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糖果枕式包裝機(jī)總體設(shè)計(jì)及豎封裝置設(shè)計(jì)
摘要：本課題是在目前市場(chǎng)上較熱門(mén)的包裝機(jī)械的基礎(chǔ)上，對(duì)其豎封裝置及總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。該類包裝機(jī)要求傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)潔，工作穩(wěn)定，維修保養(yǎng)簡(jiǎn)單，所有控制由軟件實(shí)現(xiàn)，方便功能調(diào)整和技術(shù)升級(jí)。
在傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主要是對(duì)齒輪和軸的設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了價(jià)廉物美、簡(jiǎn)單實(shí)用、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)省材料的設(shè)計(jì)原則，同時(shí)大量地使用了通用件，降低了制造成本。在豎封裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主要采用了凸輪來(lái)控制豎封機(jī)構(gòu)的間歇運(yùn)動(dòng)。不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且運(yùn)動(dòng)也十分平穩(wěn)?？刂撇糠植捎萌藱C(jī)界面的PLC控制，具有故障自診斷功能和參數(shù)存儲(chǔ)功能。而且還采用了雙變頻器控制，帶長(zhǎng)即設(shè)即切，無(wú)須調(diào)節(jié)空走，一步到位，省時(shí)省膜。另外還用高感度光電眼色標(biāo)跟蹤，數(shù)字化輸入封切位置，使封切位置更加準(zhǔn)確。溫度獨(dú)立PID控制，更好適合各種包裝材料。
本次設(shè)計(jì)的糖果枕式包裝機(jī)功能良好，性能可靠，操作靈活方便；在結(jié)構(gòu)上，方便工廠生產(chǎn)制造以及車間內(nèi)的安裝，在使用中，便于調(diào)試和維護(hù)；同時(shí)具有生產(chǎn)成本和使用成本低等特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：包裝機(jī)；總體設(shè)計(jì)；豎封裝置設(shè)計(jì)
The Overall Design of the Candy Pillow Type Packaging Machine and the Design of the Vertical Encapsulation Device
Abstract: This topic is the design of the packing machine’s vertical closure device and the design of the overall structure foundation in the more popular packing machine present-market. This kind of packaging machine request succinct transmission system、stable work、the simple service maintenance and all controls realized by the software, It can adjust function and update technology.
In the design of the transmission system, main problem is the computation and examination of the gear transmission and the axis. The overall system design fully manifested the low-price and good-quality, the simple and practical principle, the simple structure, the material-saved, at the same time it has used the standard part massively, reduced the cost of production. The design of vertical closure device in the structure, mainly use the cam to control the intermittent motion of vertical closure structure. The structure not only is extreme simple, but also has steady movement. The control department adopts human-machine interface, PLC control. It has diagnosis function, and can preserve parameter. Moreover, It also uses the double – frequency changer control, when the belt has been long, it can cut following supposes, it need not to adjust and wastes time, reaches only one step to goal instantly, time-saving and material-saving. Moreover it also uses the high sensitivity electricity eye color code to track, the digitized input to the seal cut position, to make the seal cuts position more accurate. The independent PID temperature control can suit each kind of packing material better.
This device about the candy pillow type packaging machine, has good function, creditable capability, and very flexible manipulating; in its structure, it convenient plant’s production and manufacture and the workshop’s installment, in its use, it is advantageous for the debugging and the maintenance; Simultaneously the characteristic is the low cost of the production and the use and so on.
Key word: packaging machine; overall design; the design of vertical encapsulation device
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)
豎封切斷裝置三維圖集
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名 夏 美 麗
班 級(jí) BD機(jī)制031
學(xué) 號(hào) 0320110121
指導(dǎo)教師 陳 樹(shù) 祥
完成日期 2007年6月13日
1、裝配圖
2、爆炸圖
3、墊板1
4、法蘭盤(pán)
5、推塊
6、M24螺栓
7、M24螺母
8、M5螺母
9、M12小螺釘
10、M12螺釘
11、M20螺母
12、M5螺釘
13、M8圓頭螺母
14、切條
15、墻板
16、熱封板1
17、熱封板2
18、熱封墊塊
19、熱封塊
20、彈簧
21、熱封嵌塊
22、軸套
23、銅套
24、凸輪
25、小彈簧
26、銷軸
27、墊板2
28、拉桿
29、軸承
30、大軸套
31、軸1
32、M8螺釘
17
目 錄
1、裝配圖 1
2、爆炸圖 1
3、墊板1 2
4、法蘭盤(pán) 2
5、推塊 3
6、M24螺栓 3
7、M24螺母 4
8、M5螺母 4
9、M12小螺釘 5
10、M12螺釘 5
11、M20螺母 6
12、M5螺釘 6
13、M8圓頭螺母 7
14、切條 7
15、墻板 8
16、熱封板1 8
17、熱封板2 9
18、熱封墊塊 9
19、熱封塊 10
20、彈簧 10
