-塊狀糖果枕式包裝機(jī)

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1、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 論文題目：塊狀糖果枕式包裝機(jī) 專 業(yè)：15機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)：2015級(jí)3班 學(xué)生姓名：左曉甜 學(xué) 號(hào)：03991503022 指導(dǎo)教師：錢書華 答辯日期：2019年5月27日 黑龍江工業(yè)學(xué)院機(jī)械工程系了相關(guān)的數(shù)據(jù)知識(shí)，比如上中國知網(wǎng)和萬方數(shù)據(jù)庫搜集相關(guān)的論文。所以說對(duì)于本 次設(shè)計(jì)我做了充分的準(zhǔn)備，本次設(shè)計(jì)是生產(chǎn)實(shí)踐與知識(shí)理論相結(jié)合的，是我步入社 會(huì)前最重要的一步。 第2章 塊狀糖果枕式包裝機(jī)總體設(shè)計(jì) 2.1枕式包裝機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù) 表2.1包裝機(jī)的設(shè)計(jì)要求 包裝速度 包裝物品 包裝袋規(guī)格 封合方式 120 袋/min 塊狀

2、糖果40 X20X12mm 84 X 64mm 三邊封 包裝機(jī)的設(shè)計(jì)要求 技術(shù)要求 環(huán)境要求 動(dòng)力源 工作電壓 保證包裝膜對(duì)正， 結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)轉(zhuǎn)平 穩(wěn)，便于維修。 室內(nèi)工作、無毒、 無害 電動(dòng)機(jī)定期清洗， 易拆裝 220V 2.2確定枕式包裝機(jī)設(shè)計(jì)方案 2.2.1枕式包裝機(jī)各個(gè)系統(tǒng)介紹 塊狀糖果枕式包裝機(jī)所擁有的功能是：可以進(jìn)行確定位置，將包裝膜定型，對(duì) 物品進(jìn)行包裝，對(duì)包裝膜進(jìn)行切斷，幾乎所有的包裝機(jī)都可以由下面的系統(tǒng)組成： 傳送機(jī)構(gòu)的主要作用是輸送包裝的物品、供膜機(jī)構(gòu)的主要作用是提供包裝膜、制袋 機(jī)構(gòu)的作用是將包裝膜定型、中封機(jī)構(gòu)的作

3、用是通過加熱來分離包裝膜、傳送機(jī)構(gòu) 的主要作用是用來輸送物品、端封機(jī)構(gòu)作用是可以把包裝膜粘合在一起，排出機(jī)構(gòu) 主要作用是將物品輸送出包裝機(jī)構(gòu)，枕式包裝機(jī)被設(shè)計(jì)的外形或許是不同的，但是 最基本的構(gòu)成是完全相同的。 包裝機(jī)的各個(gè)部分又可以詳細(xì)的分為包裝切斷的機(jī)構(gòu)、控制包裝機(jī)速度的機(jī)構(gòu)、 將包裝膜切斷的機(jī)構(gòu)、輸送包裝物品和封合的機(jī)構(gòu)和電腦和機(jī)械相結(jié)合的機(jī)構(gòu)，接 下來把各個(gè)機(jī)構(gòu)的作用分別說明一下： (1) 包裝切斷的機(jī)構(gòu) 包裝機(jī)的包裝切斷的機(jī)構(gòu)分為上下、左右的封切刀，他們共同構(gòu)成了橫封機(jī)構(gòu) 還有縱封機(jī)構(gòu)，他們?cè)谝黄鸨粸榻y(tǒng)稱封切系統(tǒng)，它的具體作用是對(duì)物品進(jìn)行縱向和 橫向的切斷包裝。

4、 (2) 控制包裝機(jī)速度的機(jī)構(gòu) 變頻調(diào)速系統(tǒng)主要作用是調(diào)整刀具的封切速度，橫切刀被它控制以便達(dá)到封切 的目的，包裝機(jī)所運(yùn)轉(zhuǎn)的速度被變頻調(diào)速系統(tǒng)所控制。 (3) 將包裝膜切斷的機(jī)構(gòu) 加熱系統(tǒng)的作用主要在于對(duì)刀具進(jìn)行加熱，以達(dá)到對(duì)包裝袋封口的目的，對(duì)加 熱溫度控制并且采用臺(tái)達(dá)溫度表方式對(duì)加熱溫度信息進(jìn)行采集，使溫度在標(biāo)準(zhǔn)的范 圍內(nèi)。 (4) 輸送包裝物品和封合的機(jī)構(gòu) 輸送包裝物品和封合的機(jī)構(gòu)可以看成運(yùn)送物料的運(yùn)動(dòng)棍輪和將物品進(jìn)行橫封的 機(jī)構(gòu)彼此合作，并且把包裝膜傳送到達(dá)準(zhǔn)確的封切位置進(jìn)行封切。 (5) 電腦和機(jī)械相結(jié)合的機(jī)構(gòu) 供電的方式使用單相的220V/50HZ的方式進(jìn)行

5、提供電量，電腦和機(jī)械相結(jié)合的 機(jī)構(gòu)具體是由可編程來進(jìn)行操控的、可以調(diào)節(jié)頻率、通過電腦來控制整個(gè)系統(tǒng)。在 橫封刀軸的橫切點(diǎn)處加上一個(gè)開關(guān)裝置，一般叫做接近開關(guān)；為了使黑色光標(biāo)通過 時(shí)起作用，并且在輸送包裝膜的軸上加上光電的裝置；在進(jìn)行縱向封切和輸送物品 的機(jī)構(gòu)的軸上放上一個(gè)編碼器，通過可編程的程序來確定包裝袋的長度和寬度，包 裝機(jī)的系統(tǒng)一般是由可編程操控的，作用是對(duì)輸送法人信號(hào)資料進(jìn)行解決，參數(shù)的 輸入和控制命令的發(fā)出是人機(jī)界面的主要所用。 2.2.2包裝機(jī)設(shè)計(jì)方案分析 方案一：枕式自動(dòng)包裝機(jī) 這個(gè)圖是塊狀糖果枕式包裝機(jī)的簡單的結(jié)構(gòu)圖紙。該機(jī)器可以自動(dòng)裹包被包裝物 品、并且對(duì)

6、包裝袋進(jìn)行切斷和封口，該包裝機(jī)主要用于糖果、餅干等食品的包裝， 包裝材料主要使用塑料或復(fù)合材料對(duì)物品進(jìn)行包裝，包裝機(jī)使用卷盤式卷筒將薄 膜卷起進(jìn)行供料，被卷起的膜按照設(shè)定好的長度打印商品名稱、用途、日期、成 分、注意事項(xiàng)等，使用光電傳感器監(jiān)測(cè)，根據(jù)膜的位置，選擇封口和打印的時(shí)機(jī)。 在牽引輻輪的牽引下將包裝薄膜輸送到成型器。根據(jù)成型器的形狀，薄膜在成型器中成型，同時(shí)將糖果送入成型薄膜的內(nèi)部空間中，之后包裝袋在牽引輻輪的牽 引力作用下，向前挪動(dòng)進(jìn)入縱封器處，被縱封器加熱封合，被包裝物品隨包裝袋 一起運(yùn)動(dòng)，已經(jīng)經(jīng)過縱封的包裝袋進(jìn)入橫切裝置進(jìn)行切斷，成為一個(gè)獨(dú)立的成型 品，最后由傳送帶

7、運(yùn)出。因?yàn)樗陌b形式是臥式的，所以也叫枕式包裝機(jī) 圖2.1橫枕式自動(dòng)包裝機(jī)工作原理 1-卷膜2-牽引輻3-成型器4-物品5-供料傳送鏈6-牽引輪 7-縱封輪8-橫封車?yán)サ?-卸料傳送帶 方案二：立式自動(dòng)包裝機(jī) 這個(gè)方案也是由多個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的，包裝膜是通過象形鼻成型器的，然后進(jìn)入縱 封器進(jìn)行縱封，在餛輪的牽引下對(duì)包裝膜進(jìn)行縱封，之后在被輸送到橫封器，進(jìn)行 橫向切斷，再被輸送出去。 包裝材料的張緊程度和角度是由牽引、離合、導(dǎo)向輻和彈簧張緊輻共同進(jìn)行控制和 調(diào)整的，包裝材料進(jìn)入成型器的角度如果太小，包裝材料就會(huì)越過成型器因而導(dǎo)致 包裝袋不能形成卷包。 包裝材料經(jīng)過成

