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包装行业中,纸盒包装的需求量高涨,加工质量要求越来越高。其中硬纸板纸盒包装作为纸盒包装行业中的新起之秀,占据着3C产品包材的主流市场。在纸盒的生产制作上人工制盒速度“不够”,达不到企业的生产需求、机械方式制盒精度“不足”,达不到市场要求的工艺性效果。因此,研究出快速高精度的纸盒生产设备,对硬纸板纸盒生产具有十分重要的现实意义。本学位论文主要针对新型纸盒包装机主轴装置的定位精度不足问题进行了分析,并提出三个方面的优化设计,完成了一套制盒精度高的主轴装置。1.分析主轴装置支撑主体的结构特征,运用Ansys Workbench软件计算其变形量,找到影响其定位精度不足的原因。基于优化设计理论,Ansys Workbench有限元分析软件的响应曲面优化和拓扑结构优化板块对主轴装置支撑主体进行分析,并提出优化设计方案。2.分析主轴升降装夹部件的结构特征,运用Ansys Workbench软件计算其变形量,找到影响其定位精度不足的根本原因。基于机械设计的刚度提升原理以及材料的特性选择,提出三个可提升其刚度的优化设计点。并对三个设计点的优化结果进行有限元分析,满足设计要求。3.分析主轴装置中的钢球直线导轨副的工作状态,提取了一种受侧向载荷与预紧力的钢球直线导轨副受载模型以及相应的力学模型。理论推导了理论推导模型求解钢球直线导轨副变形的计算和步骤,计算了其变形量。应用Ansys Workbench有限元验证了理论模型求解的准确性,说明此理论模型可以描述钢球直线导轨副的变形状态。4.根据主轴升降装夹部件中夹具的定位特点,分析了受侧向载荷的钢球直线导轨副变形之后导致夹具发生偏摆的机理。通过钢球直线导轨副竖直以及水平方向上的变形求解了夹具的定位精度值及其特点。确定了纸盒短边方向的定位精度不足,且提出优化方案。本文主要在介绍新型纸盒包装机主轴装置的基础上,分别对主轴装置支撑主体、主轴升降装夹部件和钢球直线导轨副进行了力学分析和结构优化,改善了新型纸盒包装机主轴装置的结构,且应用于生产实际取得了很好的效果。