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圓形食品罐頭自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)的設(shè)計(jì)
1 緒 論
1.1 貼標(biāo)機(jī)的簡(jiǎn)介
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，包裝機(jī)械也在日新月異地變化著。在罐頭的瓶裝包裝貼標(biāo)機(jī)方面,己由原來(lái)的單標(biāo)或雙標(biāo)貼標(biāo)機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在的多標(biāo)貼標(biāo)機(jī)，使罐頭在外觀檔次上大大提高。市場(chǎng)對(duì)罐頭品質(zhì)和風(fēng)味的追求越來(lái)越高，罐頭行業(yè)對(duì)高檔次灌裝設(shè)備也有了迫切的需求。
貼標(biāo)機(jī)械有機(jī)架，傳動(dòng)裝置系統(tǒng)、標(biāo)簽供給裝置系統(tǒng)、貼標(biāo)對(duì)象物（瓶罐包裝件）的傳送裝置系統(tǒng)，涂膠裝置，貼標(biāo)整理裝置和檢測(cè)連鎖控制裝置等組成。先僅將主要裝置分述如下。
標(biāo)簽供送裝置 ，貼標(biāo)原理如下：回轉(zhuǎn)式機(jī)械轉(zhuǎn)鼓貼標(biāo)機(jī)，其特點(diǎn)是：利用兩個(gè)機(jī)械轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行取標(biāo)，傳送和貼標(biāo)工作。帶貼標(biāo)的圓柱身瓶罐類(lèi)包裝件有板鏈輸送機(jī)載運(yùn)供給，經(jīng)分件供送螺桿傳送，分割成要求的等間距而到達(dá)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，此時(shí)裝在工作臺(tái)上方的定位壓頭受凸輪控制下降，加于帶貼標(biāo)瓶罐包裝件頂部，使它們?cè)诨剞D(zhuǎn)工作臺(tái)上處于確定位置而運(yùn)行。粘貼標(biāo)簽由取標(biāo)轉(zhuǎn)鼓和標(biāo)簽的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。取標(biāo)轉(zhuǎn)鼓連續(xù)回轉(zhuǎn)，膠涂裝置在其標(biāo)版上涂布適量的粘接膠液，當(dāng)他轉(zhuǎn)到固定的標(biāo)簽盒前部的標(biāo)簽接觸時(shí)，取標(biāo)轉(zhuǎn)鼓將粘取最前方的那張標(biāo)簽，作回轉(zhuǎn)傳送，當(dāng)轉(zhuǎn)到由夾子的貼標(biāo)轉(zhuǎn)鼓相接處時(shí)，夾子將標(biāo)簽從取標(biāo)轉(zhuǎn)鼓上夾走，夾子受凸輪控制而夾上標(biāo)簽作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上再運(yùn)來(lái)的待貼標(biāo)瓶罐裝件表面相接觸時(shí)，夾子抬起，松開(kāi)夾持，標(biāo)簽被粘貼到瓶罐表面上。之后，在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)作回轉(zhuǎn)工作時(shí)，定位器在凸輪控制下作自傳性運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)到某一個(gè)角度，以便接受刷子和海綿滾輪的磨礪，使標(biāo)簽貼牢實(shí)整齊。完成貼標(biāo)的瓶罐包裝件由星型撥輪自回轉(zhuǎn)工作臺(tái)撥送到板鏈輸送機(jī)上排出。
標(biāo)簽傳送裝置，標(biāo)簽傳送裝置是自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)的重要組成部分，其功能是與供標(biāo)裝置和涂膠裝置等配合，自動(dòng)表盒采取標(biāo)簽并進(jìn)行傳送，且完成有關(guān)涂膠工作，最后把標(biāo)簽粘貼到待貼標(biāo)對(duì)象。
涂膠裝置，涂膠裝置多種多樣，常用的由圓盤(pán)式涂膠裝置、輥式涂膠裝置、滾子式涂膠裝置等。
貼標(biāo)整理裝置，標(biāo)簽由取標(biāo)裝置粘取傳遞給貼標(biāo)轉(zhuǎn)鼓作傳送，傳送中接受涂膠，最后轉(zhuǎn)移粘貼到包裝件上。然而在標(biāo)簽粘付到包裝件上的初始階段內(nèi)，由于受到標(biāo)簽材質(zhì)、包裝件貼標(biāo)表面狀態(tài)及粘合劑初期粘接性能等因素的影響，尚不一定能達(dá)到良好的貼合狀態(tài)，為使所貼標(biāo)簽發(fā)揮設(shè)計(jì)要求功能，起到美化包裝的裝潢作用，保證搬運(yùn)過(guò)程中標(biāo)簽不脫落，貼標(biāo)操作中應(yīng)確保標(biāo)簽按設(shè)計(jì)要求平整牢靠的貼合到包裝件表面。
1.2 貼標(biāo)機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，包裝機(jī)械也在日新月異地變化著。在罐頭的瓶裝包裝貼標(biāo)機(jī)方面,己由原來(lái)的單標(biāo)或雙標(biāo)貼標(biāo)機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在的多標(biāo)貼標(biāo)機(jī)，使罐頭在外觀檔次上大大提高。
我們認(rèn)為，如果單靠引進(jìn)進(jìn)口貼標(biāo)機(jī)，那也是人家換代或落后的產(chǎn)品，而且完全進(jìn)口貼標(biāo)機(jī)對(duì)任何一個(gè)國(guó)內(nèi)罐頭企業(yè)也是不現(xiàn)實(shí)的。鑒于此，我們通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外貼標(biāo)機(jī)在功能、性能、價(jià)格、質(zhì)量等多方面對(duì)比考察，我們決定對(duì)我公司所有的原廣東輕工業(yè)機(jī)械集團(tuán)公司生產(chǎn)的仿西德灌裝生產(chǎn)線的貼標(biāo)機(jī)進(jìn)行更新改造，增加貼標(biāo)機(jī)功能，滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，同時(shí)對(duì)引進(jìn)的意大利生產(chǎn)的貼標(biāo)機(jī)設(shè)計(jì)不合理的地方進(jìn)行技術(shù)改造。
1.2.1 意大利產(chǎn)貼標(biāo)機(jī)改造
1.對(duì)購(gòu)進(jìn)的意大利生產(chǎn)的貼標(biāo)機(jī)，由于該貼標(biāo)采用了三個(gè)標(biāo)簽臺(tái)來(lái)完成頭標(biāo)、身標(biāo)、頸標(biāo)、背標(biāo)、頂帽標(biāo)的貼標(biāo)功能，其大轉(zhuǎn)盤(pán)槽凸輪設(shè)計(jì)上是托瓶盤(pán)在進(jìn)瓶與出瓶全過(guò)程中，轉(zhuǎn)角次數(shù)增加,槽凸輪易磨損且貼標(biāo)效果不理想。在貼標(biāo)功能不變的前提下，由南海平航機(jī)械廠改為兩個(gè)標(biāo)簽臺(tái)，槽凸輪選材上采用球墨鑄鐵，凸輪曲線設(shè)計(jì)上采用了拋物線過(guò)渡設(shè)計(jì)，使其運(yùn)行更平穩(wěn)，貼標(biāo)效果明顯改善，槽凸輪工作面更耐磨，使用壽命延長(zhǎng)。