8、型器變成卷包后，輸送帶將被包裝物品運(yùn)送帶形成卷包的包裝材料 中，包裝材料的兩邊被縱封裝置加熱進(jìn)行縱封，也就是包裝袋的被封 中封瘁引器 邊冥 卷質(zhì)薄膜 成型器 圖2.2臥式枕型包裝 縱封牽引器的縱封輪花紋相互嚙合，當(dāng)邊翼經(jīng)過縱封輪時(shí)，縱封牽引器的輻輪 相向運(yùn)動(dòng)，將邊翼封合。 管筒 邊翼 縱封牽引器 待封邊翼 圖2.3邊翼封 如圖2.4,封口切斷裝置把包裝膜切斷并且進(jìn)行端封，封口切斷裝置也被我們叫做端 封切斷器，它又可以分為往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式兩種方式，并且封口裝置封口表面的花紋 和縱封輪表面的花紋差不多一樣，封口切斷裝置咬合后就會(huì)在封口處形成花紋，同 時(shí)加熱

9、裝置包裝膜加熱并切斷包裝膜。如圖，普遍的切斷刀都被安裝在端封器上， 也正因?yàn)榇硕朔夂颓袛嘁话愣际峭瑫r(shí)進(jìn)行的，所以封口封合的速度、位置、溫度、 壓力都可以進(jìn)行隨時(shí)的調(diào)整，控制在穩(wěn)定的范圍內(nèi)。 回轉(zhuǎn)式端封切斷裝置 圖2.4回轉(zhuǎn)式端封切斷 圖2.5端封封口 2.2.3確定包裝機(jī)的設(shè)計(jì)方案 兩種包裝機(jī)的特點(diǎn)： 枕式包裝機(jī)是水平放置的，所以成型器比較低，上料比較容易，填充和上料也是同 時(shí)進(jìn)行的，可以提高生產(chǎn)效率，由于臥式水平放置，所以有足夠空間放置附件，如 切圓角工具，易撕口工具等。 因?yàn)榱⑹桨b機(jī)是豎直放置的，所以沒有空間放置太多附件，成型器也在很高的位 置，

10、上料會(huì)通過很高的輸送系統(tǒng)才能完成，它的填充和成型也不是一起進(jìn)行的，每 次包裝完后都會(huì)先成型，會(huì)浪費(fèi)很多時(shí)間。 經(jīng)過以上的分析，能夠確定包裝機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)劃，做出枕式包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)圖，如 圖2-6所示: 11 圖2.6包裝機(jī)總體結(jié)構(gòu)圖 1-糖塊2-過渡輻輪3-供膜輻輪4-動(dòng)力輻輪5-過渡輻輪6-成型器7-牽引相 8-縱封輻9-傳送帶10-橫封切斷裝置11-成品 2.3供膜系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 按照巳經(jīng)確定的包裝機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)劃，供膜系統(tǒng)如圖所示: 供膜輻輪 備用供膜輻輪 動(dòng)力輻輪 調(diào)節(jié)輻輪 圖2.7供膜系統(tǒng)方案圖 圖中有兩個(gè)供膜輻輪，一個(gè)作為正常工作時(shí)使用，另一個(gè)作

11、為備用，用于餛輪 損壞時(shí)更換。供膜系統(tǒng)的動(dòng)力來源于動(dòng)力輻輪，過渡餛輪是為了增加動(dòng)力輻輪的有 效面積，來提高生產(chǎn)效率，供膜系統(tǒng)的張緊程度使用調(diào)節(jié)棍輪調(diào)節(jié)。 2.3.1供膜輻輪設(shè)計(jì) 供膜輻輪在動(dòng)力餛輪和導(dǎo)向輻輪的共同作用下，向前運(yùn)動(dòng)，包裝膜固定在供膜輻輪 上面，也向前運(yùn)動(dòng)，然后進(jìn)行封裝，根據(jù)供膜輻輪和包裝膜的運(yùn)動(dòng)方式，確定供膜 輻輪的方案，如圖2.8所示。 圖上并未畫出鎖緊螺母和安裝架，鎖緊螺母作用是將軸固定在安裝架上，在軸承上 安裝套筒，然后將軸承安裝在軸上，擋圈和軸肩用于固定軸承，通過兩邊的鎖緊塊 將膜固定在套筒上，鎖緊塊上面有螺紋孔，可通過螺絲釘固定。 將卷膜的中心通孔的

12、直徑設(shè)計(jì)為65mm,設(shè)計(jì)套筒的外徑為60mm,在軸上安裝的軸 承軸段直徑最初設(shè)計(jì)為30mm,這樣初步選擇而了軸承的型號(hào)，軸承初步選擇深溝 球軸承，可以確定型號(hào)為6806,鎖緊螺母初選M20*2的，根據(jù)確定的孔徑和軸徑選 擇與之對(duì)應(yīng)的孔用擋圈、軸端擋圈，供膜輻輪的初步設(shè)計(jì)已經(jīng)完成了 圖2.8供膜輻輪 過渡輻輪和供膜輻輪使用相同的結(jié)構(gòu)，這樣是制造更加方便。 2.3.2動(dòng)力輟輪設(shè)計(jì) 固定軸 動(dòng)力輻輪不能采用和供膜輻輪相同的結(jié)構(gòu)，因?yàn)閯?dòng)力輻輪是為系統(tǒng)提供動(dòng)力的, 需要通過機(jī)械傳動(dòng)的方式與動(dòng)力源相連接，所以動(dòng)力輻輪的安裝需要穩(wěn)定堅(jiān)固，支 架也一定要穩(wěn)定牢固，用鎖緊螺母將三根軸固

13、定在機(jī)架上，用鎖緊螺母在軸的另一 端固定一個(gè)安裝板，然后將動(dòng)力輪固定在機(jī)架和安裝板上。 機(jī)架（局部） 安裝板 圖2.9動(dòng)力輻輪方案 2.3.3調(diào)節(jié)輻輪設(shè)計(jì) 調(diào)節(jié)輻輪的主要作用是用來調(diào)節(jié)膜傳動(dòng)過程中的松緊，調(diào)節(jié)張緊力，使膜能更 好的輸送到達(dá)下一道工序，調(diào)節(jié)輻輪的設(shè)計(jì)方案見圖2.10： i調(diào)節(jié)軸 圖2.10調(diào)節(jié)輯輪方案 用鎖緊螺母將固定軸固定在機(jī)架上，把調(diào)節(jié)塊固定在軸上，用螺絲釘把調(diào)節(jié)塊 鎖緊，通過調(diào)節(jié)螺絲釘?shù)乃删o來調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)塊，用螺絲釘把調(diào)節(jié)軸固定在調(diào)節(jié)塊上， 同樣可以用螺絲調(diào)節(jié)，將軸1安裝在兩個(gè)軸承之間，這個(gè)系統(tǒng)能夠調(diào)節(jié)角度和距離。 2.4縱封牽引系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

