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本科畢業(yè)論文(設計)開題報告 論 文 題 目： 顆粒狀糖果包裝機設計 學 院： 機械工程學院  一、選題依據(jù)1．論文題目 顆粒狀糖果包裝機設計2．研究領域 綜合設計 3. 論文（設計）工作的理論意義和應用價值理論意義： 隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平的日益提高，對產品的包裝要求也越來越高。顆粒包裝機是輕工業(yè)生產中必不可少的自動機械之一， 其主要用于各種顆粒產品的包裝。我國近些年來包裝工業(yè)發(fā)展迅速， 但又在某種程度上受到機械工業(yè)發(fā)展相對滯后的影響，包裝機械發(fā)展也較為緩慢.提高食品工業(yè)的機械化和自動化程度，是實現(xiàn)食品工業(yè)現(xiàn)代化的重要環(huán)節(jié)。用現(xiàn)代化設備裝備我國食品工廠，已成為一項迫切的重要任務。為了有利于食品工廠生產率的儲存、流通和消費，必須根據(jù)需求對成品進行適當?shù)陌b，因此進行顆粒包裝機的設計研究具有一定的意義。 應用價值： 通過本次畢業(yè)設計，使學生對包裝機械有一總體了解，對顆粒包裝機的工作過程進行具體的分析、研究，盡量做到有所創(chuàng)新。同時培養(yǎng)學生對大學所學知識的理解，收集、查閱文獻資料的能力，發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力。 實現(xiàn)包裝作業(yè)機械化可以節(jié)約勞動力，提高生產率和產品質量， 節(jié)約原材料和降低成本，降低勞動強度和改善環(huán)境衛(wèi)生，保證操作的安全，減少車間的面積等。包裝作業(yè)機械化、自動化目前正向著高速化、通用性、可靠性、費用低、流水線自動化控制、采用新的包裝材料等六個方向發(fā)展[1]。 4. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢 4.1 國內發(fā)展現(xiàn)狀： 我國包裝機械業(yè)概況與展望目前我國包裝機械企業(yè)規(guī)模偏小，技術裝備不很完善，管理水平比較低，自我發(fā)展和技術設計開發(fā)能力較弱， 產品品種單一。產品的技術含量、附加值較低：新產品開發(fā)周期長， 不能及時響應市場的需求，及時提供市場、用戶所急需的產品。企業(yè)主要精力都花費在量的擴張上，對質的提升、科技進步的投入嚴重不 足，產品在低水平上重復，許多企業(yè)生產相同的產品，從而使許多產品銷不出去。低價競爭已威脅到企業(yè)生存的地步；另外，產品安全防護措施較差，安全意識不強，這些都造成國內產品與國外市場競爭能力偏低.目前我國包裝機械產品普遍存在質量不穩(wěn)定、性能單一、成本高、技術含量低的狀況[4]。隨著我國進入世貿組織(WTO)，國際先進的技術、設備和管理經(jīng)驗的進入勢必會對我國剛剛發(fā)展起來的包裝機械工業(yè)造成巨大沖擊，企業(yè)面臨著前所未有的嚴峻考驗[7]。 4.2 國外發(fā)展現(xiàn)狀： 國外包裝機械業(yè)概況美國、日本、德國、意大利是世界上包裝機械四大強國。美國是世界上包裝機械發(fā)展歷史較長的國家，早已形成了獨立完整的包裝機械體系，其品種和產量均居世界之首。10 多年來， 美國始終保持著世界最大包裝機械生產和消費大國的地位。其產品以高、大、精、尖產品居多，機械與計算機緊密結合，實現(xiàn)機電一體化控制。新型機械產品中以成型、填充、封口三種機械的增長最快，裹包機和薄膜包裝機占整個市場份額的 15%，紙盒封盒包裝機在市場占有率中居第二位。從 90 年代初以來，美國包裝機械業(yè)一直保持著良好的發(fā)展勢頭。散體物料包裝機的改進設計日本與美國、德國相比，起步較晚。上世紀 60 年代以前，包裝機械廠家不足 60 家，只能包裝糖果、香煙等。60-70 年代，是日本包裝機械業(yè)起步階段，產值增長速度很快。70-80 年代，增長速度雖不如上一階段那么高，但年增長率仍達 13%。 