肥料自動(dòng)包裝機(jī)袋進(jìn)給部裝設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說(shuō)明書(shū)】
摘 要肥料自動(dòng)包裝機(jī)適用于包裝顆粒狀、低黏度的肥料。市場(chǎng)上現(xiàn)有的肥料包裝機(jī)大多數(shù)是半自動(dòng)包裝機(jī)，就是包裝袋的進(jìn)給是用人工的方式進(jìn)給的，生產(chǎn)效率不是很高，而且加大了勞動(dòng)強(qiáng)度，在生產(chǎn)時(shí)還有一定的危險(xiǎn)，本設(shè)計(jì)為給袋式的自動(dòng)進(jìn)給。本文介紹了題目的研究背景和意義，論述了肥料包裝機(jī)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r和前景,介紹了本次設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容及方法。本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是包裝機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案、包裝過(guò)程的裝袋、取袋、張口和夾持的方式，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)采用的包裝方法是回轉(zhuǎn)式，轉(zhuǎn)盤是通過(guò)槽輪機(jī)構(gòu)的啟停來(lái)完成各個(gè)工藝的要求；通過(guò)氣泵的吸力（大氣壓）來(lái)吸取包裝袋（不透氣）；依靠氣缸提供動(dòng)力的機(jī)械手來(lái)夾持包裝袋進(jìn)行多工位的位置要求；同時(shí)本機(jī)采用PLC微電腦控制氣壓閥來(lái)調(diào)節(jié)氣缸，使機(jī)器完成全自動(dòng)，同時(shí)該機(jī)還有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、無(wú)污染、密封可靠、噪聲小和人機(jī)功能合理的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞： 肥料；包裝；包裝機(jī)；供袋AbstractFertilizer automatic packaging machine for packing granules, low viscosity of the fertilizer. Fertilizers available in the market most of semi-automatic packaging machine packing machine is packing bags is to use artificial feeding means feed, the production efficiency is not high, and increasing the labor intensity in production there is still certain dangerous, this bag is designed to automatically feed. This article describes the background and significance of the research topics discussed fertilizer packaging machine development at home and abroad, introduces the design of this study the content and methods. The design focuses on the overall design scheme packing machine, packaging and bagging process, taking bags, open mouth method and means of clamping, in this based on the movement and structure design. The design of the packaging used is rotary, start and stop through the slot to complete the round of the requirements of each station; through the pump suction (atmospheric pressure) to absorb bags; rely on the cylinder-powered mechanical hand to grip bags multi-station position request; while the machine is PLC controlled pneumatic valve to achieve fully automatic machine, while machine is still a simple structure, low cost, clean, reliable sealing, noise, and machine features reasonable features. Key words: Fertilizer; packaging; packing machine; for bags目錄第1章 緒論11.1 研究?jī)?nèi)容的現(xiàn)狀11.2 選題意義2第2章 肥料自動(dòng)包裝機(jī)總體方案設(shè)計(jì)42.1 任務(wù)書(shū)42.2 任務(wù)書(shū)抽象化42.3 確定工藝原理52.4 功能分解52.5 確定每種功能方案52.6 形態(tài)矩陣求解62.7 邊界條件72.8 方案評(píng)價(jià)72.9 簡(jiǎn)圖82.10 主要參數(shù)確定82.10.