蔬菜捆扎機(jī)機(jī)械部分的設(shè)計(jì)含8張CAD圖,蔬菜,捆扎,機(jī)械,部分,設(shè)計(jì),CAD 蔬菜捆扎機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 一 本題來源及研究的目的和意義 1.1 課題的來源：自選題 1.2 研究的目的 蔬菜主要是農(nóng)民的生產(chǎn)作物之一。發(fā)展蔬菜生產(chǎn)，對調(diào)整優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、加快脫貧致富及地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有非常重要的作用。蔬菜作為地上作物，其裝箱方式以人工撿拾、機(jī)械輔助為主。蔬菜捆扎機(jī)可以大大提高收獲效率，降低勞動強(qiáng)度，減少損失，為蔬菜生產(chǎn)奠定良好的基礎(chǔ)。但是裝運(yùn)方式的落后極大的制約了蔬菜的生產(chǎn)發(fā)展。為促進(jìn)蔬菜生產(chǎn)地發(fā)展，解決機(jī)械化問題勢在必行。蔬菜捆扎機(jī)凸輪總體的精確設(shè)計(jì),受凸輪控制的剪切、夾壓機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)合理運(yùn)行是完成捆扎的關(guān)鍵 1.3 研究的意義 蔬菜是農(nóng)民的重要經(jīng)濟(jì)作物，在各地區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中占有重要的地位。隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，蔬菜的種植規(guī)模越來越大，人力投入，生產(chǎn)成本的消耗等問題日益突出，因此，蔬菜生產(chǎn)過程的全程機(jī)械化問題急需解決,由于種植過程一般與其它糧食作物沒有多大區(qū)別，重點(diǎn)裝箱運(yùn)輸不同，所以裝運(yùn)機(jī)械對現(xiàn)實(shí)生活的需要是極為迫切的。 本設(shè)計(jì)通過對國內(nèi)外蔬菜扎捆機(jī)器的性能的檢測，構(gòu)造以及操作的簡易程度，最終設(shè)計(jì)成一架操作簡單、價格合理、適合大多數(shù)地區(qū)使用便于維修的蔬菜捆扎機(jī)械，捆扎的過程包括送帶、收緊、切燙、粘結(jié)四個環(huán)節(jié)組成，因此送帶機(jī)構(gòu)、夾壓機(jī)構(gòu)、封口機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理與否，將直接影響到捆扎質(zhì)量和效率。當(dāng)蔬菜人工擱置在規(guī)定的位置后，手動將捆扎帶塞入焊接處并觸動微開關(guān)，其他頂緊桿將帶端壓緊，同時機(jī)械裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)保證反時針方向收帶，達(dá)到一定的捆緊力后焊接，稍后切刀上頂切帶，最后機(jī)械送帶，完成一個捆件的捆扎過程，實(shí)現(xiàn)了對蔬菜捆扎的機(jī)械化。 二 課題所涉及的問題在國內(nèi)外現(xiàn)狀及分析 2.1國內(nèi)現(xiàn)狀 我國包裝機(jī)械工業(yè)是在改革開放以后發(fā)展起來的。由于起步較晚，大部分設(shè)備都是通過引進(jìn)設(shè)備消化吸收研制出來的。行業(yè)從無到有，從小到大，逐步發(fā)展起來。而我國的捆扎機(jī)械在各領(lǐng)域運(yùn)用都比較廣泛，比如在建筑上鋼筋的捆扎，在醫(yī)療上對藥物器械的包裝，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中打捆機(jī)的出現(xiàn)，解決了秸稈荒廢田地等等問題?；旧夏苌a(chǎn)出滿足人民生活需求的各種各樣、各種檔次的產(chǎn)品，并正在不斷努力、提高、縮小與國外先進(jìn)水平、先進(jìn)技術(shù)、先進(jìn)設(shè)備的差距。在全行業(yè)廣大企業(yè)、科研單位技術(shù)人員及行業(yè)工作者的共同努力下，新產(chǎn)品、新技術(shù)日益涌現(xiàn)并轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。我國人口眾多，民以食為天，包裝與食品機(jī)械產(chǎn)品市場廣闊、潛力巨大。包裝與食品機(jī)械在我同的迅速崛起已引起社會的廣泛關(guān)注，即使在東南亞國家遭受金融危機(jī)的情況下，該行業(yè)仍欣欣向榮，堪稱“朝陽工業(yè)”。隨著人民生活水平的不斷提高，對商品包裝提出了更高的要求，哪里有商品，哪里就有包裝，可以說包裝工業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)整體結(jié)構(gòu)的發(fā)展起著重要的作用。包裝機(jī)械產(chǎn)品量大面廣，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工、軍工等各個行業(yè)。我國包裝機(jī)械工業(yè)通過采用國際標(biāo)準(zhǔn)和吸收國外先進(jìn)技術(shù)，在標(biāo)準(zhǔn)水平、設(shè)計(jì)制造和產(chǎn)品質(zhì)量方面都有了較大的提高。一些企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到或接近國外同類機(jī)器的先進(jìn)水平。這些企業(yè)采用先進(jìn)的企業(yè)管理體系和質(zhì)量保證體系，不斷改善和提高產(chǎn)品的質(zhì)量，以質(zhì)量和售后服務(wù)為企業(yè)的命脈，解決了用戶的后顧之憂。隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，國內(nèi)市場對包裝機(jī)械產(chǎn)品的需求量與日俱增，年產(chǎn)量也逐年提高，包裝饑械企業(yè)數(shù)量越來越多，并且企業(yè)性質(zhì)逐漸從國營轉(zhuǎn)為私營、集體甚至個體，市場競爭日趨激烈，從過去經(jīng)濟(jì)短缺的賣方市場轉(zhuǎn)變?yōu)橘I方市場。因此產(chǎn)品在技術(shù)、性能、價格上的競爭更為激烈。?? 目前國內(nèi)產(chǎn)品與國外相比，市場競爭能力偏低。目前我國包裝機(jī)械產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量不穩(wěn)定、性能單一、成本高、技術(shù)含量低的狀況，我國進(jìn)入世貿(mào)組織(WTO)，國際先進(jìn)的技術(shù)、設(shè)備和管理經(jīng)驗(yàn)的進(jìn)入勢必會對我國剛剛發(fā)展起來的包裝機(jī)械工業(yè)造成巨大沖擊，企業(yè)面臨著前所未有的嚴(yán)峻考驗(yàn)。我們應(yīng)該根據(jù)自己的特點(diǎn)，發(fā)揮自身的優(yōu)勢。包裝機(jī)械企業(yè)要想尋找較好的、長遠(yuǎn)的發(fā)展必須不斷開發(fā)新產(chǎn)品,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和機(jī)械的可靠性以適應(yīng)當(dāng)前日新月異的發(fā)展形勢，要規(guī)范優(yōu)質(zhì)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，努力搞好售后服務(wù)。只有這樣，包裝機(jī)械企業(yè)才能得以更好地發(fā)展。捆扎機(jī)械作為包裝設(shè)備中的一個主要分支，是將一個或多個包裝物用捆扎帶(繩)緊束一起的機(jī)器，使包裝件便于運(yùn)輸、保管和裝卸，屬于外包裝設(shè)備。捆扎機(jī)械的發(fā)展，在一定程度上借助于捆扎材料的開發(fā)應(yīng)用，在捆扎材料中，先后出現(xiàn)的有草繩、綿麻繩、紙繩、盒屬絲、塑料繩、塑料帶、鋼帶、聚胺酯帶等，但由于其本身的強(qiáng)度和延伸率不同，對機(jī)械捆扎的適應(yīng)程度各異，以及考慮制作成本,目前以鋼帶和塑料帶的應(yīng)用最為廣泛。特別是自五十年代以來，隨著石油化工的崛起，開始用塑料作為捆扎材料，為塑料帶（繩）捆扎機(jī)械的開發(fā)成功奠定了基礎(chǔ)，由于塑料帶比鋼帶，紙帶具有較低的使用成本和不銹蝕、不污染、強(qiáng)度適中、手感柔軟、制造方便、外觀美觀等優(yōu)點(diǎn)，使之在許多領(lǐng)域逐步替代原來的鋼帶、紙帶，塑料帶捆扎機(jī)成為包裝機(jī)械中少有的技術(shù)成熟、簡單可靠、品種齊全、復(fù)蓋面廣的主要設(shè)備。國際市場上的搶手。我國捆扎機(jī)械生產(chǎn)自1976年開始。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和各行業(yè)對改善產(chǎn)品包裝產(chǎn)品質(zhì)量的要求日益迫切，使捆扎機(jī)械不論在生產(chǎn)能力、生產(chǎn)技術(shù)、整機(jī)性能等方面都有了很大的提高要表現(xiàn)為，其主：?? （1）已將微機(jī)技木應(yīng)用于捆扎機(jī)過程控制，具有溫度控制、自動計(jì)數(shù)、定長送帶、故障報(bào)警等多種功能，不僅可單機(jī)使用也可多機(jī)聯(lián)用或與自動生產(chǎn)線配套使用。?? （2）從機(jī)器的傳動方式來看，有機(jī)械傳動、液壓傳動和氣動，特別是液壓傳動具有結(jié)構(gòu)簡單，制造方便的特點(diǎn)，是我國特有的機(jī)型。?? （3）品種規(guī)格比較齊全。為適應(yīng)不同的用戶需要，已有全自動、半自動和手提式捆扎器，根據(jù)包件捆扎要求不同，除通用的普通型外，又有帶壓力的捆扎機(jī)、雙軌道捆扎機(jī)、側(cè)封式捆扎機(jī)等，其工作臺面有高有低，可適應(yīng)單件捆扎或自動連續(xù)捆扎的需要，目前最大的自動捆包尺寸可達(dá)2000×1200毫米，最小的可捆扎50×80毫米的捆件、品種已達(dá)20多種。?? （4）捆扎能力在每分鐘12—21道之間，基本能滿足國內(nèi)當(dāng)前的生產(chǎn)需要。5）目前仍大量采用寬度為13.5毫米的塑料捆扎帶和直徑為30毫米的筒形薄膜捆扎繩，井正在開發(fā)使用寬度為5—10毫水的塑料捆扎帶的捆扎機(jī)，但國外大繁使用的鋼帶自動捆扎機(jī)在國內(nèi)尚未開發(fā)。?? （6）捆扎帶粘接主要利用燙頭將捆扎帶兩端加熱至一定溫度后再施壓使之粘合，稱為熱熔搭接型，其接頭的拉力強(qiáng)度可達(dá)母帶強(qiáng)度的80%。