21、熱封嵌塊 11
22、軸套 11
23、銅套 12
24、凸輪 12
25、小彈簧 13
26、銷軸 13
27、墊板2 14
28、拉桿 14
29、軸承 15
30、大軸套 15
31、軸1 16
32、M8螺釘 16
目 錄
1 前言 1
1.1 課題的來(lái)源、基本前提條件及技術(shù)要求 1
1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題 1
1.3 本課題設(shè)計(jì)的總體思路 2
1.4 本課題要解決的主要問(wèn)題及預(yù)期成果 2
2 總體設(shè)計(jì) 4
2.1 總體方案設(shè)計(jì) 4
2.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 7
2.2.1電機(jī)的選擇 7
2.2.2 主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)與校核 9
2.2.3 齒輪的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核 11
3 豎封裝置的設(shè)計(jì) 15
3.1 豎封器裝置的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15
3.2 豎封凸輪的設(shè)計(jì) 16
3.2.1 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇 16
3.2.3 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題 17
3.3 軸承的選用 18
3.3.1 軸承類型的選擇 18
3.3.2 軸承的潤(rùn)滑 19
3.3.3 滾動(dòng)軸承的密封 19
3.4 彈簧的設(shè)計(jì) 19
3.4.1 選擇彈簧的材料并正確許用應(yīng)力 19
3.4.2 計(jì)算彈簧絲直徑 20
3.4.3 確定工作圈數(shù) 20
3.4.4 計(jì)算彈簧幾何尺寸 20
3.4.5 驗(yàn)算穩(wěn)定性 21
3.4.6 繪制彈簧兩件工作圖 21
3.5推塊桿的設(shè)計(jì) 22
3.6 銅套的設(shè)計(jì) 23
3.7 豎封燙頭的設(shè)計(jì) 23
3.8 直軸1的設(shè)計(jì) 24
3.9 直軸2的設(shè)計(jì) 24
3.10 滑移板的設(shè)計(jì) 25
4 結(jié)論 26
參考文獻(xiàn) 27
致 謝 28
附 錄 29
1 前言
1.1 課題的來(lái)源、基本前提條件及技術(shù)要求
本課題是為包裝糖果而設(shè)計(jì)一臺(tái)糖果枕式包裝機(jī)，其中包括豎封裝置的設(shè)計(jì)和橫封切斷裝置的三維爆炸設(shè)計(jì)。課題來(lái)源于鹽城市盛和輕工機(jī)械廠。
基本條件是：包裝物品為塊狀糖果；包裝速度為40粒/min；包裝膜為PP卷、最大寬度50mm、長(zhǎng)度50m。
技術(shù)要求:a. 設(shè)備應(yīng)能滿足糖果包裝要求。
b. 設(shè)備應(yīng)保證包裝膜對(duì)正，便于調(diào)整。
c．設(shè)備應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠。
d．設(shè)備應(yīng)便于維修。
1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題
隨著包裝行業(yè)的發(fā)展, 糖果包裝機(jī)正向著連續(xù)化、高速化、自動(dòng)化方向發(fā)展。鑒于現(xiàn)今人們生活水平不斷提高，購(gòu)買(mǎi)能力加強(qiáng)，對(duì)休閑食品的需要日益擴(kuò)大，從而帶動(dòng)了枕式包裝的發(fā)展與應(yīng)用。據(jù)GEL International Plc公司的公關(guān)經(jīng)理Lucia Costanzia所言，糖果及各種休閑食品的消費(fèi)市場(chǎng)將以個(gè)別小包裝和組合包裝為主導(dǎo)。在包裝款式設(shè)計(jì)上，世界各地將趨向于標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，因此，中國(guó)的枕式包裝款式與美國(guó)、歐洲等地區(qū)相同。
我國(guó)目前立式袋成型機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)整機(jī)構(gòu)多，且包裝精度低，一般在～ 之間，有的還在以上，而國(guó)外同類產(chǎn)品包裝精度為，且穩(wěn)定可靠。包裝速度低，機(jī)械式和一般伺服控制成型機(jī)耗電量大，封口不結(jié)實(shí)，尤其是印有彩色圖案的商標(biāo)不能準(zhǔn)確到位，那是因?yàn)榘b紙的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度與預(yù)計(jì)的有誤差，積累起來(lái)會(huì)使商標(biāo)位置發(fā)生變動(dòng)，迫切需要改進(jìn)。
包裝機(jī)械是集機(jī)、電、光、聲、磁、化、生、美為一體的高技術(shù)、高智能、高競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)品。發(fā)展速度快、更新速度快是它的一大特點(diǎn)。世界上一切高技術(shù)成果，都會(huì)在包裝機(jī)械產(chǎn)品中得到應(yīng)用。
國(guó)外的包裝機(jī)械近些年有了新特點(diǎn)，主要是：一是生產(chǎn)高效率，生產(chǎn)線高度自動(dòng)化，生產(chǎn)規(guī)模大型化，以獲得最佳勞動(dòng)生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益；二是資源的高利用率，高度的綜合利用和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)；三是產(chǎn)品高度重視節(jié)能，重視降低成本；四是高新技術(shù)實(shí)用化，提高生產(chǎn)效率，產(chǎn)品上水平、上檔次；五是科研成果商品化，使包裝機(jī)械產(chǎn)品向知識(shí)密集化、技術(shù)綜合化、產(chǎn)品智能化等方面發(fā)展。
在這樣的新形勢(shì)下，我國(guó)的包裝機(jī)械產(chǎn)品由于品種少、技術(shù)水平低、產(chǎn)品可靠性差等原因，面臨著激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。包裝機(jī)械進(jìn)入21世紀(jì)所面臨的挑戰(zhàn)，要求全球化、個(gè)人化包裝與靈活性。我國(guó)食品包裝機(jī)械存在的問(wèn)題有：
A. 與國(guó)外產(chǎn)品差距大。
a. 產(chǎn)品技術(shù)方面的差距主要表現(xiàn)在：控制技術(shù)和產(chǎn)品可靠性方面較差，且技術(shù)更新的速度太慢，新技術(shù)、新材料、新工藝推廣的范圍太窄。
b. 產(chǎn)品品種方面的差距：目前國(guó)外包裝機(jī)械產(chǎn)品的品種大約有2300多種，成套數(shù)量多，并且不斷有新技術(shù)、新產(chǎn)品出現(xiàn)。國(guó)外的包裝機(jī)械產(chǎn)品一方面向高精度、大型化發(fā)展，另一方面向多功能方向發(fā)展。
c. 生產(chǎn)技術(shù)與企業(yè)管理方面的差距：目前，國(guó)內(nèi)包裝機(jī)械企業(yè)大多采用了CAD/CAM技術(shù)，數(shù)控加工中心和柔性制造系統(tǒng)的應(yīng)用也較規(guī)范。發(fā)達(dá)國(guó)家包裝機(jī)械企業(yè)的技術(shù)、生產(chǎn)、銷售等管理工作基本實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)化。而我國(guó)的包裝機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)還存在技術(shù)裝備水平偏低、設(shè)備陳舊、效率低、精度差等問(wèn)題，從而使企業(yè)缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
B. 重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重。目前，中國(guó)食品和包裝機(jī)械市場(chǎng)上充斥著成本低、工藝水平比較落后、易于制造的機(jī)械的產(chǎn)品。這樣的市場(chǎng)環(huán)境如果長(zhǎng)期不能得到改善，將不利于整個(gè)行業(yè)產(chǎn)品的升級(jí)換代。