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容82.10.2 技術(shù)參數(shù)及要求82.11 執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案確定92.11.1 袋的供給92.11.2 張口裝置92.11.3 夾持機(jī)械手102.11.4 轉(zhuǎn)盤10第3章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算113.1 外槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)11第4章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算144.1 電機(jī)選擇144.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)功率144.2 總傳動(dòng)比計(jì)算及傳動(dòng)比分配154.3 各軸的轉(zhuǎn)速、功率及轉(zhuǎn)矩的計(jì)算154.4 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算174.4.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算174.4.2 直齒圓柱輪計(jì)算194.4.3 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算234.5 軸的計(jì)算254.6 軸承壽命計(jì)算324.7 鍵聯(lián)接的選擇344.8 聯(lián)軸器的選擇34第5章 肥料自動(dòng)包裝機(jī)的安裝、維護(hù)和安全要求36第6章 結(jié)論37參考文獻(xiàn)38致 謝4042第1章 緒論1.1 研究?jī)?nèi)容的現(xiàn)狀包裝工業(yè)是國(guó)民經(jīng)擠支柱產(chǎn)業(yè)之一，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所占比重和作用越來(lái)越大世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展歷程證明這點(diǎn)。改革開(kāi)放以來(lái)，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展商品流通的增加物質(zhì)的不斷豐富，生活水平的提高，人們?cè)谧非笊唐穬?nèi)在質(zhì)量提高的同時(shí)對(duì)商品包裝的要求也在不斷提高，包裝工業(yè)隨之迅速發(fā)展在我國(guó)國(guó)民生產(chǎn)總值中已占到2以上，與經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家的差距正逐步縮小。包裝機(jī)械在包裝工業(yè)中地位十分重要，對(duì)包裝工業(yè)現(xiàn)代化具有舉足輕重的作用。目前，我國(guó)的包裝企業(yè)大部分規(guī)模偏小，“小而全”是其主要特征之一，同時(shí)存在著不顧行業(yè)發(fā)展要求，重復(fù)生產(chǎn)那些成本低、工藝水平比較落后、易于制造的機(jī)械產(chǎn)品，行業(yè)內(nèi)目前大約有1/4的企業(yè)存在低水平重復(fù)生產(chǎn)現(xiàn)象。這是對(duì)資源的極大浪費(fèi)，造成包裝機(jī)械市場(chǎng)的混亂，多數(shù)企業(yè)年產(chǎn)值在幾百萬(wàn)元到1000萬(wàn)元之間，低于100萬(wàn)元的企業(yè)為數(shù)還不少。每年有近15%的企業(yè)轉(zhuǎn)產(chǎn)或倒閉，但又有15%的企業(yè)加入這個(gè)行業(yè)，極其不穩(wěn)定，現(xiàn)象阻礙了行業(yè)發(fā)展的穩(wěn)定性。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種食品、水產(chǎn)、化工、醫(yī)藥、輕業(yè)加工品等的出現(xiàn)，對(duì)包裝技術(shù)和設(shè)備都提出了新的要求。目前，包裝機(jī)械競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，未來(lái)的包裝機(jī)械將配合產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化，促進(jìn)包裝設(shè)備總體水平提高，發(fā)展多功能、高效率、低消耗的包裝設(shè)備。傳統(tǒng)的包裝機(jī)械多采用機(jī)械式控制，如凸輪分配軸式，后來(lái)又出現(xiàn)了光電控制、氣動(dòng)控制等控制形式。但是，隨著加工工藝的日益提高，對(duì)包裝參數(shù)的要求不斷增多，原有的控制系統(tǒng)已難以滿足發(fā)展的需要，應(yīng)采用新的技術(shù)改變包裝機(jī)械的面貌。當(dāng)今的包裝機(jī)械是集機(jī)、電、氣、光、磁于一體的機(jī)械電子設(shè)備，應(yīng)著力于提高包裝機(jī)械的自動(dòng)化程度，將包裝機(jī)械的研發(fā)與計(jì)算機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化控制?？