瓶蓋自動封裝系統(tǒng)設計說明書

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1、 本科畢業(yè)設計（論文） 題 目:瓶蓋自動封裝系統(tǒng)的設計 ________________________ 英文題目：The design of the automatic packaging system of bottle cap 學 院：________________________ 專 業(yè)：________________________ 姓 名：________________________ 學

2、 號：________________________ 指導教師：________________________ 2015年11月20日 畢業(yè)設計（論文）獨創(chuàng)性聲明 該畢業(yè)設計（論文）是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。文中除了特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或其他機構已經發(fā)表或撰寫過的研究成果。其他同志對本研究的啟發(fā)和所做的貢獻均已在論文中作了明確的聲明并表示了謝意。 作者簽名： 日期： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）使用授權聲明 本人完

3、全了解青島濱海學院有關保留、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：學校有權保留送交畢業(yè)設計（論文）的復印件，允許被查閱和借閱；學?？梢怨既炕虿糠謨热?，可以采用影印、縮印或其他復制手段保存該畢業(yè)設計（論文）。保密的畢業(yè)設計（論文）在解密后遵守此規(guī)定。 作者簽名： 導師簽名： 日期： 年 月 日 摘要 瓶蓋自動封裝系統(tǒng)屬于包裝機械的一種，在現代機械工業(yè)如此發(fā)達的情況下，該系統(tǒng)也在不斷創(chuàng)新和發(fā)展著。在全球經濟發(fā)展的大環(huán)境下，中國各個行業(yè)被其他國家的先進技術影響的同時，越來越

4、多的外國企業(yè)和品牌傳播到中國已經成為現實。在新的市場需求的推動下，對瓶蓋自動封裝系統(tǒng)進行改良和優(yōu)化是當務之急。有大型生產瓶蓋自動封裝系統(tǒng)企業(yè)對設備的安全指標的有著一定生產的嚴格要求。在生產設備的企業(yè)，充分考慮到在設備運行中可能出現的問題，從而減少噪聲污染引起的振動或不當操作設備的現象等。國內瓶蓋自動封裝系統(tǒng)設備的研發(fā)及制造要與全球號召的高效經濟、安全穩(wěn)定主題保持一致。瓶蓋自動封裝系統(tǒng)的發(fā)展與人類社會的進步和科學技術的水平密切相關。 本次的設計就是瓶蓋自動封裝系統(tǒng)的設計，通過對瓶蓋自動封裝系統(tǒng)進行結構設計，以及其中的標準件進行選型設計，大大提高了它的穩(wěn)定性。相信此次設計的瓶蓋自動封裝

5、系統(tǒng)的出現將會大大提高傳統(tǒng)的瓶蓋自動封裝系統(tǒng)的自動化程度和質量，為包裝機械工業(yè)的發(fā)展以及人民生活水平的提高能夠帶來顯著的進步，同時也在某種程度上推進了機械工業(yè)的不斷發(fā)展。 關鍵詞：包裝機械；瓶蓋自動封裝系統(tǒng)；工業(yè)；發(fā)展 Abstract Automatic filling of the gland joint machine design include: Pull out the gear devices into the bottle, the bottle Pull out the gear devices limit screw device; In this pa

6、per, a bottle of brandy round of star-shaped, spiral spacing, and steeplechase bottle into the structure, design and calculation, and to understand the commissioning and maintenance of equipment. Dial star-shaped bottle filling machine round is to limit the agency sent the bottle, filling machine ac

7、curately into the take-off and landing or a bottle filled with the bodies removed from the lift conveyor belt into the body. Quantitative liquid materials into the packaging container filling machine filling machinery called. Because the number to be filled with liquid with liquid,Therefore, the gen

8、eral container used for rigid containers, such as bottles, glass bottles , metal cans, cartons and other composites. Conveyor belt, sub-items for delivery screw, star-shaped and arc-shaped guide plate pull out the gear combination for the importation of container. Pull out the gear At the same time

9、, the output is also used in containers. Spiral limit in the field of packaging industry, is now widely applied to various types of sub-items for delivery screw device, a process may require rules or irregular array of containers, objects to determine the speed, direction and distance individually o

