一种椭圆‑圆齿轮组合行星轮系纸盒吸盒机构的制作方法

本发明属于纸盒包装机械领域，特别是一种椭圆-圆齿轮组合行星轮系纸盒吸盒机构，将摆好的吸盒从盒支架上顺利的吸取下来，并平稳的放到传送带上。

背景技术：

中国正逐步成为世界包装工业发展及市场开发中心，纸盒包装在包装行业占的比重很大。目前。国内外的纸盒装盒机与国外相比，在技术和质量上还有一定的差距。我国现阶段的的企业生产的纸盒装盒机大多数都是中低速的，而无法设计高速的一个主要原因在于纸盒装盒机的的吸盒机构在机构上和参数上都很难达到高速的要求。国内的一些学者对吸盒机构的高速化进行了研究，就吸盒轨迹提出了一种采用圆形齿轮行星轮系形成的三尖瓣线的内摆线轨迹。此轨迹在取盒的拉扯过程中，将不受盒支架位置的影响，且在吸盒的过程中，吸盒前后的角度一直在变化，在时间和速度上能满足中高速化的要求。不足的是，高速过程中，轨迹吸盒点和放盒点的速度和加速度会比较大，将直接影响取盒的成功率和放盒的准确率。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服上述背景技术的不足，提供一种椭圆-圆齿轮为传动机构的星轮系取盒机构，该机构能降低取盒点和放盒点的速度和加速度，可以更好地将纸盒从盒支架上平稳的吸取下来，并平稳地放到传送带上，以提高机构运行的可靠性。

本发明采用的技术方案如下：

一种椭圆-圆齿轮组合行星轮系纸盒吸盒机构，包括可转动地定位在固定支座上且左侧由动力机构驱动的旋转轴，其特征在于：所述固定支座的右端固定着与旋转轴同轴布置的太阳轮，所述旋转轴的右端从太阳轮中心的开孔穿过后再固定着作为行星轮支架的旋转圆盘，所述旋转圆盘上可转动地定位着至少一对与旋转圆盘轴线平行的传动短轴和传动长轴；所述传动短轴上固定着椭圆中间轮以及与太阳轮啮合的圆形中间轮，所述传动长轴一端固定着与椭圆中间轮啮合的椭圆行星轮，传动长轴的另一端通过吸盘支座固定着用于吸合纸盒的吸盘。

所述吸盘通过依序布设在传动长轴、旋转圆盘以及旋转轴上的导气管路以及设置在固定支座上的气管接头与外部气源接通。

优选的，所述椭圆中间轮与椭圆行星轮节曲线长度为1:1。

优选的，所述太阳轮与圆形中间轮的传动比是3:1。

优选的，所述太阳轮中心到椭圆行星轮轴心的距离与椭圆行星轮轴心到吸盘面的距离的比值小于2。

优选的，所述传动短轴和传动长轴均通过轴承可转动地定位在旋转圆盘上。

本发明的有益效果是：此机构形成的新轨迹，能降低取盒点和放盒点的速度和加速度，可以更加平稳及有效的将纸盒从盒支架上吸取下来，并且平稳可靠地放置到传送带上，从而显著提高了机构运行的可靠性。同时降低了最高加速度，减小了相应惯性力，机构耐磨性要求也降低，保证了使用寿命。

附图说明

图1是椭圆-圆齿轮组合行星轮系纸盒吸盒机构的立体结构示意图。

图2是椭圆-圆齿轮组合行星轮系纸盒吸盒机构的左视结构示意图。

图3是椭圆-圆齿轮组合行星轮系纸盒吸盒机构中旋转圆盘的立体结构示意图。

图4是椭圆-圆齿轮组合行星轮系与圆齿轮组合行星轮系在一个循环周期内的位移轨迹对比示意图。

图5是椭圆-圆齿轮组合行星轮系与圆齿轮组合行星轮系在一个循环周期内的速度轨迹对比示意图。

图6是椭圆-圆齿轮组合行星轮系与圆齿轮组合行星轮系在一个循环周期内的加速度轨迹对比示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。

一种椭圆-圆齿轮组合行星轮系纸盒吸盒机构，包括固定支座11以及可转动地定位在固定支座上且左侧由动力机构驱动的旋转轴1；所述动力机构通常是通过齿轮组驱动旋转轴的电机。

本发明的改进是：固定支座的右端固定(图中可见通过连接件10固定)一中心制作有开孔的太阳轮，太阳轮与旋转轴同轴布置；所述旋转轴从太阳轮中心的开孔穿过后，右端再固定着旋转圆盘5(实质是行星轮支架))，旋转圆盘上可转动地定位着传动短轴2和传动长轴6，并且动短轴的轴线和传动长轴的轴线均与旋转轴的轴线平行。所述传动短轴上固定连接椭圆中间轮3以及与太阳轮啮合的圆形中间轮4；所述传动长轴的两端分别悬伸在旋转圆盘的两个端面上，其中一端固定着与椭圆中间轮啮合的椭圆行星轮8，另一端固定通过吸盘支座7固定着用于吸合纸盒的吸盘13。

