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糖果枕式包裝機(jī)總體設(shè)計(jì)及橫封切斷裝置設(shè)計(jì) 目 錄 1 前言 .1 2 糖果枕式包裝機(jī)的總體設(shè)計(jì) .3 2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)要求： .3 2.2 總體方案設(shè)計(jì) .3 2.3 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) .6 2.3.1 傳動(dòng)路線 .6 2.3.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 .6 2.3.3 分配各級(jí)傳動(dòng)比 .7 2.4 定量供料裝置的設(shè)計(jì) .8 2.5 制袋成型器的設(shè)計(jì) .8 3 機(jī)械傳動(dòng)件的設(shè)計(jì) .10 3.1 齒輪的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核 .10 3.2 軸的設(shè)計(jì) .13 3.2.1 軸的最小直徑估算： .13 3.2.2 確定各軸段尺寸 .13 3.2.3 軸上零件的定位與固定 .14 3.3 鍵的強(qiáng)度計(jì)算 .14 4 橫封切斷裝置設(shè)計(jì) .16 4.1 凸輪的設(shè)計(jì) .16 4.2 彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 .17 4.3 軸承的選擇 .19 4.4 導(dǎo)桿套的設(shè)計(jì) .20 4.5 封切頭的設(shè)計(jì) .20 5 結(jié)論 .22 致 謝 .23 參考文獻(xiàn) .24 附 錄 .25 1 1 前言 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是糖果包裝機(jī)的總體設(shè)計(jì)及橫封切斷裝置的設(shè)計(jì)。課題來(lái) 源于鹽城市盛和輕工機(jī)械廠。為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，改善生產(chǎn)環(huán)境， 提高商品檔次，增加附加值，從而增強(qiáng)商品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力而設(shè)計(jì)的一臺(tái)橫封切斷裝 置的糖果包裝機(jī)。 所設(shè)計(jì)出來(lái)的包裝機(jī)應(yīng)滿足下列組成部分的技術(shù)要求： a.包裝材料的整理與供送系統(tǒng)，該系統(tǒng)在供送包裝材料的過(guò)程中可以完成自動(dòng) 制袋。 b.被包裝物品的計(jì)量與供送系統(tǒng)，該系統(tǒng)是將被包裝物品進(jìn)行計(jì)量、整理、排 列，并輸送到預(yù)定工位的系統(tǒng)。 c.主傳送系統(tǒng)，該系統(tǒng)是將包裝材料和被包裝物品由一個(gè)包裝工位順序傳送到 下一個(gè)包裝工位的系統(tǒng)。主傳送機(jī)構(gòu)的形式影響其外形，所以有專門的機(jī)構(gòu)來(lái)傳送 包裝材料和被包裝物品，直到把產(chǎn)品輸出。 d.包裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)是直接完成包裝操作的機(jī)構(gòu)。 e.成品輸出機(jī)構(gòu)，成品輸出機(jī)構(gòu)是把包裝好的產(chǎn)品從包裝機(jī)卸下、定向排列并 輸出的機(jī)構(gòu)。本包裝機(jī)械的成品輸出是靠包裝產(chǎn)品的自重卸下的。 f.動(dòng)力機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)，動(dòng)力機(jī)是機(jī)械工作的原動(dòng)力，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中通常為 電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)是指將動(dòng)力機(jī)的動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)傳給執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)，使其實(shí)現(xiàn) 預(yù)定動(dòng)作的裝置。通常由零件，如帶輪、齒輪、凸輪等組成。 g.控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)由各種手動(dòng)、自動(dòng)裝置組成。在包裝機(jī)中從動(dòng)力的輸出、 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)、包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作及相互配合以及包裝產(chǎn)品的輸出，都是由控 制系統(tǒng)來(lái)操作的。本包裝機(jī)械的控制方法除機(jī)械形式外，還有電氣控制。 h.機(jī)架，機(jī)身用于安裝、固定支撐包裝機(jī)的所有零件，滿足其相互運(yùn)動(dòng)和相互 位置的要求，因此，機(jī)身必須有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。 設(shè)計(jì)的包裝機(jī)需保證封袋的外觀總體質(zhì)量、包裝密封要求、能夠帶來(lái)更大的經(jīng) 濟(jì)效益。 隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，包裝工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所占的比重和作用越來(lái)越大。我 國(guó)成功加入 WTO 后，全球經(jīng)濟(jì)貿(mào)易一體代進(jìn)程的發(fā)展促使商品流通領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)更加 激烈，人們?cè)谧非筚|(zhì)量的同時(shí)，對(duì)商品包裝的要求也越來(lái)越高。包裝機(jī)械在包裝工 業(yè)中的地位十分重要，對(duì)包裝工業(yè)現(xiàn)代化具有舉足輕重的作用。食品包裝機(jī)械是一 種專用機(jī)械，食品的種類繁多，各種食品的形態(tài)和性質(zhì)多種多樣，對(duì)包裝的要求各 不相同，所以食品包裝機(jī)械也有各種型式。