近年来随着中国制造2025战略的提出,以及国内自动化、智能化应用的逐渐普及对包装设备行业发展产生了深远的影响。传统手工及半自动化包装设备逐步被全自动化、智能化装备所替代,包装设备逐步向着集成化、智能化、高效化、高寿命、低噪音的方向发展。研制新型包装扎口设备是目前市场迫切的需求。本课题组,聚焦市场热点,着力开展这类机械设备的研发工作。为此本文主要做了以下工作:1.针对目前国内外扎口设备设计制造及理论研究现状,提出了本机“驱动功能集成、结构紧凑、转运对接方便”的设计理念,采用“折弯、挤压式扎口”的工艺方案,将工艺过程分解为“扎带牵引、袋口聚拢、扎带固定、扎带剪裁、扎带折弯、扎带定型”六个连续作业的工序,并依此对设备各功能动作进行时序规划,设计出一套逻辑严密、动作清晰的时序图,给出实现其动作的各部件及整机结构的设计方法。2.依据该机的功能要求,设计出其核心驱动部件“主轴组件”中凸轮组的特性参数,并进行校核和验证。推导出凸轮摆角误差解析式,为所设计的凸轮组特性参数的检验、校核奠定了理论基础。结合逻辑时序图求解出各凸轮的轮廓数学模型及运动方程,并绘制出各动力学图像。3.运用多自由度微幅振动分析理论对传动部件建立了三自由度微幅振动力学模型,并以成型部件为例,分析其在X与Y方向上及平面扭转的转振特性。由牛顿第三运动定律推导出该模型的振动微分方程,求解出其振动固有频率,并分析了其不同共振频率下的系统模态矢量即模态振型,得出该系统三模态振动的线性组合方程,绘制出振动位移曲线。采用“线性独立向量法”优化其构件因不平衡惯性力而引发的受迫振动。建立振动系统向量数学模型,求解出所需优化参数的具体数值。从动平衡入手对主轴组件的振动进行优化,利用矢量方程和为零求解出所需添加质量矩的大小及方向。利用ANSYS Workbench软件对形状复杂且重要的基座及主轴组件进行了模态分析和谐响应分析,结果表明其动态性能良好,抗振性能较佳。