C. 開(kāi)發(fā)能力不足。我國(guó)食品和包裝機(jī)械主要還是仿制、測(cè)繪、稍加國(guó)產(chǎn)化改進(jìn)，談不上開(kāi)發(fā)研究。目前國(guó)內(nèi)的科研、開(kāi)發(fā)投入較少。
D．知識(shí)產(chǎn)權(quán)意識(shí)談薄。我國(guó)食品和包裝機(jī)械行業(yè)缺乏知識(shí)產(chǎn)權(quán)意識(shí)，對(duì)自己開(kāi)發(fā)出來(lái)的新產(chǎn)品沒(méi)有及時(shí)申請(qǐng)專利權(quán)加以保護(hù)。我國(guó)食品和包裝機(jī)械產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度太慢，完全趕不上低水平重復(fù)生產(chǎn)的速度。許多的企業(yè)忙著就現(xiàn)有產(chǎn)品擴(kuò)大市場(chǎng)，忙著仿制和抄襲他人的設(shè)備產(chǎn)品，根本不去考慮機(jī)械產(chǎn)品如何升級(jí)換代，如何實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新。
1.3 本課題設(shè)計(jì)的總體思路
根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求擬定總體思路如下：
首先分析封袋的封裝要求以及封袋總體尺寸確定包裝的總體工藝方案。
然后認(rèn)真研究樣機(jī)，看懂其工作原理，根據(jù)具體的要求設(shè)計(jì)所需要的包裝機(jī)；在加工條件允許的前提下，選擇精度等級(jí)較高的配合制，以保證包裝機(jī)的包裝膜能準(zhǔn)確定位；
其次；嚴(yán)格按照任務(wù)書(shū)上所示的設(shè)計(jì)要求，使得包裝機(jī)的相關(guān)參數(shù)與要求的相接近，參照已有的包裝機(jī)進(jìn)行創(chuàng)新，去除冗余繁雜的零部件，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；
最后在包裝機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中盡可能地使用通用部件，使得其在出現(xiàn)故障時(shí)易于維修，同時(shí)方便日后的調(diào)整。工藝方案確定后，根據(jù)封袋的大小確定各個(gè)部分的尺寸，保證各個(gè)部件之間工作連續(xù)可靠，包裝機(jī)總體結(jié)構(gòu)緊湊。
1.4 本課題要解決的主要問(wèn)題及預(yù)期成果
該課題需要解決的問(wèn)題主要是：根據(jù)包裝袋的形狀、尺寸以及封邊方式的要求完成包裝袋封口位置、裝料位置的選擇；豎封頭及加料裝置的設(shè)計(jì)；不等速機(jī)構(gòu)、無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及位置布置；差動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；誤差補(bǔ)償機(jī)構(gòu)對(duì)各個(gè)部分誤差進(jìn)行補(bǔ)償。運(yùn)用AutoCAD繪制包裝機(jī)的總裝配圖、各個(gè)零件的零件圖和傳動(dòng)路線圖，以指導(dǎo)各零件的加工和包裝機(jī)的設(shè)計(jì)。運(yùn)用Pro/E進(jìn)行該包裝機(jī)零件的三維實(shí)體建模，生成三維爆炸視圖，指導(dǎo)該包裝機(jī)的生產(chǎn)裝配。通過(guò)專業(yè)知識(shí)核實(shí)所設(shè)計(jì)的包裝機(jī)總體結(jié)構(gòu)和各零部件是否合格。
設(shè)計(jì)的預(yù)期效果是：所設(shè)計(jì)的設(shè)備應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠,易于維修，能滿足糖果包裝要求要求，保證包裝膜對(duì)正，便于調(diào)整。
2 總體設(shè)計(jì)
由于該設(shè)計(jì)的是糖果枕式包裝機(jī)，所以在考慮具體方案時(shí)，應(yīng)遵守的基本原則是在滿足使用要求的前提下，盡量降低成本。要求工作運(yùn)行平穩(wěn)，應(yīng)用范圍廣。糖果包裝機(jī)有簡(jiǎn)易，有萬(wàn)能，有普通，有高速，有扭結(jié)，有折疊，此外還有：熱封形式的，包括枕式，條形，棕子形等。枕式包裝機(jī)大多為臥式，它的主要結(jié)構(gòu)是：理糖送糖機(jī)構(gòu)，供紙機(jī)構(gòu)，識(shí)標(biāo)定位器，縱橫熱封機(jī)構(gòu)，電腦控制裝置和落糖機(jī)構(gòu)。本設(shè)計(jì)是簡(jiǎn)易的，熱封形式是枕式的，整體采用的是立式的。
2.1 總體方案設(shè)計(jì)
A．選定包裝機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)
a．設(shè)計(jì)依據(jù)
包裝物品：塊狀糖果；包裝速度：40粒/min；包裝膜：PP卷、最大寬度50mm、長(zhǎng)度50m。
b. 設(shè)計(jì)要求
設(shè)備應(yīng)能滿足糖果包裝要求；設(shè)備應(yīng)保證包裝膜對(duì)正，便于調(diào)整；設(shè)備應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠；設(shè)備應(yīng)便于維修。
B．選定包裝機(jī)完成包裝加工工藝過(guò)程的方案
該方案是設(shè)計(jì)包裝機(jī)的基礎(chǔ)，但對(duì)方案的選擇則是較復(fù)雜的問(wèn)題，它與被包裝物品的性能、包裝材料或容器的特性、包裝產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、包裝速度、產(chǎn)量和質(zhì)量要求等因素有關(guān)，需要從產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率、產(chǎn)品成本、生產(chǎn)自動(dòng)化要求以及改善照管包裝的操作工人的勞動(dòng)條件等各方面進(jìn)行研究，應(yīng)力求使所定的包裝加工工藝方案既先進(jìn)又可靠，在運(yùn)動(dòng)原理和結(jié)構(gòu)上是可行的，機(jī)器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而完善，能在保證包裝加工質(zhì)量要求的前提下具有高的生產(chǎn)率。此外，應(yīng)能較方便地適應(yīng)多品種或多功能的包裝需要，要利于實(shí)現(xiàn)包裝的自動(dòng)化生產(chǎn)管理、控制和調(diào)節(jié)。
當(dāng)今包裝機(jī)有兩種款式：臥式與立式。
圖2-1臥式包裝機(jī)
a. 臥式包裝機(jī)結(jié)構(gòu)合理，性能可靠，并配有光電色標(biāo)定位裝置，經(jīng)此機(jī)包裝的單粒糖果，其外觀新穎，圖案完整，密封性強(qiáng)，衛(wèi)生、儲(chǔ)存期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。臥式糖果包裝機(jī)，含有糖紙輸送機(jī)構(gòu)、糖果輸送機(jī)構(gòu)、糖果包裹機(jī)構(gòu)、糖果包裹物供給機(jī)構(gòu)、鏈?zhǔn)教枪镙斔蜋C(jī)構(gòu)和糖果包裹物扭結(jié)機(jī)構(gòu)，糖果包裹物扭結(jié)機(jī)構(gòu)含有兩只相對(duì)設(shè)置在主軸上的行星輪系工作箱，兩只行星輪系工作箱相對(duì)的內(nèi)側(cè)面上設(shè)置有可實(shí)現(xiàn)伸縮、夾緊和扭轉(zhuǎn)動(dòng)作的扭爪機(jī)構(gòu)，鏈?zhǔn)教枪镙斔蜋C(jī)構(gòu)的主動(dòng)鏈輪裝在兩只行星輪系工作箱之間的主軸上，主動(dòng)鏈輪與糖果包裹物輸送鏈條相嚙合，糖果包裹物輸送鏈條上設(shè)有糖果包裹物夾鉗機(jī)構(gòu)，主軸與從動(dòng)鏈輪軸在床身上均為臥式設(shè)置。具有無(wú)污染，設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于調(diào)整的優(yōu)點(diǎn)。
圖2-2臥式制帶包裝機(jī)
1-成卷薄膜 2-牽引輥 3-割帶成型器 4-送料機(jī)構(gòu) 5-縱向牽引輥 6-橫封切斷器