2.將原貼標(biāo)機(jī)的標(biāo)掌軸、膠轆軸與膠刀軸用同一塊頂蓋連接在一起，使其運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中更穩(wěn)定，保證了貼標(biāo)效果的穩(wěn)定性。同時(shí)標(biāo)掌軸裝夾位采用了便捷式，更換其它瓶子直徑和標(biāo)紙方便、快捷，適用大生產(chǎn)多種品種的要求。
3.將膠刀分為上下兩段，用兩個(gè)汽缸控制，可分別調(diào)節(jié)上下標(biāo)的膠水厚度，即減少了膠水用量，又提高了貼標(biāo)合格率。
1.2.2 國(guó)產(chǎn)仿西德貼標(biāo)機(jī)改造
廣輕工機(jī)械廠引進(jìn)西德技術(shù)生產(chǎn)的 723-15-4-6 型貼標(biāo)機(jī)進(jìn)行改造，因其只一個(gè)標(biāo)簽臺(tái)，功能上只能貼頸標(biāo)和身標(biāo)，功能有限，為增技改貼標(biāo)機(jī)的貼標(biāo)功能，南海平航機(jī)械廠作了如下改造。
1.增添一個(gè)背標(biāo)標(biāo)簽臺(tái)，增添了頭標(biāo)裝置及標(biāo)刷，大轉(zhuǎn)盤(pán)槽凸輪相應(yīng)改換。具有貼頭標(biāo)、頸標(biāo)、身標(biāo)、背標(biāo)、頂帽標(biāo)的功能，使雙標(biāo)貼標(biāo)機(jī)功能上升為無(wú)標(biāo)貼標(biāo)機(jī)功能，與國(guó)際接軌。
2.主標(biāo)簽臺(tái)標(biāo)掌軸由 4 件增加為 8 件，數(shù)量增倍，標(biāo)掌轉(zhuǎn)速相應(yīng)降低，使貼標(biāo)穩(wěn)定性更好。由于標(biāo)掌軸、夾標(biāo)轉(zhuǎn)鼓、標(biāo)簽盒安裝尺寸與西德克朗斯公司 30—8—6型貼標(biāo)機(jī)尺寸相一致，與之具有互換性，擴(kuò)展了該零配件的使用空間 。
3.該鋁件標(biāo)掌為塑膠表面標(biāo)掌，該塑膠表面膠輯為全不銹鋼膠轆，延長(zhǎng)了他們的使用壽命， 降低了膠水用量。
4.膠刀分為上下兩段，用兩個(gè)汽缸分別控制，可分別調(diào)節(jié)上下膠水厚度，提高了貼標(biāo)合格率，同時(shí)可降低膠水用量。
5.電氣控制方面采用了變頻調(diào)速，PLC 程序控制，提高了設(shè)備的可靠性與穩(wěn)定性，且操作箱可顯示生產(chǎn)能力和累計(jì)產(chǎn)量，便于控制與操作。
6.采用整機(jī)不銹鋼架無(wú)色有機(jī)玻璃護(hù)罩，適用更安全。
1.2.3 廣東輕工貼標(biāo)機(jī)改造
廣東輕工業(yè)機(jī)械集團(tuán)有限公司在新型20000瓶/時(shí)罐頭裝生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上，不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，不斷融入九十年代國(guó)際啤酒灌裝機(jī)械裝備的先進(jìn)技術(shù)，自行開(kāi)發(fā)研制出具有國(guó)際水平的24000瓶/時(shí)罐頭裝生產(chǎn)線和B·TB18-8-6四標(biāo)貼標(biāo)機(jī)。
24000瓶/時(shí)啤罐頭裝生產(chǎn)線主要設(shè)備包括有卸箱機(jī)、洗瓶機(jī)、72頭裝瓶壓蓋機(jī)、殺菌機(jī)、四標(biāo)貼標(biāo)機(jī)、裝箱機(jī)、洗箱機(jī)、輸瓶系統(tǒng)、輸箱系統(tǒng)、瓶蓋輸送機(jī)、CIP系統(tǒng)及中央饋電柜等。此外，還可以配套提供卸箱垛機(jī)、碼箱垛機(jī)、塑箱提升機(jī)和塑/紙箱降落機(jī)。
鑒定委員會(huì)認(rèn)為，該生產(chǎn)線采用了二次抽真空灌裝、新型進(jìn)出瓶裝置、無(wú)壓力輸送系統(tǒng)等多種新技術(shù)和變頻調(diào)速及PLC裝置等高新技術(shù)，為目前國(guó)內(nèi)同規(guī)模同類(lèi)型產(chǎn)品中功能齊全、性能先進(jìn)、運(yùn)行平穩(wěn)可靠、效率高、技術(shù)水平高的啤罐頭裝生產(chǎn)線。B·TB18-8-6貼標(biāo)機(jī)采用了雙標(biāo)站的新穎機(jī)構(gòu)，拓寬了貼標(biāo)機(jī)的功能，滿(mǎn)足了用戶(hù)生產(chǎn)高檔酒同時(shí)貼三至四種標(biāo)的要求，還采用了國(guó)際上貼標(biāo)機(jī)的某些新技術(shù)，為目前國(guó)內(nèi)貼標(biāo)機(jī)中功能最齊全、性能最先進(jìn)、技術(shù)水平最高的雙標(biāo)站貼標(biāo)機(jī)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)考察表明，該生產(chǎn)線和貼標(biāo)機(jī)技術(shù)先進(jìn)，各臺(tái)樣機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、性能可靠、操作方便、自動(dòng)化程度高，其制造質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。該生產(chǎn)線和貼標(biāo)機(jī)的研制是成功的，均達(dá)到九十年代國(guó)際水平。
在科技發(fā)展日新月異及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的今天，我們應(yīng)當(dāng)決心繼續(xù)堅(jiān)持改革，進(jìn)一步提高企業(yè)管理水平和技術(shù)水平，不斷開(kāi)拓創(chuàng)新，為我國(guó)罐頭食品機(jī)械工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步繼續(xù)努力奮斗。
綜上所述 , 通過(guò)對(duì)原有貼標(biāo)機(jī)的改造，即完善了貼標(biāo)機(jī)功能，又不用淘汰原有貼標(biāo)機(jī)，減少了固定投資，罐頭外包裝檔次得到了提高，既經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠。
2 典型貼標(biāo)機(jī)械
2.1直線式貼標(biāo)機(jī)
貼標(biāo)簽機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng)貼標(biāo)機(jī)）的功能在于對(duì)貼標(biāo)對(duì)象物按要求圓滿(mǎn)的完成粘貼標(biāo)簽的工作。由于貼標(biāo)加工所用的標(biāo)簽由材質(zhì)、形式和形狀等方面的差別，貼標(biāo)對(duì)象物的類(lèi)型，品種很多，再者貼標(biāo)對(duì)象物上的貼標(biāo)要求不盡相同：有的只需貼一張身標(biāo)，有的要求貼雙標(biāo)，有的要求貼三個(gè)標(biāo)簽（身標(biāo)、頸標(biāo)、背標(biāo)），有的只要求貼封口標(biāo)簽，此外，還需要適應(yīng)不同的生產(chǎn)率的要求等?；谏鲜龈鞣矫娴脑?，為滿(mǎn)足不同條件下的貼標(biāo)要求，從而導(dǎo)致包裝加工用貼標(biāo)機(jī)多種多樣，即便瓶、罐貼標(biāo)用貼標(biāo)機(jī)也有很多種類(lèi)型，不同類(lèi)型品種的貼標(biāo)機(jī)，它們之間存在貼標(biāo)工藝和有關(guān)裝置結(jié)構(gòu)上的差別，然而它們之間也存在這共性。據(jù)此，就可以對(duì)各種各樣的貼標(biāo)機(jī)作歸納，集中為直線式和回轉(zhuǎn)式貼標(biāo)機(jī)兩大類(lèi)型的貼標(biāo)機(jī)。