傮w來(lái)講，它是將微機(jī)技術(shù)引入到包裝機(jī)械，應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，開(kāi)發(fā)智能化包裝技術(shù)，按產(chǎn)品自動(dòng)包裝工藝要求組合成全自動(dòng)包裝系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)過(guò)程的檢測(cè)與控制、故障的診斷與排除將實(shí)現(xiàn)全面自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)高速、優(yōu)質(zhì)、低耗和安全生產(chǎn)。可用于加工的精確計(jì)量、高速充填和包裝過(guò)程自動(dòng)控制等，將使包裝機(jī)械結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，提高包裝產(chǎn)品質(zhì)量。如塑料袋封口機(jī)，其封口質(zhì)量與包裝材料、熱封溫度和運(yùn)行速度等有關(guān)。如材料(材質(zhì)、厚度)發(fā)生變化，那溫度和速度也要隨之改變，但變化多少卻難把握。如采用微機(jī)控制，將各種包裝材料的封口溫度和速度的最佳參數(shù)匹配輸入微機(jī)存儲(chǔ)器，再配上必要的傳感器，組成自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，這樣，不管哪個(gè)工藝參數(shù)改變，都能保證最佳的封口質(zhì)量。采用新技術(shù)，建立自動(dòng)化、多樣化、多功能集成化的包裝機(jī)械新體系包裝機(jī)械其技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在高生產(chǎn)率、自動(dòng)化、單機(jī)多功能、多功能組成生產(chǎn)線等。在封口方面應(yīng)用熱管和冷封口技術(shù)。另外，隨著包裝從單一技術(shù)轉(zhuǎn)向與加工相結(jié)合研究取得進(jìn)展，應(yīng)將包裝技術(shù)領(lǐng)域延伸到加工領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)包裝、加工一體化的加工包裝機(jī)設(shè)備。中國(guó)包裝機(jī)形成行業(yè)僅20年，基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，技術(shù)及科研力量不足，其發(fā)展相對(duì)滯后，在某種程度上拖了食品和包裝工業(yè)的后腿。上個(gè)世紀(jì)70年代末，年產(chǎn)值只有七八千萬(wàn)元，產(chǎn)品品種僅有100多種。近5年來(lái)包裝機(jī)行業(yè)每年以11%12%的平均增長(zhǎng)速度發(fā)展，高于同期國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度，銷售總額由1994年的150億元增加到2000年的300億元，產(chǎn)品品種由1994年的270種發(fā)展到2000年的3700種。預(yù)測(cè)到2010年，國(guó)內(nèi)行業(yè)總產(chǎn)值可達(dá)到1300億元(現(xiàn)價(jià))，而市場(chǎng)需求可能達(dá)到2000億元。如何能夠盡快的趕上并且抓住這個(gè)巨大的市場(chǎng)是我們迫切需要解決的問(wèn)題是包裝的方法。如今產(chǎn)品水平上了新臺(tái)階，開(kāi)始出現(xiàn)規(guī)模化、成套化、自動(dòng)化的趨勢(shì)，傳動(dòng)復(fù)雜、技術(shù)含量高的設(shè)備開(kāi)始出現(xiàn)。可以說(shuō)我國(guó)的機(jī)械生產(chǎn)已滿足了國(guó)內(nèi)的基本需求，并開(kāi)始向東南亞及第三世界國(guó)家出口。1.2 選題意義隨著消費(fèi)者需要的多樣化，尤其是超級(jí)市場(chǎng)的發(fā)展，包裝突出日益重要的地位。完成包裝所需的機(jī)器設(shè)備，在包裝工業(yè)中的需求量最大。包裝的主要目的，在于促進(jìn)銷售，并為消費(fèi)者提供使用上的方便，在包裝設(shè)計(jì)中，除保證包裝內(nèi)容物質(zhì)和量的要求外，還需重視包裝裝潢的重要作用。包裝的主要目的，是為流通儲(chǔ)運(yùn)提供保障，要求包裝堅(jiān)固牢實(shí)。包裝是對(duì)被包裝物所采取的一種保護(hù)性措施，包裝的主要目的在于保護(hù)產(chǎn)品的使用價(jià)值。因此，包裝中還要顧及到物品在流通中的運(yùn)輸、裝卸、存貯保管和銷售的方便；此外，包裝的裝潢還起到美化、宣傳和推銷的作用。包裝加工是產(chǎn)品在生產(chǎn)中的最后環(huán)節(jié)，是高產(chǎn)品的商品價(jià)值不可忽視的重要環(huán)節(jié)。加入WTO后，國(guó)際包裝機(jī)械行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，國(guó)外的綠色貿(mào)易壁壘對(duì)包裝機(jī)械行業(yè)提出更高的要求，所以，必須改變傳統(tǒng)的包裝機(jī)械設(shè)計(jì)及開(kāi)發(fā)模式，本設(shè)計(jì)包裝機(jī)考慮到使包裝機(jī)械在其全生命周期中(設(shè)計(jì)、加工制造、裝配、使用、維修直至廢棄后處理處置過(guò)程)對(duì)環(huán)境無(wú)影響或影響最小化、資源低耗、易于回收等“綠色特征”，以提升我國(guó)包裝機(jī)械的核心競(jìng)爭(zhēng)力。 