新型书本打包机机构设计

戴勇　魏小旖　张伟宅

【摘 要】书本打包机主要是用在印刷公司厂区中，在大量的书本印刷出来后，以一定的数量为一堆，用牛皮纸将其包装起来，以便于销售和运输。书本打包机使打包工作相比人工打包更具高效性，但由于目前市场存在的书本打包机部分机构设计不合理，使得打包机故障频发，因此对于一个新型的更加合理的打包机的需求就应遇而生了。

【关键词】书本打包机；机构；设计

书本打包机是用牛皮纸将一摞书（5本一摞）包成一包，并在两端涂浆糊和贴好标签，机构设计主要包括横向送书机构、纵向送书机构、送纸机构、裁纸机构、折角机构、涂浆糊贴标签机构以及烘干机构的设计，以实现书本打包的功能。

1、横向送书机构

1.1 书本打包机——横向送书机构

横向送书机构的主要执行机构为凸轮机构、不完全齿轮和齿条机构，其机构简图如图1—1所示：

图1—1 横向推书机构

1.2 横向推书机构的工作原理

横向推书机构的工作流程：

通过主动件凸轮1的转动将速度通过不完全齿轮2→小齿轮3带动齿轮4转动，并且由齿轮3，4控制不同的传动比→齿轮4带动齿条5和其上推头横向运动完成横向推书动作。

2、纵向送书机构

2.1 书本打包机——纵向送书机构

纵向送书机构的主要执行机构为凸轮机构和连杆滑块推头机构，其机构见图如图2—1所示：

图2—1 纵向推书机构

2.2 纵向送书机构的工作原理

纵向送书机构的工作流程：

通过主动件凸轮的转动与滚子接触带动连杆摆动再带动滑块在弹簧力的作用下做往复运动，从而完成纵向推书动作。

3、送纸与剪纸机构

3.1 书本打包机——送纸机构与剪纸机构

送纸机构与剪纸机构的主要执行机构为连杆机构和凸轮机构，其机构简图如图3—1所示：

图3—1 送纸机构与剪纸机构

3.2 送纸机构的工作原理

送纸机构主要实现当有一摞书推来时从包装纸筒上扯下一定长度的包装纸，然后剪断。送纸采用橡胶摩擦轮传动，凸轮转动带动连杆摆动，与纸卷接触的滚子摩擦系数较大，连杆摆动使滚子与纸筒接触并且在滚子自传的情况下带动纸筒滚动，从而将纸自上而下的传送，传送定量距离后将纸裁断。

3.3 裁纸机构的工作原理

通过主轴的运动将速度传递到凸轮上，使其转动，将力通过连杆传递给剪刀，通过剪刀截断合适尺寸的纸，最后达到裁纸的工作过程。凸轮的轮廓大致形状即为图中所示，凸轮在主动轮带动下传动，再由连杆机构使得裁刀做往复运动，达到裁纸功能。

4、折角机构

4.1 书本打包机——折角机构

（1）折上下边机构

折上下边机构工作原理：

通过凸轮的回转运动，带动连杆摆动，进而实现假肢杆件的闭合开启运动，实现折上下边的功能。

图4—1 折上下边机构

（2）折前角机构

1）折前角机构的主要执行机构为一个随轴回转的直角形转子，其机构示意图如下图4—2所示：

图4—2 折前角机构

2）折前角机构工作原理：

该机构随轴转动，上下边折好后，直角形转子刚好转过来实现折前角的功能。后角利用固定挡板折好。

5、涂浆糊、贴标签、烘干机构

5.1 书本打包机——涂浆糊、贴标签、烘干机构

涂浆糊贴标签烘干机构的主要执行机构为凸轮摆杆机构，它们的机构都可以用凸轮摆杆滑块机构实现。凸轮的转动使得滑块往复运动，完成各个动作。

图5—1 涂浆糊、贴标签、烘干机构

5.2 涂浆糊贴标签烘干机构的工作原理

通过凸轮的转动带动与凸轮连接的轮轴，并使其上面的水平板块做水平往复运动，四个长方体相邻两长方体间隔距离，恰好为两摞书中点之间的距离，在推书机构把第二摞书推到涂浆糊处，第一摞书恰好到达贴标签处。直至最后完成烘干。

结 论

书本打包机在日常生活中已经很常见，但因其结构的局部不合理及结构之间的配合存在问题使得打包机时常会出现故障问题。比如裁纸机构无法精确适应不同书本大小控制裁纸长度、折上下边结构假肢容易被夹住以及贴标签结构的冲击过大导致书本局部受损等。此文中所介绍新型书本打包机机构创新设计不仅解决了之前容易出现的故障问题，而且大大增加了工作效率，节省了时间，使印刷厂的书本打包工作更加高效有序的进行。

【参考文献】

[1]戴娟.机械原理课程设计指导书[M].高等教育出版社，2010.

[2]孙恒，陈作模，葛文杰.机械原理[M].高等教育出版社，2006.

[3]唐亚楠.机械原理指导书[M].中国矿业大学出版社，2006.

[4]大连理工大学工程图学教研室编.机械制图[M].高等教育出版社，2006.