14、 縱封牽引裝置是枕式包裝機(jī)的重要組成部分，主要作用是包裝袋經(jīng)過成型后，電動(dòng) 機(jī)帶動(dòng)齒輪組，同時(shí)齒輪組帶動(dòng)帶輪和包裝膜并對(duì)輸送過來的包裝膜進(jìn)行封合，所 以這里分兩部分組成，一部分是牽引系統(tǒng)，另一部分是封合系統(tǒng)，如圖2.11所示： 在圖中能夠看出，牽引部分在左邊，動(dòng)力部分在右邊。在牽引過程中，兩個(gè)牽引輪 相向運(yùn)動(dòng)，所以應(yīng)該在兩個(gè)牽引輪下面分別安裝一個(gè)齒輪，通過兩個(gè)齒輪的相互嚙 合來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)牽引輪的運(yùn)動(dòng)的，軸一為牽引部分提供了動(dòng)力，牽引輪和軸一成垂直 關(guān)系，因此換向是由錐齒輪完成的，縱封部分的結(jié)構(gòu)大部分相同，因?yàn)榘b膜是由 縱封器封合的，所以此處有一個(gè)加熱部分，縱封部分和牽引部分是通

15、過同步帶連接 的，為了保證牽引輪和縱封輪具有相同的傳動(dòng)比，所以使用同步帶連接，還因?yàn)閹? 傳動(dòng)具有彈性滑動(dòng)，可以減少機(jī)件損壞，圖2.12為縱封系統(tǒng)圖 黑龍江工業(yè)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是本人在指 導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已 經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體己經(jīng) 發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人 和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明 的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期：2019年 月 日 圖2.11縱封牽引初步方案

16、 圖2.12縱封系統(tǒng) 2.5橫封系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 橫封系統(tǒng)的主要作用是對(duì)包裝膜進(jìn)行封合和切斷，因?yàn)樗俣人獫M足的要求是120 顆/min,所以橫封機(jī)構(gòu)要保證每分鐘工作120次，為了保證包裝膜徹底的切斷和分 離，保證封合的牢固，所以采用凸輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)熱封頭的方式進(jìn)行封合，這種方式能 使包裝膜的封合更牢固，使切斷更徹底，維護(hù)的周期長，能更加穩(wěn)定的工作，節(jié)約 資金。 具備曲線輪廓或凹槽的待定外形的構(gòu)件被叫做凸輪，凸輪是通過高副的接觸來帶動(dòng) 從動(dòng)件來達(dá)到預(yù)期的成果，像這樣的機(jī)構(gòu)被叫做凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)該分為平面 機(jī)構(gòu)和空間機(jī)構(gòu)，本次設(shè)計(jì)所選擇的機(jī)構(gòu)為平面機(jī)構(gòu)。 本包裝機(jī)是對(duì)

17、糖果進(jìn)行包裝，所以包裝材料選用塑料膜，對(duì)其封口的方式大概分為 熱壓封口、熔焊封口、脈沖封口還有超聲波封口，對(duì)包裝膜封口需要其封口質(zhì)量好、 封口的速度快而且工藝簡單，因?yàn)樗芰夏ぞ哂辛己玫臒崛苄?，所以本次課題采用的 方式是熱壓封口。 對(duì)熱封頭的設(shè)計(jì)為，下封頭是固定不動(dòng)的，讓凸輪帶動(dòng)上封頭運(yùn)動(dòng)進(jìn)行封合，實(shí)現(xiàn) 對(duì)包裝膜的切斷和橫封。如圖2.13所示 圖2.13熱封頭（局部） 圖2.14橫封系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 綜上所述，可以確定枕式包裝機(jī)橫封裝置具體結(jié)構(gòu)，具體見圖2.14。 2.6其他部件方案設(shè)計(jì) 在包裝機(jī)的工作過程中，包裝膜從伸展平整轉(zhuǎn)化成各種包裝需要的形狀，在整個(gè)產(chǎn) 品包裝的過程中，

18、成型器起著至關(guān)重要的作用，他能夠改變包裝膜的形狀，尺寸， 所以成型器要經(jīng)過嚴(yán)格的篩選。 生活中可以見到的成型器大概有三角板成型器、u型板成型器、翻領(lǐng)成型器、象鼻 成型器以及缺口導(dǎo)板成型器等。所選擇的成型器需要滿足以下幾點(diǎn)： a. 當(dāng)包裝膜經(jīng)過成型器時(shí)，盡量減小包裝膜所受的阻力，避免拉伸所產(chǎn)生的變形和褶 皺； b. 使包裝膜能夠正常的卷曲，并保證包裝膜沒有騰空或拉伸的經(jīng)過成型器，使其能 正確成型； c. 盡量選擇結(jié)構(gòu)較簡單，制造速率高的成型器。 經(jīng)過以上的分析，最終選擇U型成型器，U型成型器能使包裝膜在成型時(shí)具有良好的受力狀態(tài)，成型更加容易。 第三章枕式包裝機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 3

19、.1傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.1.1傳動(dòng)系統(tǒng)確定 為了降低傳動(dòng)成本，當(dāng)需要對(duì)工作部分調(diào)速的時(shí)候，定傳動(dòng)比傳動(dòng)也可以與動(dòng)力系 統(tǒng)相適應(yīng)。當(dāng)動(dòng)力機(jī)的調(diào)速不能達(dá)到工藝的要求時(shí)，則可以選擇變傳動(dòng)比傳動(dòng)，當(dāng) 包裝機(jī)需要進(jìn)行連續(xù)調(diào)速在進(jìn)行工作時(shí)，那么便使用無級(jí)變速傳動(dòng)比進(jìn)行傳動(dòng)，由 于系統(tǒng)需要用來構(gòu)成控制系統(tǒng)，必需對(duì)某些對(duì)象或工作過程進(jìn)行控制，所以需要按 照控制系統(tǒng)要求來決定傳動(dòng)系統(tǒng)。 選擇機(jī)械傳動(dòng)的時(shí)候，傳動(dòng)比必須滿足傳動(dòng)系統(tǒng)的需要，而且由于機(jī)械傳動(dòng)的系統(tǒng) 構(gòu)造非常簡單，并且可以滿足不同動(dòng)力的需要，使用范圍也非常的普遍，雖然液壓 傳動(dòng)具有動(dòng)態(tài)性能好，尺寸小的特點(diǎn)，但是也有傳動(dòng)距離較短的不足。氣

20、壓傳動(dòng)一 般用在環(huán)境條件惡劣的情況下或小功率傳動(dòng)的情況下，液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)很容易 形成輸出往復(fù)而且成直線的運(yùn)動(dòng)，由于液壓傳動(dòng)所具備非同一般的傳動(dòng)特點(diǎn)，因此 才能使動(dòng)力機(jī)部分和機(jī)器的工作部分能有良好的合作，功率較大的傳動(dòng)系統(tǒng)普遍都 用電力來進(jìn)行傳動(dòng)，它能夠完成機(jī)器自動(dòng)的控制和遠(yuǎn)程的遙控，并且能夠在很遠(yuǎn)距 離進(jìn)行動(dòng)力傳輸。 經(jīng)過以上的分析，本次枕式包裝機(jī)設(shè)計(jì)主要靠機(jī)械傳動(dòng)來完成傳動(dòng)的，這樣保證了 降低運(yùn)行成本，各個(gè)機(jī)件相互之間直接來完成傳動(dòng)，嚙合傳動(dòng)和摩擦傳動(dòng)都是機(jī)械 傳動(dòng)的一種，嚙合傳動(dòng)又可以分成齒輪傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)兩種。摩擦傳動(dòng)大概分為帶傳 動(dòng)和摩擦輪傳動(dòng)兩種。 機(jī)械傳動(dòng)的系

21、統(tǒng)可以分為傳動(dòng)、輪系、蝸輪蝸桿傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)等，機(jī)械 傳動(dòng)的主要作用是對(duì)力的傳遞。 （1）齒輪傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng)的原理主要是由主動(dòng)齒輪按次序帶動(dòng)從動(dòng)齒輪，它們之間瞬時(shí)的角速度之 比持續(xù)不改變。 齒輪傳動(dòng)所具備的特點(diǎn)：①齒輪傳動(dòng)應(yīng)具備恒定不變的瞬時(shí)傳動(dòng)比，能夠較平穩(wěn)和較可靠的進(jìn)行傳動(dòng)，并且齒輪傳動(dòng)具備很緊湊的齒輪嚙合結(jié)構(gòu)。②齒輪傳動(dòng)具備較 大的功率范圍和傳動(dòng)范圍，也具有較高的使用壽命和傳動(dòng)效率。③齒輪傳動(dòng)對(duì)齒輪 的制造和安裝有較周的要求。 (2) 蝸輪蝸桿傳動(dòng) 蝸輪蝸桿傳動(dòng)主要用于傳遞彼此之間垂直而且又不相交的兩軸之間運(yùn)動(dòng)所需動(dòng)力的 傳動(dòng)。 (3) 帶傳動(dòng) 帶傳動(dòng)所

