塑料包裝機(jī)的設(shè)計(jì),塑料包裝機(jī)的設(shè)計(jì),塑料,裝機(jī),設(shè)計(jì) XXXX技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 課題名稱　 塑料包裝機(jī)設(shè)計(jì) 課題性質(zhì)　　 工程設(shè)計(jì)類　　　　 班 級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào)　　　　　　　　　　 指導(dǎo)教師　　　李曉娟　　　　　 導(dǎo)師職稱 講 師 一．選題意義及背景 包裝機(jī)械作為包裝工程的一個(gè)重要分支，如今在企業(yè)備受重視，是提高生產(chǎn)效率的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)。該課題通過(guò)擬定產(chǎn)品包裝需求，設(shè)計(jì)符合實(shí)際包裝效果的機(jī)器進(jìn)行探討，意在通過(guò)固定流程的機(jī)械操作，減輕人們的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高產(chǎn)品包裝效率。 二．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容： 1、通過(guò)調(diào)研擬定參數(shù)，確定設(shè)計(jì)的可行性。 2、設(shè)計(jì)合理機(jī)構(gòu)，完成食品定量包裝功能，提出方案并作論證。 3、完成食品定量包裝機(jī)械的裝配圖繪制。 4、完成主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制零件工作圖。 5、完成標(biāo)準(zhǔn)件的選用校核。 三．計(jì)劃進(jìn)度： 第08周（10.17~10.23）：調(diào)研，資料收集。 第09周（10.24~10.30）：提出可行方案，繪制原理圖。 第10周（10.31~11.06）：根據(jù)原理圖，繪制裝配草圖和零件草圖。 第11周（11.07~11.13）：繼續(xù)完善裝配草圖和零件草圖，完成零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及標(biāo)準(zhǔn)件的選用。 第12周（11.14~11.20）：完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的電子稿，用CAD軟件繪制裝置的裝配圖和主要零件的零件圖。 第13周（11.21~11.27）：整理完善畢業(yè)設(shè)計(jì)，檢查并準(zhǔn)備答辯。 四．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)束應(yīng)提交的材料： 1、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份。 2、執(zhí)行機(jī)構(gòu)裝配圖1張。 3、主要零件的零件圖3~4張。 指導(dǎo)教師：李曉娟 教研室主任： 陸英 2011 年 10 月 17 日 2010年 11月 17 日 XX大學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 題 目：塑料包裝機(jī)設(shè)計(jì) 院 （系）： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué)生姓名： 導(dǎo)師姓名： 職稱： 起止時(shí)間： 塑料包裝機(jī)設(shè)計(jì) 第1章 緒 論 1.1塑料包裝機(jī)械 塑料包裝機(jī)械是指完成全部或部分包裝過(guò)程的機(jī)器。包裝過(guò)程包括成型、充填封、口裹、包等主要包裝工序以及清洗、干燥、殺菌、貼標(biāo)、困扎、集裝、拆卸等前后包裝工序，轉(zhuǎn)送、選別等其他輔助包裝工序。 1.1.2包裝的分類及作用 包裝的分類方法很多，按包裝產(chǎn)品的流通領(lǐng)域分類，有工業(yè)產(chǎn)品包裝和商業(yè)產(chǎn)品包 裝，按產(chǎn)品包裝的結(jié)構(gòu)形式分類，有內(nèi)包裝和外包裝；還可以按包裝材料或包裝容器的品種類別分類以及按包裝對(duì)象即包裝物品的名稱分類等等。其中按包裝的結(jié)構(gòu)形式分類比較有意義，內(nèi)包裝是一種基本的包裝結(jié)構(gòu)形式，它包括直接包裝和中間包裝。直接包裝是用包裝材料或容器直接裹包產(chǎn)品或裝載的包裝形式；包裝材料或容器與被包裝物品間保持著直接觸，是最小的包裝單元。直接包裝時(shí)，必須根據(jù)被包裝物品的物理性能，按包裝要求，選擇包裝材料或容器，制定包裝工藝，選擇或設(shè)計(jì)塑料包裝機(jī)械設(shè)備。中間包裝是以一定數(shù)量的直接包裝品經(jīng)組合后再作一次包裝的包裝形式。如物品裝瓶或裝袋后的裝盒包裝；卷煙小包包裝后的條包包裝；牙膏類物品的裝管封尾后的裝盒包裝等。 隨著消費(fèi)者需要的多樣化，尤其是超級(jí)市場(chǎng)的發(fā)展，內(nèi)包裝突出日益重要的地位。完成內(nèi)包裝所需的機(jī)器設(shè)備，在包裝工業(yè)中的需求量最大。 外包裝是以一定數(shù)額的、經(jīng)內(nèi)包裝后的產(chǎn)品裝裁到包裝箱的包裝結(jié)構(gòu)形式。包裝箱現(xiàn)在多用瓦楞紙板箱。內(nèi)包裝的主要目的，在于促進(jìn)銷售，并為消費(fèi)者提供使用上的方便，在包裝設(shè)計(jì)中，除保證包裝內(nèi)容物質(zhì)和量的要求外，還需重視包裝裝潢的重要作用。外包裝的主要目的，是為流通儲(chǔ)運(yùn)提供保障，要求包裝堅(jiān)固牢實(shí)。 包裝是對(duì)被包裝物所采取的一種保護(hù)性措施，包裝的主要目的在于保護(hù)產(chǎn)品的使用價(jià)值。因此，包裝中還要顧及到物品在流通中的運(yùn)輸、裝卸、存貯保管和銷售的方便；此外，包裝的裝潢還起到美化、宣傳和推銷的作用。包裝加工是產(chǎn)品在生產(chǎn)中的最后環(huán)節(jié)，是提高產(chǎn)品的商品價(jià)值不可忽視的重要環(huán)節(jié)。 1.1.3?塑料包裝機(jī)械的組成 被包裝物品 供送系統(tǒng) 主傳送 系統(tǒng) 成品輸出系統(tǒng) 控制系統(tǒng) 傳動(dòng)系統(tǒng) 輔助裝置 動(dòng)力機(jī) 機(jī)身 包裝材料供送系統(tǒng) 包裝操作執(zhí)行系統(tǒng) 圖1.1塑料包裝機(jī)械的組成和特點(diǎn) 1.1.4塑料包裝機(jī)械的特點(diǎn) （1）大多數(shù)塑料包裝機(jī)械結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)速度快且動(dòng)作配合要求高。 （2）用于塑料和藥品的塑料包裝機(jī)要便于清洗，符合藥品和塑料的衛(wèi)生和安全要求。 （3）包裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作力一般都較小，所以塑料包裝機(jī)的電機(jī)功率較小。 （4）塑料包裝機(jī)一般都采用無(wú)級(jí)變速裝置，以便靈活調(diào)整包裝速度、調(diào)節(jié)塑料包裝機(jī)的生產(chǎn)能力。 （5）塑料包裝機(jī)械是特殊類型的專業(yè)機(jī)械，種類繁多，生產(chǎn)數(shù)量有限。為便于制造和維修，減少設(shè)備投資，在塑料包裝機(jī)的設(shè)計(jì)中應(yīng)注意標(biāo)準(zhǔn)化、通用性及多功能性。 （6）塑料包裝機(jī)械的自動(dòng)化程度高，大部分已采用PLC、單片機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)了智能化。 （7）塑料包裝機(jī)械實(shí)現(xiàn)了包裝生產(chǎn)的專業(yè)化，大幅度地提高生產(chǎn)效率。 （8）塑料包裝機(jī)械化降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件，保護(hù)環(huán)境，節(jié)約原材料，降低產(chǎn)品成本。 （9）保證了包裝產(chǎn)品的衛(wèi)生和安全，提高了產(chǎn)品包裝質(zhì)量，增強(qiáng)市場(chǎng)銷售的競(jìng)爭(zhēng)力。 （10）延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì)期，方便產(chǎn)品的流通。產(chǎn)品采用塑料包裝機(jī)，可減少包裝場(chǎng)地面積，節(jié)約基建投資 。 1.2塑料包裝機(jī)發(fā)展方向 目前，國(guó)外包裝和塑料機(jī)械水平高的國(guó)家主要是美國(guó)、德國(guó)、日本、意大 利和英國(guó)。而德國(guó)的塑料包裝機(jī)械在設(shè)計(jì)、制造及技術(shù)性能等方面則居于領(lǐng)先地位， 2002年德國(guó)塑料包裝機(jī)械產(chǎn)值達(dá)34億歐元，其產(chǎn)量的77 %為出口產(chǎn)品。最近幾年，這些國(guó)家包裝和塑料機(jī)械設(shè)備發(fā)展呈現(xiàn)出新的趨勢(shì)。 　德國(guó)塑料包裝機(jī)械設(shè)計(jì)的新趨勢(shì)? ????德國(guó)與美國(guó)、日本、意大利均為世界塑料包裝機(jī)械大國(guó)。在塑料包裝機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、技術(shù)性能等方面居于領(lǐng)先地位。德國(guó)塑料包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)是依據(jù)市場(chǎng)調(diào)研及市場(chǎng)分析結(jié)果進(jìn)行的，其，目標(biāo)是努力為客戶，尤其是為大型企業(yè)服務(wù)。為滿足客戶要求，德國(guó)塑料包裝機(jī)械制造廠商和設(shè)計(jì)部門采取了諸多措施：? ????(1)工藝流程自動(dòng)化程度越來(lái)越高，以提高生產(chǎn)率和設(shè)備的柔性及靈活性。采用機(jī)械手完成復(fù)雜的動(dòng)作。操作時(shí)，在由電腦控制的攝像機(jī)錄取信息和監(jiān)控下，機(jī)械手按電腦指令完成規(guī)定動(dòng)作，確保包裝的質(zhì)量。? ????(2)提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，最大限度地滿足生產(chǎn)要求。德國(guó)塑料包裝機(jī)械以飲料、啤酒灌裝機(jī)械和塑料塑料包裝機(jī)械見(jiàn)長(zhǎng)，具有高速、成套、自動(dòng)化程度高和可靠性好等特點(diǎn)。其飲料灌裝速度高達(dá)12萬(wàn)瓶/h，小袋塑料包裝機(jī)的包裝速度高達(dá)900袋／min。? ????(3)使產(chǎn)品機(jī)械和塑料包裝機(jī)械一體化。許多產(chǎn)品要求生產(chǎn)之后直接進(jìn)行包裝，以提高生產(chǎn)效率。如德國(guó)生產(chǎn)的巧克力生產(chǎn)及包裝設(shè)備，就是由一個(gè)系統(tǒng)控制完成的。兩者一體化，關(guān)鍵是要解決好在生產(chǎn)能力上相互匹配的問(wèn)題。? ????(4)適應(yīng)產(chǎn)制品變化，具有良好的柔性和靈活性。由于市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來(lái)越短。如化妝品生產(chǎn)三年一變，甚至一個(gè)季度一變，生產(chǎn)量又都很大，因此要求塑料包裝機(jī)械具有良好的柔性和靈活性，使塑料包裝機(jī)械的壽命遠(yuǎn)大于產(chǎn)品的壽命周期，這樣才能符合經(jīng)濟(jì)性的要求。? ????(5)普遍使用計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù)。隨著新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度不斷加快，德國(guó)塑料包裝機(jī)械設(shè)計(jì)普遍采用了計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù)，大大縮短了塑料包裝機(jī)械的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)周期。? ????塑料包裝機(jī)械設(shè)計(jì)不僅要重視其能力和效率，還要注重其經(jīng)濟(jì)性。所謂經(jīng)濟(jì)性不完全是機(jī)械設(shè)備本身的成本，更重要的是運(yùn)轉(zhuǎn)成本，因?yàn)樵O(shè)備折舊費(fèi)只占成本的6％～8％，其他的就是運(yùn)轉(zhuǎn)成本。? 1.3國(guó)內(nèi)塑料包裝機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì) 我國(guó)塑料包裝機(jī)械行業(yè)起步于20世紀(jì)70年代，在80年代末和90年代中得到迅速發(fā)展。已成為機(jī)械工業(yè)中的10大行業(yè)之一，無(wú)論是產(chǎn)量，還是品種上，都取得了令人矚目的成就，為我國(guó)包裝工業(yè)的快速發(fā)展提供了有力的保障。目前，我國(guó)已成為世界塑料包裝機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)之一。? ????塑料包裝機(jī)械作為一種產(chǎn)品，它的含義不僅僅是產(chǎn)品本身的物質(zhì)意義，而是包括形式產(chǎn)品、隱形產(chǎn)品及延伸產(chǎn)品3層含義。形式產(chǎn)品是指塑料包裝機(jī)本身的具體形態(tài)和基本功能；隱形產(chǎn)品是指塑料包裝機(jī)給用戶提供的實(shí)際效用；延伸產(chǎn)品是指塑料包裝機(jī)的質(zhì)量保證、使用指導(dǎo)和售后服務(wù)等。所以塑料包裝機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)該包括：市場(chǎng)調(diào)研、原理圖設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、使用說(shuō)明書(shū)編寫(xiě)及售后服務(wù)預(yù)案等。? ????塑料包裝機(jī)械設(shè)計(jì)的類別主要有：測(cè)繪仿制設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)、改進(jìn)性設(shè)計(jì)、系列化設(shè)計(jì)。如啤酒灌裝生產(chǎn)線生產(chǎn)能力為1．6～4萬(wàn)瓶/h，其中灌裝機(jī)的灌裝閥工位數(shù)從48個(gè)、60個(gè)、90個(gè)到120個(gè)就屬于系列化設(shè)計(jì)。? ????由普通啤酒灌裝生產(chǎn)線到純生啤酒灌裝生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)就屬于改進(jìn)、開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)。對(duì)于中低速運(yùn)行的塑料包裝機(jī)，目前我們基本上可以進(jìn)行自主設(shè)計(jì)。而高速運(yùn)行的塑料包裝機(jī)，特別是一些先進(jìn)機(jī)型，大多是測(cè)繪、仿制國(guó)外的同類機(jī)型，進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化設(shè)計(jì)和系列化設(shè)計(jì)。