國(guó)內(nèi)外十分重視研究和發(fā)展食品包裝機(jī) 械，我國(guó)食品包裝機(jī)械既面臨著國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品的挑戰(zhàn)和競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)也面臨著巨大的 國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)和較好的發(fā)展機(jī)遇。進(jìn)入 21 世紀(jì)，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)整體水平和綜合國(guó)力 將邁上一個(gè)新的臺(tái)階，國(guó)際國(guó)內(nèi)的環(huán)境都將為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展提供良好的機(jī) 糖果枕式包裝機(jī)總體設(shè)計(jì)及橫封切斷裝置設(shè)計(jì) 2 遇。 食品包裝機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)：目前，國(guó)際包裝機(jī)械競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，未來(lái)食品包裝 機(jī)械應(yīng)配合產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化趨勢(shì)，朝著以下四個(gè)方向努力 。2 a.市場(chǎng)日趨壟斷化。隨著國(guó)外企業(yè)進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)一些無(wú)競(jìng)爭(zhēng)力的包裝機(jī) 械企業(yè)將被國(guó)外企業(yè)收購(gòu)、兼并或破產(chǎn)，一些包裝產(chǎn)品將被幾家大企業(yè)所壟斷，并 且壟斷的范圍逐漸從香煙、飲料包裝機(jī)械產(chǎn)品擴(kuò)大到其他包裝機(jī)械產(chǎn)品。 b.零部件生產(chǎn)專業(yè)化。我國(guó)目前包裝行業(yè)“小而全” 、 “ 大而全” 的格局應(yīng)盡 快調(diào)整。 c.向智能化發(fā)展。智能化包裝的技術(shù)，已經(jīng)在美國(guó)、法國(guó)等地投入使用。食品 技術(shù)人員估計(jì)，未來(lái) 20%到 40%的食品包裝將會(huì)應(yīng)用智能化包裝技術(shù)技術(shù)。智能化 能更有效地保護(hù)食品質(zhì)量，或直接顯示食品是否新鮮，使消費(fèi)者不必等到拆開包裝 之后才發(fā)現(xiàn)事物是否已經(jīng)變質(zhì)。 d.向求精求專發(fā)展。今后我國(guó)食品包裝機(jī)械業(yè)的發(fā)展方向是求精求專。 本課題設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及機(jī)械類專業(yè)近四年的專業(yè)教學(xué)內(nèi)容，可以使我得到綜合鍛 煉。為保證封袋的外觀總體質(zhì)量和包裝密封要求、提高生產(chǎn)效率，根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的 要求特?cái)M定了設(shè)計(jì)思路，首先，要分析封袋的封裝要求以及封袋總體尺寸確定包裝 的總體工藝方案其次，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)相應(yīng) 的包裝機(jī)。最后，在加工條件允許的前提下，最好選擇精度等級(jí)較高的配合制，以 保證包裝機(jī)的包裝膜能準(zhǔn)確定位。 本課題需要解決的問(wèn)題是參照已有的包裝機(jī)進(jìn)行創(chuàng)新，去除繁雜的零部件， 從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。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，降低生產(chǎn)成本。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。 本課題設(shè)計(jì)出來(lái)的包裝機(jī)是以大量的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量的專用部件而 組成。包裝機(jī)在能夠滿足糖果包裝要求，保證包裝膜對(duì)正的基礎(chǔ)上，還具有便于調(diào) 整、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠、易于維修效率高、成本低、 操作使用方便 等特點(diǎn)。同時(shí)該包裝機(jī)減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率；適用性較強(qiáng)。 具有較好的經(jīng)濟(jì)性。 3 2 糖果枕式包裝機(jī)的總體設(shè)計(jì) 2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)要求： 設(shè)計(jì)的糖果枕式包裝機(jī)的方案滿足如下性能、性質(zhì)要求： A.包裝物品：塊狀糖果 B.包裝速度：40 粒/min；料盤轉(zhuǎn)速：10r/min；主軸轉(zhuǎn)速：40 r/min C.包裝膜：PP 卷、最大寬度 50mm、長(zhǎng)度 50m D.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。 e.設(shè)計(jì)時(shí)考慮加工工藝性和裝配工藝性，盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件，以降低制 造成本。 2.2 總體方案設(shè)計(jì) 為了使設(shè)計(jì)的包裝機(jī)既能滿足多項(xiàng)指標(biāo)，又能結(jié)構(gòu)合理，造價(jià)低，在市場(chǎng)上具 有一定的先進(jìn)性為此擬定二套方案對(duì)此進(jìn)行分析： A.橫枕式自動(dòng)制袋裝填包裝機(jī) 3 這個(gè)方案的動(dòng)力由主電動(dòng)機(jī)通過(guò)無(wú)級(jí)變速器，輥式縱封，輥式牽引和橫封頭。 此種方案的工作特色：臥式中用得比較多，該機(jī)集自動(dòng)裹包物品、封口、切斷于一 體，是一種高效率的連續(xù)式包裝機(jī)，廣泛應(yīng)用于餅干、糖果等的自動(dòng)包裝上。其包 裝材料為塑料或其復(fù)合材料，采用卷盤式薄膜供料，由牽引輥松卷，經(jīng)導(dǎo)輥的導(dǎo)向 進(jìn)入成型器，成型器讓薄膜自然形成卷包的形式，同時(shí)待包物品由供料輸送鏈送入 至薄膜卷包的空間。