塑料繩捆結(jié)機(jī)則以打結(jié)的形式捆緊包件。?? （7）目前已能生產(chǎn)二十多個品種的捆扎機(jī)和三個品種的捆結(jié)機(jī)，基本上能滿足國內(nèi)需求，其中半自動捆扎機(jī)的整個性能已接近國外先進(jìn)水平，故每年有較大的批量出口，而全動捆扎機(jī)仍與國外有較大的差距。與國外捆扎機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)水平相比，國產(chǎn)捆扎機(jī)差距主要為：品種單一，生產(chǎn)力低。雖然經(jīng)過二十多年的發(fā)展，但只能生產(chǎn)20多個品種，還不及國外一個公司的品種數(shù)，而且只能生產(chǎn)通用型的產(chǎn)品，如鋼帶自動捆扎機(jī)的生產(chǎn)至今仍是一個空白，無法滿足一些特殊行業(yè)的需要：據(jù)調(diào)查2006年全國產(chǎn)量已達(dá)19000臺，但仍太大落后于國外的水平。我國捆扎機(jī)械的生產(chǎn)起步較晚，主要是靠引進(jìn)國外的整機(jī)經(jīng)消化改進(jìn)二次開發(fā)生產(chǎn)的。因此在生產(chǎn)中著重于產(chǎn)品的整機(jī)性能而忽視了對零部件的研究，導(dǎo)致在捆扎速度、接頭粘接方式和送帶軌道等主要技術(shù)性能方面不硬國外先進(jìn)水平。工作可靠性較差，其中特別是捆扎帶和元器件的質(zhì)量不穩(wěn)對整機(jī)的性能帶來很大的影響 2.2國外捆扎機(jī)研究現(xiàn)狀 蔬菜捆扎機(jī)械的應(yīng)用,起始可追溯到本世紀(jì)初期,如美國SIGNODE公司、德國的CYKLOY公司等就涉足捆扎行業(yè),以生產(chǎn)鋼帶捆扎設(shè)備為主,但其規(guī)模和生產(chǎn)技術(shù)水平都還較低。直到上世紀(jì)的五十年,塑料材料的問世,使以塑料帶作為捆扎材料成為現(xiàn)實(shí),極大地促進(jìn)了塑料帶捆扎機(jī)的發(fā)展。較早的如日本的下島株式會社、株式會社,日魯工業(yè)株式會社等。至2001年日本的塑料帶捆扎機(jī)總產(chǎn)量達(dá)94萬臺,約占包裝機(jī)械總量的19.5%,總產(chǎn)值達(dá)300億日元。每年約有30%的出口,幾乎占領(lǐng)了全部東南亞市場。由于他們能成功地引進(jìn)和消化吸收別國的經(jīng)驗(yàn),不斷改進(jìn)發(fā)展。結(jié)構(gòu)較為簡單,可靠性高,在國際市場上有很大的競爭能力。其中最大的生產(chǎn)廠家為下島株式會社,于1969年開始正式生產(chǎn)自動捆扎機(jī),主要從事產(chǎn)品開發(fā),產(chǎn)品質(zhì)量控制和推銷工作,其零部件加工和裝配均通過擴(kuò)散的辦法。在國內(nèi)設(shè)有17家分公司和270個代銷點(diǎn),并在35個國家和地區(qū)設(shè)有代理點(diǎn)。產(chǎn)品品種200多個,正常生產(chǎn)品種為29種。美國的SIGNODE公司則是一家以鋼帶捆扎機(jī)為主,塑料帶、聚酯帶捆扎工具為輔的跨國公司,屬于美國ITW上市公司。美國和其它六個國家設(shè)有分公司該公司自1913年就開始從事捆扎機(jī)械的生產(chǎn),為100多個國家的工業(yè)產(chǎn)品包裝提供服務(wù),并為各國用戶提供24小時內(nèi)的配件供應(yīng)服務(wù),他們不僅具有巨大的生產(chǎn)能力,而且還有一支精益求精的研制和開發(fā)隊(duì)伍,通過對捆扎機(jī)械各功能部件的反復(fù)試驗(yàn)和多方案對比,生產(chǎn)出的捆扎機(jī)械具有很好的可靠性和最佳的經(jīng)濟(jì)壽命,雖然價格昂貴,但仍然是國際市場上的強(qiáng)手。 三 本課題需要重點(diǎn)研究的關(guān)鍵的問題及解決的思路 3.1 本課題需要研究的難點(diǎn)問題解決的思路 3.1.1出現(xiàn)的主要問題： 1、從查閱的資料來看，所查到的現(xiàn)有的蔬菜捆扎機(jī)的密封裝置并不是設(shè)計(jì)的十分完美，多少都存在缺陷。 2、自動化化程度低，生產(chǎn)效率較低。 3、一種蔬菜捆扎對包裝的蔬菜樣式單一且適應(yīng)的蔬菜種類有限。 4、對于一些蔬菜的好壞識別程度低，不能自主篩選出腐爛的蔬菜。 3.1.2需要解決的難題： 設(shè)計(jì)提出一種全新的研究方案，主要解決以下問題： 蔬菜捆扎機(jī)的工作過程主要由送帶、收緊、切燙、粘結(jié)四個環(huán)節(jié)組成，因此送帶機(jī)構(gòu)、夾壓機(jī)構(gòu)、封口機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理與否，將直接影響到捆扎質(zhì)量和效率。當(dāng)蔬菜人工擱置在規(guī)定的位置后，手動將捆扎帶塞入焊接處并觸動微開關(guān)，第一頂緊桿將帶端壓緊，同時機(jī)械裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)保證反時針方向收帶，達(dá)到一定的捆緊力后焊接，稍后切刀上頂切帶，最后機(jī)械送帶，完成一個捆件的捆扎過程?。在設(shè)計(jì)過程中需解決以下難點(diǎn)： （1）、如何實(shí)現(xiàn)捆扎速度的可調(diào)，以適應(yīng)不同的捆扎要求。? （2）、依靠摩擦輪退帶收緊過程中，如何判斷包裝帶捆扎紙箱的捆緊力已達(dá)到要求而自動停止退帶收緊。? （3）、凸輪總成的精確設(shè)計(jì)，受凸輪控制的剪切、夾壓機(jī)構(gòu)的合理協(xié)調(diào)運(yùn)行是完成捆扎的關(guān)鍵。? （4）、如何避免以往捆扎機(jī)械中都伴有煙塵、氣味的情況，保護(hù)操作者的身心健康及環(huán)境保護(hù) 四 完成本課題需要的工作條件及解決的辦法 該裝置與機(jī)械動力源為電動機(jī)，通過同步帶連接。 （1）查閱有關(guān)資料選擇相關(guān)參數(shù)及材料,設(shè)計(jì)捆扎機(jī)械。 （2）設(shè)計(jì)完各零部件后，進(jìn)行裝配組合，試驗(yàn)設(shè)計(jì)的可靠性。 （3）運(yùn)用Solidworks軟件，繪制三維零件圖和裝配圖。 （4）運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件完成整機(jī)各零部件的三維建模并進(jìn)行運(yùn)動仿真。 五 工作方案及進(jìn)度計(jì)劃 工作方案： （1）各操作按鈕靈活、可靠，各電路控制流程正常，電氣設(shè)備安全可靠.指示燈顯示正常。? （2）送帶長度可調(diào)整，送退帶正常，無撕裂現(xiàn)象。? （3）送帶停止時，帶盤剎車可靠。 （4）每道捆扎時間應(yīng)不大于15s。? （5）捆緊力應(yīng)可調(diào)，對采用寬度小于13.5mm打包帶的捆扎機(jī)，單道最大捆緊力應(yīng)不小于200N;用寬度不小于13.5?mm打包帶的捆扎機(jī)，單道最大捆緊力應(yīng)不小于50N。? （7）燙頭溫升時間合上總開關(guān)后，頭從室溫升到300℃，間應(yīng)不超過5min。? （8）燙頭表面溫度在200-370℃范圍內(nèi)應(yīng)可調(diào)。? （9）接頭外觀無過熔現(xiàn)象，上、下層對齊，中心偏移量應(yīng)不大于1.5mm，接頭末端未燙部分長大于2mm。 第 一 周：查找相關(guān)資料、熟悉課題內(nèi)容。 第 二 周：撰寫開題報(bào)告，并制定總體方案。 第三周至第八周：設(shè)計(jì)蔬菜捆扎機(jī)裝置的三維實(shí)體模型圖，并生成關(guān)鍵部件及裝配圖工程圖。 第 九 周：對捆扎裝置進(jìn)行傳動設(shè)計(jì)和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。 第 十 周：撰寫畢業(yè)論文，修改圖紙中存在的問題。 第十一周：編寫答辯提綱，準(zhǔn)備答辯。 第十二周：答辯 六 參考文獻(xiàn) [1]黃成楠.我國機(jī)械的現(xiàn)狀與發(fā)展戰(zhàn)略[J].中國包裝工業(yè).1998(10):06-08. [2]賈育華,王兆偉.熱熔粘結(jié)式扎捆機(jī)械分析研究[J].機(jī)械工程師.1997(4):05-08 [3]李冰榮,王曉林,陳紅,淺析秸稈捆扎機(jī)械在農(nóng)業(yè)循環(huán)[J].現(xiàn)代農(nóng)機(jī).2011:03-05 [4]黃梅.手持式困軋機(jī)張緊輪失效分析[J].包裝工程.2006(5):02-04 [5]朱益民,龔建偉,自動紙箱困軋機(jī)張緊機(jī)構(gòu)的改進(jìn)[J].輕工科技,2012(3):02-06 [6]嚴(yán)萬林,朱益民,龔建偉,自動紙箱困軋機(jī)張緊機(jī)構(gòu)的改進(jìn)[J].輕工科技,2012(4):03-05 [7]孫紀(jì)周,董傳軍,殷雋,趙芳.PLC在煙箱自動困軋機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].國內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù),2009(2):02-04 [8]楊秒,曹巨江,李志明,環(huán)保型困軋機(jī)送膠、燙合機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)[J].包裝工程,2010(3):04-07 學(xué)生簽名 年 月 日 指導(dǎo)教師審閱意見 指導(dǎo)教師簽名 年 月 日 塔里木大學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書 學(xué)院 班級 學(xué)生姓名 學(xué)號 課題名稱 蔬菜捆扎機(jī)的設(shè)計(jì) 起止時間 20XX年10月15日—— 20XX年5月27日（共 12周） 指導(dǎo)教師 職稱 課題內(nèi)容 本課題的研究內(nèi)容： （1）查找相關(guān)文獻(xiàn)，了解國內(nèi)蔬菜扎捆機(jī)的相關(guān)工藝。 （2）查找專利及相關(guān)文獻(xiàn)，熟悉了解蔬菜扎捆的結(jié)構(gòu)。 （3）利用機(jī)械傳動理論對，對蔬菜扎捆進(jìn)行傳動設(shè)計(jì)和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。 （4）依據(jù)查找到的專利及文獻(xiàn)，蔬菜扎捆機(jī)的三維實(shí)體模型，并生成關(guān)鍵部件及裝配圖工程圖 擬定工作進(jìn)度（以周為單位） 第一周：查找相關(guān)資料，熟悉課題內(nèi)容。 第二周：撰寫開題報(bào)告，并制定總體方案。 第三至八周：設(shè)計(jì)蔬菜扎捆機(jī)的三維實(shí)體模型，并生成關(guān)鍵部件及裝配圖工程圖。 第九周：對蔬菜扎捆機(jī)進(jìn)行傳動設(shè)計(jì)和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。 第 十 周：撰寫畢業(yè)論文，修改圖紙中存在的問題。 第十一周：編寫答辯提綱，準(zhǔn)備答辯。 第十二周：答辯 主要參考文獻(xiàn) [1]黃成楠.我國機(jī)械的現(xiàn)狀與發(fā)展戰(zhàn)略[J].中國包裝工業(yè).1998(10):06-08. [2]賈育華,王兆偉.熱熔粘結(jié)式扎捆機(jī)械分析研究[J].機(jī)械工程師.1997(4):05-08 [3]李冰榮,王曉林,陳紅,淺析秸稈捆扎機(jī)械在農(nóng)業(yè)循環(huán)[J].現(xiàn)代農(nóng)機(jī).2011:03-05 [4]黃梅.手持式困軋機(jī)張緊輪失效分析[J].包裝工程.2006(5):02-04 [5]朱益民,龔建偉,自動紙箱困軋機(jī)張緊機(jī)構(gòu)的改進(jìn)[J].輕工科技,2012(3):02-06 [6]嚴(yán)萬林,朱益民,龔建偉,自動紙箱困軋機(jī)張緊機(jī)構(gòu)的改進(jìn)[J].輕工科技,2012(4):03-05 [7]孫紀(jì)周,董傳軍,殷雋,趙芳.PLC在煙箱自動困軋機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].國內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù),2009(2):02-04 [8]楊秒,曹巨江,李志明,環(huán)保型困軋機(jī)送膠、燙合機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)[J].包裝工程,2010(3):04-07 任務(wù)下達(dá)人（簽字） 年 月 日 任務(wù)接受人意見 任務(wù)接受人簽名 年 月 日 注：1、此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，任務(wù)下達(dá)人為指導(dǎo)教師。 2、此任務(wù)書須在學(xué)生畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)開始前一周下達(dá)給學(xué)生本人。 3、此任務(wù)書一式三份，一份留學(xué)院存檔，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師留存。 XXX設(shè)計(jì)答辯蔬菜捆扎機(jī)機(jī)械部分的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名：XXXX 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師：XXXXXX 時時 間：間：20XX年05月提提綱綱動力系統(tǒng)傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)捆扎裝置安全裝置課題研究的主要內(nèi)容課題研究的目的及其意義主要部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)總結(jié)2 2課題研究的主要內(nèi)容課題研究的主要內(nèi)容 綜合考慮認(rèn)真分析，并和指導(dǎo)老師認(rèn)真交流和討綜合考慮認(rèn)真分析，并和指導(dǎo)老師認(rèn)真交流和討論，確定了總體結(jié)構(gòu)：該捆扎裝置主要論，確定了總體結(jié)構(gòu)：該捆扎裝置主要送帶機(jī)構(gòu)、夾送帶機(jī)構(gòu)、夾壓機(jī)構(gòu)、封口機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等組成壓機(jī)構(gòu)、封口機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等組成。包括送帶、收緊、切。包括送帶、收緊、切燙、粘結(jié)四個環(huán)節(jié)組成燙、粘結(jié)四個環(huán)節(jié)組成 （1 1）動力系統(tǒng)：步進(jìn)電機(jī)；）動力系統(tǒng)：步進(jìn)電機(jī)；（2 2）傳動傳動系統(tǒng)：系統(tǒng)：傳動帶輪傳動帶輪，減速器，聯(lián)軸器，減速器，聯(lián)軸器 （4 4）制動系統(tǒng)：控制系統(tǒng)組成，微觸動開關(guān)；）制動系統(tǒng)：控制系統(tǒng)組成，微觸動開關(guān)；（5 5）安全裝置：）安全裝置：箱體箱體外殼外殼本設(shè)計(jì)主要解決以下問題n蔬菜捆扎機(jī)的工作過程主要由送帶、收緊、切燙、粘結(jié)四蔬菜捆扎機(jī)的工作過程主要由送帶、收緊、切燙、粘結(jié)四個環(huán)節(jié)組成，因此送帶機(jī)構(gòu)、夾壓機(jī)構(gòu)、封口機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的個環(huán)節(jié)組成，因此送帶機(jī)構(gòu)、夾壓機(jī)構(gòu)、封口機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理與否，將直接影響到捆扎質(zhì)量和效率。當(dāng)蔬菜人工擱合理與否，將直接影響到捆扎質(zhì)量和效率。當(dāng)蔬菜人工擱置在規(guī)定的位置后，手動將捆扎帶塞入焊接處并觸動微開置在規(guī)定的位置后，手動將捆扎帶塞入焊接處并觸動微開關(guān)，第一頂緊桿將帶端壓緊，同時機(jī)械裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)保關(guān)，第一頂緊桿將帶端壓緊，同時機(jī)械裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)保證反時針方向收帶，達(dá)到一定的捆緊力后焊接，稍后切刀證反時針方向收帶，達(dá)到一定的捆緊力后焊接，稍后切刀上頂切帶，最后機(jī)械送帶，完成一個捆件的捆扎過程上頂切帶，最后機(jī)械送帶，完成一個捆件的捆扎過程。在設(shè)計(jì)過程中需解決以下難點(diǎn)：在設(shè)計(jì)過程中需解決以下難點(diǎn)：設(shè)計(jì)中存在的難點(diǎn)n1）、如何實(shí)現(xiàn)捆扎速度的可調(diào)，以適應(yīng)不同的捆扎要求。n（2）、依靠摩擦輪退帶收緊過程中，如何判斷包裝帶捆扎紙箱的捆緊力已達(dá)到要求而自動停止退帶收緊。n（3）、凸輪總成的精確設(shè)計(jì)，受凸輪控制的剪切、夾壓機(jī)構(gòu)的合理協(xié)調(diào)運(yùn)行是完成捆扎的關(guān)鍵。n（4）、如何避免以往捆扎機(jī)械中都伴有煙塵、氣味的情況，保護(hù)操作者的身心健康及環(huán)境保護(hù)蔬菜捆札機(jī)的實(shí)體圖工作示意圖.avi2.22.2蔬菜捆扎原理圖蔬菜捆扎原理圖1.上襯板2-微觸動開關(guān)3-導(dǎo)向板4-后端壓頭5-切斷壓頭6-凸輪7-凸輪軸8-前端壓頭9-捆扎帶機(jī)械系統(tǒng)總理方案原理圖2.1 2.1 蔬菜蔬菜捆扎的總體方案圖捆扎的總體方案圖 1、儲帶輪2、二次收緊擺桿3、收送帶輪4、二次緊凸輪5、主電機(jī)6、傳動齒輪7、聯(lián)軸器8、凸輪9、第三頂10、第二頂桿11、第一頂桿12、導(dǎo)向板13、襯14、導(dǎo)軌架15燙頭16、V帶17、副電機(jī)捆扎機(jī)總的原理總圖n1上襯板上襯板2導(dǎo)向板導(dǎo)向板3后端壓頭后端壓頭4切斷壓頭切斷壓頭5固定刀板固定刀板6前端壓頭前端壓頭n7張緊臂張緊臂8送帶輪送帶輪9捆扎帶捆扎帶10導(dǎo)軌架導(dǎo)軌架11物品物品12燙頭燙頭捆扎機(jī)導(dǎo)軌導(dǎo)軌架活門結(jié)構(gòu)1導(dǎo)軌架2捆扎帶3柔性帶4壓條收送帶輪n送帶輪利用摩擦力傳送捆扎帶，如下圖所示送帶輪利用摩擦力傳送捆扎帶，如下圖所示蔬菜捆扎機(jī)設(shè)計(jì)的主要參數(shù)n參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)n捆扎捆扎蔬菜尺寸蔬菜尺寸（長（長寬）（寬）（mm）200X180600 x200n主軸轉(zhuǎn)速主軸轉(zhuǎn)速160轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分分n捆扎捆扎帶材料帶材料聚氯乙烯帶，寬與厚聚氯乙烯帶，寬與厚12.5X0.2（毫米）（毫米）n封口封口形式形式電熱融合電熱融合n電熱板電熱板預(yù)熱時間預(yù)熱時間五分鐘左右五分鐘左右n電熱件工作溫度電熱件工作溫度120-150度度n捆扎捆扎時間時間78秒秒n工作臺高度工作臺高度820毫米毫米n機(jī)身外形尺機(jī)身外形尺1500X560X1470毫米毫米n總重量總重量100公斤左右公斤左右n主電機(jī)主電機(jī)JQ2型，功率型，功率750W，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速1440轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分分n副電機(jī)副電機(jī)A7411，功率，功率500W,轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速970轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分分捆扎帶n我國的捆扎帶一半都選用厚度我國的捆扎帶一半都選用厚度0.551.2mm寬度寬度為為915mm的聚丙乙烯帶（的聚丙乙烯帶（pp帶）作為捆扎材料，帶）作為捆扎材料，如圖為常用的捆扎帶如圖為常用的捆扎帶3 3 總結(jié)總結(jié)n在設(shè)計(jì)自己只能把機(jī)械部分完成出來在設(shè)計(jì)自己只能把機(jī)械部分完成出來,而需要的控制部分卻有很多盲點(diǎn)而需要的控制部分卻有很多盲點(diǎn),比如比如在步進(jìn)電機(jī)的選擇上在步進(jìn)電機(jī)的選擇上,對于電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時間的間歇的控制對于電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時間的間歇的控制,還有捆扎時還有捆扎時,各凸輪的各凸輪的運(yùn)動的時間間隙配合運(yùn)動的時間間隙配合,還有在捆扎時還有在捆扎時,送帶、收緊、切燙、粘結(jié)各工序先后和送帶、收緊、切燙、粘結(jié)各工序先后和工作時間的控制都需要準(zhǔn)確的計(jì)算，還有在實(shí)現(xiàn)捆扎速度的可調(diào)，以適應(yīng)工作時間的控制都需要準(zhǔn)確的計(jì)算，還有在實(shí)現(xiàn)捆扎速度的可調(diào)，以適應(yīng)不同的捆扎要求，不同的捆扎要求，在依靠摩擦輪退帶收緊過程中，如何判斷包裝帶捆扎蔬在依靠摩擦輪退帶收緊過程中，如何判斷包裝帶捆扎蔬菜的捆緊力已達(dá)到要求而自動停止退帶收緊。