本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）選題、審題表
專 業(yè)
機械設(shè)計制造及其自動化
選題教師
教師姓名
專業(yè)技術(shù)職 務(wù)
正高
副高
中級
√
申報課題
名稱
茶葉自動包裝機設(shè)計
課題性質(zhì)
A
B
C
D
E
課題來源
A
B
C
√
√
課題簡介
和要求
對于茶葉、小顆粒包裝等行業(yè)，其產(chǎn)品最后都要裝成一定規(guī)格的包裝，本題目就是針對這一行業(yè)，完成茶葉或顆粒狀物料按照一定的設(shè)定值稱量并打包。
本題目包括袋子成型，茶葉稱量，袋子熱封、切斷等動作，
符合國家規(guī)定的精度標(biāo)準(zhǔn)。
要求1）通過查閱資料，了解設(shè)備的用途、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢等，完成前期資料（開題報告、外文翻譯）的撰寫；
2）安裝并學(xué)習(xí)繪圖軟件，為下一步設(shè)計做準(zhǔn)備；
3）通過對設(shè)備動作的分析，及相關(guān)的計算，對比不同的可采納的方案的優(yōu)缺點，確定自己要采用的方案，進行總裝配圖設(shè)計；
4）優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，進行零件圖的設(shè)計及相關(guān)的校核。
5）完成設(shè)計說明書的撰寫。
6）提供完整設(shè)計資料一套。
所在專業(yè)審定意見：
負(fù)責(zé)人(簽名)： 2015年 1 月 5 日
本課題由 同學(xué)選定，學(xué)號：
— 25 —
理工學(xué)院
畢 業(yè) 設(shè) 計
學(xué)生姓名： xxxx 學(xué) 號： xxxxxxxxx
專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化
題 目： 茶葉自動包裝機設(shè)計
指導(dǎo)教師： xxxxxxxxxxxxxxxx
評閱教師： xxxxxx
20xx 年 x 月
理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計成績評定表
姓 名
xxxxx
學(xué) 號
成 績
專 業(yè)
機械設(shè)計制造及其自動化
題 目
茶葉自動包裝機設(shè)計
指導(dǎo)教師評語及成績
指導(dǎo)教師：
年 月 日
評閱教師評語及成績
評閱教師：
年 月 日
答辯小組評語及成績
答辯小組組長：
年 月 日
答辯委員會意見
答辯委員會主任：
年 月 日
注：該表一式兩份，一份歸檔，一份裝入學(xué)生畢業(yè)設(shè)計說明書中。
畢 業(yè) 設(shè) 計 中 文 摘 要
本文主要介紹了一種包裝機械——茶葉自動包裝機的工作原理及其設(shè)計過程，對其傳動系統(tǒng)的參數(shù)進行計算和主要傳動部件的選擇與強度校核，通過對茶葉自動包裝機的工作狀態(tài)考慮，選擇合適的氣缸和馬達(dá)。其包裝材料為包裝塑料薄膜，只有在一定溫度下才能正常粘合，這是通過加熱熱封輥和熱封塊來實現(xiàn)的。
本機進行茶葉自動包裝的過程主要有袋子成型、切斷，茶葉稱量，袋子熱封等動作，可劃分為兩大系統(tǒng)：制袋系統(tǒng)、裝袋系統(tǒng)。制袋系統(tǒng)的工作主要通過電機帶動傳動部件實現(xiàn)，裝袋系統(tǒng)的動作主要通過對氣缸的控制實現(xiàn)，裝袋過程中設(shè)有稱量斗，負(fù)責(zé)每袋的定量稱量裝袋。
本機的特點是能自動獨立完成制袋，可提前制袋儲備起來，供裝袋使用，也可獨立制袋，銷售包裝。
關(guān)鍵詞： 包裝機 自動 獨立
3
畢 業(yè) 設(shè) 計 外 文 摘 要
Title Tea automatic packing machine
Abstract
This paper mainly introduces a kind of automatic packaging machinery, tea packaging machine working principle and the design process, the parameters of transmission system is calculated and the choice of the main transmission parts and strength check, through the automatic packaging machine of tea consider working status, choose appropriate cylinders and motors. Its packaging materials for packaging plastic film, and only under a certain temperature to normal adhesion, this is done by heating heat sealing roller and heat sealing piece.