進(jìn)行貼標(biāo)時(shí)，貼標(biāo)對(duì)象物在貼標(biāo)機(jī)上，自送入到完成貼標(biāo)排出運(yùn)行所經(jīng)過(guò)的軌跡是一條直線或近似為直線者，稱(chēng)直線式貼標(biāo)機(jī)。直線式貼標(biāo)機(jī)安標(biāo)簽形式、取標(biāo)、送標(biāo)裝置及貼標(biāo)對(duì)象物等進(jìn)行分類(lèi)，可以分成很多種類(lèi)，以下分別做簡(jiǎn)單介紹。
2.1.1 直線式真空轉(zhuǎn)鼓貼標(biāo)機(jī)
按所用標(biāo)簽形式和貼標(biāo)對(duì)象物的不同，可分為多種型式。
（1）圓柱式瓶罐包裝件貼標(biāo)用直線式真空轉(zhuǎn)鼓貼標(biāo)機(jī) 包括用于葉片式標(biāo)簽的和用于卷盤(pán)式標(biāo)簽的兩種。
（2）非圓柱式瓶罐包裝件用直線是真空轉(zhuǎn)鼓貼標(biāo)機(jī) 包括用于葉片標(biāo)簽和卷盤(pán)式標(biāo)簽貼標(biāo)的兩種形式。
2.1.2 真空機(jī)械手直線式圓柱身瓶罐包裝件貼標(biāo)機(jī)
該機(jī)特點(diǎn)：
1.該機(jī)應(yīng)用固定式標(biāo)簽盒，標(biāo)簽盒容量較大，不許頻繁添標(biāo)，且加標(biāo)方便。
2.該機(jī)可給圓柱身瓶罐包裝件貼整周身標(biāo)及小半周身標(biāo)，最大貼標(biāo)生產(chǎn)能力可達(dá)360pcs/min。
2.1.3 門(mén)框式直線多功能貼標(biāo)機(jī)
此種貼標(biāo)機(jī)由于配置有定位壓頭和采用了回轉(zhuǎn)式供送標(biāo)簽裝置，因而貼標(biāo)位置準(zhǔn)確，且比其他門(mén)式貼標(biāo)機(jī)有較高 生產(chǎn)能力。
2.2 回轉(zhuǎn)式貼標(biāo)機(jī)
在回轉(zhuǎn)式貼標(biāo)機(jī)的貼標(biāo)工作中，貼標(biāo)對(duì)象物有板鏈輸送機(jī)與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)交替載運(yùn)者通過(guò)相應(yīng)的貼標(biāo)工作區(qū)段，接受貼標(biāo)。包裝件在貼標(biāo)，行經(jīng)了一條由直線和圓弧組成的軌跡?；剞D(zhuǎn)式貼標(biāo)機(jī)也可以按所用的標(biāo)簽形式、機(jī)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、取標(biāo)方式及貼標(biāo)對(duì)象物等進(jìn)行分類(lèi)，可以分成很多種，以下將予以介紹。
2.2.1 回轉(zhuǎn)式真空轉(zhuǎn)鼓貼標(biāo)機(jī)
由于這種類(lèi)型的貼標(biāo)機(jī)采用真空轉(zhuǎn)鼓結(jié)構(gòu)構(gòu)件，具有吸標(biāo)、傳輸、貼標(biāo)等多方面功能，能提高貼標(biāo)效率和工作可靠性，且可以促成機(jī)器結(jié)構(gòu)合理簡(jiǎn)化?；剞D(zhuǎn)式真空轉(zhuǎn)鼓貼標(biāo)機(jī)按所用標(biāo)簽形式和使用的貼標(biāo)對(duì)象物分成多種形式。以下將予以介紹。
（1）柱身瓶罐包裝件貼標(biāo)用回轉(zhuǎn)式真空轉(zhuǎn)鼓貼標(biāo)機(jī)
這種型式的貼標(biāo)機(jī)按所用標(biāo)簽形式有分為有用于葉片標(biāo)簽集合于卷盤(pán)標(biāo)簽的貼標(biāo)機(jī)。
（2）圓柱身瓶罐包裝件貼標(biāo)用回轉(zhuǎn)式真空轉(zhuǎn)鼓貼標(biāo)機(jī)
這種形式的貼標(biāo)機(jī)按所用標(biāo)簽形式可以分為用于葉片式標(biāo)簽和用于卷盤(pán)式標(biāo)簽的兩種。
2.2.2 回轉(zhuǎn)式非真空轉(zhuǎn)鼓貼標(biāo)機(jī)
回轉(zhuǎn)式非真空轉(zhuǎn)鼓貼標(biāo)機(jī)，與真空轉(zhuǎn)鼓貼標(biāo)機(jī)的主要區(qū)別在于取標(biāo)及其傳送裝置不同。這里介紹兩種葉片標(biāo)簽對(duì)圓柱身瓶罐包裝機(jī)貼標(biāo)的回轉(zhuǎn)式貼標(biāo)機(jī)。
（1）、轉(zhuǎn)式機(jī)械轉(zhuǎn)鼓貼標(biāo)機(jī)
（2）、叉式取標(biāo)回轉(zhuǎn)式貼標(biāo)機(jī)
這種回轉(zhuǎn)式貼標(biāo)機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能同時(shí)進(jìn)行頸、肩、身的三處貼標(biāo)，但由于涂膠、取標(biāo)、傳送、貼壓工作的往復(fù)間斷性，使貼標(biāo)機(jī)的工作效率比較低。
3 貼標(biāo)機(jī)的主要工作裝置
3.1 標(biāo)簽供送裝置
貼標(biāo)機(jī)械有機(jī)架，傳動(dòng)裝置系統(tǒng)、標(biāo)簽供給裝置系統(tǒng)、貼標(biāo)對(duì)象物（瓶罐包裝件）的傳送裝置系統(tǒng)，涂膠裝置，貼標(biāo)整理裝置和檢測(cè)連鎖控制裝置等組成。先僅將主要裝置分述如下。標(biāo)簽供送裝置的功能是提供貼標(biāo)用標(biāo)簽，裝置的結(jié)構(gòu)將隨標(biāo)簽的形式的不同而不同。以下對(duì)葉片標(biāo)簽的供給裝置予以講述。
葉片標(biāo)簽的標(biāo)簽供給裝置有標(biāo)簽盒和取標(biāo)裝置組成。標(biāo)簽盒，按其結(jié)構(gòu)可分為框架式和倉(cāng)式兩種；而按運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)分，則分為固定式和搖擺式兩種。取標(biāo)裝置，按其結(jié)構(gòu)形式可分為搖擺式、轉(zhuǎn)叉式和轉(zhuǎn)鼓式；按取標(biāo)方式分粘取式和真空吸取式兩種。在此，我們根據(jù)各方面因素綜合考慮，選用框架是供標(biāo)裝置，轉(zhuǎn)鼓粘取式取標(biāo)裝置。
（1）框架固定式供送裝置
（2）轉(zhuǎn)鼓粘取式取標(biāo)裝置
貼標(biāo)原理如下：
回轉(zhuǎn)式非真空貼標(biāo)機(jī)，與真空轉(zhuǎn)鼓貼標(biāo)機(jī)弟弟主要區(qū)別式取標(biāo)機(jī)傳送裝置不同。這里介紹我們采用的葉片標(biāo)簽對(duì)圓柱身瓶罐包裝件貼標(biāo)的回轉(zhuǎn)式貼標(biāo)機(jī)。
