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本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 裝訂機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 系部名稱： 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)班級： 機(jī)械08-1班 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 二○一二年六月 The Graduation Design for Bachelor's Degree Structural Design of Pharmaceutical Packaging Machine Candidate：Wang Yaolin Specialty：Mechanical Design and Manufacture & Automation Class： 08-1 Supervisor：Associate Prof. Liu Ying Heilongjiang Institute of Technology 2012-06·Harbin 第1章　緒　　論 1.1　國外裝訂機(jī)械概述 裝訂機(jī)屬于高技術(shù)、高智能、高競爭的機(jī)電一體化產(chǎn)品，高技術(shù)成果都會(huì)在包裝機(jī)械產(chǎn)品中得到應(yīng)用。紙盒包裝機(jī)械可分為折紙、下紙、藥板推送、紙盒打開、紙盒傳輸、折舌、插舌、壓平和打批號(hào)等功能。 國外的裝訂機(jī)機(jī)械近些年有了新特點(diǎn)，主要有：一是生產(chǎn)高效率；二是資源的高利用率，高度的綜合利用和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)；三是產(chǎn)品高度重視節(jié)能，重視降低成本；四是高新技術(shù)實(shí)用化，提高生產(chǎn)效率，產(chǎn)品上水平、上檔次；五是科研成果商品化，使裝訂機(jī)機(jī)械產(chǎn)品向知識(shí)密集化、技術(shù)綜合化、產(chǎn)品智能化等方面發(fā)展。 美國、日本、德國、意大利是世界上裝訂機(jī)械四大強(qiáng)國。美國是世界上裝訂機(jī)械發(fā)展歷史較長的國家，早已形成了獨(dú)立完整的包裝機(jī)械業(yè)體系，其品種和產(chǎn)量均居世界之首。10多年來，美國始終保持著世界包裝機(jī)械生產(chǎn)和消費(fèi)大國的地位。其產(chǎn)品以高、大、精、尖產(chǎn)品居多，機(jī)械與計(jì)算機(jī)緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化控制新型機(jī)械產(chǎn)品，以成型、填充、封口三種機(jī)械的增長最快，裹包機(jī)械和薄膜包裝機(jī)占整個(gè)市場份額的15%，厚紙盒封盒包裝機(jī)在市場占有率中居第二位。從上世紀(jì)90年代初以來，美國包裝機(jī)械業(yè)一直保持著良好的發(fā)展勢頭。日本的包裝機(jī)械制造廠以中小企業(yè)為主，包裝機(jī)械的品種齊全，產(chǎn)品品種近500種，規(guī)格有700多個(gè)。包裝機(jī)械以中小型單機(jī)為主，具有體積小、精密度高、易安裝、操作方便、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。90年代以來，已將變頻調(diào)整、光電追蹤、無觸點(diǎn)電子開關(guān)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)顯示等技術(shù)運(yùn)用在包裝機(jī)械中。日本包裝機(jī)械大部分用于食品包裝領(lǐng)域。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(jī)械生產(chǎn)國家。歐洲各國包裝機(jī)械業(yè)的一個(gè)共同特點(diǎn)，是出口比例(出口額占產(chǎn)值的比例)都很大，如德國和意大利近80070 ,瑞士超過90000，荷蘭出口額甚至大于產(chǎn)值，因?yàn)楹商m是歐洲很重要的貿(mào)易轉(zhuǎn)口地。德國的包裝機(jī)械在計(jì)量、制造、技術(shù)性能等方面居領(lǐng)先地位，特別是啤酒、飲料灌裝設(shè)備具有高速、成套、自動(dòng)化程度高、可靠性好等特點(diǎn)，享譽(yù)全球一些大公司生產(chǎn)的包裝機(jī)械集機(jī)一電一儀及微機(jī)控制于一體，采用光電感應(yīng)，以光標(biāo)控制，并配有防靜電裝置。其大型自動(dòng)包裝機(jī)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(tái)單機(jī)上完成。德國包裝機(jī)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(jī)械出口國。意大利是繼美國、日本、德國之后的世界最大的包裝機(jī)械生產(chǎn)國，又是僅次于德國的第二大包裝機(jī)械出口國。意大利的包裝機(jī)械多用于食品工業(yè)，具有性能優(yōu)良、外觀考究、價(jià)格便宜的特點(diǎn)。 在這樣的形勢下，我國的包裝機(jī)械產(chǎn)品由于品種少、技術(shù)水平低、產(chǎn)品可靠性差等原因，面臨著激烈的國際競爭。特別是我國近5年來，加快發(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)和加大技術(shù)創(chuàng)新力度，造成新一輪技術(shù)引進(jìn)高潮。如我國近年對農(nóng)產(chǎn)品深加工總投資達(dá)到320多億元，加工和包裝設(shè)備80%以上靠進(jìn)口。包裝機(jī)械作為專業(yè)性機(jī)械，除了同于普通機(jī)械的一般要求外緊湊、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、還有外表美觀、傳動(dòng)裝置精度高、生產(chǎn)效率高等要求以很好地完成自身功能，適應(yīng)市場需求。 1.2　我國裝訂機(jī)機(jī)械業(yè)發(fā)展的思考和發(fā)展戰(zhàn)略 首先，要明確我國裝訂機(jī)業(yè)的發(fā)展方向預(yù)計(jì)到2005年我國裝訂機(jī)產(chǎn)量將增加到67萬臺(tái)(套)，到2010年將增至93萬臺(tái)(套)。但是，靠簡單的重復(fù)，靠擴(kuò)大生產(chǎn)數(shù)量，靠向上游、向下游延伸的方法是行不通的，我國包裝機(jī)械業(yè)必須走專業(yè)化生產(chǎn)的道路。要發(fā)展中高檔設(shè)備，努力提高技術(shù)含量，把產(chǎn)品做精、做細(xì)、做專、做強(qiáng)，靠技術(shù)進(jìn)步來推動(dòng)行業(yè)的發(fā)展。 目前，世界各國對裝訂機(jī)發(fā)展十分重視，集機(jī)、電、氣、光、生、磁為一體的高新技術(shù)產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)生產(chǎn)高效率化、資源高利用化、產(chǎn)品節(jié)能化、高新技術(shù)實(shí)用化、科研成果商業(yè)化已成為世界各國包裝機(jī)械發(fā)展的趨勢這也是我國裝訂機(jī)業(yè)的發(fā)展方向?qū)τ谖覈难b訂機(jī)生產(chǎn)企業(yè)，并不是求大求全，而是應(yīng)求精求專。美國、日本、意大利的包裝機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)大部分規(guī)模不大，但專業(yè)化程度很高。 其次，要進(jìn)行我國裝訂機(jī)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整在“十五”期間乃至2010年，我國裝訂機(jī)業(yè)要著重進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和組織結(jié)構(gòu)的調(diào)整在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整上要提高生產(chǎn)集中度，促進(jìn)專業(yè)化、系列化生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和對市場的適應(yīng)能力；要積極發(fā)展和扶持一批擁有名牌產(chǎn)品的重點(diǎn)骨干企業(yè)，加快現(xiàn)代企業(yè)制度的建立和完善.