菜的捆緊力已達(dá)到要求而自動停止退帶收緊。凸輪總成的精確設(shè)計(jì)，受凸凸輪總成的精確設(shè)計(jì)，受凸輪控制的剪切、夾壓機(jī)構(gòu)的合理協(xié)調(diào)運(yùn)行，如何避免以往捆扎機(jī)械中都伴輪控制的剪切、夾壓機(jī)構(gòu)的合理協(xié)調(diào)運(yùn)行，如何避免以往捆扎機(jī)械中都伴有煙塵、氣味的情況，保護(hù)操作者的身心健康及環(huán)境保護(hù)有煙塵、氣味的情況，保護(hù)操作者的身心健康及環(huán)境保護(hù)n(1)研究確定蔬菜捆扎機(jī)的工作流程和系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案；研究確定蔬菜捆扎機(jī)的工作流程和系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案；n(2)關(guān)鍵機(jī)械部件關(guān)鍵機(jī)械部件送退帶機(jī)構(gòu)的研究分析。闡述了送退帶機(jī)構(gòu)的工作流程，送退帶機(jī)構(gòu)的研究分析。闡述了送退帶機(jī)構(gòu)的工作流程，捆扎形式的選擇捆扎形式的選擇;n(3)蔬菜捆扎機(jī)凸輪總體的精確設(shè)計(jì)蔬菜捆扎機(jī)凸輪總體的精確設(shè)計(jì),受凸輪控制的剪切、夾壓機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)受凸輪控制的剪切、夾壓機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào) 謝謝大家！謝謝大家！誠請各位老師指正！誠請各位老師指正！ 蔬菜捆扎機(jī)機(jī)械部分的設(shè)計(jì) 摘要 蔬菜是人們賴以生存的的食物，它能提供人體所需的維生素和礦物質(zhì)。我國作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，農(nóng)民主要收入來源于經(jīng)濟(jì)作物的生產(chǎn)，而蔬菜的種植是其主要組成部分。我國農(nóng)業(yè)常年用種量在125億公斤以上，已成為繼美國之后的全球第二大種子市場，其中蔬菜常年用種量約4萬多噸，商品化率約為60%，與世界水平還有一定差距，意味著我國蔬菜市場有著巨大的發(fā)展?jié)摿Α? 蔬菜捆扎機(jī)械作為包裝設(shè)備中的一個主要分支,是將一個或多個包裝物用捆扎帶(繩)緊束一起的機(jī)器,使包裝件便于運(yùn)輸、保管和裝卸,屬于外包裝設(shè)備。捆扎機(jī)械的發(fā)展,在一定程度上借助于捆扎材料的開發(fā)應(yīng)用。在捆扎材料中先后出現(xiàn)的有草繩、綿麻繩、紙繩、金屬絲、塑料繩、塑料帶、鋼帶、聚胺酯帶等。但由于其本身的強(qiáng)度和延伸率不同和對機(jī)械捆扎的適應(yīng)程度各異,以及考慮制作成本，目前以鋼帶和塑料帶的應(yīng)用最為廣泛。特別是自上世紀(jì)五十年代以來,隨著石油化工的崛起，開始用塑料作為捆扎材料,為塑料帶(繩)捆扎機(jī)械的開發(fā)成功奠定了基礎(chǔ)。由于塑料帶比鋼帶紙帶具有較低的使用成本和不銹蝕、不污染、強(qiáng)度適中手感柔軟、制造方便、外觀美觀等優(yōu)點(diǎn),使之在許多領(lǐng)域逐步替代原來的鋼帶,紙帶,塑料帶捆扎機(jī)成為包裝機(jī)械中少有的技術(shù)成熟、簡單可靠、品種齊全、覆蓋面廣的主要設(shè)備。? 蔬菜捆扎機(jī)凸輪總體的精確設(shè)計(jì),受凸輪控制的剪切、夾壓機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)合理運(yùn)行是完成捆扎的關(guān)鍵。本設(shè)計(jì)通過對國內(nèi)外蔬菜扎捆機(jī)器的性能的檢測，構(gòu)造以及操作的簡易程度，最終設(shè)計(jì)成一架操作簡單、價格合理、適合大多數(shù)地區(qū)使用便于維修的蔬菜捆扎機(jī)械，捆扎的過程包括送帶、收緊、切燙、粘結(jié)四個環(huán)節(jié)組成，因此送帶機(jī)構(gòu)、夾壓機(jī)構(gòu)、封口機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理與否，將直接影響到捆扎質(zhì)量和效率。當(dāng)蔬菜人工擱置在規(guī)定的位置后，手動將捆扎帶塞入焊接處并觸動微開關(guān)，其他頂緊桿將帶端壓緊，同時機(jī)械裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)保證反時針方向收帶，達(dá)到一定的捆緊力后焊接，稍后切刀上頂切帶，最后機(jī)械送帶，完成一個捆件的捆扎過程，實(shí)現(xiàn)了對蔬菜捆扎的機(jī)械化。 關(guān)鍵詞：蔬菜；捆扎機(jī)械；摩檫輪 目 錄 1.緒論 1 1.1國內(nèi)外蔬菜的發(fā)展?fàn)顩r 1 1.2國內(nèi)蔬菜捆扎機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 1 1.3國內(nèi)外蔬菜捆扎機(jī)械存在的問題 1 1.4蔬菜捆扎機(jī)中存在的主要問題 2 1.5研究的內(nèi)容和方法 3 1.6預(yù)期目標(biāo) 3 1.7重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路 3 1.8工作條件及解決方法 3 2.捆扎機(jī)總體結(jié)構(gòu)及主要零部件的設(shè)計(jì) 3 2.1 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 2.2送帶、退帶張緊機(jī)構(gòu)??? 4 2.3捆扎封接機(jī)構(gòu) 4 2.4控制系統(tǒng) 5 3.蔬菜捆扎機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 6 3.1捆扎機(jī)構(gòu)原理 8 3.2減速器傳動軸的的設(shè)計(jì) 8 3.3傳動齒輪的設(shè)計(jì) 10 4.摩擦輪的設(shè)計(jì)? 13 5.控制系統(tǒng)概述 14 5.1步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng) 14 5.2步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn) 14 5.3步進(jìn)電機(jī)的選擇 15 總 結(jié) 16 致 謝 17 參考文獻(xiàn) 18 1緒論 1.1國內(nèi)外蔬菜的發(fā)展?fàn)顩r 蔬菜捆扎機(jī)械的應(yīng)用,起始可追溯到本世紀(jì)初期,如美國SIGNODE公司、德國的CYKLOY公司等就涉足捆扎行業(yè),以生產(chǎn)鋼帶捆扎設(shè)備為主,但其規(guī)模和生產(chǎn)技術(shù)水平都還較低。直到上世紀(jì)的五十年,塑料材料的問世,使以塑料帶作為捆扎材料成為現(xiàn)實(shí),極大地促進(jìn)了塑料帶捆扎機(jī)的發(fā)展。較早的如日本的下島株式會社、株式會社,日魯工業(yè)株式會社等。至2001年日本的塑料帶捆扎機(jī)總產(chǎn)量達(dá)94萬臺,約占包裝機(jī)械總量的19.5%,總產(chǎn)值達(dá)300億日元。每年約有30%的出口,幾乎占領(lǐng)了全部東南亞市場。由于他們能成功地引進(jìn)和消化吸收別國的經(jīng)驗(yàn),不斷改進(jìn)發(fā)展[2]。結(jié)構(gòu)較為簡單,可靠性高,在國際市場上有很大的競爭能力。其中最大的生產(chǎn)廠家為下島株式會社,于1969年開始正式生產(chǎn)自動捆扎機(jī),主要從事產(chǎn)品開發(fā),產(chǎn)品質(zhì)量控制和推銷工作,其零部件加工和裝配均通過擴(kuò)散的辦法。在國內(nèi)設(shè)有17家分公司和270個代銷點(diǎn),并在35個國家和地區(qū)設(shè)有代理點(diǎn)。產(chǎn)品品種200多個,正常生產(chǎn)品種為29種。美國的SIGNODE公司則是一家以鋼帶捆扎機(jī)為主,塑料帶、聚酯帶捆扎工具為輔的跨國公司,屬于美國ITW上市公司。美國和其它六個國家設(shè)有分公司該公司自1913年就開始從事捆扎機(jī)械的生產(chǎn),為100多個國家的工業(yè)產(chǎn)品包裝提供服務(wù),并為各國用戶提供24小時內(nèi)的配件供應(yīng)服務(wù),他們不僅具有巨大的生產(chǎn)能力,而且還有一支精益求精的研制和開發(fā)隊(duì)伍,通過對捆扎機(jī)械各功能部件的反復(fù)試驗(yàn)和多方案對比,生產(chǎn)出的捆扎機(jī)械具有很好的可靠性和最佳的經(jīng)濟(jì)壽命,雖然價格昂但仍然是國際市場上的強(qiáng)手[1]。 1.2國內(nèi)蔬菜捆扎機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 我國包裝機(jī)械工業(yè)是在改革開放以后發(fā)展起來的。由于起步較晚，大部分設(shè)備都是通過引進(jìn)設(shè)備消化吸收研制出來的。行業(yè)從無到有，從小到大，逐步發(fā)展起來。