1、本文格式為word版，下載可任意編輯切紙機結構設計 切紙機的結構設計 摘 要 不干膠在平常的生活中應用特別廣泛，如在液晶顯示屏生產中需要在引腳處貼覆一張單面不干膠愛護紙，可以用來愛護液晶屏。貼愛護紙在很多生產線上都是必不行少的一道工序，但是目前卻還沒有現成的條狀不干膠愛護紙，生產商們均需要對整張紙的不干膠進行切割，因此企業對可以長時間、高精度的不干膠切紙機需求比較大。本次機械設計的目標就是設計出一款用于單面不干膠愛護紙切割的專用設備。不干膠切紙機的主要工作運行原理是通過掌握伺服電機的轉動速度及氣缸在不同時點的動作，伺服電動機通過蝸輪蝸桿的傳動帶動大滾筒轉動并在從動滾筒間夾緊力的作用下，通過存在

2、的摩擦力的傳動作用進行不干膠切紙的送料，當所要切割的不干膠切紙送料到位后，機器上方的氣缸作用開頭下行進行切紙。不干膠切紙機的主要部件有以下幾部分：支撐軸部件、傳動系統、切割組件、送料機構和機架底座等部分組成 關鍵字： 伺服電動機 切紙系統 氣缸 蝸輪蝸桿 structure design of adhesive paper cutting machine abstract non-drying adhesive is widely used in daily life. for example, in the production of lcd, a single-sided non-dryi

3、ng adhesive protective paper is required at the pin, which can be used to protect the lcd screen. paste protection paper is an essential process in many production lines, but there is no ready-made strip of non-stick protection paper. manufacturers need to cut the dry adhesive of the whole paper. th

4、erefore, enterprises need a long-term, high-precision paper cutter. the goal of this mechanical design is to design a special equipment for cutting single-sided adhesive protective paper. its main principle is to control the action of servo motor and cylinder. the motor drives the large drum to rota

5、te and clamps the adhesive protective paper with the driven drum to cut. the paper is fed by the friction transmission. after the adhesive cutting paper is fed in place, the cylinder starts to cut the paper downward. it is mainly composed of supporting shaft parts, transmission system, feeding syste

6、m, cutting components and frame, etc keywords: servomotor cylinder paper cutting system worm gears 第一章 緒論 1.1 引言 切紙機是目前是市面上運用特別一般常用的辦公機器，并且其存在的時間已經有了數十年之久，技術相對來說已經成熟。它主要運用于一些造紙廠單張紙張的裁剪，并且市場前景特別好。而不干膠切紙機則是眾多切紙機中比較獨特的一種，其對于，目前用的大部分不干膠切紙機為機械式的切紙機，雖然有肯定的自動化程度、價格相對低廉，但問題也非常突出，主要有以下幾大問題：a、沒有高精度的尺寸定位系統和裝置，

7、精度極低，不能滿意現在市場上對精度的高要求；b、機械式切紙機存在沖擊力和噪音巨大，且設置的平安機構并不行靠易出事故；c、機構的自動化水平偏低不夠高，不符合現代企業大規模生產中對產量的訴求，且鋪張資源。 不干膠切紙機不僅適用于大型工廠中，同時在日常辦公室中對其也有肯定要求。在隨著.經濟的不斷進展和科技水平的不斷提高，切紙機在實際工廠中運用的需求量也在不斷成倍增加，與之同時消費者對其高科技含量的訴求也愈發劇烈。經過近些年的不斷改進和進展，現在的不干膠已經不再單單運用于電器制品，而是廣泛地運用于食品業、汽車工業、辦公用品、醫療用品等標簽和標牌，因此對于不干膠切紙機的需求也變的愈高。所以在如此巨大規模

8、的市場需求和運用需求的狀況之下，從前創造并用于實際生產生活中的機械式切紙機已經在不同程度上，無論是平安性還是精密程度或是生產效率等均已表現出了其已不再適應當代的生產方式和所匹配的生產效率，同時這種機械式切紙機存在的問題也更加突出。這也是從另一個方面來倒逼.生產技術進行變革與改善，從而提高整個行業的技術水平提高資源利用率。 在面對如此多的實際操作問題下，對于我們機械從業者來說這便是要求我們能夠運用所學到的學問儲備，依據可以實際操作的、符合理論論證的、經濟效率最高的方案，對其不足之處來進行必要的改良改進，最終經過理論和實際操作的驗證后運用到生產生活之中。通過此次對傳統機械式切紙機的結構進行改良，我

