)難題。最終，我順利完成了畢業(yè)設(shè)計論文。

此次設(shè)計，我對傳統(tǒng)騎馬訂書機(jī)的電氣部分精進(jìn)行了設(shè)計改裝，傳在對訂書機(jī)頭增加了電磁控制裝置，在容易發(fā)生堵紙增加了微動開關(guān)，增加了光電傳感器檢測裝置，從而很好地解決了，傳統(tǒng)騎馬訂書機(jī)在高速工作下狀態(tài)了的容易堵紙的現(xiàn)象。本設(shè)計中還對傳統(tǒng)騎馬訂書機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了PLC改造，使其控制系統(tǒng)更加智能化，提高了工作效率，減少了工人的工作量。

總結(jié)此次設(shè)計，我遇到了很多棘手的難題，但在老師和同學(xué)們的幫助下通過查閱相關(guān)資料我都一一解決了。通過這次設(shè)計，增強(qiáng)了我的分析思考能力和團(tuán)隊合作能力，為我日后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。

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參考文獻(xiàn)

[1] 陳金成.騎馬裝訂聯(lián)動機(jī)的技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].印刷技術(shù)，2004.6 [2] 孟祥福，江蓉，劉傳思.半自動騎馬訂書聯(lián)動機(jī)[P].中國：CN2813299，2006.8 [3] 濮良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計[M].北京:高等教育出版社,2006.5 [4] 李心耀，洪建忠，蔣春梅.同步帶傳動在離心機(jī)配平系統(tǒng)中的應(yīng)用與研究[J].機(jī)械傳動，2011.11 [5] 王世剛,胡宏佳, 機(jī)械原理與設(shè)計實驗[M].哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)出版社,2004 [5] 孫午光.高速凸輪[M].北京:高等教育出版社,1992 [6] 王世剛，王樹才.機(jī)械設(shè)計實踐與創(chuàng)新[M].北京：國防工業(yè)出版社，2010.9 [7] 林瑞光.電機(jī)與拖動技術(shù)[M].杭州：浙江大學(xué)出版社，2002.8 [8] Mott, Robert L.Machine elements in mechanical design [M]．Beijing：China Machine Press，2003．

[9] 齊占慶，王振臣.機(jī)床電氣控制技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1997.5 [10] 黃永紅.電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.8 [11] 廖常初.設(shè)備改造中的PLC梯形圖設(shè)計方法[J].電工技術(shù)雜志，2001.9 [12] 彭婧.基于PLC控制的雙頭車床主電路設(shè)計[J].機(jī)械,2010.02 [13] Mott,Robert L.Machine elements in mechanical design [M]．Beijing：China Machine Press，2003．

[14] Bo Chen，Jifeng Wang，Shanben Chen.A study on application of multi-sensor information fusion in pulsed GTAW[J].strial Robot，2010.3 [15] 李江全,王玉巍,劉榮.三菱PLC通信與控制應(yīng)用的編程實例[M].北京:中國電力出版社,2011.8 [16] Hui-Myoung Oh，Sungsoo Choi，Youngsun Kim.A Systematic Approach to Analyzing Multipath Parameters From PLC Channel Response[J].IEEE Transactions on Power Delivery，2008.23(4)[17] Hajarnavis V, Young K.An Assessment of PLC Software Structure Suitability for the Support of Flexible Manufacturing Processes[J].IEEE transactions on automation science and engineering,2008.5(4)[18] Murat Uzam.PLC/MCU: PLC with PIC16F648A Microcontroller-Part 16[J].44

齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）

Electronics World，2010.116(1886)[19] 程子華.PLC原理與編程實例分析[M].北京：國防工業(yè)出版社，2007.1 [20] 王得勝，韓紅彪.電氣控制系統(tǒng)設(shè)計[M].北京：電子工業(yè)出版社 2011.4

致謝

時光如白駒過隙，轉(zhuǎn)眼間美好的四年大學(xué)時光即將結(jié)束。大學(xué)的最后一項重要工作——畢業(yè)設(shè)計，也接近尾聲?；厥姿哪甑拇髮W(xué)生活，我受益頗多。在做畢業(yè)設(shè)計的這段時間里，同學(xué)們和老師都給了我無私的幫助。在此，對幫助我的人致以誠摯的感謝。在畢業(yè)設(shè)計中我遇到了很多困難，在同學(xué)和老師的幫助下我都逐一解決。我要特意感謝李東升老師，李西兵老師，尤其是我的畢業(yè)設(shè)計導(dǎo)師郭建華教授，他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)格，幽默的說話方式，獨(dú)特的人格魅力深深的感染了我，使我受益匪淺。我還要感謝我的同組同學(xué)，張陽、高先龍他們給我了很多幫助。我還要特別感謝18#317兄弟們，你們不僅在學(xué)習(xí)上給我了很多幫助，還在生活中給我了很大的幫助，你們都是我的好兄弟。最后謝謝所有幫助過我的人，謝謝你們。