市場(chǎng)上現(xiàn)有的肥料包裝機(jī)大多數(shù)是半自動(dòng)包裝機(jī)，就是包裝袋的進(jìn)給是用人工的方式進(jìn)給的，生產(chǎn)效率不是很高，而且還大大加大了勞動(dòng)強(qiáng)度，在生產(chǎn)時(shí)還有一定的危險(xiǎn)，因此，本設(shè)計(jì)選用了給袋式的自動(dòng)包裝機(jī)來(lái)補(bǔ)缺這個(gè)缺陷。第2章 肥料自動(dòng)包裝機(jī)總體方案設(shè)計(jì)2.1 任務(wù)書(shū)表2.1 任務(wù)書(shū)功能主要功能包裝肥料輔助功能稱重，取袋適應(yīng)性對(duì)象顆粒裝肥料，低粘度肥料環(huán)境常溫、室內(nèi)性能動(dòng)力1000w外形尺寸整體重量包裝能力1200袋/小時(shí)可靠度99%壽 命10年經(jīng)濟(jì)成本人機(jī)工程操作方便安全性保證人身、設(shè)備安全，有漏電保護(hù)裝置2.2 任務(wù)書(shū)抽象化 此設(shè)計(jì)的目的是將一定量的肥料裝入包裝袋中，按條件繪制黑箱，如圖1所示。 黑箱 肥料 包裝 包裝好的肥料 圖2.1任務(wù)書(shū)抽象化2.3 確定工藝原理成疊袋 取袋 拉袋 張口 充料 計(jì)量 計(jì) 數(shù) 封口 送出產(chǎn)品成疊的袋經(jīng)過(guò)摩擦輪的帶動(dòng)進(jìn)給，拉出一個(gè)袋子送入下道工序，袋子到達(dá)張口位置，用氣吸把袋子的口吸開(kāi)，通過(guò)夾持機(jī)構(gòu)加緊后，送入肥料等，通過(guò)計(jì)量裝置測(cè)量，肥料充填后通過(guò)橫向密封裝置加熱而被橫向封密，松開(kāi)袋子，落入輸送帶送去，完成加工。2.4 功能分解2.5 確定每種功能方案2.6 形態(tài)矩陣求解表2.2 形態(tài)矩陣功能解分功能1234A供料重力機(jī)械人工B袋進(jìn)給摩擦輪重力吸氣盤C動(dòng)力電動(dòng)機(jī)汽油機(jī)液壓馬達(dá)氣壓馬達(dá)D張口氣壓缸液壓缸齒輪E封口齒輪桿機(jī)構(gòu)滑塊F控制帶摩擦傳感器離合G交互旋鈕按鈕觸摸可能組合方案：N=3x3x4x3x3x4x3=3888候選方案 ( 1 ) A1+B1+C1+D3+E1+F1+G1 ( 2 ) A1+B1+C1+D2+E4+F2+G1 ( 3 ) A2+B2+C3+D2+E2+F2+G3 ( 4 ) A2+B3+C4+D1+E2+F2+G2 ( 5 ) A2+B3+C4+D1+E1+F4+G22.7 邊界條件外界：對(duì)外界條件要求內(nèi)部：對(duì)外界條件影響2.8 方案評(píng)價(jià)表2.3 方案評(píng)價(jià)P1P2P3P4P5SiViP100.50000.50.05P20.500000.50.05P31100.502.50.25P4110.5002.50.25P51111040.4si=10 vi=1.0即（5）號(hào)方案最好2.9 簡(jiǎn)圖 5 321 4 6 7 8圖2.2 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1-袋箱，2-吸氣，3-張口，4-機(jī)械手，5-供料，6-轉(zhuǎn)盤，7-橫封，8-輸送帶2.10 主要參數(shù)確定2.10.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容肥料自動(dòng)包裝機(jī)袋進(jìn)給部裝設(shè)計(jì)2.10.2 技術(shù)參數(shù)及要求（1）主要參數(shù)：生產(chǎn)能力：1200袋/小時(shí) 袋子尺寸：直徑300450mm；高450800mm2.11 執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案確定2.11.1 袋的供給通過(guò)吸氣（真空）來(lái)吸取包裝袋，從而達(dá)到取去一個(gè)包裝袋的目的，如圖2.3所示。 圖2.3 吸氣式袋進(jìn)給2.11.2 張口裝置通過(guò)吸氣（真空）來(lái)吸取包裝袋的兩個(gè)面，氣缸拉動(dòng)杠機(jī)構(gòu)，使其向兩側(cè)張口，來(lái)達(dá)到張口，如圖2.4所示。圖2.4張口裝置2.11.3 夾持機(jī)械手 用氣缸來(lái)帶動(dòng)齒條，往復(fù)移動(dòng)，上下兩個(gè)齒條夾一個(gè)齒輪，使其夾持包裝袋，還具有保壓的作用，如圖2.5所示。圖2.5夾持機(jī)械手2.11.4 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)由槽輪組成，運(yùn)動(dòng)為間歇是的進(jìn)給，來(lái)滿足四個(gè)工位的要求，通過(guò)氣缸來(lái)完成上下運(yùn)動(dòng)，如圖2.6所示。圖2.6 轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)第3章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 外槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 槽數(shù) Z=4 效率 Q=1200個(gè)/min 圓銷數(shù) m=1 中心距 a=c=2000mm 動(dòng)停比 k= 工作轉(zhuǎn)盤靜止時(shí)間td=2s 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 JV=15kg。 