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本科教學通知2014-2015學年第022號 2015年5月6日
關于機械工程學院本科生
畢業(yè)設計論文、圖紙打印的統(tǒng)一要求
畢業(yè)設計論文是高等學校本科生教學計劃的重要組成部分，是理論與實踐相結合，教學與科研、生產相結合的過程，是本科生必不可少的教學階段，是對學生進行綜合素質教育的重要途徑，它有著任何課堂教學或教學實習所不可替代的功能，因而在培養(yǎng)高級專門人才過程中有著特殊的地位。
為了提高畢業(yè)設計論文的質量，做到論文在內容和格式上的規(guī)范化和統(tǒng)一化，特作如下統(tǒng)一規(guī)定。
一、 畢業(yè)設計論文編排
畢業(yè)設計論文用中文撰寫。
1、 封面
采用教務處印制的統(tǒng)一封面，封面上填寫論文題目、作者姓名、學號、班級、指導教師姓名、畢業(yè)設計時間等內容。
2、 畢業(yè)設計任務書
畢業(yè)設計任務書經畢業(yè)設計論文作者、指導教師和系主任簽字生效。
3、 中文摘要
中文摘要應體現畢業(yè)設計工作的核心思想，說明畢業(yè)設計工作的目的、研究方法、成果和結論。要突出本論文的創(chuàng)新性成果或特點，語言力求精煉。為了便于文獻檢索，應在中文摘要下方另一行注明畢業(yè)設計論文的關鍵詞（4～5個）。
4、 英文摘要
英文摘要的上方應為題目，換行居中寫Abstract，英文摘要的內容與中文摘要基本相對應，要求語法正確，語句通順，文字流暢。摘要結束時在右下方第一行寫畢業(yè)設計論文作者姓名，專業(yè)名用括弧括起置于姓名之后，右下方第二行寫導師姓名，格式為Supervised by 。最下方一行為關鍵詞(Key words)。
5、 目錄
目錄應是畢業(yè)設計論文的提綱，也是論文組成部分的小標題。目錄的標題應該簡明扼要。
6、 符號說明（如果需要）
論文中所用符號所表示的意義及單位（或量綱）。
7、 論文正文
正文是畢業(yè)設計論文的主體。一般由標題、文字敘述、圖、表格和公式等五個部分構成。寫作內容可因畢業(yè)設計課題性質而不同，一般可包括：理論分析、計算方法、機構設計、實驗裝置和測試方法、經過整理加工的實驗結果及其分析討論、與理論計算結果的比較，本研究方法與已有研究方法的比較。
論文應有結論，結論應該明確、精煉、完整、準確。要認真闡述自己的畢業(yè)設計工作創(chuàng)新點及作用和意義。
8．公式
公式應居中書寫，公式的編號用圓括號括起放在公式右邊行末，公式和編號之間不加虛線。
9．表格
每個表格應有表題和表序。表題和表序應寫在表格上方正中，表序后空一格書寫表題。
10．插圖
繪制的圖表應精心設計并用繪圖筆繪制，不得徒手勾畫。照片圖應清晰，無痕跡和缺陷。每幅圖應有圖序和圖題。圖序和圖題放在圖位下方居中處。
11．頁眉
字體：中文-小五號黑體，英文-Times New Roman；
內容：題目名，居右。
12. 參考文獻
參考文獻應按文中引用出現的順序列出，可以附于各章末尾，也可以列在正文的末尾。
文獻是期刊時，其格式為：(編號)，作者(外文姓列名前)，文章題目名，期刊名(外文可縮寫)，年份，卷號，期數，頁碼。(若期刊無卷號，則為：年份，期號，頁碼)。
文獻是圖書時，其格式為：(編號)，作者，書名，年份，版次(初版不寫)，出版單位，地點，頁碼。
特別在引用別人的科研成果時，應在引用處加以說明，避免論文抄襲現象的發(fā)生。
13. 附錄
主要為英文翻譯的原文和譯文。還可以列入正文內過分冗長的公式推導；以備他人閱讀方便所需的輔助性數學工具或表格；重復性數據圖表；論文使用的主要符號、意義、單位、縮寫、程序全文及說明等；畢業(yè)設計工程圖紙等。
14.致謝
對給予各類資助、指導和協(xié)助完成畢業(yè)設計工作以及提供各種對論文工作有利條件的單位及個人表示感謝。致謝應實事求是，切忌浮夸與庸俗之詞。
二、 畢業(yè)設計論文和摘要的書寫要求
1、 論文一律用A4紙雙面復?。ㄈ?0頁以下單面復印），新一章的首頁必須在奇數頁，若在偶數頁，可在該頁前插入一空白頁。采用教務處統(tǒng)一印制的封面裝訂成冊。
2、 論文統(tǒng)一按word格式（頁面設置按word默認值）編排、打印、制作。正文采用小4號宋體字、標準字符間距、1.25倍行距。論文中的英文字母一律用Times New Roman 字體。
3、 論文摘要一般不用圖、表、化學結構式等。
（1）中文摘要中的中文題目用三號黑體（居中）。題目下空一行打印“摘要”二字(三號黑體、居中)，字間空一格?！罢倍窒驴找恍写蛴≌獌热?四號宋體)。每段開頭空二格。摘要內容后空一行打印“關鍵詞”三字（四號黑體、頂格），其后為關鍵詞（四號宋體）。
（2）英文摘要中的英文題目全部采用大寫字母，題目下空三行居中打印“ABSTRACT”，用四號Times New Roman加粗字體。再下空二行打印英文摘要內容，用五號Times New Roman字體。摘要內容每段開頭留四個字符空格。摘要內容后空二行打印“KEY WORDS”（四號Times New Roman 字體、頂格），其后關鍵詞小寫，用五號Times New Roman字體。
4、 目錄：“目錄”兩字（三號黑體居中），下空兩行為章、節(jié)、小節(jié)及其開始頁碼。章、節(jié)、小節(jié)分別以1、1.1、1.1.1等數字依次標出。
目錄中章、節(jié)的編號和引言、附錄等均頂格排。引言、章、節(jié)等與頁碼之間用“……”連接，頁碼不用括號。
5、 標題：封面和扉頁上的論文題目用三號宋體加粗。每章標題以三號黑體居中打??；“章”下空兩行為“節(jié)”以四號黑體頂格打??；“節(jié)”下空一行為“小節(jié)”，以小四號黑體頂格打印。換行后打印論文正文（小四號宋體）。 畢業(yè)設計（論文）的全部標題層次應有條不紊，整齊清晰，相同的層次應采用統(tǒng)一的表示體例。章節(jié)編號方法應采用分級阿拉伯數字編號方法，第一級為“1”、“2”、“3”等(不要寫成第一章、第二章…..)，第二級為“2.1”、“2.2”、“2.3”等，第三級為“2.2.1”、“2.2.2”、“2.2.3”等，但分級阿拉伯數字的編號一般不超過四級。各層標題均單獨占行書寫。第一級標題居中書寫；序數和標題之間空一格；第二級序數頂格書寫，空一格接著寫標題，末尾不加標點；第三級和第四級均空兩格書寫序數，再空一格書寫標題。
6、 文中的圖、表、附注、參考文獻、公式一律采用阿拉伯數字連續(xù)(或分章)編號。如圖1，表1，附注：1，文獻(1)，公式(1)。 圖序及圖名置于圖的下方。表序及表名置于表的上方。圖、表中有附注，則采用英文小寫字母順序編號，如注a，注b，附注寫在圖、表的下方。 文中公式的編號用括號括起寫在右邊行末，其間不加虛線。
7、 文中所用單位一律采用1984年2月27日國務院發(fā)布的《中華人民共和國法定計量單位》，單位名稱和符號的書寫方式，可以采用國際通用符號，也可以用中文名稱，但全文應統(tǒng)一，不要兩種混用。
三、 畢業(yè)設計論文打印和裝訂
