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随着社会物质文化水平的提升,商品包装变得尤为重要,屋顶型纸盒包装已经成为果汁饮品和乳制品的主流包装形式。相较国外进口设备结构设计合理、产能高、设备维护相对稳定等优点,国内自主研发的屋顶盒灌装机仍有许多问题亟待改进。本文根据现有屋顶盒灌装机底部封口部件中存在的不足,对各执行机构进行结构设计,并分别运用运动学理论及有限元技术对底部封口各机构进行仿真分析并进行优化设计,在结构设计合理的基础上,提高工作效率并降低制造成本。本文主要研究内容如下:1)通过了解现有国产机的机构缺陷以及屋顶盒灌装机底部封口部件的技术参数要求,结合屋顶盒灌装机的工作原理,对底部封口部件各机构(包括心轴组件、加热机构、成型机构和封口机构)进行了结构设计及计算,并利用SolidWorks软件进行三维建模。2)将成型机构三维模型导入ADAMS中进行运动学仿真分析,从而得出关键零件的位移、速度、加速度、角度、角速度和角加速度的运动曲线图。通过分析可知,成型机构在工作时,可以在设计时间内,无干涉的完成成型动作,验证了成型机构模型的合理性。3)将建立好的盒底折叠翼模型导入ANSYS软件进行热分析。通过在折叠翼受热区域施加热载荷并求解,得出相同加热时间、不同温度下的聚乙烯膜温度变化云图,根据输出结果进行分析,最后确定加热温度为325°C时被加热区域的聚乙烯膜温度达到115℃最佳热封温度。4)将心轴机构三维模型导入ANSYS中进行有限元结构静力学分析。首先确定边界条件和施加载荷,得出心轴的前后变形量对比图、应力云图和位移云图,通过分析最大应力处及变形截面,对形变量最大的部分进行结构优化,对比可知,优化后的心轴最大变形量和质量均有下降。本文所设计的屋顶盒灌装机底部封口部件各机构能够在工时间内完成底部封合工作,达到设计要求。通过研究,实现了屋顶盒灌装机底部封口部件的自动化设计,为全自动屋顶盒灌装机的研发提供了可靠技术资料,此外,本设计很大程度的提升了国产机的生产效率,降低了设计制造成本,具有较大的实用价值。