回轉(zhuǎn)式機(jī)械轉(zhuǎn)鼓貼標(biāo)機(jī)，其特點(diǎn)是：利用兩個(gè)機(jī)械轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行取標(biāo)，傳送和貼標(biāo)工作。帶貼標(biāo)的圓柱身瓶罐類(lèi)包裝件有板鏈輸送機(jī)載運(yùn)供給，經(jīng)分件供送螺桿傳送，分割成要求的等間距而到達(dá)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，此時(shí)裝在工作臺(tái)上方的定位壓頭受凸輪控制下降，加于帶貼標(biāo)瓶罐包裝件頂部，使它們?cè)诨剞D(zhuǎn)工作臺(tái)上處于確定位置而運(yùn)行。粘貼標(biāo)簽由取標(biāo)轉(zhuǎn)鼓和標(biāo)簽的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。取標(biāo)轉(zhuǎn)鼓連續(xù)回轉(zhuǎn)，膠涂裝置在其標(biāo)版上涂布適量的粘接膠液，當(dāng)他轉(zhuǎn)到固定的標(biāo)簽盒前部的標(biāo)簽接觸時(shí)，取標(biāo)轉(zhuǎn)鼓將粘取最前方的那張標(biāo)簽，作回轉(zhuǎn)傳送，當(dāng)轉(zhuǎn)到由夾子的貼標(biāo)轉(zhuǎn)鼓相接處時(shí)，夾子將標(biāo)簽從取標(biāo)轉(zhuǎn)鼓上夾走，夾子受凸輪控制而夾上標(biāo)簽作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上再運(yùn)來(lái)的待貼標(biāo)瓶罐裝件表面相接觸時(shí)，夾子抬起，松開(kāi)夾持，標(biāo)簽被粘貼到瓶罐表面上。之后，在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)作回轉(zhuǎn)工作時(shí)，定位器在凸輪控制下作自傳性運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)到某一個(gè)角度，以便接受刷子和海綿滾輪的磨礪，使標(biāo)簽貼牢實(shí)整齊。完成貼標(biāo)的瓶罐包裝件由星型撥輪自回轉(zhuǎn)工作臺(tái)撥送到板鏈輸送機(jī)上排出。
3.2 標(biāo)簽傳送裝置
標(biāo)簽傳送裝置是自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)的重要組成部分，其功能是與供標(biāo)裝置和涂膠裝置等配合，自動(dòng)表盒采取標(biāo)簽并進(jìn)行傳送，且完成有關(guān)涂膠工作，最后把標(biāo)簽粘貼到待貼標(biāo)對(duì)象。貼標(biāo)機(jī)的標(biāo)簽傳送裝置一般由取標(biāo)裝置和傳送標(biāo)簽裝置兩部分組成，標(biāo)簽先由取標(biāo)裝置自標(biāo)簽盒中采取，再傳遞給送標(biāo)裝置，最后粘貼到待貼標(biāo)對(duì)象物上。為了滿(mǎn)足高效率的貼標(biāo)要求，我們?cè)谌?biāo)和松標(biāo)全部采用了回轉(zhuǎn)裝置，即取標(biāo)和送標(biāo)都采用回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方式。這樣就降低了擺桿式標(biāo)簽傳送裝置在工作中往復(fù)擺動(dòng)的空行程時(shí)間，大大提高了機(jī)器的取標(biāo)和松標(biāo)效率，取標(biāo)裝置是我們采取回轉(zhuǎn)粘貼法。傳送標(biāo)簽我們采用回轉(zhuǎn)機(jī)械夾持式。其具體的組合方式很多，我們采用的是一個(gè)粘標(biāo)轉(zhuǎn)鼓粘取標(biāo)簽，然后再傳送給帶夾爪的貼標(biāo)轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行貼標(biāo)。
3.3 涂膠裝置
涂膠裝置多種多樣，常用的由圓盤(pán)式涂膠裝置、輥式涂膠裝置、滾子式涂膠裝置等，在此，我們采用了滾子式涂膠裝置。
3.4 貼標(biāo)整理裝置
標(biāo)簽由取標(biāo)裝置粘取傳遞給貼標(biāo)轉(zhuǎn)鼓作傳送，傳送中接受涂膠，最后轉(zhuǎn)移粘貼到包裝件上。然而在標(biāo)簽粘付到包裝件上的初始階段內(nèi)，由于受到標(biāo)簽材質(zhì)、包裝件貼標(biāo)表面狀態(tài)及粘合劑初期粘接性能等因素的影響，尚不一定能達(dá)到良好的貼合狀態(tài)，為使所貼標(biāo)簽發(fā)揮設(shè)計(jì)要求功能，起到美化包裝的裝潢作用，保證搬運(yùn)過(guò)程中標(biāo)簽不脫落，貼標(biāo)操作中應(yīng)確保標(biāo)簽按設(shè)計(jì)要求平整牢靠的貼合到包裝件表面。為此，在貼標(biāo)轉(zhuǎn)鼓與包裝件相接觸滾轉(zhuǎn)標(biāo)簽黏附轉(zhuǎn)移到包裝件上后，還需進(jìn)行貼標(biāo)整理工作，以便把標(biāo)簽?zāi)サZ整齊，貼牢實(shí)。貼標(biāo)整理將用相應(yīng)的方式以適當(dāng)?shù)难b置完成，其整理方式由滾麼式、按壓式、摩貼式等。
3.5 檢測(cè)連鎖控制裝置
現(xiàn)代的真空轉(zhuǎn)鼓式貼標(biāo)機(jī)為保障貼標(biāo)效能和貼標(biāo)工作的可靠性，以及減少損耗，專(zhuān)門(mén)設(shè)置了在沒(méi)有待包裝容器及時(shí)送達(dá)貼標(biāo)工位時(shí)，不供標(biāo)、不松標(biāo)，打印裝置和涂膠裝置不工作的檢測(cè)連鎖控制裝置。由機(jī)械式電器式兩種。機(jī)械式檢測(cè)連鎖控制裝置可靠性好，但結(jié)構(gòu)及安裝、調(diào)整較復(fù)雜，工作運(yùn)動(dòng)因受慣性影響而反應(yīng)遲緩；電氣式檢測(cè)連鎖控制裝置則結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、反應(yīng)靈敏，因而得到廣泛應(yīng)用。
3.6 裝置的總體設(shè)計(jì)
傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)的目的是確定傳動(dòng)方案、選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)，合理分配傳動(dòng)比及計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)，為計(jì)算各級(jí)傳動(dòng)件準(zhǔn)備條件。
了解傳動(dòng)裝置的組成和不同傳動(dòng)方案的特點(diǎn)，合理的擬定傳動(dòng)方案。
傳動(dòng)裝置在原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，并籍以改變運(yùn)動(dòng)的形式、速度大小和轉(zhuǎn)矩大小。傳動(dòng)裝置一般包括傳動(dòng)件（齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)等）和支撐件（軸、軸承、機(jī)體等）兩部分組成。它的重量和成本在機(jī)器中占有很大比例，其性能和質(zhì)量對(duì)機(jī)器的影響很大。因此，合理設(shè)計(jì)傳動(dòng)方案也具有重要意義。合理的設(shè)計(jì)方案應(yīng)保證工作可靠，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、加工方便成本低廉、傳動(dòng)效效率高和使用維護(hù)便利。一種方案滿(mǎn)足這些要求往往式困難的，因此要保證重點(diǎn)要求。