1、 機械工程實驗教學中心為機械工程學院本科生提供畢業(yè)設計論文（圖紙）打印支持，地點為4號學院樓6033室。打印完成后交學校文印中心（行政樓152室）裝訂。
2、 參加畢業(yè)設計的學生原則上僅有一次打印的機會，打印前填寫《畢業(yè)設計打印申請單》（見附表）。申請單需有指導教師本人簽名確認，實驗中心不接受未簽名的打印申請單。
3、 將需打印的文件（畢業(yè)設計論文文檔、圖紙）電子版統(tǒng)一轉換成PDF格式文件。每位學生建立以“學號+姓名+手機號碼”為名的文件夾，在該文件夾中分別建立以“A0、A1、A2、A3、A4”為名的子文件夾。將圖紙和文檔根據打印頁面大小分別放入各文件夾中（注：若需打印文件中無某尺寸的圖紙，可不建立其文件夾）。文件夾示例見圖1。
圖1 畢業(yè)設計論文打印建立文件夾示例
4、 轉換好格式后務必要將PDF文件打開，并打印預覽一次，保證文件的正確性和可讀性后再提交。將建立好的文件夾通過移動存儲設備拷貝至打印負責教師指定的電腦中，同時上交打印申請單。
5、 注意事項
(1) 圖紙在轉換為PDF格式前，請務必注意圖中線型、線寬、顏色、字體大小等細節(jié)。圖紙標題欄相應位置填寫姓名和學號，確認無誤后再提交打印申請。根據學院規(guī)定，打印后圖紙需自行按照國標要求折疊裝訂入論文或裝畢業(yè)設計檔案袋內。
(2) 實驗中心不能提供彩色打印，若需打印彩色圖片，請自行解決。
(3) 2015屆本科生畢業(yè)設計資料打印接待時間為學院規(guī)定的論文上交日期前兩周，電子文檔提交時間為工作日9:00-16:00。原則上上午提交的打印申請下午才能領取論文和圖紙，下午提交的第二天上午領取，具體時間以機房管理教師通知為準。
(4) 打印申請一旦提交，除機器故障外導致打印失敗的其他各種原因，實驗中心一律不負責任，由學生自行想辦法解決。
附表：
東華大學機械工程學院
畢業(yè)設計論文、圖紙打印申請表
姓 名
班 級
學 號
課題名稱
打印內容
畢業(yè)設計論文（包括附錄）
頁數：
圖紙
規(guī)格
A0
A1
A2
A3
A4
數量
指導教師確認簽名/日期：
注：每位學生原則上僅打印論文1本，圖紙1套，打印量將記入下一屆本科生畢業(yè)設計經費。
機房管理教師簽名/打印日期：
XX大學
畢業(yè)設計（論文）說明書
課題名稱 塑料瓶自動封口機
學 院 機械工程學院
專 業(yè) 機械工程及自動化
班 級
學 號
姓 名
指導教師
年 月 日
摘要
塑料瓶自動封口機是一臺用于飲料或化工產品的塑料瓶自動封口設備，包括輸送裝置，封口裝置，封口膜退繞卷取裝置以及切膜裝置。塑料瓶置于傳送帶上，輸送帶通過伺服電動機控制塑料瓶在封口工位、切膜工位停止；封口裝置采用氣缸控制，熱封口器采用采用發(fā)熱管進行加熱，通過溫控開關進行溫度控制，通過熱封口板與瓶口的壓合進行熱封。封口膜退繞卷取裝置包括封口膜退繞裝置和封口膜卷取裝置，封口膜退繞裝置通過滾動軸承固定在機架上，封口膜卷取裝置通過步進電機和同步帶輪，通過步進電機控制封口膜有時序的轉停進行退繞卷取動作，即在進行切膜、封口工序是停止轉動，在該工序的間隔時間進行退繞卷操作，從而保證進行切膜、封口工序時熱封口膜處于正確位置；切膜裝置采用熱切膜，有電能進行加熱，溫度控制器進行溫度控制，將熱封膜進行切割。
工作時，當塑料瓶進入工作空間后，塑料瓶在傳送皮帶摩擦力的作用下前進。當塑料瓶輸送到至封口工位時，伺服電機將停止轉動，塑料瓶停在封口工序位，封口裝置進行完封口工序以后，伺服電動機將繼續(xù)轉動，將塑料瓶傳動到切膜工序位置，伺服電動機停止轉動，氣缸控制切膜壓板下壓，進行切膜工序，切膜完成以后，伺服電動機控制傳送帶繼續(xù)轉動，將塑料瓶輸送到下一工序，同時，封口膜退繞卷取裝在步進電機控制下進行退繞轉運動，退繞到指定位置以后，伺服電動機停止。
該塑料瓶自動封口機方案，封口平穩(wěn)、經濟、快速。這次設計的塑料瓶自動封口機，可以應用于工廠流水線進行大規(guī)模的生產，提高工廠的生產效率。
關鍵詞：封口機；切膜；熱封口
I
Abstract
Plastic bottle automatic sealing machine is a for drinks or chemical products of plastic bottle automatic sealing equipment, which comprises a conveying device, sealing device, sealing film unwinding coiling device and film cutting device. Plastic bottle is arranged in the transmission belt, conveyor belt through the servo motor control plastic bottles in the sealing station, cutting film station stop; sealing device is controlled by an air cylinder, heat sealing mouthparts using heating tube heating, through the temperature control switch for temperature control. Through the thermal sealing pressure plate and the bottle is heat sealed. Can turn into the sealing film unwinding coiler device comprises a sealing film unwinding device and a sealing film coiling device, sealing film unwinding device through the rolling bearing is fixed on the machine frame, sealing film coiling device through the stepper motor and the synchronous belt wheel, the motor control sealing film sequence stop unwinding coiler action, namely the cutting film, sealing process is to stop rotation, in the process of interval unwinding roll operation, so as to ensure the cutting film, sealing process heat sealing film is in the correct position, cutting film device with eager film, electric heating, temperature controller temperature control, heat sealing film cutting.