圖2－2為臥式制袋包裝機(jī)。兩卷薄膜之一經(jīng)導(dǎo)輥被牽引輥引出，經(jīng)制袋成形器變成筒形。被包食品由輸送鏈自動(dòng)送人筒形薄膜內(nèi)，薄膜與食品同時(shí)被尼龍毛刷輸送帶（圖上來(lái)表示）和縱向牽引輥帶動(dòng)向前，尼龍毛刷輸送帶還起排除袋內(nèi)空氣的作用。緊接著的縱封輥將筒形薄膜的縱縫熱合，橫封切斷器有兩把橫封頭和一把切刀，同時(shí)完成相鄰兩袋的兩道橫封和切斷操作。成品由輸送帶送至下一包裝工序。臥式制袋包裝機(jī)形成的包裝袋與立式包裝機(jī)的不同，圖11－39右方給出了底部朝上的包裝袋接封形式、稱之為枕形包裝袋。如果物料是顆粒，在左面輸送帶上方還需安裝計(jì)量機(jī)構(gòu)。一般也設(shè)有商標(biāo)光電定位裝置來(lái)控制正確的切斷位置。
圖2-3立式包裝機(jī)
b. 圖2－3為枕形立式包裝機(jī)，主要性能結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)：
a) 整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單。
b) 獨(dú)特的往復(fù)式切刀系統(tǒng)使可包裝產(chǎn)品的規(guī)格范圍更加廣泛。
c) 高精度光電跟蹤系統(tǒng)，封切位置準(zhǔn)確。停車位置、打印位置可以任意設(shè)置。
d) 經(jīng)特別設(shè)計(jì)的制袋器，可以方便、迅速地調(diào)節(jié)到不同包裝產(chǎn)品尺寸。備有多種自動(dòng)供料裝置。
e) 先進(jìn)的變頻調(diào)整方式，無(wú)級(jí)變速。
f) 整機(jī)配置多項(xiàng)安全保護(hù)設(shè)施。
g) 經(jīng)特別設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)式拉紙裝置，可以隨意調(diào)整包裝的松緊度。
h) 可升降式端封裝置，能使封口更美觀，并徹底排除切包現(xiàn)象。
i) 采用了獨(dú)特的封口齒形設(shè)計(jì)和刀封直接加溫方式，大大提高包裝速度。
綜上因素考慮，本設(shè)計(jì)選擇立式的包裝機(jī)比較合理，工作也比較簡(jiǎn)易。
C．進(jìn)行包裝機(jī)的工作循環(huán)和自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)
已確定的工藝方案和包裝加工工藝原理圖能大體上確定自動(dòng)包裝機(jī)的運(yùn)動(dòng)特征、包裝 工作循環(huán)、自動(dòng)控制方案和機(jī)器的總體配置等。立式與臥式制袋包裝機(jī)的基本工作程序相同，見(jiàn)圖2－4工作程序方塊圖。
圖2-4立式包裝機(jī)的工藝流程
2.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
傳動(dòng)系統(tǒng)是用各種形式的機(jī)構(gòu)來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。當(dāng)完成了執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)和原動(dòng)機(jī)的預(yù)選型后，即可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需要的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力條件及原動(dòng)機(jī)的類型和性能參數(shù)進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)了。傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的前提條件是對(duì)傳動(dòng)感系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特性要求和動(dòng)力特性要求，其中運(yùn)動(dòng)特性一般包括轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)比、變速范圍和轉(zhuǎn)差率等參數(shù)，動(dòng)力特性一般包括功率及變矩系數(shù)等。
由于糖果包裝機(jī)采用了專門(mén)的控制軟件通過(guò)雙變頻控制，帶長(zhǎng)即設(shè)即切，無(wú)需調(diào)節(jié)空走，一步到位，省時(shí)省膜。利用自重進(jìn)料可大大提高了工作效率。所以將工作臺(tái)設(shè)計(jì)成立式工作臺(tái)，使工作更加平穩(wěn)，更加可靠。
由于工作臺(tái)要求是快速，平穩(wěn)，所以采用二級(jí)齒輪傳動(dòng)，以減輕對(duì)工作臺(tái)的沖擊。由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，再由一對(duì)直齒齒輪帶動(dòng)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，再由凸輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)橫封裝置的間歇運(yùn)動(dòng)，再通過(guò)一對(duì)斜齒輪帶動(dòng)2軸進(jìn)行牽引，再由凸輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)豎封裝置進(jìn)行間歇運(yùn)動(dòng)，最后主軸通過(guò)同步帶帶動(dòng)料斗部位的軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.2.1電機(jī)的選擇
電動(dòng)機(jī)的容量（功率）選得是否合適，對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。當(dāng)容量小于工作要求時(shí)，電動(dòng)機(jī)不能保證工作裝置的正常工作，或電動(dòng)機(jī)因長(zhǎng)期過(guò)載而過(guò)早損壞；容量過(guò)大則電動(dòng)機(jī)的價(jià)格高，能量不能充分利用，且因經(jīng)常不在滿載下運(yùn)動(dòng)，其效率和功率因數(shù)都較低，造成浪費(fèi)。
根據(jù)設(shè)計(jì)要求包裝速度為40粒/min，由經(jīng)驗(yàn)選0.75kw的電機(jī)。
查表可得電機(jī)型號(hào)為：Y802-4
額定功率為：0.75kw
同步轉(zhuǎn)速選：n=1500r/min
滿載時(shí)：轉(zhuǎn)速為1390r/min
電流為2.01A
效率為74.5 %
功率因數(shù)為0.76 電動(dòng)機(jī)所需功率為
（3-1）
查參考文獻(xiàn)[10]取
由式3-1得：
2.2.1.1分配各級(jí)傳動(dòng)比
電動(dòng)機(jī)選定后，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速及工作軸的轉(zhuǎn)速即可確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比
具體分配傳動(dòng)比時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1）各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比最好在推薦范圍內(nèi)選取，對(duì)減速傳動(dòng)盡可能不超過(guò)允許的最大值。
2）應(yīng)注意使傳動(dòng)級(jí)數(shù)少﹑傳動(dòng)機(jī)構(gòu)數(shù)少﹑傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，以提高和減少精度的降低。
3）應(yīng)使各級(jí)傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸協(xié)調(diào)﹑勻稱利于安裝，絕不能造成互相干涉。
4）應(yīng)使傳動(dòng)裝置的外輪廓尺寸盡可能緊湊。
為了使主軸箱結(jié)構(gòu)緊湊，齒輪傳動(dòng)的外輪廓尺寸不宜過(guò)大，因而取傳動(dòng)比
取 則
2.2.1.2 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
I軸
P1 = Po·η帶 = 0.75×0.96 = 0.72kw
II軸 n2= r/min
P2 = P1·η斜齒= 0.72×0.95= 0.76kw
T2 = N·m
Ⅲ軸 n 3=
P3 = P2·η軸承=0.76×0.99 = 0.75kw
T3 = N·m
將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行整理并列于下表：
參數(shù)
電動(dòng)機(jī)軸
Ⅰ軸
Ⅱ軸
Ⅲ軸
轉(zhuǎn)速n/r.min-1
1390
347.5
280.24
70.06
功率P/KW
