藥品包裝機(jī)設(shè)計,藥品,裝機(jī),設(shè)計 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 摘 要 藥品包裝機(jī)械屬于高技術(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、壓平和打批號等功能。 本設(shè)計的主要設(shè)計內(nèi)容為藥品裝盒機(jī)的上料裝置設(shè)計、藥板裝盒裝置設(shè)計。完成的主要工作有： 1. 綜述了藥品裝盒機(jī)的發(fā)展歷程，發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展戰(zhàn)略。 2. 確定了總體方案、包裝工藝，物料的運(yùn)動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。 3. 設(shè)計了紙盒上料機(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，上下移動。 4. 設(shè)計了藥板上料機(jī)構(gòu)，通過槽輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動齒形帶對藥板進(jìn)行定量輸送。 5. 設(shè)計了裝盒機(jī)構(gòu)，將藥板、說明書裝入紙盒內(nèi)，同時完成紙盒的折疊封合。 本設(shè)計充分考慮了機(jī)械動力學(xué)分析，使機(jī)械運(yùn)行平穩(wěn)。設(shè)計過程參考了各類包裝機(jī)械設(shè)計的長處，同時借鑒了其它機(jī)械的優(yōu)點完成了藥品裝盒機(jī)的設(shè)計。本機(jī)器包裝能力為50～120盒/分。 本機(jī)總體上具有較高的性價比，具有很強(qiáng)的競爭力和很好的發(fā)展前景。 關(guān)鍵詞：裝盒機(jī)；上料；藥品；包裝機(jī) Abstract Medicines and chemical reagents package machinery belongs to a high technology, the integration of machinery with electronics product, high technology achievement city that high intelligence, height compete for are applied in package machinery product. Paper box package machinery may be that the box opens, paper box transfers, breaks tongue, functions such as inserting tongue, flattening and putting a batch number up mark poison board under paper folding, deducing paper feed. Main part designing that originally expects that the device designs that , the medicine board dress box device designs that on designing that content is that medicines and chemical reagents is packed in box machine's. Main part being completed works having: (1).Have summed up medicines and chemical reagents packing development of box machine course, present situation and development strategy. (2). Have ascertained the overall plan , package handicraft, the material motion way adopt the perpendicularity comparing with level to look at and appraise the way being tied in wedlock , the dimension having shortened a machine thereby. (3). The organization having designed that paper box fixes material, makes use of the negative pressure acetabulum to carry out separation , transportation on paper box , the acetabulum drives , moves about from cam organization. (4). Expect that organization, conveys by the fact that sheave organization drives jugged as well as carrying out a quantify on medicine board on the board having designed medicine. (5). Organization having designed the dress box, board , specifications put medicine into the paper box inner , the enfoldment accomplishing paper box at the same time seals off the small side door. The operation designing that having considered a mechanical kinetics sufficiently analyses, uses machinery originally is stable. Other machinery merit having designed that process has consulted package machinery design of all