When working, when plastic bottles into the working space, the plastic bottle forward on the conveyor belt under the action of friction force. When the plastic bottle conveying to the sealing station, servo motor will stop running, plastic bottle stopped in the sealing process a, sealing device after sealing process later, servo motor will continue to rotate, plastic bottle drive to cut position of membrane process, servo motor to stop rotating, gas cylinder control film clips, under pressure, cutting process film, cut after the completion of the film, the servo motor control conveyor belt to rotate, the plastic bottles will be transported to the next process. At the same time, sealing film unwinding roll device in the stepper motor control of unwinding rotary motion, unwinding in the specified location, servo motor stop.
The plastic bottle automatic sealing machine, sealing, stable, rapid economic. Automatic sealing machine for the design of the plastic bottles can be used in the factory assembly line of large-scale production, improve the production efficiency of the factory.
Keywords: Sealing machine;?cutting film;?heat?sealing
I
目錄
摘要 I
Abstract II
目錄 1
第一章 緒論 2
1.1 塑料瓶自動封口機課題背景 2
1.2 塑料瓶自動封口機的作用 2
1.3 封口機械的發(fā)展狀況 3
1.3.1 國外封口機械的發(fā)展狀況 3
1.3.2 國內封口機械的發(fā)展狀況 3
第二章 總體方案的設計 5
2.1 畢業(yè)設計任務書及設計參數 5
2.1.1 技術參數 5
2.1.2 設計目的 5
2.1.3 設計的內容 5
2.1.4 設計任務 5
2.1.5 基本要求 5
2.2各裝置方案的確定 6
2.2.1 驅動裝置方案 6
2.2.2封口裝置 6
2.2.3封口膜退繞卷取裝置 7
2.2.3切膜裝置 8
第三章 電機的選擇 9
3.1 電動機的選取 9
第四章 工作能力分析計算 12
4.1 鍵的設計及強度校核 12
4.2 軸的設計及強度校核 12
4.3 軸承的選擇及校核 16
參考文獻 18
致 謝 19
第一章 緒論
1.1 塑料瓶自動封口機課題背景
隨著中國飲料、乳制品、化工產品等產品的需求迅速增長，對封口機也有著越來越高的要求，尤其是封口質量和封口效率。仍然采用傳統(tǒng)設計方法已經無法滿足市場的需求，無法適應尤為激烈的市場經濟的競爭，同時也很難提高產品的經濟效益和綜合技術，以確保產品質量。
隨著社會生產力的發(fā)展，封口機扮演各種機械越來越重要的作用。封口是必要條件，為產品進入流通和實現的主要手段是使用包裝機械和包裝的。與此同時，隨著時代的發(fā)展和技術的進步，封口機起著流通領域中越來越重要的作用。隨著科學技術和各種食品的發(fā)展，提出了對包裝技術和設備的新要求。封口機是包裝機械中不可或缺的一部分。它主要用于熱封口薄膜封口塑料瓶，可以是單機操作，并且還可以支持使用流水線的，被廣泛應用于家用飲料，乳制品，化學制品等行業(yè)。
目前，塑料瓶封口機封口機將日趨激烈的競爭，用塑料瓶在未來的工業(yè)自動化趨勢，促進提高封口裝置，封口多功能，高效率的設備開發(fā)的整體水平，低功耗，以及封口技術正朝著發(fā)展趨勢如下：機電一體化，機械功能多元化，結構設計標準結構，智能控制，高精度運動。
1.2 塑料瓶自動封口機的作用
現代工業(yè)（如食品，醫(yī)藥，化工等）的生產，包括原材料，加工車間和產品包裝，包裝封口產品就變得非常重要。塑料瓶自動封箱機的根本保證，實現機械化，自動化產品，它提供了先進的技術和設備，為包裝行業(yè)，在現代工業(yè)生產中的重要作用。
1提高生產率
生產力是包裝機械的重要作用。如自動封口機的生產率可達50盒/分鐘某公司是國內生產的，這是手工包裝封口無法比擬的。
2，以改善工作條件
如使用的危險品如硫酸，從而提高了生產效率，并改善了工作條件，以避免工人和硫酸之間的直接接觸的機械封口的包裝，使操作的安全性。
3降低產品成本