形成行業(yè)排頭兵.參與國際市場競爭，從而加快產(chǎn)業(yè)提升在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整上，要改變目前產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中以低技術(shù)含量為主的狀況，淘汰一批低效高耗的、低檔次、低附加值的、勞動(dòng)密集型的產(chǎn)品，學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)，開發(fā)生產(chǎn)高效低耗的、產(chǎn)銷對路的大型成套設(shè)備和高新技術(shù)產(chǎn)品，開發(fā)出“新、奇、特”的包裝設(shè)備，加速包裝機(jī)械的更新?lián)Q代，開拓國際市場。在組織結(jié)構(gòu)調(diào)整上，要成立跨部門的企業(yè)集團(tuán)，樹立大行業(yè)的全局觀念，進(jìn)行組織結(jié)構(gòu)優(yōu)化組合，實(shí)現(xiàn)行業(yè)資產(chǎn)優(yōu)化配置，統(tǒng)一思想，強(qiáng)化管理，形成優(yōu)勢互補(bǔ)、分工合作、共同發(fā)展的新格局。 中國裝訂機(jī)工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略為： （一）、實(shí)施“聯(lián)合發(fā)展”戰(zhàn)略 我國裝訂機(jī)企業(yè)集約整合，聯(lián)合發(fā)展，按照現(xiàn)代企業(yè)制度運(yùn)作已是當(dāng)務(wù)之急。促進(jìn)中小包裝企業(yè)的聯(lián)合，要制定相應(yīng)的政策，處理好以下幾個(gè)問題: 1．在實(shí)行聯(lián)合發(fā)展時(shí)，如何實(shí)現(xiàn)資金的集中問題，可通過轉(zhuǎn)讓部分或全部產(chǎn)權(quán)，由大型集團(tuán)實(shí)行控股、參股。 2．中小裝訂機(jī)企業(yè)在實(shí)行聯(lián)合發(fā)展時(shí)，不僅要看到包裝行業(yè)內(nèi)部的企業(yè)，也要注意與其他包裝需要量大的企業(yè)聯(lián)合，以保證包裝產(chǎn)品銷售的穩(wěn)定和生產(chǎn)要素裝訂機(jī)生產(chǎn)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)移。 3．生產(chǎn)同系列、同類型產(chǎn)品但規(guī)模均不能處于主導(dǎo)地位的包裝企業(yè)之間或者專業(yè)互補(bǔ)的包裝企業(yè)之間，可以采取合并、互相參股或以一方為主控股等方式形成有機(jī)的聯(lián)合，成為一個(gè)企業(yè)集團(tuán)，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)。 （二）、發(fā)展綠色包裝 發(fā)展綠色包裝，是包裝發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容，當(dāng)務(wù)之急要抓好以下幾個(gè)主要環(huán)節(jié): 1．大力發(fā)展綠色包裝材料。綠色包裝除了一般的包裝功能之外，還應(yīng)包含環(huán)境保護(hù)和資源再生兩大關(guān)系到人類生存與生活的切身問題。要制定切實(shí)可行的政策，促進(jìn)綠色包裝的發(fā)展。 2．大力推行清潔生產(chǎn)。包裝工業(yè)涉及人民生命安全和健康，在醫(yī)藥、食品、飲料等方面，在實(shí)施《清潔生產(chǎn)法(草案）》時(shí)，應(yīng)以包裝行業(yè)為試點(diǎn)，率先實(shí)行清潔生產(chǎn)管理。 3．加大實(shí)施包裝廢棄物的回收利用。這是減少環(huán)境污染，節(jié)約自然資源的重要措施。國家可制定“包裝廢棄物管理規(guī)定”，依法對廢棄物強(qiáng)制回收。依靠市場機(jī)制，建立全國性連鎖的“廢棄資源回收利用公司”。推行押金制，實(shí)行有償回收，對能再利用的啤酒瓶、飲料瓶、PET瓶均實(shí)行押金有償回收，押金由銷售商在整個(gè)流通階段向最終消費(fèi)者征收，在容器回收時(shí)予以退還。積極扶持科研機(jī)構(gòu)，開發(fā)包裝廢棄物分離技術(shù)、清洗技術(shù)以及各種回收再生技術(shù)。 4．加快與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌進(jìn)程。要在裝訂機(jī)行業(yè)推廣國際標(biāo)準(zhǔn)，消滅無標(biāo)生產(chǎn)。包裝企業(yè)要努力通過包裝產(chǎn)品認(rèn)證和IS09000, IS014000, IS016000, IS018000的認(rèn)證;推廣應(yīng)用二維碼，以盡快提高我國裝訂機(jī)產(chǎn)品在國際市場上的競爭力。 (三)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu) 從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的角度來看，今后應(yīng)采取如下措施: 1．放開紙裝訂機(jī)制品的發(fā)展，使其保持快速增長。 2．促進(jìn)金屬裝訂機(jī)制品的發(fā)展。 3．提升玻璃裝訂機(jī)制品的檔次。 4．均衡塑料裝訂機(jī)制品的發(fā)展。明有替代的包裝物即可替代，沒有替代的盡量回收利用。加強(qiáng)高檔次、低成本、多用途的塑料包裝材料和制品的開發(fā)。 5．加快研制開發(fā)高檔次的各類包裝機(jī)械特別是成套裝訂機(jī)生產(chǎn)線。加速淘汰效率低、耗能高的落后機(jī)械設(shè)備。 (四)振興包裝裝備制造業(yè) 要改變我國包裝工業(yè)的弱勢，必須振興包裝裝備制造業(yè)，為此，需制定有關(guān)政策: 1．注重可持續(xù)發(fā)展，使產(chǎn)品的技術(shù)水平不斷通近高效、節(jié)能、節(jié)材、節(jié)水和無污染境界。 2．對一些重點(diǎn)企業(yè)和重點(diǎn)產(chǎn)品，實(shí)行集中扶持政策。 3．制定技術(shù)創(chuàng)新政策，實(shí)現(xiàn)技術(shù)更新模式轉(zhuǎn)變。 4．加強(qiáng)對包裝裝備采購的監(jiān)控，注意提高國內(nèi)自主生產(chǎn)能力。 5．組織產(chǎn)、學(xué)、研聯(lián)合攻關(guān)，集中力量，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵裝備的突破。 6．培育一批大型裝訂機(jī)裝備企業(yè)集團(tuán)。 (五)加快裝訂機(jī)工業(yè)的法規(guī)建設(shè) 我國的裝訂機(jī)法規(guī)應(yīng)涵蓋如下基本內(nèi)容: 1．裝訂機(jī)法規(guī)應(yīng)與我國現(xiàn)有《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》等法規(guī)相容和互補(bǔ)，形成我國環(huán)境法規(guī)的完整體系。 2．裝訂機(jī)法規(guī)應(yīng)促進(jìn)包裝科技發(fā)展，限制落后和有害環(huán)保的包裝技術(shù)發(fā)展。 3．裝訂機(jī)法規(guī)應(yīng)規(guī)定包裝廢棄物的回收率與再利用率的目標(biāo)值，并根據(jù)技術(shù)的進(jìn)步、環(huán)境的要求適時(shí)修正。 4．裝訂機(jī)法規(guī)應(yīng)明確包裝產(chǎn)品、包裝材料的生產(chǎn)和銷售者對包裝物處理承擔(dān)的責(zé)任和義務(wù)，限制過度包裝，明確對包裝廢棄物處理收費(fèi)的原則以及獎(jiǎng)懲制度。 5．開展國外裝訂機(jī)技術(shù)法規(guī)的調(diào)查、收集、研究和轉(zhuǎn)化。 (六)健全包裝標(biāo)準(zhǔn)體系 利用包裝標(biāo)準(zhǔn)化這個(gè)武器，有效地保護(hù)我國經(jīng)濟(jì)利益，沖破貿(mào)易技術(shù)壁壘，是擺在我們面前急待解決的重要課題。為此，需要做好以下工作: 1．對現(xiàn)有的包裝標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行研究、分析和補(bǔ)充。完善和制定包裝制品的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 2．