kinds strong point, drawing lessons at the same time has accomplished medicines and chemical reagents installing box machine design. The machine package ability is allotted for 50 ~ 120 boxes. This machine has higher nature price ratio as a whole, has very strong competition and the very good development prospect. Key words：Pack box machine；Fix material；Medicines and chemical reagents；Packer 目 錄 第1章 緒 論 1 1.1 國外包裝機(jī)械概述 1 1.2 我國包裝機(jī)械業(yè)發(fā)展的思考和發(fā)展戰(zhàn)略 2 1.3 我國藥品裝盒機(jī)的發(fā)展歷程及發(fā)展現(xiàn)狀 6 1.4 藥品裝盒機(jī)發(fā)展中面臨的問題研究及發(fā)展方向評估 7 1.5 畢業(yè)設(shè)計題目及基本參數(shù) 9 第2章 方案設(shè)計 10 2.1 總體方案設(shè)計 10 2.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案設(shè)計 10 2.2.1 紙盒上料機(jī)構(gòu)設(shè)計 10 2.2.2 藥板上料機(jī)構(gòu)設(shè)計 11 2.2.3 裝盒裝置設(shè)計 12 第3章 設(shè)計計算 15 3.1 齒輪傳動設(shè)計計算 15 3.2 軸的設(shè)計計算 17 3.3 滾動軸承壽命計算 21 3.4 鍵聯(lián)接的選擇和驗算 21 第4章 結(jié)構(gòu)設(shè)計 22 4.1 紙盒上料機(jī)構(gòu)方案設(shè)計 22 4.1.1 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計計算 22 4.1.2 氣閥結(jié)構(gòu)設(shè)計 22 4.1.3 擋爪機(jī)構(gòu)設(shè)計 23 4.2 藥板上料機(jī)構(gòu)方案設(shè)計 23 4.3 紙盒上料機(jī)構(gòu)方案設(shè)計 25 4.4 循環(huán)圖設(shè)計 27 第5章 結(jié)論 29 參考文獻(xiàn) 30 致 謝 32 附 錄 33 V 第1章 緒 論 1.1 國外包裝機(jī)械概述 包裝機(jī)械是集機(jī)、電、光、聲、磁、化、生、美為一體的高技術(shù)、高智能、高競爭的產(chǎn)品[1]。發(fā)展速度快、更新速度快是它的一大特點。世界上一切高技術(shù)成果，都會在包裝機(jī)械產(chǎn)品中得到應(yīng)用[2]。 國外的包裝機(jī)械近些年有了新特點，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，使包裝機(jī)械產(chǎn)品向知識密集化、技術(shù)綜合化、產(chǎn)品智能化等方面發(fā)展[3]。 美國、日本、德國、意大利是世界上包裝機(jī)械四大強(qiáng)國。美國是世界上包裝機(jī)械發(fā)展歷史較長的國家，早已形成了獨立完整的包裝機(jī)械業(yè)體系，其品種和產(chǎn)量均居世界之首[4]。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)械與計算機(jī)緊密結(jié)合，實現(xiàn)機(jī)電一體化控制新型機(jī)械產(chǎn)品[5]，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。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、自動化程度高等優(yōu)點[6]。90年代以來，已將變頻調(diào)整、光電追蹤、無觸點電子開關(guān)、動態(tài)數(shù)據(jù)顯示等技術(shù)運(yùn)用在包裝機(jī)械中[7]。日本包裝機(jī)械大部分用于食品包裝領(lǐng)域[8]。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[9]。歐洲各國包裝機(jī)械業(yè)的一個共同特點，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，因為荷蘭是歐洲很重要的貿(mào)易轉(zhuǎn)口地[10]。德國的包裝機(jī)械在計量、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、自動化程度高、可靠性好等特點，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 等工序在一臺單機(jī)上完成[11]。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、價格便宜的特點[12]。 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[13]。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，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[14]。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[15]。 1.2 我國包裝機(jī)械業(yè)發(fā)展的思考和發(fā)展戰(zhàn)略 首先，要明確我國包裝機(jī)械業(yè)的發(fā)展方向預(yù)計到2005年我國包裝機(jī)械產(chǎn)量將增加到67萬臺(套)，到2010年將增至93萬臺(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)步來推動行業(yè)的發(fā)展[16]。 