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摘 要
設(shè)計(jì)是典型的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)，它不僅包括機(jī)構(gòu)的尺寸、強(qiáng)度設(shè)計(jì)，還包括了傳動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)主要是針對(duì)圓臺(tái)柱狀顆粒狀糖果糖的鋁箔紙包裝。設(shè)計(jì)主要內(nèi)容有三方面：設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)、機(jī)械手及進(jìn)出糖機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與傳動(dòng)系統(tǒng)鏈設(shè)計(jì)。
機(jī)械手及進(jìn)出糖機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)是本設(shè)計(jì)功能能否執(zhí)行的靈魂，它也是本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)之一。它要實(shí)現(xiàn)顆粒狀糖果糖的輸入、折邊、抄底邊、等等功能，直到最后由輸送帶輸出。整個(gè)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)中，機(jī)械手要實(shí)現(xiàn)的是夾糖、折邊、轉(zhuǎn)送等重要功能，因此對(duì)機(jī)械手的形狀、夾緊力及轉(zhuǎn)位角度也提出了不同的設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)機(jī)械手時(shí)，也始終回繞著這幾點(diǎn)進(jìn)行。
傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，作為一個(gè)動(dòng)作執(zhí)行系統(tǒng)，動(dòng)力是必不可少的，當(dāng)然對(duì)動(dòng)力的傳遞系統(tǒng)也就顯得尤其重要了。系統(tǒng)功能中要實(shí)現(xiàn)機(jī)械手轉(zhuǎn)位、送糖盤(pán)轉(zhuǎn)位、供紙、剪紙、抄紙、接糖、頂糖及撥糖等功能，它們都需要不同大小的動(dòng)力，這就需要傳動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。如在機(jī)械手的轉(zhuǎn)位功能中，為實(shí)現(xiàn)間歇的轉(zhuǎn)位功能就得通過(guò)傳動(dòng)鏈中的槽輪機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該機(jī)構(gòu)要保證機(jī)械手在轉(zhuǎn)到位后，有一定的停留時(shí)間，從而為頂糖、接糖及撥糖功能的實(shí)現(xiàn)提供必要的機(jī)械動(dòng)作執(zhí)行時(shí)間。設(shè)計(jì)好的包裝機(jī)機(jī)構(gòu)正常的生產(chǎn)率為120r/min，且其生產(chǎn)率可在70～130r/min。
關(guān)鍵詞：包裝機(jī)，顆粒狀糖果糖包裝，機(jī)械手；
Abstract
The grain candy packer design is a typical machine system design. It not only included the organization's size, strength...etc. the design. And it still included the design of the transmission system. This design primarily aims at the circle pillar chocolates' aluminum foil packing. The design only contents contain three sides: Design project design, machine hand and I/O sugar mechanism design and the transmission system design.
It is Soul whether the function of the machine hand and I/O sugar mechanism’s design can carry out in this design. It is also one of the design points of this design. It wants to realize the importation, fold of the chocolates the sides, etc. the function. Until it finally be output by belt conveyer. In whole system function realizes, the machine hand realizes many important function, for example: clip the sugar, fold of the chocolates the sides, transfer...etc. Therefore to the shape of the machine hand, clip the tight dint and turn the angle also bring upped the different design request. When designed the machine hand, it is also proceeding with the center of these points.
System, motive is necessary. Certainly it is particularly important of the power transmission system. In the system function, it must realize moving the machine hand, moving the sugar dish, providing the paper, cutting paper, curling, connecting the sugar, crest the sugar and dialing the sugar etc. All these functions need the different power. It can be controlled with the transmission system. Such as the function of turning machine hand, for realizing a function of intermittent turning it needs the sheave of the transmission to regulate. After the machine turned the assurance position, the mechanism wants to have certainly stop over time, it can take enough time to crest sugar, connect the sugar and dial sugar. The transmission system still guaranteed the normal rate of production of packer to 120 r/ min .At the same time it can be controlled the rate of production at 70 ～ 130 r/ min.
Key words: Packer, chocolates packing, machine hand
目錄
摘 要 1
關(guān)鍵詞 1
Abstract 2
目錄 3
第一章 緒論 5
1.1包裝機(jī)簡(jiǎn)介 5
1.1.1包裝機(jī)械市場(chǎng)空間巨大 5
1.1.2發(fā)展方向 6
第二章顆粒狀糖果包裝機(jī)方案設(shè)計(jì) 7
2.1功能分解 8
2.2確定工藝原理 8
2.2.1產(chǎn)品特征 8
2.2.2包裝材料 9
2.2.3包裝工藝方案擬定 9
2.2.4顆粒狀糖包裝工藝的實(shí)驗(yàn) 9
2.3確定功能結(jié)構(gòu) 11
2.3.1總功能 11