22、有的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力一般都是通過中間撓性帶來進(jìn)行傳遞的。帶傳動(dòng)普遍用于 兩軸平行并且回轉(zhuǎn)方向也相同時(shí)。 帶傳動(dòng)是開口傳動(dòng)，帶傳動(dòng)大概有如下幾個(gè)特點(diǎn)：①帶傳動(dòng)在運(yùn)動(dòng)過程中可以減小 震動(dòng)的影響，減緩沖擊，避免傳動(dòng)所帶來噪音，使傳動(dòng)穩(wěn)固，帶傳動(dòng)具備良好的饒 性；②當(dāng)傳送帶過載時(shí)，傳送帶上的帶輪能夠避免被傳送物品打滑，可以起到保護(hù) 的作用，減少其他零件的損壞；③帶傳動(dòng)的構(gòu)造和制造方式都不是很難，安裝也不 難，維修還很方便；④因?yàn)閭魉蛶Ш蛶л喯嗷ブg存在著一定的彈性滑動(dòng)，所以不 能采用恒定的傳動(dòng)比，這也可能導(dǎo)致傳動(dòng)精確度和傳動(dòng)效率下降；⑤當(dāng)傳送帶工作 時(shí)，傳送帶就會(huì)被拉緊，傳送帶一般會(huì)對(duì)帶輪軸

23、作用很大的壓軸力；⑥帶傳動(dòng)裝置 的外廓尺寸比較大，這種情況導(dǎo)致帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)不能夠緊緊湊在一起；⑦傳送帶的壽 命非常短，一般需要經(jīng)常更換。 根據(jù)傳送帶以上所述的特點(diǎn)，帶傳動(dòng)在正常運(yùn)行下的傳動(dòng)功率為PW100KW,帶速 u = 5-25m/s,平均的傳動(dòng)比為心,傳動(dòng)的效率為97%-98%。同步齒形帶的帶 速為40-50m/s,傳動(dòng)比iW10,傳遞功率可達(dá)200KW,效率高達(dá)98%-99%。 (4) 鏈傳動(dòng) 鏈傳動(dòng)的大概構(gòu)成為被裝在平行軸上的主動(dòng)鏈輪、從動(dòng)鏈輪和繞在鏈輪上的環(huán)形鏈 條一起構(gòu)成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中間鏈條被看作撓性件，機(jī)構(gòu)間運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力傳遞是靠鏈 條與鏈輪之間的輪齒嚙合來完成的

24、。 鏈傳動(dòng)的具體特點(diǎn)：①鏈傳動(dòng)是可以在兩個(gè)軸中心距離很遠(yuǎn)的情形下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的動(dòng) 力之間進(jìn)行傳遞；②鏈傳動(dòng)可以在高溫、重載、低速高溫等惡劣的環(huán)境中工作③較 帶傳動(dòng)而言，鏈傳動(dòng)具有精確的傳動(dòng)比，而且傳遞功率非常大，而且施加于軸和軸 承上的力還非常??；④鏈傳動(dòng)傳遞效率普遍很高，一般可以達(dá)到0.95—0.97；⑤在 鏈條的釵鏈被磨損后，節(jié)距會(huì)變大從而造成鏈節(jié)脫落的現(xiàn)象；⑥鏈傳動(dòng)的安裝和維修也非常困難，鏈輪材料一般是結(jié)構(gòu)鋼等。 （5）輪系 輪系是由非常多的齒輪所構(gòu)成的系統(tǒng)，在各種機(jī)械的設(shè)備中得到普遍的使用。周輪 系核定輪系是輪系的兩種最基本的類型。 輪系的具體特點(diǎn)：①輪系能夠在兩軸之間

25、的距離很遠(yuǎn)的情況下進(jìn)行傳動(dòng)；②也可以 用作變速器用來完成變速傳動(dòng)；③可以獲得較大的傳動(dòng)比；并可以達(dá)到運(yùn)動(dòng)的合成 與分解的目的。 經(jīng)過對(duì)個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的分析，對(duì)比各個(gè)不同傳動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，再結(jié)合本次所設(shè) 計(jì)的包裝機(jī)需要，因此采用鏈條傳動(dòng)、帶（齒形帶）傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)的組合傳動(dòng)方式來 作為傳動(dòng)系統(tǒng)。 初步確定如下的傳動(dòng)系統(tǒng)圖: D4.縱封牽引系統(tǒng)D5.橫封切斷系統(tǒng)D6.輸出系統(tǒng) 傳動(dòng)系統(tǒng)具體是由電動(dòng)機(jī)，減速機(jī)來輸出動(dòng)力，輸出的動(dòng)力用來來帶動(dòng)一對(duì)齒 輪轉(zhuǎn)動(dòng)完成工作，動(dòng)力就會(huì)被傳遞到主傳動(dòng)軸。橫封和豎封是由主傳動(dòng)軸上安裝的 凸輪分別控制的，放置椎齒輪的目的是用于對(duì)包裝袋的牽引

26、，為了帶動(dòng)料盤轉(zhuǎn)動(dòng)在 軸的上方安裝一個(gè)同步齒形帶。這樣就使整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得很緊湊，能夠完成穩(wěn)定的傳動(dòng)，并且對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的沖擊十分的小，具有很高的穩(wěn)定性。 3.2.1電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)功率的選用對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作效果和經(jīng)濟(jì)實(shí)用性有著至關(guān)重要的影響。如果電 動(dòng)機(jī)的功率比它的工作要求的功率小時(shí)，那么電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)就不能使整個(gè)機(jī)械系統(tǒng) 的正常的工作，或者電動(dòng)機(jī)可能會(huì)因?yàn)殚L期的過載使用而使其壽命降低從而導(dǎo)致?lián)p 壞；然而如果電動(dòng)機(jī)的功率大于工作要求的功率時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的花費(fèi)過高， 也會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的使用功率過低，功率和效率都會(huì)變低，最后也會(huì)燒壞電動(dòng)機(jī)，還 造成了能量和資源的浪費(fèi)。

27、 選擇電動(dòng)機(jī)功率為Pw,本次設(shè)計(jì)包裝機(jī)的包裝速度為120顆/min,包裝袋規(guī)格 為84X64mm,所以送料速度： *=/minX〃maxM = 168mm/S 60 牽引輪的直徑為50mm 21=168 Rb 25 = 6.72 叫=4x6() = 64.20 經(jīng)過計(jì)算可知電動(dòng)機(jī)經(jīng)過減速器減速后必須保持在這兩位數(shù)。 先取轉(zhuǎn)速為1000r/min、經(jīng)過二級(jí)圓柱齒輪減速器i = 12. 5的減速，所輸出的轉(zhuǎn)速 大概為80r/min o 根據(jù)市場(chǎng)所調(diào)查的包裝機(jī)產(chǎn)品，采用類比法的方法，最終選擇額定功率為1.5kW的 電動(dòng)機(jī)，根據(jù)上面的分析，選擇符合上面要求標(biāo)準(zhǔn)的電動(dòng)機(jī)，最