卷包的薄膜在牽引的作用下向前運(yùn)行并被中封輥熱融封合。物 品隨薄膜同步運(yùn)行。包裝物品最后經(jīng)橫封切斷，形成一個(gè)成品包裝。這種機(jī)器接觸 精度比較高，不好保證其摩擦系數(shù)。而且結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造成本比較高。 糖果枕式包裝機(jī)總體設(shè)計(jì)及橫封切斷裝置設(shè)計(jì) 4 圖 2-1 橫枕式自動(dòng)制袋裝填包裝機(jī)原理圖 1紙卷 2 反射光電頭 3包裝物 4下紙輥輪 5.成型器 6.牽引輥輪 7縱封輥輪 8橫封 頭 9不等速機(jī)構(gòu) 10超越離合器 11主電機(jī) 12無(wú)級(jí)變速器 13伺服電機(jī) 14輸送機(jī)構(gòu) 15調(diào)速機(jī)構(gòu) 16送紙光電傳感器 17橫封光電傳感器 18成品 19勾爪差動(dòng)機(jī)構(gòu) B.立式間歇制袋中縫封口包裝機(jī) 4 圖 2-2 立式間歇制袋中縫封口包裝原理 1加料管 2翻領(lǐng)成型器 3送紙輥 4包裝膜 5導(dǎo)輥 6縱封器 7橫封器 8.切刀 5 這個(gè)方案的動(dòng)力由電機(jī)減速機(jī)，經(jīng)過(guò)一對(duì)齒輪軸輸出。此類機(jī)型是由卷筒薄膜 塑料 3 經(jīng)過(guò)導(dǎo)輥 5 被引入成型器 2，通過(guò)成型器 2 和加料筒 1 的作用形成中縫搭接 的圓筒形。其中加料筒 1 的作用是為外作制袋管，內(nèi)為輸料管。 封合時(shí)縱封器 6 垂直壓合在套于內(nèi)筒 1 外壁的薄膜搭接處，加熱形成牢固的縱 封。其后，縱封器回退復(fù)位，由橫封頭 7 對(duì)其橫封和切斷。如圖所示可以知道每一 次封合可以完成下袋上口封和上袋下口的封塑。 C.方案對(duì)比分析 大體可以將立式包裝機(jī)與臥式包裝機(jī)的區(qū)別列出如下幾點(diǎn)： a.由于臥式機(jī)器的高度比較低， ，因此上料比較容易；而立式機(jī)器由于高度的 原因上料要通過(guò)很大的傳送系統(tǒng)才能完成。 b.臥式機(jī)的制袋和灌裝是分開進(jìn)行的，所以要先制好袋子后再進(jìn)行灌裝，因此 所灌裝的物料不會(huì)進(jìn)入到側(cè)封和底封中；而立式機(jī)器的制袋與灌裝是同步進(jìn)行的， 一邊制袋成型一邊灌裝，所以物料較容易進(jìn)入密封區(qū)（如側(cè)封、底封處） ，從而影 響袋子的密封質(zhì)量。 c.另外，臥式機(jī)一般采用潛入式灌裝，即灌裝頭伸入到袋的中下部進(jìn)行灌裝， 灌裝過(guò)程中灌裝頭會(huì)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。潛入式灌裝縮短了物料的下落行程，避免粉末 下落后的“反撲 ”現(xiàn)象引起的封口不嚴(yán)問(wèn)題；而立式機(jī)在灌裝過(guò)程中物料的行程相對(duì) 較長(zhǎng)，而且灌裝頭是固定的。 d.臥式機(jī)的工位較多，可以加入很多的附件，如：切圓角、易撕口等；而立式 機(jī)器不能同時(shí)加入這些附件。 綜上所述，方案 1 和方案 2 操作都比較方便。但方案 2 比方案 1 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造 價(jià)低，方案 2 更切合實(shí)際的需要，所以方案 2 為選用方案。 系統(tǒng)采用以 PLC 為控制核心， 采用數(shù)字電路與模擬相結(jié)合，經(jīng)實(shí)踐證明，系 統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定可靠，維護(hù)方便，而且能夠在噪音、振動(dòng)、粉塵嚴(yán)重的惡劣 環(huán)境下正常工作。間歇式橫封機(jī)構(gòu)是制袋封口機(jī)最重要的機(jī)構(gòu)之一。常用的橫封機(jī) 構(gòu)有氣動(dòng)式、機(jī)械式和機(jī)械氣缸組合式三種。氣動(dòng)式需要兩個(gè)以上專門的氣缸和供 氣系統(tǒng)； 機(jī)械氣缸組合式是經(jīng)多個(gè)典型的(機(jī)構(gòu) 如多桿組合機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊結(jié)構(gòu)、 凸輪擺桿)結(jié)構(gòu)或曲擺桿機(jī)構(gòu)等與氣缸組合而成；常用的機(jī)械式橫封機(jī)構(gòu)多桿結(jié)構(gòu) 或成組的齒輪擺桿機(jī)構(gòu)。如何對(duì)這些橫封機(jī)構(gòu)進(jìn)行微機(jī)控制，是當(dāng)前包裝機(jī)械工作 者最熱門的題。本文采用 PLC 不僅能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制，還能完成各種順序或定 時(shí)的閉環(huán)控制系統(tǒng)，并且可靠性高， 穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)，在惡劣環(huán)境下能 長(zhǎng)時(shí)間不間斷進(jìn)行，編程簡(jiǎn)單且維護(hù)工作量少。 在方案 2 中用凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)封燙。凸輪滑桿間歇式橫封機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖如圖所示 ，其結(jié)構(gòu)主要凸輪由動(dòng)力傳送機(jī)構(gòu)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)， 而內(nèi)外封合由橫封滑桿、回位彈簧 和旋轉(zhuǎn)凸輪三部分組成。橫封滑桿在凸輪驅(qū)動(dòng)下，作往復(fù)移動(dòng)，將筒狀包裝材料夾 持， 其夾持部位嵌有加熱器使包裝材料封口處受熱熔化并使之夾緊，從而實(shí)現(xiàn)封 合?；匚粡椈膳c凸輪配合， 使滑桿能準(zhǔn)確地靠住凸輪輪廊， 在包裝材料的移動(dòng)過(guò) 程中， 完成夾持、開合的動(dòng)作。凸輪由動(dòng)力傳送機(jī)構(gòu)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)， 而內(nèi)外封合機(jī)構(gòu) 糖果枕式包裝機(jī)總體設(shè)計(jì)及橫封切斷裝置設(shè)計(jì) 6 則通過(guò)拉簧拉緊至與凸輪接觸，凸輪旋轉(zhuǎn)時(shí)使內(nèi)外封合機(jī)構(gòu)作往復(fù)移動(dòng)并實(shí)現(xiàn)封口 處兩熱封器間歇開合；兩熱封器張開時(shí)，凸輪驅(qū)動(dòng)兩封器合攏，最后將其包裝封壓 緊，使包裝袋受熱加壓而封口。