3863 紙杯機整體成型部分及傳動系統設計,紙杯,整體,總體,成型,部分,部份,傳動系統,設計 12011 屆畢業(yè)設計說明書紙杯機整體成形部分及傳動系統設計系 、 部： 機械工程系 學生姓名： 姚偉 指導教師： 崔曉利 職稱 教授 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 班 級： 機本 0703 班 完成時間： 2011 年 5 月 29 日 2345湖南工學院 2011 屆畢業(yè)設計（論文）指導教師評閱表系：機械工程系 專業(yè)：機械設計制造及其自動化 學生姓名 姚偉 學 號 214070306 班 級 機本 0703專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 指導教師姓名 崔曉利課題名稱 紙杯機整體成型部分及傳動系統設計在為期三個月的畢業(yè)設計中，該同學能在老師的嚴格要求下順利完成整個畢業(yè)設計工作和論文的撰寫。設計達到指定要求，界面安排合理，論文符合要求。在整個畢業(yè)設計的過程中，態(tài)度端正，學習也 比較認真，時間安排也很合理，能基本在每個階段完成相應的任務，積極主動的和老師交流工作的進程。查閱資料和利用文獻的能力也不錯。同時，該學生基礎扎實，對基本知識，基本理論和基本技巧的掌握比較完整和全面。當然，在這期間也存在一些不足和需要提高的地方。例如，知識面不夠廣，處理問題和運用知識的能力還有待提高。此外，綜合運用知識能力和創(chuàng)新能力有待加強。希望該同學在以后的工作或學習中注意這些問題，爭取更大的提高和進步。是否同意參加答辯： 是□ 否□指導教師評定成績 分值：6指導教師簽字： 年 月 日湖南工學院 2011 屆畢業(yè)設計（論文）答辯及最終成績評定表系：機械工程系 專業(yè)：機械設計制造及其自動化學生姓名 姚偉 學號 214070306 班級 機本 0703 答辯日期 2011.06.10課題名稱 紙杯機整體成型部分及傳動系統設計 指導教師 崔曉利評 定成 績 評 定 分值 劉吉兆 肖志信 鄧興貴 范志明 小計課題介紹思路清晰，語言表達準確，概念清楚，論點正確，實驗方法科學，分析歸納合理，結論嚴謹，設計（論文）有應用價值。30必答題40答辯表現思維敏捷,回答問題有理論根據，基本概念清楚，主要問題回答準確大、深入,知識面寬。自由提問30合 計 100答 辯 評 分分值：答辯小組長簽名：答辯成績 a：×40％＝指導教師評分 分值： 指導教師評定成績 b： ×40％＝評閱教師評分 分值： 評閱教師評定成績 c： ×20％＝最終評定成績：分數： 等級：答辯委員會主任簽名：年 月 日78湖南工學院畢業(yè)設計(論文)工作中期檢查表題目 紙杯機整體成型部分及傳動系統設計學生姓名 姚偉 班級學號 214070306 專業(yè) 機械設計制造及其自動化學生開題情況學生調研及查閱文獻情況畢業(yè)設計（論文）原計劃有無調整學生是否按計劃執(zhí)行工作進度學生是否能獨立完成工作任務學生的英文翻譯情況學生每周接受指導的次數及時間畢業(yè)設計（論文）過程檢查記錄情況學生的工作態(tài)度在相應選項劃“√” □認真 □一般 □較差指導教師填寫尚存在的問題及采取的措施：指導教師簽字： 年 月 日系部意見：負責人簽字：年 月 日9湖南工學院畢業(yè)設計（論文）答辯資格審查表題 目 紙杯機整體成型部分及傳動系統設計學生姓名 姚偉 學 號 214070306專 業(yè)機械設計制造及其自動化指導教師 崔曉利本人已經完成畢業(yè)設計中的各項要求，考試成績合格現申請論文答辯。 本論題為紙杯機整體成型部分及傳動系統設計。內容共分為 4 部分：1、緒論；2、總體方案的確定；3、傳動方案的總體設計；4、傳動系統的總體設計。論題的意義在于一次性環(huán)保紙杯將取代塑料杯而成為人們生活必需品，市場潛力巨大，需求源源不斷，市場永不枯竭，商機無限。而現有紙杯機設計已經無法滿足生產需要，有必要對紙杯機進行改進和創(chuàng)新?，F論文已經全部完成，摘要的英語翻譯意思符合，并已通過指導老師的審查。在論文撰寫過程中，本人收集大量資料，細心篩選，閱讀并加以理解，通過對一些案例的認真分析，最終對論題提出自己的見解。本人承諾，成果出自本人和指導老師的幫助，內容真實有效。申請人簽名：姚偉日期：2011.06.1010資 格 審 查 項 目 是 否01 工作量是否達到所規(guī)定要求 02文檔資料是否齊全（任務書、開題報告、外文資料翻譯、定稿論文及其相關附件資料等） 03 是否完成任務書規(guī)定的任務 04 完成的成果是否達到驗收要求 05 是否剽竊他人成果或者直接照抄他人設計（論文）指導教師簽名： 畢業(yè)設計（論文）答辯資格審查小組意見：符合答辯資格，同意答辯 □ 不符合答辯資格，不同意答辯□審查小組成員簽名： 年 月 日11湖南工學院畢業(yè)設計（論文）評閱評語表題　　目 紙杯機整體成型部分及傳動系統設計學生姓名 姚偉 班級學號 機本 0703 214070306 專業(yè) 機械設計制造及其自動化評閱教師姓名 職稱 工作單位評分內容 具 體 要 求 總分 評分開題情況調研論證能獨立查閱文獻資料及從事其他形式的調研，能較好地理解課題任務并提出實施方案，有分析整理各類信息并從中獲取新知識的能力。 10外文翻譯 摘要及外文資料翻譯準確，文字流暢，符合規(guī)定內容及字數要求。 10設計質量 論證、分析、設計、計算、結構、建模、實驗正確合理。 35創(chuàng)新 工作中有創(chuàng)新意識，有重大改進或獨特見解，有一定實用價值。 10撰寫質量 結構嚴謹，文字通順，用語符合技術規(guī)范，圖表清楚，書寫格式規(guī)范，符合規(guī)定字數要求。 15綜合能力 能綜合運用所學知識和技能發(fā)現與解決實際問題。 20總評分評閱教師評閱意見評閱成績 總評分ⅹ20% 評閱教師簽名 日期12湖南工學院 2011 屆畢業(yè)設計（論文）課題任務書系： 機械工程系 專業(yè)：機械設計制造及其自動化 指導教師 崔曉利 學生姓名 姚偉課題名稱 紙杯機整體成型部分及傳動系統設計內容及任務? 一、設計參數 1、紙杯規(guī)格： 9 盎司（規(guī)格尺寸：76 ×53 ×91 ）及其他的規(guī)格；mm? 2、紙質材料： 150—400 g/平方米 的一面涂膜紙張（單面 PE 淋膜紙） ；? 3、出杯速度： 50 只/分鐘 ；? 4、電源要求： 380V 50Hz ；? 5、總 功 率： 4 KW ；? 6、機器重量： 1350 KG ；? 7、外形尺寸： (長×寬×高)2500 ×1200 ×1400 。mm二、畢業(yè)設計圖紙1、總裝配圖（CAD 繪圖）一張 （0#） 2、機器中主要零件圖（CAD 繪圖）若干張3、手工繪制主要零件圖合一張 4#[總的圖紙量不少于 2 張 0#]三、設計說明書1、紙杯成型機的功能簡介；2、紙杯成型機主要技術參數簡介；3、紙杯成型機的總體設計；4、設計心得體會。擬達到的要求或技術指標1、熟悉紙杯成型機的工作原理；2、掌握紙杯成型機設計的一般步驟及工作方法；3、熟悉標準件的型號及選用；4、熟悉非標零件的結構設計及工藝規(guī)程設計；5、熟練掌握 Auto-CAD、Pro/E 等軟件的使用；6、了解國內、外相關產品的現狀和發(fā)展趨勢起止日期 工作內容 備注第 2～5 周 畢業(yè)調研及實習、搜集設計的相關資料；第 6～11 周 紙杯成型機的總體設計；第 12 周 主要零件設計；第 13 周 整理規(guī)范設計圖紙；第 14～15 周 整理設計說明書，查缺補漏；進度安排第 16 周 檢查圖紙和論文的格式、規(guī)范等是否符合統一要求，準備答辯主要參考資料[1] 成大先，機械設計手冊.單行本.機械振動.機架設計 北京：化學工業(yè)出版社，2004.1 ISBN 7-5025-4960-9[2] 李柱國.機械設計與理論 ——北京：科學出版社，2003[3] 劉鴻文.材料力學 I ——北京:高等教育出版社，2004.1[4] 王愷主編：機械設計標準應用手冊（第 1 卷）.機械工業(yè)出版社，1997 年 8月第 1 版。[5] 彭文生，黃華梁等主編.機械設計.武漢：華中理工大學出版社，1996[6] 席偉光，楊光，李波.機械設計課程設計［M］.北京：高等教育出版社，2003[7] 機械設計手冊 第三冊 部件、機構及總體設計 ［M］.