基于Pro-E的分件供送螺杆的造型设计
基于Pro/E的分件供送螺杆的造型设计
摘要:分件供送螺杆装置是灌装机中的关键零部件，介绍了应用Pro/E三维设计软件进行变距组合式螺杆的造型设计方法。设计过程中按推导出的数学方程构造各段螺旋线，并以该螺旋线作为扫描轨迹，遵循范成法原理包络出螺杆的各段螺旋曲面。该方法可以广泛应用于其它运动规律变螺距螺旋线螺杆的造型设计。
灌装机械是包装机械中的一个重要的类别，是一种特殊类型的专业机械。灌装机上的分件供送螺杆装置可按某种工艺要求将规则或不规则排列的容器、物件以确定的速度、方向和间距分批或逐个地供送到给定的工位，分件供送装置是整个设备的"咽喉"，分件螺杆又是分件供送装置中最重要的零件，现有的研究工作主要集中在变螺距螺旋线的理论、设计和螺杆的加工方法方面，笔者用Pro/ENGINEER有关截面扫描功能，构造变螺距螺杆三维实体模型，为变螺距螺杆的数控加工可视化提供图形显示依据。
1、螺杆螺旋线的数学模型
图1所示三段式组合螺杆是典型的要嗓距分件螺杆。在螺杆起始段。为了改善进瓶的平稳性，采用等螺距实现等速送料;在中间段，螺杆的供送加速度由零值依正弦
函数
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变化规律增至最大值，为变加速度段;在后段，瓶子加速运动，以便逐渐增大进瓶的速度和间距，最终与拨瓶星轮同步，为等加速度段。由于变螺距螺杆螺旋线的特殊性，在等加速度段和变加速度段上，螺距关于螺旋线圈数变量的函数是多项式方程，所以不能直接采用变螺距螺旋扫描特征命令对其造型。由于供送螺杆是以螺杆和被供件的空间相贯运动为特点的，两者的相对运动范成出变参数螺杆的槽型，采用范成法构造螺杆三维实体模型，可复现变螺距螺旋曲面的包络形成原理，精确构造出螺杆的各段螺旋曲面。
螺杆设计的原始参数包括:螺杆外径D (mm)、螺杆内径do ( mm)、供送件直径ρ (mm)、螺杆转速n ( r/min)、变速圈数N、初始螺距So ( mm)、拨轮节距S1( mm)螺杆转动到任意点时转动的圈数i。
加速度类型的选择决定了螺杆上各个位置的曝距和螺杆的运动规律。一般的加速度类型包括等速\等加速、半正弦加速以及各种各样的组合形式。下面分析各个运动规律的螺旋线的数学表达式。
1)等速运动段:
2)半正弦加速运动段
3)等加速运动段:
以上的分析推导内容是设计变距螺杆的理论基础。通过这些
公式
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可
以编写函数计算出对应于供送件运动任意时刻的位移螺杆上螺旋线的位
置，进而确定扫描特征的扫描轨迹。
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