如使用封口液體，粉末材料和包裝機械，并能減少液體溢出，粉塵飛揚現象，減少和防止產品損失，節(jié)約原材料，降低成本，并能保護環(huán)境。
4，以提高產品的質量
如使用的包裝盒封口包裝機械，食品和藥品，避免了產品的工作人員直接接觸，加強對產品的保護和保健品;此外，由于高精度的包裝盒封口機的設計，保證了產品外觀整齊，嚴封口口，以提高產品的包裝質量，提高市場銷售的競爭力。
5節(jié)省建設投資
如采用封口包裝機械產品，產品和包裝能力的供應相對集中，包裝工藝布置緊湊，能充分利用空間，減少了手工包裝的產品領域，這樣可以節(jié)省建設投資。
1.3 封口機械的發(fā)展狀況
隨著科學技術在世界上的高速發(fā)展，發(fā)達國家已經把激光技術、核能技術、微電子技術、生物技術和系統(tǒng)工程融入傳統(tǒng)的機械制造技術。新型合金材料，高分子材料，復合材料，無機非金屬材料等新材料也得到了應用，集成化，智能化，網絡化，柔性封口機械將成為未來發(fā)展的主流。
1.3.1 國外封口機械的發(fā)展狀況
國外封口機械行業(yè)技術的發(fā)展經歷了以下幾個簡單；自動化程度高，機械化，自動封箱機，主要的自動化電腦控制封口機。
在二十世紀40年代，首先在食品包裝行業(yè)率先使用封口機封口包裝盒。如英國乳飲料USA封口，封口被稱為填料封口圈的先行者。在50中，框封口機廣泛用于光電管、電氣開關、以實現初級封口機械自動化。在60年代，封口機廣泛應用于各種新的電子元件，控制系統(tǒng)，以及使用機械，電氣，液壓，氣動技術，自動封口機的。 70年代，由于使用電子計算機進行控制的封口機，自動封箱機進一步了解SCM和水平。在80中，封口機械行業(yè)的大量應用的高和新的技術，如激光技術、微電子、光纖和超聲波技術，使得封口機和高度自動化的生產線，使用效果是更可靠，更提高封口質量。經過60多年的發(fā)展，國外機械封口的發(fā)展已經形成了完整的體系，并已成為機械制造行業(yè)的一個重要分支。
美國包裝工業(yè)起步于19世紀末，自從第二次世界大戰(zhàn)以來得到了迅速的發(fā)展，逐步建立和形成了完整而獨立的工業(yè)體系。包裝工業(yè)總產值占國民經濟總產值的3％。據分析美國的行業(yè)調查顯示，使用量最大的封口機械行業(yè)是食品產業(yè)，其次是飲料產業(yè)，家庭清潔用品與化妝品產業(yè)，醫(yī)藥用品。美國封口機的前景是：水平枕式微機控制，具有良好的拉力伺服電機和薄膜包裝機的功率控制裝置。在微電子，電腦，工業(yè)機器人，智能型，圖像傳感技術和封口機的新材料將被用于越來越廣泛，從而使封口機，自動化，高效率，節(jié)能環(huán)保的發(fā)展趨勢。
德國封口機在計量，制造，技術性能是世界一流的。該國生產的啤酒，飲料灌裝設備生產速度快，自動化程度高，可靠性好。主要體現在：過程自動化，生產效率高，滿足了交貨期短和降低工藝成本的要求;該器件具有更高的靈活性和敏捷性。主要體現在生產的靈活性，靈活性和供應的靈活性，以滿足產品更新的需要的結構;并利用計算機仿真技術提供成套設備，故障率低，可以進行遠程診斷服務;少污染環(huán)境，包括噪聲，粉塵和廢棄物污染。該封口機是德國開發(fā)。它擁有世界上最大的包裝機械廠，包裝機械產品出口數。
除此以外，意大利、日本、英國、法國、瑞典、瑞士和封口機械行業(yè)的其他國家也有自己的優(yōu)勢，他們正在不斷開發(fā)新式封口機，封口機有著長期在國內外市場的聲譽。
1.3.2 國內封口機械的發(fā)展狀況
1．我國封口機械概況
解放前，中國的封口機基本上是一片空白。對絕大多數產品不僅采用手工包裝，包裝產品不多，到目前為止還沒有包裝機械。只有上海，北京，天津，廣州等大城市在英國和美國，進口啤酒，碳酸飲料灌裝機。
在二十世紀60年代，我國生產葡萄酒，啤酒封口機，在二十世紀70年代開始逐步形成了真空包裝機等包裝，但一直沒有形成產業(yè)體系。
在二十世紀80年代，由于國家經濟和對外貿易的快速發(fā)展不斷擴大人民生活水平顯著提高，對產品的包裝要求越來越高的封口要求，包裝，實現機械化，自動化，極大地促進了包裝機械的發(fā)展，包裝機械封口位置，在國民經濟中占有越來越重要。
在二十世紀90年代，包裝機械行業(yè)每年平均以20％-30％的速度增長，發(fā)展速度比的填料封口的15％-17％的行業(yè)平均增速，高于平均增長水平4.7％傳統(tǒng)的機械產業(yè)的價值。包裝機械行業(yè)已成為不可缺少的在我國國民經濟中重要的新興產業(yè)。
隨著我國商品經濟的繁榮和人民生活水平的提高，包裝封口包裝機械技術的前景是非常樂觀的。近年來，國家加大了監(jiān)管食品藥品安全和質量的力度，提出了對食品生產和加工技術的新要求。技術及批量生產的企業(yè)生產技術創(chuàng)新投入在包裝設備，在一定程度上提升中國的包裝盒封口機的水平和市場競爭力。
雖然中國的包裝機械包裝技術的水平有所提升，但中國的包裝機械包裝技術與發(fā)達國家的相比的競爭顯然是處于弱勢地位。在產品方面，技術和產品質量都有一定的差距。而中國的包裝機械行業(yè)30％左右的現有低水平的重復建設。這種情況不僅浪費資源有限的資金和人力，同時也引起了包裝封口機械市場的混亂，阻礙了行業(yè)的健康發(fā)展，制約我國企業(yè)提升小型和中型的食品包裝機械的創(chuàng)新封裝技術。