其主要的原因是：(1)大多數(shù)設(shè)計(jì)人員還沒(méi)有真正掌握先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，如高速塑料包裝機(jī)械的動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)理論和方法等，對(duì)高速工況下機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)精度分析等問(wèn)題還不能模擬解決；(2)產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合不夠緊密，理論上的科研成果不能及時(shí)地在實(shí)際設(shè)計(jì)中運(yùn)用，設(shè)計(jì)人員缺乏及時(shí)的技術(shù)培訓(xùn)；(3)整個(gè)行業(yè)缺乏宏觀調(diào)控的力度，優(yōu)勢(shì)資源不能得到合理的配置與調(diào)整。? ????在塑料包裝機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域，絕大多數(shù)設(shè)計(jì)人員仍沿用以前的設(shè)計(jì)方法：(1)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)尋找同類機(jī)型作為樣機(jī)；(2)參考樣機(jī)制定各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)及使用范圍；(3)設(shè)計(jì)工作原理圖、傳動(dòng)系統(tǒng)圖；(4)設(shè)計(jì)關(guān)鍵零件，部件；(5)設(shè)計(jì)總裝圖方案和動(dòng)作循環(huán)圖；(6)設(shè)計(jì)部件圖、總裝圖和零件圖；(7)對(duì)主要部件中的關(guān)鍵零件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度校核；(8)設(shè)計(jì)控制原理圖、施工圖等。? ????而今，國(guó)內(nèi)一些大學(xué)的設(shè)計(jì)軟件，可以對(duì)塑料包裝機(jī)中常用機(jī)構(gòu)進(jìn)行有限元分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，其開(kāi)發(fā)的凸輪連桿機(jī)構(gòu)CAD／CAM軟件已經(jīng)能夠滿足企業(yè)進(jìn)行凸輪連桿機(jī)構(gòu)自主設(shè)計(jì)的能力，但在實(shí)際塑料包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)中應(yīng)用還不普遍。? ????新型塑料包裝機(jī)械往往是機(jī)、電、氣一體化的設(shè)備。充分利用信息產(chǎn)品的最新成果，采用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)等分離傳動(dòng)技術(shù)，可使整機(jī)的傳動(dòng)鏈大大縮短，結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，工作精度和速度大大提高。其中的關(guān)鍵技術(shù)之一是采用了多電機(jī)拖動(dòng)的同步控制技術(shù)。其實(shí)掌握這種技術(shù)并不很難，只是一些設(shè)計(jì)人員不了解塑料包裝機(jī)械的這一發(fā)展趨勢(shì)。如果說(shuō)以前我國(guó)塑料包裝機(jī)械設(shè)計(jì)是仿制、學(xué)習(xí)階段，那么現(xiàn)在我們應(yīng)該有創(chuàng)新設(shè)計(jì)的意識(shí) 我國(guó)包裝業(yè)技術(shù)與機(jī)械近些年所取得的成績(jī)是顯著的，其起步于20世紀(jì)70年代末，剛起步時(shí)年產(chǎn)值僅七、八千萬(wàn)元，產(chǎn)品品種僅100 余種，技術(shù)水平也較低。在20紀(jì)80年代中期至20世紀(jì)年代中期十余年的時(shí)間里，才得到快速發(fā)展，年增長(zhǎng)率達(dá)到20%—30% ，到1999年底塑料和塑料包裝機(jī)械達(dá)40 大類，品種達(dá)1700種，到2000年產(chǎn)值增加到300億元，且技術(shù)水平也上了個(gè)臺(tái)階，開(kāi)始出現(xiàn)了規(guī)?；⒆詣?dòng)化趨勢(shì)，傳動(dòng)復(fù)雜、技術(shù)含量高的設(shè)備也開(kāi)始出現(xiàn)，許多塑料包裝機(jī)械如液體塑料灌裝機(jī)等設(shè)備已開(kāi)始成套出口。我國(guó)包裝行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)主要有如下幾個(gè)方面： (1)制袋—充填—封口塑料包裝機(jī)械 大多數(shù)是小塑料包裝機(jī)械，在這一范圍內(nèi)已較好地解決了顆粒、膏體和粉狀的包裝的問(wèn)題。 (2)無(wú)菌塑料包裝機(jī)械 無(wú)菌包裝是將經(jīng)過(guò)消毒的塑料在無(wú)菌環(huán)境裝入消毒的容器中，可最大限度地保持塑料的天然風(fēng)味、品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)，確保產(chǎn)品質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)。無(wú)菌塑料包裝機(jī)主要分為無(wú)菌袋式大包裝和無(wú)菌袋式小包裝。無(wú)菌袋式大包裝一般在原料產(chǎn)地用于果蔬濃縮汁包裝。而無(wú)菌袋式小包裝通常用于飲料品，供市場(chǎng)零售。無(wú)菌袋式小包裝又分為杯式、盒式、袋式成型充填密封小包裝三種類型。由于無(wú)菌塑料包裝機(jī)械制造工藝和技術(shù)比較復(fù)雜，我國(guó)以前一直依靠進(jìn)口。當(dāng)然，近年來(lái)，我國(guó)一些企業(yè)努力，在這方面取得了很大的進(jìn)展，如上海輕工裝備（集團(tuán)）公司研制的屋頂盒式紙盒無(wú)菌塑料包裝機(jī)。 (3)啤酒灌裝成套設(shè)備 隨著國(guó)內(nèi)啤酒行業(yè)向規(guī)模化集約化經(jīng)營(yíng)方向發(fā)展，啤酒灌裝成套設(shè)備要重點(diǎn)發(fā)展年產(chǎn)5萬(wàn)噸以上的大型灌裝成套設(shè)備，適度發(fā)展10萬(wàn)噸以上的大型灌裝成套設(shè)備。目前我國(guó)廣州輕工機(jī)械廠已能生產(chǎn)4萬(wàn)瓶/小時(shí)、6萬(wàn)每小時(shí)的啤酒灌裝成套設(shè)備。 包裝業(yè)在生產(chǎn)自動(dòng)化趨勢(shì)的影響下 ，呈現(xiàn)高度自動(dòng)化的包裝鏈、機(jī)械功能要求多元化、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)模塊化、控制功能智能化要求、裝重安全方便環(huán)保等特點(diǎn)。今后朝著高速、低耗、計(jì)量精確、自動(dòng)檢測(cè)、多功能、全自動(dòng)大型化成套設(shè)備發(fā)展。其他還有真空塑料包裝機(jī)械和塑料中空容器加工機(jī)械。 1.4我國(guó)包裝技術(shù)與國(guó)外先進(jìn)包裝技術(shù)的差距 雖然我們塑料包裝技術(shù)與機(jī)械在近年來(lái)取得驕人的成績(jī)，但同國(guó)外比較，技術(shù)上仍存在二十年的差距，其具體表現(xiàn)在： 1）產(chǎn)品品種單調(diào)，成套設(shè)備少 到2000年為止,國(guó)外塑料塑料包裝機(jī)械達(dá)2300余種，且大多配套生產(chǎn)；國(guó)內(nèi)塑料塑料包裝機(jī)械只有1700余種，且多以單機(jī)為主。 2）技術(shù)水平低 主要表現(xiàn)在產(chǎn)品可靠性差，技術(shù)更新速度慢，新技術(shù)、新工藝、新料材應(yīng)用少，單機(jī)多，成套機(jī)少，技術(shù)含量低的產(chǎn)品多，高技術(shù)含量的產(chǎn)品少，智能化的設(shè)備還處于研制階段。 