緊接著機(jī)構(gòu)再進(jìn)行下一個(gè)封口動(dòng)作。 圖 2-3 凸輪機(jī)構(gòu)原理圖 1凸輪 2回位彈簧 3、4滑桿 5包裝袋及熱封器 運(yùn)動(dòng)中，力系處于封閉平衡狀態(tài)， 使機(jī)械傳動(dòng)運(yùn)行中沖擊振動(dòng)小。封口性能 好采用柔性沖擊凸輪輪廓曲線， 使得封口器在封口瞬間既降低了沖擊又保證了封 口性能。 2.3 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 2.3.1 傳動(dòng)路線 經(jīng)過(guò)分析與比較，決定采用如下運(yùn)動(dòng)方式：由電動(dòng)機(jī)減速機(jī)輸出動(dòng)力帶動(dòng)一對(duì) 齒輪旋轉(zhuǎn)工作，把動(dòng)力傳給主傳動(dòng)軸。軸上分別裝有兩凸輪分實(shí)現(xiàn)橫封和豎封，同 時(shí)有一對(duì)錐齒輪實(shí)現(xiàn)包裝帶的牽引，在軸的最上方安裝了同步齒形帶帶動(dòng)料盤轉(zhuǎn)動(dòng)。 整個(gè)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)平穩(wěn)，沖擊小。 2.3.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)的功率選得是否合適，對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。當(dāng)功率小于 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；功率過(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)。 工作機(jī)所需功率為 Pw，由于包裝速度為 40 顆/min，分切力為 3T。所以送料速 度： 103.4910.47/6WdVms 7 120.470.6289WwFVPkW 電動(dòng)機(jī)所需功率為 : (2-1)oP 從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)之間的傳動(dòng)裝置總效率 為： (2-2)帶齒 輪 軸 承 式中 ， ，0.95帶 0.9軸 承 0.95齒 輪 由式（2-2）得 8217 由式（2-1）得 .62.317oPwkW 工作機(jī)滾子軸的轉(zhuǎn)速 n 為： n 6010.40/min39wVD 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、結(jié)構(gòu)和帶傳動(dòng)及減速器的傳動(dòng)比，參考文 獻(xiàn) 選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為 Y802-4。4 表 2-1 電動(dòng)機(jī)性能參數(shù)表 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 Pw/kW 同步轉(zhuǎn)速/ 1minr滿載轉(zhuǎn)速/ 1ir電動(dòng)機(jī)質(zhì) 量/kg 總傳 動(dòng)比 同步 帶傳 動(dòng) 減速器 Y802-4 075 1500 1390 18 139 4 2896 2.3.3 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 n m及工作軸的轉(zhuǎn)速 n w即可確定傳動(dòng)裝 置的總傳動(dòng)比： i=n m /n w (2-3)由式（2-3）得 i=139/10 =139 具體分配傳動(dòng)比時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： a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。 b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。 c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。 d應(yīng)使傳動(dòng)裝置的外輪廓尺寸盡可能緊湊。 因此初選 i =12，i =4；則 =139/1 2 4=2896齒 輪 帶 i減 速 器 糖果枕式包裝機(jī)總體設(shè)計(jì)及橫封切斷裝置設(shè)計(jì) 8 n = n m / =1390 /2896=4799r/min 1i減 速 器 n2= /min1480.ri齒 n2= /min 2i帶 P1 = Po 軸承 齒輪= 075 099 098= 072765kw P2 = P1 軸承 齒輪= 072765099098= 07kw P3 = P1 軸承 帶= 07099098=068kw T1 = Nm 1.72659503.48pn T2 = Nm 20.14 T3 = Nm 3.689509.pn 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： 軸名參數(shù) 電動(dòng)機(jī)軸 軸 軸 軸 轉(zhuǎn)速 n/rmin-1 1390 48 40 10 功率 P/KW 075 072 07 068 轉(zhuǎn)距 T/Nm 22 8831 37373 157916 傳動(dòng)比 i 2896 12 4 效率 096 0972 0971 （以上設(shè)計(jì)計(jì)算參照文獻(xiàn)4 ） 2.4 定量供料裝置的設(shè)計(jì) 8 對(duì)于不同的包裝物品有不同的計(jì)量方式，對(duì)于糖果這樣顆粒狀的物品用轉(zhuǎn)盤式 的供料裝置比較合理。采用可調(diào)容積的轉(zhuǎn)盤，這樣提高其多功能性。根據(jù)要求，包 裝速度為 40 顆分鐘，將轉(zhuǎn)盤做四個(gè)量杯，在各個(gè)量杯底部都有一個(gè)活動(dòng)底蓋， 當(dāng)轉(zhuǎn)到其位置時(shí)通過(guò)開蓋銷撥開，使糖壞掉入加料筒里。同時(shí)也有閉蓋銷推動(dòng)活動(dòng) 底蓋，不讓糖果掉下來(lái)。 2.5 制袋成型器的設(shè)計(jì) 2 在自動(dòng)制袋包裝機(jī)中，卷筒薄膜由舒展平坦輸送到卷折成各種袋型的全過(guò)程中， 制袋成型器起了一個(gè)關(guān)鍵的作用，它對(duì)包裝的形式、尺寸及質(zhì)量有直接的影響。因 9 些正確選擇成型器是非常重要的。 常用的制袋成型器主要有以下幾種：翻領(lǐng)成型器、三角板成型器、象鼻成型器、 U 型板成型器以及缺口導(dǎo)板成型器等。正確設(shè)計(jì)和制造成型器的關(guān)鍵點(diǎn)為： a.