機械工業(yè)出版社教研室意見年 月 日系主管領導意見年 月 日12011 屆畢業(yè)設計說明書紙杯機整體成形部分及傳動系統設計系 、 部： 機械工程系 學生姓名： 姚偉 指導教師： 崔曉利 職稱 教授 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 班 級： 機本 0703 班 完成時間： 2011 年 5 月 29 日 2345湖南工學院 2011 屆畢業(yè)設計（論文）指導教師評閱表系：機械工程系 專業(yè)：機械設計制造及其自動化 學生姓名 姚偉 學 號 214070306 班 級 機本 0703專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 指導教師姓名 崔曉利課題名稱 紙杯機整體成型部分及傳動系統設計在為期三個月的畢業(yè)設計中，該同學能在老師的嚴格要求下順利完成整個畢業(yè)設計工作和論文的撰寫。設計達到指定要求，界面安排合理，論文符合要求。在整個畢業(yè)設計的過程中，態(tài)度端正，學習也 比較認真，時間安排也很合理，能基本在每個階段完成相應的任務，積極主動的和老師交流工作的進程。查閱資料和利用文獻的能力也不錯。同時，該學生基礎扎實，對基本知識，基本理論和基本技巧的掌握比較完整和全面。當然，在這期間也存在一些不足和需要提高的地方。例如，知識面不夠廣，處理問題和運用知識的能力還有待提高。此外，綜合運用知識能力和創(chuàng)新能力有待加強。希望該同學在以后的工作或學習中注意這些問題，爭取更大的提高和進步。是否同意參加答辯： 是□ 否□指導教師評定成績 分值：6指導教師簽字： 年 月 日湖南工學院 2011 屆畢業(yè)設計（論文）答辯及最終成績評定表系：機械工程系 專業(yè)：機械設計制造及其自動化學生姓名 姚偉 學號 214070306 班級 機本 0703 答辯日期 2011.06.10課題名稱 紙杯機整體成型部分及傳動系統設計 指導教師 崔曉利評 定成 績 評 定 分值 劉吉兆 肖志信 鄧興貴 范志明 小計課題介紹思路清晰，語言表達準確，概念清楚，論點正確，實驗方法科學，分析歸納合理，結論嚴謹，設計（論文）有應用價值。30必答題40答辯表現思維敏捷,回答問題有理論根據，基本概念清楚，主要問題回答準確大、深入,知識面寬。自由提問30合 計 100答 辯 評 分分值：答辯小組長簽名：答辯成績 a：×40％＝指導教師評分 分值： 指導教師評定成績 b： ×40％＝評閱教師評分 分值： 評閱教師評定成績 c： ×20％＝最終評定成績：分數： 等級：答辯委員會主任簽名：年 月 日78湖南工學院畢業(yè)設計(論文)工作中期檢查表題目 紙杯機整體成型部分及傳動系統設計學生姓名 姚偉 班級學號 214070306 專業(yè) 機械設計制造及其自動化學生開題情況學生調研及查閱文獻情況畢業(yè)設計（論文）原計劃有無調整學生是否按計劃執(zhí)行工作進度學生是否能獨立完成工作任務學生的英文翻譯情況學生每周接受指導的次數及時間畢業(yè)設計（論文）過程檢查記錄情況學生的工作態(tài)度在相應選項劃“√” □認真 □一般 □較差指導教師填寫尚存在的問題及采取的措施：指導教師簽字： 年 月 日系部意見：負責人簽字：年 月 日9湖南工學院畢業(yè)設計（論文）答辯資格審查表題 目 紙杯機整體成型部分及傳動系統設計學生姓名 姚偉 學 號 214070306專 業(yè)機械設計制造及其自動化指導教師 崔曉利本人已經完成畢業(yè)設計中的各項要求，考試成績合格現申請論文答辯。 本論題為紙杯機整體成型部分及傳動系統設計。內容共分為 4 部分：1、緒論；2、總體方案的確定；3、傳動方案的總體設計；4、傳動系統的總體設計。論題的意義在于一次性環(huán)保紙杯將取代塑料杯而成為人們生活必需品，市場潛力巨大，需求源源不斷，市場永不枯竭，商機無限。而現有紙杯機設計已經無法滿足生產需要，有必要對紙杯機進行改進和創(chuàng)新?，F論文已經全部完成，摘要的英語翻譯意思符合，并已通過指導老師的審查。在論文撰寫過程中，本人收集大量資料，細心篩選，閱讀并加以理解，通過對一些案例的認真分析，最終對論題提出自己的見解。本人承諾，成果出自本人和指導老師的幫助，內容真實有效。申請人簽名：姚偉日期：2011.06.1010資 格 審 查 項 目 是 否01 工作量是否達到所規(guī)定要求 02文檔資料是否齊全（任務書、開題報告、外文資料翻譯、定稿論文及其相關附件資料等） 03 是否完成任務書規(guī)定的任務 04 完成的成果是否達到驗收要求 05 是否剽竊他人成果或者直接照抄他人設計（論文）指導教師簽名： 畢業(yè)設計（論文）答辯資格審查小組意見：符合答辯資格，同意答辯 □ 不符合答辯資格，不同意答辯□審查小組成員簽名： 年 月 日11湖南工學院畢業(yè)設計（論文）評閱評語表題　　目 紙杯機整體成型部分及傳動系統設計學生姓名 姚偉 班級學號 機本 0703 214070306 專業(yè) 機械設計制造及其自動化評閱教師姓名 職稱 工作單位評分內容 具 體 要 求 總分 評分開題情況調研論證能獨立查閱文獻資料及從事其他形式的調研，能較好地理解課題任務并提出實施方案，有分析整理各類信息并從中獲取新知識的能力。 10外文翻譯 摘要及外文資料翻譯準確，文字流暢，符合規(guī)定內容及字數要求。 10設計質量 論證、分析、設計、計算、結構、建模、實驗正確合理。 35創(chuàng)新 工作中有創(chuàng)新意識，有重大改進或獨特見解，有一定實用價值。 10撰寫質量 結構嚴謹，文字通順，用語符合技術規(guī)范，圖表清楚，書寫格式規(guī)范，符合規(guī)定字數要求。 15綜合能力 能綜合運用所學知識和技能發(fā)現與解決實際問題。 20總評分評閱教師評閱意見評閱成績 總評分ⅹ20% 評閱教師簽名 日期12湖南工學院 2011 屆畢業(yè)設計（論文）課題任務書系： 機械工程系 專業(yè)：機械設計制造及其自動化 指導教師 崔曉利 學生姓名 姚偉課題名稱 紙杯機整體成型部分及傳動系統設計內容及任務? 一、設計參數 1、紙杯規(guī)格： 9 盎司（規(guī)格尺寸：76 ×53 ×91 ）及其他的規(guī)格；mm? 2、紙質材料： 150—400 g/平方米 的一面涂膜紙張（單面 PE 淋膜紙） ；? 3、出杯速度： 50 只/分鐘 ；? 4、電源要求： 380V 50Hz ；? 5、總 功 率： 4 KW ；? 6、機器重量： 1350 KG ；? 7、外形尺寸： (長×寬×高)2500 ×1200 ×1400 。mm二、畢業(yè)設計圖紙1、總裝配圖（CAD 繪圖）一張 （0#） 2、機器中主要零件圖（CAD 繪圖）若干張3、手工繪制主要零件圖合一張 4#[總的圖紙量不少于 2 張 0#]三、設計說明書1、紙杯成型機的功能簡介；2、紙杯成型機主要技術參數簡介；3、紙杯成型機的總體設計；4、設計心得體會。擬達到的要求或技術指標1、熟悉紙杯成型機的工作原理；2、掌握紙杯成型機設計的一般步驟及工作方法；3、熟悉標準件的型號及選用；4、熟悉非標零件的結構設計及工藝規(guī)程設計；5、熟練掌握 Auto-CAD、Pro/E 等軟件的使用；6、了解國內、外相關產品的現狀和發(fā)展趨勢起止日期 工作內容 備注第 2～5 周 畢業(yè)調研及實習、搜集設計的相關資料；第 6～11 周 紙杯成型機的總體設計；第 12 周 主要零件設計；第 13 周 整理規(guī)范設計圖紙；第 14～15 周 整理設計說明書，查缺補漏；進度安排第 16 周 檢查圖紙和論文的格式、規(guī)范等是否符合統一要求，準備答辯主要參考資料[1] 成大先，機械設計手冊.單行本.機械振動.機架設計 北京：化學工業(yè)出版社，2004.1 ISBN 7-5025-4960-9[2] 李柱國.機械設計與理論 ——北京：科學出版社，2003[3] 劉鴻文.材料力學 I ——北京:高等教育出版社，2004.1[4] 王愷主編：機械設計標準應用手冊（第 1 卷）.機械工業(yè)出版社，1997 年 8月第 1 版。[5] 彭文生，黃華梁等主編.機械設計.武漢：華中理工大學出版社，1996[6] 席偉光，楊光，李波.機械設計課程設計［M］.北京：高等教育出版社，2003[7] 機械設計手冊 第三冊 部件、機構及總體設計 ［M］.機械工業(yè)出版社教研室意見年 月 日系主管領導意見年 月 日湖南工學院畢業(yè)設計(論文)開題報告 題　　目 紙杯機整體成型部分及傳動系統設計學生姓名 姚偉 班級學號 214070306 專業(yè) 機械設計制造及其自動化一·對課題任務的學習與理解在人們追求方便、安全、環(huán)保和衛(wèi)生的現代社會，紙杯正成為現代社會一次性杯子的主流。為滿足日益增長的市場需求，紙杯成型機的研究、設計和改進工作也應與時俱進。自動紙杯成型機通過自動送紙、沖底、封合、加熱、翻底、滾花、卷邊、卸杯等連續(xù)工序生產出成品紙杯。