0.75
0.72
0.76
0.75
轉(zhuǎn)距T/Nm
2.2
88.31
25.9
102.23
傳動(dòng)比
5.25
4.37
4.53
效率η
0.96
0.931
0.931
2.2.2 主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)與校核
2.2.2.1 主動(dòng)軸材料及熱處理方法的選擇
軸的常用材料是碳素鋼、合金鋼及球墨鑄鐵。碳素鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性低，經(jīng)熱處理或化學(xué)處理可得到較高的綜合力學(xué)性能（尤其在耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度兩個(gè)方面）應(yīng)用較多。常用的碳素鋼有35、40、45和50等幼稚中碳鋼，其中45鋼應(yīng)用最廣，通常驚醒正火或調(diào)質(zhì)處理，一般用于比較重要或承載較大的軸。對(duì)于不重要的或承載較小的軸，也可采用Q235，Q275等普通碳素鋼。
選擇軸的材料和熱處理方法，主要根據(jù)軸的受力、轉(zhuǎn)速、重要性等組軸的強(qiáng)度和耐磨性提出的要求。研究表明，鋼材的種類和熱處理的措施對(duì)其彈性模量影響較小。軸的剛度主要取決于軸的剖面尺寸，可用適當(dāng)增加軸的截面面積來(lái)提高軸的剛度。此外，合金鋼取決于應(yīng)力集中敏感性較強(qiáng)，價(jià)格也較高。選材是應(yīng)考慮到這些。
綜合考慮軸的運(yùn)行環(huán)境以及軸材料的力學(xué)性能，軸的材料選擇45鋼，調(diào)質(zhì)處理。
表3.1 軸常用材料的及C值
軸的材料
Q235-A,20
Q275,35
45
40Cr,35SiMn,38SiMnMo
/MPa
15～25
20～35
25～45
35～55
C
149～126
135～112
126～103
112～97
2.2.2.2 軸的最小直徑估算
根據(jù)設(shè)計(jì)要求包裝速度為40粒/min，由電機(jī)的選擇可得轉(zhuǎn)速為1390r/min。
假設(shè)取
故取>合格
2.2.2.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
A．各軸段的直徑
階梯軸各軸段直徑的變化應(yīng)遵循下列原則：
a.配合性質(zhì)不同的表面（包括配合表面與非配合表面），直徑應(yīng)有所不同；
b.加工精度、粗糙度不同的表面，一般直徑亦應(yīng)有所不同；
c.應(yīng)便于軸上零件的裝拆。
B．通常從初步估算的軸段最小直徑d開(kāi)始，考慮軸上配合零部件的標(biāo)準(zhǔn)尺寸、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和定位、固定、裝拆、受力情況等對(duì)軸結(jié)構(gòu)的要求，一次確定軸段的直徑。具體操作時(shí)還應(yīng)注意以下幾個(gè)方面問(wèn)題：
a.與軸承配合的軸頸，其直徑必須符合滾動(dòng)軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)系列。
b.軸上螺紋部分必須符合螺紋標(biāo)準(zhǔn)。
c.軸肩定位是軸上零件最方便可靠的定位方法。軸肩分定位軸肩和非定位軸肩，定位軸肩通常用于軸向力較大的場(chǎng)合,其高度,查表3.2。軸承定位軸肩的高度必須低于軸承內(nèi)圈的高度，以便于拆卸軸承，具體尺寸可查軸承標(biāo)準(zhǔn)或手冊(cè)。非定位軸肩是為加工和裝配而設(shè)置的，其高度沒(méi)有嚴(yán)格的規(guī)定，一般取1～2。
d.與軸上傳動(dòng)零件配合的軸頭直徑，應(yīng)盡可能圓整成標(biāo)準(zhǔn)直徑尺寸系列（表11.5）或以0、2、5、8結(jié)尾的尺寸。
f.非配合的軸身直徑，可不取標(biāo)準(zhǔn)值，但一般應(yīng)取成整數(shù)。
C．各軸段的長(zhǎng)度
各軸段的長(zhǎng)度決定于軸上零件的寬度和零件固定的可靠性，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
a.軸頸的長(zhǎng)度通常于軸承的寬度相同。
b.軸頭的長(zhǎng)度取決于與其相配合的傳動(dòng)輪轂的寬度。
c.軸身長(zhǎng)度的確定應(yīng)考慮軸上各零件之間的相互位置關(guān)系和拆裝工藝要求，各零件間的間距查參考文獻(xiàn)[11][12]。
d.軸環(huán)寬度一般取～或，并圓整為整數(shù)。
表3.2 定位軸肩或軸環(huán)的最小高度、圓角r、零件孔端圓角半徑R倒角C
直徑d
>10～18
>18～30
>30～50
>50～80
>80～100
2
2.5
3.5
4.5
5.5
r
0.8
1.0
1.6
2.0
2.5
R或C
1.6
2.0
3.0
4.0
5.0
2.2.2.4 軸上零件的定位與固定
A. 常用的軸向定位和固定方法兩類
a.利用軸本身的組成部分，如軸肩、軸環(huán)、圓錐面等；
b.采用附件，如套筒、鎖緊擋圈、圓螺母和止動(dòng)墊圈、緊定螺釘?shù)取?
B. 軸上零件的周向定位與固定
為了傳遞運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)矩，軸上零件必須有可靠的周向定位。該設(shè)計(jì)中的主動(dòng)軸上齒輪用平鍵做周向定位。軸承內(nèi)圈靠它與軸之間的過(guò)盈配合來(lái)實(shí)現(xiàn)周向定位。常用軸上零件周向固定的方法有鍵連接、花鍵連接、型面連接、銷連接、彈性環(huán)連接、過(guò)盈連接等。緊釘螺釘也可以做周向定位。，但只用在傳力不大之處。
2.2.2.5 繪制軸的零件工作圖
圖3-1主傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)示意圖
2.2.3 齒輪的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核
2.2.3.1 選擇齒輪材料、熱處理方法、精度等級(jí)、齒數(shù)、及齒寬系數(shù)
a. 大小齒輪材料均為45鋼調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度非別為220HBS、260HBS。初選7級(jí)精度，小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，齒數(shù)比，
b.齒寬系數(shù)的選擇
（3-2）
由齒輪的強(qiáng)度公式可知，輪齒越寬，承載能力也愈高，因而輪齒不宜過(guò)窄；但增大齒寬又會(huì)使齒面上的載荷分布更趨不均勻，故齒寬系數(shù)應(yīng)取得適合。圓柱齒輪齒寬系數(shù)的薦用值列于下表。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪減速器，齒寬系數(shù)取為：
（3-3）
所以對(duì)于外捏合齒輪傳動(dòng)的值規(guī)定為0.2，0.25，0.30，0.40，0.50，0.60，0.80，1.0，1.2。運(yùn)用設(shè)計(jì)計(jì)算公式時(shí)，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)減速器，可先選定再用上式計(jì)算出相應(yīng)的值 。
表3.3 按軟齒面齒輪非對(duì)稱安裝查表6.5，取齒寬系數(shù)
裝置狀況
兩支撐相對(duì)小齒輪作對(duì)稱布置
兩支撐相對(duì)小齒輪作不對(duì)稱布置
小齒輪作懸臂布置
0.9～1.4（1.2～1.9）
0.7～1.15（1.1～1.65）
0.4～0.6
注：a. 大、小齒輪皆為硬齒面時(shí)應(yīng)取表中偏下限的數(shù)值；若皆為軟齒面或僅大齒輪為 軟齒面時(shí)可取表中偏上限的數(shù)值；
b. 括號(hào)內(nèi)的數(shù)值用于人字齒輪，此時(shí)b為人字齒輪的總寬度；
c. 金屬切削機(jī)床的齒輪傳動(dòng)，若傳遞的功率不大時(shí)，可小到0.2；
d. 非金屬齒輪可取≈0.5～1.2。
對(duì)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，由于點(diǎn)蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動(dòng)增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故可取S==1。但是，如果一旦發(fā)生斷齒，就會(huì)引起嚴(yán)重的事故，因此在進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算時(shí)S==1.25～1.5。?
