8-主轴系 9-凸轮
图2.7整体方案布局图
2.5 传动系统的布局设计
根据纸杯成型过程的动作要求、和运动传递，可以将纸杯成型机成型部分的传动系统按照以下方式布置：
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湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料 图2.8 传动系统布置图
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湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料 第3章 执行部件的设计计算
3.1 工序组支撑板的运动设计
根据2.2.2的分析可知，只需将成型部分的各个工序按照其运动规律分布在两个支撑板上面。
3.1.1 工序组整体的动作要求
从2.2.2分析可得知：工序组整体都需要的运动规律相同，均为：向上工进——加工——向下返回。考虑到加工过程中，工序组需要有一个停歇阶段，综合分析，选用凸轮的运动规律“推程——远休止——回程——近休止”来实现工序组支撑板的运动规律需求，所以选用凸轮实现这个运动规律，完成工序执行机构的竖直往复运动。当从动件的位移、速度和加速度必须严格地按照预定规律变化，尤其当主动件作连续运动而从动件必须作间歇直线往复运动时，则以采用凸轮机构最为简便。而且机构简单紧凑，运动可靠。同时为了方便、简单设计，将各个工序执行机构安装在同一个支撑板上，设计时只需设计该工序组支撑板的整体运动即可。
3.1.2工序组机构简图
结合图2.4，按照各个工艺执行机构的运动先后顺序和运动规律，将各个工艺执行机构的整体布局分配如下：
图3.1 工序组支撑板布局图
机构的整体布局较为宽大，用一个凸轮实现运动规律不能使整个支撑板受力均衡，所以考虑在支撑板的两端各设计一个凸轮，用以平衡支撑板的中心分布不均衡。设计整个工序组支撑板的运动简图如下：
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湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料
图3.2 工序组支撑板运动机构简图
3.1.3 工序组支撑板整体机构运动分析
1. 工序组支撑板整体受力分析
在预热、加热过程中，机构与纸杯没有直接接触；在卷底、滚花、卷边、退杯过程中机构受到一个很小的压紧力。因此整个传动机构中两个凸轮所受到的合力相当于支撑架本身的重力，约为200N。
2. 工序支撑板整体机构运动规律分析
为使各工序顺利进行，需合理分配间歇机构（工序盘）、退杯机构、加热工序机构以及压紧机构的工作时间，并且考虑到机器的生产速度是50个/分钟。平均每个纸杯的生产时间为1.2秒。为此只需将每个工序的时间分配为1.2秒。因此将每道工序周期1.2s分配如下：
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湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料 表3.1 运动机构时间分配表 时间安排（s） 0.3（90°） 工序盘 退杯机构 工序组机构
从表中的时间分配和图2.5所示杯模的结构尺寸分析，凸轮的行程大于75mm 。为了保证运动的平稳性以及从安全角度考虑，设计中取工序组的运动行程为h=100mm 。
3.凸轮从动件运动规律方程曲线的选择
由加热工序机构支架的运动规律：上升—停止—下降—停止（行程=100mm），可知从动件的运动类型为（推程—远休止—回程—近休止）。为了使凸轮设计和加工简单，从动件运动规律更加可靠，并且从动件工作状况为中速轻载，查[15]表4-3，选择等加速等减速运动规律(，因等加速等减速运动在运动开始和终止的瞬时，因速度有限突变，所以这时从动件运动时会出现柔性冲击，这就是等加速等减速运动规律的缺点，此处由于从动件自身质量较大，更容易造成较大的冲击。所以这里再从动件上安装一个弹簧，用于抵消一部分从动件得质量，减小从动件再加速度突变式由运动规律引起的柔性冲击。因此选择等加速等减速的运动规律如下表所示：
转动 休止 近休止 推程 推程 0.6（180°） 停止 休回程 止 远休止 回程 0.9（270°） 1.2（360°） - 15 -
湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料 表3.2 等加速等减速运动规律方程 等加速段0??/2 2h??2s?2??4h? v??22?? 4ha?2?等减速段???S?2?/2h????S???2 s?h?2(?????s)???4h v??(?????)s2??24h a?? ??2 等减速段0????/2 等加速段???S???/2??????S???2h2h2 2(???s?????)s?h?2(???)s?2??4h??4h? )?v?(???)v??(???????s22?4h?2?24h? a??a?22???
4.凸轮设计
（1）初选凸轮压力角
根据机械原理在推程时，对心移动从动件，许用压力角[?]的值一般为[?]=30°~38°，推程的压力角?≤[?]=30°。
?ds??e?? （2）凸轮基圆半径2d?r0???s??etan[?]查[15]?公式（5.22?）移动从动件凸轮机构的基圆为： ????2
（3.1）
考虑到凸轮机构所承受的工作里不大，请工作较平稳，这里选择偏心距e=0，即选用
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ds0湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料 对心凸轮。故上式可简化为： d?r??stan[?]
（3.2）
mm，则： 考虑到滑块的行程，取h=100 ds
凸轮基圆半径中：
ds1r0?d??stan[?]将表2.2中等加速等减速运动规律的s对δ求偏导有，
并将行程h= 100带入公式： 等加速段1：d?dsd?等减速段1：
ds?4h?2??4?100902?（90~135）?4.44~6.67 （3.3）
4?100902??4h?2(???)??[90?(135~180)]?6.67~4.44 （3.4）
等减速段2：d?ds??4h4?100（?????）??[(270~315)?90?90]?4.44~6.67s22?90等加速段2：d?ds??4h4?100?（???????)??[90?90?90?(315~360)]?2.22~4.44s22?90（3.5）
由此可见，d?的最大值为6.67。
dsr0?d??stan[?]ds对于公式
，令s取最小值，即s=0，且d?的最大值为6.67，压力角α
r0?6.673/3?11.6mm。=30°，可以初得到基圆半径：
dmin?A03 （3.6）
1.2550?35.1mmp3n3?120?3估算此处最小轴径
（3.7）
rh?1.75rs?(7~10)mm??rm?rh?3mm? （3.8）查[16]公式（9.22）
rbrsrmr0?rm式中：即：
是实际轮廓的最小向径，