分切机收卷驱动机构设计及其3D运动仿真

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摘要

分切机是塑料薄分切重要设备，收卷是分切机工作流程中最重要一

个环节，其收卷驱动机构设计对分切质量和效率有直接影响。由收卷轴与驱

动辊子之间转速差而形成张力对分切和收卷质量有关键影响。据 BOPP

材料分切张力和速度要求，进行了分切收卷驱动机构中同步带轮和轴等详细设

计计算，绘制了收卷驱动机构图纸。并利用 SolidWorks 软件对收卷驱动机构

进行了三维建和装配，定必须运动约束，完成了其收卷驱动过程中传动

仿真。运动仿真结果显示，其机构设计合理，运行可靠。

关键词：分切机张力 SolidWorks 3D 建模和装配仿真

The Design for the Constricting Driving System of

Slitter and 3D Motion Simulation

Abstract

Slitter is an important equipment for plastic film, constricting is one of the most
important part of the whole workflow, and the design for the constricting driving

system has a direct impact on the slitting quality and efficiency, and the tension

caused by the speed difference between the constricting axis and the driving rollers is

critical to the quality of slitting and constricting According to the requirements of
tension and the speed of the BOPP material, the belt pulley and the axis in the

constricting driving system is calculated and designed in details, and their drawings

are protracted. The constricting driving system is also three-dimensional modeled and
assembled by SolidWorks, after the required constraint is given, the transmission-

driven simulation of the constricting driving course is completed. The result of
motion simulation shows the design of institutions is rational and the operation is

reliable.

Keywords: Slitter ; Tension ; Three-dimensional modeling and assembly ;

Simulation

摘要…………………………………………………………………………………i

Abstract…………… ………………………………………………………………ii

目录 ............................................................ iii

第一章绪论 ..................................................... 1

1.1 分切机的应用 ............................................... 1

1.2 分切机简介 ................................................. 1

1.3 分切机生产国内外现状 ....................................... 3

1.4 分切机发展方向 ............................................. 4

1.5 课题的提出及主要研究内容 .................................... 5

第二章 SolidWorks2009 简介 ....................................... 6

第三章分切机工作过程与收卷张力控制 .............................. 9

3．1 分切机工作过程 ............................................ 9

3.1.1 放卷装置................................................. 9

3.1.2 驱动部分................................................ 10

3.1.3 收卷装置................................................ 11

3.1.4 工作过程................................................ 12

3.2 分切机张力控制 ........................................... 13

3.2.1 张力控制的重要性 ........................................ 13

3.2.2 张力的影响因素 .......................................... 13

3.2.3 收卷过程中的张力 ........................................ 14

第四章分切机收卷机构设计计算及 3D 建模 .......................... 16

4.1 收卷同步带轮设计 .......................................... 16

4.2 上下收卷驱动轴设计 ........................................ 18

4.3 上下收卷轴带轮设计 ........................................ 24

4.4 张紧轮与压紧轮组件设计.................................... 25

第五章分切机收卷机构的 3D 装配与仿真 ............................ 26
iii

浙江科技学院毕业设计

5.1 上收卷轴组件的装配 ........................................ 26

5.2 收卷电机与下收卷轴组件传动仿真 ............................. 28

第六章结论 .................................................... 32

参考文献 ......................................................... 33

致谢 ............................................................. 34

1.1 分切机的应用
浙江科技学院毕业设计

第一章绪论

机械是现代社会进行生产和服务的五大要素（即人、资金、能量、材料和机
械）之一。现代任何产业、工程领域和人们生活中都需要机械，可以说机械伴随
了人类社会的进步和文明的发展，提高了人类改造大自然的能量。在包装行业，
包装机械亦发挥着重要作用。
包装机械，是指能完成全部或部分产品和商品包装过程的机械。包装过程包
括充填、裹包、封口等主要工序，以及与其相关的前后工序，如清洗、堆码和拆
卸等。此外，包装还包括计量或在包装件上盖印等工序。使用机械包装产品可提
高生产率,减轻劳动强度,适应大规模生产的需要，并满足清洁卫生的要求。包装
机械有多种分类方法。按功能可分为填充机、封口机、裹包机、多功能包装机、
分切机等[1]。
分切机是包装机械的一种，在现代包装行业，分切机是印前和印后经常使用
的一种比较重要的设备，在印前主要分切原材料，如纸张、塑料薄膜等等（见图
1.1）。分切机是一种将宽幅纸张或薄膜分切成多条窄幅材料的机械设备，常用
于造纸机械及印刷包装机械。分切机的传统控制方案是利用一台大电机来驱动收
放卷的轴，在收放卷轴上加有磁粉离合器，通过调节磁粉离合器的电流来控制其
所产生的阻力，以控制材料表面的张力。磁粉离合器及制动器是一种特殊的自动
化执行元件，它是通过填充于工作间隙的磁粉传递扭矩，改变励磁电流就可以改
变磁粉的磁性状态，进而调节传递的扭矩。可用于从零开始到同步速度的无级调
速，适用于高速段微调及中小功率的调速系统。还用于用调节电流的方法调节转
矩以保证卷绕过程中张力保持恒定的开卷或复卷张力控制系统[2]。
随着软包装自动化的提高，以及消费品厂家注重减少中间环节的低效和污
染，一些厂家逐渐改变工艺流程，以自动化程度更高的自动包装线代替手工包装。
随着卷材的需求量不断增加，分切机的地位日趋重要，对分切机的工作效率提出
了更高的要求。