2.3.2功能分解 11
2.4顆粒狀糖果包裝機(jī)的總體布局 12
2.4.1機(jī)型選擇 12
2.4.2自動(dòng)機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu) 12
第三章傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13
3.1顆粒狀糖果包裝機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 13
3.2選用電動(dòng)機(jī) 14
第四章帶輪設(shè)計(jì) 16
4.1帶輪優(yōu)缺點(diǎn) 16
4.2帶輪設(shè)計(jì)要求 16
4.3寬V帶無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)設(shè)計(jì)過(guò)程 17
第五章鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì) 20
5.1鏈傳動(dòng)優(yōu)缺點(diǎn) 20
5.2鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)過(guò)程 20
第六章齒輪的設(shè)計(jì) 22
6.1螺旋齒輪 22
6.2齒輪材料選擇 22
6.3主要尺寸的確定 22
6.4標(biāo)準(zhǔn)直齒輪齒輪副16設(shè)計(jì)表 24
第七章機(jī)械手及進(jìn)出糖機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 25
7.1加持裝置設(shè)計(jì) 25
7.1.1設(shè)計(jì)要求 25
7.1.2基本結(jié)構(gòu)如下圖 26
7.1.3夾緊力計(jì)算 27
7.1.4彈簧力計(jì)算 27
7.1.5開(kāi)閉角a的計(jì)算 29
7.2凸輪設(shè)計(jì) 30
7.2.1機(jī)械手凸輪 30
7.2.2頂糖桿槽凸輪5設(shè)計(jì) 34
7.2.3拔糖桿偏心凸輪7 39
7.2.4剪指刀平面凸輪6、抄紙板平面凸輪8 40
7.2.5接糖桿圓柱凸輪9 41
7.3棘輪設(shè)計(jì) 42
7.3.1棘輪材料選擇 42
7.3.2棘輪形狀確定 42
7.4六槽槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 43
7.4.1槽輪分類(lèi)及材料選擇 43
7.4.2槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及尺寸設(shè)計(jì) 44
7.4.3槽輪機(jī)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算 46
結(jié)論 49
參考文獻(xiàn) 50
致謝 51
第一章 緒論
1.1包裝機(jī)簡(jiǎn)介
我國(guó)包裝機(jī)械要滿(mǎn)足食品、制藥、化工等行業(yè)快速發(fā)展的需求，并積極參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，只有盡快以科技創(chuàng)新、貼近用戶(hù)、自主研發(fā)的經(jīng)營(yíng)來(lái)代替一味引進(jìn)和仿造的傳統(tǒng)模式，才能使我國(guó)的包裝行業(yè)和市場(chǎng)健康發(fā)展，并盡快追趕上世界先進(jìn)水平。
1.1.1包裝機(jī)械市場(chǎng)空間巨大
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于商品外包裝的要求越來(lái)越高。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的刺激下，包裝行業(yè)飛速發(fā)展。雖然包裝機(jī)械的產(chǎn)值在整個(gè)包裝工業(yè)中所占的比重不如包裝材料大，不屬于經(jīng)常性消耗品，但對(duì)包裝工業(yè)的現(xiàn)代化卻是不可缺少的支撐。它為包裝工業(yè)提供先進(jìn)的技術(shù)裝備，保證包裝產(chǎn)品的高質(zhì)量、高效率、多品種、低成本、高環(huán)保，因而獲得較強(qiáng)的生命力。
目前，我國(guó)面臨著發(fā)展農(nóng)產(chǎn)品深加工、建設(shè)節(jié)約型社會(huì)、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)等任務(wù)，包裝機(jī)械產(chǎn)品的市場(chǎng)非常廣闊，包裝機(jī)械企業(yè)若能加快技術(shù)創(chuàng)新、適應(yīng)市場(chǎng)需求，將獲得可觀利潤(rùn)。當(dāng)下我國(guó)快消品行業(yè)飛速發(fā)展，這對(duì)包裝行業(yè)是一個(gè)極大的機(jī)會(huì)，因此要充分了解我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)發(fā)展中存在的優(yōu)勢(shì)與弱勢(shì)，準(zhǔn)確的制定下一步的發(fā)展方案。
據(jù)預(yù)測(cè)，當(dāng)今世界包裝機(jī)械的市場(chǎng)需求將保持5.2％的年增長(zhǎng)率。就目前來(lái)看，全球許多包裝設(shè)備都進(jìn)入了更新?lián)Q代時(shí)期，對(duì)于高質(zhì)量、高效率、多品種、低成本、高環(huán)保的包裝機(jī)械提出了更為龐大的市場(chǎng)需求。所以我國(guó)包裝行業(yè)要想實(shí)現(xiàn)快步發(fā)展，并成功的向包裝強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變，那么提高包裝機(jī)械的質(zhì)量成為現(xiàn)在包裝行業(yè)的發(fā)展第一要?jiǎng)?wù)。
1.1.2發(fā)展方向
在社會(huì)的發(fā)展中，自動(dòng)包裝機(jī)行業(yè)時(shí)刻面臨著考驗(yàn)，面對(duì)日益走高的原輔材料價(jià)格、面對(duì)不斷提高的勞動(dòng)力成本，強(qiáng)調(diào)包裝機(jī)企業(yè)應(yīng)該重視經(jīng)營(yíng)質(zhì)量，有效的提升包裝機(jī)行業(yè)的經(jīng)營(yíng)質(zhì)量，給各行業(yè)新的支持。
首先，應(yīng)該清楚地意識(shí)到，知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代包裝機(jī)企業(yè)的社會(huì)處境已經(jīng)發(fā)生轉(zhuǎn)型，自動(dòng)包裝機(jī)設(shè)備已經(jīng)從歷史上的單純加工型企業(yè)步入了介于二產(chǎn)與三產(chǎn)之間的、為客戶(hù)提供所需服務(wù)的一個(gè)嶄新行業(yè)。自動(dòng)包裝機(jī)是傳統(tǒng)包裝機(jī)的升級(jí)版，除了在自動(dòng)化方面有很大改觀，在包裝精度上也有很大進(jìn)步，這很好的滿(mǎn)足了現(xiàn)代包裝的規(guī)范性，我們的包裝要做到精確，要做到準(zhǔn)確無(wú)誤。減少食品安全問(wèn)題從包裝開(kāi)始，自動(dòng)包裝機(jī)是包裝行業(yè)護(hù)航者。
好的產(chǎn)品包裝，離不開(kāi)好的生產(chǎn)設(shè)備，離不開(kāi)高性能的自動(dòng)包裝機(jī)，在包裝設(shè)備行業(yè)，如果也抱著這種差不多的態(tài)度，輕則返工，嚴(yán)重則會(huì)造成機(jī)械事故，給人們生活造成不便，因此，水平式包裝機(jī)設(shè)備的品質(zhì)十分重要。為此，歐朔制定出一套由上至下的品質(zhì)管理標(biāo)準(zhǔn)來(lái)管理、監(jiān)督員工，保證每一件產(chǎn)品都是正品，在產(chǎn)品品質(zhì)上絕沒(méi)有“折扣”，用先進(jìn)的產(chǎn)品贏得消費(fèi)者的信賴(lài)。