3）產(chǎn)品質(zhì)量低 主要表現(xiàn)在穩(wěn)定性可靠性差，造型落后，外觀粗糙，且大多數(shù)產(chǎn)品還無(wú)可靠標(biāo)準(zhǔn)。 4）開(kāi)發(fā)能力不足 主要表現(xiàn)是我們還在仿制、測(cè)繪或稍加國(guó)產(chǎn)化的改進(jìn)，更談不上系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研究。 1.5本設(shè)計(jì)的內(nèi)容與目標(biāo) 本設(shè)計(jì)的內(nèi)容是在分析研究塑料包裝機(jī)的功能的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)討論設(shè)計(jì)塑料包裝機(jī)的傳動(dòng)路線方案和重要機(jī)構(gòu)（槽輪機(jī)構(gòu)，花盤輪，轉(zhuǎn)鼓計(jì)數(shù)裝置）。并且通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)討論的具體內(nèi)容是： 1）電機(jī)到主傳動(dòng)軸的傳動(dòng)方案和傳動(dòng)比的分配； 2）主傳動(dòng)軸上主傳動(dòng)輸送帶、圓柱齒輪的傳動(dòng)功率的分配以及傳動(dòng)比的分配。以實(shí)現(xiàn)瓶的傳輸以及瓶的推送等動(dòng)作間的協(xié)調(diào)。 3）設(shè)計(jì)送料機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，并理論上分送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)可行性。 本設(shè)計(jì)的目標(biāo)旨在通過(guò)了解塑料包裝機(jī)的功能來(lái)研究塑料包裝機(jī)中特定動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)，通過(guò)研究間歇機(jī)構(gòu)來(lái)為塑料包裝機(jī)的應(yīng)用提供較高的理論參考價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。第2章 塑料包裝機(jī)的傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 2.1 選擇電動(dòng)機(jī) 合理選擇電動(dòng)機(jī)類型，對(duì)工作機(jī)械有效的工作，以及機(jī)組運(yùn)行的可靠性、安全、節(jié)能及降低設(shè)備造價(jià)都有重要意義。 電動(dòng)機(jī)類型的選擇要從負(fù)載的要求出發(fā)，考慮工作條件，負(fù)載性質(zhì)、生產(chǎn)工藝、供電情況等，盡量滿足下述各方面的要求： 1．機(jī)械特性 由電動(dòng)機(jī)類型決定的電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與工作機(jī)械機(jī)械特性配合要適當(dāng)，機(jī)組穩(wěn)定工作；電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、牽入轉(zhuǎn)矩等性能均能滿足工作機(jī)械的要求。 2．轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速滿足工作機(jī)械要求，其最高轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速變化率、穩(wěn)速、調(diào)速、變速等性能均能適應(yīng)工作機(jī)械運(yùn)行要求。 3．運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性 從降低整個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的能耗及電動(dòng)機(jī)的綜合成本來(lái)考慮選擇電動(dòng)機(jī)類型，針對(duì)使用情況選擇不同效率水平的電動(dòng)機(jī)類型；對(duì)一些使用時(shí)間很短、年使用時(shí)數(shù)也不高的機(jī)械，電動(dòng)機(jī)效率低些也不會(huì)使總能耗產(chǎn)生較大的變化，所以并不注重電動(dòng)機(jī)的效率：但另一類年利用小時(shí)較高的機(jī)械，如空調(diào)設(shè)備、循環(huán)泵、冰箱壓縮機(jī)等，就需要選用效率高的電動(dòng)機(jī)以降低總能耗。 2.2電動(dòng)機(jī)的選擇 本機(jī)器的動(dòng)力選用交流380V。塑料包裝機(jī)械中常用的點(diǎn)機(jī)轉(zhuǎn)速多為1400分轉(zhuǎn)/分，由于整個(gè)載荷比較小，所以綜合考慮最終選用Y112M-4型三相異步電動(dòng)機(jī)，電壓為380V，功率為180W，額定轉(zhuǎn)速為1400r/min，根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速及效率要求確定各級(jí)傳動(dòng)比。其中轉(zhuǎn)送帶為主要工作部件，其效率直接影響整機(jī)工作效率。電動(dòng)機(jī)的外形圖及尺寸見(jiàn)表2.1和圖2.1。 圖2.1 Y112M-4型電動(dòng)機(jī)外形尺寸 機(jī)座號(hào) 安裝尺寸 D(j6) E F(N9) G M N(j6) P R S T 80 19 +0.009 -0.004 40 6 -0.03 15.5 -0.1 165 130 +0.014 -0.011 200 0 12 +0.43 3.5 外形尺寸不大于 AC AD AE L 175 120 110 300 表2.1Y112M-4型電動(dòng)機(jī)外形尺寸 2.3傳動(dòng)方案的確定 包轉(zhuǎn)機(jī)工作時(shí)，先將經(jīng)理瓶機(jī)構(gòu)整理的瓶子經(jīng)輸送帶8送入，再經(jīng)花盤輪9旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)到送料裝置10，然后通過(guò)槽輪6進(jìn)行間歇運(yùn)動(dòng)使之停下，進(jìn)行灌料。然后再通過(guò)花盤輪轉(zhuǎn)出，由輸送帶送出。 1.電機(jī) 2.帶輪 3.減速箱 4.減速箱鏈輪 5.齒輪6.槽輪機(jī)構(gòu)7.圓錐齒輪 8.傳送帶 9.花盤輪 10.轉(zhuǎn)鼓計(jì)數(shù)裝置 圖2.1塑料包裝機(jī)系統(tǒng)傳動(dòng)原理圖 2.4各級(jí)傳動(dòng)比的確定 按圖2.1，電動(dòng)機(jī)經(jīng)帶輪、減速器、鏈輪減速。減速器選用傳動(dòng)比為i2=1：50的蝸輪減速機(jī)，電機(jī)與減速箱采用皮帶傳動(dòng)，其傳動(dòng)比為i1=1：4，鏈輪減速的傳動(dòng)比為i3=1：1，即 ————電機(jī)與減速器的傳動(dòng)比 ————蝸輪減速箱傳動(dòng)比 ————減速箱與主軸間傳動(dòng)比 所以主軸轉(zhuǎn)速及傳動(dòng)帶上的瓶的線速度為 /=/=0.03663m/s=36.63mm/s 每分鐘30瓶，那么瓶子間的距離為：mm 第三章 電機(jī)到主輸送帶裝置的傳動(dòng)設(shè)計(jì) 3.1第一級(jí)傳動(dòng)——帶的設(shè)計(jì) 1）確定帶的計(jì)算功率 由表8-6[1]查得帶的工作情況系數(shù)，故 w =198w (3.1) 2） 選取窄V帶帶型 根據(jù) 、由圖8-9確定選用SPZ型。 3） 確定帶輪基準(zhǔn)直徑 由表8-3和表8-7取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑63mm。 