目前，世界各國對包裝機(jī)械發(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包裝機(jī)械業(yè)的發(fā)展方向?qū)τ谖覈陌b機(jī)械生產(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[17]。 其次，要進(jìn)行我國包裝機(jī)械業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整在“十五”期間乃至2010年，我國包裝機(jī)械業(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[18]。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。中國包裝工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略為： （1）、實施“聯(lián)合發(fā)展”戰(zhàn)略 我國包裝企業(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，處理好以下幾個問題:。 1、在實行聯(lián)合發(fā)展時，如何實現(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)實行控股、參股。 2、中小包裝企業(yè)在實行聯(lián)合發(fā)展時，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)要素向包裝生產(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，成為一個企業(yè)集團(tuán)，以實現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)。 （2）、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，在實施《清潔生產(chǎn)法(草案）》時，應(yīng)以包裝行業(yè)為試點，率先實行清潔生產(chǎn)管理。 3、加大實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，實行有償回收，對能再利用的啤酒瓶、飲料瓶、PET瓶均實行押金有償回收，押金由銷售商在整個流通階段向最終消費(fèi)者征收，在容器回收時予以退還。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。要在包裝行業(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，以盡快提高我國包裝產(chǎn)品在國際市場上的競爭力[19]。 (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、放開紙包裝制品的發(fā)展，使其保持快速增長。 2、促進(jìn)金屬包裝制品的發(fā)展。 3、提升玻璃包裝制品的檔次。 4、均衡塑料包裝制品的發(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)械特別是成套包裝生產(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、對一些重點企業(yè)和重點產(chǎn)品，實行集中扶持政策。 3、制定技術(shù)創(chuàng)新政策，實現(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，實現(xiàn)關(guān)鍵裝備的突破。 6.培育一批大型包裝裝備企業(yè)集團(tuán)。 (五)加快包裝工業(yè)的法規(guī)建設(shè) 我國的包裝法規(guī)應(yīng)涵蓋如下基本內(nèi)容: 1、包裝法規(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、包裝法規(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、包裝法規(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)境的要求適時修正。 4、包裝法規(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)的原則以及獎懲制度。 5、開展國外包裝技術(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、建立包裝行業(yè)統(tǒng)計報表制度。 7、繼續(xù)辦好包裝協(xié)會的刊物，搞好信息服務(wù)。 8、強(qiáng)化行業(yè)協(xié)會管理職能，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)包裝企業(yè)建立現(xiàn)代企業(yè)制度。 2、大型包裝企業(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，起點要高。 5、建立中國包裝設(shè)計研究院。 (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)知識又有實踐能力的創(chuàng)新人才，取得了成功的經(jīng)驗?？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 我國藥品裝盒機(jī)的發(fā)展歷程及發(fā)展現(xiàn)狀 我國早期的藥品生產(chǎn)裝盒主要是采用手工裝盒，后來隨著生產(chǎn)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，逐漸采用機(jī)械化裝盒。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)在很長的一段時間內(nèi)不得不放棄自動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，全自動裝盒機(jī)開始得到了全面的應(yīng)用。而此時藥品裝盒機(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[20]。 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。