生產(chǎn)的自動(dòng)包裝機(jī)采用了領(lǐng)先的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，在產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中也要求非?？量蹋η笞屛覀兊漠a(chǎn)品做的更加完美，保證我們流入市場(chǎng)的產(chǎn)品都能夠無(wú)瑕疵。對(duì)自動(dòng)包裝機(jī)企業(yè)來(lái)說(shuō)，發(fā)展速度、經(jīng)濟(jì)總量都不是考量經(jīng)營(yíng)狀況的主要因素，自動(dòng)包裝機(jī)企業(yè)實(shí)打?qū)嵉氖且б?。只有滿(mǎn)足消費(fèi)者需要的設(shè)備才會(huì)有市場(chǎng)，只有高附加值的設(shè)備才能為企業(yè)帶來(lái)高利潤(rùn)。
其實(shí)包裝機(jī)械行業(yè)在我國(guó)起步比較晚，所以在機(jī)械設(shè)備上較之外國(guó)還存在比較大的差距。大多數(shù)企業(yè)是在低水平設(shè)備上徘徊，而且仍在不斷的重復(fù)產(chǎn)能。這對(duì)于一個(gè)要成為世界包裝強(qiáng)國(guó)的國(guó)家來(lái)說(shuō)是致命的。所以我國(guó)要研發(fā)或是引進(jìn)先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用于包裝行業(yè)，如遠(yuǎn)距離遙控技術(shù)（包括監(jiān)控）、步進(jìn)電機(jī)技術(shù)、自動(dòng)柔性補(bǔ)償技術(shù)、激光切割技術(shù)、信息處理技術(shù)等。
我國(guó)包裝機(jī)械對(duì)國(guó)外高端技術(shù)的過(guò)度依賴(lài)，嚴(yán)重制約了我國(guó)包裝工業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。低水平產(chǎn)品重復(fù)生產(chǎn)的比較多，這些設(shè)備的技術(shù)難度小、成本低、起步快，因此不少的企業(yè)會(huì)選中這些設(shè)備作為"入門(mén)"產(chǎn)品，以此來(lái)積累資金再展鴻圖，但這就造成產(chǎn)品不可避免地重復(fù)，也導(dǎo)致了賣(mài)不出去，自然就會(huì)影響到設(shè)備的更新，最終使得生產(chǎn)水平難以提高。
我國(guó)包裝行業(yè)正向打造新型包裝機(jī)械，引領(lǐng)包裝機(jī)械向集成化、高效化、智能化等方向發(fā)展。目前自動(dòng)化技術(shù)在包裝生產(chǎn)線(xiàn)中已占50%以上，大量使用了電腦設(shè)計(jì)和機(jī)電一體化控制，提高生產(chǎn)率、設(shè)備的柔性和靈活性，增加機(jī)械手以完成復(fù)雜的包裝動(dòng)作。目前在灌裝設(shè)備、包裝設(shè)備、包裝材料生產(chǎn)設(shè)備等方面，國(guó)內(nèi)企業(yè)都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。但是，我國(guó)包裝機(jī)械品種約有1300多種，缺少高科技、高精度、高質(zhì)量配套產(chǎn)品，產(chǎn)品性能低，穩(wěn)定性和可靠性差，仍需借助高端端技術(shù)助力包裝機(jī)械產(chǎn)品升級(jí)。
第二章顆粒狀糖果包裝機(jī)方案設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)要求：把已加工成型的圓臺(tái)狀顆粒狀糖果糖用鋁箔紙包裹起來(lái)，并逐個(gè)輸出，顆粒狀糖果糖的形狀尺寸大小如下圖所示。且保證其加工速度為120塊/min，可調(diào)范圍70-130塊/min。在這設(shè)計(jì)時(shí)取速度為86件/min以便計(jì)算。能量220V交流電。
圖2.1 產(chǎn)品形狀
2.1功能分解
圖2.2 包裝機(jī)功能分解圖
2.2確定工藝原理
2.2.1產(chǎn)品特征
顆粒狀糖果呈圓臺(tái)形，輪廓清楚，但質(zhì)地疏松，容易碰傷。因此，考慮機(jī)械動(dòng)作時(shí)應(yīng)適合它的特點(diǎn)，以保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量。產(chǎn)品夾緊力要適當(dāng)；在進(jìn)出料時(shí)避免碰撞而損傷產(chǎn)品；包裝速度應(yīng)適中，過(guò)快會(huì)引起沖擊而可能損傷產(chǎn)品等。
包裝工藝首要的是解決坯件的上料問(wèn)題。顯然，像顆粒狀糖果糖之類(lèi)的產(chǎn)品，使用一般料斗上料方法是不適宜的。如果采用料倉(cāng)式上料方法，則需要人工定時(shí)放料，每分鐘放80粒糖也夠緊張的。如果將自動(dòng)機(jī)的進(jìn)料系統(tǒng)直接與顆粒狀糖果糖澆注成形機(jī)的出口相銜接，則比較容易解決顆粒狀糖果糖的自動(dòng)上料問(wèn)題。
2.2.2包裝材料
食品包裝材料應(yīng)十分注重衛(wèi)生。顆粒狀糖果包裝紙采用厚度為0.008mm的金色鋁箔紙，它的特點(diǎn)是薄而脆，抗拉力較小，容易撕裂，也容易褶皺。因此，在設(shè)計(jì)供紙部件時(shí)對(duì)速度應(yīng)十分注意。一般包裝的速度越高，紙張的拉力就越大。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般送紙速度應(yīng)小于500mm/s。
選擇供紙機(jī)結(jié)構(gòu)時(shí)，主要依據(jù)下列兩點(diǎn)：
1）采用紙片供料或是采用卷筒紙供料。本機(jī)采用卷筒紙。
2）紙張送出時(shí)的空間位置時(shí)垂直置放的還是水平置放的。將紙片水平置放對(duì)包裝工藝有利。但卷筒紙水平輸送，只能采用間歇式剪切供紙方法。
2.2.3包裝工藝方案擬定
圖2.3 包裝工序分解圖
圖2.3為最初的顆粒狀糖果糖包裝工藝圖.根據(jù)人工包裝動(dòng)作順序,針對(duì)產(chǎn)品包裝質(zhì)量要求,該機(jī)包裝工藝如下:
1) 將75mm×75mm鋁箔紙覆蓋在顆粒狀糖果糖小端正上方,如圖2.3(a)所示。
2) 使鋁箔紙沿糖塊錐面強(qiáng)迫成行如圖2.3(b)所示。
3)將余下的鋁箔紙分成兩半,先后向大端中央折去,迫使包裝紙緊貼顆粒狀糖果糖,如圖2.3(c),(d)所示。
2.2.4顆粒狀糖包裝工藝的實(shí)驗(yàn)
根據(jù)初擬的包裝工藝方案,進(jìn)行工藝實(shí)驗(yàn)。
圖2.4為鉗糖機(jī)械手及顆粒狀糖果糖包裝簡(jiǎn)圖。
圖2.4 鉗糖機(jī)械手及顆粒狀糖果糖包裝
1-轉(zhuǎn)軸 2-轉(zhuǎn)盤(pán) 3-彈簧 4-接糖桿 5-鉗糖機(jī)械手(共6組)
6-糖塊 7-頂糖桿 8-鋁箔紙 9-環(huán)行托板 10-折邊器
如上圖所示,機(jī)械手設(shè)計(jì)上是具有彈性的錐形模腔,這樣能適應(yīng)顆粒狀糖果糖外形尺寸的變化,I 不存在拉破鋁箔紙的現(xiàn)象.在機(jī)械手下面有圓環(huán)形托板,以防止糖塊下落。
工藝實(shí)驗(yàn)的過(guò)程如下:
當(dāng)鉗糖機(jī)械手轉(zhuǎn)至裝糖未位置時(shí),接糖桿4向下運(yùn)動(dòng),頂糖桿7向上推糖塊6和包裝紙8,使糖塊和鋁箔紙夾在頂糖桿和接糖桿之間,然后它們同步上升,進(jìn)入機(jī)械手5,迫使鋁箔紙成型如圖4(b)所示,接著折邊器10向左折邊,成圖4(c)狀,然后轉(zhuǎn)盤(pán)2帶機(jī)械手5作順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),途徑環(huán)行托板9,使鋁箔紙全部覆蓋在糖塊的大端面上,完成全部包裝工藝如圖4(d)所示。
由于包裝紙表面還不夠光滑,有時(shí)還發(fā)生褶皺現(xiàn)象,需要進(jìn)一步改進(jìn)。
經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)鋁箔紙只要用柔軟之物輕輕一抹,就很光滑平整地緊貼在糖塊表面上,達(dá)到預(yù)期的外觀包裝質(zhì)量要求.因此增設(shè)了一個(gè)帶有錐形毛刷圈（軟性尼龍絲），在定糖過(guò)程中，先讓糖塊和鋁箔紙通過(guò)毛刷圈，然后再進(jìn)入機(jī)械手成形，結(jié)果使包裝紙光滑、平整、美觀，完全達(dá)到包裝質(zhì)量要求。
圖5是經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的顆粒狀糖果糖包裝成型機(jī)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
圖1.5 顆粒狀糖果糖包裝成型機(jī)構(gòu)
1-左抄板紙 2-鉗糖機(jī)械手 3-接糖桿 4-右抄板紙