2.2.3.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
A. 確定公式中的各參數(shù)
（3-4）
a. 載荷系數(shù)：試選
b. 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
（3-5）
表3.4 材料系數(shù)
小齒輪材料
大齒輪材料
鋼
鑄鋼
球墨鑄鐵
灰鑄鐵
E/MPa
206000
202000
173000
126000
鋼
206000
189.8
188.9
181.4
165.4
鑄鋼
202000
--
188.0
180.5
161.4
球墨鑄鐵
17300
--
--
173.9
156.6
灰鑄鐵
126000
--
--
--
146.0
c. 材料系數(shù)：查表3.4得，
d. 大、小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，
e. 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
f. 接觸疲勞壽命系數(shù)、：查參考文獻(xiàn) [11] 圖6.6得
,
g.確定許用接觸應(yīng)力、
取安全系數(shù)
2.2.3.3 設(shè)計(jì)計(jì)算
A. 試算小齒輪分度圓直徑
取
由式3-4得：
B. 計(jì)算圓周速度
C. 計(jì)算載荷系數(shù)K
查參考文獻(xiàn)[11]表6.2得使用系數(shù)；根據(jù)、7級(jí)精度查圖6.10得動(dòng)載系數(shù)；查圖6.13得，則
D. 校正分度圓直徑
2.2.3.4 計(jì)算齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸
A. 計(jì)算模數(shù)
B. 兩輪分度圓直徑、
C. 中心距
D. 齒寬
E. 齒高
2.2.3.5 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度
A. 確定公式中各參數(shù)值
（3-5）
a. 大、小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限、：查圖6.9取
，
b. 彎曲疲勞壽命系數(shù)、
取定彎曲平老強(qiáng)度安全系數(shù)，應(yīng)力修正系數(shù),得
c.齒寬系數(shù)、和應(yīng)力修正系數(shù)，
查參考文獻(xiàn)[11]表6.4得，，，
d. 計(jì)算大小齒輪的與，并加以比較取其中大值帶如公式計(jì)算
B. 校核計(jì)算
由式3-5得：
3.
3 豎封裝置的設(shè)計(jì)
圖3-7 立式制帶充填包裝機(jī)的封口機(jī)構(gòu)原理
1.加料管2.翻領(lǐng)成型器3.送膜輥4.包裝膜5.導(dǎo)輥6.豎封器7.橫封器8.加熱切刀
該包裝機(jī)采用的是板式豎封器，其結(jié)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)一般比較簡(jiǎn)單，主要通過(guò)凸輪來(lái)驅(qū)動(dòng)控制豎封的間歇運(yùn)動(dòng)的。當(dāng)帶筒停歇時(shí)，豎封裝置可對(duì)其疊合的側(cè)邊壓緊并進(jìn)行脈沖式熱封，使其形成一道密合的豎縫。釋放后，再借助其他裝置完成牽引的動(dòng)作。該機(jī)構(gòu)具有運(yùn)動(dòng)可靠、平穩(wěn)、效率高,使得整套動(dòng)作均能嚴(yán)格按規(guī)律進(jìn)行等優(yōu)點(diǎn)。
3.1 豎封器裝置的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
圖3-8 豎封裝置的總體結(jié)構(gòu)圖
1-豎封凸輪 2-主動(dòng)軸 3-鍵 4-推塊桿 5-法蘭套 6-直軸1 7-直軸2 8-豎封燙頭
上圖為豎封裝置的總體設(shè)計(jì)圖
該機(jī)構(gòu)的工作順序如下：在凸輪的驅(qū)動(dòng)下，推動(dòng)拉桿塊帶動(dòng)豎封裝置完成往復(fù)左右運(yùn)動(dòng)，而豎封裝置通過(guò)一滑移板在一對(duì)開(kāi)有平槽的兩螺栓桿上實(shí)現(xiàn)豎封的間歇運(yùn)動(dòng)，而兩螺栓桿均固定在墻板上，整個(gè)運(yùn)動(dòng)相當(dāng)平穩(wěn)。在設(shè)計(jì)又考慮到行程的調(diào)節(jié)，故在拉桿的頂頭加了個(gè)調(diào)節(jié)螺母，更方便了整個(gè)機(jī)構(gòu)的可調(diào)性。
3.2 豎封凸輪的設(shè)計(jì)
該豎封凸輪在豎封裝置中有著及其重大的作用，整個(gè)豎封裝置是通過(guò)凸輪來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的往復(fù)間歇運(yùn)動(dòng)。
設(shè)計(jì)該凸輪首先確定工作行程 ，為使設(shè)計(jì)的凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，設(shè)的從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律應(yīng)使凸輪機(jī)構(gòu)具有較好的動(dòng)力學(xué)性能為此，必須優(yōu)選從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
3.2.1 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇
選擇除了要滿足機(jī)械的具體工作要求外，還應(yīng)使凸輪機(jī)構(gòu)具有良好的動(dòng)力特性，以及應(yīng)使所設(shè)計(jì)的凸輪廓線便于加工等。而這些往往又是相互制約的，因此，在學(xué)則或設(shè)計(jì)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，必須根據(jù)使用的場(chǎng)合、工作條件等分清主次綜合考慮，確定選擇或設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的主要依據(jù)。
A. 當(dāng)機(jī)械的工作過(guò)程只要求從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)一定的工作行程，而對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律無(wú)特殊要求時(shí)，應(yīng)學(xué)則使凸輪機(jī)構(gòu)具有良好的動(dòng)力特性和便于加工的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。對(duì)于減速輕載的凸輪機(jī)構(gòu)，因?yàn)檫@是動(dòng)力特性不是主要的，可主要從凸輪廓線便于加工來(lái)考慮，選擇圓弧、直線等便于加工曲線作為凸輪廓線。而對(duì)于速度較高的凸輪機(jī)構(gòu)，應(yīng)考慮其定理特性，避免產(chǎn)生較大的沖擊。