按照不同的分類方法，可以將目前我國生產(chǎn)的全自動裝盒機(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/m in；第2類為中高速型，速度約80～120盒/m in；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，用途也不盡一致[21]。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)的價格要比國產(chǎn)的高出許多[22]。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)。相信依托各個大學(xué)和科研院所的科研實力，國產(chǎn)藥品裝盒機(jī)的研制生產(chǎn)在不久的將來會有重大的突破。 1.4 藥品裝盒機(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)[23]?，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)在以下幾個方面：(1).在質(zhì)量上，從某種意義上說，藥品自動裝盒機(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)不得不購買多臺國產(chǎn)自動裝盒機(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瑖鴥?nèi)目前藥品自動裝盒機(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[24]。 二、從整個行業(yè)的研發(fā)生產(chǎn)能力上看，主要表現(xiàn)有以下幾個問題：(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，并且只能靠低價維持其市場競爭力，無法長期占領(lǐng)市場[25]。(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)行低價惡性競爭，而一旦遇上市場要求變動，卻又無法及時轉(zhuǎn)型，從而被市場所淘汰[26]。 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)實踐，我國的藥品裝盒機(jī)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)在以下幾個方面尋求突破： (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)而言是個嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，這要求有關(guān)企業(yè)把眼光放遠(yuǎn)，實行走出去，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[27]。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)計生產(chǎn)出符合出客戶要求的產(chǎn)品，實行個性化的服務(wù)，使企業(yè)與客戶之間形成良好的互動，使雙方受益。保持與制藥企業(yè)之間的良好互動關(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向，能夠及時滿足市場需求，對企業(yè)的發(fā)展壯大是大有裨益的[28]。 (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。同時國家應(yīng)加大機(jī)械行業(yè)的投入力度，扶持一批有實力的企業(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[29]。 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，我國“十五”期間醫(yī)藥工業(yè)實現(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)展必將迎來一個跨越式的發(fā)展[30]。 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)計藥品裝盒機(jī)。 1.5 畢業(yè)設(shè)計題目及基本參數(shù) 本設(shè)計的題目為藥品裝盒機(jī)上料、裝盒裝置設(shè)計。本設(shè)計主要完成紙盒、藥板的上料及裝盒裝置設(shè)計。 基本參數(shù)為： （1）. 紙簽（說明書）規(guī)格：最大300mm×210mm，最小80mm×100mm； （2）. 紙盒規(guī)格：長=100mm；寬=65 mm；高=20mm； （3）. 包裝物（藥板）規(guī)格：長=80mm，寬=58 mm。 設(shè)計要求為：包裝能力：50～120盒/分，1～2板/盒； 本設(shè)計的設(shè)計任務(wù)為： ①．總體方案設(shè)計、傳動系統(tǒng)設(shè)計與計算； ②．紙盒上料機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算，完成相應(yīng)部裝圖； ③．藥板上料機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計，完成相應(yīng)的部裝圖； ④．裝盒裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計、計算，完成總裝圖； ⑤．部分零件圖設(shè)計； ⑥．設(shè)計說明書一份，字?jǐn)?shù)為1.5萬； ⑦．外文翻譯不少于2000單詞； ⑧．圖紙合計為3.5張，利用計算機(jī)繪圖。 44 第2章 方案設(shè)計 2.1 總體方案設(shè)計 本設(shè)計的裝盒機(jī)為立式藥品裝盒機(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)計選用了YCJ電動機(jī)，及電動機(jī)和減速器直聯(lián)。機(jī)座號為160，電動機(jī)功率為3，輸出軸轉(zhuǎn)速為58，輸出轉(zhuǎn)矩為452，電動機(jī)代號為100。 2.