5-錐形尼龍絲圈 6-鋁箔紙 7-糖塊 8-頂糖桿
另外，考慮自動(dòng)機(jī)工作的可靠性，在成品出料口增設(shè)撥糖桿，確保機(jī)械手中的糖塊落入輸送帶上。這樣的工藝方案就此確定。
2.3確定功能結(jié)構(gòu)
確定技術(shù)系統(tǒng)總功能，及進(jìn)行功能分解。
2.3.1總功能
未包裝的圓臺(tái)形顆粒狀糖果糖→黑箱→包裝好的顆粒狀糖果糖成品。
2.3.2功能分解
圖1.6 包裝機(jī)的功能細(xì)化
2.4顆粒狀糖果包裝機(jī)的總體布局
2.4.1機(jī)型選擇
由于大批量生產(chǎn)，所以選擇全自動(dòng)機(jī)型。根據(jù)前述工藝過(guò)程，選擇回轉(zhuǎn)式工藝路線(xiàn)的多工位自動(dòng)機(jī)型。
根據(jù)工藝路線(xiàn)分析，實(shí)際上需要兩個(gè)工位，一個(gè)是進(jìn)料、成型、折邊工位另一個(gè)是出料工位。
自動(dòng)機(jī)采用六槽槽輪機(jī)構(gòu)作工件步進(jìn)傳送。
2.4.2自動(dòng)機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)
圖2.7 鉗糖機(jī)械手及進(jìn)出糖塊機(jī)構(gòu)
1-輸送帶 2-糖塊 3-托盤(pán) 4-鉗糖機(jī)構(gòu) 5-鉗糖機(jī)械手
6-彈簧 7-托板8-機(jī)械手 9-機(jī)械手開(kāi)合凸輪 10-輸料帶
I-進(jìn)料,成型,折邊工位 II-出糖工位
根據(jù)顆粒狀糖果包裝工藝，確定自動(dòng)機(jī)由下列執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成：
1) 送糖機(jī)構(gòu)；
2) 供紙機(jī)構(gòu)；
3) 接糖和頂糖機(jī)構(gòu)；
4) 抄紙機(jī)構(gòu)；
5) 撥糖機(jī)構(gòu)；
6) 鉗糖機(jī)械手的開(kāi)合機(jī)
7) 轉(zhuǎn)盤(pán)步進(jìn)傳動(dòng)機(jī)
下面是主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理。圖6為鉗糖機(jī)械手、進(jìn)出糖機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖。送糖盤(pán)4與機(jī)械手作同步間歇回轉(zhuǎn)，逐一將糖塊送至包裝工位Ⅰ。
機(jī)械手的開(kāi)合動(dòng)作，由固定的凸輪8控制，凸輪8的廓線(xiàn)是由兩個(gè)半徑不同的圓弧組成，當(dāng)從動(dòng)滾子在大半徑弧上，機(jī)械手就張開(kāi)；從動(dòng)滾子在小半徑弧上，機(jī)械手靠彈簧6閉合。
圖7為接糖和頂糖機(jī)構(gòu)示意圖。接糖桿和頂糖桿的運(yùn)動(dòng)，不僅具有時(shí)間上的順序關(guān)系，而且具有空間上的相互干涉關(guān)系，因此它們的運(yùn)動(dòng)循環(huán)必須遵循空間同步化的原則設(shè)計(jì)，并在結(jié)構(gòu)上應(yīng)予以重視。
接糖桿和頂糖桿夾住糖塊和包裝紙同步上升時(shí)，夾緊力不能太大，以免損傷糖塊。同時(shí)應(yīng)使夾緊力保持穩(wěn)定，因此在接糖桿的頭部采用如橡皮類(lèi)的彈性件。
第三章傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1顆粒狀糖果包裝機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
顆粒狀糖果包裝機(jī)是專(zhuān)用自動(dòng)機(jī)，根據(jù)自動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則和顆粒狀糖果糖包裝工藝的具體要求，擬定如圖3.1所示的傳動(dòng)系統(tǒng)。
圖3.1 顆粒狀糖果包裝機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)
1-電動(dòng)機(jī) 2-帶式無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu) 3-鏈輪幅 4-盤(pán)車(chē)手輪
5-頂糖桿凸輪 6-剪紙導(dǎo)凸輪 7-撥糖桿凸輪 8-抄紙板凸輪
9-接糖桿凸輪 10-鉗糖機(jī)械手 11-撥糖桿 12-槽輪機(jī)構(gòu)
13-接糖桿 14-頂躺桿 15-送糖盤(pán) 16-齒輪副
17-供紙部件鏈輪 18-輸送帶鏈輪 19-螺旋齒輪副 20-分配軸
如圖所示，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1440r/min，功率為0.55kW,分配轉(zhuǎn)速為70～130r/min，總降速比，采用平帶、鏈輪兩級(jí)降速，其中，。而無(wú)級(jí)變速的錐輪直徑。螺旋齒輪副1、2、3的傳動(dòng)比,直齒標(biāo)準(zhǔn)齒輪副的傳動(dòng)比i=1.67。
3.2選用電動(dòng)機(jī)
輕工自動(dòng)機(jī)的功率主要損耗于運(yùn)動(dòng)件間的摩擦。因此，目前較難使用計(jì)算方法來(lái)確定所設(shè)計(jì)的自動(dòng)機(jī)的功率。通常采用類(lèi)比法確定自動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率，并以此作為自動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)，待自動(dòng)機(jī)試制后，進(jìn)行實(shí)測(cè)自動(dòng)機(jī)的功率，如果出入較大時(shí)應(yīng)作適當(dāng)修改。下表3.1是各種輕工自動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)率和功率表，供設(shè)計(jì)自動(dòng)機(jī)時(shí)參考。
表3.1
根據(jù)上表顆粒狀糖果包裝機(jī)電動(dòng)機(jī)功率選擇0.4kw，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1440r/min
選擇電動(dòng)機(jī)為YD系列（IP44）變極多速三相異步電動(dòng)機(jī) 具體型號(hào)為YD802-4/2
技術(shù)數(shù)據(jù)：額定功率0.55kw 額定轉(zhuǎn)速1500r/min
部分參數(shù)如下
第四章帶輪設(shè)計(jì)
根據(jù)顆粒狀糖果包裝機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)變速機(jī)構(gòu)采用帶式無(wú)極變速確定用v帶。
4.1帶輪優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行平穩(wěn)無(wú)噪音；可緩和沖擊、吸收振動(dòng)；過(guò)載時(shí)帶與帶輪間會(huì)出現(xiàn)打滑，可防止損壞其他零件；適用于中心距較大的傳動(dòng)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，拆裝方便。
缺點(diǎn)：有彈性滑動(dòng)和打滑，使效率降低，不能保持準(zhǔn)確的沖動(dòng)比；需要張緊裝置；帶的壽命較短；軸及軸承受力較大。
4.2帶輪設(shè)計(jì)要求
寬V帶設(shè)計(jì)已知數(shù)據(jù)：傳遞功率P，帶輪轉(zhuǎn)速，工作條件，及外輪廓尺寸要求等。
設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：傳動(dòng)比，帶輪最小工作直徑與帶厚之比，帶輪最大與最小工作直徑之比，帶中性層寬度與帶厚之比等。
下圖為單向分離錐輪機(jī)構(gòu)。
圖4.1分離錐輪結(jié)構(gòu)
4.3寬V帶無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)設(shè)計(jì)過(guò)程
圖4.2
1)傳動(dòng)比
2)變速比
3)帶輪最小工作直徑與帶厚之比
此處
4)帶輪最大與最小工作直徑之比
5)帶中性層寬度與帶厚之比（c=0.5~0.67/ ）
6)帶輪最小工作直徑
圓整取
7)帶寬 帶厚 楔形角 （求得的數(shù)值按產(chǎn)品規(guī)格圓整）
8)帶的截面積
9)帶輪最大工作直徑
10)中心距 按結(jié)構(gòu)取定，通?？扇?