吸盘通常是采用负压方式工作，因此机构上需设置连通外部气源的导气管路；显然，该导气管路依序布设在传动长轴、旋转圆盘以及旋转轴上，并且通过设置在固定支座上的气管接头与外部气源接通。导气管路、气管接头的布设方式均为常规的成熟技术，不再一一细述。

作为优选，所述椭圆中间轮3与椭圆行星轮8节曲线长度为1:1。所述太阳轮9与圆形中间轮4的传动比是3:1。所述太阳轮9轴线到椭圆行星轮8轴线的距离8与椭圆行星轮13轴线到吸盘2的距离的比值小于2。

作为优选，所述传动短轴和传动长轴均通过轴承定位在旋转圆盘上。

所述旋转圆盘5表面开有阶梯孔15。所述旋阶梯孔15中安装有轴承12。所述轴承12上安装有轴承端盖14。

图4至图6分别是椭圆-圆齿轮组合行星轮系(图中称为椭圆-圆齿轮)与圆齿轮组合行星轮系(图中称为圆齿轮)吸盘面的位移轨迹、速度大小以及加速度大小的对比示意图。

由图4可知：两个轮系的位移轨迹均是对称布置的，中间点是各自轨迹的对称中心；三个尖点中的两个，分别是取盒点和放盒点，第三个尖点位置放弃不用；两个轮系的轨迹中，取盒点和放盒点的位置保持一致。

由图5可知：两个轮系的速度轨迹均由3个相同图形组成，其中的三个波峰分别对应图4中的中间点；例如：图中的两个顶点(0.25,1131)和(0.25,1259.1)分别对应于图4中的M₁点和M₂点。并且椭圆-圆齿轮组合行星轮系中的最高速度显然要大于圆齿轮组合行星轮系的最高速度。

图6中：圆齿轮组合行星轮系加速度轨迹上的两个点{坐标分别为(0.08,1065)以及(0.25,355.3)}，从左至右分别表示图4中圆齿轮组合行星轮系轨迹的F点加速度、M1点加速度；椭圆-圆齿轮组合行星轮系加速度轨迹上的三个点{坐标分别为(0.05,1259.1)、(0.15,960)以及(0.25,715.5)}，从左至右分别表示图4中椭圆-圆齿轮组合行星轮系轨迹的F点加速度、G点加速度(轨迹最大加速度)、M2点加速度。具体可见表1

表1速度加速度对比

表中：圆齿轮轨迹即为圆齿轮组合行星轮系轨迹；

椭圆-圆轨迹即为椭圆-圆齿轮组合行星轮系轨迹。

通过表中对比可以得知：椭圆-圆齿轮组合行星轮系形成的轨迹在尖点处吸盒点放盒点的速度变化比圆齿轮组合行星轮系轨迹在尖点的加速度慢了14.3％，椭圆-圆齿轮组合行星轮系轨迹中间点的速度比圆齿轮轨迹快11.3％，且加速度快了101.4％，椭圆-圆齿轮组合行星轮系轨迹最大加速度比圆齿轮组合行星轮系轨迹最大加速度减少了9.9％。因此，在转速和吸盒点不变的情况下，降低吸盒点盒放盒点的加速度，使纸盒在吸盒拉扯过程中和放盒碰撞过程中速度减慢，可明显提高吸盒和放盒式稳定性和可靠性；同时最高加速度得以降低，相应惯性力也减小，作用在高副接触处的应力也小，可以降低机构的强度和耐磨性要求。

上述运动特性分析证明，本发明提供的椭圆-圆齿轮组合行星轮系作为传动机构的吸盒机构能满足吸盒轨迹的要求，且运动轨迹更适合取盒作业和放盒作业。

本发明的工作原理是：动力机构带动旋转轴1使得旋转圆盘5转动，圆形中间轮4绕着太阳轮9转动，椭圆中间轮跟着转动，与椭圆中间轮啮合的椭圆行星轮在自转的时候，也绕着旋转轴1中心公转；由于吸盘固定在与椭圆行星轮轨迹相同的传动长轴上，因此在保证吸盒点不变的情况下，可以使吸盘与纸盒接触的面形成一条新的轨迹，该轨迹能降低取盒点和放盒点的速度和加速度，可以更平稳有效的将纸盒从盒支架上平稳的吸取下来，并且平稳有效地放到传送带上，进而显著提高了机构运行的可靠性。