本設計主要設計紙杯整體成型及其傳動系統部分，該部分主要包括紙杯的加熱、滾花和卷邊，以及成型紙杯的落料和卸杯等工序。紙杯成型機本部分的動作主要通過典型連桿機構，鏈傳動機構，帶傳動機構，凸輪機構，間歇機構等機構來完成。本設計將依次進行紙杯成型機總體方案的確定，通過對紙杯成型機生產工藝過程分析，來選擇機構和總體布局，并在此基礎上進行傳動裝置總體設計以及傳動零件的設計計算，主要對 V 帶、鏈條、鏈輪、凸輪、偏心輪、主軸、弧面凸輪分度間歇機構進行詳細的設計計算。本設計對紙杯成型機原理作了較詳細的介紹，并確定其主要參數和結構。該自動紙杯成型機結構合理，操作方便，功率較小，效率較高，性能穩(wěn)定。二·文獻調研綜述紙杯是環(huán)保時代的產物，在關注環(huán)境、關注健康、關注生命的歷史潮流中，作為專業(yè)生產綠色環(huán)保紙杯的紙杯機越來越受到投資創(chuàng)業(yè)人士的關注。中國入世以來，國內民眾消費水平越來越高，消費觀念越來越接近國際先進水平，尤其是國家經貿委頒發(fā) 6 號令以來，一次性發(fā)泡餐具在法令上開始禁止，紙杯以其綠色環(huán)保逐漸取代一次性塑料杯，贏得了消費者的青睞。紙杯機所生產的紙杯完整地保留了紙制品的優(yōu)點，諸如防濕、保鮮、感溫、可視、殺菌、防腐等方面，紙杯均有著完美的表現。與之一次性塑料杯相比，紙杯采用的紙材料，加工性能、印刷性能、衛(wèi)生性能等方面表現得更好。此外，由于紙材料來源廣泛，容易形成大批量生產，且有一定的機械性能，可以用于復合加工，品種也是多種多樣。這些相對一次性塑料杯不可復制性的特性使得紙杯的成本十分低廉、重量相對更輕、便于運輸又便于回收利用，受到越來越多的廠家歡迎。是以，紙杯在受到消費者青睞的同時，更被商家視為新一輪財富商機的黃金事物，不少廠家紛紛擯棄原來的塑料杯設備，換上了專門生產紙杯的紙杯機。紙杯機的專業(yè)性能使得其產杯能力相當強大，但并不能滿足這個龐大的杯類消費市場。據統計：2006 年，我國紙杯消耗在 100 億只左右，預計今后幾年內將以每年 50%的速度劇增。由于紙杯是人們日常生活中必需的一次性消耗品，家家必備，一年四季必用，需求源源不斷，市場永不枯竭。而有關資料顯示，我國每年消耗的一次性杯達 500 億只以上，且隨著國民消費水平呈現遞增態(tài)勢，由此我們不難看出，在目前，紙杯的市場占有率僅不到 20%，其發(fā)展?jié)摿梢娨话摺＜埍瓩C不是傳統紙杯生產大型工廠的專利，它既能滿足大型工廠的要求，又體貼性十足的為小型建廠提供量身方案，吸引了越來越多的中小型投資者，在各地建立起許多充滿靈活性的小型紙杯生產基地。由于某些紙杯機非凡的特性，如較高的自動化程度、一機多用性、無級變頻調速、光電檢測、故障自動報警、自動計數、人機對話等，讓每一臺紙杯機都能發(fā)揮最大的效率，實現高產多樣。統計數字顯示，普通的紙杯機每分鐘一臺產杯的數量高達 45-55 只，相當于每秒一杯，堪稱紙杯機中的“戰(zhàn)斗機” 。高速紙杯機可高達：100 只每分鐘！受金融危機的影響，2008 年市場對紙杯機行業(yè)需求有所減緩。在市場紙杯機行業(yè)需求增長有所減緩的現狀下，產能擴張的勢頭并沒有得到較好的控制。產能過剩、重復建設不僅導致生產與消費的失衡，而且還引發(fā)了紙杯機行業(yè)內的一系列惡性價格競爭，影響了紙杯機行業(yè)業(yè)的盈利能力。中國紙杯機行業(yè)市場現狀，為外資企業(yè)入駐中國創(chuàng)造了條件，國際許多紙杯機行業(yè)企業(yè)已經看中在中國低成本拓展市場的機會，隨著外資投入逐步加大，中國國內企業(yè)改革重組迅速加快。同時新的行業(yè)制度等政策的頒布和實施將促使我國紙杯機行業(yè)洗牌，企業(yè)兼并重組將在政策的促使下大力發(fā)展。由于當前紙杯機行業(yè)效益下滑，所以對紙杯機行業(yè)企業(yè)授信更要慎重。建議銀行加強對紙杯機行業(yè)企業(yè)的篩選，選擇行業(yè)龍頭企業(yè)、長期增長的企業(yè)、具有良好贏利模式的企業(yè)，關注紙杯機行業(yè)子行業(yè)，關注紙杯機行業(yè)上下游企業(yè)，優(yōu)化客戶結構，針對紙杯機行業(yè)的行業(yè)需求進行新產品開發(fā)。1)、包裝機械技術含量日趨增加。我國現有的一些包裝機械產品技術含量不高，而國外已將很多先進技術應用在包裝機械上。2)、包裝機械市場日趨壟斷化。預測，隨著國外企業(yè)進入我國市場，國內一些無競爭力的包裝機械企業(yè)將被國外企業(yè)收購、兼并或破產，一些包裝產品將被幾家大企業(yè)所壟斷。3)、包裝機械零部件生產專業(yè)化。國際包裝界十分重視提高包裝機械工和整個包裝系統的通用能力。所以包裝機械零部件生產專業(yè)化是發(fā)展的必然趨勢。很多零部件不再由包裝機械廠生產，而是由一些通用的標準件廠生產，某些特殊的零部件由高度專業(yè)化的生產廠家生產。真正有名的包裝機械廠將可能是組裝廠，這是因為包裝機械很多控制部件或結構部件與通用設備相同，可以借用。我國目前包裝行業(yè)“小而全” 、 “大而全”的格局與專業(yè)化的發(fā)展趨勢十分不相適應，應盡快調整這種不合理的企業(yè)整體結構。4)、走向多功能與單一高速兩極化。包裝機械的最終目的在于提高生產率和產品多樣化。這就使得包裝機械產品規(guī)格朝著兩極化方向發(fā)展，即多功能與單一高速2.選題依據、主要研究內容、研究思路及方案依據：一次性環(huán)保紙杯即將取代塑料杯而成為人們生活必需品，其市場潛力巨大，需求源源不斷，市場永不枯竭，商機無限。而紙杯成型機是生產一次性紙杯的必需的機械設備,為了滿足市場對紙杯的需求,紙杯成型機的技術將隨紙杯的需量的大增而迅猛發(fā)展，市場需求量也將急劇增長。此課題的設計幾乎涵蓋了我們大學階段學到的全部專業(yè)知識，例如機械原理、機械設計、工程制圖、理論力學、材料力學、機械制造工藝學、機械設計學、液壓與氣壓傳動、幾何公差與檢測。我相信通過這個課題的設計能夠更好地使我們所學到的知識在實踐中得到檢驗、鞏固與提高，使我們養(yǎng)成勤于動腦和查詢資料的習慣，并提高我們的實際動手能力和解決實際問題的能力。主要研究內容：（1）方案論證和參數設計；（2）結構參數設計及其布置；（3）結構設計；研究思路及方案：（1）建立紙杯成型機結構模型；（2）查閱相關資料三·初步執(zhí)行方案第一階段：2011 年 3 月 11 日一 2011 年 3 月 20 日，撰寫開題報告。第二階段：2011 年 3 月 21 日一 2011 年 3 月 31 日，整理撰寫畢業(yè)論文所需要的資料。第三階段：2011 年 4 月 1 日一 2011 年 4 月 17 日，編寫畢業(yè)論文提綱。第四階段：2011 年 4 月 18 日一 2011 年 4 月 24 日，修改畢業(yè)論文提綱。第五階段：2011 年 4 月 25 日一 2011 年 5 月 14 日，編寫畢業(yè)論文。第六階段：2011 年 5 月 15 日一 2011 年 5 月 29 日，修改畢業(yè)論文。第七階段：2011 年 5 月 29 日一 2011 年 6 月 5 日，定稿，打印、提交畢業(yè)論文。第八階段：2011 年 6 月 6 日—2011 年 6 月 10 日，論文答辯。指導教師批閱意見指導教師(簽名) ： 年 月 日1紙杯機整體成型部分及傳動系統設計摘 要在人們追求方便、安全、環(huán)保和衛(wèi)生的現代社會，紙杯正成為現代社會一次性杯子的主流。為滿足日益增長的市場需求，紙杯成型機的研究、設計和改進工作也應與時俱進。自動紙杯成型機通過自動送紙、沖底、封合、加熱、翻底、滾花、卷邊、卸杯等連續(xù)工序生產出成品紙杯。本設計主要設計紙杯整體成型及其傳動系統部分，該部分主要包括紙杯的加熱、滾花和卷邊，以及成型紙杯的落料和卸杯等工序。紙杯成型機本部分的動作主要通過典型連桿機構，鏈傳動機構，帶傳動機構，凸輪機構，間歇機構等機構來完成。本設計將依次進行紙杯成型機總體方案的確定，通過對紙杯成型機生產工藝過程分析，來選擇機構和總體布局，并在此基礎上進行傳動裝置總體設計以及傳動零件的設計計算，主要對 V 帶、鏈條、鏈輪、凸輪、偏心輪、主軸、弧面凸輪分度間歇機構進行詳細的設計計算。本設計對紙杯成型機原理作了較詳細的介紹，并確定其主要參數和結構。該自動紙杯成型機結構合理，操作方便，功率較小，效率較高，性能穩(wěn)定，能滿足目前生產要求。