28、終選擇三相異步電 動(dòng)機(jī)Y100L-6,三相異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速應(yīng)該為1000r/min,當(dāng)滿載時(shí)它的轉(zhuǎn)速為 940r/min,它的額定功率是1.5kW,具有6級(jí)變速功能，適合用于改變包裝速度。 三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造非常簡單，制作非常容易，維修保養(yǎng)很方便，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，重 量也不重，花費(fèi)也不高，它具有較高的效率，還有接近恒速的負(fù)載特性。 二級(jí)圓柱齒輪減速器選擇ZLY112為減速機(jī)構(gòu)，它的傳動(dòng)比為1 = 12.5,當(dāng)電動(dòng)機(jī)滿 載時(shí)，被減速器減速之后，輸出轉(zhuǎn)速大概為：n輸出=75.2r/min 3.2.2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

29、置 的總傳動(dòng)比: =1000/80 = 12.5 再分配各級(jí)傳動(dòng)比時(shí)，應(yīng)該需要注意： ① 在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)選取各級(jí)的傳動(dòng)比，減速傳動(dòng)不應(yīng)該超過它所指出的最大范 圍。 ② 需要確保使傳動(dòng)的級(jí)數(shù)盡可能少、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)數(shù)降到最少、使傳動(dòng)系統(tǒng)變得 簡單，來使傳動(dòng)系統(tǒng)的精度變高。 ③ 需要讓各級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)尺寸相互協(xié)調(diào)、勻稱這樣方便于安裝，也不允許 造成彼此之間的干預(yù)。 ④ 需要使傳動(dòng)設(shè)備的外輪輪廓的尺寸盡量湊在一起。 3.3減速機(jī)輸出鏈傳動(dòng)計(jì)算 該設(shè)計(jì)中所有鏈傳動(dòng)僅做傳動(dòng)，所有的傳動(dòng)比都為i=l,按照課本《機(jī)械設(shè)計(jì)》 中所給公式進(jìn)行計(jì)算： (1) 傳動(dòng)比為品=1； (2)

30、選擇鏈輪齒數(shù)為Z]. 估算出鏈速v = 0.2?0.5m/s,取Z’=24 (3) 確定鏈號(hào)和鏈節(jié)距 鏈號(hào)和鏈節(jié)距應(yīng)該按照所傳遞的功率P及小鏈輪的轉(zhuǎn)速〃進(jìn)行篩選，根據(jù)《機(jī) K k 械設(shè)計(jì)》中滾子鏈許用功曲線圖中選則由于工況的系數(shù)Ka=1.0,小 鏈輪齒輪的齒數(shù)系數(shù)為Kz =0.9,所以多排鏈的系數(shù)為Kp = l.Oo 減速器傳到鏈輪的功率為: R P〃齒2 = 1.5 X 0.972 =1.40 kW 所以 P； > 善& Pl = L° X 0,9 x 1.4 = 1.26 1 Kp 1.0 所以選擇鏈號(hào)為12A-GB 1243.1-83的鏈條，所選鏈節(jié)距為Q = 1

31、9.05mm （4）確定中心距 根據(jù)設(shè)計(jì)需要，取中心距為％ =850mm, （5）確定鏈節(jié)數(shù)L”和鏈長L” L\ = LpXp 1000 = 2.15 圖3.2鏈輪齒廓 （6）兩個(gè)鏈輪的參數(shù)基本相同，確定鏈輪參數(shù)： 因?yàn)閰?shù)比i_,=l，所以大小齒輪的參數(shù)基本相同。 分度圓直徑 d = p/sin竺= 19.05/sin地= 145.95 z7 24 齒頂圓直徑 =』+ 1?25〃一《=l°3.67 + 1.25xl9.05 — ll.91 = 157.85mm ]A 1 A damin=d + (l — - )p —《 =103.67 + (1

32、 —- )x19.05 — 11.91 = 151.82mm z 17 取 = 155 mm 齒根圓直徑 d/ — 0 =103.67 —ll.91 = 134.04 mm 取 df = 134 mm 分度圓弦齒高 A Q A Q i =(0?625 + ——)p —0.54 = (0.625+ ——) z z -0.5 x 11.91 = 6.85 mm 孔 mm = 0.5(/?-^) = 0.5x(19.05-11.91) = 3.57 mm 實(shí)際分度圓弦尺高為幻=5.67 mmo 如圖 32 齒寬如=0.95氣=12.57 x 0.95 = 11.94 mm

33、取齒寬為bf] =12 mm 倒角寬為如=(0.1?0.15)p ,取如=2.5mm 摘要 在全世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展的過程中，人類生活平均生活的水平也隨著經(jīng)濟(jì)的快 速發(fā)展慢慢升高，包裝工業(yè)現(xiàn)在在我們?nèi)藗兩钪械淖饔靡沧兊迷絹碓酱螅?dāng)下的 社會(huì)早已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化、自動(dòng)化，包裝業(yè)也不例外，包裝業(yè)在醫(yī)療，食品， 煙草等各個(gè)領(lǐng)域都起著重要作用。 糖果包裝機(jī)屬于食品類產(chǎn)品包裝機(jī)，本次設(shè)計(jì)主要是對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)、縱封機(jī)構(gòu)、 橫切機(jī)構(gòu)、供膜結(jié)構(gòu)、理料機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其次對(duì)重要零件進(jìn)行校核。 包裝機(jī)的整個(gè)包裝的過程是通過理料機(jī)構(gòu)，理料機(jī)構(gòu)對(duì)物料進(jìn)行分整，物料被 傳送帶送入成型器進(jìn)行成型，在經(jīng)過

34、成型器成型之后的包裝袋對(duì)物料進(jìn)行三面包裝, 在經(jīng)過成型器成型的包裝袋和物品一起被送到縱封裝置進(jìn)行縱封，在對(duì)包裝袋進(jìn)行 縱封之后就會(huì)進(jìn)入橫封切斷裝置，對(duì)物料進(jìn)行橫封和切斷，最后進(jìn)入整型機(jī)構(gòu)對(duì)產(chǎn) 品進(jìn)行整型，形成最終的產(chǎn)品。 本次設(shè)計(jì)的意義及價(jià)值：本次設(shè)計(jì)對(duì)包裝機(jī)部分零件進(jìn)行了改良，使包裝機(jī)的 運(yùn)行平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)變得簡單，更利于維修，大大的提高包裝機(jī)的生產(chǎn)效率，節(jié)約了原 材料，降低的產(chǎn)品成本，實(shí)現(xiàn)了物料對(duì)包裝的自動(dòng)化。 關(guān)鍵詞：傳動(dòng)系統(tǒng)1;縱封機(jī)構(gòu)2；橫切機(jī)構(gòu)3；供膜機(jī)構(gòu)4；整型機(jī)構(gòu)5 倒角半徑為匚> p ,取rx = 20 mm 尺側(cè)凸緣角半徑為弓=0.04p = 19.05 x

35、0.04 = 0.8 mm 鏈輪采用45鋼制作，使用淬火的方式處理齒輪表面，HRC40?45。 （7）鏈輪校核 因?yàn)殒溳喌男：瞬⒉恍枰?jì)算它的離心拉力還有懸垂拉力，因此鏈傳動(dòng)的壓軸 力可以用以下計(jì)算公式計(jì)算： 「1000P 1000x1.4 F = —~~——— = 2745.2 v 47x2^x145.95 60x1000 Qf =KqR = 1.2 x 2745.2 = 3294 .2N 因?yàn)殒溗俚乃俣葹関v0.6m/s,屬于低速鏈傳動(dòng)，所以鏈條的靜拉斷是它的主要 失效形式，所以按靜拉條件來進(jìn)行計(jì)算它的力，12A鏈條的最低的許用的破斷載荷 為Qmin=31100N,