主傳動(dòng)鏈平面示意圖
本機(jī)的傳動(dòng)主要是傳遞運(yùn)動(dòng)，而不是傳遞動(dòng)力，故一般用齒輪和減速機(jī)等形成的傳動(dòng)鏈。
由于各傳動(dòng)之間不僅要傳遞運(yùn)動(dòng)，而且還要考慮正確的傳動(dòng)方向，因此，必須逐個(gè)判斷齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，使該齒輪所帶動(dòng)的執(zhí)行部件按照正確的方向旋轉(zhuǎn)。若有必要，則需在齒輪之間添加惰輪來(lái)調(diào)整整個(gè)執(zhí)行件的方向，同時(shí)，還應(yīng)注意到各個(gè)部件之間的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)系，故必須有精確的傳動(dòng)比，保證各部件同步計(jì)算。
確定具體的傳動(dòng)系統(tǒng)圖，最基本的就是要保證同步的要求，也就是說(shuō)，應(yīng)是取標(biāo)、夾標(biāo)、供瓶等協(xié)調(diào)工作，每個(gè)執(zhí)行部件具有相同的線速度，為此，結(jié)合傳動(dòng)鏈平面分布圖的運(yùn)動(dòng)配合及運(yùn)轉(zhuǎn)方向，我們將齒輪嚙合關(guān)系設(shè)計(jì)成與執(zhí)行件的運(yùn)動(dòng)配合有關(guān)系相對(duì)應(yīng)。這樣以來(lái)傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單、明了。
在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，減速機(jī)帶齒輪Z1轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪Z1帶動(dòng)工作臺(tái)的大齒輪Z4轉(zhuǎn)動(dòng)，在工作臺(tái)齒輪的帶動(dòng)下，與其嚙合的齒輪（Z3.Z5.Z6）轉(zhuǎn)動(dòng)，（Z3.Z5）轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)進(jìn)瓶星輪和出瓶星輪，是罐頭能夠順利的作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在齒輪（Z1）轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，其軸上固定的萬(wàn)向軸與其一起運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)前標(biāo)的貼標(biāo)鼓，貼標(biāo)鼓上的齒輪（Z10）便隨其一起運(yùn)動(dòng)，成為貼前標(biāo)的動(dòng)力來(lái)源。齒輪（Z10）與齒輪（Z11）嚙合，（Z11）與齒輪（Z12）嚙合從而使得貼前標(biāo)的工作能夠順利的完成；（Z1）齒輪與齒輪(Z2)嚙合，帶動(dòng)了鏈輪的傳動(dòng)，通過(guò)鏈傳動(dòng)，帶動(dòng)錐齒輪（Z13）。錐齒輪（Z13）與錐齒輪（Z13）嚙合，從而帶動(dòng)分瓶螺桿，實(shí)現(xiàn)罐頭的正常供給。（Z6）轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，與其同軸的齒輪（Z9）便成了后標(biāo)貼標(biāo)的動(dòng)力，在齒輪（Z9）的作用下，與其嚙合的齒輪（Z8）和（Z7）轉(zhuǎn)動(dòng)，使得后標(biāo)貼標(biāo)工作也能按照給定的速率完成。
為了保證標(biāo)簽順利的傳送，在取標(biāo)和松標(biāo)的過(guò)程我們都采用了旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，即取標(biāo)轉(zhuǎn)鼓和夾標(biāo)轉(zhuǎn)鼓，但是，由于標(biāo)簽由標(biāo)簽盒供給的時(shí)候式直線型供給，因此，我們只好在取標(biāo)和夾標(biāo)的過(guò)程采用凸輪機(jī)構(gòu)來(lái)控制，使整個(gè)過(guò)程能夠按照預(yù)定的規(guī)律來(lái)進(jìn)行標(biāo)簽的傳送好粘貼。
取標(biāo)的凸輪設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程是這樣的：按照機(jī)械原理的凸輪的設(shè)計(jì)的方法，采用作圖的方法，既就是反轉(zhuǎn)法，在設(shè)計(jì)之前我們必須先知道一些必要的數(shù)據(jù)，例如:凸輪的基園半徑，從動(dòng)件的最大行程，經(jīng)過(guò)一番設(shè)計(jì)的考慮我們得到設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)。
4 貼標(biāo)機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算
4.1 任務(wù)分析：
本機(jī)主要使用與規(guī)則的圓柱瓶的貼標(biāo)。本機(jī)的難點(diǎn)與重點(diǎn)在于取標(biāo)、貼標(biāo)送瓶三個(gè)動(dòng)作的同步性和協(xié)調(diào)性。當(dāng)然，我的主要任務(wù)式貼后標(biāo)部分與傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)。工藝流程如下：
托瓶轉(zhuǎn)臺(tái)
進(jìn)瓶星輪
鏈道
分瓶螺桿
罐頭
滾標(biāo)
貼前標(biāo)
刷標(biāo)
貼后標(biāo)
出瓶星輪
鏈道
設(shè)計(jì)中遵循一下原則：
1. 保證產(chǎn)品質(zhì)量。
2. 持高的生產(chǎn)率，盡可能的縮短空程時(shí)間。
3. 擴(kuò)大機(jī)器的使用范圍。設(shè)計(jì)的自動(dòng)機(jī)應(yīng)盡可能的考慮到同類(lèi)產(chǎn)品的規(guī)格調(diào)整范圍，滿(mǎn)足不同圓柱身瓶的要求，并且盡量使調(diào)整方法簡(jiǎn)便。
4. 充分考慮并設(shè)法降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和人身安全。
5. 在設(shè)計(jì)中盡量采用系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化的工業(yè)要求，采用簡(jiǎn)單有效的結(jié)構(gòu)和常用的材料以降低產(chǎn)品成本。
在貼標(biāo)機(jī)的設(shè)計(jì)中，為使機(jī)器結(jié)構(gòu)組成中各工作執(zhí)行裝置間的工作運(yùn)動(dòng)能準(zhǔn)確、協(xié)調(diào)進(jìn)行，保障機(jī)器有高的工作可靠性，需要進(jìn)行某些必要的計(jì)算。