根據(jù)式（8-15），，從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑。 =252 mm (3.2) 根據(jù)表8-7，取。 按式==4.618 m/s (3.3) =4.618m/s 所以帶的速度合適。 4） 確定窄V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距 根據(jù)0.7（，初步確定中心距400 mm。 根據(jù)下式計(jì)算所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 = =1316.9mm (3.4) 由表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度=1400mm。 則按式（8-21）計(jì)算實(shí)際的中心距a =442.4mm (3.5) 圓整取a=442mm 5） 驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 由式（8-6）得 (3.6) 主動(dòng)輪上的包角合適。 6）計(jì)算窄V帶的根數(shù)Z 由 (3.7) 又1400 r/min 、63mm、4,查表8-5a和表8-6b得 0.24 kw △P0=0.03 kw 查表8-8得 包角系數(shù)0.93，查表8-2得長(zhǎng)度系數(shù)0.99，則 =0.7 則取Z=1根。 7） 計(jì)算預(yù)緊力 由 (3.8) 查表8-4得q=0.06kg/m，故 N=33.08N 8） 計(jì)算作用在軸上的壓軸力 ==65.35 N (3.9) 3.2 蝸輪蝸桿傳動(dòng)減速箱的計(jì)算 蝸桿所在軸Ⅰ：=700 r/min, 172.8 w，傳動(dòng)比， 傳動(dòng)不反向，工作載荷穩(wěn)定，設(shè)計(jì)壽命12000 h。 3.2.1 選擇蝸桿的傳動(dòng)類型 根據(jù)GB/T10085—1988 的推薦，采用漸開(kāi)線蝸桿（ZI）。 3.2.2選擇材料 考慮到本設(shè)計(jì)中蝸桿傳動(dòng)的傳遞功率不大，速度較低，所以蝸桿用45鋼。因希望效率高些賴磨性好，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為45—55HRC。蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造。為里節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。 3.2.3按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 根據(jù)閉齒蝸輪蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì),再較核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。由式（11—12），傳動(dòng)中心距 (3.10) 1）確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 按1，取效率0.8，則 =94300 (3.11) 2）確定載荷系數(shù)K 因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù)=1；選使用系數(shù)=1.15；由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取重載荷系數(shù)=1.05；則 =1.21 (3.12) 3）確定彈性影響系數(shù) 因選用的鑄錫磷青銅ZCuSn10P蝸輪和鋼蝸桿相配，故=160 。 4）確定接觸系數(shù) 先假使蝸桿分度圓直徑和傳動(dòng)中心距a的比值=0.35，從圖11-18中可查得=2.9。 5）確定許用接觸應(yīng)力 根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZCuSu10P,金屬模鍛造，蝸桿螺旋齒面硬度>45HRC，可從表11-7中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力=268MPa。則應(yīng)力環(huán)次數(shù)為 ===1.008 (3.13) 壽命系數(shù) =1 則 =1268=268 MPa 6）計(jì)算中心距 =69.93mm 取中心距為a=80mm，因i=50，故可模數(shù)m=2.5，蝸桿分度圓直徑=30mm。這時(shí)/a=0.375。從圖11-18中可查得接觸系數(shù)=2.8。因?yàn)?，上述?jì)算結(jié)果可用。 3.2.4蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 1）蝸桿 軸向齒距==7.854；直徑系數(shù)q=12；齒頂直徑==35 mm， 齒根圓直徑=24mm； 分度圓導(dǎo)程角=；蝸桿軸向齒厚=6.283 mm。 2）蝸輪 蝸輪齒數(shù)=51；變位系數(shù)=； 驗(yàn)算傳動(dòng)比=51，這時(shí)傳動(dòng)比誤差為=2.0﹪，這是 許的。 蝸輪分度圓直徑 ==127.5 mm 蝸輪喉圓直徑 =127.5+22.5=132.5 mm 蝸輪齒根圓直徑 =127.5-=121.5 mm 蝸輪咽喉母圓半徑 = mm 3.2.5校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 (3.14) 當(dāng)量齒數(shù) =51.52 (3.15) 根據(jù)，=51.52，從圖中可查的齒形系數(shù)=2.75。 螺旋角系數(shù) ==0.966 (3.16) 許用彎曲應(yīng)力 從表11-8中查得由ZCuSn10P1制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力=56MPa。 壽命系數(shù) =0.893 =50MPa 而實(shí)際彎曲強(qiáng)度 = =48.5MPa 彎曲強(qiáng)度滿足條件。 3.2.6精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定 由蝸輪蝸桿傳動(dòng)的情況，選用8級(jí)精度，側(cè)隙種類為f。則 1） 蝸桿軸向齒距極限偏差，蝸桿軸向齒距累計(jì)公差 mm ，蝸桿齒行公差=0.022 mm 。 2） 蝸輪齒距累積公差=0.160 mm，蝸輪齒圓徑向跳動(dòng)公差=0.050mm，蝸輪齒形公差=0.014 mm，蝸輪齒距極限偏差=0.020 mm。 3.2.7傳動(dòng)效率的計(jì)算 滑行速度==1.1 m/s (3.17) 故采用下置蝸桿。 此時(shí)查得，總效率=0.52 (3.18) 3.2.8蝸輪蝸桿最小軸徑的確定 1）蝸桿 選擇軸的材料為45鋼，由于蝸桿小，所以做成齒輪軸Ⅰ。 此時(shí)=40MPa，則 由公式 (3.19) =6.65 mm 取=12 mm。 2）蝸輪 同樣選軸的材料為45鋼，軸Ⅱ傳遞的功率 ==89 W 由公式（1）得 =19.65 mm 取軸Ⅱ最小直徑為=25 mm。 3.3第三級(jí)傳動(dòng)——鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 由設(shè)計(jì)條件可知傳動(dòng)比i=1，輸入的功率為=89 W，轉(zhuǎn)速n=14 r/min ，載荷平穩(wěn)。則可進(jìn)行如下設(shè)計(jì) 1）選擇鏈輪齒數(shù) 假定鏈輪轉(zhuǎn)速為0.6—3 m/s ，由表9—8選取小鏈輪齒數(shù)=20；從動(dòng)輪齒數(shù)=20。 2）計(jì)算功率 由表9—9[1]查得工作情況系數(shù)=1，故 ==89 W 確定鏈條鏈節(jié)數(shù) 初定中心距=30p,則鏈節(jié)數(shù)為 =80 節(jié) (3.20)[1] 3）確定鏈條的節(jié)距p 由圖9—13[1]按小鏈輪轉(zhuǎn)速估計(jì)，鏈工作在功率曲線頂點(diǎn)的左側(cè)時(shí)，可能出現(xiàn)鏈板疲勞破壞。