槽輪每一次轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的轉(zhuǎn)角為2，主動(dòng)件相應(yīng)的轉(zhuǎn)角為2 =90 2=-2=180-90=90 槽輪一個(gè)循環(huán)的時(shí)間為：T=3s撥盤轉(zhuǎn)速為：n1=轉(zhuǎn)位分度時(shí)間為：tf=實(shí)際周期為：實(shí)際生產(chǎn)率：圓銷中心軌跡半徑取圓銷半徑 RT=15mm得槽輪外圓半徑R2=取圓銷與輪槽底部之間的徑向間隙 =5mm輪槽深度為：h=R1+R2-C+RT+=141.42+142.2-200+15+5=103.62mm撥盤回轉(zhuǎn)軸徑d1 符合要求。12）單根V帶傳遞的基本額定功率P1根據(jù)帶型Z型、=71mm和=1400r/min由17第14篇表14.1-17b得=2.8kw, =0.056。13）確定V帶根數(shù)Z由17第14篇表14.1-13小輪包角系數(shù)=0.95,由17第14篇表14.1-15得帶長(zhǎng)修正系數(shù)=0.99則取 Z=114)單根V帶的預(yù)緊力F0由17第14篇表14.1-14得每米V帶的質(zhì)量m=0.06kg/m，則15)計(jì)算軸壓力Q按式3-31 Q=2F0zsin=2148.441sin(150.28/2)286.95N4.4.2 直齒圓柱輪計(jì)算1.選擇齒輪材料精度等級(jí)齒輪一般機(jī)械，小齒輪材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表51查得 小齒輪45調(diào)質(zhì)，硬度217255HB，取硬度為235255HB；大齒輪材料選用45鋼，正火處理，硬度162217HB，取190217HB。齒輪精度等級(jí)為8級(jí)（GB10095-88)低速級(jí)傳遞功率=40.9w,齒輪轉(zhuǎn)速=5.6r/min,傳動(dòng)比i= 0.5每天1班，預(yù)期壽命10年。計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N 由18第16篇圖16.2-18得1.081.13 由18第16篇圖16.2-22得=1.0由18第16篇圖16.2-21得1.0由18第16篇圖16.2-19得由18第16篇表16.2-46得由文獻(xiàn)17 第14篇 中圖14-16(b)得=690Mpa，=570MPa由文獻(xiàn)17 第14篇 中(14-28)計(jì)算許用接觸應(yīng)力=ZN1ZXZWZLVR=685.6Mpa =ZN1ZXZWZLVR=592.6Mpa 2.按齒面接觸強(qiáng)度確定中心距小輪轉(zhuǎn)矩T6,由21中式（5-2）得初選取，由18第16篇表16.2-43得 由u=i=0.5。由21中式（5-14）計(jì)算由21中式（5-18）計(jì)算中心距 mm取中心距=75mm估算模數(shù)m =（0.010.02=0.5251.5由18第16篇圖16.2-3得取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m =1.5mm齒數(shù),取Z1=67i=33/67=0.493齒輪分度圓直徑 d1=mz1=100.5mm=mz=49.5mm齒輪齒頂園直徑 =103.5mm=52.5mm齒輪基圓 =cos=94.45mm =cos=46.52mm圓周速度 m/s 由18第16篇表16.2-73選齒輪精度為8級(jí)3.驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度按電機(jī)驅(qū)動(dòng)，載荷平穩(wěn)，由18第16篇表16.2-36取KA=1.0由18第16篇表16.2-39，按8級(jí)精度和VZ1/100=0.294m/s,得Kv=1.02。齒寬mm取b1=30mm,b2=35mm由18第16篇表16.2-40,按b/d1=30/100.5=0.30,軸的剛度較大，二級(jí)傳動(dòng)中齒輪相對(duì)軸承為懸臂支撐，得1.04由18第16篇表16.2-42得出Ka =1.2計(jì)算載荷系數(shù)按公式計(jì)算端面重合度齒頂壓力角由18第16篇式16.2-15計(jì)算由18第16篇表16.2-34計(jì)算齒面接觸疲應(yīng)力Mpa 安全。4.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度按=67, =33由18第16篇圖16.2-23得，由18第16篇圖16.2-24得，。由21中式（5-23）計(jì)算 由18第16篇圖16.2-26得,得MPa MPa由21中圖5-15，得，。由21中式（5-32），m =1.55mm, 。取，。由21中式（5-31）計(jì)算許用彎曲應(yīng)力MPaMPa由21中式（5-24）計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力 MPa MPa,安全。 MPa MPa，安全。5.