通常包括貼標(biāo)機(jī)總體工作運(yùn)動(dòng)計(jì)算，傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算，功率計(jì)算，貼標(biāo)包裝件輸送裝置設(shè)計(jì)計(jì)算，標(biāo)簽傳送裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算及貼標(biāo)整理裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算等。
4.2 回轉(zhuǎn)式貼標(biāo)機(jī)的工作原理
貼標(biāo)機(jī)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1所示。標(biāo)板2沿轉(zhuǎn)臺(tái)周向分布，并隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，標(biāo)板軸下方裝有小齒輪8和扇形齒輪4，小齒輪與標(biāo)板軸采用鍵連接，扇形齒輪空套在軸上。滾子3在轉(zhuǎn)臺(tái)上半徑變化的凸輪槽中滾動(dòng)，帶動(dòng)扇齒輪繞標(biāo)板軸擺動(dòng)，扇齒輪與相鄰某側(cè)的標(biāo)板軸上的小齒輪相嚙合，而小齒輪與標(biāo)板同軸，從而帶動(dòng)標(biāo)板擺動(dòng)。
4.3 取標(biāo)機(jī)構(gòu)的工作原理
貼標(biāo)機(jī)是罐頭生產(chǎn)線上的一個(gè)重要設(shè)備，其主要功能是將商標(biāo)紙均勻地貼在罐頭表面上。其中取標(biāo)機(jī)構(gòu)最為復(fù)雜，且運(yùn)動(dòng)要求很高，是貼標(biāo)機(jī)設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)。取標(biāo)機(jī)構(gòu)的工作原理如圖1所示。在取標(biāo)過(guò)程中，轉(zhuǎn)盤(pán)1繞O0點(diǎn)作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)盤(pán)下方固定安裝一盤(pán)形凸輪2，當(dāng)扇形齒輪3隨轉(zhuǎn)盤(pán)1作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，凸輪2的曲線可通過(guò)銷(xiāo)軸4控制扇形齒輪3繞O1點(diǎn)作自動(dòng)運(yùn)動(dòng)。取標(biāo)板5和齒輪6固連在一起，隨轉(zhuǎn)盤(pán)作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其繞O2點(diǎn)的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是由扇形齒輪3驅(qū)動(dòng)的。標(biāo)板7上安裝有商標(biāo)紙，在圖示位置固定不動(dòng)。若取標(biāo)板5的復(fù)合運(yùn)動(dòng)能使取標(biāo)板沿標(biāo)板7在長(zhǎng)度L的范圍內(nèi)作純滾動(dòng)，則可圓滿(mǎn)地完成取標(biāo)作業(yè)。
1.轉(zhuǎn)盤(pán) 2.凸輪 3.扇形齒輪 4.銷(xiāo)軸 5.齒輪 6.取標(biāo)板 7.標(biāo)板
圖2 取標(biāo)機(jī)構(gòu)工作原理
因此，貼標(biāo)機(jī)取標(biāo)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作主要為：(1)當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)回轉(zhuǎn)半徑R、標(biāo)板長(zhǎng)度L等參數(shù)給定后，求出取標(biāo)板的半徑r和偏心e的最佳值；(2)求出滿(mǎn)足運(yùn)動(dòng)要求的凸輪曲線。
由于上述機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)關(guān)系十分復(fù)雜，手工設(shè)計(jì)只能靠試湊的辦法來(lái)解決，無(wú)法得出最佳設(shè)計(jì)參數(shù)，很難保證整個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行效果。因此本文采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的方法，開(kāi)發(fā)出了相應(yīng)的軟件，成功地解決了上述難題。
取標(biāo)過(guò)程運(yùn)動(dòng)誤差分析
設(shè)取標(biāo)板沿標(biāo)板作純滾動(dòng)，則取標(biāo)板回轉(zhuǎn)中心O2的運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)為擺線，見(jiàn)圖2。
圖2 取標(biāo)過(guò)程運(yùn)動(dòng)誤差分析
圖中
x＝rt－esint (4-1)
y＝r－ecost (4-2)
其中，-L／2r≤t≤L／2r。然而，取標(biāo)板回轉(zhuǎn)中心O2的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡為圓，因此與運(yùn)動(dòng)要求存在誤差。由于機(jī)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性，僅研究圖示位置(t≥0)的情況，可得
(4-3)
(4-4)
4.4 貼標(biāo)機(jī)的工作運(yùn)動(dòng)計(jì)算
貼標(biāo)機(jī)的工作運(yùn)動(dòng)計(jì)算，是以所定設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力要求為基礎(chǔ)，根據(jù)設(shè)計(jì)方案中選定的貼標(biāo)機(jī)結(jié)構(gòu)類(lèi)型進(jìn)行的有關(guān)計(jì)算。
原始數(shù)據(jù)與資料：
了解圓形食品罐頭自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)的工作原理，利用圓形罐頭可以滾動(dòng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種貼標(biāo)機(jī)，要求設(shè)計(jì)方案中采用無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)罐徑在60-130毫米，罐高為50-160毫米時(shí)均可使用，黏貼速度為37.5-177米/分，根據(jù)相關(guān)工藝條件，對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，制定多種設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行優(yōu)化，選出好的方案，重點(diǎn)用Pro/E軟件對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)中重要零件建模，保證能自動(dòng)生成三維圖和二維圖，完成主要零件的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算校驗(yàn)，畫(huà)出設(shè)計(jì)圖樣，完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，完成其它設(shè)計(jì)任務(wù)。