由表9—10查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù)=1.05；=0.94；選取單排鏈，由表9—11查得多排鏈系數(shù)=1.0，故得所需傳遞的功率為 =90 W 根據(jù)小鏈輪轉(zhuǎn)速=14 r/min，及=89 W，可選鏈號(hào)為08A單排鏈。同時(shí)也證實(shí)原估計(jì)鏈的工作在額定功率曲線頂點(diǎn)左側(cè)是正確的。此時(shí)查得鏈節(jié)距p=12.70mm。 4）確定鏈長(zhǎng)L及中心距a =1.012 m (3.21) ==445 mm 中心距減小量 △a=(0.002～0.004)a=(0.002～0.004)×445 mm =0.89～1.78 mm 實(shí)際中心距 =a- △a =445-(0.89～1.78)=444.11～443.22 mm 取 =444 mm 5）驗(yàn)算鏈速 ==0.06 m/s 6）驗(yàn)算小鏈輪轂孔 由表查得鏈輪轂孔最大許用直徑=34 mm，大于蝸輪軸徑 =25 mm,故合適。 7）作用在軸上的壓軸力 有效圓周力 =1483 N (3.23) 按水平布置取壓軸力系數(shù)，故 =1705 N 3.4 主傳送帶的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.4.1主傳動(dòng)鏈的設(shè)計(jì)計(jì)算[1] 由前述可知，選取08A型滾子鏈。P=12.7 mm。 1） 選擇鏈輪的齒數(shù) 選取鏈輪的齒數(shù)=36。 2） 計(jì)算功率 工作情況系數(shù)=1.0，輸入功率=51.2 W 其中 ——為輸入主軸的功率分配給主傳動(dòng)鏈的分配比 故 ==51.2 W 3）確定鏈條鏈節(jié)數(shù) 初定中心距=100p，則鏈節(jié)數(shù)為 =236 節(jié) 為了能均勻的分配三角擋板，故選取=240 節(jié)。 4）確定鏈長(zhǎng)L及中心距a =3.05 m =1295.4 mm 中心距減小量 △a=(0.002～0.004)a=(0.002～0.004)×445 mm =2.60～5.20 mm 實(shí)際中心距 a-△a=1295.4-（2.60～5.20）=1292.8～1290.2 mm 取 1292 mm 5） 驗(yàn)算鏈速 ==0.1067 m/s 6） 選取輪轂孔 由表可查的輪轂許用最大直徑，以及參考第二傳動(dòng)鏈的輪轂許用最大直徑，擬選擇此段軸徑=35 mm。 7） 作用在軸上的壓軸力 又主傳動(dòng)帶的輸入功率= 有效圓周力 =480 N 按水平布置取壓軸力系數(shù)，故 =552 N 3.4.2 計(jì)算主傳送帶的牽引力F[6] 假設(shè)回程鏈條有支托的水平式輸送裝置，則 (3.24)[6] 式中 F——輸送鏈條的牽引力，N； L——物品輸送的水平長(zhǎng)度，m； ——每米長(zhǎng)度上的輸送鏈質(zhì)量，kg； W——輸送機(jī)每米長(zhǎng)度上的輸送物品質(zhì)量，kg； ——物體與滑臺(tái)表面間摩擦系數(shù)； ——鏈條與導(dǎo)軌間摩擦系數(shù)； 3 ——為鏈條數(shù)。 在本設(shè)計(jì)中瓶子由鏈條本身傳送，所以選=0.40；由于08A滾子鏈單排每米質(zhì)量q=0.60 kg/m，則0.60 kg；在開(kāi)始確定瓶間距時(shí)H=10P=127mm, 又在設(shè)計(jì)時(shí)我選用娃哈哈礦泉水作為參考物品，所以 取W=4 kg/m，式中L由上可知L= 785 mm 。 在設(shè)計(jì)中送料機(jī)構(gòu)給一個(gè)瓶子灌料時(shí)，輸送帶上有10個(gè)待灌瓶子。這樣它們所需要的鏈長(zhǎng)為==1270 mm，（<1290 mm）故符合設(shè)計(jì)條件。 所以 = =59.43 3.4.3 驗(yàn)算主鏈條輸送裝置的功率 由于精確計(jì)算鏈條運(yùn)輸物品時(shí)所遇的阻力相當(dāng)?shù)睦щy，故均采用經(jīng)驗(yàn)方法來(lái)計(jì)算?？捎孟率焦浪爿斔玩溳喌墓β?。 (3.25)[6] 式中 ——主傳動(dòng)帶的功率，W； F ——鏈條牽引力，N； V ——牽引鏈條的速度，m/s； K ——系數(shù)，有潤(rùn)滑的鏈條取K=1.15，無(wú)潤(rùn)滑的鏈條取K=1.20。 ==7.2 W 式（2）中的輸入功率 其中 ——為輸入主軸的功率分配給主傳動(dòng)鏈的分配比 根據(jù)設(shè)計(jì)需要我取0.6；鏈條的傳動(dòng)效率0.96。 此時(shí)實(shí)際能輸入的功率為 =51.2 W，所以滿足設(shè)計(jì)條件。 由設(shè)計(jì)條件可知傳動(dòng)比i=1，輸入的功率為=89 W，轉(zhuǎn)速n=7 r/min ，載荷平穩(wěn)。則可進(jìn)行如下設(shè)計(jì) 1）選擇鏈輪齒數(shù) 假定鏈輪轉(zhuǎn)速為0.6—3 m/s ，由表9—8選取小鏈輪齒數(shù)=20；從動(dòng)輪齒數(shù)=20。 2）計(jì)算功率 由表9—9[1]查得工作情況系數(shù)=1，故 ==89 W 確定鏈條鏈節(jié)數(shù) 初定中心距=30p,則鏈節(jié)數(shù)為 =80 節(jié) (3.20)[1] 3）確定鏈條的節(jié)距p 由圖9—13[1]按小鏈輪轉(zhuǎn)速估計(jì)，鏈工作在功率曲線頂點(diǎn)的左側(cè)時(shí)，可能出現(xiàn)鏈板疲勞破壞。由表9—10查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù)=1.05；=0.94；選取單排鏈，由表9—11查得多排鏈系數(shù)=1.0，故得所需傳遞的功率為 =90 W 根據(jù)小鏈輪轉(zhuǎn)速=7 r/min，及=89 W，可選鏈號(hào)為08A單排鏈。同時(shí)也證實(shí)原估計(jì)鏈的工作在額定功率曲線頂點(diǎn)左側(cè)是正確的。此時(shí)查得鏈節(jié)距p=12.70mm。 4）確定鏈長(zhǎng)L及中心距a =1.012 m (3.21) ==445 mm 中心距減小量 △a=(0.002～0.004)a=(0.002～0.004)×445 mm =0.89～1.78 mm 實(shí)際中心距 =a- △a =445-(0.89～1.78)=444.11～443.22 mm 取 =444 mm 5）驗(yàn)算鏈速 ==0.06 m/s 6）驗(yàn)算小鏈輪轂孔 由表查得鏈輪轂孔最大許用直徑=34 mm，大于蝸輪軸徑 =25 mm,故合適。 7）作用在軸上的壓軸力 有效圓周力 =1483 N (3.23) 按水平布置取壓軸力系數(shù)，故 =1705 N 第4章 主要機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4.1轉(zhuǎn)鼓計(jì)數(shù)裝置 4.1.1轉(zhuǎn)鼓計(jì)數(shù)裝置總體確定 1. 料斗 2. 計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)鼓 圖4.1 轉(zhuǎn)鼓計(jì)數(shù)裝置 轉(zhuǎn)鼓每轉(zhuǎn)一圈計(jì)數(shù)120粒。每分鐘30瓶，每瓶30粒，那么轉(zhuǎn)鼓一分鐘計(jì)數(shù)粒，間歇機(jī)構(gòu)采用槽輪機(jī)構(gòu)，要求灌裝的瞬間，工作臺(tái)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，每裝完一瓶，工作臺(tái)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，采用槽輪機(jī)構(gòu)可方便地實(shí)現(xiàn)這一功能。