第五篇：注射模具的設(shè)計步驟

4．4．1設(shè)計前應(yīng)明確的事項

齊注射模只設(shè)計前，應(yīng)明確如下鄉(xiāng)項。

(1)明確制她的幾何形狀及使用要求。對于形狀復(fù)改的制品，釘時除看懂其圖紙外，還 捕參考產(chǎn)品模型或樣品和考慮塑料的種類及制品的成型收縮率、透uj度、尺寸公差、表而粗

糙度、允許變形范同等問題，即充分了解制品的使出要求．因為這不僅是模具設(shè)計的主要依 據(jù)，而且還是減少模且設(shè)計者與／：品設(shè)計者之間意見分歧的手段。

(2)估算制品的體積和質(zhì)量從確淮成型總體方案。計算制品質(zhì)量的目的齊于選擇設(shè)備和 確定成型總體方案。AVX鉭電容成型總體方案包括確定模具的結(jié)構(gòu)形式、測胖?jǐn)?shù)目、制品成型的自動化

程度、采用流道的形式(冷或者熱流道)、制品的側(cè)向型幾是同時成型還是后序加工、側(cè)Pq 的脫模方式等。

(：i)明確注射成則機(jī)的型號和規(guī)格。確定采用什么劇號和規(guī)格的注射成型機(jī)．這樣在模 又設(shè)計時才能對模具上與注射機(jī)個又的結(jié)構(gòu)利尺寸的數(shù)據(jù)進(jìn)行校核。

(4)檢金制界的上藝性。對制品進(jìn)行成型前的工藝性檢查，以確認(rèn)制而的各個細(xì)小部分 是仍均符合濘射成型的工藝性條件。

4．4．2模縣結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般步驟

注射模且的結(jié)構(gòu)設(shè)計．幕中校下列步驟進(jìn)行。

(1)確定剛腫的數(shù)日。確定模具型胺數(shù)日的方法有根據(jù)鎖模力確定

根據(jù)制品精皮確之．根據(jù)經(jīng)濟(jì)性確定等。

(2)選定分型面。雖然選定分型山應(yīng)在制品設(shè)計階段進(jìn)行，但在模具設(shè)計時需再次進(jìn)行

(3)確定型腔的配肖。型腔在模板內(nèi)的排列既要使模板外形J4寸小，又要考慮到撓注系 統(tǒng)的平衡。

(4)確定澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)的設(shè)計詳見第5章。

(5)確定脫模方式。特5U要注意確定側(cè)凹制品的脫模方式，在進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計前 須確定采用什么方式脫模。

(6)確定措出機(jī)構(gòu)。首先要確定是從定棋一側(cè)推出制品，還是從動模一側(cè)推出制版，應(yīng) 盡可能采用從功模一側(cè)推出制品的方式。一般常采用推樸推出，對兇筒形制品常采用套簡報 ?。匾獣r，應(yīng)采蝴脫模板推出，以避免制品在推出時變形和局部白化。

(7)確定溫度的控制方式。溫皮的控制包括四腔和型芯的溫度控制、熱流道的溫度控制 及流通板和噴嘴的溫度擰制。

(8)確定貝腔與型芯的結(jié)構(gòu)及固定方式。肖采用鑲塊式型腔或則芯時，必須確定如何裝 配閣定型腔或型心以及鑲塊的冷卻方式。

(9)確定排氣方式。對于大型和高速成型模具。排氣問題是不容忽視的。

(10)給制模具的結(jié)構(gòu)草圖。在繪制出模具的完整結(jié)構(gòu)單圖庸，應(yīng)與工藝、模又的使用和制造人員共同研究，以期進(jìn)一步完善。

(1J1)校核棋具上與注射機(jī)有關(guān)的尺小。因為每合模具只能安裝在萄其相適應(yīng)的汰射機(jī) 上使用，因此必須對模具L與注射機(jī)打又的尺寸進(jìn)行校核。

(12)校核強(qiáng)度及剛度。對成型零件及豐要受力零、部件應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度及剛度內(nèi)校核。

(13)繪制模具的裝配圖。裝配兇應(yīng)包括必要的尺人如外形尺寸、定仿圍立徑、安裴 J4寸、極限尺寸(活動零件移動的趙止點)及技術(shù)條件、編寫明細(xì)表。

(14)繪制模具的零件圖。設(shè)汁時應(yīng)盡續(xù)選用標(biāo)淮什。

(15)復(fù)核設(shè)N圖紙。復(fù)核設(shè)計聞紙，力求使模具的加[：簡使易行，的人，最好參加模具制造的全過程，包括組漿、試模、修模及投產(chǎn)過程。wxq$#