B. 機(jī)械的工作過(guò)程對(duì)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)能夠規(guī)律有特殊要求時(shí)，耳凸輪的轉(zhuǎn)速又不太高時(shí)，應(yīng)滿足工作需要出發(fā)來(lái)選擇從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其次考慮其動(dòng)力特性和便于加工。
C. 機(jī)械的工作過(guò)程對(duì)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有特殊要求時(shí)，凸輪的轉(zhuǎn)速由特別高時(shí)，應(yīng)兼顧兩者來(lái)設(shè)計(jì)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。通?？蛇x用組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)滿足這種要求。
D. 在選擇和設(shè)計(jì)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，除了要考慮沖擊性外，還應(yīng)考慮具有較大的速度，，最大加速度，最大躍度，較小。這些因素回影響帶技術(shù)系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，因此總希望其越小越好。特別對(duì)于告訴凸輪機(jī)構(gòu)，這一點(diǎn)尤其重要。
3.2.3 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題
A. 凸輪機(jī)構(gòu)類型選擇，確定凸輪形狀、從動(dòng)件形狀與運(yùn)動(dòng)形式及凸輪與從動(dòng)件維持高副接觸的方式。
從動(dòng)件是滾動(dòng)軸承，故選擇平底式凸輪。
B. 從動(dòng)件規(guī)律的設(shè)計(jì)，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)從動(dòng)件行程和運(yùn)動(dòng)特性的要求，確定從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
C. 凸輪機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)設(shè)計(jì)，確定從動(dòng)件行程各運(yùn)動(dòng)角、凸輪基圓半徑、偏距、滾子半徑、中心距、從動(dòng)件長(zhǎng)度等。
D. 凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)。
E. 凸輪機(jī)構(gòu)承載能力計(jì)算
F. 凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制機(jī)構(gòu)裝配圖和各零件的工作圖。
凸輪的運(yùn)動(dòng)曲線如圖3-2所示：
圖3-2 凸輪的運(yùn)動(dòng)曲線
凸輪的結(jié)構(gòu)如圖3-3所示：
圖3-3 豎封凸輪
3.3 軸承的選用
軸承是支撐軸或軸上回轉(zhuǎn)體的部件。滾動(dòng)軸承依靠元件之間的歸動(dòng)接觸來(lái)承受載荷，相對(duì)于滑動(dòng)軸承，滾動(dòng)軸承具有摩擦小，效率高，啟動(dòng)容易，潤(rùn)滑簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用很廣。其缺點(diǎn)是耐沖擊性能較差，高速時(shí)壽命低及噪聲和振動(dòng)較大。
3.3.1 軸承類型的選擇
選擇滾動(dòng)軸承的類型，一般從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮。
A. 轉(zhuǎn)速較高、載荷較小、要求旋轉(zhuǎn)精度高時(shí)宜選用球軸承；轉(zhuǎn)速較低、載荷較大或有沖擊載時(shí)則選用滾子軸承。
B. 軸承上同時(shí)受徑向和軸向聯(lián)合載荷，一般選用角接觸肄軸承或圓錐滾子軸承；若徑向載荷較大、軸向載荷小，可選用深溝球軸承；而當(dāng)軸向載荷較大、徑向載荷小時(shí)，可采用推力角接觸球軸承、四點(diǎn)接觸球軸承或選用推力球軸承和深溝球軸承的組合結(jié)構(gòu)。
C. 各類軸承使用時(shí)內(nèi)、外圈間的候斜角應(yīng)控制在允許角偏斜值之內(nèi)，否則會(huì)增大軸承的附加載荷而降低壽命。當(dāng)兩軸承座孔軸線不對(duì)中咸由于加工、安裝誤差和軸撓曲變形大等原因使軸承內(nèi)、外圈傾斜角較大時(shí)，選用調(diào)心軸承對(duì)軸和軸承的工作情況會(huì)有一定改善。帶座外球面軸承則特別適用于補(bǔ)償安裝不良引起的對(duì)中性誤差。
D. 為便于安裝拆卸和調(diào)整間隙常選用內(nèi)、外圈可分寓的分離型軸承 (如圓錐滾子軸承、四點(diǎn)接觸球軸承) 、具有內(nèi)錐孔的軸承或帶緊定套的軸承。
E. 選軸承時(shí)要注意經(jīng)濟(jì)性 (各類型軸承價(jià)格比) 。球軸承比滾子軸承便宜。同型號(hào)尺寸公差等級(jí)為P0、P6、P5、P4、P2的滾動(dòng)軸承價(jià)格比約為1：1．5：2：7：10。
根據(jù)以上考慮，選擇深溝球軸承602。
3.3.2 軸承的潤(rùn)滑
潤(rùn)滑對(duì)于滾動(dòng)軸承具有重要意義。軸承中的潤(rùn)滑劑不僅可以降低摩擦阻力，還具有散熱、減小接觸應(yīng)力、吸收振動(dòng)、防止銹蝕等。潤(rùn)滑方式與軸承速度有關(guān)，一般根據(jù)軸承的值（d為滾動(dòng)軸承內(nèi)徑，單位mm；n為軸承轉(zhuǎn)速，單位r/min）作出選擇。
式中d=32mm;n=1390r/min
＝32×1390＝4.4×10mm?r/min
表3.5 適用于脂潤(rùn)滑和油潤(rùn)滑的值極限
軸承類型
脂潤(rùn)滑
油潤(rùn)滑
角接觸球軸承
16
>25
對(duì)照上表3.5，軸承的潤(rùn)滑方式選擇脂潤(rùn)滑。
3.3.3 滾動(dòng)軸承的密封
軸承工作時(shí)，潤(rùn)滑劑不允許很快流失，且外界灰塵、水分及其他雜物也不允許進(jìn)入軸承，故應(yīng)對(duì)軸承設(shè)置可靠的密封裝置。密封裝置可分為接觸式和非接觸式兩類。
A.接觸式密封
通過(guò)軸承蓋內(nèi)部放置的密封件與傳動(dòng)軸表面的直接接觸而起密封作用。密封件主要用毛氈、橡膠圈、皮碗等軟性材料，也有用減磨性好的硬質(zhì)材料如石墨、青銅、耐磨鑄鐵等。軸與密封件接觸部位需要磨光，以增強(qiáng)防泄漏能力和延長(zhǎng)密封件的壽命。
B.非接觸式密封
接觸式密封必然在接觸處產(chǎn)生摩擦，非接觸式密封則可以避免此類缺點(diǎn)，故非接觸式密封常用于速度較高的場(chǎng)合。