5 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算
5.1 基本尺寸設(shè)計(jì)
已知：黏貼速度為37.5-177米/分，瓶頸D=60-130mm，瓶高H=50-160mm。
由瓶的直徑，確定出托瓶板直徑d=96,其各瓶之間的距離為48mm，18個(gè)托瓶板等分圓周后其圓心角為24度，由托瓶板直徑可得到各段對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)，查零件手冊(cè)知
即每?jī)蓚€(gè)托瓶板所夾的角，由瓶直徑知各段所對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)
；
；比率： (5-1)
；
。 (5-2)
實(shí)際尺寸：；；
比率： (5-3)
；；
； (5-4)
為托平臺(tái)的周長(zhǎng)：； (5-5)
直線式自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)其取送跌送，標(biāo)簽傳送和貼標(biāo)都采用真空轉(zhuǎn)鼓作標(biāo)簽傳送裝置時(shí)，為保障取標(biāo)件傳遞和傳送工作正確可靠的進(jìn)行，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使標(biāo)簽盒的搖擺運(yùn)動(dòng)與取標(biāo)轉(zhuǎn)鼓的取標(biāo)周期運(yùn)動(dòng)相適應(yīng)，且取標(biāo)轉(zhuǎn)鼓吸標(biāo)表面與貼標(biāo)轉(zhuǎn)鼓吸持標(biāo)簽表面間進(jìn)行遞交接觸。在貼標(biāo)轉(zhuǎn)鼓吸持標(biāo)簽傳送中，標(biāo)簽接受印碼裝置上滾引輪壓印字碼時(shí)，以及涂膠滾往標(biāo)簽上涂抹粘結(jié)劑時(shí)，相互間不能產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，以免出現(xiàn)標(biāo)簽的錯(cuò)動(dòng)錯(cuò)位或脫落現(xiàn)象。為此，其各外圓柱表面相接觸應(yīng)具有線速度大小相等，方向相同的條件。所以，在設(shè)計(jì)中，要按貼標(biāo)真空轉(zhuǎn)鼓上m個(gè)吸標(biāo)工位均勻的圓弧長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的倍比值確定其工作回轉(zhuǎn)半徑r ,在據(jù)此按等速原則確定工作轉(zhuǎn)速n
5.2 部分機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
1、貼標(biāo)轉(zhuǎn)鼓直徑的確定：
（六個(gè)工位）； (5-6)
；
取標(biāo)轉(zhuǎn)塔直徑d2：
； (5-7)
；取 （六個(gè)工位）
進(jìn)出瓶星輪直徑的確定：
(5-8)
；去 （十八個(gè)工位）
2、各輪轉(zhuǎn)速：
托瓶臺(tái)的轉(zhuǎn)速： (5-9)
貼表轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速： (5-10)
取標(biāo)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速： (5-11)
進(jìn)出瓶星輪轉(zhuǎn)速： (5-12)
分瓶螺桿轉(zhuǎn)速： (5-13)
3.電機(jī)選擇：
輸入功率，由最高轉(zhuǎn)速和功率選擇電動(dòng)機(jī)Y160M1型電機(jī)同步轉(zhuǎn)速：700r/min。
額定功率：4kw。減速器傳動(dòng)比萬(wàn)向連軸節(jié)轉(zhuǎn)速與直徑：，；
另一輪轉(zhuǎn)速：；
傳動(dòng)比： 。
4.凸輪的設(shè)計(jì)
為了保證標(biāo)簽的順利取送，我們對(duì)標(biāo)板的粘膠、取標(biāo)及松標(biāo)過(guò)程用凸輪來(lái)控制，該部分工作原理如下：
取標(biāo)凸輪自轉(zhuǎn)的同時(shí)，固定在取標(biāo)齒輪上的扇形齒輪及圓柱齒輪隨其一起轉(zhuǎn)動(dòng)，公轉(zhuǎn)的同時(shí)，扇形齒輪上固定的拔銷(xiāo)在槽型凸輪的作用下，按照規(guī)定的方向擺動(dòng)，扇形齒輪的擺動(dòng)帶動(dòng)與其嚙合的圓柱齒輪一起擺動(dòng)。這樣就使得固定在圓柱齒輪軸上的標(biāo)版到達(dá)一定位置的時(shí)候發(fā)發(fā)生預(yù)期的擺動(dòng)。此次只寫(xiě)出整個(gè)凸輪設(shè)計(jì)的基本原理。
（1）將標(biāo)簽的寬度分為5等分，由于標(biāo)版的弧長(zhǎng)與標(biāo)簽的寬度相等，因此，將標(biāo)板也分為5等分，并將標(biāo)簽和標(biāo)板的對(duì)應(yīng)位置分別表上字母A、B、C、D和a、b、c、d.
（2）由于標(biāo)板和圓柱齒輪相對(duì)固定，固定架自轉(zhuǎn)的同時(shí)，扇形齒輪在拔銷(xiāo)的作用下擺動(dòng)，使得圓柱齒輪帶動(dòng)標(biāo)板自轉(zhuǎn)的同時(shí)，保證Aa、Bb、Cc、Dd重合。
（3）每次都記下拔銷(xiāo)的位置軌跡，用光滑曲線連接就可生成凸輪的理論輪廓曲線，再用滾子包絡(luò)后就可生成實(shí)際輪廓曲線。
同理做出標(biāo)版粘膠及松標(biāo)部分的凸輪輪廓線，然后把各個(gè)工位之間用圓弧連接，即生成整個(gè)凸輪的輪廓曲線。
5.分瓶供送螺桿的設(shè)計(jì)
1）、輸入等速段：
首先確定出入等速段螺距：
；。
—輸入等速段螺旋槽外沿的軸向?qū)挾龋菪蹖挾龋?
—輸入等速螺旋槽的截面寬度（3~5mm?。?
—兩相鄰瓶罐主題部分的外廓間距；
—瓶罐主體半徑。
外螺旋線：應(yīng)其展開(kāi)圖形為一條斜直線，故相應(yīng)軸長(zhǎng)度
；；；（螺桿的內(nèi)直徑）。
周向展開(kāi)長(zhǎng)度：； (5-14)
。 (5-15)
螺旋角： (5-16)
∵
∴。
故螺桿的速輸入速度：
(5-17)
2）、變加速段：
此段供應(yīng)加速度由零值正弦函數(shù)變化規(guī)律增加為某一最大值：
； (5-18)
即相應(yīng)的供送速度軸向位移：
； (5-19)
； (5-20)
、分別表示瓶罐移過(guò)行程和最大行程所需要時(shí)間。
下面確定、、
由邊界條件： ； ；； ；
； ； ；。
并取、式中和分別表示變加速段螺旋圈數(shù)的任意值和最大值：； （?。?
；；
則： ； (5-21)
外螺旋線軸向展開(kāi)長(zhǎng)度的任意值和最大值：
； (5-22)
。 (5-23)
3）、等加速度
則相應(yīng)的供送速度及軸相位移；
； (5-24)
；
；
；；
則外螺旋軸向展開(kāi)長(zhǎng)度：；；
6.齒輪的設(shè)計(jì)
萬(wàn)向聯(lián)軸器與直徑：。
每年300天，每天兩班，另一齒輪轉(zhuǎn)速n0=26.67r/min.
傳動(dòng)比I=2.49
選定齒輪類(lèi)型：直齒圓柱齒輪，大小齒輪的材料均為40Cr，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理及表面淬火，齒面硬度為48-55HRC.