36、所以安全系數(shù) Sd= 3110。532 KAFt 1.0x2745.2 [5]為4?8, S > [5]因此該鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)符合本次設(shè)計(jì)任務(wù)的要求。 3.4橫封系統(tǒng)傳動(dòng)計(jì)算 在選定了電動(dòng)機(jī)型號(hào)和算好鏈輪鏈條的參數(shù)之后，電動(dòng)機(jī)可以通過鏈條把動(dòng)力 傳遞到橫封系統(tǒng)，在橫封系統(tǒng)輸入軸的兩端安裝著一對(duì)深溝球軸承。 被傳遞到橫封系統(tǒng)輸入軸的功率： P2 =乃加承 2 =1.4x0.992 = 1.37雨 因?yàn)閭鲃?dòng)比機(jī)=1,所以轉(zhuǎn)速n=75.2r/min 3.5輸送帶傳動(dòng)計(jì)算 橫封系統(tǒng)輸入的功率為1.37KW,轉(zhuǎn)速為75.2r/min,橫封系統(tǒng)輸入的功率除了一部 分需要提供橫封系統(tǒng)自身

37、的運(yùn)行外，還需要為后面的機(jī)構(gòu)傳遞動(dòng)力，傳遞到后面的 功率為Pal.OBV。為了保證力的傳遞的效率和運(yùn)行的穩(wěn)定性的問題，所以選擇同步 齒形帶向后面的系統(tǒng)傳遞動(dòng)力，根據(jù)確定的功率及轉(zhuǎn)速來選擇同步帶的類型， 轉(zhuǎn) 速 轉(zhuǎn)分 如圖3.3所示，確定同步帶為8M型號(hào)。 8000 6000 4000 3000 2000 1000 800 600 400 300 200 100 80 60 40 30 20 10 0.1 0.2 0.3 0.4 0.6 0.8 1 2 3 4 5 10 20 30 50 100 200 100 400 600 8001000

38、 額定功率KW 圖3.3同步帶選型 在確定了同步帶的型號(hào)之后，同步輪的也選擇相對(duì)應(yīng)型號(hào)8M,如圖3. 4所示。 圖3.4同步帶參數(shù) 型號(hào) 節(jié)距（mm） 齒高（mm） 帶厚（mm） 8M 8 3.36 6.00 在經(jīng)精細(xì)的計(jì)算之后，能夠確定包裝袋的運(yùn)轉(zhuǎn)速度應(yīng)為0.168m/s,又因?yàn)檩斔? 線的輸送包裝袋的速度和包裝袋的自身運(yùn)轉(zhuǎn)速度是相同的，所以輸送線的輸送速度 也應(yīng)為0.168m/s,輸送線上的輻輪直徑應(yīng)選擇50mm, 去除皮帶打滑等誤差因素，輸送線的轉(zhuǎn)速為： 〃 =u / （3.14 * d） = 64.20r / min 上一級(jí)的轉(zhuǎn)速為75.2r/min,由

39、此得出傳動(dòng)比為i = 64.2:75.2 = 0.85:1,最初確定 輸送線軸的齒輪齒數(shù)選擇為20,所以上級(jí)同步帶的齒數(shù)為： Z] = 20x0.85 = 17 小帶輪直徑可以確定為: ,Z.P. 17x8 d. = b = = 43.31mm 1 多 3.14 同理可求出 d2 = 50.96mm 初步確定中心距為 0.7 (d, +d2)< a0 < 2 (dI +d2) 可得 65.99mm

40、 mm = 490.0m/7i ° ° 2 | - 3.14 可以傳遞到輸送軸的功率為 6 =戶加步輪2 =1 0x0.982 =0 96/HV 因?yàn)榘b袋的重量很輕，而輸送線僅僅是用來傳輸包裝袋的，上下兩條輸送線 采用齒輪組傳動(dòng)，所以消耗的功率不是很大，傳遞到縱封系統(tǒng)的功率可以近似看為 p3 = 0.8kw 3.6縱封牽引系統(tǒng)傳動(dòng)計(jì)算 縱封系統(tǒng)和輸送帶之間也是采用同步帶相連接的，其原理是在包裝袋在成型器進(jìn)行 成型之后，通過電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪組，使兩個(gè)齒輪有相同的回轉(zhuǎn)速度和回轉(zhuǎn)方向，然 后齒輪帶動(dòng)帶輪帶動(dòng)紙袋進(jìn)行密封，傳動(dòng)比為i=l,所以兩端的同步帶大小相同，型 號(hào)為8M,節(jié)

41、距為8mm,齒數(shù)也為20,所以可以算出同步帶長為 7T L] = 2a】 ——(d2 +d2) = 1204.02mm 縱封系統(tǒng)的輸入軸上有一對(duì)輸入軸承，上級(jí)系統(tǒng)傳遞到軸上的功率為: R =尸〃同步輪2〃軸承之知0-75KW 由于縱封機(jī)構(gòu)和牽引機(jī)構(gòu)通過同步帶進(jìn)行傳動(dòng)，傳動(dòng)比i=l,所以可以算出同步 帶長為 L2 = 510.01mm 縱封牽引機(jī)構(gòu)需要完成對(duì)包裝袋的牽引工作以及縱向封合工作，所以需要消耗 掉一定的功率，因此傳遞到供膜系統(tǒng)的功率4aO.3KW。 3.7供膜系統(tǒng)傳動(dòng)計(jì)算 縱封系統(tǒng)傳遞到供膜系統(tǒng)的功率為0.3kw,供膜系統(tǒng)有多對(duì)軸承，因此傳遞到 供膜系統(tǒng)的實(shí)際

42、有效功率為 R =灼同步輪"軸承％ Q28/3V 縱封牽引機(jī)構(gòu)和供膜機(jī)構(gòu)也是由同步帶相連接的，傳動(dòng)比為i=l,同理可得同步 帶長為 L3 = 820.00mm 至此整個(gè)包裝機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和計(jì)算已經(jīng)完成了，接下來對(duì)包裝機(jī)的重要零 件進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核。 第四章重要零件的設(shè)計(jì)和校核 4.1橫封機(jī)構(gòu)的凸輪設(shè)計(jì) 具備曲線輪廓或凹槽特殊的外形的構(gòu)件被稱為凸輪。凸輪機(jī)構(gòu)基本組一般是由凸輪 和從動(dòng)子兩部分組成的，把這兩部分固定在座架之上。凸輪機(jī)構(gòu)一般可以分成平面 凸輪和空間凸輪兩種，根據(jù)本次設(shè)計(jì)的需要所以選擇平面凸輪。 按照具體結(jié)構(gòu)構(gòu)造的要求，本次設(shè)計(jì)選用的凸輪為盤狀凸輪，盤狀凸輪的外

43、形是盤 狀，盤狀凸輪的向徑是可以變化的。當(dāng)盤狀凸輪在環(huán)繞固定軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，它 的變化的向徑能夠促使從動(dòng)件在垂直于凸輪軸的平面內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在凸輪的機(jī) 構(gòu)中，這個(gè)形式是最基本的，其應(yīng)用也是最廣泛的。 使用形成反轉(zhuǎn)法求凸輪的輪廓線，是求凸輪的輪廓曲線的基本方法，已經(jīng)得到其行 程為40mm,按照它的結(jié)構(gòu)要求來進(jìn)行選擇其基圓直徑為d=70mm,為了使其達(dá)到工 作規(guī)范的目的，它的輪廓線可以用作圖法畫出來。按照從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行選擇, 除了要滿足機(jī)械的具體工作要求外，而且還要讓凸輪機(jī)構(gòu)具備很好的動(dòng)力特性，還 要使所設(shè)計(jì)的凸輪有利于加工，等加速和等減速曲線可以被本設(shè)計(jì)所選用，可以減

44、 緩剛性沖擊。 圖3.5凸輪運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線 如下圖所示，用圖解法作出凸輪輪廓曲線： 凸輪材料使用40Cr進(jìn)行加工，經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，其硬度為220?250HBS。 4.2橫封機(jī)構(gòu)軸設(shè)計(jì) 由于彎曲組合會(huì)影響到轉(zhuǎn)軸，所以在設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)之前它的跨距、長度、支反力及 其作用點(diǎn)的位置等都是不知道的，而且在軸上彎矩的大小和分布的情況也是無法確 定的，所以并不能按彎扭組合來得到轉(zhuǎn)軸上各段軸的直徑，所以可以先按照在扭轉(zhuǎn) 強(qiáng)度的條件下來進(jìn)行估算僅僅只受轉(zhuǎn)矩作用下的轉(zhuǎn)軸的軸徑。 設(shè)計(jì)的軸為實(shí)心軸，軸的直徑為 d > A)a/— (mm) v n 在表達(dá)式中，&是按照軸的材料以及