在中國的包裝機械是單機，科技含量和自動化程度低，在新技術，新工藝，新材料應用少，不能滿足食品企業(yè)發(fā)展的電流要求。一些食品企業(yè)在技術改造，不得不花費大量的資金引進一些技術先進，生產效率高，精度高的整套從國外食品包裝生產線，導致國內市場的很大一部分被國外品牌占據的份額。食品包裝機械在我國仍然是發(fā)展，食品包裝機械和包裝技術的廣闊空間還有待開發(fā)的迫切需要。
2．國內包裝箱封口機械發(fā)的趨勢
隨著科學技術的不斷發(fā)展進步，各種食品加工品的出現，對包裝技術和包裝設備都提出了新的要求，包裝封口機在流通領域中發(fā)揮著越來越大的作用。目前包裝封口機械競爭日趨激烈，未來的包裝封口機械將配合產業(yè)自動化趨勢，促進包裝封口設備總體水平提高，發(fā)展多功能、高效率、低消耗的包裝設備，而包裝封口機械技術也正朝著以下幾個趨勢發(fā)展：機械功能多元化、機電一體化、控制智能化、結構設計標準化。
3．國產包裝機械與國際的主要差距
（1）生產效率低、穩(wěn)定性差、能耗高、可靠性、產品設計落后、粗糙，零部件及配件，為國內的生活，氣動和電器元件質量差的外觀。
（2）控制技術被用于以下。例如，遙控技術，步進電機技術，信息處理技術等。專家指出，意大利，德國的世界，而日本美國包裝封口機水平處于領先地位。其中，在更新的美國成型，充填，封口很快三種機械設備的技術。由于美國液體灌裝設備公司（EJF）液體灌裝機生產，設備可以實現重力灌裝，壓力灌裝以及容積式泵式灌裝。也就是說，任何粘度的液體，只要通過微機控制來改變灌裝可以實現的方法。近年來，這項技術在中國出現，如江蘇群杰包裝機械廠，廣州車展包裝機等。
第二章 總體方案的設計
2.1 畢業(yè)設計任務書及設計參數
2.1.1 技術參數
1． 容器口徑：30mm
2． 容器高度：100-150mm
3．灌裝要求：100瓶/分鐘
2.1.2 設計目的
在當今世界，生產力水平是衡量一個國家發(fā)展水平的重要標準。現代工業(yè)的發(fā)展將直接影響到生產力水平。隨著現代社會的不斷發(fā)展，生產效率也迅速改變。如何適應社會的發(fā)展，如何提高生產效率，生產高性能，結構簡單，工業(yè)產品的價格低，是擺在我們面前的一個嚴重問題。如何提高中國的生產力水平和產業(yè)發(fā)展水平，是一個亟待解決的問題?；趲鲃拥倪\動原理熱封口膜封口機來完成這個過程，生產效率高，操作簡單，易于實現機械化和自動化，熱封薄膜封口機設計水平標志著先進的包裝機械和生產成本，經濟合理，它反映了生產技術，在很大程度上水平。因此，我們進行了畢業(yè)設計是必要的，目的是為了提高自己的技術水平，為今后工作奠定了良好的基礎。
2.1.3 設計的內容
根據技術參數設計傳動裝置、封口裝置、封口膜退繞卷取裝置以及切膜裝置等，選擇合適的電動機設計側面?zhèn)鲃硬考?，并計算所需的其他部件并校核是否滿足工作要求。按工作準確性和合理性、穩(wěn)定性、高效性設計刀架部件和刀片形狀。用CAD軟件繪制封口機的工程圖。
2.1.4 設計任務
1．相關外文資料的翻譯和搜集查找內容相關技術資料
2．撰寫開題報告；
3．根據給定的技術參數，確定機器的執(zhí)行機構，設計機器整體結構；
4．撰寫設計說明書；
5．繪制總裝圖、部裝圖和零件圖；
2.1.5 基本要求
1．結構簡單，制造容易；
2．操作、維護方便、安全；
3．適合飲料和化工生產生產線上使用；
2.2各裝置方案的確定
2.2.1 驅動裝置方案(同步輸送帶)
輸送帶驅動裝置采用松下T100伺服電動機進行驅動，伺服電動機通過同步輪連接傳動帶，塑料瓶置于傳送帶上，通過伺服電動機控制塑料瓶在封口工位、切膜工位停止。
伺服電機可使控制速度，位置精度非常準確，可以將電號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象。。伺服電機轉子轉速受輸入信號控制，并能快速反應，在自動控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，且具有機電時間常數小、線性度高、始動電壓等特性，可把所收到的電信號轉換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。電信號可以通過電腦或單片機控制，從而實現了信息化自動控制。
2.2.2封口裝置
封口裝置采用氣缸控制，熱封口器采用采用發(fā)熱管進行加熱，通過溫控開關進行溫度控制，通過熱封口板與瓶口的壓合進行熱封。
氣壓傳動就有以下優(yōu)點
（1）以空氣為工作介質，工作介質獲得比較容易，用后的空氣排到大氣中，處理方便，與液壓傳動相比不必設置回收的油箱和管道。
（2）因空氣的粘度很小（約為液壓油動力粘度的萬分之一），其損失也很小，所以便于集中供氣、遠距離輸送。外泄漏不會像液壓傳動那樣嚴重污染環(huán)境。
（3）與液壓傳動相比，氣壓傳動動作迅速、反應快、維護簡單、工作介質清潔，不存在介質變質等問題。
（4）工作環(huán)境適應性好，特別在易燃、易爆、多塵埃、強磁、輻射、振動等惡劣工作環(huán)境中，比液壓、電子、電氣控制優(yōu)越。
（5）成本低，過載能自動保護。
2.2.3封口膜退繞卷取裝置
封口膜退繞卷取裝置包括封口膜退繞裝置和封口膜卷取裝置，封口膜退繞裝置通過滾動軸承固定在機架上，封口膜卷取裝置通過同步帶與步進電動機連接，通過步進電動機控制封口膜有時序的轉停進行退繞卷取動作，即在進行切膜、封口工序是停止轉動，在該工序的間隔時間進行退繞卷操作，從而保證進行切膜、封口工序時熱封口膜處于正確位置。
封口膜退繞卷取示意圖如圖2-2所示：