齒輪主要幾何參數(shù)Z1=67,Z2=33，u=0.5，m=1.5mmd=m Z1=100.5mmd=m Z2=49.5mmd=d+2ham=103.5mmd=d+2ham=52.5mmd=d-2(ha+c)m=94.45mmd=d-2(ha+c)m=46.52mm75mm4.4.3 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算鏈輪基本參數(shù)計(jì)算傳動(dòng)功率0.046kw 確定鏈輪齒數(shù) （1） 修正功率P kw式中為工況系數(shù) 為主動(dòng)鏈齒數(shù)系數(shù) 查文獻(xiàn)20 第14篇 表14.2-4得 =1.0 =1.1（2） 鏈條節(jié)距查文獻(xiàn)20 第14篇圖14.2-2選型號(hào) 為08A節(jié)距為12.7圖4.4.3鏈輪 = =254mm 取 （3） 計(jì)算鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù) = 式中 取節(jié)（4）鏈條長(zhǎng)度L（5）最大中心距（6）實(shí)際中心距取 1190（7）鏈速（8）有效圓周力（9）小鏈輪包角（10）鏈輪幾何尺寸計(jì)算，4.5 軸的計(jì)算圖4.5.1軸1軸的設(shè)計(jì)計(jì)算(小槽輪輪盤軸的設(shè)計(jì)計(jì)算)（1）選擇軸的材料： 軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。由文獻(xiàn)18 第19篇 表19.1-1查得材料力學(xué)性能數(shù)據(jù)為： MPa， MPa,MPa ， MPa，E=2.1510 MPa（2）按扭矩初步估算軸端直徑 根據(jù)文獻(xiàn)18 第19篇 表19.3-1公式初步計(jì)算軸徑，由于材料為45，由文獻(xiàn)18 第19篇 表19.3-2選取 A=115，按文獻(xiàn)18 第19篇 中式（8-2）mm取=20mm該軸軸長(zhǎng)=188mm 軸的其他結(jié)構(gòu)有實(shí)際情況決定。（3）初選滾動(dòng)軸承因該軸為垂直方向安裝，上裝有鏈輪，槽輪盤。需要調(diào)整軸向位置，考慮裝拆調(diào)整方便等原因，根據(jù)軸端尺寸，鏈輪，槽輪盤的定位方式和軸承的大概安裝位置，初選圓錐滾子軸承。（4）設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)a兩軸承之間的跨距b確定軸承的潤(rùn)滑方式與密封方式滾動(dòng)軸承采用脂潤(rùn)滑。c布置軸上零件，設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)根據(jù)安裝和定位的需要，初定各軸段直徑和長(zhǎng)度，各跨度尺寸，作軸的簡(jiǎn)圖如圖（a） 圖4.4.4.1簡(jiǎn)圖(a)（5）軸上受力分析 軸傳遞的扭矩21.7Nm 鏈輪的圓周力 鏈輪的壓軸力力 槽輪輪盤的圓周力 材料的自重G即 軸向力 G=200N圖4.4.4.2受力分析圖(b)（5）求支反力，畫受力圖（c）（d）在X-Y平面內(nèi)由 即H面解得 ：91.0N 353.9 N圖4.4.4.3X-Y平面受力分析圖(c)在X-Z平面內(nèi)由即V面解得 ：97.1N 209.8 N圖4.4.4.4X-Z平面受力分析圖(d)（6）求彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖，畫彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖在H平面彎矩圖 Nmm Nmm在V平面彎矩圖 Nmm A B C D A B C D圖4.4.4.5H平面（上）彎矩圖（e），V平面（下）彎矩圖（f）垂直平面彎矩圖（圖3.3垂直面彎矩圖） A B C D圖4.4.4.6平面彎矩圖（g）（7）轉(zhuǎn)矩圖軸傳遞的扭矩21700 Nmm作轉(zhuǎn)矩圖（圖4.4.4.7轉(zhuǎn)矩圖） TT=21700NmmCA圖4.4.4.7平面彎矩圖（h） （8） 求計(jì)算彎矩 ，畫彎矩圖 ,其中 得 A B C D圖4.4.4.8轉(zhuǎn)矩圖(9)軸的強(qiáng)度校核.確定危險(xiǎn)截面根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸及彎矩圖、扭矩圖，截面C處彎矩最大，故屬于危險(xiǎn)截面，需對(duì)截面C進(jìn)行強(qiáng)度校核。截面C的計(jì)算應(yīng)力 =23.43MPa 式中 W抗彎斷面系數(shù)，由文獻(xiàn)21 第19篇 表19.317查得 查得,所以安全。.安全系數(shù)校核計(jì)算由于此軸轉(zhuǎn)動(dòng)，彎矩引起對(duì)稱循環(huán)的變應(yīng)力，轉(zhuǎn)矩引起的為脈動(dòng)循環(huán)的切應(yīng)力。由于是對(duì)稱循環(huán)彎曲應(yīng)力，故平均應(yīng)力根據(jù)文獻(xiàn)18 第19篇式（19.32）得出：=4.61 式中45鋼彎曲對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力時(shí)的疲勞極限，由表19.1-1查得=257Mpa；正應(yīng)力有效應(yīng)力集中系數(shù)，由文獻(xiàn)18 第19篇 表19.3-5，按配合查得=1.90；表面質(zhì)量系數(shù)，軸經(jīng)車削加工，由文獻(xiàn)18 第19篇表19.3-8查得=0.95；尺寸系數(shù)，由文獻(xiàn)18 第19篇表19.3-11 查得=0.84。切應(yīng)力幅為=MPa式中 ：抗扭斷面系數(shù)， =15.42根據(jù) 文獻(xiàn)18 第19篇式（19.3-3） =10.65 式中：、45鋼扭轉(zhuǎn)疲勞極限，由文獻(xiàn)18第19篇表19.1-1查得=155Mpa； 切應(yīng)力有效應(yīng)力集中系數(shù)，由文獻(xiàn)18第19篇表19.3-5按配合查得：=1.45；同正應(yīng)力情況；平均應(yīng)力折算系數(shù)，由文獻(xiàn)18第19篇表19.3-13查得=0.25。