需按帶長(zhǎng)L規(guī)格最后圓整取定
11)帶的節(jié)線(xiàn)長(zhǎng)度
將計(jì)算值與規(guī)格圓整后并重新計(jì)算中心距，帶內(nèi)周長(zhǎng)867
12)帶在帶輪上的最小包角
13)計(jì)算圓周力（）
14)驗(yàn)算工作應(yīng)力
滿(mǎn)足條件
15)加壓彈簧的壓緊力（）
16)帶輪楔角（一般）
17)帶輪外直徑
18)帶輪內(nèi)直徑
19)驗(yàn)算帶寬b
符合設(shè)計(jì)要求。
第五章鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)
5.1鏈傳動(dòng)優(yōu)缺點(diǎn)
與帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：沒(méi)有彈性滑動(dòng)和打滑，能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比；需要的張緊力小，作用在軸上的壓力也??；工況相同時(shí)，傳動(dòng)尺寸較緊湊；能在溫度較高、濕度較大、有油污等惡劣環(huán)境條件下工作；效率較高，與齒輪傳動(dòng)相比。鏈傳動(dòng)的制造和安裝精度要求較低，中心局較大時(shí)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。鏈傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是：只能用于平行軸間的傳動(dòng)；瞬時(shí)鏈速和瞬時(shí)傳動(dòng)比不是常數(shù)，傳動(dòng)平穩(wěn)性較差，工作中有沖擊和噪聲；不宜在載荷變化很大和急促反向的傳動(dòng)中應(yīng)用；磨損后易發(fā)生跳齒；制造費(fèi)用比帶傳動(dòng)高。
5.2鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)過(guò)程
鏈傳動(dòng)的功率
鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比
1) 選擇鏈輪齒數(shù)
小鏈輪齒數(shù) 估取鏈速為0.6~8m/s 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表5.3取 =19
大鏈輪齒數(shù) 圓整
2) 確定鏈節(jié)數(shù)
初取中心距，則鏈節(jié)數(shù)為
因此，
3 ) 確定鏈節(jié)距 p
載荷系數(shù) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表5.4
小鏈輪齒數(shù)系數(shù) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表5.5，估計(jì)為鏈板疲勞
多排鏈系數(shù) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表5.6
鏈長(zhǎng)系數(shù) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖5-13
由式
根據(jù)小鏈輪轉(zhuǎn)速和查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖5-12，確定鏈條型號(hào)為08A單排鏈其中
4)確定中心距 由下式
5)驗(yàn)算鏈速
符合估計(jì)
6)計(jì)算壓軸力Q
鏈條工作拉力F
壓軸力系數(shù)
由式 壓軸力
第六章齒輪的設(shè)計(jì)
6.1螺旋齒輪
分配軸上、機(jī)械手及送糖軸上的齒輪用螺旋齒輪。螺旋齒輪主要用于傳遞空間交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)，由于它是點(diǎn)接觸、易磨損，通常應(yīng)用于儀表或載荷不大的輔助傳動(dòng)，但有時(shí)也應(yīng)用于主傳動(dòng)，如小模數(shù)齒輪機(jī)床中。此外，在輕工業(yè)生產(chǎn)中常常利用螺旋齒輪來(lái)傳動(dòng)。
6.2齒輪材料選擇
兩個(gè)齒輪均選用40Cr調(diào)質(zhì)處理（240~270HB），齒面淬火(HRC45~50)。根據(jù)《齒輪手冊(cè)》查圖及查表得：，
6.3主要尺寸的確定
已知參數(shù)，齒數(shù)比，初定中心距，，，，
1)確定傳動(dòng)比
按照顆粒狀糖果自動(dòng)包裝機(jī)的工藝要求3個(gè)螺旋齒輪齒數(shù)的傳動(dòng)比
2)計(jì)算系數(shù)
根據(jù)《齒輪手冊(cè)》表3.1—1查得（）
3)齒數(shù)
計(jì)算后圓整得
4)圓整后計(jì)算k
5)分度圓柱上螺旋角
按式 算出
按式 計(jì)算
當(dāng)時(shí)
當(dāng)時(shí)
當(dāng)時(shí)
用內(nèi)差法得
6 )實(shí)際中心距
7） 齒輪端面分度圓壓力角
由式
8）分度圓半徑
9）齒頂圓半徑
10）齒輪寬度
11）端面上分度圓弧齒厚
6.4標(biāo)準(zhǔn)直齒輪齒輪副16設(shè)計(jì)表
表6.1直齒齒輪設(shè)計(jì)表
項(xiàng)目
計(jì)算（或選擇）依據(jù)
計(jì)算過(guò)程
單位
計(jì)算（或確定）結(jié)果
1.選齒輪精度等級(jí)
級(jí)
7
2.材料選擇
45cr鋼
3.選擇齒數(shù)Z
Z1=32
Z2=1.67×32
個(gè)
32
54
4.齒寬系數(shù)Фd
0.5
5.選取模數(shù)
查標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列表
mm
2
6.計(jì)算齒輪的
分度圓直徑d
mm
64
108
7.計(jì)算齒輪寬度B
b = φdd1
圓整后取：
B1 = 32
B2 = 54
mm
32
54
第七章機(jī)械手及進(jìn)出糖機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
7.1加持裝置設(shè)計(jì)
7.1.1設(shè)計(jì)要求
夾持器設(shè)計(jì)的基本要求
（1）應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膴A緊力和驅(qū)動(dòng)力；
（2）手指應(yīng)具有一定的開(kāi)閉范圍；
（3）應(yīng)保證產(chǎn)品在手指內(nèi)的夾持精度；
（4）要求結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，效率高；
（5）應(yīng)考慮通用性和特殊要求。
設(shè)計(jì)參數(shù)及要求
（1）采用手指式夾持器，執(zhí)行動(dòng)作為抓緊—放松；
（2）所要抓緊的產(chǎn)品呈圓臺(tái)形；
（3）產(chǎn)品質(zhì)地疏松，容易碰傷；
（4）夾持器有足夠的夾持力；
7.1.2基本結(jié)構(gòu)如下圖
圖7.1夾持裝置
7.1.3夾緊力計(jì)算
手指加在產(chǎn)品上的夾緊力是設(shè)計(jì)手部的主要依據(jù)，必須對(duì)其大小、方向、作用點(diǎn)進(jìn)行分析、計(jì)算。一般來(lái)說(shuō)，加緊力必須克服工件的重力所產(chǎn)生的靜載荷（慣性力或慣性力矩）以使工件保持可靠的加緊狀態(tài)。
機(jī)械手工作時(shí)，為保證手指能夠可靠的把工件夾牢所必需的夾緊力P可按下式計(jì)算
由《專(zhuān)用機(jī)床設(shè)計(jì)與制造》得：
（N）
其中 ：安全系數(shù)（通常取1.5~2） →=1.8
：工作情況系數(shù)：
最大加速度（由凸輪計(jì)算得）
所以
：工作方位系數(shù)：
其中摩擦系數(shù)→取
所以
G:顆粒狀糖果糖質(zhì)量
所以 （N）
→取 (N)
7.1.4彈簧力計(jì)算
彈簧是一種彈性元件，它可以在載荷作用下產(chǎn)生較大的彈性變形。彈簧在各類(lèi)機(jī)械中應(yīng)用十分廣泛，主要用于：
a、 控制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，如制動(dòng)器、離合器的控制彈簧，內(nèi)燃機(jī)汽缸的閥門(mén)彈簧等；
b、 減振和緩沖，如汽車(chē)、火車(chē)車(chē)廂下的減振彈簧，以及各種緩沖器用的彈簧等；
c、 儲(chǔ)存及輸出能量，如鐘表彈簧、槍閂彈簧等；
d、 測(cè)量力的大小，如測(cè)力器和彈簧稱(chēng)中的彈簧等；
1 ） 選擇圓柱螺旋拉伸彈簧：
彈簧按照所承受的載荷不同可分為拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭曲彈簧和彎曲彈簧等四種。在這里選用的是拉伸彈簧。
如下圖，圓柱螺旋拉伸彈簧空載時(shí)，個(gè)圈應(yīng)相互并攏。另外，為了節(jié)省軸向工作空間，并保證彈簧在空載時(shí)各圈相互壓緊，常在卷繞的過(guò)程中，同時(shí)使彈簧絲繞其本身的軸線(xiàn)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。這樣制造的彈簧，各圈即具有一定的壓緊力，彈簧絲中也產(chǎn)生了一定的預(yù)緊力，故也稱(chēng)為有預(yù)緊力的拉伸彈簧。
圖7-2 夾持裝置彈簧
2）材料：低錳彈簧鋼（65Mn）
常用的彈簧鋼材料主要有下列幾種：