圍繞包裝產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，加速重要、急需標(biāo)準(zhǔn)的制定與修訂。 3．加快技術(shù)壁壘性標(biāo)準(zhǔn)的制定與修訂，建立自己的技術(shù)壁壘體系。 4．全面分析研究國際標(biāo)準(zhǔn)，對適合我國國情的包裝國際標(biāo)準(zhǔn)盡快采用，有的需要制定相應(yīng)的對策。 5．加大參與國際標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)的力度。 6．抓緊培養(yǎng)一批熟悉國際標(biāo)準(zhǔn)體系、專業(yè)強(qiáng)、外語好的復(fù)合型人才。 (七)提高包裝行業(yè)協(xié)會(huì)的地位和作用 1．把行業(yè)管理與經(jīng)濟(jì)聯(lián)合更好地結(jié)合起來。 2．建立行業(yè)的技術(shù)開發(fā)中心和引進(jìn)技術(shù)的消化吸收中心。 3．制定、實(shí)行和強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)化管理。 4．要繼續(xù)抓好包裝改進(jìn)大檢查，推動(dòng)包裝行業(yè)改革和綜合治理。 5．繼續(xù)抓好包裝教育，加強(qiáng)包裝人才的培訓(xùn)。 6．建立裝訂機(jī)行業(yè)統(tǒng)計(jì)報(bào)表制度。 7．繼續(xù)辦好包裝協(xié)會(huì)的刊物，搞好信息服務(wù)。 8．強(qiáng)化行業(yè)協(xié)會(huì)管理職能，正確處理好行業(yè)管理和主管部門的關(guān)系。 9、促進(jìn)行業(yè)管理的現(xiàn)代化。 (八)加強(qiáng)包裝科學(xué)研究 1．促進(jìn)裝訂機(jī)企業(yè)建立現(xiàn)代企業(yè)制度。 2．大型裝訂機(jī)企業(yè)要借助行業(yè)建立健全企業(yè)技術(shù)開發(fā)中心，加速形成有利于技術(shù)創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化的運(yùn)行機(jī)制。 3．制定有效的政策，鼓勵(lì)和促進(jìn)包裝科研和生產(chǎn)的結(jié)合，促進(jìn)企業(yè)與科研院所、高等院校的聯(lián)合開發(fā)與協(xié)同合作，實(shí)行優(yōu)勢互補(bǔ)，利益共享。 4．技術(shù)改造和技術(shù)創(chuàng)新過程中，實(shí)行行業(yè)引導(dǎo)和企業(yè)選擇相結(jié)合.在總體上要面向市場，找準(zhǔn)方向，起點(diǎn)要高。 5．建立中國包裝設(shè)計(jì)研究院。 (九)加大對包裝教育的投入 1．必須使我們的教育思想、教育體制和結(jié)構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容和方法與現(xiàn)代包裝工業(yè)的發(fā)展相適應(yīng)。 2．造就一批善經(jīng)營、懂管理、傲技術(shù)，又有高度貴任感的經(jīng)營管理者和企業(yè)家，以促進(jìn)包裝企業(yè)管理水平的提高；培養(yǎng)一批科技創(chuàng)新的領(lǐng)頭人才，促進(jìn)科技水平和創(chuàng)新能力的快速提高；引進(jìn)一批同行業(yè)、相關(guān)行業(yè)和外行業(yè)的人才，以促進(jìn)全行業(yè)發(fā)展觀念和服務(wù)觀念的更新。 3．制定切實(shí)可行的人才培養(yǎng)規(guī)劃，既要防止人才繼續(xù)匱乏，又能保證人才的質(zhì)量。 4．改革人才培養(yǎng)模式，試辦一些股份制大學(xué)，實(shí)行校企結(jié)合。株洲工學(xué)院邁開了探索的步伐，該校與廣東中山張家邊企業(yè)集團(tuán)聯(lián)合創(chuàng)辦了株洲工學(xué)院中山包裝學(xué)院，為培養(yǎng)既有專業(yè)知識(shí)又有實(shí)踐能力的創(chuàng)新人才，取得了成功的經(jīng)驗(yàn)?？山柚皝啺行摹?，以株洲工學(xué)院為基礎(chǔ)，創(chuàng)辦亞洲一流的包裝大學(xué)(亞華包裝大學(xué))，建立亞洲包裝人才培訓(xùn)基地和包裝科研基地。 1.3　我國裝訂機(jī)的發(fā)展歷程及發(fā)展現(xiàn)狀 我國早期的裝訂主要是采用手工裝訂機(jī)，后來隨著生產(chǎn)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，逐漸采用裝訂機(jī)裝盒。我國最早使用的裝盒機(jī)主要是從國外進(jìn)口的。在七十年代中期由于當(dāng)時(shí)我國包裝材料的質(zhì)量及藥盒的加工制作等都達(dá)不到機(jī)器包裝的要求，使得裝盒機(jī)一直無法正常使用，所以全自動(dòng)裝盒機(jī)在我國就一直得不到廣泛應(yīng)用，我國藥品生產(chǎn)在很長的一段時(shí)間內(nèi)不得不放棄自動(dòng)裝盒而采用手工操作，效率極低下。80年代特別是改革開放后，我國的藥品生產(chǎn)領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)獲得了飛速發(fā)展，藥品包裝材料的質(zhì)量及藥盒的加工制作等方面的技術(shù)有了明顯的進(jìn)步，全自動(dòng)裝盒機(jī)開始得到了全面的應(yīng)用。而此時(shí)藥品裝盒機(jī)也改變了國外產(chǎn)品一統(tǒng)天下的局面，國產(chǎn)藥品裝盒機(jī)開始上市并獲得了廣泛的應(yīng)用。 目前，我國國產(chǎn)的藥品裝盒機(jī)種類繁多，數(shù)量齊全，已可以基本滿足國內(nèi)各藥品生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的各種不同劑型的藥品的包裝需求，如圖1.3。 圖1.3（a） DZH-120D型立式自動(dòng)裝訂機(jī) 圖1.3（b）歐克版劑裝訂機(jī) 圖1.3（c）臥式全自動(dòng)裝盒機(jī) 按照不同的分類方法，可以將目前我國生產(chǎn)的全自動(dòng)裝盒機(jī)分成若干種類。若按包裝物料的不同主要有四大系列，可將其分為B, P, K裝盒，G型即泡罩板型、針劑型及軟膏型全自動(dòng)裝盒機(jī)等;若從裝盒機(jī)運(yùn)行速度上看，有可將其分為3類，第1類為中低速型，速度約60～80盒/min；第2類為中高速型，速度約80～120盒/min；第3類為高速型，速度大于150盒/min 。每一種機(jī)型各有其優(yōu)缺點(diǎn)，用途也不盡一致。目前，國內(nèi)比較知名的藥品裝盒機(jī)生產(chǎn)廠家有上海龍騰包裝機(jī)械有限公司、北京雙鶴制藥裝各有限公司、上海萬申包裝機(jī)械公司、上海顧德包裝機(jī)械有限公司等。但是即使是這些比較知名的生產(chǎn)商，其產(chǎn)品的技術(shù)含量與國外同類產(chǎn)品相比較，也有很大的差距。在市場競爭力方面，也只是在中低端市場略有優(yōu)勢。在市場占有率方面，國產(chǎn)藥品裝盒機(jī)的占有率也只有三成左右，其余市場皆被進(jìn)口產(chǎn)品所瓜分。目前，國內(nèi)許多規(guī)模較大的藥品生產(chǎn)廠家仍以采用進(jìn)口的藥品裝盒機(jī)為主。造成這一現(xiàn)象的主要原因，乃是國產(chǎn)藥品裝盒機(jī)的綜合性能達(dá)不到制藥廠家所需所致，盡管進(jìn)口藥品裝盒機(jī)的價(jià)格要比國產(chǎn)的高出許多。近年來，除了一些專業(yè)生產(chǎn)藥品裝盒機(jī)的廠商以外，國內(nèi)的一些大學(xué)和科研院所也參與到藥品裝盒機(jī)的研制生產(chǎn)。相信依托各個(gè)大學(xué)和科研院所的科研實(shí)力，國產(chǎn)藥品裝盒機(jī)的研制生產(chǎn)在不久的將來會(huì)有重大的突破。 1.4　裝訂機(jī)發(fā)展中面臨的問題研究及發(fā)展方向評估 我國國產(chǎn)藥品裝盒機(jī)雖然在近十幾年來獲得了快速的發(fā)展，但其面臨的問題依然不少。在國內(nèi)制藥裝備行業(yè)中藥品自動(dòng)裝盒機(jī)的制造商之中，技術(shù)含量和質(zhì)量較高的制造商寥寥無幾，且大多停留在半自動(dòng)或中低速水平，同國外的同類產(chǎn)品相比，無論在裝備的發(fā)展水平、技術(shù)含量和應(yīng)用推廣方面都不盡人意。在市場分配中，國產(chǎn)的藥品裝盒機(jī)只是在中低檔市場上略占優(yōu)勢，而高檔市場幾乎全部被國外產(chǎn)品所占據(jù)?