軸C截面的安全系數(shù)由文獻(xiàn)18第19篇式（19.3-1）確定=4.23由文獻(xiàn)19第19篇表19.3-4可知：S=1.8，SS，所以該軸C截面安全的。4.6 軸承壽命計(jì)算已知成型軸軸頸直徑d=20mm，工作中無(wú)沖擊；工作溫度低于C，要求軸承壽命為10年。由18第20篇表20.6-1初選圓錐滾子軸承30204。基本額定動(dòng)載荷26.8KN，基本額定靜載荷=18.2 KN。圓錐滾子軸承30205?；绢~定動(dòng)載荷32.2KN，基本額定靜載荷=23 KN。由前面計(jì)算得知，該對(duì)軸承的水平支反力分別為91.0N 353.9 N垂直支反力分別為：97.1N 209.8 N軸承徑向力： N合成支反力： 計(jì)算軸承的派生軸向力S 圖4.6圓錐滾子軸承 求軸承的軸向載荷A由 軸的結(jié)構(gòu)知=200 N=max（44.4+200,137.1）=244.4 N=max（44.4）=44.4 N計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷P由查表9-6， =1,=0 查表9-6， =0.4,=2查表9-7，取=1.5 = (+)=1.5(1133.1+01908)=199.7 N= (+)=1.5(0.4411.4+244.4)=380.0 N 計(jì)算軸承2的壽命查表9-4 8小時(shí)一班工作制，每天兩班，一年工作360天計(jì)算軸承的使用年限為年4.7 鍵聯(lián)接的選擇槽輪撥盤裝在軸上，需用鍵進(jìn)行周向定位和傳遞轉(zhuǎn)矩。由前面設(shè)計(jì)計(jì)算得知：槽輪撥盤材料為45，軸的材料為45鋼，與軸的配合直徑為21mm，輪轂長(zhǎng)為L(zhǎng)=35mm。傳遞轉(zhuǎn)矩T=21700 1.選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸。選擇最常用的圓頭（A型）平鍵，因?yàn)樗哂薪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)中性好，裝拆方便等優(yōu)點(diǎn)。鍵的截面尺寸由鍵所在軸段的直徑 d由標(biāo)準(zhǔn)中選定，鍵的長(zhǎng)度由輪轂的寬確定，查表得兩個(gè)鍵為:帶輪端的=66,=25mm。2.鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算普通平鍵的主要失效形式是鍵，軸和輪轂三個(gè)零件中較弱零件的壓潰。由于帶輪材料是鋼，許用擠壓應(yīng)力由表2-10查得=100MPa。=9.06MPa518.6許用轉(zhuǎn)速n=3600r/min22.5r/min第5章 肥料自動(dòng)包裝機(jī)的安裝、維護(hù)和安全要求 1、 本設(shè)備在裝配調(diào)試過(guò)程中，對(duì)各部件之間的運(yùn)動(dòng)位置及自動(dòng)控制系統(tǒng)都已經(jīng)按運(yùn)動(dòng)要求調(diào)試好，使用時(shí)不要再做調(diào)整。2、在運(yùn)轉(zhuǎn)中，如發(fā)生故障，應(yīng)立即關(guān)掉電源，才能進(jìn)行修理，在修理過(guò)程中絕對(duì)不允許，硬敲硬打，以免損壞機(jī)器。3、工作結(jié)束后，應(yīng)做好清潔工作，將殘留在機(jī)器上的污滯清理干凈。檢查電源是否已經(jīng)關(guān)掉。第6章 結(jié)論本設(shè)計(jì)依據(jù)氣泵吸氣原理，采用吸頭的吸力（大氣壓）來(lái)吸取包裝袋（不透氣），吸頭采用2個(gè)執(zhí)行頭循環(huán)取袋；機(jī)械手通過(guò)齒輪齒條的換向來(lái)左右運(yùn)動(dòng)夾持包裝袋；回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)盤采用槽輪機(jī)構(gòu)的來(lái)實(shí)現(xiàn)啟停，以滿足工藝要求。本機(jī)具有裝袋、取袋、張口、夾持、回轉(zhuǎn)等功能，能夠裝載直徑300450mm，高400600mm的包裝袋、包裝顆粒狀肥料和低粘度的肥料、裝填肥料重量10-20kg、包裝能力達(dá)到能1200袋/時(shí)的任務(wù)。本機(jī)采用回轉(zhuǎn)式的工藝路線，節(jié)省空間，整體結(jié)構(gòu)緊湊；本機(jī)采用氣動(dòng)裝置減少噪音，衛(wèi)生；本機(jī)成本低、安裝維修方便、新穎、可靠，且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、性能良好、外型美觀；本機(jī)適用于室內(nèi)等干燥的場(chǎng)合。本次設(shè)計(jì)參考了各類包裝機(jī)械設(shè)計(jì)的長(zhǎng)處，同時(shí)借鑒了其它機(jī)械的優(yōu)點(diǎn)完成了肥料自動(dòng)包裝機(jī)取袋部裝設(shè)計(jì)。本機(jī)還存在生產(chǎn)率偏低、自動(dòng)化程度低、單機(jī)功能偏少等問(wèn)題，應(yīng)在生產(chǎn)率、自動(dòng)化、多功能方面給以改進(jìn)。參考文獻(xiàn)1 高德. 包裝機(jī)械設(shè)計(jì).化學(xué)工業(yè)出版社,20002 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).軟件版.V3.03 孫鳳蘭.包裝機(jī)械概論.印刷工業(yè)出版社,20054 許林成等.包裝機(jī)械原理與設(shè)計(jì).上海科學(xué)技術(shù)出版社,19885 包裝機(jī)械機(jī)構(gòu)參考圖冊(cè)編寫組.