1-退繞輪；2-繞轉輪；3-熱封膜壓桿；4-熱封板；5-切膜板；6-塑料瓶
7-支撐板
圖2-2 封口膜退繞卷取示意圖
2.2.3切膜裝置
切膜裝置采用切膜刀片，切膜刀片通過與支撐架的嚙合來切斷塑料膜的連接，采用氣缸控制切膜裝置切膜，結構與封口裝置類似。
第三章 電機的選擇
3.1 電動機的選取
封口機所屬的小動力非標機械，根據工作條件：灰塵多少、室內溫度、單向操作、氣動止的準確地點、采用三相220V，根據所述目前的情況伺服電機的選擇電機產品分析。采用伺服電動機能精確控制塑料瓶封口機，更好的與外界流水線協(xié)同生產，更容易實現工廠信息化，向無人工廠轉變，由于載荷很小，故采用小功率電動機
總的傳動效率：
該工作機所需要的功率Pw＝F×V＝200N×0.45m/s=0.09kw
V帶的初定傳動效率為
T5同步帶輪傳動(7級精度)的傳動效率(2對)為
深溝球軸承傳動效率(6對)為
剛性性聯(lián)軸器的傳動效率取
輸送機構滾筒的傳動效率為
總效率為： =0.96 ××× 0.99 × 0.97 = 0.832
輸出有效功率為=97w
所選用電機的參數如下：
表3-1 電機參數表
電機型號
額定功率
Kw
同步轉速
r/min
滿載轉速
r/min
電機質量
Kg
軸徑
mm
T100
97
960
1200
15
14
分配傳動比
傳動系統(tǒng)總傳動比其中i是傳動系統(tǒng)的總傳動比，多級串聯(lián)傳動系統(tǒng)的總傳動等于各級傳動比的連乘積；是電動機的滿載轉速，r/min； 為工作機輸入軸的轉速，r/min。
由于塑料瓶采用雙排同時封口，所以每個工位每分鐘走50個工位的距離
計算如下 1300r/min
=107.45r/min
=20.5
由于V帶傳動外部尺寸不宜太大,否則將使封口機過于龐大；
所以V帶傳動的初值取
減速器傳動比為:=9.60
展開式布置，考慮到沒有潤滑條件，為使兩級齒輪直徑相近，
3.2 輸送帶的選取
皮帶輸送機是通過皮帶循環(huán)運動將物料水平﹐傾斜朝上﹐或朝下輸送之設備。圖1列出了皮帶輸送機的9個主要部件﹐其定義如下﹕
1. 皮帶﹐主要用于動力傳遞﹐承載傳送物料。
2. 托輥﹐用于支撐去程或回程皮帶。
3. 填料斗﹐將物料裝填到皮帶輸送機上。
4. 滾輪﹐用于驅動皮帶﹐并控制皮帶張力。
5. 配重輪﹐其作用是保持皮帶有適當的張力﹐以防止皮帶在運行時打滑。
6. 皮帶刮料器﹐主要是清潔皮帶表面的殘留物。
7. 裙板﹐將物料填裝到皮帶的中央﹐并防止物料飛濺。
8. 驅動裝置﹕提供動力給一個或多個滾輪來驅皮帶和皮帶上的物料。
9. 機架﹕用于支撐托輥﹐滾輪和驅動裝置。
皮帶輸送機配置示意圖
3.2.1皮帶輸送機主要設計要求
1.皮帶輸送機基本設計要求如下:
a. 采取防煤塵逸散的密閉措施(Gallery Close Type),并兼?zhèn)渫L系統(tǒng)設計。
2.輸送皮帶:
a. 輸送皮帶需具備下列特性:
(1) 耐磨﹐耐沖擊﹐耐拉扯﹐耐燃。
(2) 寬度容許差 1%
(3) 傳統(tǒng)皮帶最大延伸不得超過 2%
(4) 黑色﹐防霉
b. 皮帶采用現場加硫膠合接頭。
3.皮帶輪
a. 皮帶輪應采用輕載型鋁合金機構﹐二端用鋼板密封﹐其寬度需較皮帶寬度大30mm 以上。
b. 所有皮帶輪除了邊側輪(Snub Pulley),彎曲輪(Bend Pulley)及緊帶輪(Take-up Pulley)外﹐鈞需為中高輪緣設計﹐皮帶輪的同心精度必須在
±0.5m/m以內。
c. 皮帶輪軸必須為S45C中碳鋼或更高等級﹐其最大撓度必須不大于±1.5m/m。輪軸與輪轂需以鍵銷方式固定﹐不得采用電焊固定。
d. 主動輪應覆以人字形凹槽橡膠。
4. 緊帶裝置
a. 緊帶裝置采用垂直重力式﹐垂直重力式緊帶裝置的安裝位置應盡量靠近主動輪。
b. 緊帶裝置包括緊帶輪及配重等應裝設于有導槽的固定鋼架上﹐使其能沿導槽自由地垂直移動﹐并需設置安全停止裝置﹐以防止因皮帶斷裂等原因﹐造成裝置掉落。
5. 皮帶清潔器
a. 每一主動輪后下方位于下料槽內至少需裝設二道清潔器﹐利用彈簧或配重方式刮削刀具與皮帶表面保持一定壓力﹐刮削刀具第一道為碳化鎢超硬合金﹐第二道為橡膠。
b. 尾輪及垂直重力式緊帶裝置第一個彎曲輪前的回程皮帶上方需裝設V型刮料器。
6.皮帶護罩
靠近下料點0.5米內的需裝設平面覆蓋﹐以防萬一煤料掉落回行皮帶上﹐覆蓋材質為鍍鋅鋼板﹐厚度至少1.5mm.
皮帶輸送機中最主要而不可缺的組件是滾輪和驅動輪﹐籍其承載﹐使原料由一方運至目的地﹐而滾輪與驅動輪之設計與品質要求﹐影響皮帶輸送機之運轉﹐故如何選擇一價格合理而且品質優(yōu)秀﹐噪音少﹐震動少﹐信賴高之滾輪與驅動輪尤為重要。
（1）滾輪﹕用于支承輸送帶及輸送帶上的物料﹐保證輸送帶穩(wěn)定運行的裝置。
a . 輸送機滾輪依操作之需要﹐可分為以下幾種﹕承載側滾輪（Carrying Idiers）和回側滾輪（Return Idiers）。
承載側滾輪（Carrying Idiers）分為﹕（a）一般承載側滾輪 （b）耐沖擊承載滾輪﹐用于承受沖擊力及塵埃飛揚之部位 （c）調心用承載側滾輪﹐安于一般滾輪區(qū)間做為皮帶偏斜時自動調整之用（d）接績承載側滾輪﹐用于接近驅動輪之部位使角度逐漸變小 （e）懸吊式承載側滾輪﹐用于重沖擊﹐而落點較不固定之場合。
回側滾輪（Return Idiers）分為﹕（a）一般回側滾輪﹐用于支撐回側皮帶 （b）重載回側滾輪﹐用于十分重載的場合 （c）調心用回側滾輪﹐用于回側皮帶偏斜時自動調心 （d）環(huán)式回側滾輪﹐用于摩擦較大的場合 （e）特殊清料回側滾輪﹐用于清除回側皮帶上附著原料﹐通常裝于近主驅動輪附近