，F(xiàn)將其面臨的問題分析如下： 一、從產(chǎn)品的產(chǎn)品質(zhì)量性能及應(yīng)用方面，國產(chǎn)藥品裝盒機(jī)明顯不如國外產(chǎn)品，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： (1).在質(zhì)量上，從某種意義上說，藥品自動(dòng)裝盒機(jī)是制藥機(jī)械中最為復(fù)雜的機(jī)械，它包括機(jī)、電、氣、光和其它技術(shù)于一體，而目前國內(nèi)制藥裝備行業(yè)的目前的無論是產(chǎn)品的最初設(shè)計(jì)水平，還是后來的產(chǎn)品裝配加工水平，都與國外同行有著十幾年的差距，無法生產(chǎn)出真正有競爭力的產(chǎn)品。 (2).對產(chǎn)品的適應(yīng)性方面，國產(chǎn)自動(dòng)藥品裝盒機(jī)的功能比較單一，適應(yīng)面比較窄，對待裝的藥品的形狀體積等有較嚴(yán)格的規(guī)定，一般只適用于一兩種藥品，但是我國藥品生產(chǎn)企業(yè)眾多，各藥企業(yè)廠和生產(chǎn)的藥品規(guī)格品種也都大不相同，同一企業(yè)生產(chǎn)的藥品規(guī)格也各不相同，產(chǎn)量也不同，就給相關(guān)工作一定的困難，而國外藥品裝盒機(jī)生產(chǎn)廠商特別注重這方面的問題，他們所生產(chǎn)的設(shè)備功能更加靈活多變，適用范圍也更廣。 (3).在設(shè)備的運(yùn)行可靠性方面，進(jìn)口自動(dòng)裝盒機(jī)也要高出國產(chǎn)一截，國產(chǎn)藥品裝盒機(jī)的故障率較高，因此，許多選擇企業(yè)不得不購買多臺(tái)國產(chǎn)自動(dòng)裝盒機(jī)，以免因維修機(jī)器而影響正常生產(chǎn)并延誤交貨期。 (4).在工作效率方面，由于國產(chǎn)藥品裝盒機(jī)的運(yùn)行速度大多在中低檔水平，并且自動(dòng)化水平較低，生產(chǎn)效率自然不如以生產(chǎn)高檔產(chǎn)品著稱的國外同類產(chǎn)品，這樣就等于無形中增加了企業(yè)的成本，降低了企業(yè)的利潤，造成了極大的浪費(fèi)?？傊?，國內(nèi)目前藥品自動(dòng)裝盒機(jī)還存在著適應(yīng)包裝物種類單一、紙盒尺寸的變化范圍小、生產(chǎn)速度普遍停留在中低速水平等不完善之處。 二、從整個(gè)行業(yè)的研發(fā)生產(chǎn)能力上看，主要表現(xiàn)有以下幾個(gè)問題： (1)．研發(fā)力量薄弱，科研經(jīng)費(fèi)嚴(yán)重不足，藥品裝盒機(jī)的制作是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它包括機(jī)、電、氣、光和其它技術(shù)于一體，需要有雄厚的技術(shù)力量，精密的生產(chǎn)工藝等多方面的要求，而目前我國在這方面的投入甚少；行業(yè)中的產(chǎn)品生產(chǎn)與基礎(chǔ)研究的經(jīng)費(fèi)投入比例嚴(yán)重失調(diào)，生產(chǎn)廠家只顧眼前利益，不愿投入基金進(jìn)行基礎(chǔ)研究，造成國產(chǎn)的藥品裝盒機(jī)質(zhì)量含量低下，無法與國外同類產(chǎn)品競爭，并且只能靠低價(jià)維持其市場競爭力，無法長期占領(lǐng)市場。 (2)．低水平重復(fù)太多，應(yīng)變能力不強(qiáng)，國內(nèi)的大部分生產(chǎn)廠商規(guī)模都很小，大都生產(chǎn)同種類型的設(shè)備造成大量低水平重復(fù)生產(chǎn)，在市場上進(jìn)行低價(jià)惡性競爭，而一旦遇上市場要求變動(dòng)，卻又無法及時(shí)轉(zhuǎn)型，從而被市場所淘汰。 考察近幾年來國外的機(jī)械發(fā)展?fàn)顩r，結(jié)合我國目前的藥品裝盒機(jī)的生產(chǎn)實(shí)踐，我國的藥品裝盒機(jī)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)在以下幾個(gè)方面尋求突破： (1)．加大科研投入，提高創(chuàng)新能力，開發(fā)新技術(shù)，同時(shí)大力引進(jìn)國外已經(jīng)成熟的技術(shù)原理，開發(fā)出具有前瞻性的先進(jìn)設(shè)備。首先各個(gè)企業(yè)要增強(qiáng)企業(yè)的研發(fā)能力，提高產(chǎn)品的檔次，今后醫(yī)藥企業(yè)寡頭壟斷的趨勢會(huì)越來越明顯，其采購將是集團(tuán)化的，這對生產(chǎn)供應(yīng)相關(guān)設(shè)備的企業(yè)而言是個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，這要求有關(guān)企業(yè)把眼光放遠(yuǎn)，實(shí)行走出去，站得住的發(fā)展戰(zhàn)略；擁有自己的核心技術(shù)，開發(fā)出屬于自己的新產(chǎn)品。我國加入WTO后，隨著市場的進(jìn)一步開放，國內(nèi)的相關(guān)企業(yè)必將面臨外商的強(qiáng)有力的競爭，國內(nèi)的企業(yè)要敢于參與競爭，不僅在國內(nèi)市場上參與競爭，更要積極參加國際市場的競爭。這就對國內(nèi)的相關(guān)企業(yè)提出了更高的要求和更廣闊的市場空間，國內(nèi)企業(yè)應(yīng)該立足國內(nèi)，放眼國際，積極參與競爭，只有這樣，才能更好地發(fā)展自己。 (2)．加強(qiáng)與各個(gè)制藥企業(yè)的聯(lián)系，企業(yè)可根據(jù)用戶的不同要求而設(shè)計(jì)生產(chǎn)出符合出客戶要求的產(chǎn)品，實(shí)行個(gè)性化的服務(wù)，使企業(yè)與客戶之間形成良好的互動(dòng)，使雙方受益。保持與制藥企業(yè)之間的良好互動(dòng)關(guān)系，可以使藥品裝盒機(jī)生產(chǎn)廠商更加清楚地了解市場動(dòng)向，能夠及時(shí)滿足市場需求，對企業(yè)的發(fā)展壯大是大有裨益的。 (3)．國家加大宏觀調(diào)控，加強(qiáng)對市場的引導(dǎo)作用，加強(qiáng)對市場的管理，協(xié)調(diào)好企業(yè)之間的競爭行為，防止不正當(dāng)競爭。同時(shí)國家應(yīng)加大機(jī)械行業(yè)的投入力度，扶持一批有實(shí)力的企業(yè)，從基金技術(shù)上給子支持，從而生產(chǎn)出更好的產(chǎn)品。藥品裝盒機(jī)的生產(chǎn)是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要大量的人力物力則力，短期還不能見效益，很多企業(yè)都無力去做，在這種情況下，更需要國家出面協(xié)調(diào)組織，集中人力物力進(jìn)行科研攻關(guān)，組織生產(chǎn)等。 隨著我國藥品市場規(guī)模的日趨增大，產(chǎn)品種類的日益繁多，藥品廠家的不斷增多，生產(chǎn)自動(dòng)化程度的不斷提高，市場對藥品裝盒機(jī)的需求也在不斷地膨脹，其市場前景十分看好。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國“十五”期間醫(yī)藥工業(yè)實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值年均遞增率接近20%，其中的藥品所占的貢獻(xiàn)約占其中的一半，可見其增值潛力巨大。相信隨著我國醫(yī)療體制的改革，醫(yī)藥市場的興盛，藥品產(chǎn)量的增加，我國藥品裝盒機(jī)的發(fā)展必將迎來一個(gè)跨越式的發(fā)展。 俗話說“健康乃生命的本錢”，隨著生活水平的提高，人們越來越重視健康，藥品包裝的衛(wèi)生化更受到人們的關(guān)注。為了滿足人們的需要，我們設(shè)計(jì)藥品裝盒機(jī)。 1.5　畢業(yè)設(shè)計(jì)題目及基本參數(shù) 本設(shè)計(jì)的題目為裝訂機(jī)、裝盒裝置設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)主要完成紙盒、藥板的上料及裝盒裝置設(shè)計(jì)。 基本參數(shù)為： 紙簽（說明書）規(guī)格：最大300mm×210mm，最小80mm×100mm； 紙盒規(guī)格：長=100mm；寬=65 mm；高=20mm； 包裝物（藥板）規(guī)格：長=80mm，寬=58 mm。 設(shè)計(jì)要求為：包裝能力：60盒/分，1板/盒； 本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)任務(wù)為： ①．