關鍵詞：機械；自動紙杯成型機；紙杯2ABSTRACTIn modern society, people pursuit of convenience, safety, environmental protection and health, so the paper cup is becoming the mainstream of one-off cup. To meet the growing market demand, the research ,design and improve of the paper cup forming machine should also advance with the times.The automatic paper cup forming machine through the automatic document feeder, red at the end of sealing, heating, over at the end of Knurling, curling, continuous processes, such as dumping cups of finished paper produced. The main design of the cup design and the transmission part of the overall shape of the cups of some of the major, including heating, rolling and crimping spending, as well as the shape of the cup and disposed of blanking processes Cup. Paper cup forming machine of this part of the action, mainly through a typical linkage, chain transmission, belt transmission, cam mechanisms, intermittent institutions agencies to complete. The design will be followed by paper cup machine for the determination of the overall program, through the production of paper machine process analysis, to select the institutions and the overall layout, and on this basis the overall design, as well as gear design and calculation of transmission components, mainly of the V belt, chain, sprocket, cam, eccentric wheel, spindle, cam Globoidal intermittent indexing agencies to conduct a detailed design calculation. The design principle of the paper cup machine, introduced in more detail and to determine its main parameters and structures.The automatic paper cup forming machine have reasonable structure and stable performance, easy to operate, less power and more efficient, can meet current production requirements. Keywords: machinery; automatic paper cup forming machine;paper cup3目 錄1 緒論 ???????????????????????????????? 11.1 課題研究的背景 ???????????????????????? 11.2 課題研究的內容 ???????????????????????? 21.3 紙杯及紙杯成型機的發(fā)展概況 ?????????????????? 21.4 課題研究的意義 ???????????????????????? 32 總體方案的確定 ??????????????????????????? 62.1 紙杯成型機的功能與應用范圍 ?????????????????? 62.1.1 紙杯成型機的主要工序 ???????????????????? 62.1.2 紙杯成型機的主要參數 ???????????????????? 62.1.3 紙杯成型機的主要結構 ???????????????????? 62.2 工藝分析 ??????????????????????????? 72.2.1 確定機器類型 ???????????????????????? 72.2.2 確定成型工序，工藝路線及工位數 ??????????????? 82.2.3 執(zhí)行構件的運動 ??????????????????????? 82.3 機構選型 ??????????????????????????? 92.3.1 空間執(zhí)行機構 ???????????????????????? 92.3.2 紙料供送系統 ???????????????????????? 92.3.3 紙杯整體成型系統 ?????????????????????? 92.3.4 氣動機構 ?????????????????????????? 92.3.5 卸杯機構 ?????????????????????????? 92.3.6 底座機架 ????????????????????????? 102.3.7 傳動系統 ????????????????????????? 102.3.8 間歇機構 ????????????????????????? 102.4 總體布局 ??????????????????????????? 102.4.1 執(zhí)行機構的布局 ?????????????????????? 102.4.2 傳動系統的布局 ?????????????????????? 112.4.3 選擇支承形式和繪制總體布局圖 ??????????????? 122.5 編制工作循環(huán)圖 ???????????????????????? 132.5.1 分析工藝操作順序 ????????????????????? 1342.5.2 繪制工作循環(huán)圖 ?????????????????????? 142.6 確定電動機功率 ???????????????????????? 153 傳動方案的總體設計 ???????????????????????? 163.1 確定傳動方案 ????????????????????????? 163.2 選擇電動機 ?????????????????????????? 173.3 計算總傳動比和分配各級傳動比 ????????????????? 183.4 計算傳動裝置的運動和動力參數 ????????????????? 193.4.1 各軸轉速 ????????????????????????? 193.4.2 各軸功率 ????????????????????????? 193.4.3 各軸轉矩 ????????????????????????? 204 傳動系統的總體設計 ???????????????????????? 214.1 V 帶及帶輪的設計計算 ????????????????????? 214.1.1 主軸電機 V 帶的設計計算 ?????????????????? 214.1.2 主軸電機帶輪的設計計算 ?????????????????? 224.2 鏈條及鏈輪的設計計算 ????????????????????? 234.2.1 減速器輸出鏈的設計計算 ?????????????????? 234.2.2 減速器輸出鏈輪的設計計算 ????????????????? 254.2.3 間歇傳動箱輸入鏈的設計計算 ???????????????? 264.3 凸輪機構及偏心輪的設計計算 ?????????????????? 264.3.1 從動件的運動規(guī)律的確定 ?????????????????? 264.3.2 凸輪機構基本尺寸的確定 ?????????????????? 274.3.3 凸輪強度的校核 ?????????????????????? 304.3.4 從動件的設計 ??????????????????????? 314.3.5 偏心輪的設計 ??????????????????????? 