b. 滾輪間距選擇原則﹕（1）必須知道作用于滾輪上之皮帶及運送原料之負載狀況 （2）滾輪與滾輪間皮帶產生之袋形垂曲﹐此垂曲一般認為須在滾輪間距3%之限制內。
垂曲度=WSi2/8T
W=皮帶與原料之重量（Wb+Wm即皮帶重量加上原料重量）
Si=滾輪間距 T=皮帶張力
垂曲度限制在滾輪間距的3%內,則Si=0.24T/W=0.24T/(Wb+Wm)
沖擊式承載側滾輪間距﹐通常為普通滾輪間距的1/2﹐且
其最大垂曲度以不超過沖擊滾輪間距的1%為原則﹐以避免滾輪加速摩耗﹐與原料之飛散。
在接近驅動輪之部位﹐必須裝有接績滾輪（Transition Idiers）,而接績滾輪的位置應遠離主驅動滾輪1個皮帶寬距離。
自動調心滾輪通常于輸送機兩端驅動輪算過來250mm的位置開始安裝﹐然后每隔500mm的位置裝一個。
c. 滾輪的選擇須以下各項為依據﹕皮帶速度﹐運送原料特性操作條件﹐輕載或重載﹐間歇操作或連續(xù)操作。
（2）皮帶輪﹕在整套輸送機中數量并不多﹐但它擔任的角色卻是相當重要。因為皮帶輪在整套裝置中﹐主要充當如下﹕主傳動輪,回程主動輪,尾輪傳動輪（,配重輪,邊側輪,彎曲輪,尾輪。
主傳動輪通常與馬達及減速機連接﹐帶動整套輸送機運轉
安裝于輸送機頭部。
回程主動輪﹐較大或可逆式輸送機﹐有時將主傳動裝于回程皮帶之某一部位﹐便于保養(yǎng)及增加與皮帶之接觸弧度。
尾輪傳動輪通常用于下傾皮帶。
配重輪用于吸收起動瞬間所產生的張力﹐來保證皮帶的包覆角﹐防止皮帶打滑。
邊側輪用于增加傳動輪之接觸弧角及摩擦力。
彎曲輪用于改變皮帶運行方向。
尾輪裝于皮帶之尾部。
a. 皮帶輪受力分析：
R = T1 + T2 + T3 - W
R：軸向受力總和 W﹕皮帶輪的重量
T1：張力側張力 T2：松弛側張力 T3：被動輪張力
b. 皮帶輪直徑的確定：
皮帶輪大小的選定﹐通常著眼于使皮帶通過皮帶輪的瞬間所產生的張力能小于皮帶層數與面料間的聚合力﹐而使皮帶不產生破壞﹐通常有以下計算公式：
各類主動皮帶輪直徑=120 ×皮帶帆布層數×每層帆布厚度
尾輪﹑配重輪直徑=100×皮帶帆布層數×每層帆布厚度
邊側輪﹑彎曲輪直徑=80×皮帶帆布層數×每層帆布厚度
c. 皮帶輪摩擦系數的考慮：
計皮帶輪時需考慮其操作條件及包料狀況﹐以決定其摩擦系數﹐通常選擇見下 表表4 - 7：
（表4 – 7）
皮帶狀況
操作條件
μ
光面皮帶輪（未包料）
極濕
濕
干
0.1
0.15
0.2
皮帶輪包料
極濕
濕
干
0.2
0.25
0.3
d. 皮帶輪軸承的選擇﹕
皮帶輪的輥子根據承載能力分普通型和重型﹐每種輥徑對應2~3 種軸徑﹐全部采用大游隙軸承﹐并保證所有輥子轉速不超過60r/min。
4.6.3. 驅動設備的選擇及其排列方式
（1）驅動設備之設計安排法最常見的如下﹕
a. 齒輪馬達用一聯(lián)軸器連結﹐簡單經濟。
b. 齒輪馬達用鏈輪連結﹐投資低也經濟可靠。
c. 平行軸減速機用聯(lián)軸器連結馬達﹐用于較大馬力﹐維護容易。
d. 平行軸減速機并用鏈輪連結﹐用于較大型馬力需求場合。
e. 斜齒輪或螺桿齒輪直接用聯(lián)軸器連結馬達﹐可節(jié)省空間及支撐﹐但成本稍高。
f. 斜齒輪或螺桿齒輪用鏈輪連結﹐用于較高減速比及較低馬力需求場合﹐效率較低﹐投資成本也較低。
g. V－皮帶連結減速機﹐用于低馬力需求﹐低減速比﹐初期投資較低﹐維護費用高。
h. V—皮帶連結正齒輪減速﹐投資成本最低﹐位置選擇容易﹐可達較高減速比﹐但維護費用較高。
i. 雙減速機式傳動﹐用于高馬力需求及張力頗大場合。
考慮到實際情況﹐馬力需求不大﹐從經濟方面考慮采用齒
輪馬達用聯(lián)軸器連結的方式來驅動。
（2）輸送機功率計算公式為：
N = N1 + N2 + N3 + N4＋Nt
N1 = 0.06 × f × W × V × ( L + L0 ) / 367 (kw)
N2 = f × Q × ( L + L0 ) / 367 (kw)
N3 = ± H × Qt / 367 (kw)
N4 = 0.0008×V×SL (kw)
N1：驅動無負荷馬力 N2：驅動負荷物所需馬力
N3：驅動傾斜負荷所需馬力 N4：裙板阻力消耗的馬力
Q：輸送量 Nt ﹕卸料器功率
f ：滾輪的摩擦系數 L0：皮帶中心距修正系數
L：輸送機主動輪至尾輪中心的水平距
Lˊ：傾斜部分水平距 H：傾斜部分高度
V﹕皮帶速率 SL﹕裙板長度
W：驅動部分重量=滾輪重 / 滾輪間距 + 回程滾輪重 / 回程滾輪間距 + 2 × （皮帶重）
F﹐L0的選擇條件如表4 – 8 ： （表4 – 8）
f
L0
使用及選擇條件說明
0.03
49m(161ft)
轉速不高﹐且運轉工作環(huán)境不良時
0.022
66m(216ft)
轉速不高﹐但運轉工作環(huán)境較佳時
0.012
156m(515ft)
用與下傾的輸送機
驅動部分重量概算數字如表4 – 9﹕ （表4 – 9）
皮帶寬度
(mm)
40
45
50
60
75
90
105
W驅動部分單位重量
(1bs/ft)
15
19
20
24
36
42
54
(kg/m)
22.4
28
30
35.5
53
63
80
校核軸的安全系數
已知條件：
1. 傳遞的扭矩為： T=133.027N.m
2 .軸的結構圖和受力簡圖如下：
（乘g折合N）
彎矩圖，在上面，＝46743.2Nm
易知在（2）處為最危險截面，校核此處的安全系數
由表5-1-10 得 雙向旋轉軸的校核公式