主動(dòng)輪轉(zhuǎn)一圈，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)1/4圈，這樣計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)鼓剛好計(jì)數(shù)30粒，那么主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的傳動(dòng)比為：30：7。這里可以通過(guò)一對(duì)齒輪來(lái)改變傳動(dòng)比。 4.1.2轉(zhuǎn)鼓的尺寸確定 因?yàn)榱铣暑w粒狀，這里設(shè)定料的直徑為d=6mm，轉(zhuǎn)鼓上右20道槽，每條槽剛好可放下6顆。轉(zhuǎn)鼓每轉(zhuǎn)四分之一圈剛好有5道槽轉(zhuǎn)過(guò)，所以轉(zhuǎn)過(guò)的顆粒為n=5×6=30顆。其主要尺寸如圖4.2所示。 圖4.2轉(zhuǎn)鼓輪的設(shè)計(jì) 4.2花盤輪的設(shè)計(jì) 圖4.3花盤輪的結(jié)構(gòu) 花盤輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)通常由經(jīng)驗(yàn)方法確定，齒槽半徑R略大輸送容器主體部位的半徑，因?yàn)槠孔拥陌霃綖?5mm，取齒槽半徑R=26mm工作齒槽外徑部位需進(jìn)行修緣，使容器能順利地進(jìn)入或脫離齒槽。上下齒輪片間距離H以確保容器在輸送中具有良好的平穩(wěn)性為前提，根據(jù)容器結(jié)構(gòu)確定?；ㄝ啽P的輪齒片通常用高強(qiáng)度鑄鐵或中碳鋼制造，軸套可用普通鑄鐵或工程塑料制造。 4.3槽輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1.撥輪A.圓柱銷2. 槽輪 圖4.4槽輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1.幾何要求:圓銷線速度方向與輪槽方向一致 2.設(shè)計(jì)要點(diǎn):圓柱銷與鎖住弧配合 3.基本參數(shù)選擇 (1)槽數(shù)z 幾何關(guān)系： 運(yùn)動(dòng)關(guān)系(運(yùn)動(dòng)特性系數(shù)τ)： 討論：τ>0，z≥3，一般取z=4-8 (2)銷數(shù)K 討論：τ<1， 常用K=1 4. 幾何尺寸計(jì)算 表4.1 幾何尺寸計(jì)算 ?? 在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中，槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2與銷輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1之比，稱為運(yùn)動(dòng)系數(shù)，用τ表示。 對(duì)于外槽輪機(jī)構(gòu),為了避免或減輕槽輪在開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)和停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的碰撞或沖擊，圓銷在開(kāi)始進(jìn)入徑向槽或從徑向槽脫出的瞬時(shí)，圓銷中心的線速度方向均沿著徑向槽的中心線方向，以便槽輪在啟動(dòng)和停止時(shí)的瞬時(shí)角速度為零。 ?????????210 + 220 =π ?????????210 =π- 220 =π- (2π/z) 式中z為槽輪的槽數(shù)。 ??? 主動(dòng)件以等角速度ω1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)一次所需的時(shí)間為 t2 = 210/ω1 。 ??? 當(dāng)主動(dòng)撥盤對(duì)稱均布有k個(gè)圓銷時(shí)，則主動(dòng)撥盤轉(zhuǎn)過(guò)2π/k 角度便完成槽輪的一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)，其所需的時(shí)間為t1 = 2π / [kω1]。????????? ???此外，由于槽輪機(jī)構(gòu)是作間歇運(yùn)動(dòng)的，故必須有間歇時(shí)間，所以運(yùn)動(dòng)系數(shù)τ總是小于1，因此 k 與 Z 的關(guān)系應(yīng)為 k<2z/(z-2)，常取 z = 4 ～ 8。 5．槽輪機(jī)構(gòu)的角速度和角加速度 槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析和曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析完全一樣。下圖分別列出了槽數(shù)為4、6、8的外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)角速度ω2/ω1 和角加速度α2/ω12 的變化情況。從圖中可以看出，槽數(shù)愈少，則角速度、角加速度的變化愈大，由此產(chǎn)生的沖擊和磨損也就愈大。 由以上公式可以算出槽輪機(jī)構(gòu)的具體尺寸： 中心距：a=150mm 撥輪的軸徑：d1=34mm 槽輪的軸徑：d2=30mm 鎖止符半徑：Rx=83mm 圓銷回轉(zhuǎn)半徑：R1=75mm 槽底高：b=29mm 槽深：h=76 鎖止符張開(kāi)角：γ=270度 4.4直齒圓柱齒輪的幾何計(jì)算 漸開(kāi)線圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) (1)、設(shè)計(jì)參數(shù) 傳遞功率 P=0.18(kW) 齒輪1轉(zhuǎn)速 n1=7(r/min) 齒輪2轉(zhuǎn)速 n2=30(r/min) 傳動(dòng)比 i=7:30 　　工作機(jī)載荷特性：均勻平穩(wěn) 　　預(yù)定壽命 H=36000(小時(shí)) (2)、布置與結(jié)構(gòu) 　　結(jié)構(gòu)形式：開(kāi)式 　　齒輪1布置形式 ：對(duì)稱布置 　　齒輪2布置形式：對(duì)稱布置 　　齒輪1材料及熱處理45號(hào)鋼<表面淬火> 　　齒輪2材料及熱處理45號(hào)鋼<表面淬火> (3)、齒輪精度 　　齒輪1第Ⅰ組精度7級(jí) 　　齒輪2第Ⅰ組精度 7級(jí) (4)、齒輪基本參數(shù) 　　模數(shù)(法面模數(shù)) M=4 　　齒輪1齒數(shù) Z1=60 　　齒輪1齒寬 B1=40.00(mm) 　　齒輪2齒數(shù) Z2=14 　　齒輪2齒寬 B2=40.00(mm) 　　標(biāo)準(zhǔn)中心距 A0=148.00000(mm) 　　實(shí)際中心距 A=150.00000(mm) 　　齒輪1分度圓直徑 d1=240.00000(mm) 　　齒輪2分度圓直徑 d2=56.00000(mm) 　　齒頂高系數(shù) ha*=1.00 　　頂隙系數(shù) c*=0.25 　　壓力角 α*=20(度) 4.5 主傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 4.5.1 選擇主傳動(dòng)動(dòng)軸的材料 由于軸工作時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力多是循環(huán)變應(yīng)力，所以軸的損壞常為疲勞破壞。而軸的設(shè)計(jì)是塑料包裝機(jī)設(shè)計(jì)中的重要的組成部分，因此我校核主傳動(dòng)動(dòng)軸，應(yīng)保證其有足夠高的強(qiáng)度和韌性。對(duì)應(yīng)力集中敏感性小和良好的工藝性，還須滿足剛度、耐磨性、耐腐蝕性要求。軸的一般材料主要是碳素鋼和合金鋼。碳素鋼強(qiáng)度雖然較合金鋼低，但價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性低，故在本次設(shè)計(jì)主傳動(dòng)軸時(shí)采用碳素鋼比較合適。 常用的碳素鋼有30、40、45、和45鋼，其中以45鋼最為常用。