314.4 主軸的設計計算 ???????????????????????? 314.4.1 確定軸上的功率，轉速和轉矩 ???????????????? 314.4.2 求作用在軸上的零件上的力 ????????????????? 314.4.3 初步確定軸的最小直徑 ??????????????????? 324.4.4 軸的結構設計 ??????????????????????? 324.4.5 軸的強度校核 ??????????????????????? 334.5 弧面凸輪分度間歇機構的設計計算 ???????????????? 354.5.1 弧面凸輪分度間歇機構及其工作原理 ????????????? 3554.5.2 弧面凸輪分度間歇機構主要參數尺寸的確定 ?????????? 364.5.3 弧面凸輪分度間歇機構的結構設計 ?????????????? 37結論 ????????????????????????????????? 38參考文獻 ??????????????????????????????? 39致謝 ????????????????????????????????? 401 緒論61.1 課題研究的背景紙杯是在關注環(huán)境、關注健康、關注生命的歷史潮流中的一種時代的產物，作為專業(yè)生產綠色環(huán)保紙杯的紙杯成型機越來越受到投資創(chuàng)業(yè)人士的關注。在各種大型酒店、餐館、電信、房地產、航空、鐵路、醫(yī)院、政府機構、家庭以及各大中小型商場超市用量巨大，很多企業(yè)更是把紙杯做成精美的廣告促銷禮品。據有關資料顯示：我國每年消耗的一次性塑料杯和紙杯達 500 億只以上，且隨著國民消費水平呈幾個遞增的態(tài)勢增長，紙杯成為一次性杯子的主流。由于塑料杯在生產過程中使用了發(fā)泡劑，會破壞大氣臭氧層，使用后回收難度大，焚燒會產生有害氣體，掩埋不能自然降解，會造成對土壤和地下水的污染，且回收和處理難度很大，破壞土壤結構，已成為環(huán)境、資源惡化的元兇之一，而且在使用過程中，一旦遇到高溫就會發(fā)軟，極易產生有害物質，直接危害人體健康，所以紙杯以其綠色環(huán)保逐漸取代一次性塑料杯，贏得了消費者的青睞。圖 1 典型紙杯成型機及紙杯紙杯成型機所生產的紙杯完整地保留了紙制品的優(yōu)點，諸如防濕、保鮮、感溫、可視、殺菌、防腐等方面，紙杯均有著完美的表現。與之一次性塑料杯相比，紙杯采用的紙材料，加工性能、印刷性能、衛(wèi)生性能等方面表現得更好。此外，由于紙材料來源廣泛，容易形成大批量生產，且有一定的機械性能，可以用于復合加工，品種也是多種多樣。這些相對一次性塑料杯不可復制性的特性使得紙杯的成本十分7低廉、重量相對更輕、便于運輸又便于回收利用，受到越來越多的廠家歡迎。紙杯在受到消費者青睞的同時，更被商家視為新一輪財富商機的黃金事物，不少廠家紛紛擯棄原來的塑料杯設備，換上了專門生產紙杯的紙杯成型機。紙杯成型機的專業(yè)性能使得其產杯能力相當強大，但并不能滿足這個龐大的杯類消費市場。據統計（如圖 1） ，2008 年我國紙杯消耗在 170 億只左右，預計今后幾年內將以每年 14%的速度劇增。由于紙杯是人們日常生活中必需的一次性消耗品，家家必備，一年四季必用，需求源源不斷，市場永不枯竭。由此我們不難看出，在目前，紙杯的市場占有率僅不到 20%，其發(fā)展?jié)摿梢娨话?。隨著紙杯應用的區(qū)域的迅速推廣以及使用人群的迅猛增長，對各式紙杯的成型技術展開研究成為必然趨勢和當務之急，以研究、改進并開發(fā)出新的先進的紙杯成型機來低成本，全自動，高速地生產出足夠的紙杯來滿足市場的需要。圖 2 2000-2008 我國紙杯需求量變化圖（單位：百萬）1.2 課題研究的內容自動紙杯成型機通過自動送紙、沖底、封合、加熱、翻底、滾花、卷邊、卸杯等連續(xù)工序生產出成品紙杯。本課題主要研究設計紙杯整體成型部分，該部分主要包括紙杯的加熱、滾花和卷邊，以及成型紙杯的落料和卸杯等工序。紙杯成型機本部分的動作主要通過典型連桿機構，鏈傳動機構，帶傳動機構，凸輪機構，間歇機構等來完成。本設計將依次進行紙杯成型機總體方案的確定，通過對紙杯成型機生產工藝過程分析，來選擇機構和總體布局，并在此基礎上進行傳動裝置總體設計以及傳動零件的設計計算，本設計將主要對 V 帶、帶輪、鏈條、鏈輪、凸輪、偏心輪、主軸、弧面凸輪分度間歇機構進行詳細的設計計算。81.3 紙杯及紙杯成型機的發(fā)展概況從紙杯的外形和紙制來看，紙杯的發(fā)展歷史經歷了四個階段。1．圓錐形/折褶紙杯歷史上最初的紙杯是圓錐形的，并且手工制造而成，用膠來粘合，較容易分離，必須盡快地使用。雖然后來出現了折疊紙杯，在側壁加了折褶，以增加側壁的強度和紙杯的耐用性，但要在這些折疊表面印上圖案就較為困難，質量和生產率均不高。2．涂蠟紙杯第一只涂蠟兩片紙杯在 1932 年問世，其平滑的表面可以印上各種精美圖案，提高促銷效果，紙杯涂蠟，一方面可以避免飲料與紙材直接接觸，而且能保護膠的粘合性，增強紙杯的耐用性，另一方面亦增加了側壁的厚度，使紙杯的強度大大提高，該紙杯美觀耐用，成本較低，生產效益較高，但是此款紙杯不適于承載熱飲料。3．直壁雙層杯為擴大紙杯的應用范圍，1940 年直壁雙層杯推出市場，這種紙杯不但便于攜帶而且盛裝熱飲料，紙杯上涂布乳膠后能遮蓋紙材的紙板味，并且能加強紙杯的防漏性，被廣泛應用于自動售賣機來承載熱飲料。4．聚乙烯涂塑紙杯當人們正在采用經乳膠涂布處理的紙杯承載熱飲料的同時，有關食品公司有也開始將聚乙烯涂布在紙板上來增加紙包裝的阻隔性和密封性，提高了產品質量，降低了生產成本，生產效率也得以提高，由于可以承載冷、熱飲料，使紙板的應用范圍得以進一步發(fā)展。而我國目前生產的紙杯成型機，幾乎都是在韓國機型的基礎上發(fā)展而來，被稱之為韓式紙杯成型機，這種韓式機型具有結構簡單、操縱方便、造價較低等優(yōu)點，在紙杯行業(yè)起步階段起到了重要的促進作用。但是隨著市場的深人，紙杯使用領域的擴展，用戶要求的提高,這種機型暴露出來的缺點，越來越制約行業(yè)的發(fā)展，市場急需一種高速并且能一機多品的新一代紙杯成型機。韓式紙杯成型機主要存在以下兩方面的缺陷：1．產量低韓式紙杯成型機雖然結構簡單、造價較低，但是這種機型的固有結構限制了其生產率的提高。因為這種機型在其第一道工序——中封是單工位的。由于紙杯紙的淋膜層在中封過程中需要足夠的溫度和時間,才能把淋膜層中的 PE 膜熔化并有效粘合，所以在韓式機中,這一工序就象瓶頸一樣限制了其生產速度的提高。不管是國產還是韓9國原產的這類成型機，其生產速度都比較慢,其生產速度已遠遠不能滿足市場的需求。2．杯型變化范圍小由于一次性塑料制品的退出，紙杯的使用量及使用領域不斷擴展,如咖啡杯、可樂杯、牛奶、熱飲杯、冷飲杯、冰淇淋杯、方便面碗等,形式多樣,而且變化很大,容量變化從 2 盎司到 35 盎司，高度變化從 20 毫米到 200 毫米。這就大對成型機提出了一機多品的要求，而韓式成型機是立式結構，成型凸輪的行程決定了所能生產紙杯的最高高度，所以這種成型機只能針對某一范圍而設計。這樣一來客戶就必須購置多種機型以滿足系列紙杯生產的要求。由于韓式機型存在上述兩方面的局限性，已經越來越不適應甚至正制約紙杯行業(yè)的發(fā)展，市場急待新型紙杯成型機的產生。1.4 課題研究的意義一次性環(huán)保紙杯即將取代塑料杯而成為人們生活必需品，其市場潛力巨大，需求源源不斷，市場永不枯竭，商機無限。而紙杯成型機是生產一次性紙杯的必需的機械設備,為了滿足市場對紙杯的需求,紙杯成型機的技術將隨紙杯的需量的大增而迅猛發(fā)展，市場需求量也將急劇增長。針對韓氏紙杯成型機的諸多缺陷，現在研究紙杯成型機仍有十分重要的意義，尤其是對現有的紙杯成型機的結構進行改造十分必要。在“消除白色污染，改善環(huán)境衛(wèi)生”的國策背景下，很多大中型機械公司正組織科研人員不遺余力地在紙杯成型機項目上投入巨資研發(fā)，并借鑒國外先進技術，已潛心研制出具有國內領先水平的第二代紙杯成型機-智能高速紙杯成型機。該新式紙杯成型機采用了多工位中封機構，利用臥式成型機構，大大提高了生產率和提高了紙杯制作范圍。相信新一代臥式紙杯成型機將以其高速、一機多品種的優(yōu)越性能而成為紙杯制造業(yè)更新換代、業(yè)務擴大之首選，它的出現將是紙杯業(yè)的一大飛躍。針對韓式紙杯成型機的二大缺陷，我們可以進行一些方面的改進和研究。1．采用多工位中封機構在紙杯制作過程中，淋膜層的熔化粘和所需的時間是必不可少的。在韓式機型中，這一時間消耗在加熱體將紙杯中縫壓緊后的停頓上。一般來說需要 0.8 秒的停頓時間，再加上燙條上下以及紙片送入，紙壁筒鉤出的時間 0.4 秒左右，那么生產一個紙杯需要 1.2 秒的時間，在這 1.2 秒時間中 0.8 秒停頓時間是必不可少的，這就限制了制杯的生產速度，也是韓式紙杯成型機無法提高生產率的原因所在。