The process of the machine for the tea packing mainly has the bag forming, cutting, weighing, tea bag heat sealing action, can be divided into two systems: bag, bag system. Bag making systems work mainly by motor drives the driving part, bagging system movement mainly through the control of the cylinder, bagging process with weighing hopper, responsible for quantitative weighing of each bag bag.
The machine can automatically is the feature of bag making, independently can bag reserves up ahead, for the use of bag, can also be independent of bag making, sales package.
Bag bag keywords automatic packaging machine independent system
Key Words ： Packaging machine automatic independent
理工學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
題 目： 茶葉自動包裝機設(shè)計
學(xué)生姓名： xxxxx 學(xué) 號： xxxxxxxxxxx
專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化
指導(dǎo)教師： xxxxxx
20xx 年 x月 x日
開題報告填寫要求
1．開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效；
2．開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見；
3．“文獻綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打印）在本開題報告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻綜述的參考文獻應(yīng)不少于10篇（不包括辭典、手冊）；
4．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2010年2月26日”或“2010-02-26”。
— 41 —
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
文獻綜述
1、我國包裝機械行業(yè)的現(xiàn)狀
1.1 我國包裝機械的發(fā)展歷程
中國包裝機械起步較晚，起于上個世紀(jì)70年代，北京市商業(yè)機械研究所通過研究日本的包裝機械，制造了中國第一臺包裝機。包裝機械經(jīng)過20多年的發(fā)展，已成為機械工業(yè)中十大行業(yè)之一，為我國包裝工業(yè)快速發(fā)展提供了有效的保障。雖然包裝機械自改革開放之后，得到了迅速的發(fā)展，但是統(tǒng)計顯示，我國包裝機械品種只有1300多種，而且大部分還基本停留在測試、仿制階段，自行開發(fā)能力弱，不能滿足市場需求。
1.2 我國包裝機械存在的問題
我國食品包裝機械大部分以單機控制為主，應(yīng)用PLC和工控機、DCS及現(xiàn)場總線技術(shù)不到設(shè)備總數(shù)的10％。食品和包裝生產(chǎn)線的傳動以機械傳動為主，控制技術(shù)和驅(qū)動技術(shù)的綜合應(yīng)用水平低，系統(tǒng)不能達(dá)到最優(yōu)化設(shè)計。由于生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)水平不高，傳感和檢測技術(shù)、定位控制、在線監(jiān)測等得不到充分應(yīng)用，與國外先進控制技術(shù)有較大的差距。我國包裝機械生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)裝備水平偏低、設(shè)備陳舊、效率低、精度差等問題，使得企業(yè)缺乏市場竟?fàn)幜Α?
2、國內(nèi)外包裝機械的發(fā)展趨勢