9、信任我們不僅可以提高其整體的使用水平及影響，還能在提高效能的同時使機構的整體操作更加精密、舒適感更好、平安性更高、應用范圍更大。 1.2 不干膠切紙機簡述 1.2.1 工作原理 該機構的動力來源于伺服電動機和一般氣缸，通過以伺服電動機供應的動力來帶動傳動系統中的大輥筒，利用上部從動滾和下部的主動輥之間的加緊力來加緊待切的不干膠紙，通過兩個輥筒之間的摩擦力使得不干膠的送料與出料，等到不干膠紙杯傳送到肯定位置后，上部的氣缸動力系統開頭工作，向下推動刀具進行切紙，然后往復這些動作，直到整個切紙工作完成。對于機構的掌握系統方面是以 plc 為核心器件來工作的，可以特別精確掌握不干膠紙張送料、切紙的精度

10、；并且采納觸摸屏進行人機交互的工作，操作便利，可以在線對紙張寬度進行修改，可以實現機構的點進、點退和全自動運行等功能。 1.2.2 機械結構的特征 印刷此次對不干膠切紙的機構進行設計，其主要有機架、傳動系統、送料系統、切割組件、支承軸部件構成。其中主要部件為傳動系統、送料系統及切割組件，對于這三部分也將進行著重說明；而對于機架、支撐軸部件等簡易機構，便會略微帶過。對于切紙機的主要設計難點是在于將伺服電機傳出的動力和氣缸切割的工作進行有效結合，實現送料一次切割一次的動作。另一個難點便是對切割工作精度的掌握，由于被切割的不干膠的大小隨著工作的不同會變化，則對于機器切割精度的變化要求也隨之提高了。不

11、干膠切紙機的結構示意圖如下圖 1。 其次章 傳動系統 分析 2.1 傳動系統 簡述 驅動不干膠切紙機的傳動系統主要是由電動機、聯軸器、軸承和蝸輪蝸桿組成的。其是切紙機中最為重要的系統之一。當進去工作時候，電動機開頭運轉帶動蝸桿轉動，將動力傳遞到蝸輪上。蝸輪帶動與其連接的兩個輥筒轉動，一個實現上料，另一個實現下料。通過保證兩個蝸輪與蝸桿之間同步運行，來使得在整個切割的過程中上料、下料的紙張的長度全都，切割精度和機構的穩定性也同時得到了保證。傳動系統如圖 2。 2. 2 電動機的選擇 2.2 2 .1 步進電動機的分析 步進電動機的工作方式是通過把掌握器中發出的肯定強度的電脈沖信號換 轉成肯定角度

12、的角位移，并且用其角度變換來掌握電機中的轉子進行特定轉動的電動機。當伺服電動機在自動掌握的系統裝置中作為動力輸出的關鍵部件，它是通過掌握不同的輸入目標脈沖信號來使得步進電動機向一個方向轉動一個步位，每每輸入肯定的目標脈沖信號便會使得電動機轉動一個特定的步位，也正是由于這種緣由，通常普遍也稱其為脈沖電動機。步進電動機中主要部件驅動電源是由能夠產生并放射變頻脈沖的信號源、使得變頻脈沖放大的放大器以及將脈沖安排給不同部分的安排器組成的，其中驅動電源的作用是為電機中的繞組來供應不同的脈沖變頻電流，其所體現運行性能的優良和壽命取決于驅動電源與電機二者之間的協作程度的不同。步進電動機的工作原理：是通過將不

13、同的電脈沖信號換轉成特定的角位移或者線位移的開環的一種掌握器元件。在日常工作的非超載的工況條件下，步進電動機的停止所在的位置和轉動速度的快慢程度只與信號源所發出的變頻脈沖信號的脈沖個數的多少和頻率的凹凸有直接關系，而不會受到機構承受負載的大小的變化所帶來的影響，或者簡而言之就是給電機發出一個特定的目標變頻脈沖信號，其中的轉子就會對應的轉動肯定的步距角。由于這個關系的存在，同時還有步進電動機無累積誤差的特點，便使得電機在掌握轉速、位移等方面變得特別簡潔，易于操作。 2.2 2 .2 伺服電動機的分析 伺服系統是隨動系統的一種狀況就其本質上而言，可以讓被帶動的物體的實際狀態、工作步位以及所在詳細方

14、位等要被電機輸出的掌握量可以跟隨使用者輸入的不同特征的目標指令（或者一個定值）的任意變化，而與之相應進行轉變的掌握系統。對于伺服系統來說，他主要是依靠脈沖變化的特征來實現定位的，或者可以通過轉換問題面臨的角度來理解每當伺服電動機工作時候接收到一個特定的發出的脈沖變頻信號量，其中轉子就會相應的轉動進行工作與這個發出的脈沖信號所對應的角度變化量，從而進一步實現操所要達到的操作目標。同時由于伺服電機本是具有脈沖信號源發出的功能，所以每次轉子工作時被動旋轉特定不同的角度量的時候，電機都會產生并且發出對應數量的脈沖信號量。這樣的狀況下，就相當于伺服電動機內部系統形成了脈沖呼應（也可以稱之為"閉