包裝機(jī)械機(jī)構(gòu)參考圖冊(cè).上?？茖W(xué)技出版社,1998 6 孫桓.機(jī)械原理.高等教育出版社, 2000 7 田萬(wàn)祿.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).東北大學(xué)出版社，2000 8 黃靖遠(yuǎn).機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué).機(jī)械工業(yè)出版社, 20049 侯珍秀.機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì).哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，200310 孫志禮等.機(jī)械設(shè)計(jì).東北大學(xué)出版社，200411 中國(guó)機(jī)械CAD論壇http:/www.jxcad.com.cn/read.php12 包裝機(jī)械設(shè)計(jì).遼寧工業(yè)大出版，200713 中國(guó)知網(wǎng).http:/www.cnki.net/index.htm 14包裝與食品機(jī)械1997年第15卷第6期15孔志禮 .機(jī)械設(shè)計(jì).東北大學(xué)出版社， 2000年9月第一版16 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).第四版.第一卷. 化學(xué)工業(yè)出版社，200217 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).第四版.第三卷. 化學(xué)工業(yè)出版社，200218成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).第四版.第四卷.化學(xué)工業(yè)出版社,200219成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).第四版.第五卷.化學(xué)工業(yè)出版社,200220機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).新版.第二卷.機(jī)械工業(yè)出版社.200421機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).新版.第三卷.機(jī)械工業(yè)出版社.200422Error! No bookmark name given.,Error! No bookmark name given.,Error! No bookmark name given.定量螺旋給料機(jī)的結(jié)構(gòu)研究J.鹽業(yè)與化工.2010,(01)23朱建萍,王鵬. 包裝機(jī)械設(shè)計(jì)方法研究J.包裝工程,2007,(07)24印波，李克天，劉吉安，陳鐵強(qiáng)，蔡召虎.槽輪組合驅(qū)動(dòng)的取箱板機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析J.包裝工程，2009，(02)致 謝經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的不懈努力，終于順利地完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容。在這幾個(gè)月中，指導(dǎo)老師投入了大量的時(shí)間和精力，她不厭其煩地認(rèn)真講解、指導(dǎo)，對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)起到了很大的幫助，她精益求精、嚴(yán)肅認(rèn)真的治學(xué)態(tài)度給我留下了終身難忘的記憶，讓我受益菲淺。我要在此刻畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束的時(shí)候，致以我最誠(chéng)摯的敬意和感謝！感謝尚老師在我的整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中給予的無(wú)私奉獻(xiàn)和真切關(guān)懷。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，當(dāng)我遇到困難時(shí)同學(xué)們也熱心地伸出了援助之手，與我共同分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，使畢業(yè)設(shè)計(jì)順利地進(jìn)行下去。當(dāng)我工作出現(xiàn)困難，心理上出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，他們都能給予我及時(shí)的關(guān)心和幫助。我心里十分感激他們，在此，我對(duì)所有幫助過(guò)我的同學(xué)表示感謝！然后還要感謝大學(xué)四年來(lái)所有的老師，為我打下機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。 最后，再次感謝幫助過(guò)我的老師和同學(xué)，以及在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中所有給予我?guī)椭娜?。感謝四年來(lái)對(duì)我的大力栽培
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