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課題組設(shè)計的往復(fù)式橫封機構(gòu)關(guān)于主導(dǎo)軌橫截 面左右對稱,每一側(cè)均由電機驅(qū)動，通過傳動裝置與減 速裝置帶動主動軸轉(zhuǎn)動。在以主動軸為圓心平行于底 板的水平面上，偏置一平行于主動軸的從動軸滾子，偏 心距決定了橫封頭沿導(dǎo)軌方向的極限位移。在機架導(dǎo) 軌的約束下，從動軸滾子在垂直于機架導(dǎo)軌的副導(dǎo)軌 中同時做滾動和滑動的復(fù)合運動，帶動橫封頭沿機架 導(dǎo)軌做水平往復(fù)運動，配合縱封頭上的加熱塊和橫封 切刀，實現(xiàn)對包裝袋的橫封及切斷。其結(jié)構(gòu)如圖3 所示。

2往復(fù)式橫封機構(gòu)的運動學(xué)和力學(xué)分析

以橫封頭距機架導(dǎo)軌最遠處為起始位置，記為t0 時刻。滾子去程和回程運動剛好相反，故分析在主軸 轉(zhuǎn)動前半周過程中從動軸滾子和橫封頭的運動情況。 由于橫封頭只做沿機架導(dǎo)軌的水平平動，所以課題組 具體分析橫封頭沿機架導(dǎo)軌方向的線位移、線速度、線 加速度以及副導(dǎo)軌與從動軸滾子之間摩擦力和接觸力 的變化情況。

將主動軸、偏心件以及從動軸滾子簡化為圖4所 示的原理簡圖，從動軸滾子沿以主動軸所在軸線投影 。點為圓心，以偏心距為半徑做圓周運動。假設(shè)電機 始終做勻速轉(zhuǎn)動,所以主動軸經(jīng)過傳動裝置和減速裝 置之后也做勻速運動。

在初始位置處，即to =0時刻，橫封頭位于距主導(dǎo) 軌最遠端，此時從動軸滾子的瞬時速度沿副導(dǎo)軌方向， 垂直機架導(dǎo)軌的瞬時速度為0,副導(dǎo)軌內(nèi)外兩側(cè)平面 均不受滾子施加的外力，此時的滾子和副導(dǎo)軌之間為 靜摩擦力。橫封頭初始時刻速度方向如圖5所示。

當(dāng)主動軸轉(zhuǎn)過1/4周，即主動軸、滾子和副導(dǎo)軌重 合的位置時，滾子的瞬時速度沿機架導(dǎo)軌方向，副導(dǎo)軌 內(nèi)側(cè)平面受滾子正壓力，外側(cè)平面則不受滾子壓力。 從動軸滾子速度最大時刻速度方向如圖6所示。

在主動軸轉(zhuǎn)過1/2周,橫封頭到達最近端時，滾子 的瞬時速度沿副導(dǎo)軌方向，垂直機架導(dǎo)軌的瞬時速度 為0,副導(dǎo)軌內(nèi)外兩側(cè)平面均不受滾子外力，此時的滾 子和副導(dǎo)軌之間為靜摩擦力。從動軸滾子速度為零時 刻速度方向如圖7所示。

3橫封機構(gòu)的建模仿真及分析

3.1三維實體建模

在SolidWorks三維建模軟件中將建好的各零部件 模型按照裝配關(guān)系組裝成如圖8所示的三維模型。

4結(jié)論

課題組提出了一種新型粉末包裝機往復(fù)式橫封機 構(gòu),采用解析法與三維軟件相結(jié)合的方法從數(shù)學(xué)角度 建立模型對機構(gòu)進行力學(xué)和運動學(xué)分析和研究，并通 過計算機輔助方法對橫封機構(gòu)進行仿真模擬,得到橫 封頭運動的各項參數(shù)。新型粉末包裝機往復(fù)式橫封機 構(gòu)的設(shè)計克服了傳統(tǒng)往復(fù)式橫封機構(gòu)的弊端，可僅通 過調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速來達到任意袋長的橫封包裝目的。機 構(gòu)呈完全對稱式設(shè)計，使得橫封口處包裝袋兩側(cè)受力 相同，且沖擊和噪聲小,包裝效果好。由仿真結(jié)果可以 得出:橫封頭運動加速度發(fā)生劇變和所受摩擦力、接觸 力產(chǎn)生劇變均發(fā)生在整個運動周期的1/4處和3/4處,