10、r in batches to a given position. The design is mainly used to separate sub-items for delivery are typical combination of cylindrical device, the sub-items for delivery. Keywords：Driving roller ;Crankshaft;Processing; craft 青島濱海學院機械設計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 目 錄 摘要 I Abstract II

11、 1引言 1 1.1 課題的來源與研究的目的和意義 1 1.2 包裝機械的發(fā)展現狀 2 1.3 本課題研究的內容 3 2瓶蓋自動封裝系統(tǒng)總體結構的設計 6 2.1 機械傳動部分的設計計算 7 2.1.1 同步帶傳動的設計計算 8 2.1.2 瓶蓋封裝電機的選型計算 9 2.1.3 V帶傳動的校核計算 10 2.1.4 軸的設計計算 11 2.1.5 光電傳感器的選型 12 3 瓶蓋自動封裝系統(tǒng)中主要零部件的強度校核 14 3.1 傳動軸的強度校核計算 15 3.2 螺栓強度的校核計算 17 4瓶蓋自動封裝系統(tǒng)

12、中主要零件的三維建模 18 4.1輸送線的三維建模 19 4.2瓶蓋封裝電機的三維建模 20 4.3轉盤的三維建模 22 4.4瓶蓋自動封裝系統(tǒng)的三維建模 23 5三維軟件設計總結 24 結論 25 致謝 26 參考文獻 27 0 1 緒論 1.1 課題的來源與研究的目的和意義 瓶蓋自動封裝系統(tǒng)屬于典型在包裝設備在一部分，隨著國際標準化（SIO）的實施，世界瓶蓋自動封裝系統(tǒng)以采用新材料、新技術、新工藝、新結構為基礎， 18世紀60年代，美國的施耐德公司將新開發(fā)的瓶蓋自動封裝系統(tǒng)應用到該公司的子公司---一個生產包裝機械的機械公司

13、，經過幾年的運行，為該公司創(chuàng)造了不菲的利潤。封裝范圍更大的瓶蓋自動封裝系統(tǒng)。當前，全世界各大機械人廠商為了提高產品的競爭力，都大力進行瓶蓋自動封裝系統(tǒng)的研發(fā)工作?，F在國外等著名瓶蓋自動封裝系統(tǒng)的品牌中，都有瓶蓋自動封裝系統(tǒng)的銷售，全世界瓶蓋自動封裝系統(tǒng)的應用越來越廣泛。有一點值得注意的是，瓶蓋自動封裝系統(tǒng)的市場，由最初的日本，歐洲，已經滲透到北美市場，因此瓶蓋自動封裝系統(tǒng)是當今棒料生產加工企業(yè)比配的設備已經成為主要趨勢。西方資本主義國家有巨大的瓶蓋自動封裝系統(tǒng)銷售市場，機械人工業(yè)是西方資本主義國家的機械工業(yè)之一。 2 此次設計的題目是瓶蓋自動封裝系統(tǒng)的設計，相信此次設計的瓶

14、蓋自動封裝系統(tǒng)的出現將會大大提高包裝機械的自動化程度和質量，為包裝工業(yè)的生產以及人民生活水平的提高能夠帶來顯著的進步，同時也在某種程度上推進了機械工業(yè)的不斷發(fā)展。 1.2 包裝機械的發(fā)展現狀 包裝機械的產值在300億元人民幣左右，而每年進口的食品包裝機械約10億美元。其中飲料、乳品和啤酒包裝機械占有相當大的比重。 20世紀以來，我國包裝工業(yè)較改革開放初期有了很大的發(fā)展，任命生活水平有了很大的改善，日益對包裝類設備提出了更高的要求。發(fā)展包裝工業(yè)的基礎便是包裝機械。而已更充裕的見見投入到工作中去，因此研制先進的包裝機械，使包裝類設備迅速地實現機械化和