鑒于磨頭主軸在靠近砂輪端受到的振動(dòng)比較大，在磨削時(shí)產(chǎn)生的磨削四處飛濺。假如用接觸式密封，主軸在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)軸和密封圈摩擦厲害，磨簧機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間密封圈就達(dá)不到密封效果。磨屑容易進(jìn)入軸承，影響軸承壽命和磨削精度。權(quán)衡利弊，我選擇非接觸式密封，即選用迷宮式密封，在縫隙中填脂。
3.4 彈簧的設(shè)計(jì)
3.4.1 選擇彈簧的材料并正確許用應(yīng)力
選擇彈簧的材料：，試選擇鋼絲直徑，查參考文獻(xiàn)[11]表15.5取，由表15.4查得載荷彈簧的許用剪應(yīng)力
3.4.2 計(jì)算彈簧絲直徑
A. 計(jì)算
由結(jié)構(gòu)定中徑
B. 計(jì)算曲度系數(shù)
C. 計(jì)算彈簧絲的直徑
，與初選相符，故
3.4.3 確定工作圈數(shù)
A. 初算彈簧剛度
B. 初算
C. 確定切變模量
查參考文獻(xiàn)[11]表15.4,得
D. 確定工作圈數(shù)
取
E. 確定彈簧剛度
F. 確定
3.4.4 計(jì)算彈簧幾何尺寸
A. 彈簧中徑
B. 彈簧內(nèi)徑
C. 彈簧外徑
D. 總?cè)?shù)
E. 節(jié)距
F. 自由高度
G. 螺旋升角
H. 彈簧絲展開(kāi)長(zhǎng)度
3.4.5 驗(yàn)算穩(wěn)定性
故穩(wěn)定性滿足
3.4.6 繪制彈簧兩件工作圖
A. 計(jì)算
B. 計(jì)算
C. 計(jì)算
D. 計(jì)算
E. 計(jì)算
F. 繪制彈簧工作圖
圖3-4 彈簧受力圖
圖3-5 彈簧結(jié)構(gòu)圖
3.5推塊桿的設(shè)計(jì)
推塊桿是由拉桿和推塊焊接而成，推塊主要是用于連接軸承與凸輪的運(yùn)動(dòng)的。拉桿主要是用于帶動(dòng)縱封板來(lái)實(shí)現(xiàn)包裝機(jī)的熱封，其尺寸是根據(jù)主動(dòng)軸與墻板之間的距離來(lái)決定的。
在凸輪的運(yùn)動(dòng)過(guò)成中，為了機(jī)構(gòu)能夠得到緩沖，故在拉桿上加了個(gè)彈簧。又考慮到拉桿是往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的且穿國(guó)墻板，時(shí)間久了容易使墻板損壞，所以在拉桿與墻板之間加個(gè)銅套與法蘭盤(pán)，并且此處的接觸面要求精度高。
具體結(jié)構(gòu)如圖3-6所示：
圖3-6 推塊桿
1-推塊 2-拉桿
3.6 銅套的設(shè)計(jì)
銅套的直徑由拉桿的與銅套接觸的那段直徑確定，為，外徑擬確定為。考慮到其他零件的安裝尺寸，以及豎封裝置的行程，導(dǎo)向套的長(zhǎng)度擬確定為。
導(dǎo)向套剛度校核：
V> V
所以導(dǎo)向套滿足剛度要求。
3.7 豎封燙頭的設(shè)計(jì)
豎封燙頭是豎封裝置中較為重要的一個(gè)部件，豎封燙頭的結(jié)構(gòu)圖如下所示：
圖3-9 豎封燙頭
1-加熱器 2-豎封板
壓燙頭取寬，是取決于糖果紙的尺寸來(lái)要求的。該豎封燙頭利用在左孔中加入U(xiǎn)形電熱絲進(jìn)行加熱來(lái)實(shí)現(xiàn)壓燙的，其橫向定位是通過(guò)豎封燙頭右邊與滑移板之間用螺釘進(jìn)行固定，縱向固定是通過(guò)在豎封燙頭上面用兩個(gè)螺釘與墊板1進(jìn)行固定。具體尺寸根據(jù)總體結(jié)構(gòu)而定。
此外由于燙頭直接壓燙于材料易出現(xiàn)高溫而影響熱封的效率，故在壓燙頭前端繞一圈四氟帶。熱封用四氟膠帶熱封用四氟膠帶，是以浸漬聚四氟乙烯的玻璃布、聚四氟乙烯車削膜為基本材料制成的熱封專業(yè)的帶狀抗沾材料。為能夠適用于各熱封器，在厚度、寬度上備有多種規(guī)格。 主要用途：該產(chǎn)品廣泛用于米袋、藥袋、糕點(diǎn)袋、糖果袋，以及豆腐、液體容器的熱封。還用于其它聚乙烯等塑料制包裝用薄膜的熱封。主要特長(zhǎng)：1、耐熱性能好，即使在過(guò)熱的加熱器上也能夠安全使用。 2、抗粘性好，熔化的包裝薄膜的“渣屑”不會(huì)粘到加熱器上。 3、電絕緣性極佳。
3.8 直軸1的設(shè)計(jì)
該結(jié)構(gòu)中用到了兩端有螺紋的直軸1，該直軸的作用一方面是與墻板固定，另一方面是讓豎封機(jī)構(gòu)在切有平槽的直軸1上滑移，實(shí)現(xiàn)豎封行程的控制。
具體結(jié)構(gòu)如下所示：
圖3-10 直軸1
3.9 直軸2的設(shè)計(jì)
該軸中間開(kāi)個(gè)小縫的主要作用是繞四氟帶，長(zhǎng)度由豎封燙頭的高度來(lái)決定的。
具體結(jié)構(gòu)如下所示：
圖3-11 直軸2
3.10 滑移板的設(shè)計(jì)
滑移板主要用來(lái)連接豎封機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)豎封的進(jìn)程運(yùn)動(dòng)。
具體結(jié)構(gòu)如下所示：
圖3-12 滑移板
4 結(jié)論
畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)理論聯(lián)系實(shí)踐的工作，可以讓我們學(xué)生把書(shū)本上學(xué)來(lái)的東西融會(huì)到實(shí)踐中去，是檢驗(yàn)我們對(duì)理論知識(shí)的掌握程度和動(dòng)手能力的有效手段。
通過(guò)功能需求分析，確定了總體設(shè)計(jì)方案，根據(jù)生產(chǎn)率的要求，選擇了Y802-4電機(jī)，并對(duì)主動(dòng)軸和齒輪進(jìn)行了計(jì)算與校核，設(shè)計(jì)了豎封裝置的具體結(jié)構(gòu)，尤其其中采用了凸輪來(lái)實(shí)現(xiàn)豎封機(jī)構(gòu)的周期間歇運(yùn)動(dòng)，該設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)新穎、合理。但由于該設(shè)備采用的是立式的，故存在進(jìn)料高度高等問(wèn)題，需要進(jìn)一步提高。
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附 錄
1 糖果包裝機(jī) BTZ07-00 A0
2 豎封裝置 BTZ07-06-00 A0
3 豎封凸輪 BTZ07-06-01 A3
4 銷軸 BTZ07-06-02 A4
5 隔套 BTZ07-06-03 A4
6 推塊桿 BTZ07-06-04-00 A2
7 推塊 BTZ07-06-04-01 A3
8 拉桿 BTZ07-06-04-02 A3
9 彈簧 BTZ07-06-05 A3
10 法蘭套 BTZ07-06-06-00 A3
11 法蘭盤(pán) BTZ07-06-06-01 A3
12 銅套 BTZ07-06-06-02 A3
13 墊板1 BTZ07-06-07 A3
14 直軸1 BTZ07-06-08 A3
15 滑移板 BTZ07-06-09 A2
16 墊板2 BTZ07-06-10 A3
17 直軸 BTZ07-06-11 A2
18 豎封板 BTZ07-06-12 A2
19 墊板3 BTZ07-06-13 A3
20 螺栓桿 BTZ07-06-14 A3
27