而我國的捆扎機(jī)械在各領(lǐng)域運(yùn)用都比較廣泛，比如在建筑上鋼筋的捆扎，在醫(yī)療上對藥物器械的包裝，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中打捆機(jī)的出現(xiàn)，解決了秸稈荒廢田地等等問題?；旧夏苌a(chǎn)出滿足人民生活需求的各種各樣、各種檔次的產(chǎn)品，并正在不斷努力、提高、縮小與國外先進(jìn)水平、先進(jìn)技術(shù)、先進(jìn)設(shè)備的差距。在全行業(yè)廣大企業(yè)、科研單位技術(shù)人員及行業(yè)工作者的共同努力下，新產(chǎn)品、新技術(shù)日益涌現(xiàn)并轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。我國人口眾多，民以食為天，包裝與食品機(jī)械產(chǎn)品市場廣闊、潛力巨大。包裝與食品機(jī)械在我同的迅速崛起已引起社會的廣泛關(guān)注，即使在東南亞國家遭受金融危機(jī)的情況下，該行業(yè)仍欣欣向榮，堪稱“朝陽工業(yè)”[2]。隨著人民生活水平的不斷提高，對商品包裝提出了更高的要求，哪里有商品，哪里就有包裝，可以說包裝工業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)整體結(jié)構(gòu)的發(fā)展起著重要的作用。包裝機(jī)械產(chǎn)品量大面廣，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工、軍工等各個行業(yè)。我國包裝機(jī)械工業(yè)通過采用國際標(biāo)準(zhǔn)和吸收國外先進(jìn)技術(shù)，在標(biāo)準(zhǔn)水平、設(shè)計(jì)制造和產(chǎn)品質(zhì)量方面都有了較大的提高。一些企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到或接近國外同類機(jī)器的先進(jìn)水平。這些企業(yè)采用先進(jìn)的企業(yè)管理體系和質(zhì)量保證體系，不斷改善和提高產(chǎn)品的質(zhì)量，以質(zhì)量和售后服務(wù)為企業(yè)的命脈，解決了用戶的后顧之憂。隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，國內(nèi)市場對包裝機(jī)械產(chǎn)品的需求量與日俱增，年產(chǎn)量也逐年提高，包裝饑械企業(yè)數(shù)量越來越多，并且企業(yè)性質(zhì)逐漸從國營轉(zhuǎn)為私營、集體甚至個體，市場競爭日趨激烈，從過去經(jīng)濟(jì)短缺的賣方市場轉(zhuǎn)變?yōu)橘I方市場。因此產(chǎn)品在技術(shù)、性能、價格上的競爭更為激烈[3]。 1.3國內(nèi)外蔬菜捆扎機(jī)械存在的問題 目前國內(nèi)產(chǎn)品與國外相比，市場競爭能力偏低。目前我國包裝機(jī)械產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量不穩(wěn)定、性能單一、成本高、技術(shù)含量低的狀況，我國進(jìn)入世貿(mào)組織(WTO)，國際先進(jìn)的技術(shù)、設(shè)備和管理經(jīng)驗(yàn)的進(jìn)入勢必會對我國剛剛發(fā)展起來的包裝機(jī)械工業(yè)造成巨大沖擊，企業(yè)面臨著前所未有的嚴(yán)峻考驗(yàn)[4] 我們應(yīng)該根據(jù)自己的特點(diǎn)，發(fā)揮自身的優(yōu)勢。包裝機(jī)械企業(yè)要想尋找較好的、長遠(yuǎn)的發(fā)展必須不斷開發(fā)新產(chǎn)品,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和機(jī)械的可靠性以適應(yīng)當(dāng)前日新月異的發(fā)展形勢，要規(guī)范優(yōu)質(zhì)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，努力搞好售后服務(wù)。只有這樣，包裝機(jī)械企業(yè)才能得以更好地發(fā)展。捆扎機(jī)械作為包裝設(shè)備中的一個主要分支，是將一個或多個包裝物用捆扎帶(繩)緊束一起的機(jī)器，使包裝件便于運(yùn)輸、保管和裝卸，屬于外包裝設(shè)備。捆扎機(jī)械的發(fā)展，在一定程度上借助于捆扎材料的開發(fā)應(yīng)用，在捆扎材料中，先后出現(xiàn)的有草繩、綿麻繩、紙繩、盒屬絲、塑料繩、塑料帶、鋼帶、聚胺酯帶等，但由于其本身的強(qiáng)度和延伸率不同，對機(jī)械捆扎的適應(yīng)程度各異，以及考慮制作成本,目前以鋼帶和塑料帶的應(yīng)用最為廣泛。特別是自五十年代以來，隨著石油化工的崛起，開始用塑料作為捆扎材料，為塑料帶（繩）捆扎機(jī)械的開發(fā)成功奠定了基礎(chǔ)，由于塑料帶比鋼帶，紙帶具有較低的使用成本和不銹蝕、不污染、強(qiáng)度適中、手感柔軟、制造方便、外觀美觀等優(yōu)點(diǎn)，使之在許多領(lǐng)域逐步替代原來的鋼帶、紙帶，塑料帶捆扎機(jī)成為包裝機(jī)械中少有的技術(shù)成熟、簡單可靠、品種齊全、復(fù)蓋面廣的主要設(shè)備。國際市場上的搶手。我國捆扎機(jī)械生產(chǎn)自1976年開始。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和各行業(yè)對改善產(chǎn)品包裝產(chǎn)品質(zhì)量的要求日益迫切，使捆扎機(jī)械不論在生產(chǎn)能力、生產(chǎn)技術(shù)、整機(jī)性能等方面都有了很[5]。 （1）已將微機(jī)技木應(yīng)用于捆扎機(jī)過程控制，具有溫度控制、自動計(jì)數(shù)、定長送帶、故障報(bào)警等多種功能，不僅可單機(jī)使用也可多機(jī)聯(lián)用或與自動生產(chǎn)線配套使用。?? （2）從機(jī)器的傳動方式來看，有機(jī)械傳動、液壓傳動和氣動，特別是液壓傳動具有結(jié)構(gòu)簡單，制造方便的特點(diǎn)，是我國特有的機(jī)型。?? （3）品種規(guī)格比較齊全。為適應(yīng)不同的用戶需要，已有全自動、半自動和手提式捆扎器，根據(jù)包件捆扎要求不同，除通用的普通型外，又有帶壓力的捆扎機(jī)、雙軌道捆扎機(jī)、側(cè)封式捆扎機(jī)等，其工作臺面有高有低，可適應(yīng)單件捆扎或自動連續(xù)捆扎的需要，目前最大的自動捆包尺寸可達(dá)2000×1200毫米，最小的可捆扎50×80毫米的捆件、品種已達(dá)20多種。?? （4）捆扎能力在每分鐘12—21道之間，基本能滿足國內(nèi)當(dāng)前的生產(chǎn)需要。目前仍大量采用寬度為13.5毫米的塑料捆扎帶和直徑為30毫米的筒形薄膜捆扎繩，井正在開發(fā)使用寬度為5—10毫水的塑料捆扎帶的捆扎機(jī)，但國外大繁使用的鋼帶自動捆扎機(jī)在國內(nèi)尚未開發(fā)。?? （5）捆扎帶粘接主要利用燙頭將捆扎帶兩端加熱至一定溫度后再施壓使之粘合，稱為熱熔搭接型，其接頭的拉力強(qiáng)度可達(dá)母帶強(qiáng)度的80%。塑料繩捆結(jié)機(jī)則以打結(jié)的形式捆緊包件。?? （6）目前已能生產(chǎn)二十多個品種的捆扎機(jī)和三個品種的捆結(jié)機(jī)，基本上能滿足國內(nèi)需求，其中半自動捆扎機(jī)的整個性能已接近國外先進(jìn)水平，故每年有較大的批量出口，而全動捆扎機(jī)仍與國外有較大的差距。與國外捆扎機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)水平相比，國產(chǎn)捆扎機(jī)差距主要為：品種單一，生產(chǎn)力低。雖然經(jīng)過二十多年的發(fā)展，但只能生產(chǎn)20多個品種，還不及國外一個公司的品種數(shù)，而且只能生產(chǎn)通用型的產(chǎn)品，如鋼帶自動捆扎機(jī)的生產(chǎn)至今仍是一個空白，無法滿足一些特殊行業(yè)的需要：據(jù)調(diào)查2006年全國產(chǎn)量已達(dá)19000臺，但仍太大落后于國外的水平。我國捆扎機(jī)械的生產(chǎn)起步較晚，主要是靠引進(jìn)國外的整機(jī)經(jīng)消化改進(jìn)二次開發(fā)生產(chǎn)的。因此在生產(chǎn)中著重于產(chǎn)品的整機(jī)性能而忽視了對零部件的研究，導(dǎo)致在捆扎速度、接頭粘接方式和送帶軌道等主要技術(shù)性能方面不硬國外先進(jìn)水平。工作可靠性較差，其中特別是捆扎帶和元器件的質(zhì)量不穩(wěn)對整機(jī)的性能帶來很大的影響[4]。 1.4蔬菜捆扎機(jī)中存在的主要問題 自動捆扎機(jī)的工作過程主要由送帶、收緊、切燙、粘結(jié)四個環(huán)節(jié)組成，因此送帶機(jī)構(gòu)、夾壓機(jī)構(gòu)、封口機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理與否，將直接影響到捆扎質(zhì)量和效率。當(dāng)捆扎物人工擱置在規(guī)定的位置后，手動將捆扎帶塞入焊接處并觸動微開關(guān)，第一頂緊桿將帶端壓緊，同時機(jī)械裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)保證反時針方向收帶，達(dá)到一定的捆緊力后焊接，稍后切刀上頂切帶，最后機(jī)械送帶，完成一個捆件的捆扎過程。在設(shè)計(jì)過程中需解決以下難點(diǎn)： （1）如何實(shí)現(xiàn)捆扎速度的可調(diào)，以適應(yīng)不同的捆扎要求。? （2）依靠摩擦輪退帶收緊過程中，如何判斷包裝帶捆扎紙箱的捆緊力已達(dá)到要求而自動停止退帶收緊。? （3）凸輪總成的精確設(shè)計(jì)，受凸輪控制的剪切、夾壓機(jī)構(gòu)的合理協(xié)調(diào)運(yùn)行是完成捆扎的關(guān)鍵。? （4）如何避免以往捆扎機(jī)械中都伴有煙塵、氣味的情況，保護(hù)操作者的身心健康及環(huán)境保護(hù) 1.5研究的內(nèi)容和方法 根據(jù)我國小型蔬菜捆扎機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問題以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對機(jī)械化要求，設(shè)計(jì)小型蔬菜捆扎機(jī)。小型蔬菜捆扎機(jī)主要由動力機(jī)械、傳動裝置、捆扎裝置、送帶裝置、收帶裝置、減速裝置等組成。