15、自動化是社會發(fā)展的必然趨勢。 1.3 本課題研究的內容 本次設計主要針對瓶蓋自動封裝系統(tǒng)進行設計，從瓶蓋自動封裝系統(tǒng)的整體方案出發(fā)，然后具體細化出具體內部結構，其具體內部結構主要包括以下幾個方面： （1）到圖書館里查閱大量相關知識的資料，搜集各類瓶蓋自動封裝系統(tǒng)的原理及結構，挑選相關內容記錄并學習。 （2）分析瓶蓋自動封裝系統(tǒng)的結構與參數 （3）確定設計總體方案 （4）確定具體設計方案 （5）瓶蓋自動封裝系統(tǒng)的三維圖的繪制、CAD裝配圖、零件圖的繪制。 （6）說明書的編制 2 瓶蓋自動封裝系統(tǒng)總體結構的設計 2.1 機械傳動部分的設計計算 2.2.1

16、 同步帶傳動的設計計算 (1)傳動名義功率P_=0.5kW (2)主動輪轉速n1=1500r／min，從動輪 =350r／min (3)中心距a=100mm左右 (4)工作情況， 24小時運轉． 求設計功率P=K0 Pm=0.42= 0.8Kw，式中Ko為載荷修正系數 由設計功率0.8Kw 和n =1500r／min，由查得帶的型號為L型，對應節(jié)距P =9.525mm （1）選擇小帶輪齒數 由小帶輪轉速n=1500r/min，L型帶，查表得小帶輪最小許用齒數 Z1=14，則大帶輪齒數 Z2= i Z1，其中i= n1／n2=1500／350=4．286 Z2=4．28

17、614=60取標準帶輪齒敦==60 （2）確定帶輪節(jié)圓直徑 dI==Pb Z1/π=42.736mm d2= Pb Z2/π=182mm （3）確定同步帶的節(jié)線長度L， L= 2acosψ +π(d2+d1 )／2+πψ( d2-d1)／180 式中：ψ =sin-1 (d2-d1)/2a =0．218；12．6 (以a=100mm代入) 則L =150.54 選擇最接近計算值的標準 節(jié)線長(見表4)L=160.20mm （4）計算同步帶齒數z Zb=Lp/Pb=160.20/9.525=17 （5）傳動中心距n的計算 a=Pb( Z2-Z1)／2zcosθ 式中： i

18、nV =3．14l6 inVθ=tgθ-θ用逐步逼近法計算，θ=1．351 8(弧度)代入上式 得出a=102.45與精確計算結果相似。 最后測量裝置同步帶選用L型同步帶P= 9.525mm ZB=17， L,= 150．20ram b．= 25.4mm 同步帶輪： Z1=14，Z2=60，dI==Pb Z1/π=42.736mm d2= Pb Z2/π=182mm 2.1.2 瓶蓋封裝電機的選型計算 （1）脈沖當量的選擇，初選之相步進電動機的步距角0.60 /1.20 ，當三相六拍運行時，步距角￡=0.60 其每轉的脈沖數S==600 p/r,傳動比i=1； （2）等

19、效負載轉矩的計算[7] 1、空載時的摩擦轉矩 得= =0.014N.M 2、測量儀工作時的轉矩 得=0.467N.M 得電動機的最大靜轉矩為（0.3～0.5）TL=（0.1152～0.192）N.M （3）等效轉動慣量計算 1、滾珠絲桿的轉動慣量 Js= Js=5.146x10-6 kgm2 2、滑塊的運動慣量

20、 得JW=3.419x10-7 kgm2 換算到電動機軸上的總轉動慣量 JL= 得JL=0.00035 kgm2 （4） 初選步進電動機型號，根據TL=（0.1152～0.192）N.M和電動機總轉動慣量=0.00035初步選定電動型號為85BYG3H358B反應式步進電動機。該電動機的最大靜扭距Tmax=6.0N.M 。 2.1.3 V帶傳動的設計計算 1）設計功率 ＝1.2 P－傳遞的功率 2）選定帶型 根據和選取普通V帶B型，