碳素彈簧鋼（65、70鋼）、低錳彈簧鋼（65Mn）、硅 錳彈簧鋼（60SiMnA）、鉻釩鋼（50CrVA）。缺點(diǎn)是淬火后容易產(chǎn)生裂紋及熱脆性。但由于它價(jià)格便宜，所以一般機(jī)械上常用于制造尺寸不大的彈簧，例如離合器彈簧等。
因?yàn)樗麅r(jià)格便宜，淬透性好，強(qiáng)度較高。
3）計(jì)算彈簧系數(shù)KF:
由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中冊(cè)
KF=（4*C-1）（4*C-4）+0.615/C
其中旋轉(zhuǎn)比C=d/D=(5—10)
→取C=8
所以KF=1.1071+0.0769=1.184
選彈簧絲直徑d=0.6mm
l D=C*d=8*0.6mm=4.8mm
計(jì)算在彈簧伸長(zhǎng)量X=20/3 mm(由計(jì)算的)時(shí),彈簧的拉伸力變化量ΔF：
由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 中冊(cè) 第二版P1002表9-15
ΔF =9.8*π*d3*[τ]/(8*K*D) (3.1.4-2)
其中[τ]=（4—12） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 中冊(cè) 第二版P1004表9-17
→取[τ]=7
所以ΔF =9.8*3.14*0.63*7/(8*1.184*4.8)=1.0231（N）
所以P彈簧=ΔF+ F預(yù)=2.4931（N）
7.1.5開(kāi)閉角a的計(jì)算
由圖得：
tgа=(r1-r2)/L3=(80-70)/40=0.25
所以：а=14o
夾具頭敞開(kāi)的大小L：
L= tgа*（L1+L2+15）=0.25*（20+30+15）mm=16.25 mm
7.2凸輪設(shè)計(jì)
7.2.1機(jī)械手凸輪
凸輪機(jī)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)專(zhuān)用機(jī)床自動(dòng)化和半自動(dòng)化中應(yīng)用較廣泛的一種機(jī)構(gòu)。它常用來(lái)傳動(dòng)工作部件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、調(diào)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和控制其它一些輔助機(jī)構(gòu)。其特點(diǎn)是工作可靠、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，多是適用于行程小、運(yùn)動(dòng)規(guī)律復(fù)雜、轉(zhuǎn)速在500轉(zhuǎn)/分以下的運(yùn)動(dòng)循環(huán)。
1）選擇凸輪類(lèi)型
常用的凸輪有：盤(pán)狀、柱狀、板狀。
在此選擇盤(pán)狀：（如圖）它是具有沿徑向變化輪廓曲線(xiàn)的盤(pán)狀零件。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小。但其半徑差不宜過(guò)大，一般不超過(guò)100~120毫米。
在此處半徑差取10毫米。
圖7-3 機(jī)械手凸輪
2）凸輪材料選擇
凸輪和從動(dòng)件的材料，應(yīng)保證其工作表面有一定的耐磨性，并能承受較大的動(dòng)載荷。所以一般較重要的凸輪材料多用優(yōu)質(zhì)碳素鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼制造。如45號(hào)鋼、50號(hào)鋼、20Cr鋼或40Cr鋼等。
在此→取20Cr鋼
20Cr鋼經(jīng)表面滲碳后淬硬并回火 ，其硬度HRC=60～62
3）凸輪尺寸計(jì)算
如圖 取r1=95mm, r2 =85mm
在選擇凸輪和從動(dòng)桿時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：
a、滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求；
b、盡量提高機(jī)器的生產(chǎn)效率；
c、減少?zèng)_擊振動(dòng)，改善機(jī)器的工作性能；
d、凸輪輪廓曲線(xiàn)易于制造。
由r1 到r2過(guò)渡為勻變速過(guò)渡
其行程圖、速度圖及加速度圖分別如下：
圖7-4 凸輪上的位移、速度及加速度圖
4 ） 凸輪強(qiáng)度計(jì)算
由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得
σ=ZE*Squrt[F/(b*ρ)] ≤[σH]Kgf/ mm2
其中 b： 接觸寬度 b=8mm
F ： 法向作用力（N）
如圖 P夾*（L1 +L2） =F預(yù)*L1
圖7-5 機(jī)械手受力分析
因?yàn)?P夾=0.588（N），L1 =20mm,L2=30mm
所以F預(yù)=0.15 L3
又如圖（F預(yù)+ΔF）* L1 = F* L3
其中 L3=40mm
→ 所以F=1.247（N）
ρ： ρ=ρ1*ρ2/（ρ1+ρ2）
其中 滾子半徑 ρ1=8mm
凸輪接觸點(diǎn)曲率半徑 ρ2=95mm
所以ρ=7.38mm
ZE： 系數(shù)（鋼對(duì)鋼）
→ ZE=60.6 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 中冊(cè)
[σH] ：許用接觸應(yīng)力
[σH]=27.44-29.4N/mm 2 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 中冊(cè)
→取[σH]=28.42N/mm 2
所以σ= 27.44N/mm 2
在此σ≤[σH]
符合強(qiáng)度要求。
7.2.2頂糖桿槽凸輪5設(shè)計(jì)
圖7.6 頂糖桿槽凸輪
1．凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)顆粒狀糖果包裝機(jī)的工藝要求頂糖桿凸輪選擇擺動(dòng)滾子式平面槽凸輪，從動(dòng)件型式選用擺動(dòng)，觸頭3選用滾子式，觸頭與凸輪鎖合方式為凸輪溝槽式，凸輪與軸的連接結(jié)構(gòu)選用釘銷(xiāo)固定結(jié)構(gòu)。如下圖7.7
圖7.7釘銷(xiāo)固定結(jié)構(gòu)
2．凸輪輪廓線(xiàn)設(shè)計(jì)
1）選擇從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
根據(jù)工藝要求從動(dòng)件的選用正弦運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)
正弦運(yùn)動(dòng)的實(shí)際位移方程為
用無(wú)因次量表示為
從動(dòng)件常用規(guī)律特性值如下表7.1
表7.1 常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律特性值
2）選擇最佳壓力角
在實(shí)際工程應(yīng)用中，一般推薦凸輪的最佳壓力角如下表7.2所示
表7.2凸輪機(jī)構(gòu)最佳壓力角
頂糖桿凸輪擺動(dòng)滾子式平面槽凸輪則選最佳壓力角為
3）從動(dòng)件滾子半徑
為了改善從動(dòng)件與凸輪的摩擦情況，延長(zhǎng)凸輪機(jī)構(gòu)的使用壽命，一般采用滾子觸頭。滾子半徑的大小，往往受到凸輪理論廓線(xiàn)最小曲率半徑的限制，故不能任取，一般取滾子半徑。推薦
在這里確定從動(dòng)件滾子半徑
4）凸輪基圓半徑的確定
凸輪的基圓半徑是指凸輪理論輪廓線(xiàn)的最小半徑，基圓半徑的大小，直接影響凸輪機(jī)構(gòu)的最大壓力角和受力情況。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，凸輪基圓半徑的確定往往是以最大壓力角不超過(guò)允許值為前提的。
此外，理論計(jì)算的凸輪基圓半徑應(yīng)滿(mǎn)足凸輪結(jié)構(gòu)上的要求，即凸輪基圓半徑，（—凸輪軸直徑）。
用諾謨圖求盤(pán)形凸輪基圓半徑
諾謨圖見(jiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》單行本?機(jī)構(gòu)如下圖所示7.8
圖7.8 求盤(pán)形凸輪的線(xiàn)圖
由表3.1查得正弦運(yùn)動(dòng)規(guī)律的最大速度因數(shù)，，凸輪升程。將與的兩點(diǎn)連線(xiàn)，與直線(xiàn)想交于A,又將A點(diǎn)與mm的點(diǎn)相連，連線(xiàn)與直線(xiàn)相交于B，再將B點(diǎn)與的點(diǎn)相連，連線(xiàn)交線(xiàn)于。故
5）繪制凸輪的理論輪廓線(xiàn)和實(shí)際廓線(xiàn)
圖7.9
作圖步驟：
（1） 在圖中每隔5°左右取一個(gè)值，求出相應(yīng)的值；圖示當(dāng)時(shí)的
（2） 任選凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸軸心A，按結(jié)構(gòu)布局取定從動(dòng)件轉(zhuǎn)軸B的位置，分別以A和B為圓心，以和為半徑作弧相交于點(diǎn)，則為從動(dòng)件起始位置，并標(biāo)出凸輪轉(zhuǎn)向。
（3） 以為起點(diǎn)，量取從動(dòng)件的角位移得點(diǎn)；又以為起點(diǎn)，逆凸輪轉(zhuǎn)向量取，得；又以為圓心、為半徑畫(huà)弧，與以為圓心、為半徑的圓弧相交于點(diǎn)。取不同的值，重復(fù)上述畫(huà)法，既得一系列點(diǎn)、、、???? ? ?。光滑連接即得?！?