盡量減少薄膜通過(guò)成型器所受的阻力，使薄膜不產(chǎn)生縱向或橫向的拉伸變形 以及皺折等。 b.確保薄膜自然貼合、無(wú)拉伸、無(wú)騰空地通過(guò)成型器，自然卷合，正確成型。 c.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，制造方便，調(diào)試容易。 可熱封薄膜包裝制袋的形式很多，因此制袋成形器也有各種不同型式，主要有 以下幾種： 圖 2-4 常用成型器示意圖 1.三角形 2.U 形 3. 象鼻式 4.缺口導(dǎo)板式 搭接式和對(duì)接式包裝袋，一般采用 “翻領(lǐng)”立式成形器制袋。成卷薄膜經(jīng)導(dǎo) 輥，由商標(biāo)光電定位裝置檢測(cè)后，進(jìn)人翻領(lǐng)式成形器卷成圓筒狀，縱向封接器進(jìn)行 縱向縫封接，由橫向封接器封接前一袋的上部封口和下一個(gè)袋子的下部封口。一般 由橫向封接器的上下運(yùn)動(dòng)配合張合，實(shí)現(xiàn)薄膜的向下牽引，高速包裝機(jī)也有利于輥 式縱封器加牽引器，完成薄膜的牽引。所以本課題用的就是翻領(lǐng)成型器。 糖果枕式包裝機(jī)總體設(shè)計(jì)及橫封切斷裝置設(shè)計(jì) 10 3 機(jī)械傳動(dòng)件的設(shè)計(jì) 3.1 齒輪的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。 A.選擇齒輪的材料、精度、齒數(shù)和齒寬： 考慮該機(jī)床的結(jié)構(gòu)，大、小齒輪都采用 45Cr 調(diào)質(zhì)處理后表面淬火，由于齒輪 轉(zhuǎn)速不高，選 7 級(jí)精度，閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)。小齒輪齒數(shù) Z1=56，則大齒輪齒數(shù) Z2= 68。小齒輪的布置形式為懸臂布置，查表 4-1，選齒寬系數(shù) ，0.5d （3-1）)1(5.0/udba 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 （3-2）adub)1(5.0 所以對(duì)于外捏合齒輪傳動(dòng) 的值規(guī)定為a 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 d 表 3-1 圓柱齒輪的齒寬系數(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 d 0.91.4（1.21.9） 0.71.15（1.11.65） 0.40.6 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 d 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 d.非金屬齒輪可取 0.51.2。 d 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nS 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= =1.251.5。nS B.按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算： 2132.EFzkTdd 11 a.確定公式中的各參數(shù) 取載荷系數(shù) Kt=1.3 小齒輪的轉(zhuǎn)距 T1=135.29N/m 材料系數(shù) 查文獻(xiàn)4表 6.3 得 189.EZMpa 大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度 按齒面硬度查文獻(xiàn)4圖 6.8 得lim1,Hli2, li160HPlim2460HMPa 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 8148131.hNnjL2/0.92u 接觸疲勞壽命系數(shù) 、 ，查文獻(xiàn)4圖 6.6 得 0.92 0.931HNK1HNK2HN 確定許用接觸應(yīng)力 2、11lim/0.9265SMPa 22HNli347.8H b.設(shè)計(jì)計(jì)算 試算小齒輪分度圓直徑 取 H2 =121.84Mpa 2131.Et FzkTdd 取 125mm1t 計(jì)算圓周速度 V V= 0.314m/s160tdn3.4125860 計(jì)算載荷系數(shù) K 查文獻(xiàn)4表 6.2 得使用系數(shù) K =1；根據(jù) V=0.314m/s7 級(jí)精度查文獻(xiàn)4圖A 6.10 得支載荷系數(shù) K =1.15；查圖 6.13 得 K =1.13，則 K= K K K =1.2995v Av 校正分度圓直徑 d1 d1= =125mm1td3/t 糖果枕式包裝機(jī)總體設(shè)計(jì)及橫封切斷裝置設(shè)計(jì) 12 計(jì)算齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸 計(jì)算模數(shù) m=d1/z =125/56=2.23，按標(biāo)準(zhǔn)取模數(shù) m=3mm1 兩分度圓直徑 d1=m z =3 56=168mm， d2=mz =3 68=204mm2 中心距 a=m(z + z )/2=3 (56+68)/2=186mm2 齒寬 b= d1=0.5 168=84mm；b1=b2+(510)mm=90mm 取 b1=90mm， b2=85mmd 齒高 h=2.25m=2.25 3=6.75mm c.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 由文獻(xiàn)4公式 6.12 123FFaSFdkTYzm 查文獻(xiàn)4圖 6.9 取 ，li10aMPlim240aP 彎曲疲勞壽命系數(shù) ，F(xiàn)NK2 =0.92 =0.901 許用彎曲應(yīng)力 11lim1/20.92/1.46.8FNSTF aYMP22li40357K 齒形系數(shù) ，1.3FaY.5Fa ，7S217SY 計(jì)算大小齒輪的 、 / 與 、 / ，并加以比較取其中大值1FaFa2SF 帶入公式計(jì)算 12.370.1568FaSY2.4.2FaS 校核計(jì)算： 31 12.9.10.723.84056F FMpa= 彎曲疲勞強(qiáng)度足夠（以上設(shè)計(jì)計(jì)算參照文獻(xiàn)4） 13 3.2 軸的設(shè)計(jì) 4 3.2.1 軸的最小直徑估算： 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一般已知裝配圖、軸的轉(zhuǎn)速、傳遞的功率及傳動(dòng)零件的類型 和尺寸等。 