课题组设计的往复式横封机构关于主导轨横截 面左右对称,每一侧均由电机驱动，通过传动装置与减 速装置带动主动轴转动。在以主动轴为圆心平行于底 板的水平面上，偏置一平行于主动轴的从动轴滚子，偏 心距决定了横封头沿导轨方向的极限位移。在机架导 轨的约束下，从动轴滚子在垂直于机架导轨的副导轨 中同时做滚动和滑动的复合运动，带动横封头沿机架 导轨做水平往复运动，配合纵封头上的加热块和横封 切刀，实现对包装袋的横封及切断。其结构如图3 所示。

2往复式横封机构的运动学和力学分析

以横封头距机架导轨最远处为起始位置，记为t0 时刻。滚子去程和回程运动刚好相反，故分析在主轴 转动前半周过程中从动轴滚子和横封头的运动情况。 由于横封头只做沿机架导轨的水平平动，所以课题组 具体分析横封头沿机架导轨方向的线位移、线速度、线 加速度以及副导轨与从动轴滚子之间摩擦力和接触力 的变化情况。

将主动轴、偏心件以及从动轴滚子简化为图4所 示的原理简图，从动轴滚子沿以主动轴所在轴线投影 。点为圆心，以偏心距为半径做圆周运动。假设电机 始终做匀速转动,所以主动轴经过传动装置和减速装 置之后也做匀速运动。

在初始位置处，即to =0时刻，横封头位于距主导 轨最远端，此时从动轴滚子的瞬时速度沿副导轨方向， 垂直机架导轨的瞬时速度为0,副导轨内外两侧平面 均不受滚子施加的外力，此时的滚子和副导轨之间为 静摩擦力。横封头初始时刻速度方向如图5所示。

当主动轴转过1/4周，即主动轴、滚子和副导轨重 合的位置时，滚子的瞬时速度沿机架导轨方向，副导轨 内侧平面受滚子正压力，外侧平面则不受滚子压力。 从动轴滚子速度最大时刻速度方向如图6所示。

在主动轴转过1/2周,横封头到达最近端时，滚子 的瞬时速度沿副导轨方向，垂直机架导轨的瞬时速度 为0,副导轨内外两侧平面均不受滚子外力，此时的滚 子和副导轨之间为静摩擦力。从动轴滚子速度为零时 刻速度方向如图7所示。

3横封机构的建模仿真及分析

3.1三维实体建模

在SolidWorks三维建模软件中将建好的各零部件 模型按照装配关系组装成如图8所示的三维模型。

4结论

课题组提出了一种新型粉末包装机往复式横封机 构,采用解析法与三维软件相结合的方法从数学角度 建立模型对机构进行力学和运动学分析和研究，并通 过计算机辅助方法对横封机构进行仿真模拟,得到横 封头运动的各项参数。新型粉末包装机往复式横封机 构的设计克服了传统往复式横封机构的弊端，可仅通 过调节电机转速来达到任意袋长的横封包装目的。机 构呈完全对称式设计，使得横封口处包装袋两侧受力 相同，且冲击和噪声小,包装效果好。由仿真结果可以 得出:横封头运动加速度发生剧变和所受摩擦力、接触 力产生剧变均发生在整个运动周期的1/4处和3/4处,