在今天的快節(jié)奏的商業(yè)環(huán)境,食品生產(chǎn)商開發(fā)有效和高效的包裝過程是至關(guān)重要的。目前，國際包裝機械市場競爭激烈，包裝機械發(fā)展的總體趨勢是趨于“三高”—高速、高效、高質(zhì)量。發(fā)展重點趨向于能耗低、自重輕、結(jié)構(gòu)緊湊、占地空間小、效率高、外觀造型適應(yīng)環(huán)境和操作人員心理需求、環(huán)保需求等。新的合金材料、高分子材料、復(fù)合材料、無機非金屬材料等新材料也得到了推廣應(yīng)用，食品包裝機械的集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化將成為未來發(fā)展的主流。
機電一體化的迅速發(fā)展，使自動化包裝機設(shè)備的需求激增，未來數(shù)年對各種包裝機械的需求將會快速增長。自動化產(chǎn)品在食品包裝機械行業(yè)中應(yīng)用的市場潛能巨大。
2014年我國包裝機械使用自動化產(chǎn)品的市場增長4.90%，2015年自動化產(chǎn)品在包裝機械的市場增長率在5.0%左右。包裝機械行業(yè)自動化市場的增長率如圖1所示：
圖1 包裝機械行業(yè)自動化市場增長（2011-2015）
自動化改變著包裝機械行業(yè)的制造方法及其產(chǎn)品的傳輸方式，實現(xiàn)自動控制的包裝系統(tǒng)能夠極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，有效減輕職工的勞動強度并降低能源和資源的消耗。國際上食品包裝機械自動化發(fā)展趨勢體現(xiàn)在如下五個方面：
一是對生產(chǎn)效率要求越高越好。這樣可以降低產(chǎn)品的成本，滿足交貨期要求。高速包裝機要求工序相關(guān)銜接，整個生產(chǎn)線按生產(chǎn)及包裝工序排列要做到倒序啟動，順序停機。如冷灌裝生產(chǎn)線從塑料原料自動上線到飲料灌裝、大包裝碼垛全部自動在封閉車間內(nèi)進行。二是可適應(yīng)產(chǎn)品的更新變化。包裝機械具有很高的柔性和靈活性，生產(chǎn)線允許在一定的尺寸范圍內(nèi)包裝物的大小可以變化，變更產(chǎn)品及包裝不至于更換昂貴的包裝生產(chǎn)線。三是設(shè)備常見故障迅速排除。解決方案預(yù)先輸入電腦，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)常見的故障時可以自行診斷，亦可實行遠(yuǎn)程診斷并排除故障。四是要求具有自動識別功能。一方面可以通過自動識別包裝材料的厚度、硬度、反彈力等，調(diào)整機械手動作幅度。另一方面，通過探頭掃描各種形狀不同的產(chǎn)品，確定物料位置后，用不同的機械手準(zhǔn)確無誤地將物品按準(zhǔn)確的位置及方向放好，排除人工操作的視覺及手指的疲勞。五是盡量減少環(huán)境污染。減少噪聲、粉塵污染，并盡量減少廢棄物。食品原料在加工時不僅收獲主要產(chǎn)品，還收獲附加產(chǎn)品，如玉米加工，產(chǎn)品除了玉米淀粉外，還有玉米油、色拉油、人造黃油、葡萄糖、玉米蛋白及飼料等。
3、當(dāng)前茶葉自動包裝機的特點
眾所周知，茶葉包裝的最基本要求是封密、避光、避氣、避濕，所以考究茶葉精禎包裝、保證原質(zhì)品味、攜帶使用便捷是直接激發(fā)消費者購求欲望的動力。茶葉自動包裝機所選的包裝材料十分重要，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，為了達(dá)到避光、防潮等效果，成品茶要用兩層包裝來保證密封性，外層是塑料袋，內(nèi)層是鋁箔袋。在簡裝包裝茶產(chǎn)品中，目前大多采用鍍鋁復(fù)合袋，這種包裝的密封遮光效果好。對于密封，茶葉包裝機本身設(shè)計也要嚴(yán)格要求，為了使茶葉的保質(zhì)期延長，包裝機要能對包裝袋進行良好的密封，并且還要能夠真空密封。
茶葉自動包裝機集自動制袋、裝袋、密封于一體，茶葉自動包裝機采用微電腦控制技術(shù)，自動控溫，自動設(shè)定袋長，自動穩(wěn)定送膜，以達(dá)到最佳包裝效果。和分裝機配套使用，很好的解決了茶葉定量后內(nèi)袋包裝的問題。提高了工作效率，降低了勞動強度，讓用戶真正感受科技創(chuàng)新的魅力。
4、茶葉自動包裝機面臨的問題
相對其他行業(yè)，目前可用的專門針對茶葉的各種包裝設(shè)備及技術(shù)的整體水平比較落后。在包裝茶封口和自動包裝機方面的問題尤為突出。在包裝茶的封口方面，鋁箔袋或者塑料袋都采用熱封的方式。在封裝過程中，包裝材料加熱會產(chǎn)生少量異味。因茶葉本身具有極強的吸附性，熱封產(chǎn)生的異味會對茶葉的質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。在自動包裝機方面凈含量控制得不夠精準(zhǔn)。企業(yè)不得不增加茶葉的量以保證凈含量不出現(xiàn)負(fù)偏差，使得生產(chǎn)過程中茶葉的損耗很大。面臨這些問題，包裝及其加工設(shè)備供應(yīng)商必須能夠盡快研發(fā)出更加安全更加精確的適合茶葉產(chǎn)品的包裝產(chǎn)品及相關(guān)設(shè)備，這樣才能滿足茶葉自動包裝行業(yè)的需求。
參考文獻
1 韓占華,郭飛.自動化在包裝機械中的應(yīng)用和展望.2014. 49～52.