見《1》 查表5-1-21 []=1.3~1.5
式中 ——為材料的彎曲疲勞極限 MPa
由表5-1-1 根據調質 40 d=240 可以知道：
=335N/mm， =685N/mm
M——軸危險截面上的彎矩 N.mm
T——軸危險截面的轉矩 N.mm
W——軸危險截面上的抗彎截面模數
W——軸危險截面上的抗扭截面模數
見《1》表5-1-11 W= W=
——彎曲和剪切疲勞極限的綜合影響系數，見《1》表5-1-12
由=685N/mm，在表中標準化為700，由配合H7/m6
選=3.39 =2.44
則==2.133>[s]＝1.5
滿足要求。
3.1.7 軸的靜強度安全系數校核
該校核的目的在于校核軸對塑性變形的抵抗能力，軸的強度是根據軸所受的最大瞬時載荷（包括動載荷和沖擊載荷）來計算的
公式見手冊《1》P801，=[]
式中： ——軸危險截面上的最大彎矩和扭矩
——作用于軸上的最大軸向載荷
W ——軸危險截面的抗彎和抗扭截面系數。
A——軸危險截面的面積
查手冊《1》表5-1-1的屈服極限為 =490
表5-1-22有[]=1.7~2.2 且/=190/685=0.72屬于低塑材料
==5.354[]＝2.2
也滿足要求。
綜上，輸送帶根據數據在SolidWorks三維軟件下設計如下圖：
第四章 工作能力分析計算
4.1 鍵的設計和強度校核
1.對于帶輪1的鍵，選用半圓頭平鍵C630，GB1096－2003
封口機上的鍵均為靜聯(lián)接，材料為45鋼，所以許用擠壓應力=100,由參考文獻[1] 得：
所以帶輪1連接鍵強度符合要求
2帶輪2上鍵的校核
選用半圓頭平鍵C630，GB1096－2003
帶輪2連接鍵強度符合
3.帶輪3上鍵校核
選用半圓頭平鍵C630，GB1096－2003
帶輪3連接鍵強度符合
4.2 軸的設計及強度校核
按彎曲扭轉合成應力校核各軸的強度
設計軸的尺寸由參考文獻[1]
由 參考文獻[1] 取=110
所以
經計算得
傳動軸D1＝24mm
減速器D2＝35mm
齒輪受力分析圖如圖4-1所示
圖4.1 齒輪受力分析圖
根據受力分析圖所示結構，進行齒輪力分析的計算：
圓周力為： Ft =
徑向力為：Fr =
軸向力為：
2. 對H平面上各種力的分析
=302N
=4856N
3. 對V面上的各種個力分析
＝
＝
下圖為軸受力分析圖：
圖4-2 軸受力圖
圖4-3 軸H面受力圖及力矩圖
圖4-4 V面受力圖及力矩分析圖
圖4-5 扭矩圖
4. 當量彎矩：
由軸結構簡圖以及當量彎矩圖可知道截面A處當量彎矩最大，是軸的危險截面。進行校核時，只要校核軸上面承受最大當量彎矩截面的強度
萬扭合成彎矩：
當轉矩T=30000N；取可得：
當量彎矩為：
由參考文獻[1]
由參考文獻[1] 公式15－14
＝0.12
傳送帶軸強度符合要求。
4.3 軸承的選擇及校核
根據設計的尺寸軸承初選6202 GB/T276－1994，對于深溝球球軸承：
＝
4799
對于6200系列的深溝球軸承，按參考文獻[1]計算軸承派生軸向力：
e為的判斷系數。
=778.42N
=518.84N
因此可以判斷出軸承1被擠壓，軸承2被放松。
=2155.18N
=815.84N
對軸承1 ＝0.42 ＝1.13
對軸承2
=6645.8N
=7198.5N
所以按軸承2受力大小進行分析并驗算軸承的壽命：
軸承預計壽命
由參考文獻[1]可知
所以軸承壽命完全符合設計要求。
參考文獻
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致 謝
本次塑料瓶自動封口機的設計從選題、設計、到指導工作都是在XX老師悉心指導下，一步步的修改下完成的，指導導師嚴謹的治學態(tài)度，敏捷的思維方式，淵博的知識體系都使我受益良多。在此，我對要對X老師所給予我的無私幫助而表示衷心的感謝。
這次塑料瓶自動封口機的設計是大學本科期間所學到知識的第一次綜合性運用，它涉及到機械設計、CAD軟件應用等各個方面，對自身能力的綜合運用有了很大的提高。同時，這次設計也是一次完全不同于以前的設計，它不僅需要我在完全獨立完成的同時，也對過去課程中所學的方方面面的知識進行了完善和總結。 在畢業(yè)設計期間，我遇到了各種各樣的疑惑和困難，但是在老師同學們的幫助下，我得以能夠在設計期限內按時高質量完成本次設計。同時，我也深深地認識到了我自身知識儲備的不足，所以在以后的工作中，我還需要不斷的學習，不斷的學習專業(yè)相關的知識，為我國的機械發(fā)展做出貢獻。
在整個學習CAD軟件的過程讓我深刻的認識到了只要結果有時是并不可取的，在運用CAD軟件繪圖的過程中，指導老師和同學都給與了我很多的支持和鼓勵，所以我才能得以長久的堅持下來，這次設計不僅僅只是一次短短的學習過程，而且還是一次很有意義的心理歷練，讓我體會到了科研工作的嚴謹和進益求精，為我的以后的工作生活樹立了良好的榜樣，這是一個讓人成長的過程，同時也是一個人從大學生活走向社會職場的過程，只有經得住考驗的人才能走的更遠，
在此我對老師以及在整個過程中給予的幫助和支持的同學真心的說一聲謝謝，我會在以后的工作生活中扎實嚴謹的態(tài)度來對待每一個工作和任務。
畢業(yè)只是從一個學學習的環(huán)境走向另一個學習的環(huán)境，并不意味著我們學習生涯的結束，一生都能堅持學習下去，那才是我們必需做到的。我很多的導師，影響我的人生觀、價值觀以及未來的期望，我會銘記于心。再次衷心的感謝指導老師和同學們。
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