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案設(shè)計 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。 2.2.1 紙盒上料機(jī)構(gòu)設(shè)計 紙盒上料的過程主要由凸輪Ⅰ帶動帶有吸嘴的軸Ⅰ上下運(yùn)動完成的。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，這時彈簧處于拉伸狀態(tài)，連桿2向上運(yùn)動，使連桿3帶動擋片擋住上面的紙盒，從而保證只有一個盒被吸下。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)動時，連桿2在彈簧的作用下向下運(yùn)動，使連桿3帶動擋片向上翻。如此往復(fù)運(yùn)動完成吸盒的過程。當(dāng)盒被放下時，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)動帶動軸Ⅰ向上運(yùn)動時，軸Ⅰ會發(fā)生旋轉(zhuǎn)，為了避免這種情況發(fā)生，特設(shè)計了導(dǎo)向桿，使軸Ⅰ只能沿著導(dǎo)向桿的方向運(yùn)動。吸盒是由負(fù)壓真空吸氣完成的。當(dāng)凸輪Ⅰ帶動軸Ⅰ向上運(yùn)動，吸嘴到達(dá)最高位置時，開始吸氣，盒被吸下來，當(dāng)吸嘴到達(dá)最低位置時，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，軸Ⅱ被壓下去，氣路被堵死，實現(xiàn)斷氣；當(dāng)凸輪Ⅱ轉(zhuǎn)動時，壓縮彈簧作用帶動軸Ⅱ向上運(yùn)動，氣路被連通，實現(xiàn)吸氣。軸Ⅱ上帶有圓槽，也可以在軸上做個通孔。如果軸Ⅱ上是個通孔，那安裝精度要求比較高，因為要保證這個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上做個圓槽就避免了這個問題，不管怎樣接觸，氣道都會打通。 彈簧 軸 凸輪 擋片 工作臺 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 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 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間由槽輪控制。推藥板的機(jī)構(gòu)由齒輪齒條帶動。推藥板原理圖如圖2.2.2-1所示。 因為藥板比較薄，如果推桿只是簡單的平頭，那么推藥板時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)計了如圖2.2.2-2所示的推桿。 傳送帶的示意圖如圖2.2.2-3所示。本設(shè)計傳送帶的帶輪是由鏈輪帶軸帶動的，而鏈輪軸是由槽輪帶動，從而實現(xiàn)了間歇運(yùn)動。但此處也可以通過傳感器和伺服電機(jī)來實現(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)出的信號后，伺服電機(jī)開始工作，從而帶動帶輪轉(zhuǎn)動，將藥板送到指定位置?；鄣慕嵌纫侠恚蝗凰幇寰筒粫?zhǔn)確的到達(dá)工作架的位置。滑槽的角度是根據(jù)多次試驗得來的，滑槽的底邊要非常圓滑，這樣藥板不僅不會卡在滑槽上，而且可以節(jié)省時間，藥板能以最短的時間到達(dá)工作位置。 圖2.2.2-2 推桿示意圖 帶 2.2.3 裝盒裝置設(shè)計 藥板 帶 圖2.2.2-3 帶示意圖 裝盒裝置由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)帶動，經(jīng)過固定裝置及撥桿，從而完成裝盒的過程 裝盒共分四道工序，分別為： A. 裝藥板和說明書 B. 打印日期 C. 蓋紙盒蓋 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。到達(dá)工序A后，盒不動，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。凸輪帶動成型器上下運(yùn)動，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，一個旋轉(zhuǎn)的裝置完成蓋盒蓋的過程。 1 2 3 4 6 5 圖2.2.3-1 紙盒結(jié)構(gòu)示意圖 撥桿 軸 圖2.2.3-2 撥桿示意圖 固定裝置Ⅰ 固定裝置Ⅱ 圖2.2.3-3 固定裝置示意圖 1 2 紙盒的傳送裝置曲柄搖桿機(jī)構(gòu)帶動，能實現(xiàn)上下左右運(yùn)動，即作平行四邊形運(yùn)動。當(dāng)紙盒被吸下來時，該傳送裝置向上運(yùn)動，輔助將盒撐起來。然后傳送裝置向前運(yùn)動，完成裝盒和蓋盒蓋后，傳送裝置向下運(yùn)動，然后往回運(yùn)動，進(jìn)行下一次動作。該機(jī)構(gòu)設(shè)計為純機(jī)械設(shè)計，要嚴(yán)格要求與其他動作的時間和空間同步化，因此在設(shè)計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 第3章 設(shè)計計算 3.1 齒輪傳動設(shè)計計算 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 由文獻(xiàn)[29]中式5—54得 ≥mm 初選=1.2 由文獻(xiàn)[29]中式5—14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 查文獻(xiàn)[29]圖5-17得=1.1, =1.1 取Zw=1.0，=1.0，=0.92，=1.0 由文獻(xiàn)[29]中圖5-16(b)得=590Mpa，=550MPa 由文獻(xiàn)[29]中(5-28)計算許用接觸應(yīng)力 =ZN1ZXZWZLVR==597.3Mpa =ZN2ZXZWZLVR==556.6Mpa ≥ ==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 由文獻(xiàn)[29]表5—3取=1.1 ==0.358 查文獻(xiàn)[29]中圖5—4 =1.02 ===148.56mm =0.3×148.56=44.56 取 ===0.784 查文獻(xiàn)[29]圖5—7得=1.175 ==1.1×1.02×1.175=1.32 =＜〔〕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 由文獻(xiàn)[29]中式5—55 =≤ =arctan=arctan=16.48O ==-16.48 O=73.52O =28/cos116.48O =21.90 95/cos73.52O =250.28 按, 查文獻(xiàn)[29]中圖5—14得=2.85,=2.3 查文獻(xiàn)[29]中圖5—15得=1.55，=1.74 查文獻(xiàn)[29]中圖5—18b得 =220～230MPa,=170～180MPa 查文獻(xiàn)[29]中圖5—19得=1.0，=1.0 由文獻(xiàn)[29]中式5—32得=1.0 取=2.0，=1.4 由文獻(xiàn)[29]中式5—31 ===314MPa ===257MPa = ==85.86MPa<=314MPa安全 ===77.78MPa〈=257MPa安全 3.2 軸的設(shè)計計算 1．軸的設(shè)計計算 （1）選擇軸的材料 軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。 （2）按扭矩初步估算軸端直徑 按文獻(xiàn)[29]中式（8-2） 查文獻(xiàn)[29]表（8-2） 取=130 =40mm 考慮軸端有一個鍵槽 =20×3﹪=18.77 取=30mm 該段軸長 =384mm （3）初選滾動軸承 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 帶對軸的壓軸力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點的彎矩最大，但該出的直徑卻較小，故應(yīng)驗算B點的強(qiáng)度。 由文獻(xiàn)[29]表（8-1）和表（8-3）查得，根據(jù)式（8-7） =27.25mm 27.25mm<30mm靜強(qiáng)度足夠 由于E點的彎矩較大，而直徑卻最小，所以還需驗算E點的靜強(qiáng)度。 E點處的當(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．判斷危險剖面 I-Ⅳ剖面均有應(yīng)力集中源，均有可能是危險剖面。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)由文獻(xiàn)[29]附表1-1查得 =2.73 =1.96 由文獻(xiàn)[29]附表1-4查得：=0.83，=0.0.89 由文獻(xiàn)[29]附表1-5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 由文獻(xiàn)[29]表1-5查得0.21,由表8-1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 由文獻(xiàn)[29]附表1-2查得 =8 =0.05 1.88 1.59 由文獻(xiàn)[29]附表1-4查得=0.83 =0.89 由文獻(xiàn)[29]附表1-5查得 ===2.17 ===16.51 ===2.15 S＞[S]=1.8安全 3.3 滾動軸承壽命計算 已知：6204AC軸承?；绢~定動載荷C=25.2KN，基本額定靜載荷C0=29.5kw,e=0.68。 由前面計算得知，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 > 計算軸承B的壽命 =13808.90h 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 鍵聯(lián)接的選擇和驗算 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)計計算得知：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，因為它具有結(jié)構(gòu)簡單，對中性好，裝拆方便等優(yōu)點。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)力由文獻(xiàn)[29]表2-10查得=100MPa。 鍵的工作長度=-=30-5=25mm。 第4章 結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.1 紙盒上料機(jī)構(gòu)方案設(shè)計 4.1.1 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計計算 凸輪機(jī)構(gòu)采用力封閉式。運(yùn)動規(guī)律為雙停歇運(yùn)動，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)動角Φ=120°，最大壓力角選用30°，由文獻(xiàn)[29]圖13.5-5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際廓線。 4.1.2 氣閥結(jié)構(gòu)設(shè)計 當(dāng)帶吸嘴的軸到達(dá)最高位置時，氣閥通道接通，開始吸氣。當(dāng)軸到達(dá)最底位置時，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。因為如果軸Ⅱ上是個通孔，只有保證這個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)計采用在軸Ⅱ上加工一個圓槽，這樣不管怎樣接觸，氣道都會打通。 當(dāng)軸Ⅱ在凸輪的作用下作上下運(yùn)動時，軸Ⅱ會發(fā)生轉(zhuǎn)動，為了解決這個問題，本設(shè)計設(shè)計了導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。軸Ⅱ在彈簧的作用下，在凸輪回程的時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，不會發(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 4.1.3 擋爪機(jī)構(gòu)設(shè)計 托紙盒的架上帶有擋爪，當(dāng)盒被吸下來時，擋爪繞軸Ⅱ向下轉(zhuǎn)動，盒被吸走時，擋爪在拉伸彈簧的作用下又回到最初位置。這