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3 鄢臘梅.我國包裝機械的現(xiàn)狀分析及國際市場的開拓.中國包裝工業(yè)市場展望.2001. 11～14.
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7 程遠(yuǎn).淺析機械自動化在農(nóng)業(yè)及食品包裝領(lǐng)域的應(yīng)用.2010. 50～51.
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10 茶葉自動包裝機的工作原理與技術(shù)特點.百度百科：http://baike.baidu.com/
11 王麗.茶葉包裝設(shè)備及技術(shù)整體水平亟待提高——記北京張一元茶葉有限責(zé)任公司.2010.
本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段及途徑
對于茶葉、小顆粒包裝等行業(yè)，其產(chǎn)品最后都要裝成一定規(guī)格的包裝，本課題就是針對茶葉包裝這一行業(yè)，將茶葉按照一定的設(shè)定值稱量并打包。其中包括袋子成型，茶葉稱量，袋子熱封、切斷、封口等動作。本課題要研究或解決的問題，便是根據(jù)茶葉包裝過程中的包裝機械的一系列動作，選擇設(shè)計出合理的包裝機械機構(gòu)。
通過對茶葉自動包裝機研究，可把整個包裝過程分為兩大部分：一是袋子的自動成型，二是茶葉的裝填和封口。
首要任務(wù)是袋子的自動成型。袋子的成型過程包括塑料膜的導(dǎo)引、袋子的縱向熱封、橫向熱封和切斷。為了解決這些問題，擬采用滾輪引導(dǎo)塑料膜，成型的導(dǎo)向環(huán)將塑料膜翻折、成型，再用加熱的滾壓輪對袋子進行縱封、橫封和牽引，最后用帶刀片的滾壓輪對袋子進行切斷。袋子自動成型的機械結(jié)構(gòu)如圖一所示：
圖一 袋子自動成型機構(gòu)
針對茶葉的進料、稱量過程，應(yīng)使進料的過程不影響稱量，要求茶葉平穩(wěn)進料，擬采用螺旋推進方式進料，用帶重量傳感器的稱重漏斗對茶葉進行準(zhǔn)確稱量?？紤]到茶葉包裝過程中的衛(wèi)生情況，袋子的拿取、撐口、放下等過程，可用氣缸裝置，應(yīng)用大氣壓的原理實現(xiàn)。最后用氣缸帶動的加熱鐵塊進行袋子的密封。整個進料、稱量、裝袋、封口的機械結(jié)構(gòu)如圖二所示：
圖二 進料、稱量、裝袋、封口機構(gòu)
袋子的自動成型機構(gòu)，茶葉的裝填和封口機構(gòu)，整個動作流程需要一定的先后順序，可用PLC控制氣缸等動力源，實現(xiàn)茶葉包裝的自動化。
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
指導(dǎo)教師意見：
指導(dǎo)教師：
年 月 日
本科畢業(yè)設(shè)計 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁
目 錄
1 緒論 1
1.1 本課題的目的和意義 1
1.2 國內(nèi)外包裝機械發(fā)展?fàn)顩r 2
1.3 本人的設(shè)計任務(wù) 4
2 茶葉自動包裝機的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 6
2.1 自動制袋、稱量、熱封、切斷工藝流程圖 6
2.2 立式連續(xù)型茶葉自動包裝機的總體機構(gòu)設(shè)計 7
3 茶葉自動包裝機的設(shè)計計算及校核 11
3.1 電動機的計算選型 11
3.2 計算總傳動比，并分配各級傳動比 12
3.3 計算傳動部件的轉(zhuǎn)速以及動力參數(shù) 13
3.4 V帶的計算選型 15
3.5 減速器的計算選型 19
3.6 直齒圓錐齒輪的設(shè)計計算及校核 19
3.7 凸輪的設(shè)計及計算 23
3.8 滾子鏈的設(shè)計計算 29
3.9 直齒圓柱齒輪的設(shè)計 32
3.10 縱封輥及牽引輥的設(shè)計 35
3.11 主軸的設(shè)計計算 36
3.12 螺旋推料的設(shè)計計算 38
3.13 氣缸的選型 40
3.14 稱重傳感器的選型 40
4 茶葉自動包裝機的使用操作 43
結(jié)束語 44
致 謝 45
參 考 文 獻 46
畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化
學(xué)生姓名: xxxx 學(xué) 號: xxxxxxxxxx
設(shè)計(論文)題目： 茶葉自動包裝機設(shè)計
起 迄 日 期: xxxxxxxxxx
設(shè)計(論文) 地點: xxxxxxxxxx
指 導(dǎo) 教 師: xxxxxxxxx
任務(wù)書下達(dá)日期: xxxxx 年x月xx 日
任務(wù)書填寫要求