轉(zhuǎn)軸受彎扭組合作用，在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前，其長(zhǎng)度、跨距、支反力及其作用點(diǎn) 的位置等都未知，尚無(wú)法確定軸上彎矩的大小和分布情況，因此也無(wú)法按彎扭組合 來(lái)確定轉(zhuǎn)軸上各段的直徑。為此應(yīng)先按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件估算轉(zhuǎn)軸上僅受轉(zhuǎn)矩軸徑。 d =105 (3-3)minP 3 當(dāng)軸段上開有鍵槽時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增大直徑以考慮鍵槽對(duì)軸的削弱：d100mm 時(shí)， 單鍵槽增大 3，雙鍵槽增大 7；d 100mm 時(shí)，單鍵槽增大 57，雙鍵槽增 大 1015。最后對(duì) d 進(jìn)行圓整。 查表 C=105 (當(dāng)所受彎距較小或只受轉(zhuǎn)距、載荷較平穩(wěn)，無(wú)軸向載荷或只有較 小的軸向載荷、減速器的低速軸、軸只作單向旋轉(zhuǎn)；反之， 取小值，C 取較大T 值。) D105 =24.68mm0.684 3.2.2 確定各軸段尺寸 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是要確定軸的合理外形和結(jié)構(gòu)，以及包括各軸段長(zhǎng)度、直徑及 其他細(xì)小尺寸在內(nèi)的全部結(jié)構(gòu)尺寸。 軸的結(jié)構(gòu)主要取決以下因素：軸在機(jī)器中的安裝位置及形式；軸的毛坯種類； 軸上作用力的大小和分布情況；軸上零件的布置及固定方式；軸承類型及位置；軸 的加工工藝以及其他一些要求。由于影響因素很多，且其結(jié)構(gòu)形式又因具體情況的 不同而異，所以軸沒有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計(jì)具有較大的靈活性和多樣性。但是， 不論具體情況人如何，軸的結(jié)構(gòu)一般應(yīng)滿足以下幾個(gè)方面的要求： a. 軸和軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置； b. 軸上零件應(yīng)便于裝拆和調(diào)整； c. 軸應(yīng)具有良好的制造工藝性； d. 軸的受力合理，有利于提高強(qiáng)度和剛度； e. 節(jié)省材料，減輕重量； f. 形狀及尺寸有利于減小應(yīng)力集中。 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。 糖果枕式包裝機(jī)總體設(shè)計(jì)及橫封切斷裝置設(shè)計(jì) 14 B.通常從初步估算的軸段最小直徑 d 開始，考慮軸上配合零部件的標(biāo)準(zhǔn)尺寸、min 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。 d.定位軸肩是為加工和裝配方便而設(shè)置的，其高度沒有嚴(yán)格的規(guī)定。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。 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) 。4 3.2.3 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。 3.3 鍵的強(qiáng)度計(jì)算 校核主傳軸上的鍵 A12 68，鍵的受力如圖 4-1 所示，該鍵的主要失效形式為 工作面的壓潰，按工作面上的擠壓力進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。 15 圖 3-1 鍵受力圖2pTdkl 式中 T傳遞的轉(zhuǎn)距，單位 ；Nm K鍵與輪轂的接觸高度，k=h/2，h 為鍵的高度 8，單位為 mm； d軸的直徑 48，單位為 mm； l鍵的工作長(zhǎng)度，單位為 mm。A 型鍵 l=L-b。 327.1069.548(2)pTdkl 查文獻(xiàn)4 表 12.1 中選取324PpaMP p= 所以鍵的強(qiáng)度足夠。 糖果枕式包裝機(jī)總體設(shè)計(jì)及橫封切斷裝置設(shè)計(jì) 16 4 橫封切斷裝置設(shè)計(jì) 4.1 凸輪的設(shè)計(jì) 凸輪機(jī)構(gòu)因?yàn)闄C(jī)構(gòu)中有一特征件凸輪而得名。凸輪是指具有曲線輪廓或凹槽等 特定形狀的構(gòu)件。凸輪通過(guò)高副接觸帶動(dòng)從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)，這樣構(gòu)成的機(jī)構(gòu) 稱為凸輪機(jī)構(gòu)。凸輪機(jī)構(gòu)可以分為平面凸輪和空間凸輪，本課題用的是平面凸輪。 根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，選用盤狀凸輪，此凸輪為盤狀，具有變化的向徑。當(dāng)繞固定軸 轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，可推動(dòng)從動(dòng)件在垂直于凸輪軸平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。這是凸輪機(jī)構(gòu)中最基本的 形式，應(yīng)用最廣。 根據(jù)行程用反轉(zhuǎn)法求凸輪的輪廓曲線，已知行程為 40mm，根據(jù)結(jié)構(gòu)要求選取基 圓 d=90mm，為了使其滿足工作要求，用作圖法畫出輪廓曲線。從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選 擇除了了滿足機(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 設(shè)計(jì)的凸輪要便于加工等，因此課題所采用的凸輪曲線為等加速等減速曲線，可以 避免剛性沖擊。 （查文獻(xiàn)4） 如下圖所示： 圖 4-1 凸輪運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線 17 用圖解法作出凸輪輪廓曲線如下圖所示： 圖 4-2 凸輪輪廓曲線圖 4.2 彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 a.選擇彈簧的材料并確定許用應(yīng)力 選用 A 組優(yōu)質(zhì)碳素彈簧鋼絲，試選鋼絲直徑 d=5mm，查文獻(xiàn)5表 15.5 取 =1000MPa，由文獻(xiàn)5表 15.4 查得 I 類彈簧的許用剪切應(yīng)力 =0.3 =300MPaB B b.