其中，動力機(jī)械是一個主電動機(jī)和一個副電動機(jī)，只需要把蔬菜捆扎機(jī)和電機(jī)傳動連接即可實(shí)現(xiàn)工作。 先確定符合我國蔬菜捆扎機(jī)的類型，根據(jù)已有的蔬菜捆扎機(jī)的參數(shù)和構(gòu)造，設(shè)計(jì)出符合我國捆扎包裝行業(yè)的小型蔬菜捆扎機(jī)，使小型蔬菜捆扎機(jī)的工作效益能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的需求，尤其是在捆扎后對蔬菜捆扎的松緊程度非常重要，決定了捆扎的效果和質(zhì)量。其次對捆扎帶的選用也有一定的要求。 1.6預(yù)期目標(biāo) （1）整機(jī)操作方便，結(jié)構(gòu)簡單，噪音小，使用壽命長。 （2）對蔬菜捆扎效果要好，捆扎速度要快。 （3）各操作按鈕靈活、可靠，各電路控制流程正常，電氣設(shè)備安全可靠.指示燈顯示正常。 （4）制造價格便宜，實(shí)現(xiàn)自動化，能滿足大多數(shù)蔬菜的捆扎。 1.7重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路 該裝置與機(jī)械動力源為電動機(jī)，通過同步帶連接。經(jīng)過減速器直接連接到捆扎機(jī)構(gòu)完成送帶、收緊、切燙、粘結(jié)四個環(huán)節(jié)組成，因此送帶機(jī)構(gòu)、夾壓機(jī)構(gòu)、封口機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理與否，將直接影響到捆扎質(zhì)量和效率。 （1） 查閱有關(guān)資料選擇相關(guān)參數(shù)及材料,設(shè)計(jì)捆扎機(jī)械。 （2）設(shè)計(jì)完各零部件后，進(jìn)行裝配組合，試驗(yàn)設(shè)計(jì)的可靠性。 （3）運(yùn)用Solidworks軟件，繪制三維零件圖和裝配圖。 （4）運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件完成整機(jī)各零部件的三維建模并進(jìn)行運(yùn)動仿真。 1.8工作條件及解決方法 塔里木大學(xué)位于南疆中心位置，校內(nèi)有蔬菜種植實(shí)驗(yàn)基地，土壤條件較好，為項(xiàng)目開展提供了場地和基本條件。校內(nèi)擁有優(yōu)良的硬件環(huán)境，機(jī)械電氣化工程學(xué)院擁有先進(jìn)的機(jī)械加工制造設(shè)備，并且?guī)熧Y力量雄厚，完全可以滿足小型蔬菜捆扎機(jī)的工作條件。 本文研制的包裝帶打捆機(jī)，以蔬菜為捆扎對象，研發(fā)的主要內(nèi)容包括:送、退帶捆緊機(jī)構(gòu)的研究、剪切、熨燙機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、捆扎形式的選擇，捆扎材料的選用等。? ? 包裝帶捆扎機(jī)的工作過程包括六個主要步驟:送帶、頂緊、退帶拉緊、再頂緊、切帶、加熱、頂緊粘結(jié)、復(fù)位。整個包裝帶捆扎機(jī)的研究也主要圍繞這幾個重要的動作來展開。 2.捆扎機(jī)總體結(jié)構(gòu)及主要零部件的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)著重對蔬菜捆扎機(jī)的機(jī)械部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，將蔬菜捆扎機(jī)的機(jī)械部分設(shè)計(jì)成三部分，其中送退帶機(jī)構(gòu)主要實(shí)現(xiàn)包裝帶的送帶與退帶，以及通過退帶將捆扎物捆緊待加熱，粘貼。夾壓剪切機(jī)構(gòu)主要實(shí)現(xiàn)包裝帶的頂緊固定，并在包裝帶通過熱熔搭接器加熱融化后實(shí)現(xiàn)對帶的夾壓，以便使帶迅速粘結(jié)。在送退帶機(jī)構(gòu)電機(jī)反轉(zhuǎn)進(jìn)行退帶時，為避免退回的帶在機(jī)箱內(nèi)纏繞齒輪及其它部件，本文將設(shè)計(jì)一個儲帶箱放在機(jī)箱內(nèi)，存放多余的包裝帶，既增加了捆扎安全性，又使下次捆扎有足夠的緩沖時間。? 為保證包裝帶捆扎機(jī)能夠高效正常運(yùn)轉(zhuǎn)，特對本捆扎機(jī)的設(shè)計(jì)提出如下要求：? （1）各操作按鈕靈活、可靠，電路控制動作正常，電氣設(shè)備安全可靠.指示燈顯示正常。 （2）送帶長度可調(diào)整，送退帶正常，無撕裂現(xiàn)象。? （3）送帶停止時，帶盤剎車可靠。? （4）每道捆扎時間應(yīng)不大于15s。? （5）捆緊力（應(yīng)可調(diào)，對采用寬度小于13.5mm打包帶的捆扎機(jī)，單道最大捆緊力應(yīng)不小200N;用寬度不小于13.5mm打包帶的捆扎機(jī)，單道最大捆緊力應(yīng)不小于250N。? （6）燙頭溫升時間合上總開關(guān)后，燙頭從室溫升到300℃，時間應(yīng)不超過5min。? （7）燙頭表面溫度在200-370℃范圍內(nèi)應(yīng)可調(diào)。? （8）接頭外觀無過熔現(xiàn)象，上、下層對齊，中心偏移量應(yīng)不大于1.5mm，接頭末端未燙部分長大于2mm。? （9）外觀質(zhì)量? a.工作臺面平整、光亮，不應(yīng)有銹點(diǎn)、凹陷等缺陷； b.表面涂漆或噴塑牢固、光滑、色澤均勻.不應(yīng)有劃痕、磕碰等有損美觀的缺陷。? （10）最大捆扎體積為400mm×400mm×1200mm。 2.1 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 機(jī)械系統(tǒng)分為：送帶、退帶張緊機(jī)構(gòu)，捆扎封接機(jī)構(gòu)。 2.2送帶、退帶張緊機(jī)構(gòu)??? 送帶、退帶張緊機(jī)構(gòu)主要完成捆扎帶送入和退出，由電機(jī)、摩擦輪、齒輪、同步帶輪、小軌道等部件組成。在機(jī)器進(jìn)入工作準(zhǔn)備狀態(tài)時，捆扎帶通過摩擦輪正轉(zhuǎn)，依靠摩擦力使捆扎帶從儲帶箱中拉出送入軌道；當(dāng)帶碰到觸動開關(guān)后，壓緊機(jī)構(gòu)的第一壓頭將帶端壓緊，同時電機(jī)帶動摩擦輪開始反轉(zhuǎn)，將多余的帶從軌道中拉出退入儲帶箱中，已達(dá)到使紙箱捆緊的目的。 2.3捆扎封接機(jī)構(gòu) 捆扎封接機(jī)構(gòu)原理示意圖如圖2.2所示。捆扎帶在進(jìn)行捆扎時，其帶頭和帶尾都需要用夾壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊，以便完成熱熔搭接工作。夾壓機(jī)構(gòu)共有三個壓頭，由安裝在同一軸上的三個凸輪分別控制，其中的第一壓頭夾壓帶頭，第二壓頭夾壓帶尾，兩層帶中間先由隔離器隔開，然后再由隔離器引導(dǎo)熨頭進(jìn)入兩層帶子中間，以待熱熔搭接。? 捆扎帶收緊捆繞在包裝件上后，為了使它在流通過程中不松散，就必須將捆扎帶的兩端構(gòu)成牢固的連接，才能保證捆扎的可靠與安全。捆扎帶在封接壓頭，即第三壓頭的作用下，由電熱板對其加熱使帶表面熔融，然后經(jīng)過加壓冷卻而得到熔接連接。 圖2.2捆扎封接機(jī)構(gòu)原理圖 2.4控制系統(tǒng) 研制包裝帶捆扎機(jī)的一個重要任務(wù)就是要實(shí)現(xiàn)打捆過程的半自動化或盡可能自動化。氣動控制方式與電氣、液壓控制方式一樣，是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化的常用的方式之一。隨著電氣控制技術(shù)在氣動元件中不斷的進(jìn)步和發(fā)展，一系列高性能的氣動元件的出現(xiàn)，如快速響應(yīng)的電磁閥，位置感應(yīng)氣缸等，使得氣動元件更加易于進(jìn)行遠(yuǎn)距離的操作控制。因此，氣動系統(tǒng)在很多自動化設(shè)備中正得到越來越廣泛的應(yīng)用。? 在打捆過程中，包裝帶壓板以及熱熔搭接器的驅(qū)動由氣缸來實(shí)現(xiàn)，相對于電機(jī)控制而言，氣缸在實(shí)現(xiàn)來回伸縮控制方而有其獨(dú)特的特點(diǎn)和優(yōu)勢;具有動作實(shí)現(xiàn)簡單，可大大減少輔助機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)(相對于電機(jī)控制而言)。氣缸的運(yùn)動過程由電磁閥進(jìn)行控制，簡單易行。另外，實(shí)現(xiàn)捆扎速度可調(diào)通過凸輪軸上的步進(jìn)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)，機(jī)電配合的整個工作過程如下: （1）接通電源,單片機(jī)開始工作,燙頭開始加熱升溫,溫度的自動調(diào)節(jié)通過單片機(jī)自動控制。? （2）按下“送帶”按鈕,電機(jī)正轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)送帶,送帶2s后電機(jī)停轉(zhuǎn)。? （3）手動將帶拉出，將包裝帶纏繞捆扎物一周，當(dāng)帶碰到行程開關(guān)后，步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)第一頂桿將捆扎帶頂緊。? （4）2s后電機(jī)反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)退帶，對包裝件進(jìn)行捆緊，2s后停轉(zhuǎn)，此時第三頂桿將帶另一端頂緊。? （5）第二頂桿上升將包裝帶切斷并迅速下移，熱熔搭接器開始對包裝帶加熱，第二頂桿再次上升，將兩片包裝帶夾緊粘貼。? （6）氣缸收縮，將壓帶側(cè)板抽出，捆扎完成。 3 蔬菜捆扎機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 捆扎機(jī)的總體方案圖如圖3-1所示： 圖3-1蔬菜捆扎機(jī)的總體方案圖 蔬菜捆扎機(jī)的結(jié)構(gòu)：使用的臺式自動捆扎機(jī)，其構(gòu)造包括機(jī)架、丙烯帶圈筒、儲帶箱、帶子的進(jìn)給和張緊機(jī)構(gòu)、帶子的接合機(jī)構(gòu)、拱形導(dǎo)軌、傳動機(jī)構(gòu)和自動控制裝置等部分組成。? 捆扎機(jī)工作流程：包裝帶捆扎機(jī)采用聚丙烯塑料帶作為捆扎材料，打捆完成后用熱熔搭接法將捆扎帶加熱粘貼。