1．畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)專業(yè)負(fù)責(zé)人審查簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在畢業(yè)設(shè)計（論文）開始前一周內(nèi)填好并發(fā)給學(xué)生；
2．任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼；
3．任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）完成的情況相一致；
4．任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“學(xué)院”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應(yīng)寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學(xué)生的“學(xué)號”要寫全號（如：071626119）；
5．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2010年3月21日”或“2010-03-21”。
—2—
畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）任 務(wù) 書
—4—
1．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題應(yīng)達(dá)到的目的：
茶葉自動包裝機設(shè)計包含了機械、電子等的相關(guān)技術(shù)，學(xué)生通過查閱資料、方案的確定、機械部分結(jié)構(gòu)、控制部分設(shè)計、相關(guān)的運算等相關(guān)環(huán)節(jié)的親身實踐，能夠鍛煉學(xué)生對所學(xué)知識的綜合運用能力，提高他們分析問題、解決問題的能力。通過查閱資料，了解目前機電行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，對就業(yè)環(huán)境有初步的認(rèn)識和了解。
2．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求
設(shè)計內(nèi)容
對于茶葉、小顆粒包裝等行業(yè)，其產(chǎn)品最后都要裝成一定規(guī)格的包裝，本題目就是針對這一行業(yè)，完成茶葉或顆粒狀物料按照一定的設(shè)定值稱量并打包。
本題目包括袋子成型，茶葉稱量，袋子熱封、切斷等動作，
符合國家規(guī)定的精度標(biāo)準(zhǔn)。
設(shè)計要求
1、通過查閱資料，了解設(shè)備的用途、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢等，完成前期資料（開題報告、外文翻譯）的撰寫；
2、安裝并學(xué)習(xí)繪圖軟件，為下一步設(shè)計做準(zhǔn)備；
3、通過對設(shè)備動作的分析，及相關(guān)的計算，對比不同的可采納的方案的優(yōu)缺點，確定自己要采用的方案，進行總裝配圖設(shè)計；
4、優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，進行零件圖的設(shè)計及相關(guān)的校核。
5、完成設(shè)計說明書的撰寫。
6、提供完整設(shè)計資料一套。
3．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題工作進度計劃：
起 迄 日 期
工 作 內(nèi) 容
2015年
3月 08日 ~ 4月09日
4月 10日 ~ 4月17日
4月 18日 ~ 5月26日
5月 27日 ~ 6月07日
6月 08日 ~ 6月14日
6月 15日 ~ 6月19日
查閱大量相關(guān)資料，了解機械設(shè)備的設(shè)計過程，零件及加工工藝，設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀，趨勢，可行的技術(shù)路線，安裝并學(xué)習(xí)繪圖軟件，確定方案，撰寫完成前期資料。開題
設(shè)計系統(tǒng)總裝圖，使結(jié)構(gòu)合理，加工裝配方便，進行必要的校核。進行零件的設(shè)計。
撰寫設(shè)計說明書，要簡明扼要，敘述完整流暢。
準(zhǔn)備相關(guān)資料，完成圖紙、說明書等的打印，準(zhǔn)備答辯資料。
論文答辯。
按要求把所有設(shè)計資料準(zhǔn)備齊全，修改正確，交到老師處。
所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
2015年 月 日
畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）任 務(wù) 書