（4） 以凸輪理論廓線(xiàn)上的點(diǎn)為圓心、以為半徑畫(huà)一系列滾子圓，作其包羅線(xiàn)即得
3．設(shè)計(jì)凸輪的工作圖
1）凸輪的尺寸，制造精度、表面粗超度，材料和熱處理方法
下表7.3為凸輪機(jī)構(gòu)常用材料及熱處理方法表
表7.3 凸輪機(jī)構(gòu)常用材料及熱處理方法
凸輪機(jī)構(gòu)的技術(shù)條件如下表7.4所示。
表7.4 凸輪機(jī)構(gòu)的技術(shù)條件
頂糖桿凸輪選用45 調(diào)質(zhì)HBS220~260。
7.2.3拔糖桿偏心凸輪7
圖7.10 拔糖桿凸輪
設(shè)計(jì)步驟與上述頂糖桿凸輪相似，此處具體設(shè)計(jì)步驟省略主要參數(shù)如下
1） 凸輪機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)
盤(pán)形凸輪，從動(dòng)件與凸輪以幾何封閉的凸輪機(jī)構(gòu)。
從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律也為正弦運(yùn)動(dòng)
用無(wú)因次量表示為
2） 主要尺寸
表7.5 拔糖桿主要尺寸
壓力角
0
基圓半徑R=（40~70）
50
H=（50~100）
87
推程h=H-R
37
7.2.4剪指刀平面凸輪6、抄紙板平面凸輪8
圖7.11 剪紙刀凸輪
剪紙刀平面凸輪6參數(shù)：
表7.6剪紙刀凸輪參數(shù)
序號(hào)
凸輪運(yùn)動(dòng)角δ
推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
1
0°~120°
等速上升h= 60
2
120°~180°
推桿遠(yuǎn)休
3
180°~270°
正弦加速度下降h= 60
4
270°~360°
推桿近休
偏心距e = 25
基圓半徑r0 = 50
抄紙板平面凸輪8參數(shù)：
表7.7抄紙板凸輪參數(shù)
序號(hào)
凸輪運(yùn)動(dòng)角δ
推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
1
0°~120°
等速上升h= 50
2
120°~180°
推桿遠(yuǎn)休
3
180°~270°
正弦加速度下降h=50
4
270°~360°
推桿近休
偏心距e = 20
基圓半徑r0 =40
7.2.5接糖桿圓柱凸輪9
圖 7.12 接糖桿圓柱凸輪
表7.8
R=（50~150）
60
推程h=（50~120）
100
7.3棘輪設(shè)計(jì)
7.3.1棘輪材料選擇
一般的棘輪機(jī)構(gòu)是由棘輪和棘爪機(jī)構(gòu)兩部分組成，用來(lái)實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)或防止逆轉(zhuǎn)的制逆裝置。棘輪機(jī)構(gòu)有外嚙合、內(nèi)嚙合兩種，一般棘爪是主動(dòng)件，棘輪是從動(dòng)件。但在本設(shè)計(jì)中所用的棘輪不是作為如上的用途，它只是用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)顆粒狀糖果糖的傳輸，所承受的周向力極小，同時(shí)幾乎不受任何機(jī)械磨損的作用，因此對(duì)該棘輪的材料強(qiáng)度要求不高。但它工作時(shí)一直與顆粒狀糖果糖接觸，所以對(duì)該棘輪的材料性能提出了新的要求，那就是要求它具有相當(dāng)好的耐腐蝕性。
材料：要求耐腐蝕，對(duì)其強(qiáng)度沒(méi)要求；
選40Cr。
7.3.2棘輪形狀確定
基本形狀如圖：
圖7.13 棘輪
其中 d=24mm，d1=60mm ，D1=300mm。
7.4六槽槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
7.4.1槽輪分類(lèi)及材料選擇
槽輪機(jī)構(gòu)由槽輪、裝有圓銷(xiāo)的轉(zhuǎn)臂（拔盤(pán)）和機(jī)架組成。通常拔盤(pán)為主動(dòng)件作等速連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)拔銷(xiāo)帶動(dòng)從動(dòng)件槽輪做間歇單向轉(zhuǎn)動(dòng)。槽輪機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、制造容易、工作可靠和效率高、槽輪的 動(dòng)靜比為定值等特點(diǎn)，但槽輪機(jī)構(gòu)在工作過(guò)程中有沖擊，隨著轉(zhuǎn)速的增加及槽輪槽數(shù)的減少而加劇，故不宜用于高速。常用于某些自動(dòng)機(jī)械和輕工機(jī)械中做轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)。槽輪機(jī)構(gòu)的種類(lèi)很多如下圖所示。其中最常用的是外槽輪（圖a）和內(nèi)槽輪（圖b），球面槽輪（圖c）和非正外槽輪（圖d）則應(yīng)用不多。
根據(jù)工藝要求，
槽輪的材料與熱處理：
，調(diào)質(zhì)240HBS 滲氮0.5mm，550HV，
拔盤(pán)的材料與熱處理：
45鋼 調(diào)質(zhì)240HBS
拔盤(pán)圓銷(xiāo)的材料與熱處理：
45鋼，表面淬火42HRC。
圖 7.14 槽輪機(jī)構(gòu)型式
7.4.2槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及尺寸設(shè)計(jì)
槽輪機(jī)構(gòu)的主要尺寸如下圖
圖7.15 正外槽輪機(jī)構(gòu)主要尺寸
1）中心距
根據(jù)顆粒狀糖果自動(dòng)包裝機(jī)的工藝要求中心距
2）槽輪槽數(shù)Z
3）槽輪每次轉(zhuǎn)角
4）曲柄銷(xiāo)對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)角
5）槽輪半徑
6）曲柄銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)半徑
7）曲柄銷(xiāo)直徑
8）曲柄軸直徑（指兩端支承的曲柄軸）
；
9）槽輪的槽深
10）槽輪軸徑
；
11）定位弧半徑，（Z值小取大值，反之取小值）
12）定位弧角度;
13）槽輪機(jī)構(gòu)動(dòng)靜比=
槽輪機(jī)構(gòu)的主要尺寸如下圖。
表 7.9 槽輪機(jī)構(gòu)的主要尺寸
7.4.3槽輪機(jī)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算
1.曲柄銷(xiāo)軸強(qiáng)度計(jì)算
如下圖為曲柄銷(xiāo)軸受力圖
圖 7.16 曲柄銷(xiāo)軸受力圖
當(dāng)曲柄銷(xiāo)軸危險(xiǎn)斷面受到彎曲及剪切時(shí)，一般截面的計(jì)算可先按正應(yīng)力條件初選，再按剪切應(yīng)力校核。
（1） 按正應(yīng)力條件初選
曲柄銷(xiāo)軸危險(xiǎn)斷面的彎曲應(yīng)力為
或
其中（）
式中 —曲柄銷(xiāo)軸直徑；
C—軸肩寬（mm）；
B—銷(xiāo)子長(zhǎng)度（mm）；