45、承載的情況來確定系數(shù)的，查表得 A)=107 ?98 o 所以 d 2 (107 ?98)3/— = (28.36 ?25.97) (mm) V 7 5 . 當(dāng)軸段上開有鍵槽的時(shí)候，應(yīng)該加大合適的直徑以便于減少鍵槽對(duì)軸的削弱： 當(dāng)d> 100mm時(shí)，單鍵槽需要增大3%,雙鍵槽需要增大7%；當(dāng)d< 100mm時(shí)，單 鍵槽需要增大10%?15%。最后對(duì)d進(jìn)行取整, 取 d = 30 mm 最后確定軸的尺寸，如圖3.7所給出的： 016 0叔 025 -- 0% 030 碎5 圖3.7軸 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)可以確定鍵槽，如圖3.8所示： 平ttttn的尺寸與公差（摘自GB

46、/T 1095—2003） 整怵準(zhǔn)熾定rWflt^-2-loomm的普導(dǎo)向員■槽的桐曲尺寸 .b. 輸?shù)墓? ■尺寸 bnh ?t 槽 4 度 半徑 r 尺寸 正It連接 松逢擂 事本 尺寸 ttRI fit* 慕本 尺寸 偏角 軸N9 ft JS9 MfUfi P9 , H9 9 DIO ?小 檢大 6-8 2 m2 2 -0.004 tO.OI2S -0.006 ? 0.025 .0.060 1.2 ? 0. 1 1.0 o 08 n 16 >8-10 3 m3 3

47、 -0.029 -0.031 0 ? 0.020 1.8 0 1.4 ? 0 1 w? 1 w >10-12 4 x4 4 0 <0 OIS -0.012 ? 0.030 ? 0.07S 2.S I.B 0 >12-17 5 x5 s -0.030 ? 0.042 0 *0.030 3.0 2.3 o |6 0 25 >17-22 6x6 6 3.S 2.8 >22-30 8 x7 a 0 >0,018 -0.015 ? 0.036 >0.0

48、99 4.0 ? 0.2 3.3 >30-38 10 mB 10 -0.036 -0.051 0 ? 0.040 5.0 0 3.3 0 25 0 40 >38 -44 12 xS 12 S.O 3.3 >44 -50 14 x9 14 0 金 0.0215 ■0.018 ? 0.043 ? 0.120 5.5 3.S >50-58 16 xIO 16 -0.043 -0.061 0 *0 050 6.0 4.3 >58 -

49、65 18 xll IS 7.0 4.4 ? 0 2 圖3.8平鍵鍵槽的尺寸和公差 ①主動(dòng)軸材料及熱處理方法的選擇 碳素鋼、合金鋼以及球墨鑄鐵是制作軸最常見的三種材料。碳素鋼和合金鋼相比價(jià) 格更便宜，碳素鋼對(duì)應(yīng)力集中的感受性也比合金鋼低，在通過熱處理或化學(xué)處理的 方式，就可以得到很高的比較全面的力學(xué)性能（特別是在耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度這兩 個(gè)方面上），所以使用很多。普遍使用的碳素鋼有35、40、45和50等型號(hào)的幼稚 中碳鋼，這之中45鋼使用范圍最大，一般使用正火處理或者調(diào)質(zhì)處理，普遍用于很 重要或承載特別大的軸上。而對(duì)于不是特別重要

50、的或承載非常小的軸時(shí)，一般使用Q235, Q275等比較正常碳素鋼。在對(duì)軸的材料和熱處理的方法進(jìn)行選擇時(shí)，一般按 照軸的承受力、轉(zhuǎn)速、重要性等組成軸的強(qiáng)度和耐磨性所要滿足的要求。通過研究 可以看出，不同類型的鋼材和進(jìn)行熱處理的方法對(duì)它的彈性模量作用非常小。軸的 剛度一般是由軸的剖面尺寸所決定的，可以使用增加軸的截面面積的方式來增加軸 的剛度。在這之外，合金鋼的主要優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)力比較集中，而且敏感性也非常強(qiáng)，但 是價(jià)格很昂貴。在進(jìn)行材料選擇時(shí)應(yīng)該考慮到這些情況，綜上所述，因?yàn)榭紤]到軸 運(yùn)轉(zhuǎn)的環(huán)境還有軸材料的力學(xué)性能，所以軸的材料在這里選取45鋼，處理方式進(jìn)行 調(diào)質(zhì)處理。 軸采用45

51、加工，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，硬度為241~286HBS。 表3.0常用材料的* ］及C值 軸的材料 Q235-A, 20 Q275, 35 45 40Cr, 35SiMn, 38SiMnMo T，/MPa 15 ?25 20 ?35 25-45 35-55 C 149—126 135—112 126—103 112—97 4.3縱封牽引機(jī)構(gòu)齒輪設(shè)計(jì) 按照上節(jié)中軸的設(shè)計(jì)方法，對(duì)縱封牽引機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)軸進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算，在這里就不 一一介紹了，縱封牽引機(jī)構(gòu)主要是靠齒輪傳動(dòng)，這里選擇直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)及校 核來進(jìn)行說明， 在設(shè)計(jì)時(shí)，按照齒面接觸的疲勞強(qiáng)度來開始進(jìn)行設(shè)

52、計(jì)；而在校核的時(shí)侯，應(yīng)該按照 齒根彎曲的疲勞強(qiáng)度來開始進(jìn)行校核。 1.對(duì)齒輪的材料、精度、齒數(shù)和齒寬進(jìn)行選用： 由于該機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，兩個(gè)齒輪的規(guī)格是一樣的，所以都需要采用40Cr調(diào)質(zhì)處理后進(jìn) 行齒輪表面淬火處理因?yàn)辇X輪的轉(zhuǎn)速并不是太高，精度選擇7級(jí)精度，傳動(dòng)方式選 擇閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)。選擇的齒輪齒數(shù)為Z=50,以懸臂布置的方式作為齒輪的布 置方式，查表3.1,齒寬系數(shù)可以選擇為： (pn =b/a = “ 0.5《(1 + 〃) 根據(jù)齒輪的強(qiáng)度公式可以得出，齒輪的輪齒的寬窄影響這齒輪承載能力的高低，所 以輪齒過窄會(huì)導(dǎo)致齒輪的承載能力過低，而齒寬過大會(huì)導(dǎo)致齒面上的載荷分布

53、變得 更加不平均，所以應(yīng)該選擇適合的齒輪齒寬系數(shù)。下表是圓柱齒輪的齒寬系數(shù)的推 薦用值。因此關(guān)于正常的圓柱齒輪減速器的齒寬的系數(shù)應(yīng)該選取為 . b % =；=。.5(1 + ")仁 因此關(guān)于外嚙合齒輪傳動(dòng)如的值一般選為0.2, 0.25, 0.30, 0.40, 0.50, 0.60, 0.80, 1.0, 1.2o在使用設(shè)計(jì)的計(jì)算公式的時(shí)候，對(duì)于普通減速器而言，一般先選擇 值然后再運(yùn)用已有式來計(jì)算出相應(yīng)的們的值。 表3.1圓柱齒輪的齒寬系數(shù)如 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