總體方案設(shè)計(jì)、傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算； ②．紙盒上料機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算，完成相應(yīng)部裝圖； ③．藥板上料機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成相應(yīng)的部裝圖； ④．裝盒裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算，完成總裝圖； ⑤．部分零件圖設(shè)計(jì)。 第2章　　方案設(shè)計(jì) 總體方案的擬訂是進(jìn)行機(jī)器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步。因?yàn)榭傮w方案在很大程度上決定了機(jī)器的結(jié)構(gòu)配置和使用性能。因此，應(yīng)根據(jù)粉劑物料的形態(tài)要求和特點(diǎn)，按一定的原則、結(jié)合一般食品機(jī)械常用的設(shè)計(jì),使用方法、充分考慮各種因素，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后擬訂出先進(jìn)、合理、經(jīng)濟(jì)、可靠的總體方案?？紤]到市場的深入，人們對產(chǎn)品追求多元化、個(gè)性化。故產(chǎn)品的包裝范圍要廣、功能要齊全、速度要快。加上我國超市的發(fā)展，推動(dòng)包裝機(jī)的發(fā)展，也提出了相適性的功能與適用范圍的需求問題。 適用的范圍如下: (1)包裝材料:防潮玻璃紙、涂塑玻璃紙、聚乙烯、聚丙烯、袋包紙、鋁箔以及其他復(fù)合材料； (2)包裝物品:面包、糕點(diǎn)、蔬菜、加工食品、醫(yī)糖果、機(jī)械零件、糖果及其他等粉狀物品。 在工藝分析中，首先對內(nèi)裝物物件的特性、包裝材料和包裝過程作詳細(xì)的分析和研究，并對單功能機(jī)的分析，進(jìn)行擴(kuò)展其功能，如擴(kuò)展它的包裝尺寸范圍、擴(kuò)展它的包裝物件、擴(kuò)展它的包裝材料、擴(kuò)展它的包裝生產(chǎn)力等。這些擴(kuò)展涉及到的主要部件的分析比較，以便得出可靠的機(jī)構(gòu)。 裝訂工藝確定以后，要考慮如何實(shí)現(xiàn)這種包裝動(dòng)作。因此，要求選擇合適的傳動(dòng)、操作和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這些機(jī)構(gòu)組成若干個(gè)部件，這些部件相互位置怎樣安排?它們又是怎樣聯(lián)系和形成一個(gè)完整的總體?這就是裝訂機(jī)總體設(shè)計(jì)的任務(wù)。 裝訂機(jī)的傳動(dòng)與控制機(jī)構(gòu)，可以采用機(jī)械式，液壓式，或氣動(dòng)式。應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)、生產(chǎn)能力、使用者的情況等具體條件以及機(jī)器動(dòng)作的復(fù)雜程度而定。 一臺(tái)裝訂機(jī)由哪些幾部分組成，決定于包裝工藝的要求，見圖2.0。布局形式的選定，最主要根據(jù)包裝工藝的特點(diǎn)即決定于包裝的工藝性。布局形式要便于包裝，使機(jī)構(gòu)簡化，工人操作和維修方便。 圖2.0 （a）裝訂機(jī)布局 圖2.0 （b）裝訂機(jī)布局 2.1　總體方案設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的裝盒機(jī)為立式裝訂機(jī)。機(jī)器的總體尺寸為1500×1444×750。立式機(jī)器不僅節(jié)省了空間，而且比較美觀。為了節(jié)省空間，本設(shè)計(jì)選用了YCJ電動(dòng)機(jī)，及電動(dòng)機(jī)和減速器直聯(lián)。機(jī)座號(hào)為160，電動(dòng)機(jī)功率為3，輸出軸轉(zhuǎn)速為58，輸出轉(zhuǎn)矩為452，電動(dòng)機(jī)代號(hào)為Y100。 2.2　執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 總機(jī)的工藝路線為： 紙盒上料───藥板上料───折紙上料───裝盒 本設(shè)計(jì)主要完成紙盒上料機(jī)構(gòu)、藥板上料機(jī)構(gòu)、裝盒機(jī)構(gòu)三部分的方案設(shè)計(jì)。 2.1.1　紙盒上料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 紙盒上料的過程主要由凸輪Ⅰ帶動(dòng)帶有吸嘴的軸Ⅰ上下運(yùn)動(dòng)完成的。軸Ⅰ上附有撥桿，在將紙盒吸下的過程中，撥桿壓住連桿1上的小軸，這時(shí)彈簧處于拉伸狀態(tài)，連桿2向上運(yùn)動(dòng)，使連桿3帶動(dòng)擋片擋住上面的紙盒，從而保證只有一個(gè)盒被吸下。在盒被放下的過程中，擋片逐漸壓在盒上，防止盒蹦起來。當(dāng)負(fù)壓真空裝置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，連桿2在彈簧的作用下向下運(yùn)動(dòng)，使連桿3帶動(dòng)擋片向上翻。如此往復(fù)運(yùn)動(dòng)完成吸盒的過程。當(dāng)盒被放下時(shí)，停止吸氣，盒被支撐起來，傳送裝置將盒傳送到下一道工序。原理圖如圖2.2.1所示。 當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)軸Ⅰ向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，軸Ⅰ會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，為了避免這種情況發(fā)生，特設(shè)計(jì)了導(dǎo)向桿，使軸Ⅰ只能沿著導(dǎo)向桿的方向運(yùn)動(dòng)。吸盒是由負(fù)壓真空吸氣完成的。當(dāng)凸輪Ⅰ帶動(dòng)軸Ⅰ向上運(yùn)動(dòng)，吸嘴到達(dá)最高位置時(shí)，開始吸氣，盒被吸下來，當(dāng)吸嘴到達(dá)最低位置時(shí)，停止吸氣，盒被曲柄搖桿機(jī)構(gòu)帶走。由氣閥來控制吸氣還是斷氣，當(dāng)凸輪Ⅱ到達(dá)最大升程時(shí)，軸Ⅱ被壓下去，氣路被堵死，實(shí)現(xiàn)斷氣；當(dāng)凸輪Ⅱ轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，壓縮彈簧作用帶動(dòng)軸Ⅱ向上運(yùn)動(dòng)，氣路被連通，實(shí)現(xiàn)吸氣。軸Ⅱ上帶有圓槽，也可以在軸上做個(gè)通孔。如果軸Ⅱ上是個(gè)通孔，那安裝精度要求比較高，因?yàn)橐ＷC這個(gè)通孔的中心線與氣道的中心線完全重合，這樣才能達(dá)到最大的吸氣程度。但是如果在軸Ⅱ上做個(gè)圓槽就避免了這個(gè)問題，不管怎樣接觸，氣道都會(huì)打通。 彈簧 軸 凸輪 擋片 工作臺(tái) 撥桿 吸嘴 連桿1 連桿2 連桿3 圖2.2.1 紙盒上料原理圖 2.2.2　藥板上料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 藥板由齒形帶傳送到指定位置 ，經(jīng)過滑槽到達(dá)工作架上，推藥板的機(jī)構(gòu)將藥板和說明書推到紙盒里。傳送藥板的速度及間歇時(shí)間由槽輪控制。推藥板的機(jī)構(gòu)由齒輪齒條帶動(dòng)。推藥板原理圖如圖2.2.2-1所示。 工作架 推桿 齒條 齒輪Ⅰ 凸輪 軸Ⅰ 齒輪Ⅱ 軸Ⅲ 齒輪Ⅲ 圖2.2.2-1 推藥板原理圖 因?yàn)樗幇灞容^薄，如果推桿只是簡單的平頭，那么推藥板時(shí)很容易推空或者把藥板推偏。為了防止這些情況的發(fā)生，故設(shè)計(jì)了如圖2.2.2-2所示的推桿。 圖2.2.2-2 推桿示意圖 傳送帶的示意圖如圖2.2.2-3所示。本設(shè)計(jì)傳送帶的帶輪是由鏈輪帶軸帶動(dòng)的，而鏈輪軸是由槽輪帶動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了間歇運(yùn)動(dòng)。但此處也可以通過傳感器和伺服電機(jī)來實(shí)現(xiàn)。在指定位置安裝傳感器，當(dāng)伺服電機(jī)接收到傳感器發(fā)出的信號(hào)后，伺服電機(jī)開始工作，從而帶動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，將藥板送到指定位置。