15、環'），這時候內部系統就會知道有多少數量的脈沖傳輸到伺服電機，同時接收到多少返回的脈沖信號，這是電動機相對于其他一般的電機可以實現特別精準的控 制和定位的重要因素，并且其精度是可以高達千分之一毫米的。伺服系統的功能是每當發出肯定的目的掌握命令，對電機的輸出功率進行掌握調整及變換等，使得裝置可以在最終輸出的位移、速度等性能方面符合要求，其掌握變化的特別敏捷便捷。 2.2 2 .3 步進 、 伺服 電動機 的 比較 精度的掌控方面 五相的混合式的電動機的內部所規定的存在的步距角大小通常狀況下為0.72、0.36，而另一面兩相的混合式的步進電動機規定存在的步距角為1.8、3.6。而另一方面溝

16、通伺服電動機的精度是由電動機后端的旋轉編碼器來實現掌握的，其精度比步進電機高出了很多。 電機反應的速度方面 溝通伺服電動機的系統的加速度性能方面比較好，通常只需要幾毫秒，可以用于要求電機快速啟停的工作場合；而對于步進電動機來說卻遜色很多，其從靜止到正常工作的轉速通常需要幾百毫秒。 低頻特性方面 步進電動機在較低速度條件下工作時簡單消失低頻振動的現象，而對于振動頻率的變化則是與負載的大小和驅動器性能的不同有關聯，通常狀況下振動頻率的大小為電動機空載時候起跳頻率的二分之一，這種狀況對于切紙機的正常特別不好。而伺服電動機卻沒有這方面的問題，其運轉特別平穩，較低速度狀況下也不會消失像步進電動機那樣的振

17、動。對于機械的剛性不足方面，可以通過溝通伺服系統本身所具有的可以抑制共振力量來彌補進而達到工作要求。 負載的過載方面 通常正常的步進電動機是沒有過載的性能的。但是伺服電動機在過載性能方面是具有易于一般電機的諸多優勢，不僅是在速度方面的過載工作，還是轉矩過載方面的運行，都是具有特別好的性能的可以持續牢靠進行工作。 工作的性能方面 步進電動機內部系統為開環掌握系統，工作時候每每當消失啟動的頻率過高、負載載荷太大，則消失電機不轉動或者丟步工作是特別特別簡單見的；當機器在工作需要停止時，假如電機的轉動速度過高也是特別簡單發生電動機過沖 的現象的。伺服電動機內部掌握系統是閉環操作的，內部的驅動掌握器是可

18、以對電機中內置的編碼器進行直接信號反饋的采集并進行加工處理，通常的狀況下是不會消失電動機丟步或者過沖的狀況，所以其掌握性能方面更好也更加牢靠。 2.2 2 .4 綜合選擇 綜合上述緣由分析，由于不干膠切紙機的組成結構和傳動系統的特別，所以對電機的要求比較高。首先對于切紙機傳動系統的要求是動力輸出平穩持續，并且還是還可以掌握電機的轉速從而達到可以實現不同工作環境下，對不同尺寸的不干膠進行送料和出料的要求，所以我在電動機的大的方向甄選上使用伺服電動機。 2.2 2 .5 伺服電動機的 選擇 通過工作環境的差別選擇合適電動機 1）從安裝選擇的方法上臥式伺服電動機 在對伺服電動機安裝的選擇上有主要就是

19、兩種立式安裝法、臥式安裝法。二者存在的異同主要有：臥式電動機的價格是相對來說比較廉價的，而立式電動機一般也只是在簡化傳動裝置并且必需要垂直運轉的時候才會被選擇，所以綜上我選擇的是臥式電動機。 2）防護形式的選擇防護式電動機 在電動機的防護形式上主要有以下幾個選擇：開啟式、防護式、封閉式、防爆式。經過多方位比較探討認為防護式的電機比較適合。通過觀看可以知道防護式的電動機的機座下方會留有通風口，可以在保證電動機有較好的散熱條件，同時又可以防止水滴和紙屑等雜物從工作環境中進入電動機，但是有一個很大的缺點便是不能防止灰塵和潮濕的空氣進去，但由于不干膠的特別性也會要求工作環境相對干燥，所以這方面的影響便

20、大大減小了。可以使得電動機工作壽命相對延長。 依據機械設備工作性質和負載性質選擇電動機的類型 1）由于不干膠劃線機對于調速的要求不是很高，并且對于正常的工作環境其主要是在 220v 的溝通電下，所以應當優先選用溝通電動機。 2）同對于工作中我們要求其可以長期穩定的來進行工作、負載平穩，可以持續輸出并且適應工廠或者辦公環境，從而應當選用籠型三相一步電動機。 依據電機的尺寸和工作額定選擇電機的類型 1）由于不干膠切紙機主要用在日常辦公環境，并且其整體的設計尺寸也有肯定的要求，不能過于浩大。這就要求處在其中的伺服電機尺寸不能太大，一方面不便利安裝在工作平面上同時還會增加重量使工作面長期受到重壓：另一