當(dāng)捆扎物人工擱置在規(guī)定的位置后，手動將捆扎帶塞入焊接處并觸動微動開關(guān)，機(jī)械裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)保證反時針方向收帶，達(dá)到一定的捆緊力后焊接，稍后切刀上頂切帶，最后機(jī)械送帶，完成一個捆件的捆扎過程?。在捆扎過程中，由送退帶機(jī)構(gòu)完成送帶、收帶、拉緊等動作；在夾壓、熨燙機(jī)構(gòu)作用下完成包裝帶粘結(jié)鎖緊，防止包裝帶的打滑松動。本捆扎機(jī)以氣動系統(tǒng)作為打捆系統(tǒng)加熱裝置的主要執(zhí)行件，以可編程序控制器作為控制單元實(shí)現(xiàn)打捆過程的半自動化。 機(jī)架與支承件不僅起著連接和支承各種零部件相互位置的的作用，而且還其要保證捆扎過程的平穩(wěn)。進(jìn)退帶機(jī)構(gòu)的機(jī)架由機(jī)架底板、側(cè)板和兩塊橫板組成，通過螺栓連接，起著固定主、從動軸、以及齒輪、摩擦輪的作用；捆扎機(jī)構(gòu)機(jī)架由兩個機(jī)架底板、主機(jī)架側(cè)板和輔助機(jī)架側(cè)板組成，起著固定凸輪軸和凸輪的作用。 蔬菜捆扎機(jī)的整體結(jié)構(gòu)圖如3-2所示： 圖3-2蔬菜捆扎機(jī)的整體結(jié)構(gòu) 1、 儲帶輪 2、二次收緊擺桿 3、收送帶輪 4、二次緊凸輪 5、主電機(jī) 6、傳動齒輪 7、聯(lián)軸器 8、凸輪 9、第三頂 10、第二頂桿 11、第一頂桿12、導(dǎo)向板 13、襯臺 14、導(dǎo)軌架15燙頭 16、V帶 17、V帶 18捆扎帶 19螺栓 20副電機(jī) 3.1捆扎機(jī)構(gòu)原理 圖3-3 凸輪原理圖 1-上襯板 2-微觸動開關(guān) 3-導(dǎo)向板 4-后端壓頭 5-切斷壓頭 6-前端壓頭 7-捆扎 8-凸輪 9-凸輪軸 如圖3-3所示，在進(jìn)行捆扎時候，當(dāng)捆扎帶觸碰到微觸動開關(guān)時，前端壓頭壓住捆扎帶的前端，以便進(jìn)行抽帶收緊，為保證捆扎帶張緊狀態(tài)，前端壓頭8壓住捆扎帶的前端，以便進(jìn)行抽帶收緊。后端壓頭4壓緊捆扎帶后端，為熔接捆扎帶做好準(zhǔn)備。在熱熔接作業(yè)時，用切斷壓頭5對捆扎帶進(jìn)行加壓各壓頭的運(yùn)動受凸輪6的控制，根據(jù)捆扎工作順序，完成其工作。 后端壓頭同時也是電加熱板，使用高頻加熱。之所以使用高頻電源，時為了提高加熱溫度，縮短加熱時間 3.2減速器傳動軸的的設(shè)計(jì) 送退帶機(jī)構(gòu)的齒輪傳動軸和凸輪軸都采用平鍵。電動機(jī)正常工作的轉(zhuǎn)速為n0=960r/min。根據(jù)帶輪的傳動比為i1=2：1和齒輪的傳動比為i2=1：1得傳動軸的轉(zhuǎn)速n1=n0/i1=960/2(r/min)=480r/min；功率P1=10kW。動軸的轉(zhuǎn)速n2=n1/i2=480r/min；?功率P2=10kW。因此各軸的轉(zhuǎn)速如下：? 齒輪主傳動軸1：n1=480r/min? 齒輪從傳動軸2：n2=480r/min (1) ．確定軸1最小直徑? 軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為： (3-1) 試中t ——扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位MPa；?? T ——軸所受的扭距，單位N*mm；??????? ——軸的抗扭截面系數(shù)，單位3mm；?????? n ——軸的轉(zhuǎn)速，單位r/min；? p ——軸傳遞的功率。單位kW；? d——計(jì)算截面處軸的直徑，單位mm；?????? ——許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位MPa。 由上式可得軸的 （3-2） 選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。A0查表取112，P=10kW，n=480r/min?帶入得：?軸最小直徑的初始值：d319.65mm。? 根據(jù)送退帶機(jī)構(gòu)軸上各齒輪、摩擦輪以及帶輪與支架以及相互之間的尺寸關(guān)系確定軸1的各部分軸徑及長度如圖3-4： ￡?= 圖3-4 （3）.軸的校核? 進(jìn)行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度。取，用公式3-2計(jì)算軸的應(yīng)力： _____軸的計(jì)算盈利，單位MPa M?——軸所受的彎距，單位N.mm；? T?——軸所受的扭距，單位N.mm；? W?——軸的抗彎截面系數(shù)，單位3mm。計(jì)算公式如3-3：? （3-3） ×-+=p?????????????????? 載 荷 水平面H 支反力F =3028N,=237.5N =115.3N,=84.85N 彎矩M =29596Nmm =1354237N.mm 總彎矩 = 扭矩T T=8057.9 從軸的結(jié)構(gòu)圖3-4可以看到軸的危險(xiǎn)截面，現(xiàn)將計(jì)算出的截面處的、及的值表3-5： 3.3傳動齒輪的設(shè)計(jì) 傳動齒輪組的設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)送退帶機(jī)構(gòu)的重要部分，傳動齒輪設(shè)計(jì)的是否合理，直接影響送退帶機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性能，以及捆扎質(zhì)量。? （1）確定計(jì)算公式及各參數(shù)值? 輸入功率為10KW,齒輪的轉(zhuǎn)速為480r/min選用直齒圓柱齒輪傳動，7級精度。選擇齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，選擇齒輪齒數(shù)均為Z= ? 由公式（3-5）： (3-4) 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊確定3-5公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 （2）試選載荷系數(shù)：Kt＝1.3；? （3）計(jì)算齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩：? T=95.5xx=19.9xNmm 齒寬系數(shù)：? =1 ；? （4）材料的彈性影響系數(shù)： =；? (5)按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=s； ? （6）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)? N=60j=2.07x； （7）接觸疲勞壽命系數(shù)； （8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力? 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，得； =695MPa； (2)．計(jì)算? 試用公式（3-1）算齒輪分度圓直徑d； =48m (3-7) (1)計(jì)算圓周速度V ； （2）計(jì)算齒寬 ?； （3）計(jì)算 b/h?? ??? 模數(shù)? == 齒高 h=2.25=4.17 b/h?=3.6 （4）計(jì)算載荷系數(shù)? 7級精度，查得動載系數(shù)Kv =1.08=；直齒輪，假設(shè)/b<100N/mm。查得：==1.2. 查得使用系數(shù)=1，得： =1.08+0.1+0.23xb=1.2627； 由b/h=9.1，?=1.2627，查的 =1.25；故載荷系數(shù)? K=?=1.63； （5）?按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得：? ==48.01mm；? （6）計(jì)算模數(shù) m ==2.05mm。 （3）．按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)? 彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式為? ? （3-6）? 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值? （1）查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限= =400MPa；s；? （2）查得彎曲疲勞壽命系數(shù)==0.87 ；計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力?取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1，得：? [] ==s=s=348MPa；? (3) 計(jì)算載荷系數(shù) K=?=1.67 (4) 查取齒形系數(shù)?=2.24； (5) 查取應(yīng)力校正系數(shù)=1.75? (6) 計(jì)算齒輪的 圖3-7 直齒輪 （4）.設(shè)計(jì)計(jì)算? 由公式（3-6）得： ? =′′=2.05′′3 對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于齒根彎曲疲勞計(jì)算的模數(shù)由于齒輪模數(shù)m大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)2.01并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值2m，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出齒輪齒數(shù)m=24；這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 （5）幾何尺寸計(jì)算? （1）計(jì)算分度圓直徑? d=mz=48mm? （2）計(jì)算中心距? a=()\2=48mm=+=? （3）計(jì)算齒輪寬度? B=20mm。 （6）.驗(yàn)算校核 =8291.8 （3-7） \b=552.6n1000， 合適。 4摩擦輪的設(shè)計(jì)? 摩擦輪傳動是兩個相互壓緊的滾輪，通過接觸面間的摩擦力傳遞運(yùn)動和動力的。由于結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、運(yùn)動平穩(wěn)、噪聲低，過載可以打滑，以及能連續(xù)連續(xù)平滑地調(diào)節(jié)其傳動比，因而有較大的應(yīng)用范圍，成為無級變速的主要元件。