54、(1.2-1.9) 0.7—1.15 (1.1-1.65) 0.4~0.6 注：【1】大齒輪和小齒輪都是硬齒面時(shí)們應(yīng)選擇圖表中偏下限的數(shù)值；如果都 是軟齒面或者只有大齒輪為軟齒面的時(shí)侯們那么就選擇表中偏上限的數(shù)值； [2] 在括號(hào)之中的數(shù)值一般用在人字齒輪上，一般的時(shí)候b被作為人字齒輪的 總寬度； 【3】金屬切削機(jī)床是齒輪傳動(dòng)時(shí)，如果傳遞的所需的功率并不大時(shí)，而可以減 小到0.2； 【4】非金屬的齒輪應(yīng)該選擇0.5?1.2。 有關(guān)于計(jì)算所接觸的疲勞強(qiáng)度，當(dāng)點(diǎn)發(fā)生點(diǎn)蝕破壞之后，沒多大影響只會(huì)造成振動(dòng)、 使噪聲變得更大，并不會(huì)馬上造成齒輪不能繼續(xù)完成后續(xù)工作的結(jié)果，因此可以得

55、 到S=S〃=1。因?yàn)楫?dāng)取S=1時(shí)，如果齒輪一不小心發(fā)生斷齒的現(xiàn)象，就會(huì)立即導(dǎo)致非 常重大的事件，所以在對(duì)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算時(shí)，選擇S=S〃=1.25?1.5 2.按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算： d > V ①d ? 乂 ^［ot］ J 2.1確定公式中的各參數(shù) 取載荷系數(shù) Kt=1.3 齒輪的轉(zhuǎn)矩 T=135.29N/m 材料系數(shù)查文獻(xiàn)［4］表6.3得 ZE = \89.8』Mpa 齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度叫響,叫皿,按齒面硬度查文獻(xiàn)［4］圖6.8得 6臨1 = 600MPa 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N5=60n, jLh =64.2x60x1x8x300x16=1.48x1(

56、)8 接觸疲勞壽命系數(shù)婦加，查文獻(xiàn)［4］圖6.6 W KHNl = 0.92 確定許用接觸應(yīng)力?！ǎ?、［標(biāo)］ ［o-Hi ］ = Khni crwliml / SH = 0.92 x 600 = 552MPa 2.2設(shè)計(jì)計(jì)算 試算齒輪分度圓直徑 取［叫〕=［%］ 九> 2.32 J竺四W 取 du = 96mm 計(jì)算圓周速度V Abstract With the development of national economy, the level of human life is getting higher and higher, and the role of p

57、ackaging industry in human life is becoming more and more important. Now the society has already realized mechanization and automation. Packaging industry is no exception. The packaging industry plays an important role in various fields such as medical care, food, and tobacco. Candy packaging ma

58、chine belongs to food product packaging machine. This design mainly includes transmission system, vertical sealing mechanism, transverse cutting mechanism, film supply structure and material handling mechanism. Secondly, the important parts are checked. The packaging process of the packaging mac

59、hine is to divide the materials through the material handling mechanism. The materials are fed into the moulder through the conveyor belt. The materials are packed three breads in the packaging bag of the moulder. Before the packaging bag comes out of the moulder, after the vertical packaging dev

60、ice, the packaging bag will enter the horizontal sealing and cutting device after the vertical sealing, and then the materials will be transversely sealed and cut off, finally into the whole. Type I organization carries on the shaping to the product, forms the final product. The significance and

61、 value of this design： This design improves some parts of the packaging machine, makes the packaging machine run smoothly, has simple structure, is easy to maintain, greatly improves the production efficiency of the packaging machine, saves raw materials, reduces product costs, and realizes the a

62、utomation of packaging materials. Keywords: transmission system 1 ； vertical sealing mechanism!； transverse cutting mechanism3 ； film feeding mechanism4 ； shaping mechanism5 V=衛(wèi)史=嘗些竺=0.314m/s 60x1000 60x1000 計(jì)算載荷系數(shù)K 查文獻(xiàn)⑷表6.2得使用系數(shù) 匕=1;根據(jù)V=0.314m/s7級(jí)精度查文獻(xiàn)［4］圖6.10 可知支載荷系數(shù)K—1.15；查圖6.13得K廣1.13,則K

63、=KaK"K, = 1.2995 校正分度圓直徑dl d= d{J《K / Kf =96mm 計(jì)算齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸 計(jì)算模數(shù)m=d/z=96/50=l.92,按標(biāo)準(zhǔn)取模數(shù)m=2mm 分度圓直徑d=m z=2x 50= 100mm 中心距 a=m(z j + z2 )/2= 100mm 齒寬 b=.d d=0.2x 100=20mm 齒高 h=2.25m=2.25 x 2=4.5mm 2.3校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 由文獻(xiàn)［4］公式6.12 2kT\ 查文獻(xiàn)［4］圖6.9取=200岫,，標(biāo)血=240岫， 彎曲疲勞強(qiáng)度為：KFNl =0.92 KFN2 =0.90 壽命系

64、數(shù)為膈，膈：Kfn】=0.92 Kfn2 =0.90 許用彎曲應(yīng)力 ?&bFHmi/Sr =200x2.Ox0.92/1.4 = 262.86M" ［(yF2］ = KFN2 ? %7勺'臨2 /Sf = 240x2.0x0.90/1.4 = 3O8.57A1P/ 齒形系數(shù) YFaX = 2.3 , YFa2 = 2.25 計(jì)算大小齒輪的匕s、YSal/［an］與％2、々/［心］，并加以比較取其中大值帶 入公式計(jì)算 2.3x1.72 校核計(jì)算: [°>1] 262.86 =0.015 丫必2 2.25x1.74 308.57 = 0.0127 x2.3xl

65、.72 = 33.84Mp。《(yFX 2x1.3x1.39.3x1()3 0.5x562x33 彎曲疲勞強(qiáng)度足夠（以上設(shè)計(jì)計(jì)算參照文獻(xiàn)［4］） 4.4供膜機(jī)構(gòu)動(dòng)力軸設(shè)計(jì) 供膜機(jī)構(gòu)動(dòng)力軸的設(shè)計(jì)完全可以按照橫封機(jī)構(gòu)的軸設(shè)計(jì)，如圖3.9所示, 圖3.9軸 軸采用45鋼加工，做調(diào)質(zhì)處理，硬度為241?286HBS,為增大與膜的表面摩擦 力，軸表面采用包膠處理，單邊厚度2.5mm。 （3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ①各軸段的直徑 以下的幾個(gè)原則，是階梯軸各個(gè)軸段直徑變化所必須要遵守的：在各種配合性質(zhì)的 外表面（其中有配合表面，還有非配合表面），所選的直徑也是不同的；所需要的 表面加工

66、精密程度、表面加工粗糙程度不同時(shí)，所選用的直徑也是不同的；而且在 軸上的零件要拆裝方便。一般從最初開始估算的軸段最小的直徑開始，由于在 軸上配合各個(gè)零部件的標(biāo)準(zhǔn)尺寸、各結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和定位、固定、裝拆、受力情況等 對(duì)軸的結(jié)構(gòu)所需要的要求，來完成對(duì)軸直徑的基本確定。在進(jìn)行選擇時(shí)還需要考慮 下面這幾個(gè)方面問題：與軸承一起工作的軸徑，它的直徑需要滿足滾動(dòng)軸承內(nèi)徑的 國家規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。在軸上的螺紋也必須滿足螺紋標(biāo)準(zhǔn)的要求。軸上零件一般使用軸肩定位的方法，這種定位方法方便可靠。軸肩又可以分為定位軸肩與非定位軸肩， 定位軸肩一般被用在軸向力非常的情況，它的高度為力Z^min，"min可查表3. 2得知。 軸承的定位軸肩高度一定要比軸承內(nèi)圈的高度低，這樣更有利于拆卸軸承，詳細(xì)的 尺寸可到軸承標(biāo)準(zhǔn)或手冊(cè)中查找。為了方便加工和裝配而采用非定位軸肩，非定位 軸肩對(duì)高度并沒有明確的要求，正常都取1-2 mmo軸頭直徑能夠與軸上的傳動(dòng)零 件相互配合，應(yīng)該盡量的把它圓整成標(biāo)準(zhǔn)的直徑尺寸（見表2.3）或者用0、2、5、 8結(jié)尾的尺寸。軸身的直徑是非配合的情況時(shí)，那么就可以不取標(biāo)準(zhǔn)值，但是一般