滑槽的角度要合理，不然藥板就不會(huì)準(zhǔn)確的到達(dá)工作架的位置。滑槽的角度是根據(jù)多次試驗(yàn)得來的，滑槽的底邊要非常圓滑，這樣藥板不僅不會(huì)卡在滑槽上，而且可以節(jié)省時(shí)間，藥板能以最短的時(shí)間到達(dá)工作位置。 2.2.3　裝盒裝置設(shè)計(jì) 裝盒裝置由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)，經(jīng)過固定裝置及撥桿，從而完成裝盒的過程。 藥板 帶 圖2.2.2-3 帶示意圖 裝盒共分四道工序，分別為： 裝藥板和說明書 打印日期 蓋紙盒蓋 1 2 3 4 6 5 　　　　　　圖2.2.3-1 紙盒結(jié)構(gòu)示意圖 紙盒示意圖如圖2.2.3-1所示。 當(dāng)盒被推盒裝置推走后，撥桿Ⅰ將6蓋上，隨即紙盒隨著傳送裝置被送到指定A工序等待裝盒。撥桿示意圖如圖2.2.3-2所示。 撥桿 軸 圖2.2.3-2 撥桿示意圖 到達(dá)工序A后，盒不動(dòng)，齒輪齒條機(jī)構(gòu)將藥板和說明書一起推進(jìn)盒內(nèi)。傳送裝置將紙盒傳送到工序B。在傳送的過程中，通過撥桿Ⅱ?qū)?蓋上，通過固定小軸Ⅰ將4蓋上。日期由凸輪機(jī)構(gòu)完成。凸輪帶動(dòng)成型器上下運(yùn)動(dòng)，完成日期的打印過程。完成打印日期后，紙盒被送到工序C。在傳送過程中，通過固定小軸Ⅱ?qū)?蓋上。當(dāng)經(jīng)過固定裝置后分別將盒蓋上翻和下壓，同時(shí)也完成了折1和5的過程。固定裝置示意圖如圖2.2.3-3所示。 固定裝置Ⅰ完成盒蓋的下壓和1的折疊過程，固定裝置Ⅱ完成盒蓋的上翻和5的折疊過程。到達(dá)工序C時(shí)，一個(gè)旋轉(zhuǎn)的裝置完成蓋盒蓋的過程。 固定裝置Ⅰ 固定裝置Ⅱ 圖2.2.3-3 固定裝置示意圖 紙盒的傳送裝置曲柄搖桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)，能實(shí)現(xiàn)上下左右運(yùn)動(dòng)，即作平行四邊形運(yùn)動(dòng)。當(dāng)紙盒被吸下來時(shí)，該傳送裝置向上運(yùn)動(dòng)，輔助將盒撐起來。然后傳送裝置向前運(yùn)動(dòng)，完成裝盒和蓋盒蓋后，傳送裝置向下運(yùn)動(dòng)，然后往回運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行下一次動(dòng)作。該機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為純機(jī)械設(shè)計(jì)，要嚴(yán)格要求與其他動(dòng)作的時(shí)間和空間同步化，因此在設(shè)計(jì)方面要求很高的精度。紙盒傳送裝置如圖2.2.3-4所示。 連桿 紙盒 送盒架 圖2.2.3-4 紙盒傳送裝置 2．3　本章小結(jié) 本章主要是對裝訂機(jī)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)。對電機(jī)進(jìn)行了選擇，對各傳動(dòng)零件進(jìn)行選材和設(shè)計(jì)計(jì)算，保證傳動(dòng)的準(zhǔn)確性。通過立式包裝機(jī)總體設(shè)計(jì)方案和總體設(shè)計(jì)計(jì)算繪制總裝配圖。 第3章　　設(shè)計(jì)計(jì)算 對裝訂機(jī)的主要零件及傳動(dòng)方式進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。 3.1 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 1.選擇齒輪材料精度等級 齒輪材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，取硬度為235～255HB； 齒輪精度等級為8級。 2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由表查得 ≥　　　 (3.1) 初選=1.2 由表查得 ==2.5 由表查得：=189.8 取=0.3 T1=35810 =60jLh=60×639.64×1×(8×300×10)=9.21×108 =/=9.21×108/3.31=2.78×108 查圖表得 =1.1, =1.1 取=1.0，=1.0，=0.92，=1.0 查圖表得 =590Mpa，=550MPa 由表查得 計(jì)算許用接觸應(yīng)力 = ZN1ZXZWZLVR ==597.3Mpa = ZN2ZXZWZLVR ==556.6Mpa 將各結(jié)果帶入公式（3.1） ≥ ==56.08mm 取=28，==3.38×28=95 ===2.003mm 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)=2.25mm =2.25×28=63mm =63×(1-0.5×0.3)=53.55mm ===1.79 由表查得 取=1.1 ==0.358 由表查得 取=1.02 ===148.56mm =0.3×148.56=44.56 取 ===0.784 由圖表查得 =1.175 ==1.1×1.02×1.175=1.32 =＜〔〕2 (3.2) =2.5×189.8× =491.74Mpa＜ 安全。 接觸疲勞強(qiáng)度足夠。 3.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 由 =≤ (3.3) =arctan=arctan=16.48O ==-16.48 O=73.52O =28/cos116.48O =21.90 95/cos73.52O =250.28 按, 查圖表得 =2.85,=2.3 查圖表得 =1.55，=1.74 查圖表得 =220～230MPa,=170～180MPa 查圖表得　　=1.0，=1.0 由表查得　　=1.0 取=2.0，=1.4 代入式（3.3）中 ===314MPa ===257MPa 將各數(shù)值代入公式（3.3）： = ==85.86MPa<=314MPa安全 ===77.78MPa〈=257MPa安全 3.2　軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1．軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）選擇軸的材料 軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。 （2）按扭矩初步估算軸端直徑 查閱文獻(xiàn)得 （3.4） 查表選取 =130 =40mm 　　軸的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3.2.1. 圖3.2.1輸出軸的結(jié)構(gòu)示意圖 考慮軸端有一個(gè)鍵槽 =20×3﹪=18.77 取=30mm 該段軸長 =384mm （3）初選滾動(dòng)軸承 考慮裝拆調(diào)整方便起見，選用深溝球軸承。根據(jù)軸端尺寸和軸承的大概安裝位置，初選深溝球軸承6204。 （4）對軸進(jìn)行分析 對軸的壓軸力Q=670N a．求垂直面內(nèi)的支反力 ， 75R2H+28Fa1=90Q+136Fr1 =(136×397+90×670-28×117) /75 =1480 =0,=Fr1-Q-R2H =397-670-1480=-1753N =Ft=61×1137=69357 b.求水平面內(nèi)的支反力 75R2V-(75+61)Ft=0 R2V=136×1137/75=2062N ∑Fy=0 R1V=397-2062=-1665N 求A，B，D三點(diǎn)水平面內(nèi)的彎矩 165Q-75R1V=165×670-75×1165=23175 226×670-136×1165+61×2062=118762 c．求合成彎矩 ==13126 ==137531 d．求當(dāng)量彎矩 取0.6 Mca1=M1=73126N·mm ===139199N·mm =αT=0.6×35810=21486N·mm （6）校核軸的靜強(qiáng)度 由當(dāng)量彎矩可以看出B點(diǎn)的彎矩最大，但該處的直徑卻較小，故應(yīng)驗(yàn)算B點(diǎn)的強(qiáng)度。 查表及公式得 =27.25mm 27.25mm<30mm靜強(qiáng)度足夠 由于E點(diǎn)的彎矩較大，而直徑卻最小，所以還需驗(yàn)算E點(diǎn)的靜強(qiáng)度。 E點(diǎn)處的當(dāng)量彎矩 =22.6+=28.4 =16.0mm 考慮鍵槽影響，需加大（3-5）% =+3﹪=16.0+1.60×3﹪=16.5mm<20mm 故E剖面強(qiáng)度也足夠。 （7）校核軸的疲勞強(qiáng)度 a．判斷危險(xiǎn)剖面 I-Ⅳ剖面均有應(yīng)力集中源，均有可能是危險(xiǎn)剖面。其中I，Ⅱ，Ⅲ均為過渡圓角引起的應(yīng)力集中，但Ⅳ剖面的合成彎矩值較大。所以只驗(yàn)算I，Ⅳ剖面的疲勞強(qiáng)度。 b．校核I剖面的疲勞強(qiáng)度。 I剖面因鍵槽引起的應(yīng)力集中系數(shù)由表查得 =2.73 =1.96 由表查得：=0.83，=0.89 由表查得：=0.95 I剖面的扭剪應(yīng)力，應(yīng)力副和平均應(yīng)力為： ===6.6MPa ==/2=6.6/2=3.3MPa 由表查得0.21,由表查得275MPa ===25 ===10.5MPa ==10.5MPa =0 ===13.12 ===11.62 取[S]=1.8，S＞[S]所以I剖面安全。 c.校核IV剖面的疲勞強(qiáng)度 由表查得 =8 =0.05 1.88 1.59 由表查得 =0.83 =0.89 由表查得 ===2.17 ===16.51 ===2.15 由于S＞[S]=1.8，此設(shè)計(jì)在安全范圍內(nèi)。 3.3滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算 已知：6204AC軸承?；绢~定動(dòng)載荷C=25.2KN，基本額定靜載荷 C0=29.5kw,e=0.68。 由前面計(jì)算得知，該對軸承的水平支反力分別為=1480N,=-1753N 垂直支反力分別為：=2062N,=-1665N 合成支反力： ===2418N ===2538N =0.68=0.68×2418=1644.24N =0.68=0.68×2538=1725.84N +=1725.84+117=1842.84N>=1644.24N =1842.84N,=1725.84N /=1842.84/2418=0.76>e=0.68 =0.4,=1.67 軸承承受輕度載荷沖擊，支反力A處有彎矩。所以取=1.2 = (+)=1.2×(0.4×2418+1.67×1842.84)=3114N /=1725.84/2538=0.68>e =1,=0 ，==1.2×2538=3045.6N > 計(jì)算軸承B的壽命 =13808.90h （3.6） 預(yù)期壽命:10年 。 13808.90/(8×300)=5.75 5年換一次軸承----壽命足夠。 3.4 鍵的選擇和校核 鏈輪裝在主軸軸端，需用鍵進(jìn)行周向定位和傳遞轉(zhuǎn)矩。由前面設(shè)計(jì)計(jì)算得知：鏈輪材料為鋼，軸的材料為45鋼，鏈輪與軸的配合直徑為15mm，鏈輪45鋼，輪轂長為20mm。選擇最常用的圓頭（A型）平鍵，因?yàn)樗哂薪Y(jié)構(gòu)簡單，對中性好，裝拆方便等優(yōu)點(diǎn)。鍵的截面尺寸由鍵所在軸段的直徑d由標(biāo)準(zhǔn)中選定，鍵的長度由輪轂的寬度確定，查表得=5×5,=30mm。普通平鍵的主要失效形式是鍵，軸和輪轂三個(gè)零件中較弱零件的壓潰。由于鏈輪材料是鋼，許用擠壓應(yīng)力由表查得=100MPa。 鍵的工作長度=-=30-5=25mm 擠壓面高度 h’=h/2=5/2=2.5mm 擠壓應(yīng)力==5.97＜ 故安全。 3.5 本章小結(jié) 本章主要是對藥品包裝機(jī)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)計(jì)算。對電機(jī)進(jìn)行了選擇，對各傳動(dòng)零件進(jìn)行選材和設(shè)計(jì)計(jì)算，保證傳動(dòng)的準(zhǔn)確性。通過藥品包裝機(jī)總體設(shè)計(jì)方案和總體設(shè)計(jì)計(jì)算繪制總裝配圖。 30 第4章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1紙盒上料結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 4.11凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 凸輪機(jī)構(gòu)采用力封閉式。運(yùn)動(dòng)規(guī)律為雙停歇運(yùn)動(dòng)，由文獻(xiàn)[29]表13.5-5查得改進(jìn)等速 。由結(jié)構(gòu)初定凸輪行程為100mm，推程運(yùn)動(dòng)角Φ=120°，最大壓力角選用30°，由圖可算得基圓半徑=50mm。 推桿推程位移如下表所示。 =100mm，=120° 表4.1.1 推桿推程位移 δ/(°) 0 15 30 45 60 75 90 105 120 s/mm 0 12.5 25 37.5 50 62.5 75 87.5 100 由式 = = 其中 =90°，h=100mm，可計(jì)算得推桿回程位移，如下表所示。 表4.1.2 推桿回程位移 δ/(°) 0 15 30 45 60 75 90 s/mm 100 83.042 66.085 49.128 32.171 15.214 0 然后根據(jù)作圖法畫出凸輪的理論廓線和實(shí)際廓線。 4.12　氣閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 當(dāng)帶吸嘴的軸到達(dá)最高位置時(shí)，氣閥通道接通，開始吸氣。當(dāng)軸到達(dá)最底位置時(shí)，氣閥通道被堵死，停止吸氣。氣閥的結(jié)構(gòu)圖如圖4.1.2所示。因?yàn)槿绻SⅡ上是個(gè)通孔，只有保證這個(gè)通孔的中心線與氣道的中心線完全重合，這樣才能達(dá)到最大的吸氣程度。那么安裝精度要求就比較高。為了避免這些問題，本設(shè)計(jì)采用在軸Ⅱ上加工一個(gè)圓槽，這樣不管怎樣接觸，氣道都會(huì)打通。 當(dāng)軸Ⅱ在凸輪的作用下作上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，軸Ⅱ會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，為了解決這個(gè)問題，本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)了導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。軸Ⅱ在彈簧的作用下，在凸輪回程的時(shí)候也能回到初始位置，而在導(dǎo)向桿的作用下，能沿著直線運(yùn)動(dòng)，不會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)。 軸Ⅰ 導(dǎo)向桿 氣道 凸輪 軸Ⅱ 彈簧 管 圖4.1.2 氣閥結(jié)構(gòu)圖 4.13　擋爪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 托紙盒的架上帶有擋爪，當(dāng)盒被吸下來時(shí)，擋爪繞軸Ⅱ向下轉(zhuǎn)動(dòng)，盒被吸走時(shí)，擋爪在拉伸彈簧的作用下又回到最初位置。這樣防止紙盒在被吸下來的過程中遭到損壞。擋爪結(jié)構(gòu)圖如圖4.1.3所示。 機(jī)架 軸Ⅰ 軸Ⅱ 彈簧 圖4.1.3 擋爪結(jié)構(gòu)圖 4.2藥板上料機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì) （1）槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 藥板由傳送帶傳送到工作架的位置，而傳送帶的間歇傳送是由槽輪帶動(dòng)的。根據(jù)結(jié)構(gòu)，初定槽輪的槽數(shù) =6，中心距 =150mm，圓銷半徑 =5mm。 槽輪每次轉(zhuǎn)位時(shí)主動(dòng)件的轉(zhuǎn)角 2==120°， 槽間角 ==60°，主從動(dòng)件圓銷中心半徑 ==75mm 與的比值 ==0.5，槽輪外圓半徑 ==130mm 槽輪槽深 =59.9mm 主動(dòng)件輪轂直徑 =140mm 鎖止弧半徑 =70mm，則取 =60mm 鎖止凸弧張角 ==240° 槽輪結(jié)構(gòu)圖如圖4.2-1所示。 槽輪 撥銷 軸Ⅲ和軸承 軸Ⅰ 軸Ⅱ 鎖止弧 圖4.2-1 槽輪結(jié)構(gòu)圖 （2）齒輪齒條設(shè)計(jì)計(jì)算 a.齒輪設(shè)計(jì) 齒數(shù) =200 ，模數(shù) =1，則 ==200mm 壓力角 =20°，變位系數(shù) =0 ，齒頂隙系數(shù) 齒頂高 ==1 齒根高 ==1.25 齒頂圓直徑 ==202mm b.齒條設(shè)計(jì) 齒條總長 =120mm ，==1 4.3紙盒上料機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì) （1）撥桿設(shè)計(jì) 當(dāng)盒被推盒裝置推走后，撥桿將紙盒的舌頭蓋上，隨即紙盒隨著傳送裝置被送到指定工序等待裝盒。