21、－小帶輪轉速，為1440r/min 3）傳動比 1.76 ＝＝ 4）小帶輪基準直徑（mm） 選定： ＝100mm>＝75r/min 5）大帶輪基準直徑（mm） =150mm 6）帶速驗算 7）初定軸間距（mm） 8）所需帶的基準長度（mm） ＝ ＝650mm 帶型為A－900 9）實際軸間距 10）小帶輪包角 = = 11）單根V帶的基本額定功率 根據帶型號和普通V帶取0

22、.37kw 12）時單根V帶型額定功率增量 根據帶型號、和取0.15kw 13）V帶的根數Z Z = －小帶輪包角修正系數查B1表8－1－23,取0.96 －帶長修正系數查B1表8－1－8，取0.87 14） 單根V帶的預緊力 = =134（N） m－V帶每米長的質量（kg/m）查B1表8－1－24，取0.1k/gm 15）作用在軸上的力 －考慮新帶初預緊力為正常預緊力的1.5倍 16）帶輪的結構和尺寸 帶輪應既有足夠的強度，又應使其結構工藝性好，質量分布均勻，重量輕，并避免由于鑄造而產生過大

23、的應力。 輪槽工作表面應光滑（表面粗糙度）以減輕帶的磨損。 帶輪的材料為HT200。 2.1.4 軸的設計計算 （1）初步確定軸的直徑 mm （3.32） 根據工作條件，取mm （2）傳動軸受力分析 N （3.33） N （3.34） N （3.35） 圖4.1 傳動軸的受力簡圖 （3）繪制傳動軸的受力簡圖，求支座反力 ①垂直面支反力： 由，得：

24、 （3.36） 由，得： N （3.37） ②水平面支反力： 由，得： （3.38） N 由，得： N （3.39） （4）作彎矩圖： ①垂直面彎矩圖： C點 Nmm （3.40） ②水平面彎矩圖： C點 Nmm （3.41） ③合成彎矩圖： C點 Nmm （3.42

25、） （5）作轉矩T圖： Nmm （6）校核軸的強度： 按彎扭合成應力校核軸的強度 校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面C）的強度。由文獻[1，15-5]可知，取，軸的計算應力 MPa （3.43） 選定軸的材料為45鋼，調質處理，由文獻[1]表可知，MPa。因此，，故安全。 2.1.5 光電傳感器的選型 目前常見的非接觸測量有光學測量，紅外線測量，超聲波測量，電磁感應測量，視覺成像測量等等都是非接觸式測量。 針對凸輪軸非接觸式測量，則廣泛采用光電傳感器來測量，此類傳感器應用于測量儀器而用，在精密度上和準確性上很大的保證。 ①檢測

26、距離長 　　光電傳感器最突出的優(yōu)點之一是可以長距離檢測物體。 　?、趯z測物體的限制少 　　光電傳感器的工作原理是更具光和電的色彩和電流的強弱來檢測感應物體，對金屬，橡膠，塑料等等都可以檢測得到。 　　③響應時間短 　　光電傳感器的反應速度非?？?，可以在檢測信號發(fā)現后的0.5秒的時間內檢測到物體。 　 3 瓶蓋自動封裝系統(tǒng)中主要零部件的強度校核 3.1 傳動軸的強度校核計算 ①判斷危險截面 從軸的截面來對軸進行強度校核是最常規(guī)的方法，一般軸頸很細的位置就是軸的危險截面所在。 ②截面V左側 抗彎截面系數 mm （3.44） 抗

27、扭截面系數 mm （3.45） 截面V左側的彎矩M為 Mpa （3.46） 截面V上的扭矩T為 MPa 截面上的彎曲應 Mpa （3.47） 截面上的扭轉切應力MPa （3.48） 軸的材料為45鋼，調質處理。MPa，MPa，MPa。 用插入法求出 ， 軸按精車加工，表面質量系數為： 軸未經表面強化處理， 固得綜合系數為 （3.49

28、） 碳鋼的特性系數 取 取 所以軸在截面V左側的安全系數為 （3.50） （3.51） （3.52） 故該軸在截面V左側的強度是足夠的。 ③截面V右側 抗彎截面系數 mm 抗扭截面系數 mm 截面V左側的彎矩M為 MPa 截面V上的扭矩T為 MPa 截面上的彎曲應力 MPa 截