80-90 年代是穩(wěn)定增長分階段，將微電子技術成功地應用于包裝機械的 控制，以后又將光導纖維技術、工業(yè)機器人技術、模塊化技術應用于包裝機械，達到安全性高、無人操作、高生產率的水平，大大提高了其國際市場競爭力。因此從上世紀 60 年代到 90 年代初，日本包裝機 械工業(yè)連續(xù) 30 多年高速增長，引進--消化--發(fā)展的過程。德國、意大利、英國、瑞士和法國等，都是世界上很重要的包裝機械生產國家。德國的包裝機械在計量、制造、技術性能等方面居領先地位，特別是啤酒、飲料灌裝設備具有高速、成套、自動化程度高、可靠性好等特點，享譽全球。一些大公司生產的包裝機械集機-電-儀及微機控制于一體，采用光電感應，以光標控制，并配有防靜電裝置。其大型自動包裝機不僅包裝容積大，而且能集制袋、稱重、充填、抽真空、封口等工序在一臺單機上完成。德國包裝機械業(yè)多年來始終處于穩(wěn)定增長狀態(tài)，出口比例占 80%左右。德國是世界上最大的包裝機械出口國。意大利是僅次于德國的第二大包裝機械出口國。意大利的包裝機械多用于食品工業(yè),具有性能優(yōu)良、外觀考究、價格便宜的特點，出口比例占 80%左右[5]。目前，世界各國對包裝機械的發(fā)展都十分重視，集機、 電、氣、光、生、磁為一體的高新技術產品不斷涌現(xiàn)。生產高效率化、資源高利用化、產品節(jié)能化、高新技術實用化、科研成果商業(yè)化已成為世界各國包裝機械發(fā)展的趨勢[8]。 4.3 發(fā)展趨勢： 盡管我國包裝機行業(yè)擁有巨大的發(fā)展空間，但是其發(fā)展狀況卻不令人理想，有種裹足不前的現(xiàn)象，這也令人百思不得其解國內包裝機企業(yè)由于缺乏高端科技，所以很多產品都是由國外引進的，這樣做雖然大大加快了我國包裝工業(yè)的發(fā)展速度，縮小了我國包裝工業(yè)與發(fā)展國家的差距，但是過分依賴國外依賴國外的高端技術與技術裝備，很不利于我國包裝行業(yè)技術水平的整體提高，不利于發(fā)展自己的知識產權，不利于培育自己的專業(yè)設計人員，所以我們應該加強科學技術投入，杜絕過分依賴國外高端技術，加強自主創(chuàng)新力度。再者，我國包裝機行業(yè)內缺乏專業(yè)的高技術人才，科研力度不夠，這樣不利于新產品的研發(fā)，許多企業(yè)主要以銷售為主，缺乏科研機構，不能把技術轉化為生產力，所以還應該培養(yǎng)大批科研人員，成立專門的科研機構， 增強產品創(chuàng)新力。由此可見，包裝機行業(yè)的長久發(fā)展還是打破陳規(guī)， 還離不開創(chuàng)新。目前我國包裝機械企業(yè)規(guī)模偏小，技術裝備不很完善， 管理水平比較低，自我發(fā)展和技術設計開發(fā)能力較弱，產品品種單一。需要設計出獨立完整的包裝機體系，以實現(xiàn)自動化生產要求。 二、論文（設計）研究的內容1.重點解決的問題 （1） 顆粒狀糖果包裝機方案選擇 （2） 包裝及傳動系統(tǒng)設計 （3） 機械手及進出糖機構設計 2. 擬開展研究的主要方面（論文寫作大綱或設計思路） 通過查閱資料，首先介紹說明顆粒狀糖果包裝機的產生及背景， 以及國內外顆粒狀糖果包裝機的現(xiàn)狀和以后的發(fā)展趨勢。確定包裝機的總體方案選擇，將設計分為方案設計，傳動系統(tǒng)設計及機構設計三部分，通過每一階段深入分析，層層把關，努力設計出最優(yōu)方案。在設計過程中特別注重設計的方法，設計做到有系統(tǒng)性規(guī)范性和創(chuàng)新性。論文寫作大綱： 1. 緒論(本課題應解決的主要問題及技術要求和國內外顆粒狀糖果包裝機的發(fā)展概況） 2. 總體方案選擇 3. 顆粒狀糖果包裝機傳動系統(tǒng)設計(傳動系統(tǒng)結構設計.電機選擇.帶輪設計.鏈輪設計.齒輪設計) 4. 機構設計(機械手設計.進出糖機構設計) 3. 本論文（設計）預期取得的成果 (1) 顆粒狀糖果包裝機總體設計方案(2)顆粒狀糖果包裝機結構的設計一套 (3)顆粒狀糖果包裝機設計圖紙一套.三維模型(4)完成畢業(yè)論文一份 (5)數(shù)據(jù)電子版光盤一份三、論文（設計）工作安排 1. 擬采用的主要研究方法（技術路線或設計參數(shù)） 對顆粒狀糖果包裝機結構進行研究，結合實際設計合理的機構并進行計算，最終完成顆粒狀糖果包裝機設計的研究工作。 