撥桿結(jié)構(gòu)圖如圖4.3-1所示。 內(nèi)六角螺釘 工作臺(tái) 推力軸承 軸 緊定螺釘 摩擦輪 撥桿 圖4.3-1 凸輪結(jié)構(gòu)圖 （2）蓋盒裝置設(shè)計(jì) 當(dāng)完成盒蓋的上翻和下壓的過程后，紙盒被傳送到指定工序時(shí)，一個(gè)旋轉(zhuǎn)的裝置完成蓋盒蓋的過程。蓋盒裝置結(jié)構(gòu)圖如圖4.3-2所示。 螺釘Ⅰ 螺釘Ⅱ 鍵 墊片 撥桿 圖4.3-2 旋轉(zhuǎn)裝置結(jié)構(gòu) 4.4循環(huán)圖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一、 機(jī)構(gòu)循環(huán)圖 1．吸盒機(jī)構(gòu) 0 120 180 270 360 Φ 圖4.4-1 吸盒機(jī)構(gòu)循環(huán)圖 2．送盒機(jī)構(gòu) 0 90 270 360 Φ 圖4.4-2送盒機(jī)構(gòu)循環(huán)圖 圖4.4-2 送盒機(jī)構(gòu)循環(huán)圖 3．推藥板機(jī)構(gòu) 29 0 210 360 Φ 圖4.4-3送藥板機(jī)構(gòu)循環(huán)圖 二、機(jī)器循環(huán)圖 吸盒機(jī)構(gòu) 送盒機(jī)構(gòu) 推藥板機(jī)構(gòu) 0 0 0 120 180 240 270 360 360 90 △Φ1 △Φ2 290 360 210 29 Φ(°) Φ(°) Φ(°) 其中△Φ1=10°，△Φ2=20°。 4.5本章小結(jié) 本章主要進(jìn)行了三大部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，紙盒上料機(jī)構(gòu)、藥板上料機(jī)構(gòu)、裝盒機(jī)構(gòu) 的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，和氣閥、擋爪、齒輪齒條、槽輪、撥桿、蓋盒等裝置進(jìn)行細(xì)化設(shè)計(jì)，并完成了幾大部分的循環(huán)機(jī)構(gòu)圖，利與使用者對產(chǎn)品生產(chǎn)的了解。 結(jié)　　論 裝訂機(jī)屬于高技術(shù)、高智能、高競爭的機(jī)電一體化產(chǎn)品，高技術(shù)成果都會(huì)在包裝機(jī)械產(chǎn)品中得到應(yīng)用。裝訂機(jī)可分為折紙、下紙、藥板推送、紙盒打開、紙盒傳輸、折舌、插舌、壓平和打批號(hào)等功能。因此在設(shè)計(jì)過程中還要考慮機(jī)械潤滑、機(jī)械安全運(yùn)行、包裝衛(wèi)生等功能。我國國產(chǎn)藥品裝盒機(jī)雖然在近十幾年來獲得了快速的發(fā)展，但其面臨的問題依然不少。在國內(nèi)制藥裝備行業(yè)中藥品自動(dòng)裝盒機(jī)的制造商之中，技術(shù)含量和質(zhì)量較高的制造商寥寥無幾，且大多停留在半自動(dòng)或中低速水平，同國外的同類產(chǎn)品相比，無論在裝備的發(fā)展水平、技術(shù)含量和應(yīng)用推廣方面都不盡人意。在市場分配中，國產(chǎn)的藥品裝盒機(jī)只是在中低檔市場上略占優(yōu)勢，而高檔市場幾乎全部被國外產(chǎn)品所占據(jù)。 在進(jìn)行設(shè)計(jì)初始階段時(shí)應(yīng)充分考慮產(chǎn)品的可行性。一方面是市場的考慮，包括產(chǎn)品銷售、產(chǎn)品原料、制造費(fèi)用的考慮；另一方面是產(chǎn)品加工的考慮，包括現(xiàn)有加工能力、加工工藝、加工性能及周邊配套行業(yè)的考慮。 本設(shè)計(jì)的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容為藥品裝盒機(jī)的上料裝置設(shè)計(jì)、藥板裝盒裝置設(shè)計(jì)。完成的主要工作有：綜述；藥品裝盒機(jī)的發(fā)展歷程，發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展戰(zhàn)略；確定總體方案、包裝工藝，物料的運(yùn)動(dòng)方式采用垂直與水平相結(jié)合的方式，從而縮短了機(jī)器的尺寸；設(shè)計(jì)紙盒上料機(jī)構(gòu)，利用負(fù)壓吸盤對紙盒進(jìn)行分離、輸送，吸盤由凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，上下移動(dòng)；設(shè)計(jì)藥板上料機(jī)構(gòu)，通過槽輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)齒形帶對藥板進(jìn)行定量輸送；設(shè)計(jì)裝盒機(jī)構(gòu)，將藥板、說明書裝入紙盒內(nèi)，同時(shí)完成紙盒的折疊封合。 本設(shè)計(jì)充分考慮了機(jī)械動(dòng)力學(xué)分析，使機(jī)械運(yùn)行平穩(wěn)。設(shè)計(jì)過程參考了各類包裝機(jī)械設(shè)計(jì)的長處，同時(shí)借鑒了其它機(jī)械的優(yōu)點(diǎn)完成了藥品裝盒機(jī)的設(shè)計(jì)。本機(jī)器包裝能力為50～120盒/分。 為實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能，我們需要使用不同的機(jī)構(gòu)。這一過程中需綜合考慮整機(jī)的各個(gè)部分，使設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在滿足使用要求的同時(shí)，結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用。糖果包裝機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選擇和組合適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理，充分考慮實(shí)現(xiàn)特定運(yùn)動(dòng)所需機(jī)構(gòu)，如凸輪機(jī)構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)，凸輪連桿機(jī)構(gòu)。同時(shí)還應(yīng)運(yùn)用分離傳動(dòng)技術(shù)，綜合考慮傳動(dòng)軸和傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題。設(shè)計(jì)過程中應(yīng)盡量減少不確定性因素造成的影響，使機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)。設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)對機(jī)械進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，以提升機(jī)械運(yùn)行速度和平穩(wěn)性。另外還應(yīng)考慮包裝機(jī)械的多樣、可調(diào)、容錯(cuò)、可擴(kuò)展、平穩(wěn)性以及美觀化，追求機(jī)械輕巧但穩(wěn)定。設(shè)計(jì)過程可參考各類包裝機(jī)械設(shè)計(jì)的長處，同時(shí)借鑒別的機(jī)械，如塑料機(jī)械、印刷機(jī)械的優(yōu)點(diǎn)。除進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)外.還應(yīng)考慮各功能另外的實(shí)現(xiàn)途徑，如真空、電器控制等，以期最優(yōu)組合該產(chǎn)品。 本機(jī)總體上具有較高的性價(jià)比，具有很強(qiáng)的競爭力和很好的發(fā)展前景。此外包裝機(jī)械也可以有一些附加功能，如包裝盒中加入量杯、藥勺等工具，以方便用戶使用。在機(jī)種的開發(fā)方面可以設(shè)計(jì)較為先進(jìn)的機(jī)械，如無菌包裝機(jī)械、保鮮包裝機(jī)械等。還可以開發(fā)藥品包裝前處理成套設(shè)備和后處理配套設(shè)備。 由于經(jīng)驗(yàn)不足，本設(shè)計(jì)存在不足之處，有些地方考慮不夠周到，這些問題都有待進(jìn)一步解決。 3  參考文獻(xiàn) [1] Glenn Davis. 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