新型紙杯成型機采用多工位中縫結構，這樣一來，0.8 秒的熔化粘和時間就消耗在傳動之中。比如采用 810工位中縫結構，燙條從第 1 工位壓住杯筒，在 0.8 秒的時間內轉到第 7 工位后釋放，保證了熔化粘和所需的時間。我們只要控制第 1 工位紙片送入，燙條下壓的時間，這個時間據我們的試驗只需 0.4 秒左右，也就是說 0.4 秒生產出一個紙杯，產量是韓式結構的 3 倍，每分鐘達到 150 個，大大提高了生產率。2．利用臥式成型結構上面我們已經提到，在韓式機型中，成型凸輪的上下行程決定了紙杯的高度。這是由于韓式機型是采用立式成型結構，成型模具要從杯模底側上升到杯模的上側完成翻口動作。而紙杯越高，其模具也就越長。模具越長成型凸輪的行程就越大。在紙杯成型機中，模具的更換是比較容易的，而成型凸輪是幾乎無法更換的，它是機器中的連接部件，還受到機架空間的限制。這就是韓式機型制作紙杯范圍窄的根本原因。新型臥式紙杯成型機采用的是側面成型技術，成型凸輪的行程是一定值，這樣一來，只需更換不同模具而無需更換成型凸輪，大大提高了紙杯的制作范圍。此課題的設計幾乎涵蓋了我們大學階段學到的全部專業(yè)知識，例如機械原理、機械設計、工程制圖、理論力學、材料力學、包裝機械設計、機械制造工藝學、機械設計學、液壓與氣壓傳動、電氣控制技術等課程。我相信通過這個課題的設計能夠更好地使我們所學到的知識在實踐中得到檢驗、鞏固與提高，使我們養(yǎng)成了勤于動腦和查詢資料的習慣，并提高我們的實際動手能力和解決實際問題的能力。112 總體方案的確定2.1 紙杯成型機的參數、結構及工作原理2.1.1 紙杯成型機的主要工序紙杯成型機是自動將扇形的紙加工成型成紙杯的機械。紙杯主要由杯壁和杯底了部分組成，所以分別需要加工杯底和杯壁，并將其牢牢合為一體。紙杯材料主要為涂膜紙張，其杯壁用紙可事先印刷精美圖案后加工成扇形，而杯底用紙可以用卷紙。分析可知，紙杯成型機的成型方式如下：將已經印刷好的扇形紙片（杯子的展開形狀）自動加工成型為紙杯筒狀；通過熱成型粘合紙杯杯壁（據 PE 淋膜紙的特點） ；紙杯底杯底使用卷筒紙，自動送紙、沖裁；杯底與杯壁封合：熱空氣吹氣粘合；滾花：紙杯底部粘合時，通過機械運動，滾上一層印痕；卷邊：紙杯的口部的卷邊成型。所以紙杯成型機需要自動送紙、沖底、封合、加熱、翻底、滾花、卷邊、卸杯等連續(xù)工序來生產出成品紙杯。2.1.2 紙杯成型機的主要參數紙杯成型機的主要技術參數如下：（1）紙杯規(guī)格：9 盎司（規(guī)格尺寸：76 ×53 ×91 ）及其他的規(guī)格mm（2）紙質材料：150—400g/平方米的一面涂膜紙張（3）出杯速度：50 只/分鐘（4）電源要求：380V 50Hz（5）總 功 率：4 KW（6）機器重量：1350 ㎏（7）外形尺寸：(長×寬×高)2500 ×1200 ×1400mm2.1.3 紙杯成型機的主要結構12紙杯成型機需要完成自動送紙、沖底、封合、加熱、翻底、滾花、卷邊、卸杯等連續(xù)工序，所以紙杯成型機主要采用典型四連桿機構（曲柄、搖桿機構）、鏈傳動機構、凸輪機構、間歇機構以及氣動機構等來完成所需動作。紙杯成型機大體由以下三部分組成：第一部分：杯壁紙傳輸、杯壁成型及成型后傳輸到下一部分；第二部分：杯底紙傳送、杯底成型、杯壁與杯底結合，成型杯的自動傳送和成型杯滾筋及卸杯；第三部分：主要包括預熱、主熱、滾花、卷邊等用來成型后加工的機構，以及包括電動機、減速器及傳動系統等部分。本次設計主要設計第三部分，整體效果圖如圖 3。圖 3 紙杯成型機本次設計部分效果圖2.2 工藝分析2.2.1 確定機器類型1．工位13由于紙杯生產量大，成型動作也較多，所以本設計選用多工位紙杯成型機。2．運動形式紙杯成型機需要將杯底送到封合的杯壁內，該工序需要轉盤停頓，所以本設計選用間歇多工位紙杯成型機。2.2.2 確定成型工序，工藝路線及工位數1．成型工序考慮到紙杯的生產步驟以及材料，紙杯成型機主要成型工序包括自動送紙、沖底、封合、加熱、翻底、滾花、卷邊、卸杯等。2．工藝路線間歇多工位紙杯成型機有杯壁紙和杯底紙的輸送，又有在轉盤上的杯底和杯壁的封和以及在轉盤上的加熱、翻底、滾花、卷邊、滾筋、卸杯，所以本設計選用圓弧與直線組合型工藝路線，如圖 4 所示。圖 4 紙杯成型機的工藝原理圖3．工位數從圖 4 的成型工序分析可知，右邊的工序盤至少需要 6 個工位，而左下方的工序盤至少需要 7 個工位，為了對稱分布，所以本設計選擇 8 個工位。2.2.3 執(zhí)行構件的運動結合圖 4，各執(zhí)行構件的運動要求分以下五個部分說明。14（1）杯壁傳送及成型為了將已印刷好的扇型紙片（紙杯杯壁的展開形狀）自動加工成型為紙杯形狀（筒狀） ，需要一個圓臺形模具，其上要安裝一個燙條粘合裝置和一個合攏機構。（2）杯底沖壓成型為把杯底卷筒紙沖壓成圓形，需要一個自動送紙結構和圓形沖裁機構。（3）杯底杯壁封合為了使杯壁和杯底封合牢固，需要一加壓機構。（4）紙杯整體成型紙杯的預熱、主熱翻底需要加熱設備，滾花和卷邊時要旋轉，則需要一個動力源，即要選一臺電動機。它們運動是間歇的，因此需要一間歇機構，工序盤采用有 8 個圓柱銷的蝸桿凸輪間歇機構。三個工序盤需要協調工作，因此，三工序盤的軸用鏈條連起來，提供這些動力需要另一臺電動機。（5）卸杯卸杯時需要將成品紙杯從轉盤頂出來，這需要一頂桿機構。紙杯被頂出來后由于推力和重力作用，紙杯會疊加在一起并會自動計數，達到一定數量后，手動將其拿開并包裝。2.3 機構選型2.3.1 空間執(zhí)行機構紙杯成型機縱、橫、豎三維方向位置的協調動作由凸輪機構以及四連桿機構完成。2.3.2 紙料供送系統為使機器結構緊湊和操作方便，將杯壁紙的紙架設置在機器的上方，將杯底卷筒紙的紙架設置在機器的后方。2.3.3 紙杯整體成型系統根據國內外紙杯成型機的特點，選用立式成型結構和單工位中縫機構及三個工序盤的紙杯整體成型系統。2.3.4 氣動機構氣動機構結構簡單，動作可靠穩(wěn)定，在杯壁紙吸取時，杯底紙沖栽時，紙杯從杯模上脫下時都選用氣動機構。2.3.5 卸杯機構15因紙杯是圓臺形，杯口向上，因此卸杯時要選用上頂機構，并且需要增設能使紙杯向上疊起的用來定位裝置。2.3.6 底座機架因為機器高速運轉會帶來的較大震動，并考慮到該機生產批量較大，連續(xù)工作時間長，所以底座與機架都采用鑄鐵件。2.3.7 傳動系統因為設計的紙杯的生產速度為 50 只/分鐘，故確定工序盤軸的轉速為 50 轉/分鐘。按工作要求，系統選用 Y 型異步電動機，滿載轉速為 1400 轉/分鐘。因此電動機至分配軸的降速比應能在 14—28 的范圍內實現無級調節(jié)。為此選用兩級降速，第一節(jié)用 V 帶無級變速，第二節(jié)用減速器降速。根據紙杯成型機的工作過程，可知要選擇兩臺電動機，一臺用于紙杯成型機傳送機構和成型機構的動力，一臺用于滾花和卷邊的動力，前者的功率要求比較大，后者功率要小于前者。與減速器相連的主軸距離較遠，可采用 V 帶和鏈條，但 V 帶有打滑的現象，所以選擇鏈條傳動，鏈輪傳動是完成紙杯生產各轉動部分所需要的預定轉速。其他內部軸之間的連接也采用鏈條，轉盤軸之間、滾花和卷邊軸之間都用鏈條連接，為了避免在鏈條的松邊垂度過大時產生嚙合不良和鏈條的振動現象及增加鏈條與鏈輪的嚙合包角，它們之間需要增加張緊輪。2.3.8 間歇機構為使工序盤作間歇轉位運動，可供選擇的機構主要有：（1）槽輪撥銷轉位機構（簡稱槽輪機構） ，結構簡單緊湊且容易制造，但從動件的運動有柔性沖擊（即角加速度不連續(xù)） ，可用于中高速輕負載；（2）端面槽輪搖桿轉位機構，從動件的運動規(guī)律與前述機構相同，但它的結構要復雜一些，由于從動件是面接觸，可用于負載比較大的場合；（3）蝸形凸輪轉位機構，能任選從動件的運動規(guī)律，動力特性好，可用于高速重負載?？紤]到此紙杯成型機轉盤的轉動慣量較大，因此此處選擇蝸形凸輪轉位機構，該間歇機構是實現準確的 45 分度。2.4 總體布局2.4.1 執(zhí)行機構的布局（1）布局執(zhí)行構件如圖 5 所示，與工序盤 7 密切相關的執(zhí)行構件有翻底盤 8、滾花盤 9、卷邊盤 1016等，可依據它們各自所完成的操作確定其位置。（2）布置執(zhí)行機構的傳動件執(zhí)行機構的傳動件包括如凸輪、偏心輪、連桿、間歇機構，采用圖示的方案，其中，將偏心輪 2、鏈輪 12 和凸輪 14 布置在主軸 13 上。1234567891021341—機架 2—偏心輪 3—軸承 4—連桿 5—支架 6—紙杯模 7—工序盤 8—翻底盤9—滾花盤 10—卷邊盤 11—間歇機構 12—鏈輪 13—主軸 14—凸輪圖 5 執(zhí)行機構布局圖2.4.2 傳動系統的布局171—V 帶 2—減速器 3—鏈輪 4—鏈條 1 5—偏心輪 6—軸承 7—凸輪 8—間歇機構9—鏈條 2 10—主軸 11—電動機 1圖 6 傳動系統圖2.4.3 選擇支承形式和繪制總體布局圖系統支承形式及整體布局圖如圖 7 所示。