29、面上的扭轉切應力 MPa 截面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數及按文獻[1]附表查取。因，， ， 軸的材料的敏感系數為 ， 故有效應力集中系數按文獻[1，附]為 （3.53） 軸的截面形狀系數為 軸的材料的敏感扭轉剪切尺寸系數為 綜合系數為 所以軸在截面V左側的安全系數為 故該軸在截面V左側的強度是足夠的。 3.2 螺栓強度的校核計算 螺栓的強度是在機械連接很重要

30、，特別是在重要的場合，以及螺栓的強度是特別重要的。如上圖所示的力示意圖，圖中共同努力，而不是均勻分布。因為螺栓的剪切變形是相對于橫截面，螺栓的內力注定是沿著錯誤的方向。還在用內力截面法。螺栓沿剪切平面M虛 - 中號切口，沿左側學習[圖。 3 - 55（b）中，根據靜力平衡的條件下，在剪切面必須具有一個共同作用且平行于內部動力分配系統(tǒng)，在M分枝連接片稱為剪切部分一般是不細長桿，以及實際應力和變形是復雜的。通過理論分析和實驗研究，以確定在剪切面實際分布規(guī)律剪切是困難的。在工程實踐中，一些假設都是為了簡化計算，這就是所謂的實際計算，或者如果計算是假定的。如果壓力是均勻的剪切面，如果剪切表面積，應力：

31、 與剪切面切線，剪切應力。上述計算是基于這樣的假設，在剪切面上的剪應力是均勻分布的。事實上，它是只在剪切面上的“平均應力”，所以它也被稱為標稱剪切應力。對剪切平面上的最大剪切應力為約等于最大剪應力。 2，擠壓實用計算 除了軸承剪切連接器，連接器的接觸表面和連接器也受到擠壓。因此，該連接件的上半部分應計算上的抗壓強度。 上的螺栓的螺栓的壓力的壓力被稱為擠壓力。在擠出區(qū)的單位面積上的擠壓力被稱為擠壓應力。該項目還使用了剪切擠壓類似的實用計算方法，假設受力較均勻，則 一般擠出應力和應力分布，如圖353的（b）的最大應力發(fā)生在半圓柱形接觸表面中點，它與實際計算出的擠壓應力

32、大致相等。 4 瓶蓋自動封裝系統(tǒng)中主要零件的三維建模 4.1輸送線的三維建模 4.2 瓶蓋封裝電機的三維建模 4.3轉盤的三維建模 4.4瓶蓋自動封裝系統(tǒng)的三維建模 5 三維軟件設計總結 通過本次設計，再次提出了利用三維軟件的水平，并吸收了大量的經驗，總結出以下幾點。關于圖紙的繪制方面，當零件的尺寸已經給出，不考慮圖紙尺寸不合適的，基于三維零件圖，裝配時必須考慮的大小是合適的，因為AutoCAD繪圖效果不好，也會引起的尺寸誤差，和甚至出現欠定義大小，因此，必須通過在這個時候對零件進行測量，進行修改，直到符合要求。

33、該工具是方便的輸入數據映射，通過選擇部分的類型，標準件，可以生成，但有時需要在工具集使用部分可能找不到，所以在這個時候隨機應變，其他部分而不是通過修改或滿足要求增加組件的使用。三維地圖應該是靈活的，解決問題的方法總比問題多，當一個方法不能正常映射，試試另一種方法，它不僅可以完成零件的生產，而且還可以開發(fā)映射一個更好的主意，并打破了新思想的規(guī)則。 學習使用一些可以節(jié)省時間的命令，如鏡像，陣列，能省則省”。在裝配過沉重，曾給了我一個很大的障礙，是要花很多時間去找出為什么。在一個活躍的子組件，雖然活動范圍會產生干擾，可以設置該復合物的活動范圍，如先進的范圍內，和角度范圍，即使在這個范圍內