2. 論文（設計）進度計劃 第 1 周：查閱相關文獻資料，了解設計內容，初步方案設計； 第 2 ～ 4 周：總體方案設計，撰寫開題報告并完善開題報告； 第 5 ～ 6 周：顆粒狀糖果包裝機整體結構設計計算； 第 7 ～ 8 周：顆粒狀糖果包裝機各傳動機構設計計算； 第 9 周：開始繪制相關CAD 圖紙； 第 10 周：中期檢查； 第 11～13 周：完善CAD 圖紙； 第 14 周：撰寫畢業(yè)設計說明書； 第 15～16 周：完善畢業(yè)設計各項內容，準備答辯四、需要閱讀的參考文獻 [1] 趙惠健.怎樣調試枕式熱封型糖果包裝機[J].食品與機械,1992,(2) :36. [2] 馬駿.糖果包裝機推糖機構運動分析[J].包裝工程,2014,35(21):53～58. [3] 趙志旭.基于PLC 糖果包裝機控制系統(tǒng)設計[J].食品與機械,2008,24（2）：77～79. [4] 陳桂珍.糖果包裝機縱封器的設計與研究[J].長春光學精密機械學院學報,1997,20（1）:49～52. [5] 王江濤.自動化模塊設計在糖果包裝機上的應用[J].包裝與食品機械,2012，30（1）：65～67. [6] 候一江.多功能糖果包裝機機構及性能的研究[J].包裝與食品機械,1996,14（2）：20～26. [7] 王英玲.基于Pro/E 的糖果包裝機機械手產品造型設計[J].機械管理開發(fā),2016,(10):34～35. [8] A.P.Burger.Scheduling multi-colour print jobs with sequence-dependent setup times[J].Journal of Scheduling,2015,2:131～145. [9] Ceszniewski.The total package is right[J].Candy In dustry,2016,9:35～37. [10] Watt.Food Trends 2016:Machines,the new "healthy" and sustainability[J].Candy Industry,2016,1:18～20. [11] 濮良貴,陳國定,吳立言. 機械設計(第九版)[M].北京.高等教育出版社,2013. [12] 劉朝儒.機械制圖[M].北京：高等教育出版社，2001 [13] 孫毅.理論力學I[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學理論力學教研 室.2002. [14] 廖漢元，孔建益.機械原理[M].北京:機械工業(yè)出版社, 2012. [15] 成大先.機械設計手冊[M].北京.化學出版社,2002. [16] 祝守新 韓連英.機械工程控制基礎[M].北京：清華大學出版社， 2008. 附：文獻綜述或報告 文獻綜述 隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平的日益提高，對產品的包裝要求也越來越高。顆粒包裝機是輕工業(yè)生產中必不可少的自動機械之一，其主要用于各種顆粒產品的包裝。我國近些年來包裝工業(yè)發(fā)展迅速，但又在某種程度上受到機械工業(yè)發(fā)展相對滯后的影響。包裝機械發(fā)展也較為緩慢，因此進行顆粒包裝機的設計研究具有一定的意義。通過本次畢業(yè)設計，使學生對包裝機械有一總體了解，對顆粒包裝機的工作過程進行具體的分析、研究，盡量做到有所創(chuàng)新。同時培養(yǎng)學生對大學所學知識的理解，收集、查閱文獻資料的能力，發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力。 包裝機械概述包裝機械是包裝工業(yè)的一大門類產品，在包裝工業(yè)中有著舉足輕重的地位和作用，它給行業(yè)提供必要的技術設備，以完成產品的包裝工藝過程。盡管包裝機械的產值在整個包裝工業(yè)中所占的比重不如包裝材料大，不屬于經(jīng)常性消耗品，但對包裝工業(yè)的現(xiàn)代化卻是不可缺少的支撐。沒有現(xiàn)代化的包裝機械，就沒有現(xiàn)代化的包裝工業(yè)。