計(jì)算彈簧鋼絲直徑 d 選擇 C，計(jì)算曲度系數(shù) K 參照文獻(xiàn)5表 15.8 取 C=9 由文獻(xiàn)5式(15.5)，k= ；410.65491.0375 K=1.1 由文獻(xiàn)式5（15.7）d mm；max.21.6164.130KFc 選 d=5mm c.確定工作圈數(shù) n: 初選彈簧剛度 KF 由文獻(xiàn)5式（15.1） ， =4.25N/mmmaxin()/(203)/4Fh 初算 ， = =200/4.25=47mmmaxamx/ 糖果枕式包裝機(jī)總體設(shè)計(jì)及橫封切斷裝置設(shè)計(jì) 18 確定切變模量 G 查文獻(xiàn)5表 15.4 得 G=81500Mpa 確定工作圈數(shù) n N= =12.954；取 n=13max38dFC 確定彈簧鋼度 K = =4.429N/mm3n 確定 = =44.54mmmax/F d.計(jì)算彈簧幾何尺寸 彈簧內(nèi)徑 D1 D =D-d=48-5=43mm1 彈簧外徑 D2 D =D+d=53mm2 總?cè)?shù) n =n+n =13+2=151 節(jié)距 p=13.6 自由高度 H0 H =n +2d=1970p 螺旋升角 =arctg(t/3.14159/D2) rad =5.512 彈簧絲展開長(zhǎng)度 L L=3.14159 D n /cos()=2272.488 mmd1 e.驗(yàn)算穩(wěn)定性 B=H /D=197/48=4.10 5.3；穩(wěn)定性滿足要求。0 f.繪制彈簧零件工作圖 計(jì)算 =500lim.51s 計(jì)算 ， = =464.6NliFlilim28dCK 19 計(jì)算 ， = / K =464.6/4.429=104.9mmlimlilimF 計(jì)算 ， = -h=44.54-40=5.4ininax 計(jì)算 ， = / =22.97Nmiiminax 詳圖見下圖所示： 圖 4-3 彈簧 圖 4-4 受力圖 4.3 軸承的選擇 選擇滾動(dòng)軸承的類型，一般從載荷的大小、方向和性質(zhì)入手。在外廓尺寸相同 的條件下，滾子軸承比球軸承承載能力大，時(shí)用于載荷較大或有沖擊的場(chǎng)合。當(dāng)承 受純徑向載荷時(shí)，通常選用徑向接觸軸承或深溝球軸承；當(dāng)承受純軸向載荷時(shí)，通 常選用推力軸承；當(dāng)承受較大徑向載荷和一定軸向載荷時(shí)，可選用角接觸球軸承。 根據(jù)軸的應(yīng)用場(chǎng)合可知，軸主要受到的徑向力。查詢常用滾動(dòng)軸承的性能和特 點(diǎn)，選擇深溝球軸承。深溝球軸承軸承的性能特點(diǎn)：主要承受徑向負(fù)荷，當(dāng)量摩擦 系數(shù)最高。應(yīng)用場(chǎng)合：適用于剛性較大軸，常用天小功率電機(jī)、減速機(jī)、運(yùn)輸機(jī)等。 技術(shù)要求 1 旋向：右旋 2 有效圈數(shù) n=13 3 總?cè)?shù) n1=15 4 展開長(zhǎng)度 L=2272.488 5 熱處理硬度 45HRC 糖果枕式包裝機(jī)總體設(shè)計(jì)及橫封切斷裝置設(shè)計(jì) 20 根據(jù)要求查參考文獻(xiàn)4，在這里選 602 深溝球軸承。 4.4 導(dǎo)桿套的設(shè)計(jì) 7 銅套的內(nèi)徑主要由推桿的直徑來(lái)確定。因?yàn)橥茥U推動(dòng)頻率很高，所以與之配合 的導(dǎo)桿套精度要很高，材料也要選耐摩的，所以把套筒做成銅套。為了節(jié)約材料， 降低成本，做一個(gè)銅套座。銅套的長(zhǎng)度根據(jù)結(jié)構(gòu)而定，這里我們把其做成長(zhǎng) 65mm， 內(nèi)徑為 42.5mm，在銅套的軸向和徑向都留有一定切削量。銅套座與銅套過(guò)盈配合 好，再精鏜內(nèi)孔至尺寸要求，同時(shí)將多余的軸向材料車去。然后用螺釘將銅套座固 定在墻板上，這樣就可以定位了。銅套座的內(nèi)徑根據(jù)銅套的外徑來(lái)決定，因?yàn)槭怯?配合，公差要求查有關(guān)資料，精度要很高，粗粗糙度要求也很高。 銅套座的外徑由結(jié)構(gòu)而定，這里我們做 70mm，因?yàn)橐c板固定所以把銅套座 做成蘭盤形式。如下圖所示，就是導(dǎo)桿套。 圖 4-5 導(dǎo)桿套 4.5 封切頭的設(shè)計(jì) 8 由于是糖果包裝，其包裝材料為塑料。制成塑料袋的材料具有熱熔性，因些常 使用熱壓封口、熔焊封口、脈沖封口或者超聲波封口，其封口質(zhì)量好、速度快而且 工藝簡(jiǎn)單。本課題采用的是熱壓封口。熱壓封口是指用熱封合的方式封閉包裝容器 的機(jī)器。 熱壓封口機(jī)采用電加熱的方法使塑料袋口的兩層薄膜受熱軟化，然后對(duì)其施加 接觸壓力，使處于軟化熔融狀態(tài)的兩層薄膜黏合成一體，冷卻后即得密封性封口。 該機(jī)中的電加熱器一般是將電阻絲鑲嵌在用金屬材料制成的板片上或輥輪上；加壓 動(dòng)作可以由電加熱器完成，也可以用專門機(jī)構(gòu)來(lái)完成；加熱或加壓裝置的封口工作 21 面上，通常做出花跡來(lái)提高封口質(zhì)量并使封口美觀。 根據(jù)加熱加壓裝置不同，將塑料薄膜封口機(jī)分為板式，輥式、板輥式和環(huán)帶式， 本課題用的是板式封口機(jī)。采用加熱板間歇加熱、加壓實(shí)現(xiàn)塑料薄膜封口的。因?yàn)?塑料熔融所以在封口的時(shí)候要有防黏材料，一般用的防黏材料是聚四氟乙烯，因?yàn)?些材料耐高溫。這樣主要是為了避免工作臺(tái)與薄膜材料層粘接，使袋口封合美觀又 能保持工作臺(tái)潔凈。為了確保得到高質(zhì)量的封接接縫，電熱板條封接表面要垂直， 這里我就把螺栓銑一個(gè)平面，用螺釘加一塊板在平面上移動(dòng)，保證垂直，不偏移。 為了提高效率，把封口裝置和切斷裝置合在一起。每一個(gè)橫封，一個(gè)切斷。 由于會(huì)有一起其它原因，使凸輪推過(guò)來(lái)不能準(zhǔn)確無(wú)誤的封切，比如安裝誤差等， 所以特別加了加壓彈簧微調(diào)，這樣多一點(diǎn)，少一點(diǎn)會(huì)由彈簧來(lái)控制。如果有大的出 入則通過(guò)鎖緊螺母來(lái)調(diào)節(jié)，在封切頭裝置中大量用了螺母來(lái)鎖緊固定，確保準(zhǔn)確封 切。具體設(shè)計(jì)如下圖所示： 圖 4-6 封切頭 糖果枕式包裝機(jī)總體設(shè)計(jì)及橫封切斷裝置設(shè)計(jì) 22 5 結(jié)論 本次設(shè)計(jì)糖果枕式包裝機(jī)是采用立式間歇封口的方案。該機(jī)自動(dòng)制袋裝填，所 用的包裝材料為卷筒式包裝材料，在機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)制袋、裝填、封口、切斷等全部 包裝工序。這種方法適用于塊狀的包裝，其包裝材料可為塑料單膜、復(fù)合膜等。