但由于在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中有滑動，影響從動輪的旋轉(zhuǎn)精度，傳動效率較低，作用在軸和軸和軸承上的載荷大，多用于中小功率傳動。? 4.1摩擦輪材料的選擇? 由于摩擦輪實(shí)現(xiàn)包裝帶的進(jìn)與退，制造摩擦輪的材料應(yīng)該是：彈性模量大、摩擦系數(shù)高，接觸疲勞強(qiáng)度和耐磨性好，吸濕小，價廉并易于加工，可以選用GCr15。? 本捆扎機(jī)采用圓柱摩擦輪傳動，其運(yùn)動簡圖如4-1所示： 圖4.1摩擦傳動輪示意圖 4.2捆扎帶的選擇 根據(jù)捆扎要求，選取成本較低、來源廣泛、捆扎美觀牢固的聚丙烯塑料帶。因其可塑性好，斷裂拉力強(qiáng)，耐彎曲，比重輕，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。已在各領(lǐng)域中廣泛作用。 捆扎帶的接頭方式根據(jù)捆扎材料的不同而不同，大致可分為熱熔搭接法，膠粘結(jié)、皮扣式及結(jié)扎式等。由于我們所設(shè)計(jì)的包裝袋捆扎機(jī)的捆扎繩材料為聚丙烯塑料繩，故選用電熱熔加熱法。它是采用各種有效的加熱方法，使塑料袋表層受熱融化，將兩個帶端的熔化面搭接起來，該接頭方式適用于聚丙烯塑料帶。帶接頭的強(qiáng)度應(yīng)不低于帶子破斷拉力的80%，因此，必須要保證有足夠的搭接面積，并且要對溫度、壓力、時間這三個工藝參數(shù)進(jìn)行綜合調(diào)節(jié)。電熱熔加熱法是最普遍使用的加熱方法、裝置結(jié)夠簡單、操作簡便等優(yōu)。 本設(shè)計(jì)主要選用聚錄乙烯帶寬度與厚度為12.5x2毫米。 5控制系統(tǒng)概述 本文所設(shè)計(jì)的包裝帶捆扎機(jī)的控制系統(tǒng)主要包括：送退帶機(jī)構(gòu)電機(jī)的控制、剪切熨燙機(jī)構(gòu)步進(jìn)電機(jī)的控制、用來驅(qū)動包裝帶壓板往復(fù)移動的氣缸的控制。 5.1步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng) 在捆扎系統(tǒng)中，由電機(jī)控制凸輪軸實(shí)現(xiàn)精確的運(yùn)動，以此來實(shí)現(xiàn)第一頂桿，第二、三頂桿的精確運(yùn)動，由于步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的數(shù)字/模擬變換器。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（即步距角）?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的。因此，本文捆扎機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中選取步進(jìn)電機(jī)。 5.2步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn) (1)與驅(qū)動電路組成了開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。簡單、廉價、性能可靠。也可以與傳感器組成高性能的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。? (2)?驅(qū)動脈沖與角位移成嚴(yán)格的正比關(guān)系，無積累誤差；具有良好的跟隨性能。? (3)?調(diào)速范圍寬。低速下仍能保持大的轉(zhuǎn)距。一般可以不用減速器而直接驅(qū)動負(fù)載。? (4)?頻率響應(yīng)快，不通電時轉(zhuǎn)子能自鎖 (5)?步進(jìn)頻率高，可以和反應(yīng)式相媲美 (6)?力矩——慣性比反應(yīng)式電動機(jī)小。 5.3步進(jìn)電機(jī)的選擇 步進(jìn)電機(jī)的選擇主要考慮步距角、靜力矩和保持力矩。 （1）、步距角的選擇? 步距角是在一個脈沖電信號的作用下，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過的機(jī)械角度。步距角的選擇取決于負(fù)載精度的要求，將負(fù)載的最小分辨率（當(dāng)量）換算到電機(jī)軸上，每個當(dāng)量電機(jī)應(yīng)走多少角度（包括減速）。電機(jī)的步距角應(yīng)等于小于此角度。。目前市場上的步進(jìn)電機(jī)的步距角一般由0.36°/0.72°、0.9°/1.8°、1.5°/3°。為了滿足設(shè)計(jì)任務(wù)要求，選用步距角為0.9度的混合型步進(jìn)電機(jī)。? （2）、最大靜距地選擇 最大靜轉(zhuǎn)矩是指步進(jìn)電機(jī)在通電狀態(tài)下，使轉(zhuǎn)子離開平衡位置的極限轉(zhuǎn)矩值，它反映了步進(jìn)電機(jī)承受外加轉(zhuǎn)矩的特性。最大靜轉(zhuǎn)矩也叫保持轉(zhuǎn)矩，是步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一。靜力矩一旦確定，步進(jìn)電機(jī)就好確定了，綜合計(jì)算后本設(shè)計(jì)應(yīng)選擇8DK25-12的步進(jìn)電機(jī)。 總 結(jié) 通過歷時近3個月的籌備與研發(fā)，本文成功完成了對機(jī)械部分的設(shè)計(jì)，能很好的滿足對蔬菜的捆扎要求，運(yùn)行穩(wěn)定。蔬菜捆扎機(jī)的研制成功，極大的提高了蔬菜捆扎的自動化和標(biāo)準(zhǔn)化水平，減輕工人勞動強(qiáng)度。本論文是對蔬菜捆扎機(jī)研發(fā)工作的總結(jié)，所作的主要工括:? (1)對于蔬菜捆扎機(jī)的需求以及應(yīng)用前景的分析，了解和掌握國內(nèi)與國際上關(guān)于蔬菜捆扎機(jī)的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢：? (2)研究確定蔬菜捆扎機(jī)的工作流程和系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案；? (3)關(guān)鍵機(jī)械部件—送退帶機(jī)構(gòu)的研究分析。闡述了送退帶機(jī)構(gòu)的工作流程，捆扎形式的選擇; (4) 蔬菜捆扎機(jī)凸輪總體的精確設(shè)計(jì),受凸輪控制的剪切、夾壓機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)合理運(yùn)行是完成捆扎的關(guān)鍵,所以必須合理的計(jì)算。 蔬菜帶捆扎機(jī)是一個實(shí)踐性很強(qiáng)的設(shè)計(jì)項(xiàng)目。通過研制蔬菜捆扎機(jī)，我學(xué)習(xí)了很多，在鍛煉自己對實(shí)際應(yīng)用能力的同時，也讓我認(rèn)識到了在設(shè)計(jì)中的許多不足,學(xué)習(xí)機(jī)械追求的就是全自動化,當(dāng)然涉及方面運(yùn)用就比較多,在設(shè)計(jì)自己只能把機(jī)械部分完成出來,而需要的控制部分卻有很多盲點(diǎn),比如在步進(jìn)電機(jī)的選擇上,對于電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時間的間歇的控制,還有捆扎時,各凸輪的運(yùn)動的時間間隙配合,還有在捆扎時,送帶、收緊、切燙、粘結(jié)各工序先后和工作時間的控制都需要準(zhǔn)確的計(jì)算，還有在實(shí)現(xiàn)捆扎速度的可調(diào)，以適應(yīng)不同的捆扎要求，?在依靠摩擦輪退帶收緊過程中，如何判斷包裝帶捆扎蔬菜的捆緊力已達(dá)到要求而自動停止退帶收緊。凸輪總成的精確設(shè)計(jì)，受凸輪控制的剪切、夾壓機(jī)構(gòu)的合理協(xié)調(diào)運(yùn)行，如何避免以往捆扎機(jī)械中都伴有煙塵、氣味的情況，保護(hù)操作者的身心健康及環(huán)境保護(hù)。這些問題在設(shè)計(jì)中凸顯的非常關(guān)鍵，也是自己的難點(diǎn)和弱點(diǎn)所在，必須加強(qiáng)在更多領(lǐng)域的應(yīng)用。 致 謝 本文是在尊敬的吳明清導(dǎo)師的精心指導(dǎo)和細(xì)心關(guān)懷下完成的。??? 在本文的方案提出、修改，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整個過程中，自始至終都得到了吳老師的精心指導(dǎo)。吳老師的知識淵博、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍以及高度的責(zé)任感給我留下了深刻的印象，并將使我銘記終生。在論文結(jié)束之際，我謹(jǐn)向吳老師致以最衷心的感謝！?? 經(jīng)過兩個多月的工作，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)圓滿畫上了句號。這兩個月來，通過學(xué)習(xí)、研究捆扎機(jī)裝置和一些控制系統(tǒng)的相關(guān)資料，學(xué)到了很多知識。而且在圖紙的繪制過程中進(jìn)一步熟悉了三維繪圖軟件的應(yīng)用。這段歷程不僅僅是單純的設(shè)計(jì)過程，更重要的是一個獨(dú)立工作能力的鍛煉過程。從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)朋友給了我無形的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！? 在本文結(jié)束之際，四年的大學(xué)生生活也即將宣布結(jié)束，在四年的大學(xué)生活里，塔里木大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院的老師們給予了我無私的教導(dǎo)，有了他們的幫助，使我少走了很多的彎路，受益匪淺，在此一并向大學(xué)期間所有關(guān)心、支持、幫助我的老師和同學(xué)表示衷心的感謝！在即將畢業(yè)之際，祝他們一路順風(fēng)、事業(yè)有成。 參考文獻(xiàn) [1]黃成楠.我國機(jī)械的現(xiàn)狀與發(fā)展戰(zhàn)略[J].中國包裝工業(yè).1998(10):6-8. 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