假定小齒輪齒數(shù)z1=28, 大齒輪齒數(shù)z2=iz1=70.
（1）按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算，
(5-25)
（2）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
1).試選載荷系數(shù)kt=1.3
2).計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
(5-26)
3).齒寬系數(shù)
4).材料的彈性影響系數(shù)
5).按齒面硬度的中間值52HRC查的大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為
6).由公式計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
(5-27)
7).由圖表查的接觸疲勞壽命系數(shù)為
8).計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為，安全系數(shù)為S=1，所以
試計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1t代入較小的值
(5-28)9).圓周速度 (5-29)
10).計(jì)算齒寬與齒高之比b/h
模數(shù)
齒高
11).計(jì)算載荷系數(shù)：根據(jù)v=0.221m/s 6級(jí)精度，查的動(dòng)載荷系數(shù)
直齒輪：假設(shè) (5-30)
由表查出：
查的使用系數(shù) :
由表查的:
由載荷系數(shù)： (5-31)
12).實(shí)際分度圓直徑： (5-32)
13).計(jì)算模數(shù)：
（3）.按齒跟彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)：
其設(shè)計(jì)公式為： (5-33)
1）.由機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)查得大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限：
2）.彎曲疲勞壽命系數(shù)：
3）.彎曲疲勞許用應(yīng)力：S=1.4
4）.計(jì)算載荷系數(shù)： (5-34)
5）.查齒形系數(shù)：
6）.查應(yīng)力校正系數(shù)：
7）.大小齒輪的 (5-35)
并加以比較 ；
；
小齒輪數(shù)值大；
8）.設(shè)計(jì)計(jì)算：
(5-36)
由于m的值主要取決于彎曲強(qiáng)度，所以m=3
則
取
9）.幾何尺寸計(jì)算：
(5-37)
圓整
10）.驗(yàn)算：
綜上所述：該機(jī)的主傳動(dòng)齒輪的模數(shù) m=3
則托平臺(tái)的齒輪：
進(jìn)出瓶星輪齒輪 ：
綜上所述：取標(biāo)板長(zhǎng)度L＝130mm的貼標(biāo)機(jī)，該貼標(biāo)機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)回轉(zhuǎn)半徑R＝135mm，扇形齒齒數(shù)Z1＝64，齒輪Z2＝18，中心距a＝103．5mm，銷(xiāo)軸偏心h＝50mm，銷(xiāo)軸偏角f＝9．75°，最小半徑r＝40mm，最大半徑r＝80mm，最小間距D＝38mm，最大間距D＝40mm。應(yīng)用本文所屬計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的計(jì)算結(jié)果為：半徑r＝56．11mm，間距為D＝40mm。
5.3 Pro/E零件建模
Pro/Engineer是一款三維建模軟件，主要應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)等方面，并且也應(yīng)用于對(duì)大型裝配體的管理、功能仿真、制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等等。
本次設(shè)計(jì)主要使用了Pro/E的基于特征的參數(shù)化造型的功能，為取標(biāo)軸，貼標(biāo)軸和齒輪使用Pro/E建立三維立體模型，并以取標(biāo)板為基準(zhǔn)示范。
5.3.1取標(biāo)板參數(shù)求解
在取標(biāo)段中標(biāo)紙帶靜止，主要由取標(biāo)板的運(yùn)動(dòng)完成工作過(guò)程，所以我們從對(duì)取標(biāo)段的分析來(lái)求得取標(biāo)板的設(shè)計(jì)參數(shù)Rb,e。
由運(yùn)動(dòng)要求可知，標(biāo)板沿標(biāo)紙做純滾動(dòng)，根據(jù)數(shù)學(xué)模型（2）可知取標(biāo)板自傳中心的運(yùn)動(dòng)軌跡，應(yīng)為擺線線，如圖2，方程為：
x=Rbθ- esinθ（1） y=Rb - ecosθ（2）
圖2 取標(biāo)板參數(shù)的求解
設(shè)標(biāo)簽紙長(zhǎng)度為l，標(biāo)板弧長(zhǎng)應(yīng)與標(biāo)簽紙長(zhǎng)度相等，則：- l/2Rb≤θ≤l/2Rb。但因取標(biāo)板回轉(zhuǎn)中心隨中心轉(zhuǎn)盤(pán)作圓周運(yùn)動(dòng)，故其實(shí)際軌跡應(yīng)為圓。由于機(jī)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性，這只分析θ＞0 的情況，可得：
△x 和△y 分別為如圖所示的x 方向和y 方向的誤差。因?yàn)闄C(jī)構(gòu)本身的原因無(wú)法實(shí)現(xiàn)理論軌跡，所以運(yùn)動(dòng)誤差無(wú)法避免，當(dāng)在x 方向產(chǎn)生誤差時(shí)，取標(biāo)板將在標(biāo)紙表面產(chǎn)生滑
移，可能導(dǎo)致標(biāo)紙搓皺；當(dāng)在y 方向產(chǎn)生誤差時(shí)，取標(biāo)板將擠壓標(biāo)紙。所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)建立目標(biāo)函數(shù)，正確選取取標(biāo)板半徑Rb和偏心距e，使得誤差最小[3]，即：
其中，a1、a2 是權(quán)因子系數(shù)，分別代表x、y 方向上的誤差系數(shù)，且a1+a2＝1，由于標(biāo)板在y 向上為彈性支撐，允許標(biāo)板產(chǎn)生一定范圍的法向位移，而x 方向的誤差對(duì)取標(biāo)影響很大，故我們直接假定△x=0 作為約束條件，即取a1＝0，a2＝1，此時(shí)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)為：
因此只要滿(mǎn)足在△x=0 的條件下，目標(biāo)函數(shù)即y 方向的誤差取得最小值，此時(shí)對(duì)應(yīng)的參數(shù)即為最優(yōu)。為得到Rb 和D 的關(guān)系，我們?nèi)ˇ龋溅萴ax=l/2Rb。以取標(biāo)板偏心點(diǎn)和標(biāo)板弧中點(diǎn)之間的最小間距D 為設(shè)計(jì)變量，其中D+e= Rb 則方程變?yōu)椋?
由上式可計(jì)算出在給定D 的情況下的Rb 對(duì)應(yīng)值，進(jìn)而可以求出e。由于函數(shù)關(guān)系及其復(fù)雜，在計(jì)算時(shí)可以采用優(yōu)化算法，具體計(jì)算時(shí)采用如下算法：
輸入D 的最小值和最大值Dmin，Dmax，以及計(jì)算步長(zhǎng)△D:
（1）根據(jù)D0=Dmin 和式（7）為，計(jì)算得出Rb0。
（2）代入目標(biāo)函數(shù)得到FO=F（D0，Rb0）；
（3）對(duì)于D=Dmin，Dmin+△D，…，Dmax，執(zhí)行下面4 步操作；
（4）根據(jù)式（7），求出對(duì)應(yīng)的Rb；
（5）將D 和Rb
代入到目標(biāo)函數(shù)計(jì)算得出F；
（6）當(dāng)F
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