該 機(jī)包括八大部分：傳動(dòng)系統(tǒng)、薄膜供送裝置、袋成型裝置、縱封裝置、橫封切斷裝 置、牽引裝置、物料供給裝置以及電控檢測(cè)系統(tǒng)。 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì)、傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)、機(jī)械傳動(dòng)件的設(shè)計(jì) 并對(duì)主要零件進(jìn)行了校核。 本課題設(shè)計(jì)出來(lái)的包裝機(jī)，機(jī)箱內(nèi)放置了動(dòng)力裝置及傳動(dòng)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)主傳動(dòng)軸 旋轉(zhuǎn)，同時(shí)把動(dòng)力傳給定量供料裝置。 卷筒薄膜安裝在退卷架上，可以平穩(wěn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。在牽引力的作用下薄膜展開經(jīng) 導(dǎo)輥軸引導(dǎo)輸出。導(dǎo)輥對(duì)薄膜起張緊和糾偏的作用，使薄膜正確地平展輸出。 袋成型裝置主要是袋成型器這個(gè)部件，它使薄膜由平展逐漸形成袋形，是制袋 的關(guān)鍵部件。 縱封裝置和橫封裝切斷置原理一樣，都是通過(guò)凸輪的間歇運(yùn)動(dòng)進(jìn)行封口切斷的， 凸輪的輪廓曲線按行程要求繪制。 牽引裝置是對(duì)薄膜進(jìn)行牽引輸送，主要是通過(guò)一對(duì)錐齒輪從主動(dòng)軸得到動(dòng)力， 然后由四桿機(jī)構(gòu)完成上下運(yùn)動(dòng)的牽引輸送。 物料供給裝置是一個(gè)定量供料器。對(duì)于這里的塊狀物料，主要采用量杯式定容 計(jì)量，從料倉(cāng)掉下來(lái)的物料在其內(nèi)由四個(gè)圓周分布的量杯計(jì)量，并自動(dòng)充填入成型 后的薄膜管內(nèi)。 電控檢測(cè)系統(tǒng)是包裝機(jī)工作的中樞系統(tǒng)。在此機(jī)的電控柜上可按需要設(shè)置縱封 溫度、橫封溫度以及印刷薄膜設(shè)定色標(biāo)檢測(cè)數(shù)據(jù)等，這對(duì)包裝質(zhì)量起到至關(guān)重要的 作用。 本包裝機(jī)設(shè)計(jì)合理，符合實(shí)際應(yīng)用，滿足加工要求，具有較好的經(jīng)濟(jì)性。但由 于本人水平有限，尚存不足，待進(jìn)一步研究。 23 致謝 為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是糖果枕式包裝機(jī)的總體 設(shè)計(jì)和橫封切斷裝置設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅要運(yùn)用到機(jī)械方面的知識(shí)，還需運(yùn) 用到電氣方面的知識(shí)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我基本上掌握了機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)的方 法和步驟，以及如何運(yùn)用 CAD 繪圖軟件來(lái)畫零件，裝配圖，對(duì) AutoCAD 繪圖進(jìn)行了 回顧，還有運(yùn)用 Pro-E 三維造型。并且也掌握了如何查閱各種文獻(xiàn)和相關(guān)的手冊(cè)等。 總的來(lái)說(shuō)，這次設(shè)計(jì)把我以前所學(xué)的理論知識(shí)綜合運(yùn)用，提高了我獨(dú)立思考問(wèn) 題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題以及解決問(wèn)題的能力，為以后的工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這次畢業(yè)設(shè) 計(jì)讓我在解決實(shí)際問(wèn)題等方面得到了一次較好的鍛煉。 本次設(shè)計(jì)任務(wù)雖然已完成，但由于本人水平有限，缺乏經(jīng)驗(yàn)，也會(huì)存在一些問(wèn) 題，在此懇請(qǐng)各位老師、同學(xué)多多指教。 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在陳樹祥老師的指導(dǎo)下進(jìn)行的，陳老師經(jīng)常為我解答一些疑難 問(wèn)題。每次遇到困難，陳老師都會(huì)幫我解決問(wèn)題，鼓勵(lì)我，給我克服困難的勇氣和 信心。在此，我衷心地向老師表示誠(chéng)摯的感謝和敬意！ 糖果枕式包裝機(jī)總體設(shè)計(jì)及橫封切斷裝置設(shè)計(jì) 24 參考文獻(xiàn) 1 高德.包裝機(jī)械設(shè)計(jì)M. 化學(xué)工業(yè)出版社，2005. 2 張聰. 自動(dòng)化食品包裝機(jī)M.廣東科技出版社，2003. 3 尹章偉等.包裝機(jī)械M.化學(xué)工業(yè)出版社，2005. 4 王旭、王積森.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)M. 機(jī)械工業(yè)出版社，2003. 5 徐錦康.機(jī)械設(shè)計(jì)M.機(jī)械工業(yè)出版社，2001. 6 沈世德.機(jī)械原理M.機(jī)械工業(yè)出版社，2001. 7 徐灝主編.新編機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1995 8 徐峰.如何設(shè)置定量包裝機(jī)的參數(shù)J.中國(guó)計(jì)量 ， 2006. 9 張延波，李曉偉.PLC 在枕式包裝機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用M.山東科學(xué)， 2006. 10 楊易琳，牛潮.提高封口包裝機(jī)熱封輥滑動(dòng)軸承使用壽命的探討J.有色冶金設(shè)計(jì)與研究， 2006. 11 王伯平.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)第 2 版M.機(jī)械工業(yè)出版社，2004. 12 王紹俊.機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝手冊(cè)J.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1985. 13 李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)M.機(jī)械工業(yè)出版社，1995. 14 錢志峰、劉蘇.工程圖學(xué)基礎(chǔ)教程（第三版）M.科學(xué)出版社，2003. 25