用于完成包裝過程的包裝機械可分為 11 類，它們是充填機械、灌裝機械、封口機械、裹包機械、多功能包裝機械、標簽機械、清洗機械、干燥機械、殺菌機械、捆 扎機械和集裝機械、輔助包裝機械和設備等。包裝機械作為專業(yè)性機械，除了同于普通機械的一般要求外，還有外表美觀、傳動裝置緊湊、運轉平穩(wěn)、精度高、生產效率高等要求，以很好地完成自身功能適應市場需求。 我國包裝機械業(yè)概況與展望目前我國包裝機械企業(yè)規(guī)模偏小，技術裝備不很完善，管理水平比較低，自我發(fā)展和技術設計開發(fā)能力較弱，產品 品種單一。產品的技術含量、附加值較低：新產品開發(fā)周期長，不能及時響應市場的需求，及時提供市場、用戶所急需的產品。企業(yè)主要精力都花費在量的擴張上，對質的提升、科技進步的投入嚴重不足，產品在低水平上重復，許多企業(yè)生產相同的產品，從而使許多產品銷不出去。低價競爭已威脅到企業(yè)生存的地步；另外，產品安全防護措施較差，安全意識不強， 這些都造成國內產品與國外市場競爭能力偏低。散體物料包裝機的改進設計目前我國包裝機械產品普遍存在質量不穩(wěn)定、性能單一、成本高、技術含量低的狀況。隨著我國進入世貿組織(WTO)，國際先進的技術、設備和管理經(jīng)驗的進入勢必會對我國剛剛發(fā)展起來的包裝機械工業(yè)造成巨大沖擊，企業(yè)面臨著前所未有的嚴峻考驗。 國外包裝機械業(yè)概況美國、日本、德國、意大利是世界上包裝機械四大強國。美國是世界上包裝機械發(fā)展歷史較長的國家，早已形成了獨立完整的包裝機械體系，其品種和產量均居世界之首。10 多年來，美國始終保持著世界最大包裝機械生產和消費大國的地位。其產品以高、大、精、尖產品居多，機械與計算機緊密結合，實現(xiàn)機電一體化控制。新型機械產品中以成型、填充、封口三種機械的增長最快，裹包機和薄膜包裝機占整個市場份額的 15%，紙盒封盒包裝機在市場占有率中居第二位。從上世 90 年代初以來，美國包裝機械業(yè)一直保持著良好的發(fā)展勢頭。散體物料包裝機的改進設計日本與美國、德國相比，起步較晚。上世紀 60 年代以前， 包裝機械廠家不足 60 家，只能包裝糖果、香煙等。60-70 年代，是日本包裝機械業(yè)起步階段，產值增長速度很快。70-80 年代，增長速度雖不如上一階段那么高，但年增長率仍達 13%。80-90 年代是穩(wěn)定增長分階段， 將微電子技術成功地應用于包裝機械的控制，以后又將光導纖維技術、工 業(yè)機器人技術、模塊化技術應用于包裝機械，達到安全性高、無人操作、高生產率的水平，大大提高了其國際市場競爭力。因此從上世紀 60 年代 到 90 年代初，日本包裝機械工業(yè)連續(xù) 30 多年高速增長，引進--消化-- 發(fā)展的過程。德國、意大利、英國、瑞士和法國等，都是世界上很重要的包裝機械生產國家。德國的包裝機械在計量、制造、技術性能等方面居領先地位，特別是啤酒、飲料灌裝設備具有高速、成套、自動化程度高、可靠性好等特點，享譽全球。一些大公司生產的包裝機械集機-電-儀及微機控制于一體，采用光電感應，以光標控制，并配有防靜電裝置。其大型自動包裝機不僅包裝容積大，而且能集制袋、稱重、充填、抽真空、封口等工序在一臺單機上完成。德國包裝機械業(yè)多年來始終處于穩(wěn)定增長狀態(tài)， 出口比例占 80%左右。德國是世界上最大的包裝機械出口國。意大利是僅次于德國的第二大包裝機械出口國。意大利的包裝機械多用于食品工業(yè)， 具有性能優(yōu)良、外觀考究、價格便宜的特點，出口比例占 80%左右。目前， 世界各國對包裝機械的發(fā)展都十分重視，集機、電、氣、光、生、磁為一體的高新技術產品不斷涌現(xiàn)。生產高效率化、資源高利用化、產品節(jié)能化、高新技術實用化、科研成果商業(yè)化已成為世界各國包裝機械發(fā)展的趨勢。 