同時(shí)主傳動(dòng)動(dòng)軸一般是用碳鋼或合金鋼制成，且本設(shè)計(jì)中的主傳動(dòng)動(dòng)軸是低速中載傳動(dòng)，所以綜合上述考慮，我選擇45鋼作為主動(dòng)軸的材料，為保證其力學(xué)性能，應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理。其主要的力學(xué)性能參數(shù)見(jiàn)文獻(xiàn)[1]表15--1，其中毛胚直徑小于100mm的45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理后的主要參數(shù)有：硬度：217～255；抗拉強(qiáng)度：；屈服強(qiáng)度極限：；彎曲疲勞極限：；剪切疲勞極限：；許用彎曲應(yīng)力：。 4.5.2主傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 根據(jù)主傳動(dòng)軸的工作情況，確定主傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)圖如下。 圖4.5 主動(dòng)軸的結(jié)構(gòu) 4.5.3軸力的計(jì)算分析 4.5.3.1求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 若取每級(jí)齒輪傳動(dòng)的功率（包括軸承效率在內(nèi)）η=0.97，則 ===180×0.96=172.8W =9550000=9550000×=235749Nmm 4.5.3.2求作用在齒輪上的力 因已知大齒輪的分度圓直徑為 =m=4×60=240mm 而 ===3802.40N ==3802.40×=397.37N =tanβ=3802.40×tan=154.06N 4.5.3.3初步確定軸的最小直徑 先按式（15-2）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取==112，其中為許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，于是得 ==112×=15.63mm 輸入軸的最小直徑顯然是安裝錐齒輪處軸的直徑。為了使軸直徑與前面所設(shè)計(jì)的帶輪相配合，這里需要確定其d并周整，為了滿足強(qiáng)度要求，這里取d=20mm。 4.5.3.4校核軸的強(qiáng)度 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖4.6軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 從軸的結(jié)構(gòu)圖和彎矩和扭矩中可以看出截面D是軸的危險(xiǎn)截面。現(xiàn)將計(jì)算出的截面D處的、及M的值列于下表 表4.2 截面D的負(fù)荷 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F =-1376N，=2070N =122N，=1032N 彎矩M =117.196Nm，=345.29 Nm 總彎矩 ==363.42 Nm 扭矩T =23625 Nmm 按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（既危險(xiǎn)截面D）的強(qiáng)度。根據(jù)[2]式（15-5）及上表中的數(shù)值，并取=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力 ===5.225MPa 前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得=60MPa。因此＜，故安全。 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)是對(duì)塑料包裝機(jī)械進(jìn)行的一次有效的理論討論。通過(guò)對(duì)塑料包裝機(jī)各級(jí)傳動(dòng)比的分配研究計(jì)算，了解了塑料包裝機(jī)實(shí)現(xiàn)送瓶，間歇運(yùn)動(dòng)及送料這一完整的過(guò)程。這為進(jìn)一步了解包裝的其他功能和發(fā)展要求打下了一定的基礎(chǔ)。對(duì)塑料包裝機(jī)進(jìn)行有效的理論分析，不僅有一定的使用價(jià)值，更有較高的理論參考價(jià)值，這有利于我們技術(shù)人員消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家包裝業(yè)的差距。 在設(shè)計(jì)中，我通過(guò)分析研究塑料包裝機(jī)的功能和各級(jí)傳動(dòng)比，提出了設(shè)計(jì)槽輪機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)塑料包裝機(jī)的有效間歇?jiǎng)幼鱽?lái)完成塑料包裝機(jī)的功能要求。在送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，采用轉(zhuǎn)鼓計(jì)數(shù)裝置配合槽輪進(jìn)行計(jì)數(shù)。 我著重討論了電機(jī)到主傳動(dòng)帶的傳動(dòng)鏈以及設(shè)計(jì)了機(jī)構(gòu)傳動(dòng)路線和其它的機(jī)械結(jié) 構(gòu)，以及送料機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。 致 謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)所學(xué)知識(shí)與能力的綜合應(yīng)用和檢測(cè)，是每一個(gè)合格的大學(xué)生的必經(jīng)過(guò)程，也是一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅培養(yǎng)了我們正確的設(shè)計(jì)思想；也同時(shí)讓我們掌握了工程設(shè)計(jì)的一般程序和方法，以及鍛煉了我們綜合運(yùn)用知識(shí)能力。在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們大量閱讀了各種技術(shù)資料及設(shè)計(jì)手冊(cè)，認(rèn)真探討了機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)的各種基本問(wèn)題。因此，本次設(shè)計(jì)不僅加強(qiáng)了對(duì)自己所學(xué)專業(yè)課程的理解和認(rèn)識(shí)，而且也對(duì)自己的知識(shí)面進(jìn)行了拓寬。此外，本次設(shè)計(jì)在繪圖的過(guò)程中，使用了AUTOCAD、PRO-E、等二維和三維繪圖軟件，并同時(shí)進(jìn)行了手工繪圖，這些都不同程度地使我們學(xué)到了更多的知識(shí)，進(jìn)一步提高了我們繪圖識(shí)圖的能力。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我得到賀靜老師的耐心指導(dǎo)，細(xì)心教誨，并在設(shè)計(jì)過(guò)程中及時(shí)的給我解答疑難，讓我在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中得到了自己能力上的長(zhǎng)進(jìn)和知識(shí)上的飛躍，這對(duì)我的將來(lái)都會(huì)有深遠(yuǎn)的影響。并且，在設(shè)計(jì)過(guò)程中還有其他老師和同學(xué)的熱忱幫助，在此表示由衷的感謝！ 由于本人知識(shí)有限，實(shí)際經(jīng)驗(yàn)更加不足，因此我的設(shè)計(jì)還存在著很多的不足之處，敬請(qǐng)各位老師指正，本人將不勝感激！ 參考文獻(xiàn) [1] 雷伏元主編.自動(dòng)塑料包裝機(jī)原理[M].天津科學(xué)技術(shù)出版社,1986. 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