34、不影響母配體，不能設置。因為一旦設定的范圍內，在父組件將被視為完全定義的組件模型，它將沖突分總成，將無法完成裝配?？吹貓D是最重要的任務是理解零件圖，圖表工具，沒有工具是沒有法律的零件圖，所以不要急著寫，想通過零件的結構，并認為通過線圖，這是重中之重，映射。部分建模，一般應的特點進行深入分析，找出零件是由幾個特點，擺脫所有的形狀特點，它們之間的連接相對位置、表面，然后按主次特征造型的關系，按一定的順序。一個復雜的部分，有許多簡單的功能，通過切除或重疊相交?？衫斫庑院蛯嶓w模型。特別是在二維圖紙，我們只能看到元器件的布局，并用虛線給說的內部特征，除了部分的相貫線，這條線各特征在路口出現。在選秀過程中

35、零件，必須選擇第一個草圖平面，這是非常重要的，決定了后續(xù)的模型飛機的命令，使用簡單的說，一個圓柱形圍成一個圈，然后繪制，也可以作為一個長方體旋轉，雖然他們的結果都是一樣的，但草圖平面和命令的使用。如果我們想要一個軸，那么我們應該選擇第二個方法以及。 由于該零件的設計不規(guī)則零件，用于為拉伸和旋轉命令，許多零部件都是對稱的，所以為了節(jié)省時間，提高效率，通常用于指揮鏡特性。 一個完整的工程圖紙應該包含以下4個方面。 一組視圖：一組視圖（包括視圖，剖面，斷面，局部視圖）是正確的，完整的，對各部分的結構和形狀表達清楚。 尺寸：尺寸的確定和零件的形狀各部分的位置 技術要求：表明部分的一些要求必須

36、在制造和檢驗完成，如表面粗糙度，尺寸公差，形位公差，材料和熱處理的方法和指標。 標題欄：注明產品名稱，材料，數量，拉伸比和拉伸，等。 單擊[新建]圖標以顯示新的文件系統(tǒng)，SolidWorks文件”對話框中，單擊“選項”對話框中的組件，你可以進入裝配工作模式，進行以后的設計工作。 結 論 在最近的一段時間的畢業(yè)設計，使我們充分把握的設計方法和步驟，不僅復習所學的知識，而且還獲得新的經驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學生都能給予及時的指導，確保設計進度本文所設計的是瓶蓋自動封裝系統(tǒng)的設計，通過初期的定稿，查資料和開

37、始正式做畢設，讓我系統(tǒng)地了解到了所學知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設計完成了老師和同學的幫助下，在大學研究的最后，感謝幫助過我的老師和同學，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 致 謝 在此論文完成之際，我的心里感到特別高興和激動，在這里，我打心里向我的導師和同學們表示衷心的感謝！因為有了老師的諄諄教導，才讓我學到了很多知識和做人的道理，由衷地感謝我親愛的老師，您不僅在學術上對我精心指導，在生活上面也給予我無微不至的關懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順

38、利地完成大學階段的學業(yè)，也學到了很多有用的知識，同時我的生活中的也有了一個明確的目標。知道想要什么，不再是過去的那個愛玩的我了。導師嚴謹的治學態(tài)度，創(chuàng)新的學術風格，認真負責，無私奉獻，寬容豁達的教學態(tài)度都是我們應該學習和提倡的。通過近半年的設計計算，查找各類瓶蓋自動封裝系統(tǒng)的相關資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因為我是怎么想的，這是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學四年的知識和反映。四年的學習和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是來自老師和同學的潛移默化讓我學到很多有用的知識，在這里，謝謝老師以及所

39、有關心我和幫助我的人，謝謝大家。 參考文獻 [1] 璞良貴 機械設計（第七版） 北京：高等教育出版社,[J],2004 [2] 吳宗澤 機械設計 北京：高等教育出版社,[J],2001 [3] 鐘毅芳等 機械設計（第二版） 武漢：華中科技大學出版社,[J],2001 [4] 譚慶昌 機械設計 長春：吉林工業(yè)出版社,[J],2001 [5] 黃華梁等 機械設計基礎（第三版）高等教育出版社,[J],2001 [6] 余俊 機械設計（第二版） 北京：高等教育出版社,[J],1986 [7] 徐灝 疲勞強度設計 北京：機械工業(yè)出版社,

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