12345789102318145161718 91—機座 2—連桿 3—滑桿 4—滑塊機構 5—工序盤軸 6—脫杯機構 7—花鍵軸承8—帶輪 9—電動機 2 10—支架 2 11—鏈條 3 12—花鍵軸 13—偏心輪 14—減速器15—鏈條 1 16—支架 1 16—工序盤 18—電動機 1 19—V 帶圖 7 總體布局圖如圖 5 所示，將電動機、V 帶和減速器安置在機器的前面底座內部，通過鏈條帶動主軸轉動，再由主軸分別傳動紙杯紙供送系統、支架系統和間歇機構。對于提供滾花和卷邊軸的動力由電動機 2（如圖 7） ，可在開啟電動機 1 之前，滾花和卷邊盤先轉動，為滾花和卷邊作好準備工作，以免影響滾花和卷邊的質量。2.5 編制工作循環(huán)圖2.5.1 分析工藝操作順序紙杯成型機工藝原理圖如圖 4 所示，主要包括以下五個主要工藝過程：（1）杯壁供送——吸紙機構將已印刷和裁切好的扇型紙片吸到杯筒，加熱體將紙杯中縫搭接并推出。（2）杯底沖裁——沖裁頭下降，將杯底卷筒紙沖壓成杯底形并返回原位。（3）底壁封合——下壓桿下壓將杯底壓入杯壁中并返回原位。（4）滾花——滾花盤上升，在杯底滾上一層印痕，滾花盤并返回原位。（5）卷邊——卷邊是由一個與未卷杯口的直徑和斜度大小的特制模具托住杯口，并向紙杯方向進行適量的軸向運動，同時再由四個高速轉動的按一定軌跡進行張開和閉合的爪子，對杯口進行卷曲，完成卷邊工序。卷邊時卷邊盤上升，對杯口進行卷曲，然后卷邊盤返回原位。192.5.2 繪制工作循環(huán)圖1．確定各機構的運動循環(huán) pT設定紙杯成型機每分鐘生產紙杯 50 個，則分配軸的轉速為n=50（r/min） （1）分配軸每轉的時間就是該機的工作循環(huán)，即等于各個執(zhí)行機構的運動循環(huán)，所以 =60/50=1.2（s） pT（2）2．確定各機構運動循環(huán)內各區(qū)段的的時間及分配軸轉角由于紙杯成型機的工作循環(huán)是從杯壁紙供送開始的，因此以杯壁紙供送機構的工作起點為基準進行設計。a．杯壁紙供送機構運動循環(huán)內各區(qū)段的的時間及分配軸轉角：根據上述的工藝過程，取杯壁紙供送機構的工作行程時間 =0.45S，杯壁筒鉤出時間 =0.45s，停k1Td1T頓時間為 =0.8s，則相應的分配軸轉角分別為o1T=360°×0.45÷1.7=95° ka（3）=360°×0.45÷1.7=95° d1（4）=360°×0.8÷1.7=170° o1a（5）b．杯底沖栽機構運動循環(huán)內各區(qū)段的的時間及分配軸轉角：根據上述的工藝過程，取杯底沖栽機構的工作行程時間 =0.6S，返回行程時間 =0.5s，停歇時間為k2Td2T=0.6s，則相應的分配軸轉角分別為o2T=360°×0.6÷1.7=127° ka（6）=360°×0.5÷1.7=106° d2（7）=360°×0.6÷1.7=127° o2a（8）c.根據上述的工藝過程，同理可取杯底和杯壁的封和機構、滾花機構、卷邊機構運動循環(huán)內各區(qū)段的的時間及分配軸轉角與杯底沖栽機構相同，即=360°×0.6÷1.7=127° k3a（9）20=360°×0.5÷1.7=106° d3a（10）=360°×0.6÷1.7=127°； o3（11）=360°×0.6÷1.7=127° k4a（12）=360°×0.5÷1.7=106° d4（13）=360°×0.6÷1.7=127°； o4a（14）=360°×0.6÷1.7=127° k5（15）=360°×0.5÷1.7=106° d5a（16）=360°×0.6÷1.7=127°； o5（17）d．繪制各機構的循環(huán)圖并時間同步化后可得到各機構的工作循環(huán)圖，如圖 7 所示：圖 8 紙杯成型機工作循環(huán)圖2.6 確定電動機功率參照國內外紙杯成型機，確定電動機 1 功率為 1.5 ，電動機 2 功率為 0.55KW。KW213 傳動方案的總體設計3.1 確定傳動方案由第 2 部分傳動系統的分析可知，此系統需要選用兩臺電動機，一臺用于紙杯成型機傳送機構和成型機構的動力，另一臺用于滾花和卷邊的動力，前者的功率要求比較大，后者功率可適當小些。與電動機相連的高速級傳動選擇 V 帶傳動，由于與減速器相連的主軸距離較遠，可采用 V 帶或鏈條傳動，但由于 V 帶有打滑的現象，所以選擇鏈條傳動，鏈條傳動能保證完成紙杯生產各轉動部分所需要的預定轉速。其他內部軸之間的傳動均采用鏈條傳動，轉盤軸之間、滾花和卷邊軸之間都用鏈條連接，他們之間需要增加張緊輪。由此，可以確定紙杯成型機的傳動方案如圖 9 所示。1—電動機 1 22—電動機 2 2，23—V 帶 3—減速器 4，5，6，15，26—鏈條 7—偏心輪8，21，30—軸承 9，20，24—軸 10—凸輪 11—間歇傳動箱 12—滑塊 13—連桿14—機架 16，17，18，25，27，29—鏈輪 19，28—張緊輪圖 9 紙杯成型機傳動方案圖22下面結合圖 9 說明紙杯整體成型落料的傳動過程：電動機 1 通過 V 帶和鏈條，經過減速器后帶動主軸 9 轉動，工序盤 1、2、3 的轉動、杯底及杯壁紙的輸送、杯壁封合及輸送、杯底紙沖壓成型、預熱、主熱翻底、滾筋和卸杯都是由電動機 1 來完成預定轉速和提供動力。開啟電動機 1，通過 V 帶 2 把轉速傳遞到減速器 3，經過減速器 3 減速后把預定速度由鏈條 4 傳給主軸 9，再通過鏈條 5 把主軸 9 的轉速傳給間歇傳動箱 11，間歇機構由弧面凸輪來完成 45 分度，從動盤上均勻地安裝 8 個滾子，這樣可以使工序盤1、2、3 每次轉動 45°。由此機器可以實現杯壁與杯底的準確封合，以及預熱、主熱翻底、滾花、卷邊、卸杯等一系列動作的協調而準確完成。通過偏心輪 7 可把主軸 9的速度傳給上面支架，經過脫杯機構提供脫杯所需的速度和動力，通過凸輪 10 把主軸 9 的速度傳給下面的支架，提供滾花和卷邊盤垂直方向的速度和動力。間歇傳動箱把轉速通過軸 20 傳到鏈輪 17，軸 20 為工序盤 3 的轉軸，鏈輪 17 通過鏈條帶動鏈輪16、18 作同步間歇轉動，鏈輪 16、18 的中心軸分別是工序盤 1 和 2 的轉軸，即工序盤 1、2、3 作同步間歇轉動。紙杯的滾花和卷邊是由電動機 2 來完成預定轉速和提供動力。開啟電動機 2，通過 V 帶 23 和軸 24 把轉速傳給鏈輪 29，鏈輪 29 經過鏈條 26 把速度傳遞給鏈輪25、27，鏈輪 25、27 的中心軸分別是滾花盤和卷邊盤的轉軸，這樣電動機 22 就為滾花和卷邊完成預定轉速和提供了動力，整個紙杯成型的傳動過程就能完整而有序地完成。3.2 選擇電動機由第 2 部分分析可知，按工作要求兩電動機都選用 Y 系列即三相異步電動機，額定電壓 380V，電動機的結構為防護式，防護等級都定為 IP44，電動機的安裝型式見圖 4，電動機 1 和電動機 2 的功率分別為 1.5 和 0.55 ，轉速都為 1400 轉/分KW鐘，查機械設計手冊可知電動機 1 為 Y90L—4 型，電動機 2 為 Y801—4 型。兩電動機詳細參數見表 1 所示。23表 1 電動機的技術參數電機名稱 電動機 1 電動機 2型號規(guī)格 Y 90L—4 Y 801—4防護等級 IP44 IP44安裝形式 B3 B3轉速 （r/min） 1400 1400額定功率 （kw） 1.5 0.55電壓 （V） 380 380堵轉轉矩/額定轉矩 2.2 2.2最大轉矩/額定轉矩 2.2 2.2噪聲 （dB(A)） 67 67質量（kg） 26 17額定電流 （A） 3.7 1.5頻率（HZ） 50 50效率 （%） 79.0 73.0功率因數 （cosφ） 0.79 0.76堵轉電流/額定電流 6.5 6.0堵轉轉矩/額定轉矩 2.3 2.4最大轉矩/額定轉矩 6.5 6.0轉動慣量（kg·㎡） 0.0021 0.0018機座號 90L 801振動速度（mm /s） 1.8 1.8長度 （mm） 335 285寬度 （mm） 180 165高度 （mm） 190 1703.3 計算總傳動比和分配各級傳動比主軸傳動裝置的總傳動比為min/2850/14/2rni??（18）式（18）中：——電動機滿載轉速， ；1 i/r——工序盤 3 的轉速， 。2nn為使整個紙杯成型機結構緊湊，減速器外廓尺寸應較小，故選用一級蝸桿減速器，其傳動比也較大，從電動機到工序盤 3 經過 4 次變速，V 帶、減速器、2 根鏈。