—銷(xiāo)軸上最大作用力（N）；
—銷(xiāo)軸材料的許用彎曲應(yīng)力（）
已知，，，銷(xiāo)軸材料為45號(hào)鋼查《機(jī)械設(shè)計(jì)》許用彎曲應(yīng)力，，,,槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，計(jì)算得
<60滿(mǎn)足條件
（2） 按剪切應(yīng)力條件校核
曲柄銷(xiāo)軸危險(xiǎn)斷面的最大剪切力為
式中 F—危險(xiǎn)截面面積（）
—銷(xiāo)軸材料的許用剪切應(yīng)力（）
6.4.3.2 槽輪工作表面接觸應(yīng)力的驗(yàn)算
滿(mǎn)足強(qiáng)度條件
式中 —材料的許用接觸應(yīng)力（）
對(duì)鋼而言，一般取
E—材料的彈性模數(shù)，鋼的
B—接觸長(zhǎng)度（mm）；
—曲柄銷(xiāo)的半徑；
—槽輪上的最大作用力（N）
結(jié)論
本次設(shè)計(jì)的目的培養(yǎng)學(xué)生初步掌握獨(dú)立從事專(zhuān)業(yè)技術(shù)工作的能力，提高學(xué)生從事工藝和工藝裝備設(shè)計(jì)的水平，使學(xué)生初步掌握從事本專(zhuān)業(yè)科學(xué)研究工作的能力。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)不但培養(yǎng)了我們運(yùn)用各種工具書(shū)的方法和技巧，同時(shí)也培養(yǎng)了我們獨(dú)立思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。通過(guò)翻閱查找各種工具書(shū)，擴(kuò)大了視眼，豐富了自己的知識(shí)范圍。
本次設(shè)計(jì)我們是有充分準(zhǔn)備的。我們不僅準(zhǔn)備了四年的時(shí)間來(lái)掌握各門(mén)專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)，而且我們多次深入工廠實(shí)習(xí)，更主要的是設(shè)計(jì)期間不斷地從網(wǎng)上、圖書(shū)館收集大量的資料，尋找各種解決問(wèn)題的方法。所以說(shuō)本設(shè)計(jì)我們是有充分準(zhǔn)備的，它是與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合。它也將成為我們走上工作崗位的一次重要演習(xí)，為我們今后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
顆粒狀糖果糖包裝機(jī)設(shè)計(jì)是一個(gè)典型的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
提高食品工業(yè)的機(jī)械化和自動(dòng)化程度，是實(shí)現(xiàn)食品工業(yè)現(xiàn)代化的重要一環(huán)。用現(xiàn)代化設(shè)備裝備我國(guó)食品工廠，已成為一項(xiàng)迫切的重要任務(wù)。為了有利于食品工廠生產(chǎn)率的儲(chǔ)存、流通和消費(fèi)，必須根據(jù)需要對(duì)成品進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌b。
實(shí)現(xiàn)包裝作業(yè)機(jī)械化的好處：節(jié)約勞動(dòng)力，提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約原材料和降低成本，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和改善環(huán)境衛(wèi)生，保證操作的安全，減少車(chē)間的面積等。包裝作業(yè)機(jī)械化、自動(dòng)化目前正向著高速化、通用性、可靠性、費(fèi)用低、流水線(xiàn)自動(dòng)化控制、采用新的包裝材料等六個(gè)方向發(fā)展。
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致謝
轉(zhuǎn)眼之間，我們即將要踏出學(xué)校，走上工作崗位的征程了，也將從一個(gè)學(xué)生變成社會(huì)工作人員了，這些也都是需要我們鼓起勇氣去面對(duì)的，大學(xué)四年有太多的不舍，但是沒(méi)有不散的宴席，即便太多的不舍，也沒(méi)法阻擋時(shí)間潮流的推動(dòng)，四年的時(shí)間我們成長(zhǎng)了，必須面對(duì)，勇敢走向社會(huì)崗位。需要把這些年學(xué)到的知識(shí)，身上的本領(lǐng)，老師教的技能都運(yùn)用到實(shí)際當(dāng)中，為社會(huì)為國(guó)家創(chuàng)造價(jià)值，更是實(shí)現(xiàn)自身的一個(gè)價(jià)值。畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)于我來(lái)說(shuō)也是一個(gè)很好的知識(shí)總結(jié)，也是衡量著四年的知識(shí)掌握程度，整個(gè)設(shè)計(jì)下來(lái)，我深深的體會(huì)到什么叫做知識(shí)就是力量，把平時(shí)學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中，那是一種無(wú)法比擬的喜悅，也是一種自豪感，當(dāng)看到自己的成果被老師被大家認(rèn)可的時(shí)候，那種成就感深深的烙在心中，甜甜的，這些都將伴隨我們的以后慢慢人生。在此我要感謝指導(dǎo)老師對(duì)我的耐心幫助，那么忙還能抽空指導(dǎo)我們，對(duì)于設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，老師教會(huì)我怎么去看待問(wèn)題，找到問(wèn)題的所在，并且學(xué)會(huì)了怎么解決問(wèn)題，這些不僅僅是指導(dǎo)，在我看來(lái)更是技能的傳授，吃飯的本領(lǐng)，讓我受益終生，對(duì)以后的工作起到恨到的幫助。同時(shí)還要感謝同學(xué)們這些年的互相關(guān)愛(ài)，和諧相處，有了你們的陪伴，我學(xué)會(huì)很多做人的原則，學(xué)會(huì)了怎么與人溝通，待人接物也都是你們教會(huì)我的，我不在是一個(gè)才踏入校園的小伙子，即將走出校園，對(duì)你們太多的不舍，希望若干年以后，再次相聚，你們都幸福美滿(mǎn)。并且要感謝學(xué)校這么多年對(duì)我的培養(yǎng)，感謝學(xué)校給我們提供良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，創(chuàng)造濃厚的學(xué)習(xí)氛圍，讓我們能再次愉快的學(xué)習(xí)，掌握知識(shí)以及技能。
總之感謝指導(dǎo)老師對(duì)我的悉心教導(dǎo)，感謝學(xué)校的培養(yǎng)，感謝同學(xué)的陪伴關(guān)愛(ài)。
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