盡管我國包裝機行業(yè)擁有巨大的發(fā)展空間，但是其發(fā)展狀況卻不令人理想，有種裹足不前的現(xiàn)象，這也令人百思不得其解國內包裝機企業(yè)由于缺乏高端科技，所以很多產品都是由國外引進的，這樣做雖然大大加快了我國包裝工業(yè)的發(fā)展速度，縮小了我國包裝工業(yè)與發(fā)展國家的差距，但是過分依賴國外依賴國外的高端技術與技術裝備，很不利于我國包裝行業(yè)技術水平的整體提高，不利于發(fā)展自己的知識產權，不利于培育自己的專業(yè)設計人員，所以我們應該加強科學技術投入，杜絕過分依賴國外高端技術， 加強自主創(chuàng)新力度。再者，我國包裝機行業(yè)內缺乏專業(yè)的高技術人才，科研力度不夠，這樣不利于新產品的研發(fā)，許多企業(yè)主要以銷售為主，缺乏科研機構，不能把技術轉化為生產力，所以還應該培養(yǎng)大批科研人員，成立專門的科研機構，增強產品創(chuàng)新力。由此可見，包裝機行業(yè)的長久發(fā)展還是打破陳規(guī)，還離不開創(chuàng)新。 我國自動包裝機地發(fā)展新趨勢： (1)生產效率化 機電一體化是提高包裝機械自動化程度及運行可靠性和穩(wěn)定性的重要保證。未來包裝機械產業(yè)將配合產業(yè)自動化趨勢，技術發(fā)展將朝著四個方向發(fā)展；一是機械功能多元化。工商業(yè)產品已趨向精致化及多元化，在大環(huán)境變化形勢，多元化、彈性化且具有多種切換功能的包裝機種方能適應市場需求。二是結構設計標準化、模組化。充分利用原有機型模組化設計， 可在短時間內轉換新機型。三是控制智能化。四是結構高精度化。 (2) 資源的高利用化 資源的高利用化有三重含義：提高資源的綜合利用率；提高有效成分的提取率；減少其營養(yǎng)成分的損失。 (3) 產品節(jié)能化 節(jié)能的新技術、新產品已成為當今國內外包裝工業(yè)的發(fā)展重點，在包裝機械中，廣泛采用節(jié)能技術對降低生產和提高經(jīng)濟效益具有重要作用。 (4) 高技術實用化 在包裝機械中采用微機技術、真空技術、無菌包裝、膜分離技術、超高壓等新技術，可提高產品品質。 (5) 大力加強科研、開發(fā)能力 加快科研成果向商業(yè)轉化的步伐，使科學技術真正成為解放生產力和推動社會進步的強大動力。 通過研究國內外包裝機械發(fā)展的現(xiàn)狀，和學習包裝機械的工作原理， 確定包裝機的基本結構，進行簡單的分析，完成包裝機的設計工作。理解現(xiàn)有的巧克力糖果包裝機械的傳動原理圖及其工作過程，針對存在的問題提出合理的設計方案：包裝工藝方案的擬定及分析，自動機的各個執(zhí)行機構設計。 巧克力糖包裝機設計是一個典型的機械系統(tǒng)設計。隨著新產品、新技術、新結構、新工藝、新材料的日益發(fā)展，實際生產對自動包裝機的要求越來越高，所以其更新?lián)Q代也快，也就提出了對巧克力糖果自動包裝機設計的要求。 提高食品工業(yè)的機械化和自動化程度，是實現(xiàn)食品工業(yè)現(xiàn)代化的重要一環(huán)。用現(xiàn)代化設備裝備我國食品工廠，已成為一項迫切的重要任務。為了有利于食品工廠生產率的儲存、流通和消費，必須根據(jù)需要對成品進行適當?shù)陌b。 實現(xiàn)包裝作業(yè)機械化的好處：節(jié)約勞動力，提高生產率和產品質量， 節(jié)約原材料和降低成本，降低勞動強度和改善環(huán)境衛(wèi)生，保證操作的安全， 減少車間的面積等。包裝作業(yè)機械化、自動化目前正向著高速化、通用性、可靠性、費用低、流水線自動化控制、采用新的包裝材料等六個方向發(fā)展。粒狀巧克力糖生產批量很大,手工包裝遠遠不能適應市場的要求,為止,提出粒狀巧克力糖自動包裝機的設計任務。 傳統(tǒng)的包裝機械多采用機械式控制，如凸輪分配軸式，后來又出現(xiàn)了光電控制、氣動控制等控制形式。但是，隨著食品加工工藝的日益提高， 對包裝參數(shù)的要求不斷增多，原有的控制系統(tǒng)已難以滿足發(fā)展的需要，應采用新的技術改變食品包裝機械的面貌。當今的食品包裝機械是集機、電、氣、光、磁于一體的機械電子設備，在設計時，應著力于提高包裝機械的自動化程度，將包裝機械的研發(fā)與計算機結合，實現(xiàn)機電一體化控制。 指導教師評閱意見（對選題情況、研究內容、工作安排、文獻綜述等方面進行評閱） 審 核 簽字： 年 月 日 意 見 教研室主任意見 簽字： 年 月 日 學院教學指導委員會意見 簽字： 年 月 日公章：