21、方面大尺寸的電動機的費用也過大不利于降低成本，其供應的動力也會過大，相當于大牛拉小車其實是沒有必要的。所以綜上，應當選擇高度不高于 90mm，長度不長于 200mm，質量不高于 3kg 的小型電動機。 2）不干膠切紙機的功率要求不是很高只有 plt;=0.6kw，所以電動機的功率應當大于 0.6kw 小于 1kw 即可，同時電動機的額定電流也要符合相關要求，所以小功率的電動機便可符合。 2.2 2 .6 電動機的參數 最終由于上述分析，所選用的電動機應當是臥式低功率防護型伺服電動機。可以查找機械手冊找到符合的型號 額 定功 率（kw） 額 定線 電壓（v） 額 定線 電流（a） 額定轉速（rp

22、m） 額 定 力矩（n*m） 峰 值 力矩（n*m） 峰 值電 流（a） 力矩系數（n*m/a） .重量（kg） 0.75 220 3 3000 2.39 7.1 9 0.8 2.9 2. 3 聯軸器的選擇 2.3 31 .1 考慮的因素 動力源的特性 對于使用不同的動力部件作為動力源系統，其所蘊含的特性對于整個機器的運行和各個部件間的協作都起著至關重要的影響。由于存在很多種不同的機械特征的動力源部件，所以在工作及計算選用中確定的動力機的系數也確定是不一樣的，因此在選擇聯軸器的時候我們也應當依據不同是實際狀況來選擇最佳的聯軸器來使用。聯軸器選擇的最為基本的因素是動力源的不同種類，而另一個因素是

23、功率其同時也會打算聯軸器的規格大小與轉矩的大小（轉矩和功率成正比）。假如需要對軸系本身存在的的固有頻率、振幅進行調整調控時，一般的狀況之下會選擇具有高彈性的聯軸器，這樣不僅可以對重要的機械部件進行愛護和減震，同時還可以使得連接的軸的對中性進行改善提高，并且對于輸出到機械工作時候的功率的穩定性方面有很大的提高。 載荷的類別 在選擇聯軸器的眾多的依據中，系統所承受的載荷的不同種類也是一個特別重要的基本選擇依據。對于主要選擇的不同承載的載荷種類有以下幾種：沖擊力載荷、振動幅度大小、正反轉、頻繁地制動與啟動等。對于面對工作環境中具有較大的沖擊載荷、振動幅度和轉矩變化也都比較大時，應當選擇具有高彈性的聯

24、軸器；而面對低轉速、重負載的工況條件下，我們應當盡量不選用只能在中小功率中工作的聯軸器。同時無論何種類別的聯軸器均只能夠短時間內進行超載，短時超載不得高于公稱轉矩的 23 倍，即t max 23 t n 。常用分類如下表 1 ： 表 2.2-1 載荷類別 載荷狀況 工況系數 k 載荷類別 載荷狀況 工況系數 k i 載荷比較勻稱、工作運行平穩 11.5 iii 工作中頻繁正反轉或者有重的負載沖擊 2.52.75 ii 工作中遇到中等載荷的沖擊力 1.52.5 iv 頻繁在工作中轉換方向或者特殊重的負載沖擊 gt;2.75 傳動的精度凹凸 在一般的軸系傳動系統中，面對中小轉矩時會要求較高的傳動精

25、度，所以在設計的時候應當用以金屬材料制作的彈性件的聯軸器；而面對較大的轉矩和傳遞動力的傳動的軸系系統時候，精度方面也是不行忽視的一個環節，當電動機進行高轉速的時候，應當優先選擇具有高精度性能的的膜片聯軸器。 許用的轉速大小 應用的聯軸器的許用轉動速度范圍的大小與聯軸器允許的線速度大小和最大邊緣尺寸有關聯，并且可以經過詳細的計算數值來確定。當面對不同的工作環境和工況條件下，可以通過轉變聯軸器不同的制造材料來提高加強聯軸器的許用轉速大小的使用范圍，同時聯軸器的材料是剛材料的許用轉速一般會大于以鑄鐵為材料的聯軸器。 軸之間的相對位移 在一般正常的工況條件下工作，被聯軸器聯接的兩根軸之間是會存在不行以避開的相對位移量。在面對各種不同的工況工作環境條件狀態下，被連接的兩軸之間所存在傳動方向的位移（例如軸向、徑向位移）的大小會存在特別明顯的差異。在眾多各異的聯軸器中具備可以補償被連接兩軸之間的相對位移的只有撓性聯軸器，所以在平常生活工作中被運用最多最廣