為了安裝的需要且蝸桿的圓周速度大于 5 ，根據機械設計手冊的要求，減速器選擇蝸sm/24桿上置，為了使鏈輪設計制造簡單、安裝方便，故選擇使用同一型號的鏈輪，兩鏈條的傳動比都定為 1，傳動比 28 分配到 V 帶和減速器，考慮到帶輪的大小，低速級的帶輪不能太大，所以選擇傳動比為 1.4，則減速器的傳動比為 20，綜合考慮后根據機械設計手冊選用 WPS-100 型減速器。WPS-100 型減速器的參數見表 2。表 2 WPS-100 型減速器參數型號 規(guī)格 傳動比 長 寬 高 輸入軸 輸出軸 質量直徑 長度 鍵槽 直徑 長度 鍵槽WPS 100 1:20322m254 33425 50m8×4 38 75m10×5 35㎏滾花軸到電動機有一根軸，滾花和卷邊需要的速度為 200 r/min 左右，根據 V帶的適應范圍可知，其傳動比在 2-4 之間，此處傳動比選擇 4。3.4 計算傳動裝置的運動和動力參數從電動機 1 到工序盤有四軸，依次命名為為軸Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，其中軸Ⅰ為減速器輸入軸，軸Ⅱ為減速器輸出軸，軸Ⅲ為紙杯成型機主軸，軸Ⅳ為工序盤主軸。3.4.1 各軸轉速(19)min/104.//01 rinm??(20)5212(21)i///23i(22)34r式中：——電動機 1 滿載轉速， ；mnmin/、 、 、 ——依次為軸Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的轉速， ；1234n min/r、 、 、 ——依次為由電動機軸至高速軸Ⅰ，軸Ⅰ與軸Ⅱ，軸Ⅱ與軸Ⅲ，0ii軸Ⅲ與軸Ⅳ間的傳動比。3.4.2 各軸功率(23)KWPd4.19605.011????(24)30.22(25) d 25196.31033(26) K.4244 ???式中：25——電動機輸出功率， ；dPKW——軸Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ輸入功率， ； 4321、、、 KW、 、 、 ——依次為電動機軸與Ⅰ軸，軸Ⅰ與軸Ⅱ，軸Ⅱ與軸Ⅲ，軸0 ?23?Ⅲ與軸Ⅳ間的傳動效率。查[13]表 10—2 確定各部分效率為： =0.96， =0.9，01 ?12=0.96， =0.96。23343.4.3 各軸轉矩(27)mNiTd ?????75.1396.0412.011?(28)id ?0.249022(29)mNi ???6376..3120233 ?(30)id ?1.8444式中：——電動機軸的輸出轉矩， ；dTmN?， npmd???23.1045.950（31）， ， ， ——軸Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ輸入轉矩 。1T234TmN?從電動機 2 到滾花盤和卷邊盤之間有一軸，此處選擇傳動比為 4，則該軸：轉速 =1400/4=350nin/r功率 =0.55×0.96=0.53PKW轉矩 =TmN???6.31405.9264 傳動零件的設計計算4.1 V 帶及帶輪的設計計算4.1.1 主軸電機 V 帶的設計計算1．確定計算功率 caP已知電動機功率 為 1.5KW，由[1]表 8-7 查得工作情況系數 =1.1，故AK= =1.1×1.5=1.65KW caAK（32）2．選取 V 帶帶型根據 為 1.65KW， 為 1400 ，考慮到結構緊湊等要求，則盡量減小 VcaPmnin/r帶的條數，由[1]圖 8-11 確定 V 帶選用 B 型。3．確定帶輪基準直徑并驗算帶速 v由[1]表 8-6 和表 8-8，取主動輪基準直徑 md801?由[1]式（8-15a） ，計算從動輪基準直徑mid12804.12???（33）根[1]表 8-8 將從動輪基準直徑圓整，取 d12?按[1]式（8-13）驗算帶的速度(34)smndv /35/862.510648106?????則帶速合適。4．確定窄 V 帶的基準長度和傳動中心根據[1]式（8-20）初步確定中心距，取中心距 。)(2)(7.021021 dda??? ma380?根據[1]式（8-22）計算帶所需的基準長度mLddd162 3804)12()(24)(0212120? ????????（35） 27由[1]表（8-2）選帶的基準長度 mLd120?按[1]式（8-23）計算實際中心距 aLad 36)380(20 ??????（36）5．驗算主動輪上的包角 1?由[1]式（8-7）得(37) ?????????? 9087.143605.)812(05.7)(18012ad?則主動輪上的包角合適。6．計算窄 V 帶的根數 z由[1]式（8-26）可知LcaKPZ?)(0???（38）由 =1400 r/min、 =80 、 =1.4，查[1]表 8-4a 和表 8-4b 得近似值mn1dmiKWP36.1920??由包角為 174.87°,查[1]表 8-5 得 ，9.0??K查[1]表 8-2 得 ，則08.1?L605.8.190)36.1.2(5)(0 ???????LcarcaPz?（39）所以取 z=1 根。7．計算預緊力 0F由[1]式（8-27）可知(40)20)15.(qvKvzPca????查[1]表 8-3 得 q=0.17㎏/ ，故m(41)NF 51.9862.5170)9.(4862.50 ??????? ??8．計算作用在軸上的壓軸力 PF28由[1]式（8-28）可知NzFp 59.4728.17sin5.942sin210 ???????????（42）4.1.2 主軸電機帶輪的設計計算1．V 帶輪設計的要求V 帶輪應滿足下列要求：質量??；結構工藝性好；無過大的鑄造內應力；質量分布均勻，要經過動平衡；輪槽工作表面要精加工；各槽的尺寸和角度應保持一定的精度等。2．帶輪的材料兩帶輪的材料選用牌號為 HT200 的鑄鐵。3．結構尺寸 兩 V 帶結構采用實心式，據[1]表 8-10 可知該 V 帶帶輪各部分的尺寸如下：基準寬度 ；mbd14?基準線上槽深 ；ha5.3第一槽對稱面至端面的最小距離 ；mf5.1in?帶輪寬 ；B2外徑 ； mhdaa 195.321878021????（43）輪轂直徑 ； d04021（44）輪轂長度 =2 =2×20=40 ； 1Lm（45）=2 =2×25=50 ； 2L0dm（46）其中 分別為電動機 1 軸和減速器輸入軸直徑， 。0,d 25,0?dm4.2 鏈條及鏈輪的設計計算4.2.1 減速器輸出鏈的設計計算由第 2 部分可知，鏈條需要增加張緊輪，為使傳動平穩(wěn)，增強鏈條的強度，傳遞29功率比較大，故選用雙排鏈。1．選擇鏈輪齒數 ,1z2假定鏈速 =0.1～3 ，選取小鏈輪齒數 =25，則從動鏈輪齒數 = vsm/ 1z2z=1×25=25。i1z2．計算功率 caP由[1]表 9-6 查得工況系數 =1，由[1]圖 9-13 查得鏈輪齒數 系數 。雙AK1?zK排鏈時多排鏈系數 =1.75，又已知其傳遞的功率 ，由[1] 式（9-15）P KWP3.1?KPZAca 743.015.???（47）3．確定鏈條型號和節(jié)距根據鏈輪轉速 =50 及功率 ，由[1]圖 9-11 選鏈號為 10A2nmi/rKWPca743.0?雙排鏈。再由[1]表 9-1 查得鏈的節(jié)距 。mp8514．確定鏈節(jié)數和中心距初選中心距 0aP7.93~2.467.5)~3()5(0 ???取 ，由[1]式（ 9-16）則鏈節(jié)數為m72.13 7085.1)25(85.10)2(0110? ????? ??apzzpL（48）取鏈長節(jié)數 節(jié)。12?pLmzzzap125.49 )25(8)251()25(87. 2121? ?????? ??????中心距減小量 a?=(0.002～ 0.004) =(0.002～0.004)×492.125=0.98425～1.9685 a m（49）實際中心距 030=492.125 -(0.98425～1.9685)a???0mm=490.1565～491.14075 (50)取 =49105．驗算鏈速并確定潤滑方式(51)sPznv /2315.016087.52316????鏈速與原假設相符。由 和鏈號 10A，查[1]圖 9-14 可知應采用定期mv.人工潤滑。6．計算壓軸力有效圓周力(52)NvPFe 5.6123.010???對于水平傳動壓軸力系數 =1.15，則由[1]式（9-18）FpK(53)KeFPp 8.47.5.4.2.2 減速器輸出鏈輪的設計計算1．鏈輪的主要參數因為選用的鏈條為 10A 雙排鏈，查[1]表 9-1 得鏈輪的基本參數：節(jié)距 =15.875 ，滾子外徑 ，排距 ，內鏈接內寬pmmd